CN101736520A - 一种缠结生成的片层材料及制法 - Google Patents

Abstract

本发明对混合纤维用针刺或水刺的方法加以缠结，制备得到透气透湿性优良的片层材料，可用于抹布、基布、滤布等多种用途。

Description

一种缠结生成的片层材料及制法

技术领域

本发明涉及用非纺织方法制备一种复合纤维的片层材料及其制备方法，特别涉及真皮纤维和其它合成纤维复合物的片层材料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，皮革制品的使用范围越来越广泛，使用量逐年增加。每年在制造皮革制品的过程中，会产生大量的边角废料。每年因破损，或款式陈旧等原因而废弃的各类皮革制品的数量也相当惊人。尤其是废旧皮鞋的回收，以往是将其焚烧，在此过程中皮革中的Cr(III)会氧化成Cr(VI)致癌物，对人类的健康造成极大的危害。因此对皮革边角废料和废旧革制品的回收与利用也引起了人们的高度重视。

20世纪90年代以来，随着全球生态环境问题的日益严峻，皮革工业正面临着“可持续发展”的挑战。因此，对制革废弃物及革制品的资源化利用已成为国内外关注的重要课题。制革废弃物及革制品的回收及利用的研究由来已久，但在皮革业中的应用研究却是近几十年的事情。如从制革的边角废弃物中提取胶原，以适应医药、食品及化妆品的需要；利用旧皮革制取雷米帮A、饲料胶原蛋白粉和再生革等。

再生革的生产，是我国皮革工业中一门新发展起来的、有利于三废治理的工业产品。再生革是天然皮革的替代品之一，通常的做法是用制革废弃物及回收的废旧革制品经黏合剂粘联而成的片状材料，因此有人称之为胶原纤维革或皮革纤维橡胶板。按用途可以制成各种厚度的革材，并且在革坯的表面上可进行表面修饰，形成各种颜色的修饰层，在修饰层上还可以压上各种仿天然皮革的花纹，从而可以制成各种花色的革样。

在皮纤维中加入一定量的植物纤维，可提高再生革的耐汗性和在潮湿状态下的表面稳定性。1938年德国的Hans Freudenberg博士，对皮革废弃物与纤维素的混合物用于再生革进行了***的研究，其产品已投放市场。之后许多国家，包括日本、美国、中国等也相继在这方面进行了不少的研究，但处理方法都有相似之处，即将含铬皮革废弃物机械粉碎、疏解，与天然纤维混合，而后用乳胶黏合剂黏结，生产再生革、无纺布等。由于皮张一般较厚，完全不透气，强度、抗张性和耐折性均很差，只适宜制作平价公文箱、拉杆袋、球杆套定型工艺产品和平价皮带。

中国发明专利申请(专利号：03101157.8)，公开了一种超纤碎皮合成革及其生产方法，超纤碎皮合成革由无纺布和PU浆料组成。所述无纺布由碎皮纤维和由锦纶、涤纶、腈纶化学纤维组成，经针刺后成无纺布；该无纺布经PU浆料表面涂饰后，制成超纤碎皮合成革。缺点是该合成革的强度、抗张性和耐折性均显不够。

利用水刺技术对皮革纤维进行利用，可制成片层材料。由申请WO03/048437(PCT/GB02/05381)提出采用人造双组份纤维，其具有熔点低于内核的外层。这些双组份纤维与基础皮革纤维混合形成网，然后加热使双组份纤维交叉熔合，在网内部形成网络。通过水力缠结可以得到片层材料，但其手感很差，破坏了皮革样手感。由申请WO01/94673(PCT/GB01/02451)、WO03/048437(PCT/GB02/05381)和WO2005/118932(PCT/GB2005/002136)中披露了一个或多个织物加强件，但没有特别指出是由何种纤维制成。而且这些发明还多采用了具有低熔点外层的双组份纤维，利用加热进行熔合，其原理与用胶粘剂大同小异。由上述方法加工而成的片层材料，其边角料经开松时易造成混合纤维的极大损伤，难以再回收利用。

中国发明专利申请“一种皮革纤维基布”(专利号：200510032848.3)，公开了一种皮革纤维基布，是由1～100％重量份机械开纤的皮革纤维和0～99％重量份的其它纺织纤维组成，皮革纤维相互之间、纺织纤维相互之间及皮革纤维与纺织纤维之间相互均匀混合、穿插交织形成立体网状编织结构。在该专利的说明书中，对所用纺织纤维给出了较明确的定义：“可以是长纤维，也可以是短纤维，既可以是天然纺织纤维如棉、麻、丝、竹、羊绒羊毛、驼绒驼毛、兔绒兔毛、狗绒狗毛、羽绒羽毛，也可以是化学纤维如涤纶、腈纶、氨纶、锦纶、丙纶等或者人造纤维如粘胶、天丝、大豆、牛奶、甲壳脂等”。很明显，上述发明专利的说明书中所述的纺织纤维是常用的普通纤维，并没有特别指出包含特种功能纤维在内。事实上，纺织纤维的种类众多，且在不断增长中；为适应日益变化的使用要求，各种功能性纤维正日新月异地被发明出来。利用这些功能性的特殊纺织纤维，使之与皮革纤维相结合时，所制成的成品将具有特殊的功能，将大大拓展其用途。

本发明以皮革纤维与热收缩纤维、表面用化学键固定有纳米/超细纤维素或纳米/超细壳聚糖及其混合物的合成纤维和其它常用的纺织纤维相混合，经成网、机械缠结，热处理而成。其中没有用到任何胶粘剂和热熔性纤维，使得到的片层材料有良好的透气性和透湿性。此片层材料可用于制备滤布、抹布、基布等，生产过程产生的边角料经开松后又可重新用于片层材料的制备。使用表面用化学键固定有纳米/超细纤维素的合成纤维可明显改善制品的吸湿透气性；使用表面用化学键固定有纳米/超细壳聚糖的合成纤维可明显改善制品的抗菌性；特别是使用了热收缩性纤维，使最后得到的片层材料非常致密，有良好的使用性能，这些均属国内外首创，提供了利用皮革纤维制备片层材料的全新方法。

发明内容

本发明的目的是提供用非纺织方法制备一种复合纤维的片层材料及其制备方法，特别涉及真皮纤维和其它纤维复合的片层材料及其制备方法。

本发明制备的片层材料具有强度高、透气透湿、易回收使用等优点，可广泛应用于抹布、基布、滤布、包装材料等方面。

本发明的目的是这样实现的：

把包括皮革基础纤维以及附加的其它纤维的纤维混合物开松并混匀。所述皮革基础纤维包括牛皮、羊皮、猪皮、马皮和驴皮；所述附加的其它纤维有三类：一、具有热收缩性的合成纤维；二、表面用化学键固定有纳米/超细纤维素或纳米/超细壳聚糖及其混合物的合成纤维；三、普通化纤、粘胶纤维、蛋白纤维和天然植物纤维等。皮纤维和三类附加纤维的比例为2～98∶2～98∶0～96∶0～96。所述附加的其它纤维可为任意的纤度。为使片层材料有较好的物性，所述附加的其它纤维较好的选择是采用细旦丝，最优的选择是采用超细旦丝。所述附加的其它纤维的平均长度在10毫米至150毫米之间均可。

将所述的混合纤维形成网，网的密度在80-1850克/平方米；

将上述网在针刺或水刺作用下进行多重机械缠结，形成片层材料；

将上述片层材料进行加热，热处理的温度在80℃至180℃，最佳热处理的温度在120℃至160℃，片层材料中的热收缩性的合成纤维因受热而发生收缩，致使片层材料中的纤维缠结得更牢固，增强了片层材料的强度。

为了满足不同的使用目的，在皮革基础纤维以及附加的其它纤维组成的纤维混合物中还可以内衬一层或多层增强织物。这些增强织物是由皮革纤维和附加的其它纤维中的任何一种或它们的混合物纺织或针织而成的。

所述的皮革基础纤维是由熟制皮革经开纤而得，既可以直接制成片层材料成品，也可以在制成片层材料前后进行防腐、防蛀、防霉、加脂、加香、防水、防粘、耐汗、抗静电、阻燃和润滑处理，以满足不同的用途。

所述具有热收缩性的合成纤维包括热收缩性涤纶纤维、热收缩性丙纶纤维、热收缩性腈纶纤维及它们的混合物，其收缩率在0.5％～80％之间。

具体实施方式

实施例1

把已开纤好并做了防腐、防蛀、防霉、加脂、加香、抗静电和润滑等前处理的牛皮纤维95份与热收缩纤维3份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维1份、锦纶0.5份、粘胶纤维0.5份共同投入开松机，经开松、混合、梳理、铺网后，经针刺机组的针刺作用，皮革纤维与合成纤维间相互缠结，形成平整的片层材料。

把针刺得到的片层材料通过热定形机，经150℃的高温处理，片层材料因热收缩而变得更致密，强度也得到明显改善。最终得到的片层材料具有良好的透气性和透湿性。

实施例2

把已开纤好并做了防腐、防蛀、防霉、防水、防粘、耐汗和阻燃等前处理的猪皮纤维94份与热收缩纤维3份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维1份、锦纶0.75份、丙纶0.75份、粘胶纤维0.5份共同投入开松机，经开松、混合、梳理、铺网后，经针刺机组的针刺作用，皮革纤维与合成纤维间相互缠结，形成平整的片层材料。

把针刺得到的片层材料通过热定形机，经150℃的高温处理，片层材料因热收缩而变得更致密，强度也得到明显改善。最终得到的片层材料具有良好的透气性和透湿性。

实施例3

把已开纤好并做了防腐、防蛀、防霉、加香和润滑等前处理的羊皮纤维95份与热收缩纤维3份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维0.5份、表面用化学键固定有纳米壳聚糖的涤纶纤维0.5份、锦纶0.5份、大豆纤维0.5份共同投入开松机，经开松、混合、梳理、铺网后，经针刺机组的针刺作用，皮革纤维与合成纤维间相互缠结，形成平整的片层材料。

把针刺得到的片层材料通过热定形机，经150℃的高温处理，片层材料因热收缩而变得更致密，强度也得到明显改善。最终得到的片层材料除了具有良好的透气性和透湿性外，还具有长久的抗菌性。

实施例4

把已开纤好的羊皮纤维95份与热收缩纤维3份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维0.5份、表面用化学键固定有纳米壳聚糖的涤纶纤维0.5份、锦纶0.5份、大豆纤维0.5份共同投入开松机，经开松、混合、梳理、铺网后，经针刺机组的针刺作用，皮革纤维与合成纤维间相互缠结，形成平整的片层材料。

把得到的片层材料再经水刺机进行水力缠结，水压低于200bar，主要是进行表面精修饰。把水刺后的片层材料浸入混有防腐剂、防蛀剂、防霉剂、防粘剂、耐汗剂、加脂剂、阻燃剂和润滑剂的液槽内，经二浸二轧处理后，再经真空脱水、蒸汽预烘，再通过热定形机，经150℃的高温处理，片层材料因热收缩而变得更致密，表面平整，手感丰满，强度也得到明显改善。最终得到的片层材料除了具有良好的透气性和透湿性外，还具有长久的抗菌性。

实施例5

把已开纤好并做了防腐、防蛀、防霉、防水、防粘、耐汗和阻燃等前处理的牛皮纤维95份与热收缩纤维3份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维1份、锦纶0.5份、粘胶纤维0.5份共同投入开松机，经开松、混合、梳理、铺网后，在混合纤维网中内衬有纺织织物，经针刺机组的针刺作用，皮革纤维及附加的合成纤维与纺织织物间相互缠结，形成平整的片层材料。

把针刺得到的片层材料通过热定形机，经150℃的高温处理，片层材料因热收缩而变得更致密，强度也得到明显改善。最终得到的片层材料具有良好的透气性和透湿性。

实施例6

把已开纤好并做了防腐、防蛀、防霉、防水、防粘、耐汗和阻燃等前处理的牛皮纤维95份与热收缩纤维3份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维1份、锦纶0.5份、粘胶纤维0.5份共同投入开松机，经开松、混合、梳理后，铺网在增强的纺织织物下面。另外，把已开纤好并做了防腐、防蛀、防霉、防水、防粘、耐汗和阻燃等前处理的牛皮纤维85份与热收缩纤维3份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维1份、锦纶5.5份、粘胶纤维5.5份共同投入开松机，经开松、混合、梳理后，铺网在增强的纺织织物上面。此内衬有纺织织物的混合纤维网经针刺机组的针刺作用，皮革纤维及附加的合成纤维与纺织织物间相互缠结，形成平整的片层材料。

把针刺得到的片层材料通过热定形机，经150℃的高温处理，片层材料因热收缩而变得更致密，强度也得到明显改善。最终得到的片层材料，不仅具有良好的透气性和透湿性，片层材料上下二面因牛皮纤维所占比例不同，可以给片层材料的上下二面带来不同的外观、手感和物性，以适应特殊的用途。

实施例7

把已开纤好并做了防腐、防蛀、防霉、防粘、耐汗和润滑等前处理的羊皮纤维90份与热收缩纤维3份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维3份、表面用化学键固定有纳米壳聚糖的涤纶纤维2份、锦纶1份、大豆纤维1份共同投入开松机，经开松、混合、梳理、铺网后，经水刺机组的水刺作用，皮革纤维与合成纤维间相互缠结，形成平整的片层材料。

把水刺后的片层材料经真空脱水、蒸汽预烘，再通过热定形机，经160℃的高温处理，片层材料因热收缩而变得更致密，表面平整，手感丰满，强度也得到明显改善。最终得到的片层材料除了具有良好的透气性和透湿性外，还具有长久的抗菌性。

实施例8

把已开纤好的猪皮纤维65份和羊皮纤维25份与热收缩纤维3.5份、表面用化学键固定有纳米纤维素的涤纶纤维2.5份、表面用化学键固定有纳米壳聚糖的涤纶纤维2份、锦纶1份、大豆纤维1份共同投入开松机，经开松、混合、梳理、铺网后，经水刺机组的水刺作用，皮革纤维与合成纤维间相互缠结，形成平整的片层材料。

把水刺后的片层材料经真空脱水、蒸汽预烘，再通过热定形机，经160℃的高温处理，片层材料因热收缩而变得更致密，表面平整，手感丰满，强度也得到明显改善。最终得到的片层材料除了具有良好的透气性和透湿性外，还具有长久的抗菌性。

Claims (10)

1.一种由纤维混合物形成的片层材料和制备方法，所述纤维混合物包括皮革基础纤维以及附加的其它纤维。所述的制备方法包括以下步骤：

将所述的纤维混合物形成网；

将上述网在针刺或水刺作用下进行机械缠结，从而缠结所述皮革基础纤维以及附加的其它纤维，形成片层材料；

将上述片层材料进行加热，片层材料中的热收缩性纤维因受热而发生收缩，致使片层材料中的纤维缠结得更牢固，增强了片层材料的强度。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：采用针刺或高压喷水流实施缠结。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：采用多个所述针刺或喷射操作。

4.如权利要求1到3所述的任一项制备方法被应用到一种80-1850克/平方米的纤维体上。

5.按权利要求1到4所述的制备方法制得的片层材料此外还含有一层或多层纺织的增强织物，纤维也是在大体上没有任何破坏织物的情况下与织物相缠结的。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：纺织的增强织物是采用权利要求1中所述皮革纤维和附加的其它纤维中的任何一种或它们的混合物纺织或针织而成的。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的皮革基础纤维包括牛皮纤维、羊皮纤维、猪皮纤维、马皮纤维和驴皮纤维及它们的混合物，是由熟制的皮革经开纤而得，既可以直接制成片层材料成品，也可以在制成片层材料前后进行防腐、防蛀、防霉、加脂、加香、防水、防粘、耐汗、抗静电、阻燃和润滑处理。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述附加的其它纤维有三类：一、具有热收缩性的合成纤维；二、表面用化学键固定有纳米/超细纤维素或纳米/超细壳聚糖及其混合物的合成纤维；三、普通化纤、粘胶纤维、蛋白纤维和天然植物纤维。皮纤维和三类附加纤维的比例为2～98∶2～98∶0～96∶0～96。所述附加纤维可为任意的纤度。为使片层材料有较好的物性，附加纤维较好的选择是采用细旦丝，最优的选择是采用超细旦丝。附加纤维的平均长度在10毫米至150毫米之间均可。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述具有热收缩性的合成纤维包括热收缩性涤纶纤维、热收缩性丙纶纤维、热收缩性腈纶纤维及它们的混合物，其收缩率在0.5％～80％之间。

10.按权利要求1到5所述的制备方法，其特征在于：制得的片层材料需经过热处理，热处理的温度在80℃至180℃，最佳热处理的温度在120℃至160℃，致使片层材料中的热收缩性合成纤维因受热而发生收缩。