CN101725052B - 水性聚氨酯树脂超细纤维革及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚氨酯树脂超细纤维革及制造方法，属于合成革及制造方法技术领域。特征：海岛纤维→无纺布→聚乙烯醇浸渍或热压烫平→加工原布→聚氨酯浸渍涂敷→热凝固→碱减量→基布→磨面染色或压花→检验入库。上述方法得到的聚氨酯树脂超细纤维革。本发明的水性聚氨酯树脂超细纤维革，与溶剂型聚氨酯比较，产品物理性质相当，符合应用需求，使用环保的聚氨酯树脂，产品中不含对环保有害的有机溶剂，生产过程减少了溶剂型产品必需的DMF回收工序，简化生产过程，节能环保，适应了国外对环保型聚氨酯合成革的限制性要求，减少了生产人员需求量，并且减少了对人员的伤害，减少生产成本低，产品市场竞争力强。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种聚氨酯树脂合成革及制造方法，属合成革及制造方法技术领域。
二、背景技术
目前，聚氨酯合成革经过多年的发展，因其具有良好的外观手感、透气透湿性、耐溶剂性、应用方便以及花色品种多等诸多优点，而被广泛应用于工业、民用的各个领域。但是，传统的聚氨酯(PU)合成革生产中，均采用溶剂型PU树脂作为生产革品的基层和面层，这种类型的PU树脂均以甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮(MEK)、乙酸、乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)等作为主要溶剂通过聚合法制得。溶剂型聚氨酯在生产过程中大量有机溶剂的排放，这些溶剂，毒副作用大，很容易污染当地环境，对人的生命健康造成威胁，而且易燃易爆，极易引发火灾等事故。近几年，随着环保法规的逐渐加强，以及国家对节能减排的控制和人们环保意识的增强，加之溶剂的价格随着原油价格的飘升，消防法规、溶剂法规的制约和要求保护地球环境压力的不断加大。低挥发性有机化合物(VOC)，甚至零VOC、无毒、无污染的新材料聚氨酯树脂越来越受人们的重视，有取代溶剂型聚氨酯的趋势，并广泛应用于粘接剂、涂料、纺织、印染、制革等工业领域。目前欧美发达国家已经制定了相关的法规，限制溶剂型聚氨酯的使用及相应产品的进口。水性聚氨酯树脂取代溶剂型聚氨脂已经成为一种必然的趋势。
三、发明内容
本发明目的在于改善合成革生产过程中污染，以及满足国内外市场对无污染的聚氨酯超细纤维革产品的需求，提供一种不使用有机溶剂，高物性、环保的水性聚氨酯树脂超细纤维革及制造方法。
鉴于上述技术现状，本发明的发明人经过大量试验研究，最终采取了由两种或两种以上的混合聚合物通过混融纺丝所形成的海岛纤维混合，利用其中一种聚合物可以被碱溶液除去，而制得超细纤维，提高合成革基体的物性和柔韧 性，并使用该无纺布进行湿法加工和表面加工，利用该技术成功制造出高物性的聚氨酯树脂超细纤维革。
本发明是通过以下技术方案实现的：
水性聚氨酯树脂超细纤维革的制造方法，其特殊之处在于，包括以下工艺流程：
海岛纤维→无纺布→经聚乙烯醇浸渍或热压烫平→磨面→得加工原布→湿法聚氨酯浸渍涂敷→热凝固→碱减量→干燥→基布→磨面、染色或压花→检验入库
1、无纺布加工：
将碱溶聚酯(COPET)+聚酰胺(PA)海岛纤维，进入梳理机梳理成网，再经铺网机铺网，最后经针刺机多次上下穿刺成三维结构的无纺布；
2、湿法加工：
无纺布经热压烫平或聚乙烯醇溶液浸渍后干燥定型，再经磨面处理，加工成厚度均匀、形态稳定、表面平整的加工原布；
加工原布经湿法聚氨酯树脂浸渍涂敷加工处理，加热凝固，再用碱减量的方式抽出海岛纤维的海成分，形成超细纤维结构的基布；
3、后整理加工：
基布经磨面、染色或压花等后整理过程，处理后经检验，合格后，按要求包装入库。
具体如下：
1、无纺布加工：所用纤维为海岛纤维，按重量百分比，其组分为聚酰胺PA 40-95％，碱溶聚酯COPET 5-60％；
1.1所述海岛纤维是由PA、COPET两种聚合物混纺而成，其中一种组分为聚酰胺，两种聚合物的一种成分分散在另外一种成分中而形成海岛结构，在基布加工时用碱减量法除掉海岛纤维中的一种成分而只留下聚酰胺成分，从而形成超细纤维结构；海岛纤维中聚酰胺和另外一种聚合物的比例为：聚酰胺占40-95％，另外一种聚合物占5-60％；
1.2所述PA是指聚酰胺-6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-610、聚酰胺-66、聚六甲撑异酞酰胺、聚对苯二甲酰己二胺、对二甲苯正十二烷胺等中任何一种具有可纺丝性的聚酰胺；
1.3所述可用碱减量法除掉的聚合物COPET，是共聚酯的一种，易于在碱溶液中溶解，也称碱溶PET。
1.4所述作为岛组分的聚酰胺纤维(PA)耐碱不耐酸，在95℃下用NaOH(10％)处理16小时损失可忽略不计，整个碱减量处理过程中，水解反应大部分发生在COPET上。
1.5所述碱减量法用的碱溶液为氢氧化钠溶液。
1.6根据产品手感度及强度要求不同，调整不同纤维比例，从而得到不同强度和柔软度的合成革。
2、湿法加工：
2.1其工艺过程如下：
无纺布→经浸渍聚乙烯醇溶液或热压烫平→加工原布→湿法浸渍涂敷聚氨酯→热凝固→碱减量→干燥→基布
将无纺布浸渍聚乙烯醇(PVA)溶液或热压烫平后，再将聚氨酯树脂浸渍涂敷在无纺布上，经热凝固后，再利用碱减量处理除去其中的海岛结构中的海成分，其中碱溶液可以回收重复使用；然后再经扩幅干燥形成水性聚氨酯树脂超细纤维革的基布。从基布横断面中可以看到：基布底部为超细纤维，并且填充了网状结构的聚氨酯树脂，基布表面有一层致密的聚氨酯发泡层。
2.2浸渍涂敷聚氨酯树脂工序，是先在无纺布上浸渍聚氨酯树脂，然后再在其表面涂覆(或不涂覆)一层聚氨酯树脂，而后进入升温凝固。
浸渍涂覆聚氨酯树脂：
浸渍液配比如下：按重量份数，聚氨酯树脂100份，水400-1000份，助剂0.5-5份，颜料0-15份；
涂敷液选用成膜性较好的聚氨酯树脂，其调配比例如下：按重量份数，聚氨酯树脂100份，水300-800份，助剂0.2-10份，颜料5-30份。
上述颜料可以根据最终产品的颜色确定。例如生产黑色品种，涂覆液中可以加入炭黑或炭黑调配的聚氨酯树脂黑色浆，生产白色品种时涂覆液中可以加入钛白粉或钛白粉调配的聚氨酯树脂白色浆。
上述助剂包括业界常用的消泡剂、发泡调节剂、亲水助剂、拨水助剂。
2.3碱减量处理过程中，通过控制碱液(NaOH和水的混合液)浓度、温度，加工速度，以获得最好超细纤维的产品。实际生产中根据所选用的海岛纤维 种类、聚氨酯树脂及所用助剂不同，碱减量处理工艺也不尽相同。一般情况下，海岛纤维岛组分PA 40-95％，碱溶液NaOH浓度为1-5％，温度为50-100℃，加工速度为4-8m/min。碱减量处理后基布含有较多NaOH溶液，要进行多道水洗洗净基布上带有的NaOH溶液，防止对后续工序的不利，以及对最终产品质量影响。
3、后整理加工：
基布表面经染色或压花等后整理过程，处理后经检验，合格后，按要求包装入库。
其干法移膜工艺过程如下：
基布→磨面、染色或压花→检验入库
3.1通过磨面，将基布表面磨制，保证表面达到需要的效果。
3.2需染色的基布染色工序后，符合要求的颜色，检验合格入库.
3.3基布压花：将基布采用光面压花辊压平，保证表面平滑性良好；
本发明的聚氨酯树脂超细纤维革是通过上述方法得到的聚氨酯树脂超细纤维革。
本发明的水性聚氨酯树脂超细纤维革，生产工艺大大简化，生产过程不使用有机溶剂，最大程度的减少了环境污染，工作环境大为改善，产品不含有毒溶剂残留，性能优越，从基体层和表面层多方面进行技术改进，有效的开发原来的溶剂型聚氨酯合成革不具备的使用价值，充分结合利用海岛纤维，使用该技术，拓宽了合成革开发的技术路线，不使用有机溶剂，适应了环保要求，降低的产品成本，以及对聚氨酯合成革厂的环保限制，具有广阔的推广和应用前景。
四、具体实施方式
以下给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成进行进一步说明。
实施例1
将尼龙-6和碱溶聚酯按照8∶2比例把切片进行混合熔融纺丝。将两种原料在挤出机中进行溶融、混合、挤出，形成尼龙-6为岛，碱溶聚酯为海的海岛结构长丝。设延伸的单丝为10-15旦尼尔。在180-220度下进行2次延伸，其延伸率为3.0-4.0倍。本发明的多成分混合纺丝纤维通过延伸可达到3-5旦尼尔，该海岛纤维通过机械卷曲，切成51mm长的纤维。将该海岛纤维进 行梳理成网，铺叠成250-300g/m2的棉网进行针刺、PVA热固定形成加工原布。再经聚氨酯树脂浸渍涂敷等湿法加工处理，聚氨酯树脂热凝固后，用碱减量处理除去海岛纤维的海成分，形成超细纤维结构。基布经压花处理检验入库。
本实施例的水性聚氨酯树脂超细纤维革工艺流程：
海岛纤维→无纺布→浸渍PVA→干燥→磨面→加工原布→聚氨酯浸渍涂敷→热凝固→碱减量→干燥→基布→压花→检验→入库
实施例2：
将尼龙-6和碱溶聚酯按照7∶3比例把切片进行混合熔融纺丝。将两种原料在挤出机中进行溶融、混合、挤出，形成尼龙-6为岛，碱溶聚酯为海的海岛结构长丝。设延伸的单丝为10-15旦尼尔。在50-95度下进行2次延伸，其延伸率为2.5-4.0倍。本发明的多成分混合纺丝纤维通过延伸可达到4-8旦尼尔，该海岛纤维通过机械卷曲，切成51mm长的纤维。将该海岛纤维进行梳理成网，铺叠成350-450g/m2的棉网进行针刺、PVA热固定形成加工原布。再经聚氨酯树脂浸渍涂敷等湿法加工处理，聚氨酯树脂热凝固后，用碱减量处理除去海岛纤维的海成分，形成超细纤维结构。
本实施例的水性聚氨酯树脂超细纤维革工艺流程：
海岛纤维→无纺布→浸渍PVA→干燥→磨面→加工原布→聚氨酯浸渍→热凝固→碱减量→干燥→基布→磨面→染色→检验→入库。
Claims (3)
1.水性聚氨酯树脂超细纤维革的制造方法，其特征在于，包括以下工艺流程：
海岛纤维→无纺布→经聚乙烯醇浸渍或热压烫平→磨面→得加工原布→湿法聚氨酯浸渍涂敷→热凝固→碱减量→干燥→基布→磨面、染色或压花→检验入库
(1)、无纺布加工：
将碱溶聚酯和聚酰胺海岛纤维，进入梳理机梳理成网，再经铺网机铺网，最后经针刺机多次上下穿刺成三维结构的无纺布；
(2)、湿法加工：
无纺布经热压烫平或聚乙烯醇溶液浸渍后干燥定型，再经磨面处理，加工成厚度均匀、形态稳定、表面平整的加工原布；
加工原布经湿法聚氨酯树脂浸渍涂敷加工处理，加热凝固，再用碱减量的方式抽出海岛纤维的海成分，形成超细纤维结构的基布；
(3)、后整理加工：
基布经磨面、染色或压花后整理过程，处理后经检验，合格后，按要求包装入库；
无纺布加工：所用纤维为海岛纤维，按重量百分比，其组分为聚酰胺PA40-95％，碱溶聚酯COPET 5-60％；
(1)所述海岛纤维是由聚酰胺、碱溶聚酯两种聚合物混纺而成，其中一种组分为聚酰胺，两种聚合物的一种成分分散在另外一种成分中而形成海岛结构，在基布加工时用碱减量法除掉海岛纤维中的一种成分而只留下聚酰胺成分，从而形成超细纤维；海岛纤维中聚酰胺和另外一种聚合物的质量比例为：聚酰胺占40-95％，另外一种聚合物占5-60％；
(2)所述聚酰胺是指聚酰胺-6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-610、聚酰胺-66、聚六甲撑异酞酰胺、聚对苯二甲酰己二胺、对二甲苯正十二烷胺中任何一种具有可纺丝性的聚酰胺；
(3)所述碱减量法用的碱溶液为氢氧化钠溶液；
湿法加工工艺
(1)工艺过程如下：
无纺布→经聚乙烯醇浸渍或热压烫平→磨面→得加工原布→湿法聚氨酯浸渍涂敷→热凝固→碱减量→干燥→基布
将无纺布浸渍聚乙烯醇溶液或热压烫平后，再将聚氨酯树脂浸渍涂敷在无纺布上，经热凝固后，再利用碱减量处理除去其中的海岛结构中的海成分，然后再经扩幅干燥形成聚氨酯树脂超细纤维革的基布；
(2)浸渍涂敷聚氨酯树脂工序，是先在无纺布上浸渍聚氨酯树脂，然后再在其表面涂敷或不涂敷一层聚氨酯树脂，而后进入升温凝固；
浸渍涂敷聚氨酯树脂：
浸渍液配比如下：按重量份数，聚氨酯树脂100份，水400-1000份，助剂0.5-5份，颜料0-15份；
涂敷液选用聚氨酯树脂，其调配比例如下：按重量份数，聚氨酯树脂100份，水300-800份，助剂0.2-10份，颜料5-30份。
2.按照权利要求1所述的水性聚氨酯树脂超细纤维革的制造方法，其特征在于
碱减量处理过程中，海岛纤维岛组分聚酰胺40-95％，碱液NaOH浓度为1-5％，温度为50-100℃，加工速度为4-8m/min，碱减量处理后基布含有较多NaOH溶液，进行水洗洗净基布上带有的NaOH溶液。
3.权利要求1或2任一权利要求所述的水性聚氨酯树脂超细纤维革的制造方法得到的水性聚氨酯树脂超细纤维革。
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