CN115613371A - 一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，包括如下步骤：(1)海岛纤维经梳理、铺网、针刺制成无纺布；(2)将无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；(3)将水性聚氨酯海岛纤维基布经开纤、起绒制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布；所述海岛纤维的海相为水溶性聚酯WSPET，开纤过程控制海相残留率为0.4～1％。本发明制备的高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2‑2007标准测试35000次的磨耗量为5～12mg。本发明利用水溶性聚酯作为海相，通过控制在开纤后海相残留率为0.4～1％，使得在不影响表面起绒效果的前提下显著地提高基布的马丁耐磨性。

Description

一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法
技术领域
本发明属于超细纤维合成革技术领域，涉及一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法。
背景技术
由超细纤维和聚氨酯等弹性高分子化合物构成的超纤基布作为人造革被广泛的应用于日常生活中。通过磨皮得到的起毛产品作为麂皮绒面革的替代品被广泛使用。现有的超细纤维大部分是海岛结构的定岛纤维通过溶剂把海组分溶解，得到岛组分超细纤维的方法。
相比于溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯在制备超纤革时通常会遇到最终产品的马丁耐磨性差，这是由水性聚氨酯固化的特性导致的。水性聚氨酯固化时乳液粒子随着水份的挥发，粒子进行移动和堆积，导致其结构上树脂膜连续性差，局部容易成堆积状态不均匀的粘附在纤维的局部表面。当固化时聚氨酯树脂没有很好地包覆海岛纤维时，在开纤之后，海岛纤维的海相被溶除，岛相成为超细纤维束，此时超细纤维束很容易散开。在随后的马丁耐磨实验中，超细纤维容易从皮革中掉落，表现为耐磨性不足。
因此，研究一种能够有效改善水性聚氨酯超纤基布耐磨性的方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布及制备。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，包括如下步骤：
(1)海岛纤维经梳理、铺网、针刺制成无纺布；针刺工艺是本发明实现所述技术效果的关键工艺，前期的海岛纤维原料准备、纤维梳理和铺网工艺适用于常规的工艺手段，可根据具体的要求和期望进行相应的选择；采用超细纤维制得的绒面的触感和外观就像传统的麂皮绒一样。在使用海岛纤维制备无纺布时，通常需要将熔融纺丝的纤维进行热拉伸并卷曲，然后一般的切割为51mm的短纤维，这些工序适用于常规的工艺，本领域技术人员可根据需求进行相应的调整。在本发明中的无纺布，可以通过将上述海岛纤维，经梳理、铺网、针刺，将其交织在一起；
(2)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
(3)将步骤(2)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布经开纤、起绒制得所述高耐磨水性聚氨酯超纤基布；
步骤(1)中采用单勾针型进行针刺，针刺密度为3000～4500刺/cm2；
步骤(2)将浸渍料(由水性聚氨酯乳液调配)的浓度乘以浸渍料的带液率的计算值定义为树脂上浆量，第一次浸渍时控制树脂上浆量W1为20～25wt％；第二次浸渍时控制树脂上浆量W2为10～14wt％。
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为80～95℃低温区，水份挥发率≥80％，第二阶段为130～140℃高温区，水份挥发率≥99.8％。
步骤(3)开纤后超细纤维束的内部纤维海相残留率为0.4～1％。
海相残留率的测定方法：
将取得的样品基布置于140℃烘箱中放置2小时，取出放置于干燥器中冷却至常温，再称取重量m1；将上述取样，放置于80℃的1％的碱液中，每5min挤压一次，重复6次；再换水洗、中和、水洗至中性，并于140℃烘箱中放置2小时后，取出放置于干燥器中冷却至常温，再称取重量m2；残留率为：(m1-m2)/m，m为理论海组分含量。
针刺的过程实质上是将原先平行于纤网方向的纤维在外部刺针上下运动的带动下，产生垂直于纤网方向的运动，使得原来相互平行的纤维产生相互交错缠结、上下穿插的形态。经过针刺后无纺布的密度变得紧实，纤维之间的缠结使得无纺布具备一定的牢度。作为实现本发明目的手段参数，所述的针刺工序的设置除了获得纤维的缠结使得无纺布变得紧实，更重要的是调节纤维更多的纤维能够趋向于直立的状态，包括对针刺密度的调节、勾针针型的选择。
采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，单勾的优势在于可以使贯穿的纤维在尾端能够更趋向于直立，这样的纤维形态更有利于在水性聚氨酯浸渍固化过程中，水性聚氨酯能够基本包覆住外岛纤维的外表面，以使得在开纤后虽然海相被溶除，但是形成的超细纤维束仍然呈现规整的束状；
充分的针刺密度，确保能够使得原先平行于纤网方向的纤维能够形成上下贯穿的排布结构，纤维在刺针的带动下能够形成充分地缠结并像钉子一样穿插在纤网中，经过针刺后无纺布的密度变得紧实，纤维之间的缠结使得无纺布具备一定的牢度。当针刺密度小于3000刺/cm2时，由于针刺密度太小，不足以改变由于纤维的平行于纤网分布的状态而形成充分的纤维穿插和缠绕，不利于均匀的包裹，当针刺密度大于3000刺/cm2时，充分的针刺次数使得纤维几乎全部贯穿于纤网之中。当针刺密度过大(＞4500刺/cm2)时，反而会导致纵向穿插的纤维再次被压入，纤维在纵向上的分布趋于扁平化，密度增加，虽然纤维的缠结多了，但不利于获得更加趋于直立的纤维，同时易造成纤维断裂；因为水性聚氨酯浸渍固化纤维时，会随着固化的过程而移动，直立的纤维有利于水性聚氨酯在单根海岛纤维方向移动铺展，而不会堆积在多根纤维的间隙中。
本发明采用两次浸渍固化工艺，即为浸渍固化、再浸渍固化，两次固化是获得超细纤维束的关键。
如背景技术中所述，水性聚氨酯在固化时，随着水份不断的抽出，水性聚氨酯粒子趋于向纤维表面堆积，使得水性聚氨酯在整体上呈现非连续的分布，通常采用一次浸渍时，需要一次实现较大的树脂填充，树脂在移动时极易发生局部的堆积，因此通常获得的水性聚氨酯在纤维表面一周的局部包覆都是不连续的。
本发明采用两次浸渍固化，第一次浸渍时控制树脂上浆量W1为20～25wt％；第二次浸渍时控制树脂上浆量W2为10～14wt％。第一次的浸渍固化填充是不充分的，其目的在于获得初步的聚氨酯分布，再进行第二次浸渍固化时，聚氨酯浸渍液容易在已经获得的固化的聚氨酯原位进行固化以填充包覆缺失的部分，又不至于产生严重的团聚。
浸渍的固化分为两段，80～95℃低温区，水份挥发率≥80％；130～140℃高温区，水份挥发率≥99.8％。设置先是低温区，是为了控制水份的挥发速度，随着低温下水份的缓慢挥发，而树脂可以快速的固化，达到树脂均匀的包覆在纤维的表面；再进行高温，将水份完全挥发，树脂进行完全交联固化。如果直接高温固化，水份的瞬间挥发速度太快，会带动树脂的移动，由于纤维的杂乱排布，树脂的分布会更加的不连续，不利于树脂对纤维的包裹。
浸渍了水性聚氨酯的无纺布经过固化和干燥，然后用热水溶解海组分聚合物，溶解过程在常压低于100℃下进行。根据研究，产生至少0.4％的海相残留时，每束超细纤维更倾向于保持原单根纤维的形态，有利于提高超纤基布的马丁耐磨性。由于浸渍环节对树脂的分布进行控制，基布靠基底层的区域树脂更多，开纤速率相对更慢，基布靠绒面层的区域海相残留率更低，容易开纤，有利于后续的起绒。相比于一般的工艺制得的水性聚氨酯海岛纤维基布，本发明的基布在开纤时的残留集中在基底层底部，而靠近表面的部分则容易开纤，有利于后续的起绒。
利用水溶性聚酯作为海相时，相比于溶剂型聚合物作为海相时更容易通过特定的开纤工艺来控制海相残留率。通常情况下，我们并不期望海相的残留，因为会导致起绒失败使得表面不佳，毛绒触感亦差，因此现有技术通常致力于如何有效的溶除海组分。然而，在本发明中超细纤维束的内部纤维表面含有残余0.4～1％的海相残留，每束超细纤维更倾向于保持原单根纤维的形态，当残留低于0.4％，残留的海组分难以起到束缚纤维束的作用，当残留超过1％，表面的绒毛起毛时不会变成超细纤维，导致外观质量不佳。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙或超细纤维表面，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂。
通过本发明设计的采用单勾勾针进行的针刺工序以及两步法浸渍工艺等使得基布中至少50％超细纤维束呈现类似蟹棒状的形态，即超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束。
超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束，是指在电子扫描电镜下观察基底层的截面形貌，超细纤维束的边缘周长至少3/4被水性聚氨酯覆盖，使得纤维束呈聚拢状而没有散开。
“绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂”是对现有技术制备绒面超纤革的绒面层状态的重申，而非本申请所开发的特定的绒面层状态，通常在绒面层中基本不含有水性聚氨酯树脂，由呈现松散状态的超细纤维构成，因此相比于未进行起绒处理的皮革表面，具有良好的触感、色泽和书写效应，一般通过磨皮起绒工艺获得，经处理后形成基本不含有水性聚氨酯树脂的绒面层。本领域技术人员能够理解绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂中“基本不含有”的含义是对现有技术作为绒面特性的绒面层基本不含有水性聚氨酯的客观描述，而非对现有技术绒面层构成的进一步限定。
如上所述的方法，为了提高无纺布的密度以及防止无纺布在加工过程中产生变形，步骤(1)针刺后还进行热收缩定型的工序，热收缩定型的温度为90～140℃。
如上所述的方法，第一次浸渍时浸渍料的浓度为16～21wt％。
第一次浸渍，控制浸渍料的浓度范围为16～21wt％，对浸渍料的带液率的控制是以满足树脂上浆量在20～25wt％为前提条件。较低浓度的浸渍量意味着填充在无纺布间隙中的连续相由较少的聚氨酯树脂(16～21wt％)和较多的水组成(79～84wt％)；在后续的干燥固化工艺中，这些水气化后向外扩散，而聚氨酯树脂向内部收缩填补水份气化后所遗留下来的空间，大量的溶剂水的占比有利于在固化阶段，水份的抽出形成充分的间隙，这一步的控制决定了整个基布的柔软性；在第一次浸渍结束固化结束后，靠近基底层的空间容易被聚氨酯的收缩而填充，远离基底层的空间则较少被填充，特别是表面的纤维的缠结较少，基本是直立于纤网的方向，聚氨酯更多的独立的粘附在纤维的表面。由于第一次浸渍的聚氨酯的树脂含量较少，因此总的带液率不高，相对的固化时间较短，并不会导致如现有技术一样，两根纤维之间的聚氨酯移动时交汇堆积，而只是顺着纤维的方向流动，最后在基体层轻微的堆积，是我们期望的，这不仅可以使得纤维在基布中的植入更为的牢固，而且不会影响手感。由于聚氨酯的树脂含量较少，在固化收缩的过程中是无法实现对纤维束的较为完整的包覆的。
如上所述的方法，第二次浸渍时浸渍料的浓度为9～12wt％。
第二次浸渍，控制浸渍料的浓度为9～12wt％，对浸渍料的带液率的控制是以满足树脂上浆量在10～14wt％，第二次浸渍时浸渍量分布在纤维和固化的聚氨酯所构成的间隙中，选用了浓度更低的聚氨酯，这意味着聚氨酯浆料能够更充分的填充内部的间隙，这对弥补第一次浸渍时聚氨酯的包覆不够完美是至关重要的。在第二次固化阶段，未固化的聚氨酯倾向于向已固化聚氨酯的周围进行微交联固化，使得纤维被较为完整的包覆，整体上的分布仍然呈现基底层向绒毛层含量逐渐减少的趋势。
步骤(1)中，海岛重量比为20:80～50:50。
步骤(2)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布在开纤后，其中的树脂含量≤40wt％，计算公式为：
PU％＝(100*W1+(100+100*W1)*W2)/(100*M+100*W1+(100+100*W1)*W2)；
PU％：开纤基布中树脂含量；
W1：第一次浸渍树脂上浆量；
W2：第二次浸渍树脂上浆量；
M：海岛纤维中岛含量。
在整个浸渍阶段，浸渍的树脂含量不易过高，以防止树脂填充量过多导致基布僵硬，在单次的浸渍过程中控制浸渍料的浓度范围在较低的水平。如果树脂含量过少则树脂对纤维束的包裹太少，无法获得足够多的被包覆的超细纤维束，而树脂含量超过40wt％，树脂对纤维束包裹过于严实，无法达到绒感的要求，成品手感过硬。
步骤(2)中，控制在开纤后基布中树脂含量≤40wt％，两次的浸渍工艺的控制要求极高，因为一旦浸渍过度会导致超纤基布手感僵硬，也就是说我们期望达到充分的聚氨酯包裹来获得高的耐磨性，表面纤维不易掉毛，但是又不期望聚氨酯过分的填充间隙，使得超纤基布手感变硬。我们期望靠近基底层的方向由更为充分的树脂包覆程度，靠近绒面层的方向的树脂包覆程度小，以使得表面触感更为柔软。
如上所述的方法，海岛纤维的岛组分为PET、PBT、PTT、PA6或PA66。
如上所述的方法，步骤(3)中开纤工艺如下：
将水性聚氨酯海岛纤维基布依次浸入不同的、温度递增的水洗槽中进行水洗，水洗介质为去离子水，且每次出开纤水洗槽时都进行压辊辊压；水洗槽的数量为4～6个(优选为6个)，各水洗槽的水温依次递增，递增幅度至少为5℃，水洗的温度范围在60～95℃(优选为65℃、75℃、85℃、90℃、90℃、95℃)，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中的停留时间分别为5～10min，水性聚氨酯海岛纤维基布出各水洗槽时压辊辊压的压力分别为5～8kg/cm2。
本发明采用的水洗介质为去离子水，电导率为0.1～1μs/cm，通过开纤过程控制最终海相残留率在0.4～1％。控制微量的海相残留，更有利于保持超细纤维以束状紧密的聚集，如果少于0.4％，局部包裹海相少的纤维束，不能进一步改善耐磨和抗起球性能。
如上所述的方法，步骤(3)中起绒是指开纤后采用常规砂纸对超纤基布的一层进行多次反复的打磨形成绒面层，该工序是为了把绒面层完全开纤后的纤维打散，表面磨平整，呈现出麂皮绒的质感。这个工序适用于常规的工艺，本领域技术人员可根据需求进行相应的调整。
有益效果：
本发明利用特定的加工工艺，使得水性聚氨酯在海岛纤维无纺布中的分布呈现一定的特性，具体为对海岛纤维表面呈现较完整的包覆(在截面方向上呈现较完整的包裹，但是在纤维的连续方向上是分散的)，固化时反向于纤维中水份扩散放下的一面(即靠近基底层的一面)具有更多的水性聚氨酯的分布，由此在表面的水性聚氨酯分散少，容易开纤，而在底部的水性聚氨酯分散多，不容易开纤。在开纤残留率为0.4～1％时，并不会影响表面起绒的效果，反而能够显著地提高基布的马丁耐磨性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明中将浸渍料的浓度乘以浸渍料的带液率的计算值定义为树脂上浆量；
聚氨酯超纤基布中树脂含量计算公式如下：
PU％＝(100*W1+(100+100*W1)*W2)/(100*M+100*W1+(100+100*W1)*W2)；
PU％：开纤基布中树脂含量；
W1：第一次浸渍树脂上浆量；
W2：第二次浸渍树脂上浆量；
M：海岛纤维中岛含量；
本发明的实施例中，热收缩定型采用梯度升温的方式，依次为90℃处理1min、100℃处理1min、110℃处理1min、120℃处理1min、130℃处理1min、140℃处理1min；
本发明的实施例中，开纤工艺具体为：将水性聚氨酯海岛纤维基布依次浸入不同的、温度递增的水洗槽中进行水洗，水洗介质为去离子水，且每次出开纤水洗槽时都进行压辊辊压；水洗槽的数量为6个，各水洗槽的水温依次65℃、75℃、85℃、90℃、90℃、95℃，水性聚氨酯海岛纤维基布出各水洗槽时压辊辊压的压力均为6kg/cm2；
本发明中海相残留率的判定方法：将取得的样品基布置于140℃烘箱中放置2小时，取出放置于干燥器中冷却至常温，再称取重量m1；将上述取样，放置于80℃的1％的碱液中，每5min挤压一次，重复6次；再换水洗、中和、水洗至中性，并于140℃烘箱中放置2小时后，取出放置于干燥器中冷却至常温，再称取重量m2；残留率为：(m1-m2)/m，m为理论海组分含量。
实施例1
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料准备：
原料为海岛纤维，海岛纤维的纤度为2.5dtex，海组分为水溶性聚酯WSPET，岛组分为PET，海岛重量比为50:50；
(2)将海岛纤维进行梳理、铺网，然后采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，针刺密度为4500刺/cm2，针刺后进行热收缩定型，制成无纺布；
(3)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
其中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为21wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为21wt％；第二次浸渍时浸渍料的浓度为9wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为10wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为85℃低温区，水份挥发率为80％，第二阶段为140℃高温区，水份挥发率为99.8％；
(4)对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤处理；
其中，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间均为5min；
开纤后超细纤维束的内部纤维表面海相残留率为0.4％；
开纤后基布中的树脂含量为40wt％；
(5)采用砂纸对步骤(4)处理后的超纤基布的一层进行多次反复打磨形成绒面层，制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布。
制得的高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂；超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，呈现类似蟹棒状的形态，且超细纤维束中65％的比例呈现类似蟹棒状的形态，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束；
高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为12mg。
对比例1
一种水性聚氨酯超纤基布的制备方法，基本同实施例1，区别在于海组分为LDPE，对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤，采用甲苯为开纤溶剂，设定甲苯循环量为12m3/h，轧辊压力为0.3MPa，甲苯温度为95℃，LDPE易于充分开纤，开纤后LDPE无残留；
制得的水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为17mg。
将对比例1与实施例1进行对比，可以发现一定的海相残留可以提高基布的耐磨性，这是因为，一束超细纤维束内的超细纤维因残留的海相束缚，每束超细纤维更倾向于保持原单根纤维的形态，在外力作用下单根超细纤维不容易脱离基布。
对比例2
一种水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤基本同实施例1，不同之处仅在于循环两次与实施例1相同的水洗过程，海相残留率为0.32％；
制得的水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为15mg。
将对比例2与实施例1进行对比，可以发现当残留低于0.4％，残留的海组分难以起到束缚纤维束的作用。
对比例3
一种水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤基本同实施例1，不同之处仅在于开纤工艺直接在95℃水洗槽中开纤30min，海相残留率为1.72％；
制得的水性聚氨酯超纤基布起毛后绒面外观不佳。
将对比例3与实施例1进行对比，可以发现残留过多的海相会导致表面的绒毛起毛时不会变成超细纤维，进而导致外观质量不佳。
实施例2
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料准备：
原料为海岛纤维，海岛纤维的纤度为5.5dtex，海组分为水溶性聚酯WSPET，岛组分为PBT，海岛重量比为20:80；
(2)将海岛纤维进行梳理、铺网，然后采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，针刺密度为3000刺/cm2，针刺后进行热收缩定型，制成无纺布；
(3)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
其中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为16wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为20wt％；第二次浸渍时浸渍料的浓度为10wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为14wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为85℃低温区，水份挥发率为80％，第二阶段为140℃高温区，水份挥发率为99.8％；
(4)对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤处理；
其中，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间均为8min；
开纤后超细纤维束的内部纤维表面海相残留率为0.85％；
开纤后基布中的树脂含量为32wt％；
(5)采用砂纸对步骤(4)处理后的超纤基布的一层进行多次反复打磨形成绒面层，制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布。
制得的高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂；超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，呈现类似蟹棒状的形态，且超细纤维束中71％的比例呈现类似蟹棒状的形态，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束；
高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为6mg。
实施例3
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料准备：
原料为海岛纤维，海岛纤维的纤度为3dtex，海组分为水溶性聚酯WSPET，岛组分为PTT，海岛重量比为30:70；
(2)将海岛纤维进行梳理、铺网，然后采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，针刺密度为3200刺/cm2，针刺后进行热收缩定型，制成无纺布；
(3)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
其中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为20wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为25wt％；第二次浸渍时浸渍料的浓度为9wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为10wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为85℃低温区，水份挥发率为82％，第二阶段为140℃高温区，水份挥发率为99.8％；
(4)对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤处理；
其中，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间均为9min；
开纤后超细纤维束的内部纤维表面海相残留率为0.4％；
开纤后基布中的树脂含量为35wt％；
(5)采用砂纸对步骤(4)处理后的超纤基布的一层进行多次反复打磨形成绒面层，制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布。
制得的高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂；超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，呈现类似蟹棒状的形态，且超细纤维束中66％的比例呈现类似蟹棒状的形态，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束；
高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为7mg。
实施例4
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料准备：
原料为海岛纤维，海岛纤维的纤度为5dtex，海组分为水溶性聚酯WSPET，岛组分为PA6，海岛重量比为35:65；
(2)将海岛纤维进行梳理、铺网，然后采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，针刺密度为3500刺/cm2，针刺后进行热收缩定型，制成无纺布；
(3)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
其中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为17wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为22wt％；第二次浸渍时浸渍料的浓度为10wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为12wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为85℃低温区，水份挥发率为85％，第二阶段为140℃高温区，水份挥发率为99.8％；
(4)对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤处理；
其中，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间分别为7min；
开纤后超细纤维束的内部纤维表面海相残留率为0.66％；
开纤后基布中的树脂含量为36wt％；
(5)采用砂纸对步骤(4)处理后的超纤基布的一层进行多次反复打磨形成绒面层，制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布。
制得的高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂；超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，呈现类似蟹棒状的形态，且超细纤维束中70％的比例呈现类似蟹棒状的形态，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束；
高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为8mg。
实施例5
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料准备：
原料为海岛纤维，海岛纤维的纤度为3.5dtex，海组分为水溶性聚酯WSPET，岛组分为PA66，海岛重量比为40:60；
(2)将海岛纤维进行梳理、铺网，然后采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，针刺密度为3800刺/cm2，针刺后进行热收缩定型，制成无纺布；
(3)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
其中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为17wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为21wt％；第二次浸渍时浸渍料的浓度为9wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为10wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为85℃低温区，水份挥发率为88％，第二阶段为140℃高温区，水份挥发率为99.9％；
(4)对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤处理；
其中，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间分别为6min；
开纤后超细纤维束的内部纤维表面海相残留率为0.56％；
开纤后基布中的树脂含量为36wt％；
(5)采用砂纸对步骤(4)处理后的超纤基布的一层进行多次反复打磨形成绒面层，制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布。
制得的高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂；超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，呈现类似蟹棒状的形态，且超细纤维束中64％的比例呈现类似蟹棒状的形态，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束；
高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为11mg。
实施例6
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料准备：
原料为海岛纤维，海岛纤维的纤度为4.5dtex，海组分为水溶性聚酯WSPET，岛组分为PET，海岛重量比为45:65；
(2)将海岛纤维进行梳理、铺网，然后采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，针刺密度为4000刺/cm2，针刺后进行热收缩定型，制成无纺布；
(3)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
其中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为18wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为24wt％；第二次浸渍时浸渍料的浓度为10wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为11wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为85℃低温区，水份挥发率为85％，第二阶段为140℃高温区，水份挥发率为99.9％；
(4)对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤处理；
其中，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间分别为9min；
开纤后超细纤维束的内部纤维表面海相残留率为0.73％；
开纤后基布中的树脂含量为37wt％；
(5)采用砂纸对步骤(4)处理后的超纤基布的一层进行多次反复打磨形成绒面层，制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布。
制得的高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂；超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，呈现类似蟹棒状的形态，且超细纤维束中67％的比例呈现类似蟹棒状的形态，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束；
高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为10mg。
实施例7
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料准备：
原料为海岛纤维，海岛纤维的纤度为4dtex，海组分为水溶性聚酯WSPET，岛组分为PBT，海岛重量比为30:70；
(2)将海岛纤维进行梳理、铺网，然后采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，针刺密度为4200刺/cm2，针刺后进行热收缩定型，制成无纺布；
(3)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
其中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为17wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为22wt％；第二次浸渍时浸渍料的浓度为12wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为12wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为85℃低温区，水份挥发率为88％，第二阶段为140℃高温区，水份挥发率为99.9％；
(4)对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤处理；
其中，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间分别为8min；
开纤后超细纤维束的内部纤维表面海相残留率为0.8％；
开纤后基布中的树脂含量为34wt％；
(5)采用砂纸对步骤(4)处理后的超纤基布的一层进行多次反复打磨形成绒面层，制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布。
制得的高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂；超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，呈现类似蟹棒状的形态，且超细纤维束中68％的比例呈现类似蟹棒状的形态，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束；
高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为8mg。
实施例8
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料准备：
原料为海岛纤维，海岛纤维的纤度为4dtex，海组分为水溶性聚酯WSPET，岛组分为PTT，海岛重量比为30:70；
(2)将海岛纤维进行梳理、铺网，然后采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，针刺密度为4400刺/cm2，针刺后进行热收缩定型，制成无纺布；
(3)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
其中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为19wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为23wt％；第二次浸渍时浸渍料的浓度为11wt％，并控制浸渍的树脂上浆量为13wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为85℃低温区，水份挥发率为90％，第二阶段为140℃高温区，水份挥发率为99.9％；
(4)对步骤(3)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布进行开纤处理；
其中，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间分别为10min；
开纤后超细纤维束的内部纤维表面海相残留率为1％；
开纤后基布中的树脂含量为36wt％；
(5)采用砂纸对步骤(4)处理后的超纤基布的一层进行多次反复打磨形成绒面层，制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布。
制得的高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙，绒面层基本不含有水性聚氨酯树脂；超细纤维束在绒面层的部分未包裹水性聚氨酯树脂而呈分散开的绒毛，呈现类似蟹棒状的形态，且超细纤维束中73％的比例呈现类似蟹棒状的形态，超细纤维束在基底层的部分被水性聚氨酯包裹而聚拢成一束；
高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为5mg。

Claims (9)

1.一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)海岛纤维经梳理、铺网、针刺制成无纺布；
(2)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
(3)将步骤(2)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布经开纤、起绒制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布；
步骤(1)中采用单勾针型进行针刺，针刺密度为3000～4500刺/cm2；
步骤(2)中，将浸渍料的浓度乘以浸渍料的带液率的计算值定义为树脂上浆量，第一次浸渍时控制浸渍的树脂上浆量为20～25wt％；第二次浸渍时控制浸渍的树脂上浆量为10～14wt％；
每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为80～95℃低温区，水份挥发率≥80％，第二阶段为130～140℃高温区，水份挥发率≥99.8％；
步骤(1)中海岛纤维的海组分为水溶性聚酯WSPET；
步骤(3)开纤后超细纤维束的内部纤维海相残留率为0.4～1％；
所述高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2-2007标准测试35000次的磨耗量为5～12mg。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚氨酯树脂填充在基底层的超细纤维间隙或超细纤维表面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)针刺后还进行热收缩定型的工序，热收缩定型的温度为90～140℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，第一次浸渍时浸渍料的浓度为16～21wt％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，第二次浸渍时浸渍料的浓度为9～12wt％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，海岛重量比为20:80～50:50。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布在开纤后，其中的树脂含量≤40wt％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，海岛纤维的岛组分为PET、PBT、PTT、PA6或PA66。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中开纤工艺具体为：将水性聚氨酯海岛纤维基布依次浸入不同的、温度递增的水洗槽中进行水洗，水洗介质为去离子水，且每次出开纤水洗槽时都进行压辊辊压；水洗槽的数量为4～6个，各水洗槽的水温依次递增，递增幅度至少为5℃，水洗的温度范围在60～95℃，水性聚氨酯海岛纤维基布在各水洗槽中停留的时间分别为5～10min，水性聚氨酯海岛纤维基布出各水洗槽时压辊辊压的压力分别为5～8kg/cm2。
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