CN109610188A - 一种高透气高排湿超细纤维合成革及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高透气高排湿超细纤维合成革及其制备方法；该方法以具有三维立体交织结构的超细纤维非织造布为基材，采用浸渍凝固复合技术，使纤维素与超细纤维复合，得到高透气高排湿的复合基布，经过超细纤维合成革常规的后整理工艺，即可得到高透气高排湿的超细纤维合成革。这种高透气高排湿的超细纤维合成革具有很好的卫生性能和防静电性能，透气性≥10000(mL/cm2·h)，透水汽性≥2.0(mg/cm2·h)，不含任何一项欧盟高关注度物质(SVHC)，雾化值≤5mg(DIN75‑201B)，是一种环保的超细纤维合成革，可作为汽车内饰材料、座椅蒙皮材料、高端运动鞋材等。

Description

一种高透气高排湿超细纤维合成革及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及超细纤维合成革技术领域，特别涉及一种高透气高排湿超细纤维合成革及其制备方法。
【背景技术】
用来生产天然皮革的原料皮有限，而且天然皮革的生产是一个高能耗、高污染的过程，会给环境带来极大的污染负荷。近年来，欧盟等发达国家对天然皮革本身的安全性也提出了新的标准，严格限制天然皮革中存在的Cr(Ⅵ)、偶氮染料、五氯苯酚(PCP)及游离甲醛等有毒化学品。从原料皮资源、环境保护、产品安全和市场的角度来看，天然皮革的生产都面临着极大的挑战。
基于以上原因，世界各国都在加速开发新的代替天然皮革的新材料。其中，以超细纤维/聚氨酯(PU)复合材料为基材生产的超细纤维合成革，由于超细纤维的直径几乎达到纳米级尺寸，有巨大的比表面积，与天然皮革中的束状胶原纤维极其相似，力学性能可以与天然皮革相媲美，堪称先进纤维复合材料的典范，成为代替天然皮革的最佳材料。
然而，超细纤维合成革的生产仍然采用溶剂型生产***，该生产***存在着以下主要问题：其一，超细纤维合成革的生产中，超细纤维和PU的复合采用湿法凝固工艺，要使用到大量的二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，会产生大量含有DMF的废水，而成品中残留的DMF也会引起产品安全问题。例如，欧盟的绿色天使指标，要求超细纤维合成革中残留的DMF不能超过10ppm，在儿童制品中更是要求合成革必须是“DMF free”的产品，而溶剂型的生产***很难达到这些要求。其二，超细纤维上含有的亲水基团很少，对水分的吸收和传递性能很差，因此超细纤维合成革的卫生性能(主要为吸湿排湿性能)和舒适性很差，和天然皮革相比有很大的差距，极大的限制了超细纤维合成革的高端应用和未来的发展。
中国是全球合成革生产的大国，生产能力和生产总量排名世界第一，年产量占世界年总产量的80％以上。根据我国石化联合会公布数据显示，2016年我国人造革合成革规模以上企业产量为332.6万吨。另据***数据统计显示，2016年我国人造革合成革出口总量为65.5万吨，占总产量的19.7％，出口总金额25.9亿美元，同比2015年度25.2以美元上涨5.2％。但是，由于目前合成革仍然采用溶剂型生产***，不仅会产生严重的溶剂污染问题，损害产业工人的身体健康，限制产品进入国内外高端产品市场，而且容易产生因为溶剂残留而造成的产品安全问题。特别是用于汽车内饰的超细纤维合成革，要求更高。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高透气高排湿超细纤维合成革及其制备方法。该方法以超细纤维非织造布为基材，采用浸渍凝固复合技术，使纤维素与超细纤维复合，得到高透气高排湿的复合基布，经过超细纤维合成革常规的后整理工艺，即可得到高透气高排湿的超细纤维合成革。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纤维素溶解于溶解液A中，得到浸渍液B；
(2)将超细纤维非织造布溶解于浸渍液B中，通过轧辊轧液，使超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的70-90％，将增重后的超细纤维非织造布凝固、水洗并烘干后，得到复合基布D；
(3)将复合基布D后整理，制得一种高透气高排湿超细纤维合成革。
本发明的进一步改进在于：
优选的，步骤(1)中，溶解液A的制备过程为：以质量份数计，将碱性溶液5～10份、尿素5～15份、水75～90份混合均匀，制得溶解液A。
优选的，步骤(1)中，碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾，尿素能够被硫脲替代。
优选的，步骤(1)中，纤维素溶解于溶解液A的过程为：按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，预冷后加入纤维素10～15份，搅拌5～80min后，得到浸渍液B。
优选的，步骤(1)中，溶解液A在低温耐碱溶解器中的预冷温度为-15～-5℃，预冷时间为3～10小时。
优选的，步骤(2)中，增重后的超细纤维非织造布在质量浓度为5～45％的乙醇溶液中凝固，凝固时间为10～15min。
优选的，步骤(2)中，增重后的超细纤维非织造布凝固后烘干，烘干温度为80-120℃。
优选的，纤维素为纸浆板或棉短绒，纤维素的聚合度为300～800；所述超细纤维非织造布为橘瓣超细纤维非织造布、裂片型超细纤维非织造布、定岛型超细纤维非织造布或非定岛型超细纤维非织造布中的任一种。
优选的，步骤(3)中的后整理为做软、染色或涂层。
一种通过上述的制备方法制得的高透气高排湿超细纤维合成革，所述高透气高排湿超细纤维合成革由纤维素和超细纤维非织造布复合而成，其透气性≥10000(mL/cm2·h)，透水汽性≥2.0(mg/cm2·h)，雾化值≤5mg。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种高透气高排湿的超细纤维合成革的制备方法，该方法首先将纤维素溶解在碱性溶液和尿素的混合溶液中，使纤维素解离成为微小的纤维素，以具有三维立体交织结构的超细纤维非织造布为基材，采用浸渍凝固复合技术，将超细纤维非织造布浸润在混合溶液中，通过凝固使得微小的纤维素从液体中析出同时附着在超细纤维非织造布中，使纤维素与超细纤维复合，得到高透气高排湿的复合基布，经过超细纤维合成革常规的后整理工艺，制得高透气高排湿的超细纤维合成革，而且整个制备过程采用环保的原料(纤维素)和清洁的生产方法，未使用有污染的溶液，使得整个生产过程无污染，进而制备出的合成革也无污染。
本发明还公开了一种高透气高排湿的超细纤维合成革，该合成革由纤维素和超细纤维非织造布复合而成，因纤维素具有透气，吸水的特点，使得超细微合成革具有高透气、高排湿的特点；因制备过程未采用有污染的原材料，使得制备出的合成革不含任何一项欧盟高关注度物质(SVHC)；这种高透气高排湿的超细纤维合成革具有很好的卫生性能和防静电性能，透气性≥10000(mL/cm2·h)，透水汽性≥2.0(mg/cm2·h)，雾化值≤5mg(DIN75-201B)，是一种环保的超细纤维合成革，可作为汽车内饰座椅、高端运动鞋和家具装饰的材料。
【具体实施方式】
下面结合具体步骤和实施例对本发明做进一步详细描述，本发明公开了一种高透气高排湿超细纤维合成革及其制备方法，该合成革的制备方法包括以下步骤：
(1)采用溶解液A在一定温度下溶解纤维素，得到一定浓度的浸渍液B；
(1-1)制备溶解液A
以质量份数计，将碱性溶液5～10份、尿素5～15份、水75～90份充分混合溶解，即可得到溶解液A，所述碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾，尿素能够被硫脲替代；
(1-2)制备浸渍液B
按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-15～-5℃的条件下预冷3～10小时，再加入纤维素10～15份，纤维素为纤维素含量高的纸浆板、棉短绒等，要求纤维素的聚合度在300～800之间，将纤维素加入到溶解液A后，搅拌5～80min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
该步骤中，尿素将纤维素中的氢键解离，纤维素在尿素和碱性溶液的共同作用下溶解于溶解液A中。
(2)将超细纤维非织造布通过装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的70-90％，即浸渍液B在超细纤维非织造布中的浸渍量为超细纤维非织造布重量的70-90％，所述超细纤维非织造布可以是橘瓣超细纤维非织造布、裂片型超细纤维非织造布、定岛型超细纤维非织造布或非定岛型超细纤维非织造布，且优选橘瓣超细纤维非织造布、裂片型超细纤维非织造布。将增重后的超细纤维非织造布通过装有凝固液C的凝固槽中凝固10～15min，所述凝固液C为质量浓度为5～45％的乙醇溶液，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在80-120℃的条件下烘干，得到复合基布D。
该步骤中，浸渍液B中的纤维素进入到超细纤维非织造布中，通过在乙醇溶液中凝固使得纤维素析出，析出的纤维素同时和超细纤维非织造布复合在一起，形成复合材料；最后通过水洗尿素、乙醇等其他物质去除，最终得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过超细纤维合成革常规的后整理工艺，所述的后整理包括做软、染色和涂层等后整理工艺，后整理后即可得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
通过该方法制备出的高透气高排湿的超细纤维合成革，以具有三维立体交织结构的超细纤维非织造布为基材，采用浸渍凝固复合技术，使纤维素与超细纤维复合，得到高透气高排湿的复合基布，经过超细纤维合成革常规的后整理工艺，即可得到高透气高排湿的超细纤维合成革。这种高透气高排湿的超细纤维合成革具有很好的卫生性能和防静电性能，透气性≥10000(mL/cm2·h)，透水汽性≥2.0(mg/cm2·h)，不含任何一项欧盟高关注度物质(SVHC)，雾化值≤5mg(DIN75-201B)，是一种环保的超细纤维合成革，可作为汽车内饰材料、座椅蒙皮材料、高端运动鞋材等。
实施例1
(1)以质量份数计，将氢氧化钠5份、尿素5份、水75份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-15℃下预冷3小时，再加入纸浆板10份，将纸浆板加入到溶解液A后，搅拌5min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将橘瓣超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透橘瓣超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使橘瓣超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的70％。将增重后的橘瓣超细纤维非织造布放置在装有质量浓度为10％的乙醇溶液的凝固槽中凝固10min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在80℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例2
(1)以质量份数计，将氢氧化钠6份、尿素15份、水90份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-5℃下预冷10小时，再加入纸浆板15份，将纸浆板加入到溶解液A后，搅拌80min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将裂片型超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透裂片型超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使裂片型超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的90％。将增重后的裂片型超细纤维非织造布通过装有质量浓度为45％的乙醇溶液的凝固槽中凝固15min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在120℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例3
(1)以质量份数计，将氢氧化钠7份、尿素10份、水80份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-10℃下预冷4小时，再加入纸浆板10份，将纸浆板加入到溶解液A后，搅拌10min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将裂片型超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透裂片型超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使裂片型超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的80％。将增重后的裂片型超细纤维非织造布通过装有质量浓度为5％的乙醇溶液的凝固槽中凝固14min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在90℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例4
(1)以质量份数计，将氢氧化钾8份、尿素6份、水85份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-7℃下预冷5小时，再加入纸浆板12份，将纸浆板加入到溶解液A后，搅拌20min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将定岛型超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透定岛型超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使定岛型超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的75％。将定岛型超细纤维非织造布通过装有质量浓度为40％的乙醇溶液的凝固槽中凝固13min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在100℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例5
(1)以质量份数计，将氢氧化钾9份、尿素8份、水77份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-8℃下预冷6小时，再加入纸浆板13份，将纸浆板加入到溶解液A后，搅拌70min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将非定岛型超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透非定岛型超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使非定岛型超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的85％。将非定岛型超细纤维非织造布通过装有质量浓度为35％的乙醇溶液的凝固槽中凝固12min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在110℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例6
(1)以质量份数计，将氢氧化钾10份、尿素11份、水78份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-12℃下预冷7小时，再加入棉短绒14份，将棉短绒加入到溶解液A后，搅拌60min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将橘瓣超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透橘瓣超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使橘瓣超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的70％。将增重后的橘瓣超细纤维非织造布通过装有质量浓度为30％的乙醇溶液的凝固槽中凝固11min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在85℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例7
(1)以质量份数计，将氢氧化钠5份、尿素13份、水82份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-13℃下预冷8小时，再加入棉短绒13份，将棉短绒加入到溶解液A后，搅拌50min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将裂片型超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透裂片型超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使裂片型超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的90％。将增重后的裂片型超细纤维非织造布通过装有质量浓度为25％的乙醇溶液的凝固槽中凝固10min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在95℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例8
(1)以质量份数计，将氢氧化钠80份、尿素7份、水83份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-9℃下预冷9小时，再加入棉短绒12份，将棉短绒加入到溶解液A后，搅拌40min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将裂片型超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透裂片型超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使裂片型超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的80％。将增重后的裂片型超细纤维非织造布通过装有质量浓度为20％的乙醇溶液的凝固槽中凝固15min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在115℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例9
(1)以质量份数计，将氢氧化钠7份、尿素12份、水87份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-11℃下预冷10小时，再加入棉短绒11份，将棉短绒加入到溶解液A后，搅拌30min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将定岛型超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透定岛型超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使定岛型超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的75％。将增重后的定岛型超细纤维非织造布通过装有质量浓度为15％的乙醇溶液的凝固槽中凝固12min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在105℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
实施例10
(1)以质量份数计，将氢氧化钠6份、尿素14份、水88份充分混合溶解，得到溶解液A；按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，在-14℃下预冷3小时，再加入棉短绒15份，将棉短绒加入到溶解液A后，搅拌50min，使纤维素充分溶解，得到浸渍液B。
(2)将非定岛型超细纤维非织造布放置于装有浸渍液B的浸渍槽，使浸渍液B充分浸透非定岛型超细纤维非织造布，再通过一对轧棍轧液，使非定岛型超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的80％。将增重后的非定岛型超细纤维非织造布通过装有质量浓度为10％的乙醇溶液的凝固槽中凝固13min，充分凝固后通过水洗槽进行水洗，再在90℃的条件下烘干，得到复合基布D。
(3)将复合基布D经过做软工艺后，得到一种高透气高排湿的超细纤维合成革。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将纤维素溶解于溶解液A中，得到浸渍液B；
(2)将超细纤维非织造布溶解于浸渍液B中，通过轧辊轧液，使超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的70-90％，将增重后的超细纤维非织造布凝固、水洗并烘干后，得到复合基布D；
(3)将复合基布D后整理，制得一种高透气高排湿超细纤维合成革。
2.根据权利要求1所述的一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，溶解液A的制备过程为：以质量份数计，将碱性溶液5～10份、尿素5～15份、水75～90份混合均匀，制得溶解液A。
3.根据权利要求2所述的一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾，尿素能够被硫脲替代。
4.根据权利要求1所述的一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，纤维素溶解于溶解液A的过程为：按质量份数计，将100份的溶解液A加入低温耐碱溶解器中，预冷后加入纤维素10～15份，搅拌5～80min后，得到浸渍液B。
5.根据权利要求4所述的一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，溶解液A在低温耐碱溶解器中的预冷温度为-15～-5℃，预冷时间为3～10小时。
6.根据权利要求1所述的一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，增重后的超细纤维非织造布在质量浓度为5～45％的乙醇溶液中凝固，凝固时间为10～15min。
7.根据权利要求1所述的一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，增重后的超细纤维非织造布凝固后烘干，烘干温度为80-120℃。
8.根据权利要求1所述的一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，纤维素为纸浆板或棉短绒，纤维素的聚合度为300～800；所述超细纤维非织造布为橘瓣超细纤维非织造布、裂片型超细纤维非织造布、定岛型超细纤维非织造布或非定岛型超细纤维非织造布中的任一种。
9.根据权利要求1所述的一种高透气高排湿超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的后整理为做软、染色或涂层。
10.一种通过权利要求1-9任意一项所述的制备方法制得的高透气高排湿超细纤维合成革，其特征在于，所述高透气高排湿超细纤维合成革由纤维素和超细纤维非织造布复合而成，其透气性≥10000(mL/cm2·h)，透水汽性≥2.0(mg/cm2·h)，雾化值≤5mg。
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