CN106758275A - 一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，该方法首先采用纺粘法制备双组份桔瓣型复合长丝纤维，并在成网帘上铺网，经水刺加固得到无纺布基布；然后在离型纸上制备水性聚氨酯面层和发泡层，在基布上制备水性聚氨酯粘结层；最后将面层和发泡层贴合在基布的粘结层上，得到纺粘长丝桔瓣型超纤革。与现有技术相比，本发明通过采用双组份超细纤维纺粘长丝水刺无纺布，并结合水性聚氨酯树脂，有效解决了现有超细纤维合成革工业中甲苯减量或碱减量工艺的有机废水和溶剂型生产系统产生的DMF溶剂污染问题，形成了一条工艺简单且绿色环保无污染的超细纤维合成革生产线。

Description

一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法
技术领域
本发明涉及超细纤维合成革技术领域，具体是一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法。
背景技术
超细纤维合成革作为最新一代的合成革产品，具有极佳的回弹性、柔软性、仿真性、透气性，正在大幅度地取代真皮和普通合成革，以满足国内外市场对高档产品的需求，体现了合成革技术发展的主要方向。
目前，超细纤维合成革的制备技术已相对成熟，但超细纤维合成革的生产过程中产生严重的污染，阻止了超细纤维合成革进一步地发展和应用。污染产生的原因为：(1)用于制造超细纤维合成革的多数为定岛型和不定岛型的海岛超细纤维，在纤维分离时采用溶离法，即双组份纤维因为溶去海组分，留下到岛组分而形成超细纤维。这种溶离法目前最常用的是甲苯减量或碱减量工艺，会产生大量的有机废水，不仅造成了一定的环境污染，也增加了生产成本。(2)传统的超细纤维合成革的湿法生产工艺是以溶剂型聚氨酯和二甲基甲酰胺(DMF)的混合液浸渍超细纤维无纺布，再经凝固、水洗、碱减量、干燥、后整理的工序，最终制得超细纤维合成革。这种制备的方法会产生两个重大的问题，其一是采用了DMF做溶剂，加工过程会造成DMF的溶剂污染；其二是残留在产品中的DMF会造成产品安全问题。
针对超细纤维合成革工艺存在的污染问题，目前的改进技术主要从以下两方面进行：一是采用裂离法形成超细纤维的技术，通过机械或者加热的方法使复合纤维的双组分进行分离，该方法最大的优势是没有污染，生产成本低。日本钟纺和帝人公司将裂离型短纤维，经梳理成网、水刺固网后使之分裂获得0.1D左右的超细纤维非织造布，再经聚氨酯制革工艺制备超细纤维合成革。该方法解决了减量过程中产生的甲苯或碱液等废气废水污染，但该方法的缺点在于非织造布由短纤经梳理成网制备而成，厚度较大且工艺复杂，成本较高；二是对聚氨酯树脂进行改进，基于水性聚氨酯合成革和反应成型的无溶剂聚氨酯合成革成为该领域的研究热点，是解决溶剂污染的新途径。申请号201210391317.3公开了一种绒面水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，该方法解决了目前溶剂型生产系统产生的DMF污染问题和染料抗热迁移性能差的问题，但该方法的缺点在于使用甲苯减量抽出的方法制备尼龙6超细纤维的过程中，造成了环境污染。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法。该方法充分发挥桔瓣型超细纤维非织造布和水性聚氨酯的优势，以有效解决现有超细纤维合成革工业的环境污染和产品安全问题，同时赋予超细纤维合成革优异的力学性能和卫生性能。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
1)双组份超细纤维纺粘水刺无纺布的制备：首先将两种聚合物切片分别导入干燥塔里进行预结晶和干燥处理，经螺杆挤压机挤压熔融，熔体过滤器过滤后进入纺丝箱；然后采用桔瓣纺丝组件，在双组份纺粘设备上经牵伸纺丝成网，最后由成网机输出的纤网经预加湿后进入水刺区，在水流的压力作用下纤维开纤并缠结在一起；经烘干、切边、卷绕成卷，形成双组份超细纤维纺粘水刺无纺布；
2)粘结层的制备：首先，将水性聚氨酯粘结层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为100-250％、搅拌速度为600-800r/min；将发泡后的浆料刮涂在步骤1)得到的无纺布上，刮涂厚度控制在0.1-0.2mm；然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，烘干时间10s-1min；
3)面层的制备：首先，将水性聚氨酯面层浆料搅拌均匀后，放入真空干燥箱中脱泡，气泡完全脱除后取出待用；然后，将脱泡后的浆料刮涂在离型纸上，刮涂厚度为0.2-0.3mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，干燥后，得到面层；
4)发泡层的制备：首先，将水性聚氨酯发泡层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为200-300％、搅拌速度为600-800r/min；然后，将发泡后的浆料刮涂在步骤3)得到的面层上，刮涂厚度为0.3-0.6mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，干燥后，得到包含有发泡层和面层的复合层；
5)合成革的贴合：首先，将步骤4)得到的复合层中的发泡层贴合在步骤2)得到的无纺布的粘结层上，然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，待完全干燥取出，得到纺粘长丝桔瓣型超纤革。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
1)采用双组份超细纤维纺粘水刺无纺布和水性聚氨酯分别替代海岛超纤非织造布和溶剂型聚氨酯，整个生产过程中不使用任何溶剂，无有毒有害气体的排放，从源头上消除了甲苯和DMF等的环境污染；同时无需溶剂回收装置，降低了设备投入和能源消耗。
2)由于水性聚氨酯的高亲水性，所制备的聚酯/尼龙6双组份纺粘桔瓣超纤合成革具有优良的透气、透湿性能，而且在手感、撕裂、耐磨、抗霉变等性能上超过了天然皮革效果，大大提高了产品的档次。
3)以双组份超细纤维纺粘水刺无纺布作为超纤革基布，有利于实现超纤革的高强轻薄化制备。
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
1)双组份超细纤维纺粘水刺无纺布的制备：首先将两种聚合物切片分别导入干燥塔里进行预结晶和干燥处理，经螺杆挤压机挤压熔融，熔体过滤器过滤后进入纺丝箱；然后采用桔瓣纺丝组件，在双组份纺粘设备上经牵伸纺丝成网，最后由成网机输出的纤网经预加湿后进入水刺区，在水流的压力作用下纤维开纤并缠结在一起；经烘干、切边、卷绕成卷，形成双组份超细纤维纺粘水刺无纺布(简称无纺布)；
2)粘结层的制备：首先，将水性聚氨酯粘结层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为100-250％、搅拌速度为600-800r/min；将发泡后的浆料刮涂在步骤1)得到的无纺布上，刮涂厚度控制在0.1-0.2mm；然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，烘干时间10s-1min；
3)面层的制备：首先，将水性聚氨酯面层浆料搅拌均匀后，放入真空干燥箱中脱泡，气泡完全脱除后取出待用；然后，将脱泡后的浆料刮涂在离型纸上，刮涂厚度为0.2-0.3mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，干燥后，得到面层；
4)发泡层的制备：首先，将水性聚氨酯发泡层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为200-300％、搅拌速度为600-800r/min；然后，将发泡后的浆料刮涂在步骤3)得到的面层上，刮涂厚度为0.3-0.6mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，干燥后，得到包含有发泡层和面层的复合层；
5)合成革的贴合：首先，将步骤4)得到的复合层中的发泡层贴合在步骤2)得到的无纺布的粘结层上，然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，待完全干燥取出，得到纺粘长丝桔瓣型超纤革。
步骤1)中的两种聚合物切片之间的界面粘合性和相容性较差，选自PET(涤纶)、PA6(锦纶6)、PP(丙纶)和PU(氨纶)中的两种，两种的质量比为70:30-50:50；无纺布的厚度为0.3-0.5mm，单位克重为40-180g/m2，开纤率在70-90％，单丝纤度可达0.075-0.175D；
步骤2)中所述的水性聚氨酯粘结层浆料由质量分数为93-97％的水性聚氨酯乳液和质量分数为3-7％的水性助剂组成；所述水性聚氨酯乳液为固含量57-59％、模量在1.1-1.5Mpa之间的芳香族或脂肪族水性聚氨酯；所述水性助剂为水性发泡剂、水性稳泡剂、水性流平剂、水性增稠剂或色浆中的至少一种；
步骤3)中所述的水性聚氨酯面层浆料由质量分数为95-98％的水性聚氨酯乳液和质量分数为2-5％的水性助剂组成；所述水性聚氨酯乳液为固含量29-31％、模量在1-7Mpa之间的芳香族或脂肪族水性聚氨酯；所述水性助剂为水性增稠剂、水性流平剂或色浆中的至少一种；
步骤4)中所述的水性聚氨酯发泡层浆料由质量分数为93-97％的水性聚氨酯乳液和质量分数为3-7％的水性助剂组成；所述水性聚氨酯乳液为固含量40-50％、模量在1-2.5Mpa之间的芳香族或脂肪族水性聚氨酯；所述水性助剂为水性发泡剂、水性稳泡剂、水性流平剂、水性增稠剂或色浆中的至少一种；
所述水性发泡剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠；所述水性稳泡剂为硬酯酸铵；所述水性流平剂为SR-103；
所述一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法中，在步骤1)和步骤2)之间可以增加以下步骤：双组份超细纤维纺粘水刺无纺布的处理：首先，将无纺布通过装有聚乙烯醇水溶液的浸渍槽中，水浴温度为65-85℃，含浸3-5min；再将浸透的无纺布通过轧辊挤出其中的聚乙烯醇水溶液，使得无纺布中聚乙烯醇水溶液的质量为无纺布重量的60-100％；将挤出聚乙烯醇水溶液的无纺布在90-130℃的温度下烘干；再将烘干后的无纺布通过装有水性聚氨酯浸渍液的浸渍槽中，水浴升温为65-85℃，含浸3-5min；然后，将浸透的无纺布通过轧辊挤出其中的浸渍液，控制无纺布中浸渍液的含量为无纺布重量的60-80％；最后，将挤出浸渍液的无纺布在90-130℃温度下烘干，再经65-85℃去离子水水洗，于90-130℃温度下烘干。所述聚乙烯醇水溶液由质量分数为3-5％的聚乙烯醇和质量分数为95-97％的去离子水组成；所述水性聚氨酯浸渍液由质量分数为20-40％的水性聚氨酯乳液和质量分数为60-80％的去离子水组成；所述水性聚氨酯乳液为固含量42-50％、模量在1-2.5Mpa之间的芳香族或脂肪族水性聚氨酯。
实施例1
1)双组份超细纤维纺粘水刺无纺布的制备：首先将聚酯/尼龙6切片分别导入干燥塔里进行预结晶和干燥处理，经螺杆挤压机挤压熔融，熔体过滤器过滤后进入纺丝箱；然后采用桔瓣纺丝组件，在双组份纺粘设备上经牵伸纺丝成网，最后由成网机输出的纤网经预加湿后进入水刺区，在水流的压力作用下纤维开纤并缠结在一起；经烘干、切边、卷绕成卷，形成克重为80g/m2的双组份超细纤维纺粘水刺无纺布。聚酯:尼龙6的质量比为70:30，经水刺开纤后，开纤率在85％、单丝纤度可达0.1D。
2)粘结层的制备：首先，将水性聚氨酯粘结层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为250％、搅拌速度为800r/min；将发泡后的浆料刮涂在步骤1)得到的无纺布上，刮涂厚度控制在0.15mm，然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，烘干时间30min；
3)面层的制备：首先，将水性聚氨酯面层浆料搅拌均匀后，放入真空干燥箱中脱泡，气泡完全脱除后取出待用；然后，将脱泡后的浆料刮涂在离型纸上，刮涂厚度为0.2mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，干燥后，得到面层；
4)发泡层的制备：首先，将水性聚氨酯发泡层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为250％、搅拌速度为800r/min；然后，将发泡后的浆料刮涂在步骤3)得到的面层上，刮涂厚度为0.3mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，干燥后，得到包含有发泡层和面层的复合层；
5)合成革的贴合：首先，将步骤4)得到的复合层中的发泡层贴合在步骤2)得到的无纺布的粘结层上，然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，待完全干燥取出，得到聚酯/尼龙6双组份纺粘长丝桔瓣型超纤革。
对比例
对比例1为机织物服装革，对比例2为针织物服装革，对比例3为海岛超纤针织服装革，对比例4为真皮服装革，均为市售产品。
通过试验检测实施例1的聚酯/尼龙6双组份纺粘长丝桔瓣型超纤革和对比例1-4市售的合成革的主要性能参数，具体如表1所示。
表1
从表1中数据可以看出，由本发明所制备的聚酯/尼龙6双组份纺粘长丝桔瓣型超纤革，其在断裂强力、伸长率、撕裂强力、剥离强度、透气透湿性能和综合风格上都已经接近或超过普通合成革和真皮。而本发明通过采用双组份超细纤维纺粘水刺无纺布，并结合水性聚氨酯树脂，有效解决了现有超细纤维合成革工业中甲苯减量或碱减量工艺的有机废水和溶剂型生产系统产生的DMF溶剂污染问题，形成了一条工艺简单且绿色环保无污染的超细纤维合成革生产线，无论是超纤革的生产还是超纤革的使用都实现了环保的效果，更有利于人体健康。
实施例2
1)双组份超细纤维纺粘水刺无纺布的制备：首先将聚酯/尼龙6切片分别导入干燥塔里进行预结晶和干燥处理，经螺杆挤压机挤压熔融，熔体过滤器过滤后进入纺丝箱；然后采用桔瓣纺丝组件，在双组份纺粘设备上经牵伸纺丝成网，最后由成网机输出的纤网经预加湿后进入水刺区，在水流的压力作用下纤维开纤并缠结在一起；经烘干、切边、卷绕成卷，形成克重为80g/m2的双组份超细纤维纺粘水刺无纺布。聚酯:尼龙6的质量比为70:30，经水刺开纤后，开纤率在85％、单丝纤度可达0.1D。
2)双组份超细纤维纺粘水刺无纺布的处理：首先，将无纺布通过装有聚乙烯醇水溶液的浸渍槽中，水浴温度为75℃，含浸4min；再将浸透的无纺布通过轧辊挤出其中的聚乙烯醇水溶液，使得无纺布中聚乙烯醇水溶液的质量为无纺布重量的75％；将挤出聚乙烯醇水溶液的无纺布在100℃的温度下烘干；再将烘干后的无纺布通过装有水性聚氨酯浸渍液的浸渍槽中，水浴升温为75℃，含浸4min；然后，将浸透的无纺布通过轧辊挤出其中的浸渍液，控制无纺布中浸渍液的含量为无纺布重量的75％；最后，将挤出浸渍液的无纺布在110℃温度下烘干，再经65℃去离子水水洗，于110℃温度下烘干；
3)粘结层的制备：首先，将水性聚氨酯粘结层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为250％、搅拌速度为800r/min；将发泡后的浆料刮涂在步骤2)得到的无纺布上，刮涂厚度控制在0.15mm，然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，烘干时间30min；
4)面层的制备：首先，将水性聚氨酯面层浆料搅拌均匀后，放入真空干燥箱中脱泡，气泡完全脱除后取出待用；然后，将脱泡后的浆料刮涂在离型纸上，刮涂厚度为0.2mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，干燥后，得到面层；
5)发泡层的制备：首先，将水性聚氨酯发泡层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为250％、搅拌速度为800r/min；然后，将发泡后的浆料刮涂在步骤4)得到的面层上，刮涂厚度为0.3mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，干燥后，得到包含有发泡层和面层的复合层；
6)合成革的贴合：首先，将步骤5)得到的复合层中的发泡层贴合在步骤3)得到的无纺布的粘结层上，然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，待完全干燥取出，得到聚酯/尼龙6双组份纺粘长丝桔瓣型超纤革。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (10)

1.一种纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
1）双组份超细纤维纺粘水刺无纺布的制备：首先将两种聚合物切片分别导入干燥塔里进行预结晶和干燥处理，经螺杆挤压机挤压熔融，熔体过滤器过滤后进入纺丝箱；然后采用桔瓣纺丝组件，在双组份纺粘设备上经牵伸纺丝成网，最后由成网机输出的纤网经预加湿后进入水刺区，在水流的压力作用下纤维开纤并缠结在一起；经烘干、切边、卷绕成卷，形成双组份超细纤维纺粘水刺无纺布；
2）粘结层的制备：首先，将水性聚氨酯粘结层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为100-250%、搅拌速度为600-800r/min；将发泡后的浆料刮涂在步骤1）得到的无纺布上，刮涂厚度控制在0.1-0.2mm；然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，烘干时间10s-1min；
3）面层的制备：首先，将水性聚氨酯面层浆料搅拌均匀后，放入真空干燥箱中脱泡，气泡完全脱除后取出待用；然后，将脱泡后的浆料刮涂在离型纸上，刮涂厚度为0.2-0.3mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，干燥后，得到面层；
4）发泡层的制备：首先，将水性聚氨酯发泡层浆料搅拌均匀后，放在电动搅拌发泡器上发泡，发泡倍率为200-300%、搅拌速度为600-800r/min；然后，将发泡后的浆料刮涂在步骤3）得到的面层上，刮涂厚度为0.3-0.6mm；最后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，干燥后，得到包含有发泡层和面层的复合层；
5）合成革的贴合：首先，将步骤4）得到的复合层中的发泡层贴合在步骤2）得到的无纺布的粘结层上，然后，放入烘箱中干燥，烘箱温度为60-120℃，待完全干燥取出，得到纺粘长丝桔瓣型超纤革。
2.根据权利要求1所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于步骤1）中的两种聚合物切片选自PET、PA6、PP和PU中的两种，两种的质量比为70:30-50:50。
3.根据权利要求1所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于步骤1）中得到的无纺布的厚度为0.3-0.5mm，单位克重为40-180g/m2，开纤率在70-90%，单丝纤度可达0.075-0.175 D。
4.根据权利要求1所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于步骤2）中所述的水性聚氨酯粘结层浆料由质量分数为93-97%的水性聚氨酯乳液和质量分数为3-7%的水性助剂组成；所述水性聚氨酯乳液为固含量57-59%、模量在1.1-1.5 Mpa之间的芳香族或脂肪族水性聚氨酯；所述水性助剂为水性发泡剂、水性稳泡剂、水性流平剂、水性增稠剂或色浆中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于步骤4）中所述的水性聚氨酯发泡层浆料由质量分数为93-97%的水性聚氨酯乳液和质量分数为3-7%的水性助剂组成；所述水性聚氨酯乳液为固含量40-50%、模量在1-2.5Mpa之间的芳香族或脂肪族水性聚氨酯；所述水性助剂为水性发泡剂、水性稳泡剂、水性流平剂、水性增稠剂或色浆中的至少一种。
6.根据权利要求4或5所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于所述水性发泡剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠；所述水性稳泡剂为硬酯酸铵；所述水性流平剂为SR-103。
7.根据权利要求1所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于步骤3）中所述的水性聚氨酯面层浆料由质量分数为95-98%的水性聚氨酯乳液和质量分数为2-5%的水性助剂组成；所述水性聚氨酯乳液为固含量29-31%、模量在1-7Mpa之间的芳香族或脂肪族水性聚氨酯；所述水性助剂为水性增稠剂、水性流平剂或色浆中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于所述水性流平剂为SR-103。
9.根据权利要求1所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于在步骤1）和步骤2）之间可以增加以下步骤：双组份超细纤维纺粘水刺无纺布的处理：首先，将无纺布通过装有聚乙烯醇水溶液的浸渍槽中，水浴温度为65-85℃，含浸3-5min；再将浸透的无纺布通过轧辊挤出其中的聚乙烯醇水溶液，使得无纺布中聚乙烯醇水溶液的质量为无纺布重量的60-100%；将挤出聚乙烯醇水溶液的无纺布在90-130℃的温度下烘干；再将烘干后的无纺布通过装有水性聚氨酯浸渍液的浸渍槽中，水浴升温为65-85℃，含浸3-5min；然后，将浸透的无纺布通过轧辊挤出其中的浸渍液，控制无纺布中浸渍液的含量为无纺布重量的60-80%；最后，将挤出浸渍液的无纺布在90-130℃温度下烘干，再经65-85℃去离子水水洗，于90-130℃温度下烘干。
10.根据权利要求1所述的纺粘长丝桔瓣型超纤革的制备方法，其特征在于所述聚乙烯醇水溶液由质量分数为3-5%的聚乙烯醇和质量分数为95-97%的去离子水组成；所述水性聚氨酯浸渍液由质量分数为20-40%的水性聚氨酯乳液和质量分数为60-80%的去离子水组成；所述水性聚氨酯乳液为固含量42-50%、模量在1-2.5Mpa之间的芳香族或脂肪族水性聚氨酯。
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