CN109112844A - 一种高耐磨高发色亮面人工皮革及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高耐磨高发色亮面人工皮革及其制备方法，它包括高分子弹性体基体、设置于所述高分子弹性体基体内的超细纤维、形成在所述高分子弹性体基体表面且由所述超细纤维构成的绒毛层以及形成在所述绒毛层中的块状熔着点和所述绒毛层上的块状树脂，所述超细纤维为定岛型海岛复合短纤维的岛成分，所述超细纤维为皮芯复合纤维，其皮成分为聚酯，其芯成分为选自聚酯、聚酰胺和聚烯烃中的一种或多种组成的混合物。这样的人工皮革不仅具有色彩鲜艳、力学强度高、重量轻、尺寸稳定、色牢度好、力学性能优良等特性，还具有高耐磨、高发色的特性。

Description

一种高耐磨高发色亮面人工皮革及其制备方法
技术领域
本发明属于人工皮革领域，具体涉及一种高耐磨高发色亮面人工皮革及其制备方法。
背景技术
目前，国内外生产的超细纤维人工革，大多是以尼龙为岛成分制成的超细纤维革。尼龙在耐光性上具体天然的缺陷，限制了其用途的扩展。中国专利(CN201711068324.9)中公开了通过阳离子改性聚酯制成的超细纤维来解决染色性能不足的问题。但是，使用该阳离子改性聚酯纤维制备人工皮革中需要通过碱液进行脱海加工工序，会造成该阳离子改性聚酯纤维的部分溶解，直接导致纤维的强度下降，在一些高档资材的应用上会受到限制。为了提高皮革的强度、尺寸安定性以及耐摩擦性，通常是提高聚氨酯PU的含量而实现。但是这样会导致皮革的硬度提高，柔软性下降，在一些高档用材质上的应用受到限制；另一方面，聚氨酯的制造工艺复杂、价格昂贵以及在浸轧工艺中会使用有机溶剂，对环境造成污染等一系列问题。聚氨酯含量降低时，皮革的物性下降。特别是在5wt％含量以下时，皮革的耐磨性显著下降，很难得到有实际用途的耐磨性皮革。对此，日本专利(JP2005226213A)中公开了通过增无纺布中的纤维络合性来提高皮革的物性，降低聚氨酯的使用含量。但是该方法会造成皮革表面不平整，有凸凹状态形成，在高品质表面要求的皮革商品上应用有一定的局限。除此之外，在一些高端产品应用上，对带有亮面的绒毛人工皮革也有着急迫的需求。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革。
为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它包括高分子弹性体基体、设置于所述高分子弹性体基体内的超细纤维、形成在所述高分子弹性体基体表面且由所述超细纤维构成的绒毛层、形成在所述绒毛层中的块状熔着点以及形成在所述绒毛层上的块状树脂，所述超细纤维为定岛型海岛复合短纤维的岛成分，所述超细纤维为皮芯复合纤维，其皮成分为聚酯，其芯成分为选自聚酯、聚酰胺和聚烯烃中的一种或多种组成的混合物。
优化地，所述超细纤维的直径为1.0μm～10.0μm。
优化地，所述块状熔着点的密度为500～100000个/mm2。
优化地，所述块状树脂为聚乙烯或、聚碳酸酯或其混合物，所述块状树脂的分布含量为5～100g/m2。
优化地，所述超细纤维的皮成分为阳离子型改性聚酯。
优化地，所述高分子弹性体基体的材质为聚氨酯。
本发明的又一目的在于提供一种上述高耐磨高发色亮面人工皮革的制备方法，它包括以下步骤：
(a)通过三组份纺丝设备制备定岛型海岛复合短纤维；所述定岛型海岛复合短纤维包含海成分、第一岛成分和第二岛成分，第一岛成分和第二岛成分形成皮芯结构，第一岛成分为皮成分、第二岛成分为芯成分，海成分为溶出型聚合物；
(b)将所述定岛型海岛复合短纤维与低熔点纤维混合后梳理铺网，再经针刺机抱合加工形成复合无纺布；所述低熔点纤维的熔点为120℃～230℃，其为聚酯、改性聚酯、聚丙烯、尼龙或聚乙烯，在复合无纺布中的质量含量为0.1％～1％；
(c)对所述无纺布进行高分子弹性体浸轧、脱海处理、磨毛、染色、整理和干式造面即可。
优化地，步骤(a)中，所述定岛型海岛复合短纤维中第一岛成分、第二岛成分和海成分的重量百分比分别为30％～45％、30％～45％、10％～40％。
优化地，步骤(b)中，所述无纺布的克重为50～350g/m2。
优化地，步骤(a)中，所述海成分为碱溶性聚酯或聚烯烃。
本发明带来的有益效果是：本发明高耐磨高发色亮面人工皮革，通过在高分子弹性体基体内设置具有皮芯复合纤维作为超细纤维的成分而在表面设置含有块状熔着点的绒毛层，这样的人工皮革不仅具有色彩鲜艳、力学强度高、重量轻、尺寸稳定、色牢度好、力学性能优良等特性，还具有高耐磨、高发色的特性。
具体实施方式
本发明高耐磨高发色亮面人工皮革，它包括高分子弹性体基体、设置于所述高分子弹性体基体内的超细纤维、形成在所述高分子弹性体基体表面且由所述超细纤维构成的绒毛层、形成在所述绒毛层中的块状熔着点以及形成在所述绒毛层上的块状树脂，所述超细纤维为定岛型海岛复合短纤维的岛成分，所述超细纤维为皮芯复合纤维，其皮成分为聚酯，其芯成分为选自聚酯、聚酰胺和聚烯烃中的一种或多种组成的混合物。这样的人工皮革不仅具有色彩鲜艳、力学强度高、重量轻、尺寸稳定、色牢度好、力学性能优良等特性，还具有高耐磨、高发色的特性。
上述高耐磨高发色亮面人工皮革中超细纤维的直径为1.0μm～10.0μm；优选为1.0μm～6.0μm；低于1.0um时，皮芯复合纤维制备困难；高于10.0um时，制成的皮革绒毛较粗、柔软性、手感差。块状熔着点为均匀分布的不规则块状物，其密度为500～100000个/mm2，块状熔着点数量过低时，皮革的耐磨性提高不明显；过高时，皮革的手感差。所述块状树脂为不规则的，选自聚乙烯和聚碳酸酯中的一种或两种组合，并且其分布含量为5～100g/m2，低于5g/m2时，由绒毛层表面上的块状平面树脂所来带的亮面不明显，高于100g/m2时，由于绒毛层表面上的块状平面树脂含量过多，手感差。所述超细纤维的皮成分为阳离子型改性聚酯，如阳离子改性聚对苯二甲酸二甲酯等；其芯成分为聚酯、聚酰胺类或聚烯烃类聚合物中的一种，如聚对苯二甲酸二甲酯(PET)等；所述高分子弹性体基体的材质为聚氨酯。
上述高耐磨高发色亮面人工皮革的制备方法，它包括以下步骤：(a)通过三组份纺丝设备制备定岛型海岛复合短纤维；所述定岛型海岛复合短纤维包含海成分、第一岛成分和第二岛成分，第一岛成分和第二岛成分形成皮芯结构，第一岛成分为皮成分、第二岛成分为芯成分，海成分为溶出型聚合物；(b)将所述定岛型海岛复合短纤维与低熔点纤维混合后梳理铺网，再经针刺机抱合加工形成复合无纺布；所述低熔点纤维的熔点为120℃～230℃，其为聚酯、改性聚酯、聚丙烯、尼龙或聚乙烯，在复合无纺布中的质量含量为0.1％～1％；(c)对所述无纺布进行高分子弹性体浸轧、脱海处理、磨毛、染色、整理和干式造面即可。这样能够使得制得的人工皮革皮质感强、耐磨性好、尺寸稳定、色牢度好、力学性能优良，可用在鞋面革、汽车内饰材料、家具用革等。
步骤(a)中，定岛型海岛复合短纤维是将第一岛成分、第二岛成分和海成分分别通过三组分复合纺丝机熔融、进入海岛型纺丝组件(第一岛成分、第二岛成分分别通过各自的路径在喷丝孔的出口汇合形成皮芯结构后，再与海成分在喷丝板出口汇合)喷出形成，因此其岛相(即第一岛成分、第二岛成分)和海相(即海成分)在纤维的长度方向是连续、均匀分布的；岛数固定，一般在8岛及以上。海成分通常为碱溶性聚酯或聚烯烃类易溶出型聚合物，优选为碱溶性聚酯(COPET)。所述定岛型海岛复合短纤维中第一岛成分、第二岛成分和海成分的重量百分比分别为30％～45％、30％～45％、10％～40％；海成分含量低于10％时，易发生岛与岛之间串联，即发生粘岛现象，制备不了所要求的复合短纤维；海成分含量高于40％时，会造成海成分溶出困难，同时也会使海成分使用量过多，在后道加工工序中造成的溶出部分的聚合物较多，对环境污染较重。步骤(b)中，低熔点纤维的熔点通常为120℃～230℃，其为聚酯(如PET等)、改性聚酯(如绍兴喜能纺织产的)、聚丙烯、尼龙或聚乙烯，在复合无纺布中的质量含量为0.1％～1％；低熔点纤维的添加量低于0.1wt％时，低熔点纤维经加热工序中形成的熔着粘合点较少，不利于提高皮革的耐磨性；低熔点纤维添加量高于1.0wt％时，形成的熔着粘合点较大，并且分布不均与，造成手感较差，不利于产品的应用。低熔点纤维的熔点低于120℃时，人工皮革的耐热性较差；高于230℃时，不易形成熔着粘合点。所述无纺布的克重为50～350g/m2。上述干式造面的具体方法为：在已经涂上聚乙烯与聚碳酸酯(聚乙烯：聚碳酸＝50：50)混合树脂的离型纸上喷上粘结剂(粘结剂为市售的聚氨酯类，如PU-7510型号)，然后在已经形成的人工皮基布的绒毛层上进行贴合加工，加热固化。
下面将对本发明优选实施方案进行详细说明：
实施例1
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它包括高分子弹性体基体(聚氨酯)、设置在高分子弹性体基体内的超细纤维(直径约为5μm；其为皮芯复合纤维，皮成分为阳离子改性PET，芯成分为PET)、形成在高分子弹性体基体表面且由超细纤维构成的绒毛层以及形成在绒毛层中的块状熔着点；超细纤维为定岛型海岛复合短纤维的岛成分；前述阳离子改性PET的制备参考以下步骤：向精馏塔的反应槽中添加乙二醇和对苯二甲酸二甲酯(两者摩尔比为2：1)，添加四水合醋酸钴作为酯交换催化剂，在140℃进行酯交换反应，使得到的低聚物中含500ppm的四水合醋酸钴；然后将反应槽中的温度提升至250℃，将生成的甲醇不断精馏出去，随着酯交换的进行，得到对苯二甲酸二乙二醇酯直至酯交换反应率为98％；在250℃将对苯二甲酸和乙二醇以1：1.14的摩尔比加入配有底料对苯二甲酸二乙二醇酯的反应釜(带有精馏塔)中进行酯化反应，待酯化反应率达到97％(通过计算副产物水的生产量获得)，将前述制得的对苯二甲酸二乙二醇酯低聚物转移到该反应釜中进行缩聚反应；5分钟后添加催化剂三氧化二锑(以锑元素计相当于前述聚合物总量的300ppm)，5分钟后添加1.5mol％间苯二甲酸-5-磺酸钠(以对苯二甲酸二乙二醇酯低聚物中全部二元酸成分的摩尔量计)，5分钟后添加0.5wt％聚乙二醇(分子量200，以改性聚酯总质量计)，添加结束后5分钟开始减压、升温，整个反应过程2～4小时，达到所需要的聚合物粘度0.7dL/g后吐出、冷却切粒，制得阳离子改性PET。
上述高耐磨高发色亮面人工皮革的制备方法，包括以下步骤：
(a)通过三组份纺丝设备按第一岛成分(阳离子改性PET)、第二岛成分(PET)和海成分(COPET)的重量百分比为35％、35％、30％进行三组份纺丝(纺丝参数：纺丝箱体温度为290℃、纺丝速度为1200m/min、拉伸倍率为3.0，复合纺丝机的单孔吐出量为1.20g/min、岛数为8岛)得定岛型海岛复合短纤维，随后将定岛型海岛复合短纤维切断成长度为51mm的短纤维，其中第一岛成分和第二岛成分形成皮芯结构，第一岛成分为皮成分、第二岛成分为芯成分；
(b)将切断得到的短纤维与低熔点聚酯纤维(熔点为200℃)混合后梳理铺网(复合短纤维与低熔点纤维的重量比为99.9：0.1)梳理铺网，形成网状纤维薄层，再经针刺机或水刺机抱合加工形成无纺布(克重为300g/m2)；
(c)将制成的无纺布浸入聚氨酯的DMF溶液后(聚氨酯的浓度约为30wt％)，经115～130℃干燥定型形成仿麂皮基布(无纺布与聚氨酯的重量比为85：15)，再将基布浸入质量浓度5～10％的NaOH或KOH溶液中进行脱海处理(脱海后的单纤维的直径为5.0μm，纤维的中空率为30％)，然后再浸入去离子水中进行超音波清洗并调节至pH至中性，在120℃条件下进行热定型加工；将干燥后的基布采用带式磨皮机进行预磨皮处理，达到所要面料的表皮绒感，然后进行染色加工，从而得到所需人工皮革基布；在涂布聚乙烯与聚碳酸酯(树脂a为聚乙烯：聚碳酸按质量比50：50混合)混合树脂的离型纸纸上喷上粘结剂(PU-7510型号)，然后在人工皮革基布的绒毛层上进行贴合加工，经加热固化而成(混合树脂的分布含量约为20g/m2，形成不规则平面块状树脂)。
实施例2
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(b)中，获得的无纺布克重150g/m2。
实施例3
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(b)中，获得的无纺布克重200g/m2。
实施例4
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(b)中，获得的无纺布克重50g/m2。
实施例5
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：制得的定岛型海岛复合短纤维岛数为16岛。
实施例6
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：制得的定岛型海岛复合短纤维岛数为37岛。
实施例7
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：芯成分为聚酰胺(PA6)。
实施例8
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：芯成分为聚烯烃(PE)。
实施例9
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：第一岛成分(阳离子改性PET)、第二岛成分(PET)和海成分(COPET)的重量百分比为30:40:30。
实施例10
本实施例提供一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：第一岛成分(阳离子改性PET)、第二岛成分(PET)和海成分(COPET)的重量百分比为40:40:20。
对比例1
本例提供一种人工皮革，它与实施例1中的基本一致，不同的是：它直接使用二组分复合纺丝机制备的复合短纤维，其中岛成分为阳离子改性PET，海成分为COPET，无纺布的克重为300g/m2。
对比例2
本例提供一种人工皮革，它与对比例1中的基本一致，不同的是：采用岛成分为聚酰胺(PA6)的复合短纤维以进行抱合加工成无纺布，无纺布的克重为300g/m2。
对比例3
本例提供一种人工皮革，它与对比例1中的基本一致，不同的是：步骤(b)中未加入低熔点聚酯纤维。
实施例1-10、对比例1-3中制得的人工皮革中海岛短纤维的具体参数见表1。
表1实施例1-10、对比例1-3中人工皮革的原料配比和性能测试数据表
将实施例1-10、对比例1-2中制得的人工皮革进行测试，其结果列于表2中。
表2实施例1-10、对比例1-3中人工皮革的性能测试数据表
※亮面树脂种类：
树脂a：聚乙烯：聚碳酸酯＝50：50；
注：(1)不规则块状物个数
将制备好的人工皮革放在数码纤维镜下，在200倍的放大倍率下进行观察取样，取样规格为100umx100um大小10个，对其样品内的不规则块状物个数进行确定并取其平均数，该数值乘以100即为该人工皮革纤维表面不规则块状物个数个/mm2。
(2)染色性(L值)
将得到无纺布，在阳离子染料(C.I.Basic Blue66)5％owf、醋酸0.5ml/L、醋酸钠0.2g/L、浴比1：100的95℃的热水浴中染色60分，使用色度计进行测试L值，以下面的基准进行判断，
○：45以下
×：45以上。
(3)耐磨耗性试验：
根据GB/T21196-2007法的规定，测定人造皮革的耐磨耗性，摩擦次数设为20000次，以摩擦后的重量减少率为基准分为5等级进行判定。以重量减少率(％)＝{(原布重量-摩擦后重量)/(原布重量)}×100表示，重量减少率为4％以上时评价为3等级以下，2％以上且小于4％时评价为4等级，小于2％时评价为5等级。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高耐磨高发色亮面人工皮革，它包括高分子弹性体基体、设置于所述高分子弹性体基体内的超细纤维、形成在所述高分子弹性体基体表面且由所述超细纤维构成的绒毛层、形成在所述绒毛层中的块状熔着点以及形成在所述绒毛层上的块状树脂，所述超细纤维为定岛型海岛复合短纤维的岛成分，其特征在于：所述超细纤维为皮芯复合纤维，其皮成分为聚酯，其芯成分为选自聚酯、聚酰胺和聚烯烃中的一种或多种组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的高耐磨高发色亮面人工皮革，其特征在于：所述超细纤维的直径为1.0μm~10.0μm。
3.根据权利要求1所述的高耐磨高发色亮面人工皮革，其特征在于：所述块状熔着点的密度为500~100000个/mm2。
4.根据权力要求1所述的高耐磨高发色亮面人工皮革，其特征在于：所述块状树脂为聚乙烯或、聚碳酸酯或其混合物，所述块状树脂的分布含量为5~100g/m2。
5.根据权利要求1所述的高耐磨高发色亮面人工皮革，其特征在于：所述超细纤维的皮成分为阳离子型改性聚酯。
6.根据权利要求1所述的高耐磨高发色亮面人工皮革，其特征在于：所述高分子弹性体基体的材质为聚氨酯。
7.权利要求1至5中任一所述高耐磨高发色亮面人工皮革的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（a）通过三组份纺丝设备制备定岛型海岛复合短纤维；所述定岛型海岛复合短纤维包含海成分、第一岛成分和第二岛成分，第一岛成分和第二岛成分形成皮芯结构，第一岛成分为皮成分、第二岛成分为芯成分，海成分为溶出型聚合物；
（b）将所述定岛型海岛复合短纤维与低熔点纤维混合后梳理铺网，再经针刺机抱合加工形成复合无纺布；所述低熔点纤维的熔点为120℃～230℃，其为聚酯、改性聚酯、聚丙烯、尼龙或聚乙烯，在复合无纺布中的质量含量为0.1%~1%；
（c）对所述无纺布进行高分子弹性体浸轧、脱海处理、磨毛、染色、整理和干式造面即可。
8.根据权利要求6所述高耐磨高发色亮面人工皮革的制备方法，其特征在于：步骤（a）中，所述定岛型海岛复合短纤维中第一岛成分、第二岛成分和海成分的重量百分比分别为30%~45%、30%~45%、10%~40%。
9.根据权利要求6所述高耐磨高发色亮面人工皮革的制备方法，其特征在于：步骤（b）中，所述无纺布的克重为50~350 g/m2。
10.根据权利要求6所述高耐磨高发色亮面人工皮革的制备方法，其特征在于：步骤（a）中，所述海成分为碱溶性聚酯或聚烯烃。
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