CN1322877A - 一种超细纤维合成革－－军港革及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超细纤维合成革－军港革及其加工方法。将聚酰胺和聚乙烯经纺丝、牵伸、铺网,针刺、含浸聚乙烯醇水溶液、烘干、磨皮后浸渍、涂覆浆料、凝固、水洗、干燥、片皮、揉皮处理、除尘等工艺,形成基布;用离型纸涂面层后烘干、涂粘合剂,将其与基布复合,进行辐照增强,将离型纸剥离,即得成品革。产品的吸湿性和透气性、外观和手感及穿着舒适感等均具有天然皮革的效果,内部微观结构及各项物理指标等均更接近或超过天然皮革。

Description

一种超细纤维合成革——军港革及其加工方法

本发明涉及一种超细纤维合成革—军港革及其加工方法。

自人工皮革诞生以来，经历了从仿形到仿真不同阶段的发展，其仿形阶段代表性产品是用聚氯乙烯树脂、聚氨酯等材料制成的“PVC”人造革、“PU”人造革等。这些人造革其外观和手感都具有较强的皮革感，缺点是几乎不具有透气性和吸湿性，且撕裂强度低，在20℃以下条件使用易变硬，耐曲折性极差，加工不能片削等。但这种人造革生产工艺简单、成本低，在一些需求不太高的场合仍有广泛用途，所以至今生产不衰。仿真阶段的典型产品是用无纺布和聚氨酯生产的“PU”合成革。这种人工皮革具有类似天然皮革的结构和较好的撕裂强度及一定的透气透湿性能，在加工过程中可像天然革一样进行片削。缺点是穿着舒适感仍不如天然革好。随着复合纤维技术的发展，人工皮革的技术研究进入了高仿真阶段，即以束状超细纤维为基材的PU合成革的开发研究。这种合成革不论是其内部微观结构还是各种物理性能都更接近甚至超过天然皮革，是目前人工皮革领域中最高级的产品。目前，此项研究处于世界领先地位的是日本的可乐丽公司、东丽公司、帝人公司。可乐丽公司和帝人公司是采用溶剂分离法形成0.01旦尼尔(denier)以下的极细的超细纤维束，缺点是投入产出比低。东丽公司采用的是机械分割法，优点是投入产出比高，但由于受机械加工难度限制，只能生产0.1旦尼尔以上细度的超细纤维。欧美国家及台湾、韩国这方面的研究较落后，他们采用的工艺路线多是以聚脂为“岛”，尼龙为“海”，采用碱溶分离法形成聚酯束状超细纤维，因此，产品的吸湿性及舒适性能较差。

本发明的目的是以聚酰胺和聚氨酯为基材，制成束状超细纤维合成革，产品的吸湿性和透气性、外观和手感及穿着舒适感等均具有天然皮革的效果，无论是内部微观结构及各项物理指标如剥离力、低温弯曲疲劳、耐高温、顶破力、撕裂负荷、耐水解性等均更接近或超过天然皮革，且使加工工艺易于实施，加工中可像天然皮革一样进行片削，降低生产成本。

本发明的要点是将聚酰胺和聚乙烯经纺丝、牵伸，制成海岛型复合纤维，再将之铺网，针刺制成无纺布；无纺布含浸聚乙烯醇水溶液烘干、磨皮后浸渍、涂覆浆料、防霉处理，经凝固、水洗、同时回收二甲基甲酰胺DMF，用甲苯抽取聚乙烯组分，经干燥、片皮、揉皮处理、除尘，形成超细纤维的无纺布布基；利用离型纸涂面层后烘干，再涂粘合剂，将其与基布复合起来，进行辐照增强，最后将离型纸剥离，即得超细纤维合成革——军港革。

本发明的工艺流程图见说明书附图。

本发明是这样实现的，基布制作工序是将聚酰胺和聚乙烯经熔融纺丝制成海岛结构的复合纤维。聚酰胺和聚乙烯分别装于各自的贮罐内，并由装于罐下的颗粒供料机把聚酰胺和聚乙烯按1∶1比例送入挤出机；颗粒供料机内装有一根不等深的螺杆，并经氮化处理，以增加其硬度和耐磨性能；聚酰胺和聚乙烯的给料量为50～70KG/小时；挤出机分六段加热区，温度分别由进口的200～230℃逐段加热，升到出口时的270～300℃；在挤出机内，聚酰胺与聚乙烯均匀混合成为一体熔融的料由挤出机送至喷丝头纺丝；喷丝头有500～1100个孔，孔径为0.2mm；喷出的丝进入纺丝筒内冷却定型，冷风从3个管以切线方向吹入，冷风先经分布环，再经10目金属网，冷风温度28～38℃，风压值500Pa，从纺丝筒出来的丝用丝筒绕好备用。

卷在绕丝筒上的丝，放在集束架上，约160根合在一起，进入牵伸机，牵入线速度为11～15m/min；然后入牵伸加热机，在牵伸加热机内用热风循环加热，温度为180～200℃；出加热机后，由牵伸机再继续牵伸，线速度为55～65m/min；然后入油溶槽做浸油处理，油溶槽中的油溶含量为2.58％，上油率为0.76％；出油溶槽后，由油溶牵伸机牵引，线速度为55～65m/min；经过张力辊、卷曲机、导向器、入圆网干燥机干燥；圆网干燥机由4个圆网辊组成加热系统，前面两个辊温度为60℃，后两个为常温；干燥后的丝含水率为1.5～2.5％，丝干燥后经切断机切断，切断长度为40～60mm，并用风送管道送至下一工序。

将上一工序风送来的丝切段，送入贮棉室，经程序计量后间歇式给料，并由无定向棉网机输送出棉网层；将四～八层棉网叠合在一起，送入针刺机针刺；针刺机的针刺密度为200～400针/cm²，针刺速度为300～400次/min，针刺深度为9～16mm，经过针刺后制成无纺布坯布，卷成卷供下一工序用。

无纺布放卷后入聚乙烯醇PVA含浸槽，与PVA水溶液接触，经过上下反复运动，充分吸收PVA水溶液，使无纺布的含液率在20～30％，浸渍槽温度控制在45～55℃范围内，PVA含量3～4.5％左右，PVA水溶液中要加入少量硼砂以增加其粘度；浸好PVA的无纺布基进入带拉幅的烘箱内干燥，出箱后加热烫平；含浸PVA并加热干燥后的无纺布表面很粗糙，需经过磨面处理，背面用120#砂带打两次，正面分别用120#、180#、240#砂带打磨3次，打磨后除尘，卷成卷。

将上一工序中除尘后的无纺布送入10对挤压辊组成的浸渍机内，用PU浸渍液进行浸渍处理。PU液粘度小于700Pa·S；然后进行防霉处理，因为霉菌可以用聚氨胺作为食物，并将其分解从而加速聚氯胺的水解速度，所以防霉处理是整个加工过程中比较重要的环节，防霉剂主要成分为含锌离子的沸石；将基布卷打开，引入到防霉剂溶液槽中，经挤压、干燥，送入凝固槽凝固；凝固完成后，入水洗槽水洗，由于要洗出PVA，水洗温度要高，一般为92～97℃，水洗时间7～20分钟，挤压6～10次；经热水洗涤除去基布中的PVA及残留的DMF后，将其导入抽出槽，用甲苯将基布中聚乙烯组分溶解掉；这样经过抽出后的基布微观结构是由一束束聚酰胺纤维立体交联成空间网状结构，在中间的空隙处是由微孔聚氨酯填充。再用水将存在基布之中的甲苯置换出来；经干燥、片皮、揉皮处理，揉皮处理是用揉皮机的机械力把合成纤维分子链上大的分子打断，保持分子量在近似的范围，揉皮时间3～5分钟，强度6～12Mpa，经过揉皮处理的合成革，手感丰满，柔软，有弹性，酷似真皮；再经除尘等后处理工序完成基布的加工。

移膜造面是用一离型纸介质将很薄的膜转移到基布上面，进而形成外观更像天然皮革的效果。程序是将离型纸放卷，在离型纸有粒纹一面喷涂预先配置好的聚氨酯溶液，一般喷两次，进烘干箱，待半干后再喷配置好的粘合剂；经烘干，然后复合基布层。此时从上至下依次为离型纸、表膜层、粘合剂层和基布层。最后将离型纸剥离开来，形成束状超细纤维合成革。

上述粘合剂配方为容积比例，聚醚型聚氨酯SA-265,100份；丁酮，10～20份；二甲基甲酰胺DMF,5～10份；促进剂HM,2～5份；工业用油，1～3份。

辐照增强。辐照增加合成革的物理性能是采用γ射线，紫外线微波等对移膜复合后的合成革进行照射。辐照频率1000～5000MHa，辐照时间5～30分钟。通过辐照后聚氨酯分子链上的含氧基团的含量得到控制，从而达到增强其物理性能指标的目的。辐照可以从下向上进行，也可以从上向下进行，辐照可以随基布移动，也可以静止不动，辐照源可以是点发射，也可以是线发射或面发射等等。

本发明的优点是产品的吸湿性和透气性、外观和手感及穿着舒适感等均具有天然皮革的效果，无论是内部微观结构及各项物理指标等均更接近或超过天然皮革。与日本同类产品相比，剥离力是它的1.5倍，-20℃低温弯曲疲劳比它高两级，顶破力高出它1/4倍，撕裂负荷是它的1.6倍，耐高温180℃20分钟，日本革为140℃20分钟表膜熔融，耐水解性是它的1倍等等。且加工工艺易于实施，加工中可像天然皮革一样进行片削，是一种理想的天然皮革替代品。

实施例：

1．纺丝：聚酰胺和聚乙烯分别由各自的颗粒供料机按1∶1比例送入挤出机，进口温度220℃，分六段逐段加热，升口温度285℃；喷丝头有1000个孔，孔径为0.2mm；喷出的丝进入纺丝筒内冷却定型，冷风从3个管以切线方向吹入，冷风经分布环，10目金属网，温度33℃，风压值500Pa；

2．牵伸：将卷在绕丝筒上的丝，约160根合在一起，进入牵伸机，牵入线速度12m/min，然后入牵伸加热机，温度190℃；出加热机后，由牵伸机继续牵伸，线速度为61m/min；然后入油溶槽，油溶含量2.58％，上油率0.76％；出油溶槽后由油溶牵伸机牵引，线速度61m/min；

3．铺网：在圆网干燥机上，由4个圆网辊组成加热系统，前面两个辊温度为60℃，后两个为常温。干燥后的丝含水率为2％，经切断机切断，切断长度为51mm；

4．针刺：将上一工序风送来的丝切段，送入贮棉室，经程序计量后间歇式给料，并由无定向棉网机输送出棉网层。四层棉网叠合在一起，送入针刺机针刺，针刺机的针刺密度为200针/cm²，针刺速度为350次/min，针刺深度为14mm；

5．含浸：将无纺布放卷后入聚乙烯醇PVA含浸槽，PVA水溶液中加入少量硼砂，无纺布的含液率25％，浸渍槽温度50℃,PVA含量3.8％；

6．磨皮：将上述无纺布进行磨面处理，背面用120#砂带打两次，正面分别用120#、180#、240#砂带打磨3次；

7．浸渍：将上述无纺布送入浸渍机内，PU液粘度小于700Pa·S。

8．防霉处理：防霉剂主要成分为含锌离子的沸石。将基布卷打开，引入到防霉剂溶液槽中，经挤压、干燥，送入凝固槽凝固。

9．水洗：温度93℃，水洗时间15分钟，挤压8次；

10．抽出、置换：用甲苯将基布中聚乙烯组分溶解掉。用水将存在基布之中的甲苯置换出来，干燥、片皮、揉皮，揉皮时间5分钟，强度10Mpa；

11．移膜造面：用一离型纸介质将很薄的膜转移到基布上面，将离型纸放卷，在离型纸有粒纹一面喷涂二次聚氨酯溶液；

12．粘合剂配方：聚醚型聚氨酯SA-265:100份，丁酮：10份，二甲基甲酰胺DMF:5份，促进剂HM:2份，工业用油：1份。

13．辐照增强：采用γ射线，2450MHz的微波，200W的输出功率，线发射，从上至下辐照合成革，发射源静止不动，合成革至平铺状，缓慢送入辐照装置，10分钟后出辐照装置。完成静置24小时后测物理性能指标，经对比未辐照的空白对比样，膜的剥离强度增加50％，撕裂强度增加30％，耐折率增加20％。

Claims (10)

1．一种超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，将聚酰胺和聚乙烯经纺丝、牵伸，制成海岛型复合纤维，再将之铺网，针刺制成无纺布；无纺布含浸聚乙烯醇PVA水溶液烘干、磨皮后浸渍、涂覆浆料、防霉处理，经凝固、水洗、同时回收二甲基甲酰胺DMF，用甲苯抽取聚乙烯组分，经干燥、片皮、揉皮处理、除尘，形成超细纤维的无纺布布基；利用离型纸涂面层后烘干，再涂粘合剂，将其与布基复合起来，进行辐照增强，最后将离型纸剥离，即得超细纤维合成革—军港革。

2．根据权利要求1所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的纺丝工序是将聚酰胺和聚乙烯分别由各自的颗粒供料机按1∶1比例送入挤出机，聚酰胺和聚乙烯的给料量为50～70KG/小时，挤出机分六段加热区，温度分别由进口的200～230℃逐段加热，升到出口时的270-300℃，聚酰胺与聚乙烯均匀混合成为一体熔融的料由挤出机送至喷丝头纺丝，喷丝头有500～1100个孔，孔径为0.2mm，喷出的丝进入纺丝筒内冷却定型，冷风从3个管以切线方向吹入，冷风先经分布环，再经10目金属网，冷风温度为28～38℃，风压值为500Pa。

3．根据权利要求1、2所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的牵伸是将卷在绕丝筒上的丝，放在集束架上，约160根合在一起，进入牵伸机，牵入线速度为11～15m/min，然后入牵伸加热机，在牵伸加热机内用热风循环加热，温度为180～200℃。出加热机后，由牵伸机再继续牵伸，线速度为55～65m/min。然后入油溶槽做浸油处理，油溶槽中的油溶含量为2.58％，上油率为0.76％。出油溶槽后，由油溶牵伸机牵引，线速度为55～65m/min。

4．根据权利要求1～3所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的含浸是将无纺布放卷后入聚乙烯醇PVA含浸槽，PVA水溶液中加入少量硼砂，无纺布的含液率在20～30％，浸渍槽温度45～55℃,PVA含量在3～4.5％。

5．根据权利要求1～4所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的浸渍是将上述无纺布送入浸渍机内用PU液粘度小于700Pa·S的浸渍液进行浸渍处理。

6．根据权利要求1～5所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的水洗温度为92～97℃，水洗时间7～20分钟，挤压6～10次。

7．根据权利要求1～6所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的揉皮处理是揉皮时间3～5分钟，强度6～12Mpa。

8．根据权利要求1所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的移膜造面是用一离型纸介质将很薄的膜转移到基布上面，将离型纸放卷，在离型纸有粒纹一面喷涂二次聚氨酯溶液。

9．根据权利要求1、8所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的粘合剂配方为容积比例，聚醚型聚氨酯SA-265,100份；丁酮，10～20份；二甲基甲酰胺DMF,5～10份；促进剂HM，2～5份；工业用油，1～3份。

10．根据权利要求1～9所述的超细纤维合成革——军港革及其加工方法，其特征在于，所说的辐照增强是采用γ射线，紫外线微波等对移膜复合后的合成革进行照射，辐照频率1000～5000MHa，辐照时间5～30分钟，辐照可以从下向上进行，也可以从上向下进行，辐照可以随基布移动，也可以静止不动，辐照源可以是点发射，也可以是线发射或面发射。

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