CN115559129A - 一种环保人工皮革的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保人工皮革的制备方法。包括步骤：(1)将直纺型超短纤维分散到纯化水中，得悬浮液；(2)将直纺型天丝纤维液与粘胶纤维机织布同时通过三层复合成型器，得到基布；(3)将直纺型超短纤维悬浮液形成湿纤网，通过高压摆动水刺进行复合，得复合皮革基布；(4)将水性聚氨酯溶液喷涂于复合皮革基布表面，得到水性超细基布；(5)将水性超细基布进行打磨、染色后，得环保人工皮革。本发明在含浸水性聚氨酯时，通过直纺型超短纤维的间隙浸入，基布密度大适宜用水性树脂含浸涂层，含浸量小且均匀，所得的人工皮革含浸量均匀柔软，手感细腻好，稳定性和强度高。并且含浸量小且均匀使其对染色的影响更小、颜色更均匀。

Description

一种环保人工皮革的制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保人工皮革的制备方法，属于非织造布的技术领域。
背景技术
目前中国的人造革与合成革的产能已经占到世界总产量的70％以上。随着新技术的不断涌现，人造革与合成革的合成技术也不断发展，现在人造革和合成革大部分是以纤维的基布为增强材料，以高分子树脂为基体，通过涂层或浸渍方式构成的复合材料，其基布的性能及其发展决定了人造革行业的发展。
人工皮革主要是利用石油基化纤或生物基化纤织造成无纺布作坯布，但是坯布密度小，不适合用水性聚氨酯含浸或涂布，一般都是用油性聚氨酯含浸或涂层制革。油性聚氨酯会产生有毒挥发性气体，温度越高挥发性越强，会造成污染严重问题。并且石油基化纤或生物基化纤的常见制法是复合纺丝制法，即使用有机溶剂从粗纤维(海岛纤维)中抽取出复数的超细纤维，一般含有DMF有机溶剂，对人体有害。
中国专利文献CN111572163A公开了一种环保皮革基布的制备方法，包括步骤如下：(1)将聚酯纤维分散到去离子水中，搅拌均匀，得聚酯纤维溶液；(2)将聚酯纤维溶液通制备成两层聚酯纤维层，然后与聚酯纤维底布复合，使得聚酯纤维底布在中间，聚酯纤维底布两面为聚酯纤维层，得三层复合布；(3)将三层皮革基布经高压摆动水刺加固、压榨脱水、真空吸水后，再进行干燥，即得环保皮革基布。但是该专利没有提供使用聚氨酯含浸基布制备人工皮革的方法，并且该专利提供的基布在实际使用过程中存在聚氨酯含浸量大，导致人工皮革会发硬、不柔软、手感不好。
中国专利文献CN113430837A公开了一种水性超细纤维合成革的制备方法，包括如下步骤：步骤一，准备水性含浸浆料；步骤二，制备染色层浆料；步骤三，水性超细纤维绒面合成革的制备。但是该专利存在含浸量不易控制，含浸不均匀，导致人工皮革柔软度不一的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种环保人工皮革的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种环保人工皮革的制备方法，包括步骤如下：
(1)将直纺型超短纤维利用纤维分散剂分散到纯化水中，搅拌均匀，得到直纺型超短纤维悬浮液；
(2)将直纺型天丝纤维分散到纯化水中，得直纺型天丝纤维液；然后将直纺型天丝纤维液与粘胶纤维机织布同时通过三层复合成型器，其中直纺型天丝纤维液制备上下两层纤维层，然后通过水刺进行复合，使得粘胶纤维机织布在中间，粘胶纤维机织布两面为纤维层，得到基布；
(3)将直纺型超短纤维悬浮液通过斜网纸机，形成湿纤网；然后通过高压摆动水刺按照湿纤网-基布-湿纤网的顺序进行复合，使得基布在中间，基布两面为湿纤网，得复合皮革基布；
(4)将水性聚氨酯溶液喷涂于复合皮革基布表面，然后通过挤压形成织布，经真空抽吸后进行烘干和固化，得到水性超细基布；
(5)将水性超细基布进行打磨、染色、防污、防静电、防水处理后，即得环保人工皮革。
根据本发明优选的，步骤(1)中，所述直纺型超短纤维的纤度为0.2～0.5dtex，纤维长度为3～5mm。
根据本发明优选的，步骤(1)中，所述直纺型超短纤维和纯化水的质量比为1：(2～2.5)。
根据本发明优选的，步骤(1)中，所述纤维分散剂为木质素磺酸盐，所述木质素磺酸盐为纯化水质量的0.5～5％。
根据本发明优选的，步骤(2)中，所述直纺型天丝纤维的纤度为0.2～0.5dtex，纤维长度为3～5mm。
根据本发明优选的，步骤(2)中，所述水刺的压力为30～80kg；所述基布的密度为55～80克/m2。
根据本发明优选的，步骤(3)中，所述湿纤网的厚度为0.4～1.2mm。
根据本发明优选的，步骤(3)中，所述高压摆动水刺的压力为50～80kg，摆动频率为15～25Hz。
根据本发明优选的，步骤(4)中，所述水性聚氨酯溶液的质量浓度为48-50％；所述水性聚氨酯溶液的喷涂量为基布质量的1～10％。
根据本发明优选的，步骤(4)中，所述喷涂和挤压的具体方法如下：
将水性聚氨酯溶液导入施胶盘中，采用施胶辊通过膜转移的方式将施胶盘中的水性聚氨酯溶液转移到三层复合皮革基布表面上，再使三层复合皮革基布通过施胶辊挤压掉多余的水性聚氨酯溶液；所述施胶辊包括上胶辊和下胶辊。
根据本发明优选的，步骤(4)中，所述真空抽吸的压力为负0.7～0.8Mpa。
根据本发明优选的，步骤(4)中，所述烘干和固化为：采用微波拉幅定型联合机进行烘干固化，微波干燥的功率为40千瓦，速度为10米/分钟。
根据本发明优选的，步骤(5)中，所述打磨为：在水性超细基布表面涂覆水性肤感处理剂和耐磨助剂，再使用磨毛机进行起绒，形成绒面水性超细基布；所述水性肤感处理剂为基布质量的0.1～5％，水性水性肤感处理剂与耐磨助剂溶液的质量比为95:5；所述耐磨助剂为超高分子量聚乙烯，与水性肤感处理剂为聚氧化三醇；所述磨毛机的目数在500目以上，磨毛起绒的压力为40～50kg。
根据本发明优选的，步骤(5)中，所述染色为：在温度为130～150℃，压力为0.35～0.4Mpa的条件下蒸煮染色。
本发明未详尽之处，均可采用现有技术。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的环保人造皮革具有三层结构，由表层、中间层、里层组成。表层和里层由直纺型超短纤维三维交织而成，中间层为密度为55～80克的基布，在含浸水性聚氨酯时，通过直纺型超短纤维的间隙浸入，基布密度大适宜用水性树脂含浸涂层，含浸量小且均匀，所得的人工皮革含浸量均匀柔软，手感细腻好，稳定性和强度高。并且含浸量小且均匀使其对染色的影响更小、颜色更均匀。
2、本发明采用高压摆动水刺方法交织纤维，纤维缠结力大，纵横多方位交织。因此，基布的纵横向拉力比基本一致，提高了水刺基布的纵向撕裂强力。同时去除了水刺纹路，水刺纹路去除后，基布加工成皮革水性聚氨酯涂层量也会减少，更有利于皮革柔软，所制备的环保人造皮革不易起球，褶皱少，有平滑的表面，还具有高强度物性，不易对其造成刮痕，伸缩性能良好，同时不易燃、防静电。
3、本发明环保人造皮革在生产工序及其产品中未使用有机溶剂和有害物质，绿色环保，对人体无害，可以在汽车内部装饰、室内装饰、IT装饰、时尚、产业用资材等等各方面广泛使用。
附图说明
图1为本发明涂覆水性聚氨酯过程示意图。
图中：1、水性聚氨酯，2、施胶盘，3、复合皮革基布，4、上胶辊，5、下胶辊。
图2为实施例1制备的环保人工皮革的结构示意图。
图中：A、表层，B、中间层，C、里层。
图3为实施例1制备的环保人工皮革的纤维结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照本领域常规条件。
实施例1
一种环保人工皮革的制备方法，包括步骤如下：
(1)将纤度为0.3dtex，纤维长度为4mm的直纺型超短纤维利用木质素磺酸钠分散到纯化水中，搅拌均匀，得到直纺型超短纤维悬浮液；
其中，所述直纺型超短纤维和纯化水的质量比为1：2.5，所述木质素磺酸钠为纯化水质量的2％；
(2)将纤度为0.3dtex，纤维长度为4mm的直纺型天丝纤维分散到纯化水中，得直纺型天丝纤维液；然后将直纺型天丝纤维液与粘胶纤维机织布同时通过三层复合成型器，其中直纺型天丝纤维液制备上下两层纤维层，然后通过压力为50kg的水刺进行复合，使得粘胶纤维机织布在中间，粘胶纤维机织布两面为纤维层，得到基布；
(3)将直纺型超短纤维悬浮液通过斜网纸机，形成厚度为0.8mm的湿纤网；然后通过压力为60kg、频率为25Hz的高压摆动水刺按照湿纤网-基布-湿纤网的顺序进行复合，使得基布在中间，基布两面为湿纤网，得复合皮革基布；
(4)将水性聚氨酯溶液导入施胶盘中，采用施胶辊通过膜转移的方式将施胶盘中的水性聚氨酯溶液转移到三层复合皮革基布表面上，再使三层复合皮革基布通过施胶辊挤压掉多余的水性聚氨酯溶液，形成织布，在压力为负0.8Mpa下进行真空抽吸后，使用微波拉幅定型联合机进行烘干固化，微波干燥的功率为40千瓦，速度为10米/分钟，得到水性超细基布；
此步骤的过程如图1所示，所述施胶盘2上方设置有施胶辊，施胶辊包括上胶辊4和下胶辊5，三层复合皮革基布3在涂覆水性聚氨酯1后通过上胶辊4和下胶辊5的挤压形成织布；
(5)在水性超细基布表面涂覆水性肤感处理剂和耐磨助剂，再使用磨毛机进行起绒，形成绒面水性超细基布；所述水性肤感处理剂为基布质量的2％，水性水性肤感处理剂与耐磨助剂溶液的质量比为95:5；所述耐磨助剂为超高分子量聚乙烯，与水性肤感处理剂为聚氧化三醇；所述磨毛机的目数为500目，磨毛起绒的压力为50kg；接着在温度为140℃，压力为0.35Mpa的条件下蒸煮染色，最后经防污、防静电、防水处理后，即得环保人工皮革。
本实施例制备的环保人工皮革的结构如图2所示，包括表层、中间层和里层。其中表层可以染上颜色，通过使用超细纤维呈现混合花纹，通过独有的湿法制造呈现条纹感，使用超细纤维不易起球，有平滑的表面感。中间层基布尺寸稳定，可使皮革减少产品褶皱；具有高强度物性，不易对其造成刮痕，具有伸缩性能。里层为直纺型超短纤，具有不易燃、防静电的优点。
本实施例制备的环保人工皮革的纤维结构如图3所示，纤维直径为0.3dtex。
实施例2
一种环保人工皮革的制备方法，包括步骤如下：
(1)将纤度为0.2dtex，纤维长度为3mm的直纺型超短纤维利用木质素磺酸钠分散到纯化水中，搅拌均匀，得到直纺型超短纤维悬浮液；
其中，所述直纺型超短纤维和纯化水的质量比为1：2，所述木质素磺酸钠为纯化水质量的1％；
(2)将纤度为0.2dtex，纤维长度为3mm的直纺型天丝纤维分散到纯化水中，得直纺型天丝纤维液；然后将直纺型天丝纤维液与粘胶纤维机织布同时通过三层复合成型器，其中直纺型天丝纤维液制备上下两层纤维层，然后通过压力为25kg的水刺进行复合，使得粘胶纤维机织布在中间，粘胶纤维机织布两面为纤维层，得到基布；
(3)将直纺型超短纤维悬浮液通过斜网纸机，形成厚度为0.4mm的湿纤网；然后然后通过压力为80kg、频率为15Hz的高压摆动水刺按照湿纤网-基布-湿纤网的顺序进行复合，使得基布在中间，基布两面为湿纤网，得复合皮革基布；
(4)将水性聚氨酯溶液导入施胶盘中，采用施胶辊通过膜转移的方式将施胶盘中的水性聚氨酯溶液转移到三层复合皮革基布表面上，再使三层复合皮革基布通过施胶辊挤压掉多余的水性聚氨酯溶液，形成织布，在压力为负0.7Mpa下进行真空抽吸后，使用微波拉幅定型联合机进行烘干固化，微波干燥的功率为40千瓦，速度为10米/分钟，得到水性超细基布；
(5)在水性超细基布表面涂覆水性肤感处理剂和耐磨助剂，再使用磨毛机进行起绒，形成绒面水性超细基布；所述水性肤感处理剂为基布质量的1％，水性水性肤感处理剂与耐磨助剂溶液的质量比为95:5；所述耐磨助剂为超高分子量聚乙烯，与水性肤感处理剂为聚氧化三醇；所述磨毛机的目数为500目，磨毛起绒的压力为50kg；接着在温度为130℃，压力为0.4Mpa的条件下蒸煮染色，最后经防污、防静电、防水处理后，即得环保人工皮革。
实施例3
一种环保人工皮革的制备方法，包括步骤如下：
(1)将纤度为0.5dtex，纤维长度为5mm的直纺型超短纤维利用木质素磺酸钠分散到纯化水中，搅拌均匀，得到直纺型超短纤维悬浮液；
其中，所述直纺型超短纤维和纯化水的质量比为1：3，所述木质素磺酸钠为纯化水质量的3％；
(2)将纤度为0.5dtex，纤维长度为5mm的直纺型天丝纤维分散到纯化水中，得直纺型天丝纤维液；然后将直纺型天丝纤维液与粘胶纤维机织布同时通过三层复合成型器，其中直纺型天丝纤维液制备上下两层纤维层，然后通过压力为30kg的水刺进行复合，使得粘胶纤维机织布在中间，粘胶纤维机织布两面为纤维层，得到基布；
(3)将直纺型超短纤维悬浮液通过斜网纸机，形成厚度为0.6mm的湿纤网；然后然后通过压力为70kg、频率为20Hz的高压摆动水刺按照湿纤网-基布-湿纤网的顺序进行复合，使得基布在中间，基布两面为湿纤网，得复合皮革基布；
(4)将水性聚氨酯溶液导入施胶盘中，采用施胶辊通过膜转移的方式将施胶盘中的水性聚氨酯溶液转移到三层复合皮革基布表面上，再使三层复合皮革基布通过施胶辊挤压掉多余的水性聚氨酯溶液，形成织布，在压力为负0.5Mpa下进行真空抽吸后，使用微波拉幅定型联合机进行烘干固化，微波干燥的功率为40千瓦，速度为10米/分钟，得到水性超细基布；
(5)在水性超细基布表面涂覆水性肤感处理剂和耐磨助剂，再使用磨毛机进行起绒，形成绒面水性超细基布；所述水性肤感处理剂为基布质量的3％，水性水性肤感处理剂与耐磨助剂溶液的质量比为95:5；所述耐磨助剂为超高分子量聚乙烯，与水性肤感处理剂为聚氧化三醇；所述磨毛机的目数为600目，磨毛起绒的压力为45kg；接着在温度为150℃，压力为0.4Mpa的条件下蒸煮染色，最后经防污、防静电、防水处理后，即得环保人工皮革。
对比例1
一种环保人工皮革基布的制备方法，具体步骤按照中国专利文献CN111572163A中的方法制备。
对比例2
一种环保人工皮革的制备方法，具体步骤如实施例1所述，不同之处在于，按照中国专利文献CN113430837A中的方法进行水性聚氨酯含浸，代替本发明步骤(4)～(5)的含浸方法。
试验例1
测试实施例1～3和对比例1～2制得的人工皮革的性能指标，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003882764770000071
通过表1中实施例1～3和对比例1的性能指标对比可知，本发明通过直纺型超短纤维并进行水性聚氨酯加工后的环保人工皮革在撕裂强度、断裂强度和柔软度上均优于对比例1制备的环保人工皮革基布。通过表1中实施例1～3和对比例2的性能指标对比可知，由于基布所使用的纤维不同，以及水性聚氨酯的含浸方法不同，对比例2制备的环保人工皮革克重偏小，断裂强度与撕裂强度低，柔软度差，而本发明通过直纺型超短纤维的间隙浸入，基布密度大适宜用水性树脂含浸涂层，含浸量小且均匀，所得的人工皮革含浸量均匀柔软，手感细腻好，稳定性和强度高。并且含浸量小且均匀使其对染色的影响更小、颜色更均匀。

Claims (10)

1.一种环保人工皮革的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
(1)将直纺型超短纤维利用纤维分散剂分散到纯化水中，搅拌均匀，得到直纺型超短纤维悬浮液；
(2)将直纺型天丝纤维分散到纯化水中，得直纺型天丝纤维液；然后将直纺型天丝纤维液与粘胶纤维机织布同时通过三层复合成型器，其中直纺型天丝纤维液制备上下两层纤维层，然后通过水刺进行复合，使得粘胶纤维机织布在中间，粘胶纤维机织布两面为纤维层，得到基布；
(3)将直纺型超短纤维悬浮液通过斜网纸机，形成湿纤网；然后通过高压摆动水刺按照湿纤网-基布-湿纤网的顺序进行复合，使得基布在中间，基布两面为湿纤网，得复合皮革基布；
(4)将水性聚氨酯溶液喷涂于复合皮革基布表面，然后通过挤压形成织布，经真空抽吸后进行烘干和固化，得到水性超细基布；
(5)将水性超细基布进行打磨、染色、防污、防静电、防水处理后，即得环保人工皮革。
2.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述直纺型超短纤维的纤度为0.2～0.5dtex，纤维长度为3～5mm；所述直纺型超短纤维和纯化水的质量比为1：(2～2.5)。
3.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纤维分散剂为木质素磺酸盐，所述木质素磺酸盐为纯化水质量的0.5～5％。
4.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述直纺型天丝纤维的纤度为0.2～0.5dtex，纤维长度为3～5mm；所述水刺的压力为30～80kg；所述基布的密度为55～80克/m2。
5.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述湿纤网的厚度为0.4～1.2mm。
6.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述高压摆动水刺的压力为50～80kg，摆动频率为15～25Hz。
7.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述水性聚氨酯溶液的质量浓度为48-50％；所述水性聚氨酯溶液的喷涂量为基布质量的1～10％。
8.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述喷涂和挤压的具体方法如下：
将水性聚氨酯溶液导入施胶盘中，采用施胶辊通过膜转移的方式将施胶盘中的水性聚氨酯溶液转移到三层复合皮革基布表面上，再使三层复合皮革基布通过施胶辊挤压掉多余的水性聚氨酯溶液；所述施胶辊包括上胶辊和下胶辊。
9.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述真空抽吸的压力为负0.7～0.8Mpa；所述烘干和固化为：采用微波拉幅定型联合机进行烘干固化，微波干燥的功率为40千瓦，速度为10米/分钟。
10.如权利要求1所述的环保人工皮革的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述打磨为：在水性超细基布表面涂覆水性肤感处理剂和耐磨助剂，再使用磨毛机进行起绒，形成绒面水性超细基布；所述水性肤感处理剂为基布质量的0.1～5％，水性水性肤感处理剂与耐磨助剂溶液的质量比为95:5；所述耐磨助剂为超高分子量聚乙烯，与水性肤感处理剂为聚氧化三醇；所述磨毛机的目数在500目以上，磨毛起绒的压力为40～50kg；所述染色为：在温度为130～150℃，压力为0.35～0.4Mpa的条件下蒸煮染色。
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