CN101798738A - 一种无纺布含浸基布的开纤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无纺布含浸基布的开纤方法，包括：提供无纺布含浸基布，由双组分复合纤维制成的无纺布和含浸在所述无纺布中的聚氨酯组成，所述双组分复合纤维中的双组分为聚酯组分和聚酰胺组分；将所述无纺布含浸基布用质量浓度小于6％的碱性溶液浸渍；将浸渍碱性溶液的无纺布含浸基布升温至80℃～105℃保温，然后快速冷却；对快速冷却后的无纺布含浸基布施加外力，使聚酯和聚酰胺分离形成聚酯超细纤维和聚酰胺超细纤维。本发明先将无纺布含浸基布用碱性溶液浸渍后，可以降低聚酯组分和聚酰胺组分之间的结合力，然后再对其施加外力，使聚酯组分和聚酰胺组分分离分别形成聚酯超细纤维和聚酰胺超细纤维，这样可以使皮革在继承涤纶的挺度并保持尼龙的柔软性。
Description
技术领域
本发明涉及人工皮革制造领域，具体涉及一种无纺布含浸基布的开纤方法。
背景技术
人工皮革因具有较好的耐磨、耐热、耐寒性能、较高的韧性和拉伸强度被广泛使用。将无纺布经过PU(聚氨酯)树脂含浸后生产的人工皮革称为PU合成革，PU合成革具有天然皮革的花纹与光泽，它以其色彩丰富、强度高、不容易损伤等特性被广泛应用于服装业、箱包业、体育行业、汽车制造等行业。
超细纤维PU合成革是具有纤度小于0.33dtex的超细纤维结构的人工皮革，由于发挥了超细纤维的强吸水性，因此具备了与天然皮革相媲美的吸湿性。此外，超细纤维PU合成革还在耐化学性、防霉变性、质量均一性和可加工性等方面超过了天然皮革。
在现有技术中，超细纤维PU合成革一般按照如下工艺：首先使用共混纺丝法将聚酯组分和聚酰胺组分共混、熔融、挤出成型、牵伸定型后形成包括海组分和岛组分的复合海岛纤维，再将所述复合海岛纤维进行梳理、针刺制成无纺布。然后，使用聚氨酯对无纺布进行含浸处理，即将聚氨酯填充在无纺布的纤维间隙中，然后再用溶剂选择性的去除海组分或岛组分形成聚酯超细纤维或聚酰胺超细纤维，得到超细纤维PU合成革。
在现有技术下，无纺布含浸的工艺流程一般为：浸渍PVA(聚乙烯醇)→浸渍PU→凝固→水洗→抽出→干燥，其中的抽出即指使用溶剂去除海组分或岛组分的工序。由于采用复合海岛纤维法制成的超细纤维合成革只能保留一种组分的纤维，如尼龙(聚酰胺纤维)或涤纶(聚酯纤维)，而尼龙的特点是过于柔软，涤纶的特点是刚性太强。因此，如果只保留尼龙组分时，合成革虽然柔软，手感好，但是刚性差，即所谓“皮革不挺”的现象；而只保留涤纶组分时，合成革刚性太强，手感发硬。此外，在抽出工序中，部分纤维被溶解，造成单根原丝中的岛数不可控，而且岛的大小、数量、分布及其长度都存在随机性。
本发明人考虑，以聚酯组分和聚酰胺组分为原料制造复合纤维并制成无纺布后，将无纺布含浸聚氨酯得到无纺布含浸基布，在对其进行处理使聚酯组分和聚酰胺组分分离得到两种组分的纤维，则可以使合成革即能具备涤纶的挺度又能兼顾尼龙的柔软性。
发明内容
本发明解决的技术问题在于，提供一种无纺布含浸基布的开纤方法，通过该方法，对无纺布含浸基布进行处理，使聚酯组分和聚酰胺组分分离得到两种组分的超细纤维，以使合成革继承涤纶的挺度并保持尼龙的柔软性。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种用基布的开纤方法，包括：提供无纺布含浸基布，所述无纺布含浸基布由双组分复合纤维制成的无纺布和含浸在所述无纺布中的聚氨酯组成，所述双组分复合纤维中的双组分为聚酯组分和聚酰胺组分；将所述无纺布含浸基布用质量浓度小于6％的碱性溶液浸渍；将浸渍碱性溶液的无纺布含浸基布升温至80℃～105℃保温，然后快速冷却；对快速冷却后的无纺布含浸基布施加外力，使所述聚酯组分和聚酰胺组分分离分别形成聚酯超细纤维和聚酰胺超细纤维。
优选的，所述对快速冷却后的无纺布含浸基布施加外力具体为：
将快速冷却后的无纺布含浸基布用超声波处理；
揉搓超声波处理后的无纺布含浸基布。
优选的，所述揉搓超声波处理后的无纺布含浸基布具体为：
室温下揉搓所述无纺布含浸基布；
在温度为85℃～120℃的条件下揉搓所述无纺布含浸基布。
优选的，所述超声波处理的强度为5A～15A。
优选的，所述快速冷却的温度为5℃～25℃。
优选的，所述碱性溶液的质量浓度为2％～4％。
优选的，所述浸渍碱性溶液后的无纺布含浸基布的保温温度为85℃～100℃。
优选的，所述双组分复合纤维中所述骨架部与所述裂片部按重量比为15～30∶70～85。
优选的，所述双组分复合纤维包括呈放射状排列的骨架部和填充在所述骨架部之间的裂片部，所述双组分分别形成所述骨架部和裂片部，所述骨架部与所述裂片部按重量比为15～30∶70～85。
优选的，所述双组分复合纤维中的聚酯组分形成所述裂片部，所述聚酰胺组分形成所述骨架部。
本发明提供一种无纺布含浸基布的开纤方法，所述无纺布含浸基布由双组分复合纤维制成的无纺布和含浸在所述无纺布中的聚氨酯组成，所述双组分复合纤维中的双组分为聚酯组分和聚酰胺组分。本发明先将无纺布含浸基布用浓度较低的碱性溶液浸渍后，可以初步降低复合纤维中的聚酯组分和聚酰胺组分之间的结合力，然后再对无纺布含浸基布施加外力，使聚酯组分和聚酰胺组分分离分别形成聚酯超细纤维和聚酰胺超细纤维，这样可以使皮革在继承涤纶的挺度并保持尼龙的柔软性，并且由于避免去除一种组分，因此降低了合成革的单位成本。
附图说明
图1、本发明实施例制备的双组分复合纤维截面形貌示意图；
图2、本发明制备双组分复合纤维所使用的喷丝孔截面示意图；
图3、本发明实施例制备的无纺布含浸基布的SEM照片；
图4、本发明实施例制备的超细纤维PU合成革SEM照片。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明提供的一个无纺布含浸基布的开纤方法的实施方案，包括：
提供无纺布含浸基布，所述无纺布含浸基布由双组分复合纤维制成的无纺布和含浸在所述无纺布中的聚氨酯组成，所述双组分复合纤维中的双组分为聚酯组分和聚酰胺组分；
将所述无纺布含浸基布用质量浓度小于6％的碱性溶液浸渍；
将浸渍碱性溶液的无纺布含浸基布升温至80℃～105℃保温，然后快速冷却；
对快速冷却后的无纺布含浸基布施加外力，使所述聚酯组分和聚酰胺组分分离分别形成聚酯超细纤维和聚酰胺超细纤维。
按照本发明，制备双组分复合纤维时，取聚酯组分的切片放入聚酯螺杆挤出机内混炼、取聚酰胺组分的切片放入聚酰胺螺杆挤出机熔融混炼，其中，聚酯组分的混炼温度优选为270℃～290℃，聚酰胺组分的混炼温度优选为270℃～290℃；
所述聚酯组分可以选用以下至少一种聚合物：聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲酯或聚2，6-萘二酸乙二酯，优选为聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯；
所述聚酰胺组分可以选用以下至少一种聚合物：聚己内酰胺(PA-6)、聚己二酰己二胺(PA-66)、聚己二酰丁二胺、聚己二酰戊二胺、聚己酰庚二胺、聚己二酰辛二胺、聚己二酰壬二胺、聚己二酰剂癸二胺，优选为聚己内酰胺和聚己二酰己二胺。
将两组分分别在螺杆挤出机内混炼后，将混炼后的聚酯组分和聚酰组分胺通过喷丝板挤出成型，得到初生纤维，所述初生纤维结构如图1所示，包括呈放射状排列的纤维骨架部2和填充在所述纤维骨架部之间的裂片部1。
按照本发明，所述喷丝板具有桔瓣状的喷丝孔，如图2所示，为喷丝孔的截面示意图。所述喷丝孔11截面形状为圆形，包括多个呈放射状排列的骨架挤出孔11a和被所述骨架挤出间隔的裂片挤出孔11b。这样，所述聚酯和聚酰胺两个组分可分别通过所述骨架挤出孔和所述裂片挤出孔挤出形成复合纤维，从所述骨架挤出孔挤出的组分形成纤维的骨架部，从所述裂片挤出孔挤出的组分形成纤维的裂片部。
按照本发明，所述裂片部组分∶骨架部组分按重量比为15∶85～30∶70，更优选为20∶80～25∶75。所述聚酯组分可以作为裂片部，此时聚酰胺组分作为骨架部。所述聚酯组分也可以作为骨架部，此时聚酰胺组分作为裂片部。
按照本发明，对于所述骨架挤出孔的数量，并无特别限制，可以为4个～20个。在图2中，骨架挤出孔的数量为8个，这样可形成8分瓣的裂片纤维。
制成初生纤维后，将初生纤维进行至少一级牵伸，总牵伸倍数优选为3～4倍；将牵伸后的初生纤维用硅烷类油剂上油，在70℃～80℃松弛定型后切断，切断成45mm～55mm裂片型的双组分复合纤维。
按照本发明，可以使用所述双组分复合纤维按照本领域技术人员熟知的方法制备无纺布，即将双组分复合纤维经过开松、梳理后，针刺制成无纺布，无纺布的密度优选为0.15g/cm3～0.35g/cm3，克重优选为280g/m2～800g/m2。
按照本发明，制备无纺布后，将无纺布进行含浸处理得到无纺布含浸基布。对无纺布进行含浸处理时，先将无纺布进行PVA含浸，干燥，再进行烫平定型，PVA含浸液以质量浓度计优选包括：1％～3％的聚乙烯醇，余量为水。无纺布经PVA含浸后，再进行PU含浸，使PU充分填充在纤维间隙中，PU含浸液以质量计优选包括：12％～20％的聚氨酯、1％～3.2％的表面活性剂、余量为DMF。再将所述PU含浸后的含浸布送入凝固液中凝固，再经过水洗、干燥最终得到PU含浸的无纺布含浸基布。所述凝固液以质量计包括29％～39％的DMF(二甲基甲酰胺)，余量的水。
按照本发明，对无纺布进行含浸处理时，先用质量浓度小于6％、优选质量浓度为1％～5％、更优选质量浓度为2％～4％的碱性溶液浸渍处理，这样可以初步降低聚酯组分和聚酰胺组分的之间的结合力，有利于聚酯组分和聚酰胺组分的分离。碱性溶液的具体例子可以为KOH、NaOH、NH4OH溶液，但不限于此。
浸渍碱性溶液后，将无纺布含浸基布升温至80℃～105℃进行保温，然后快速冷却。无纺布基布经过高温保温再进行快速冷却时，由于骤热骤冷的作用，在聚酯组分和聚酰胺之间产生较大的内应力，在内应力的作用下可以分离聚酯组分和聚酰胺组分，形成两种组分的超细纤维。按照本发明，所述保温温度优选为85～100℃，更优选为90℃～95℃。按照本发明，所述快速冷却的温度优选为5℃～25℃，更优选为10℃～15℃。保温时，优选在蒸箱内用水蒸气加热；快速冷却介质优选为水浴，快速冷却的含义时，在蒸箱内保温后，立刻放入到水浴中进行冷却。
按照本发明，对无纺布含浸基布进行骤热骤冷的处理后，可以对其施加外力使聚酯组分和聚酰胺组分分离分别得到聚酯超细纤维和聚酰胺超细纤维。按照本发明，所述施加外力的方法可以用超声波处理和/或揉搓处理，对于超声波处理或揉搓处理的次序，本发明并无特别限制，优选先进行超声波处理，所述超声波处理的强度优选为5A～15A，更优选为6A～12A，对于超声波处理的次数，本发明并无特别限制，优选为5次～10次，更优选为6次～9次。所述揉搓处理指用机械揉搓无纺布含浸基布，以使复合纤维中的聚酯组分和聚酰胺组分分离。揉搓处理可以在室温和/高温下进行，高温揉搓处理的温度优选为92℃～108℃，更优选为95℃～105℃，更优选为97℃～103℃，高温揉搓处理的时间优选为2小时～10小时，更优选为3小时～8小时，更优选为4小时～7小时。开纤处理后，得到超细纤维PU合成革，然后中和处理、水洗，得到成品。
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明提供的无纺布含浸方法进行描述。
实施例1
取25份对聚对苯二甲酸乙二酯切片放入聚酯纺丝螺杆挤出机在280℃熔融混炼；取75份聚己内酰胺切片放入聚酰胺纺丝螺杆挤出机在280℃熔融混炼。将两个螺杆挤出机的混炼产物经如图2所示的8分瓣喷丝板挤出成型，以下实施例均采用此喷丝板挤出成型，得到8分瓣的初生纤维，所述初生纤维由纤维骨架部和填充在所述纤维骨架之间的裂片部组成，其中纤维骨架部成分为聚对苯二甲酸乙二酯，裂片部成分为聚己内酰胺；
将初生纤维依次经过1.8倍、1.7倍数的牵伸，用浓度为4wt％硅氧烷油剂上油，在70℃热定型后，获得复合纤维，然后切成50mm的复合纤维。
然后将所述复合纤维开松、梳理、针刺成密度为0.22g/cm3、克重为520g/cm2的无纺布；
将无纺布PVA含浸机中进行含浸，PVA浸渍液以质量浓度计，包括：2％的聚乙烯醇和余量水；然后将无纺布在100℃进行干燥得到第一含浸基布；
将第一含浸基布导入PU含浸机中进行含浸，PU浸渍液以质量浓度计，包括：16％的湿法合成革用聚氨酯树脂P-138(山东宇田化工公司提供)、2.2％的硫酸月桂酯钠和余量DMF，调整所述PU含浸机的轧液辊间距到基布厚度，PU含浸后得到第二含浸基布；
将第二含浸基布导入凝固槽中进行凝固，凝固槽中凝固液以质量浓度计包括：35％的二甲基甲酰胺和余量水，凝固液温度为34℃；
将凝固后的基布用80℃的水进行清洗后在140℃进行烘干，制得PU合成革，测量PU合成革性能列于表3，取样用扫描电镜观察，微观形貌如图3。
实施例2
与实施例1的区别在于，本实施例中纤维骨架部聚己内酰胺成分为，裂片部成分为聚对苯二甲酸乙二酯，骨架部∶裂片部按重量比为25∶75；
其它工艺与实施例1相同，制备无纺布含浸基布。
实施例3
取实施例1制备的无纺布含浸基布，用质量浓度为5％的NaOH浸渍；将浸渍NaOH溶液的无纺布含浸基布升温至90℃保温0.5小时，然后快速用10℃的水浴冷却；
将水浴冷却后的无纺布含浸基布用超声波处理，超声波处理的强度为6A，超声波处理的次数为5次；
室温下机械揉搓处理无纺布含浸基布，次数为6次；
再将无纺布含浸基布升温至95℃揉搓处理，时间为5小时，得到超细纤维PU合成革，如图4所示，为本实施例开纤处理后的超细纤维PU合成革SEM照片，测量合成革性能列于表1。
实施例4
取实施例1制备无纺布含浸基布，用质量浓度为2％的NaOH浸渍；将浸渍NaOH溶液的无纺布含浸基布升温至100℃保温0.5小时，然后快速用20℃的水浴冷却；
将水浴冷却后的无纺布含浸基布用超声波处理，超声波处理的强度为14A，超声波处理的次数为5次；
室温下机械揉搓处理无纺布含浸基布，次数为6次；
再将无纺布含浸基布升温至105℃揉搓处理，时间为5小时，得到超细纤维PU合成革，测量合成革性能列于表1。
实施例5
取实施例1制备无纺布含浸基布，用质量浓度为3％的NaOH浸渍；将浸渍NaOH溶液的无纺布含浸基布升温至85℃保温0.5小时，然后快速用5℃的水浴冷却；
将水浴冷却后的无纺布含浸基布用超声波处理，超声波处理的强度为11A，超声波处理的次数为5次；
室温下机械揉搓处理无纺布含浸基布，次数为6次；
再将无纺布含浸基布升温至90℃揉搓处理，时间为5小时，得到超细纤维PU合成革，测量合成革性能列于表1。
实施例6
取实施例1制备无纺布含浸基布，用质量浓度为5％的NaOH浸渍；将浸渍NaOH溶液的无纺布含浸基布升温至105℃保温0.5小时，然后快速用10℃的水浴冷却；
将水浴冷却后的无纺布含浸基布用超声波处理，超声波处理的强度为6A，超声波处理的次数为5次；
室温下机械揉搓处理无纺布含浸基布，次数为6次；
再将无纺布含浸基布升温至105℃揉搓处理，时间为5小时，得到超细纤维PU合成革，测量合成革性能列于表2。
实施例7
取实施例2制备无纺布含浸基布，用质量浓度为5％的NaOH浸渍；将浸渍NaOH溶液的无纺布含浸基布升温至90℃保温0.5小时，然后快速用10℃的水浴冷却；
将水浴冷却后的无纺布含浸基布用超声波处理，超声波处理的强度为6A，超声波处理的次数为5次；
室温下机械揉搓处理无纺布含浸基布，次数为6次；
再将无纺布含浸基布升温至95℃揉搓处理，时间为5小时，得到超细纤维PU合成革，测量合成革性能列于表2。
实施例8
取实施例2制备无纺布含浸基布，用质量浓度为3％的NaOH浸渍；将浸渍NaOH溶液的无纺布含浸基布升温至100℃保温0.5小时，然后快速用10℃的水浴冷却；
将水浴冷却后的无纺布含浸基布用超声波处理，超声波处理的强度为6A，超声波处理的次数为5次；
室温下机械揉搓处理无纺布含浸基布，次数为6次；
再将无纺布含浸基布升温至100℃揉搓处理，时间为5小时，得到超细纤维PU合成革，测量合成革性能列于表2。
表1、本发明实施例3～5制备的合成革性能
表2、本发明实施例6～8制备的合成革性能
超细纤维PU合成革触感评测：
测试人员：15名皮革销售人员
测试试样：市售的涤纶皮革、尼龙皮革和本发明实施例3至8制备的人工皮革和，编号依次为：1、2、3、4、5、6、7、8
测试人员用手接触皮革片材，用过下述评价标准，评价结果由最多的评价决定。
触感评价标准：
○：面料偏软
●：面料偏硬
⊙：面料适当硬挺，柔软性适中
评测结果：如表3：
表3、超细纤维人工PU合成革成分及触感测试结果
由上述试验结果可知，采用本发明提供的无纺布含浸方法能够将所述纤维骨架部和裂片部同时保留在皮革内，并防止纤维与PU革粘连，在PU合成革内形成连续的微孔结构，制得的PU合成革再经开纤处理后制得的裂片型超细纤维PU合成革即兼具了涤纶的挺度和尼龙的柔软性，具有极好的弹性和手感。
以上对本发明提供的一种无纺布含浸基布的开纤方法进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种无纺布含浸基布的开纤方法，包括：
提供无纺布含浸基布，所述无纺布含浸基布由双组分复合纤维制成的无纺布和含浸在所述无纺布中的聚氨酯组成，所述双组分复合纤维中的双组分为聚酯组分和聚酰胺组分；
将所述无纺布含浸基布用质量浓度小于6％的碱性溶液浸渍；
将浸渍碱性溶液的无纺布含浸基布升温至80℃～105℃保温，然后快速冷却；
对快速冷却后的无纺布含浸基布施加外力，使所述聚酯组分和聚酰胺组分分离分别形成聚酯超细纤维和聚酰胺超细纤维。
2.根据权利要求1所述的开纤方法，其特征在于，所述对快速冷却后的无纺布含浸基布施加外力具体为：
将快速冷却后的无纺布含浸基布用超声波处理；
揉搓超声波处理后的无纺布含浸基布。
3.根据权利要求2所述的开纤方法，其特征在于，所述揉搓超声波处理后的无纺布含浸基布具体为：
室温下揉搓所述无纺布含浸基布；
在温度为85℃～120℃的条件下揉搓所述无纺布含浸基布。
4.根据权利要求2所述的开纤方法，其特征在于，所述超声波处理的强度为5A～15A。
5.根据权利要求1所述的开纤方法，其特征在于，所述快速冷却的温度为5℃～25℃。
6.根据权利要求5所述的开纤方法，其特征在于，所述碱性溶液的质量浓度为2％～4％。
7.根据权利要求1所述的开纤方法，其特征在于，所述浸渍碱性溶液后的无纺布含浸基布的保温温度为85℃～100℃。
8.根据权利要求1至7任一项所述的开纤方法，其特征在于，所述双组分复合纤维包括呈放射状排列的骨架部和填充在所述骨架部之间的裂片部，所述双组分分别形成所述骨架部和裂片部，所述骨架部与所述裂片部按重量比为15～30∶70～85。
9.根据权利要求8所述的开纤方法，其特征在于，所述双组分复合纤维中的聚酯组分形成所述骨架部，所述聚酰胺组分形成所述裂片部。
10.根据权利要求8所述的开纤方法，其特征在于，所述双组分复合纤维中的聚酯组分形成所述裂片部，所述聚酰胺组分形成所述骨架部。
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