CN103774457A - 一种连续纤维超纤革的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续纤维超纤革的制备方法。革基布采用连续超细纤维无纺布，通过“上浆”，使纤维表面包覆一层水溶性材料；然后利用湿法涂层工艺，将处理过的革基布含浸聚氨酯(PU)，经凝固浴处理后，除净纤维表面包覆的水溶性材料，纤维与聚氨酯(PU)之间形成“超细纤维束-髓鞘”结构。

Description

一种连续纤维超纤革的制备方法

技术领域

本发明涉及织物及其涂层加工技术领域，其内容关于一种连续纤维超纤革的制备技术。本发明旨在解决利用连续纤维超纤无纺布制备超纤革时“超细纤维束-髓鞘”结构的构建问题，使连续纤维超纤革获得类似真皮的微观结构，外观、手感、加工及使用性能达到甚至超过真皮。同时，解决连续纤维超纤无纺布湿法涂层加工过程中浸润性和渗透性差的问题。最终，拓展连续纤维超纤无纺布的用途，增加与之相关的下游产品品种。

背景技术

目前制造超纤革的革基布是海岛型超细纤维短纤无纺布，经聚氨酯(PU)湿法涂层后开纤处理制成超纤革。所用海岛型超纤中，海组分为可溶性聚酯，岛组分为聚酰胺。利用二者在碱性条件下水解性能的差异或在不同溶剂中溶解性的差异，经碱性溶液或溶剂处理，聚酯被去除，聚酰胺纤维束与PU形成“超细纤维束-髓鞘”结构。

这种超纤革工艺对于非海岛型超细纤维无纺布及连续纤维超纤无纺布显然是不适用的，连续超细纤维在成革前已经开纤且无需溶去组分，无法获得“超细纤维束-髓鞘”结构，难以获得真皮效果。另外，海岛型超细短纤无纺布作为革基布还有如下问题：①难以准确预测开纤后超纤无纺布对合成革物理机械性能的影响；②海组分溶去后，聚酰胺岛组分在PU海绵体髓鞘中整束分布，如果制造超纤时未进行纤维细度调配，各束超纤将是均匀的，这与真皮中胶原蛋白纤维束的分布是不符的；③为了达到某种程度的开纤，PU超纤革要在碱性条件下经受较强的机械作用，革的性能会受到影响。这些问题尽管并不影响海岛超纤革的商业生产，但是对产品品质的深化和提高会造成阻碍。

发明内容

本发明采用连续纤维超纤无纺布作为革基布，在湿法涂层前，基布已开纤或基布本身由超纤直接形成。革基布的可选范围扩大，涂层后基布对产品物理机械性能造成的影响可以较为准确地加以预测，提高产品的质量和仿真程度。采用本发明所述方法可制备得到微观“超细纤维束-髓鞘”结构超纤革。

本发明的工艺流程及相关说明如下：

工艺流程：连续纤维超纤无纺布→“上浆”→湿法涂层→“退浆”→产品加工。

1、连续纤维超纤无纺布在“上浆”前，已经开纤，开纤程度视最终产品风格和性能要求而定，开纤率在20％-99％，单位面积重量在40g／m²-500g／m²。上浆后，纤维表面形成厚度均匀的“浆料层”；湿法涂层后，在去除凝固浴溶剂的同时或之后，将“浆料层”从超纤革内除净。“浆料”为水溶性高分子，可以是天然的或合成的，酸、碱、氧化剂或还原剂对其具有水解或降解作用，或催化其水解或降解，加快其从超纤革中的去除，在“上浆”时具有如下性质：

(1)浆液对超纤浸润性良好，必要时可使用表面活性剂，降低浆液表面张力，使其易于在纤维表面铺展、流平；

(2)成膜性能良好，所成皮膜在典型的湿法涂层剂中不发生溶胀；

(3)易去除。能快速从纤维表面离解，退下的浆液粘度低，易从PU与纤维的缝隙中洗出。

“浆料”为纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、变性淀粉、明胶、海藻酸盐、聚乙烯醇、聚酯类聚合物、聚丙烯酰胺类聚合物及其共聚物、聚丙烯酸酯类聚合物及其共聚物、聚丙烯腈类聚合物及其共聚物。可单独使用，也可混合使用。例如，聚酯的缩聚反应容易发生，聚合程度容易控制，单体选择范围较宽，聚合物性质容易调整。通过对缩合单体的调整，可以实现对纤维的良好的粘附力和低的再粘性；同时还可以实现低表面张力和良好的渗透性。常见的聚酯浆料，在沸水中很容易溶解；质量百分比为6％的时候，其粘度不到6mP·s；可以在纤维表面形成良好的皮膜。在碱性条件下，80℃的水中即可快速退浆。这类聚合物对环境的污染也很小，可实现生物降解。

用“上浆率”来控制浆料在纤维表面的涂覆量(即上浆后无纺布的增重量与上浆前无纺布重量的比值)，从而控制鞘状结构中纤维和PU之间空隙的大小。“浆料”应当有适当的粘度，以利于微观尺度上成膜均匀。浆液流平性和黏度之间的平衡可以通过“浆料”分子的分子量、浆料种类、溶剂组分、表面活性剂、添加剂等进行调节。根据革基布的单位面积重量及孔隙率，上浆率0.2％-10％。革基布上浆时采用浸渍、浸轧、多次浸轧或刮涂的方式进行。上浆后，根据不同浆料的性质，在50-150℃烘干，可以同时配合拉幅。

超细纤维比表面积大，对于能够在纤维表面浸润的液体，其铺展的程度和速度都会大大加快。适宜的表面活性剂可以加强这种作用，特别是“浆液”粘度较高的时候，由于超细纤维网的等效毛细管半径很小，有些空隙液体将难以进入，表面活性剂的作用更加重要。针对不同的浆料，需选取不同的表面活性剂，通常选择阴离子或非离子表面活性剂，或二者混合使用，用量为上浆液重量的0.05％-2％。

2、在PU湿法涂层的工艺中，针对“上浆”后的革基布，需要做出相应调整：

首先是PU的溶剂。本发明中使用的有机溶剂包括二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、甲乙酮、四氢呋喃等，可以单独使用或混合使用。选配溶剂时，除了考虑涂层剂的粘度、调节凝固速度、调整成孔形状和密度、调节挥发速度等，还要考虑对浆膜的作用：在相变过程中，溶剂不能使浆膜发生溶胀。例如，采用聚乙烯醇作为浆料时，PU溶剂选择二甲基甲酰胺和二甲苯，二者质量比为95∶5。

其次是PU凝固浴。超纤革湿法涂层工艺中，PU树脂在凝固浴中的处理是一个非常重要的环节，在这个阶段，PU涂层剂溶剂与凝固浴溶剂在浓度梯度式的作用下发生对流，PU在凝固浴界面上发生相变析出，逐渐凝固，孔隙的形态、密度等与凝固条件密切相关。凝固浴溶剂为二甲基甲酰胺和水的混合溶剂，其中二甲基甲酰胺在混合溶剂中体积分数为10％-55％，温度为20-65℃，处理时间为0.5-30min。凝固浴中表面活性剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，调整PU的空隙形态与开孔程度，用量为凝固浴质量的0.05％-2％。凝固浴中含有无机盐：金属氯化物，如氯化钠、氯化锂、氯化钙、氯化镁；金属硫酸盐，如硫酸钠、硫酸镁；金属碳酸盐及碳酸氢盐，如碳酸钠、碳酸氢钠；金属磷酸盐，如磷酸钠。

本发明所述方法适用于聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯。关于其他添加剂，诸如纤维素、木质素、碳酸钙、硅灰石及各种有机、无机颜料、阻燃剂、抗氧剂、抗紫外剂、抗菌剂视产品需求添加。

湿法涂层实施工艺为：上浆革基布经过多次浸轧、刮浆，达到设定的带浆量后浸入凝固浴。

3、“退浆”阶段，根据所用浆料，确定退浆工艺条件。对于聚醚型聚氨酯，可在水中加入碱剂，促进浆料的溶胀与溶出。如聚丙烯酸酯、聚酯类浆料，可以在水中加入5-20g／L的氢氧化钠，进行退浆处理，然后用水洗至中性。对于具有氧化或还原降解性的浆料，可以在水中加入氧化剂或还原剂，促进浆料水解，提高退浆效率。如聚乙烯醇浆料，可在水中加入30％双氧水2-10g／L，氢氧化钠2-10g／L，进行退浆处理，然后水洗至中性。

退浆温度40-95℃，时间15-60min。退浆溶液中可加入0.2-2g／L的润湿剂。

4、产品加工。得到的连续纤维超纤革经过进一步的加工与整理，可以开发出多种多样的产品。如薄型超纤革经双面磨绒整理及柔软整理，可以制成人造麂皮；磨绒后的超纤革单面发泡涂层，然后做PU直接涂层，可制成光面革，经过轧花、印花处理，可以制成轧纹革、印花革，印花后配合轧纹整理可制得花纹具有立体效果的超纤革。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1绒面革

革基布为连续纤维超纤无纺布，单位面积重量为100g／m²，厚度为0.8mm。开纤率为95％，纤维平均细度为4μm。

料选用聚乙烯醇，粘均分子量为2500。上浆液含固量为5％，JFC质量百分比为1.5％，另加少量消泡剂和流平剂。革基布两浸两轧后，带液率控制在75％-80％，在拉幅机上80℃烘干2min。

湿法涂层工艺中，选用超纤革专用聚醚型聚氨酯。本例中聚氨酯含固量为30％，25℃时粘度为120Pa·s，100％模量为8.0MPa。涂层剂以二甲基甲酰胺为溶剂，PU在涂层剂中的含量为15％，粘度为2700m Pa·s；阴离子型渗透剂的质量百分比为1.5％，非离子型匀泡剂质量百分比为2％；另加少量消泡剂。上浆革基布在涂层浆中含浸、轧压4次，压辊压力为0.7MPa。

凝固浴二甲基甲酰胺质量百分比为20％，阴离子表面活性剂质量百分比为2％，氯化钙为5g／L，温度为40℃。本例中，凝固浴处理时间为5min。

水洗分两个阶段。第一阶段，氢氧化钠5g／L，水温60℃，压辊压力为0.1MPa；第二阶段，水温85℃，清洗20min，将聚乙烯醇及二甲基甲酰胺完全去除。烘干温度120℃。半成品表面平滑，无气孔，手感有弹性，质感丰满，皮感好。

磨毛整理。采用常规磨毛机进行磨毛，砂布目数递增，分别为120、160、240目。磨毛辊转速600-1000r／min；车速控制在3-7m／min；包覆角20°-25°。最终磨削量控制在10％-15％。

经上述工艺制得的绒面革具有良好的“超细纤维束-髓鞘”微观结构，外观逼真，手感丰厚活络，富有弹性。纵向拉伸断裂强力达到540N／5cm，断裂伸长率达到62％；横向拉伸断裂强力达到430N／5cm，断裂伸长率达到67％。

实施例2轧纹革

用实施例1制得的成品进行轧纹整理。在专用压纹机进行处理，预热温度135℃，轧纹辊温度160℃，压力0.6MPa，车速20m／min。

经上述工艺制得的轧纹革花纹清晰，效果稳定。纵向拉伸断裂强力达到524N／5cm，断裂伸长率达到58％；横向拉伸断裂强力达到415N／5cm，断裂伸长率达到56％。

实施例3印花革

印花可以通过转移印花工艺或圆网印花工艺实现。本例为转移印花。

实施例1得到的半成品，表面进行干法涂层。涂层剂中PU质量百分比50％，二甲基甲酰胺质量百分比45％，木质粉4％，流平剂1％。涂层剂粘度25℃约为6000cPa·s。涂布量100g／m²，车速6m／min。凝固浴中二甲基甲酰胺质量百分比为15％，其他条件与实施例1相同。

水洗烘干后进行转移印花。印花纸为普通PU革转移印花纸，在热压机上进行加工。热滚温度为120℃，压力2MPa，时间3-5s。

经上述工艺制得的印花革花纹图案清晰，色彩饱满，还原真实。纵向拉伸断裂强力达到522N／5cm，断裂伸长率达到54％；横向拉伸断裂强力达到420N／5cm，断裂伸长率达到52％。

Claims (12)

1.一种连续纤维超纤革的制备方法，特点在于革基布中纤维为连续超细纤维，利用湿法涂层工艺含浸聚氨酯(PU)以前，连续纤维已开纤。在含浸PU前，利用浸轧或浸渍工艺，对革基布进行上浆整理；烘干后，纤维或纤维束表面形成一层聚合物覆盖膜；湿法涂层后，通过退浆处理，将纤维或纤维束表面的聚合物除尽，纤维与PU之间形成“超细纤维束-髓鞘”结构，即类似真皮的微观结构。

2.根据权利要求1所述制备方法，连续纤维超纤无纺布单纤细度在0.01-6μm，单位面积重量在40g／m²-500g／m²。

3.根据权利要求1所述制备方法，上浆整理所用的浆料为水溶性聚合物，可以是天然的或合成的，酸、碱、氧化剂或还原剂对其具有水解或降解作用，或催化其水解或降解，包括纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、变性淀粉、明胶、海藻酸盐、聚乙烯醇、聚酯类聚合物、聚丙烯酰胺类聚合物及其共聚物、聚丙烯酸酯类聚合物及其共聚物、聚丙烯腈类聚合物及其共聚物。可单独使用，也可混合使用。

4.根据权利要求1所述制备方法，革基布上浆率在0.2％-10％。革基布上浆时采用浸渍、浸轧、多次浸轧或刮涂的方式进行。

5.根据权利要求1所述制备方法，PU涂层剂所用溶剂包括二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、甲乙酮、四氢呋喃等，可以单独使用或混合使用。

6.根据权利要求1所述制备方法，凝固浴溶剂为二甲基甲酰胺和水的混合溶剂，其中二甲基甲酰胺在混合溶剂中体积分数为10％-55％，温度为20-65℃，处理时间为0.5-30min。凝固浴中表面活性剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，用量为凝固浴质量的0.05％-2％。凝固浴中含有无机盐：金属氯化物，如氯化钠、氯化锂、氯化钙、氯化镁；金属硫酸盐，如硫酸钠、硫酸镁；金属碳酸盐及碳酸氢盐，如碳酸钠、碳酸氢钠；金属磷酸盐，如磷酸钠。

7.根据权利要求1所述制备方法，适用于聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯。

8.根据权利要求1所述制备方法，采用碱性退浆时，水中加入5-20g／L的氢氧化钠，然后水洗至中性。对于氧化退浆，水中加入双氧水2-10g／L，氢氧化钠2-10g／L，处理后水洗至中性。退浆温度40-95℃，时间15-60min。退浆溶液中润湿剂0.2-2g／L。

9.根据权利要求1所述方法制备的连续纤维超纤革可用于制造仿皮服装面料、衬里。

10.根据权利要求1所述方法制备的连续纤维超纤革可用于制造鞋革、衬里革和内衬革。

11.根据权利要求1所述方法制备的连续纤维超纤革可用于制造箱包革及衬里。

12.根据权利要求1所述方法制备的连续纤维超纤革可用于制造家具革及衬里。