CN1249295C - 海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，包括如下顺序的步骤：(1)基布处理，采用PVA含浸与基布收缩相结合的技术，使超纤皮的手感更柔软、悬垂性更好、撕裂强度更高；(2)PU湿法含浸处理，采用耐碱性PU树脂为粘合填充剂，制得丰富微细孔的高弹性、手感丰满的超纤皮，同时具有透气、透湿性的优点，性能更接近天然皮；(3)连续碱减量开纤处理；(4)后整理。本发明生产的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮具有高仿真的性能，而且在生产过程和成品中不会释放出有害的有机化合物，解决了环保问题。

Description

海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法
技术领域
本发明涉及一种海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法。
背景技术
随着混熔纺丝技术和复合法纺丝技术以及混熔与复合纺相结合的纺丝技术等纤维技术的不断发展，以海岛束状超细纤维为原料已开发生产出高仿真的PU合成革。在超细仿真革的生产过程中，目前国内主要是采用溶剂溶解方式进行开纤处理，如烟台万华、山东同大使用的就是如下方法：中国专利申请号为00107308.7，发明名称为“一种超细纤维合成革—军港革及其加工方法”。上述方法由于采用甲苯或丁酮等有机溶剂进行开纤处理，在生产过程中溶剂挥发对操作人员健康和环境影响很大，而且成品超纤皮内甲苯残留毒性，产品不环保。
发明内容
本发明的目的在于针对现有方法采用有机溶剂进行开纤处理存在着不环保的问题，提供一种能解决生产过程及成品的环保问题的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法。
本发明包括如下顺序的步骤：
(1)基布处理：以海岛超细纤维针刺无纺布为基布，同时进行沸水收缩和聚乙烯醇PVA含浸处理，然后经红外线预烘、松弛托网穿透烘干、精密压光定型、卷取；
(2)PU湿法含浸处理：将基布处理后所得的坯布依次经液下多辊强制性挤压PU含浸、主凝固、副凝固、水洗、热水洗去除PVA、烘干、卷取，所述PU(聚氨酯树脂)采用耐碱性PU树脂；
(3)连续碱减量开纤处理：含浸PU后的坯布依次经碱液含浸、蒸化、清洗、酸中和、水洗、卷取；
(4)后整理。
本发明的基布可采用涤/锦海岛超细纤维针刺无纺布，涤/锦比例优选40～20/60～80，也可以采用涤/涤海岛超细纤针刺无纺布。海岛超细纤维针刺无纺布克重范围优选150～600g/m2，厚度优选0.6～3.0mm。
本发明在基布处理中，优选的方法是把基布沸水收缩与PVA含浸结合在一起，分两槽进行恒温水浴收缩和PVA含浸，第一槽温度控制在60-70℃，第二槽控制在80-95℃，PVA含浸量控制在2-8％，最佳PVA含浸量控制在3-5％，基布的纵横向收缩率控制在5-25％，最佳纵横向收缩率控制在10-15％，含浸车速控制在5～8m/min。
本发明在PU含浸处理中，耐碱性PU树脂优选聚醚型PU树脂，且聚醚的链长应≥1000，聚醚的链长最好为2000～4000。PU含浸液含固量优选为10-25％，最佳为15-20％，PU含浸量为在成品超纤皮中PU树脂的比例优选为20-60％，最佳比例为30-55％。主凝固槽内DMF(二甲基甲酰胺)的温度优选控制在15～25度，副凝固槽内DMF的温度优选控制在10～20度，热水洗的温度为95～100℃，烘干温度控制在≤150℃。
本发明在所述连续碱减量开纤处理中，清洗优选采用多组转鼓喷淋抽吸洗涤和超声波震荡清洗相结合的清洗方式；碱液含浸优选带强制液下挤压浸轧方法；连续碱减量轧余率控制在50-100％较好，烧碱含浸比例为4-20％较好，蒸化温度控制在100-105℃较好，蒸化时间为6-20分钟较好；圆鼓抽吸负压为-0.01～-1.0个大气压，超声波功率为40～100KVA。
后整理包括染色、柔软拉幅定型、磨毛、贴面等处理。
本发明的技术效果在于：本发明采用PVA含浸与基布收缩相结合的技术，在提高无纺布的密度同时在海岛纤维表面均匀包裹一层PVA膜，人为增大“海”成分，这样一来可使超纤皮的手感更柔软、悬垂性更好、撕裂强度更高；本发明采用耐碱性PU树脂为粘合填充剂进行湿法PU复合加工工艺，制得丰富微细孔的高弹性、手感丰满的超纤皮，同时具有透气、透湿性的优点，性能更接近天然皮；本发明采用连续碱减量开纤工艺，且可采用转鼓喷淋抽吸装置实现同步无张力净洗功能，不会因为有张力破坏无纺布内部纤维的排列结构而影响超纤皮的物理性能，又可通过这种强抽吸作用把比较厚实(与普通机织物相比)的超细纤维无纺基布内溶解下来的“粘稠状”的可溶性聚合物彻底抽吸洗干净。总之，本发明生产的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮具有高仿真的性能，而且在生产过程和成品中不会释放出有害的有机化合物，解决了环保问题。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1、图2分别是实施例中转鼓喷淋抽吸装置的横剖视图和纵剖视图。
图3是收缩试验结果图。
具体实施方式
实施例采用比例为30/70的涤/锦海岛超细纤维针刺无纺布为原料，其平方米克重为450g/m2，厚度为1.8mm，针刺密度为2000针/cm2。
一、基布处理：
将涤/锦海岛超细纤维针刺无纺布进行超喂储布，然后依次进行第一槽PVA溶液预缩含浸、第二槽PVA溶液预缩含浸、定量轧车、红外线预烘、松驰托网热风穿透烘干、精密压光定型、卷取。
其第一槽PVA溶液的温度控制在65℃，第二槽PVA溶液的温度控制在85℃，PVA溶液的浓度为6％，含浸车速控制在7m/min，超喂在8％，PVA含浸量为5％，红外线烘干的温度控制在148℃。
二、PU湿法含浸处理：
将基布处理后所得的坯布依次经储布、液下多辊强制性挤压PU含浸、主凝固、副凝固、多槽水洗、热水洗二道去除PVA、烘干、卷取。
在PU湿法含浸处理中，PU采用聚醚型PU树脂，聚醚的链长为3000，主凝固槽内DM F的温度为20度，副凝固槽内DMF的温度为18度，热水洗的温度在98℃，烘干温度控制在148℃，PU含浸液含固量为20％，PU含浸量为在成品超纤皮中PU树脂的比例为40％。
三、连续碱减量开纤处理：含浸PU后的坯布依次经储布、碱液含浸、蒸化、八道转鼓喷淋抽吸装置进行抽吸洗涤、超声波震荡清洗、醋酸中和、水洗、落布卷取。
连续碱减量开纤处理中，所用碱液为浓度为10％的NAOH溶液，蒸化温度为100℃，时间为10分钟，转鼓抽吸负压为-0.06个大气压。
四、后整理：经过染色、柔软拉幅定型、磨毛、贴面等处理，即得成品海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮。由于此步是成熟技术，在此不再详述。
在连续碱减量开纤处理中，转鼓喷淋抽吸装置的结构如图1和图2所示，如下所述：
它包括圆筒形的转鼓3，转鼓3上布满开孔，在转鼓3之外套有一层镍网2，镍网2为圆筒形，贴合在转鼓3上，并由销钉固定，可以拆卸和更换，在转鼓3内设有支撑的转鼓内胆，转鼓内胆由内层、支架6和外层组成，内层位于转鼓内胆的中心，为一不锈钢空心圆筒9，不锈钢空心圆筒9的空腔8即为转鼓内胆中心的空腔，在不锈钢空心圆筒9上开有三个狭缝，支架6为不锈钢支架，与不锈钢空心圆筒9焊接在一起，外层为八块耐碱耐磨尼龙块填料4，固定在不锈钢支架6上，在转鼓内胆还设有三个风道7，每个风道7连通转鼓3和不锈钢空心圆筒9的空腔8，不锈钢空心圆筒9上的三个狭缝与三个风道7一一相连。
在清洗时，超细纤维无纺基布1贴在转鼓3外的镍网2上，在转鼓3的外围设有三个固定的喷淋头5与转鼓内胆中的三个风道7分别对应位置，转鼓内胆的空腔8与转鼓3外部的水气分离器、强力风机相连，转鼓3通过传动装置如皮带装置或齿轮传动装置与电动机相连。工作时，电动机转动，转鼓3及其上的镍网2、超细纤维无纺基布1一起转动，而转鼓内胆静止，同时喷淋头5朝着转鼓3喷水，在强力风机的抽吸作用下，在转鼓内胆的空腔8中形成了一定的真空负压，超细纤维无纺基布1上的水解聚合物随超细纤维无纺基布1中的水份一起在真空抽吸作用下穿透基布1、镍网2和转鼓3上的开孔进入转鼓内胆的空腔8，并被吸入水气分离器排出，通过这种强抽吸作用把超细纤维无纺基布1内的可溶性聚合物彻底抽吸洗干净。
以下是申请人对重要工艺条件所做的工艺试验：
1、PVA溶液温度与基布收缩率的关系：
本实验以海岛纤维针刺无纺布，在松弛状况下，5％PVA溶液中，作收缩试验，试验结果见图3。
从图3的实验结果来看，基布在50℃时开始缓慢收缩，60℃开始收缩加快，在80～95℃收缩很快，到95℃以后纵横的收缩率基本趋于稳定。为了使基布得到充分收缩提高基布密度同时又要防止收缩过快带来布面不平整，本发明宜采用分段温控收缩。第一槽内的水温控制在60～70℃，使基布初步收缩，再进入第二槽，第二槽的水溶温度控制在80～95℃。
2、PVA含浸比例的选择：
本实验改通过改变PVA含浸比例，其它条件不变的情况下所做
实验结果如下表：
Figure C20041004946100101
从以上所得结果来看，PVA含浸量宜控制在2～8％之间，最佳控制在3～5％。
3、PU树脂的选择：
本发明采用碱减量开纤工艺，要求所用PU树脂为耐碱性，本实验以浓度为10％的NaOH溶液，95℃，处理时间为20分钟的处理实验条件，试验结果如下表：
从上述实验结果来看，PU树脂选择聚醚型较好，其醚链长度应≥1000，最好选择醚链长度为2000～4000的聚醚型PU树脂。
4、PU含浸比例：
本发明对PVA含浸预缩处理后的海岛针刺无纺布进行PU含浸工艺处理，对不同PU含浸比例对成品性能的影响进行对比试验。无纺布的克重为450g/m2，PVA含浸量为5％，PU含浸比例从10％～70％，从下表的试验结果说明：适宜的PU含浸比例为20～60％，最佳比例为30～55％。
本发明经过PU含浸烘干后，基布的密度大大提高，而且PU含浸后基布中有许多微孔，使碱减量加工中碱液渗透进入基布内部很困难，本发明宜采用液下挤压方式促进碱液渗透。本实验采用耐碱聚醚型PU树脂含浸，针刺无纺布的平方克重约450g/m2，含浸后的平方克重达650g/m2，厚度1.8～1.9mm，碱量蒸化温度100～105℃，碱液轧余率70％，通过工艺实验对碱液含浸比例、蒸化时间等工艺条件来进行选择。
  工艺条件   试验数据
  烧碱含浸比例   2％   4％   6％   8％   10％   12％   14％   16％   20％
  蒸化时间   20   16   15   12   10   10   10   8   6
  纤维减量率   25   26.1   28.9   29.4   29.5   29.8   30   29.9   29.7
  开纤情况   不完全   不完全   较完全   较完全   好   好   好   好   好
  手感   偏硬   较硬   较好   较好   好   好   较软   较软   较软
  弹性   差   差   较好   较好   好   好   一般   较松   较差
  撕裂温度   纵   75   83   90   100   106   109   100   97   95
  横   60   67   71   89   95   102   94   82   73
通过以上试验可得知碱减量的工艺条件，碱减量含浸碱比例为4～20％较好，最佳的碱减量含浸碱比例为6～12％。蒸化时间为6～20分钟较好，最佳为8～15分钟。当碱量浓度过高时，易出现PU树脂部分降解，导致弹性差，撕裂强度低。

Claims (10)

1.一种海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：
(1)基布处理：以海岛超细纤维针刺无纺布为基布，同时进行沸水收缩和聚乙烯醇PVA含浸处理，然后经红外线预烘、松弛托网穿透烘干、精密压光定型、卷取；
(2)PU湿法含浸处理：将基布处理后所得的坯布依次经液下多辊强制性挤压PU含浸、主凝固、副凝固、水洗、热水洗、烘干、卷取，所述PU采用耐碱性PU树脂；
(3)连续碱减量开纤处理：含浸PU后的坯布依次经碱液含浸、蒸化、清洗、酸中和、水洗、卷取；
(4)后整理。
2.根据权利要求1所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：在基布处理中，把基布沸水收缩与PVA含浸结合在一起，分两槽进行恒温水浴收缩和PVA含浸，第一槽温度控制在60-70℃，第二槽控制在80-95℃，PVA含浸量控制在2-8％，基布的纵横向收缩率控制在5-25％。
3.根据权利要求2所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：所述PVA含浸量控制在3-5％，基布的纵横向收缩率控制在10-15％。
4.根据权利要求1所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：所述耐碱性PU树脂为聚醚型PU树脂，聚醚的链长≥1000。
5.根据权利要求4所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：所述聚醚型PU树脂，聚醚的链长为2000～4000。
6.根据权利要求1所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：在所述PU含浸处理中，PU含浸液含固量控制在10-25％，PU含浸量控制在成品超纤皮中PU树脂的比例为20-60％。
7.根据权利要求6所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：在所述PU含浸处理中，PU含浸液含固量控制在15-20％，PU含浸量控制在成品超纤皮中PU树脂的比例为30-55％。
8.根据权利要求1所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：在所述连续碱减量开纤处理中，碱液含浸为带强制液下挤压浸轧方法。
9.根据权利要求1所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：在所述连续碱减量开纤处理中，清洗采用多组转鼓喷淋抽吸洗涤和超声波震荡清洗相结合的清洗方式。
10.根据权利要求9所述的海岛超细纤维针刺无纺布仿真皮的加工方法，其特征在于：在所述连续碱减量开纤处理中，连续碱减量轧余率控制在50-100％，烧碱含浸比例为4-20％，蒸化温度控制在100-105℃，蒸化时间为6-20分钟，圆鼓抽吸负压为-0.01～-1.0个大气压，超声波功率为40～100KVA。
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