專利名稱：一種超細(xì)纖維合成革－－軍港革及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細(xì)纖維合成革—軍港革及其加工方法。
自人工皮革誕生以來，經(jīng)歷了從仿形到仿真不同階段的發(fā)展，其仿形階段代表性產(chǎn)品是用聚氯乙烯樹脂、聚氨酯等材料制成的“PVC”人造革、“PU”人造革等。這些人造革其外觀和手感都具有較強(qiáng)的皮革感，缺點(diǎn)是幾乎不具有透氣性和吸濕性，且撕裂強(qiáng)度低，在20℃以下條件使用易變硬，耐曲折性極差，加工不能片削等。但這種人造革生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低，在一些需求不太高的場(chǎng)合仍有廣泛用途，所以至今生產(chǎn)不衰。仿真階段的典型產(chǎn)品是用無紡布和聚氨酯生產(chǎn)的“PU”合成革。這種人工皮革具有類似天然皮革的結(jié)構(gòu)和較好的撕裂強(qiáng)度及一定的透氣透濕性能，在加工過程中可像天然革一樣進(jìn)行片削。缺點(diǎn)是穿著舒適感仍不如天然革好。隨著復(fù)合纖維技術(shù)的發(fā)展，人工皮革的技術(shù)研究進(jìn)入了高仿真階段，即以束狀超細(xì)纖維為基材的PU合成革的開發(fā)研究。這種合成革不論是其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)還是各種物理性能都更接近甚至超過天然皮革，是目前人工皮革領(lǐng)域中最高級(jí)的產(chǎn)品。目前，此項(xiàng)研究處于世界領(lǐng)先地位的是日本的可樂麗公司、東麗公司、帝人公司?？蓸符惞竞偷廴斯臼遣捎萌軇┓蛛x法形成0.01旦尼爾(denier)以下的極細(xì)的超細(xì)纖維束，缺點(diǎn)是投入產(chǎn)出比低。東麗公司采用的是機(jī)械分割法，優(yōu)點(diǎn)是投入產(chǎn)出比高，但由于受機(jī)械加工難度限制，只能生產(chǎn)0.1旦尼爾以上細(xì)度的超細(xì)纖維。歐美國(guó)家及臺(tái)灣、韓國(guó)這方面的研究較落后，他們采用的工藝路線多是以聚脂為“島”，尼龍為“?！保捎脡A溶分離法形成聚酯束狀超細(xì)纖維，因此，產(chǎn)品的吸濕性及舒適性能較差。
本發(fā)明的目的是以聚酰胺和聚氨酯為基材，制成束狀超細(xì)纖維合成革，產(chǎn)品的吸濕性和透氣性、外觀和手感及穿著舒適感等均具有天然皮革的效果，無論是內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)及各項(xiàng)物理指標(biāo)如剝離力、低溫彎曲疲勞、耐高溫、頂破力、撕裂負(fù)荷、耐水解性等均更接近或超過天然皮革，且使加工工藝易于實(shí)施，加工中可像天然皮革一樣進(jìn)行片削，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的要點(diǎn)是將聚酰胺和聚乙烯經(jīng)紡絲、牽伸，制成海島型復(fù)合纖維，再將之鋪網(wǎng)，針刺制成無紡布；無紡布含浸聚乙烯醇水溶液烘干、磨皮后浸漬、涂覆漿料、防霉處理，經(jīng)凝固、水洗、同時(shí)回收二甲基甲酰胺DMF，用甲苯抽取聚乙烯組分，經(jīng)干燥、片皮、揉皮處理、除塵，形成超細(xì)纖維的無紡布布基；利用離型紙涂面層后烘干，再涂粘合劑，將其與基布復(fù)合起來，進(jìn)行輻照增強(qiáng)，最后將離型紙剝離，即得超細(xì)纖維合成革——軍港革。
本發(fā)明的工藝流程圖見說明書附圖
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本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，基布制作工序是將聚酰胺和聚乙烯經(jīng)熔融紡絲制成海島結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維。聚酰胺和聚乙烯分別裝于各自的貯罐內(nèi)，并由裝于罐下的顆粒供料機(jī)把聚酰胺和聚乙烯按1∶1比例送入擠出機(jī)；顆粒供料機(jī)內(nèi)裝有一根不等深的螺桿，并經(jīng)氮化處理，以增加其硬度和耐磨性能；聚酰胺和聚乙烯的給料量為50～70KG/小時(shí)；擠出機(jī)分六段加熱區(qū)，溫度分別由進(jìn)口的200～230℃逐段加熱，升到出口時(shí)的270～300℃；在擠出機(jī)內(nèi)，聚酰胺與聚乙烯均勻混合成為一體熔融的料由擠出機(jī)送至噴絲頭紡絲；噴絲頭有500～1100個(gè)孔，孔徑為0.2mm；噴出的絲進(jìn)入紡絲筒內(nèi)冷卻定型，冷風(fēng)從3個(gè)管以切線方向吹入，冷風(fēng)先經(jīng)分布環(huán)，再經(jīng)10目金屬網(wǎng)，冷風(fēng)溫度28～38℃，風(fēng)壓值500Pa，從紡絲筒出來的絲用絲筒繞好備用。
卷在繞絲筒上的絲，放在集束架上，約160根合在一起，進(jìn)入牽伸機(jī)，牽入線速度為11～15m/min；然后入牽伸加熱機(jī)，在牽伸加熱機(jī)內(nèi)用熱風(fēng)循環(huán)加熱，溫度為180～200℃；出加熱機(jī)后，由牽伸機(jī)再繼續(xù)牽伸，線速度為55～65m/min；然后入油溶槽做浸油處理，油溶槽中的油溶含量為2.58％，上油率為0.76％；出油溶槽后，由油溶牽伸機(jī)牽引，線速度為55～65m/min；經(jīng)過張力輥、卷曲機(jī)、導(dǎo)向器、入圓網(wǎng)干燥機(jī)干燥；圓網(wǎng)干燥機(jī)由4個(gè)圓網(wǎng)輥組成加熱系統(tǒng)，前面兩個(gè)輥溫度為60℃，后兩個(gè)為常溫；干燥后的絲含水率為1.5～2.5％，絲干燥后經(jīng)切斷機(jī)切斷，切斷長(zhǎng)度為40～60mm，并用風(fēng)送管道送至下一工序。
將上一工序風(fēng)送來的絲切段，送入貯棉室，經(jīng)程序計(jì)量后間歇式給料，并由無定向棉網(wǎng)機(jī)輸送出棉網(wǎng)層；將四～八層棉網(wǎng)疊合在一起，送入針刺機(jī)針刺；針刺機(jī)的針刺密度為200～400針/cm2，針刺速度為300～400次/min，針刺深度為9～16mm，經(jīng)過針刺后制成無紡布坯布，卷成卷供下一工序用。
無紡布放卷后入聚乙烯醇PVA含浸槽，與PVA水溶液接觸，經(jīng)過上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)，充分吸收PVA水溶液，使無紡布的含液率在20～30％，浸漬槽溫度控制在45～55℃范圍內(nèi)，PVA含量3～4.5％左右，PVA水溶液中要加入少量硼砂以增加其粘度；浸好PVA的無紡布基進(jìn)入帶拉幅的烘箱內(nèi)干燥，出箱后加熱燙平；含浸PVA并加熱干燥后的無紡布表面很粗糙，需經(jīng)過磨面處理，背面用120#砂帶打兩次，正面分別用120#、180#、240#砂帶打磨3次，打磨后除塵，卷成卷。
將上一工序中除塵后的無紡布送入10對(duì)擠壓輥組成的浸漬機(jī)內(nèi)，用PU浸漬液進(jìn)行浸漬處理。PU液粘度小于700Pa·S；然后進(jìn)行防霉處理，因?yàn)槊咕梢杂镁郯卑纷鳛槭澄?，并將其分解從而加速聚氯胺的水解速度，所以防霉處理是整個(gè)加工過程中比較重要的環(huán)節(jié)，防霉劑主要成分為含鋅離子的沸石；將基布卷打開，引入到防霉劑溶液槽中，經(jīng)擠壓、干燥，送入凝固槽凝固；凝固完成后，入水洗槽水洗，由于要洗出PVA，水洗溫度要高，一般為92～97℃，水洗時(shí)間7～20分鐘，擠壓6～10次；經(jīng)熱水洗滌除去基布中的PVA及殘留的DMF后，將其導(dǎo)入抽出槽，用甲苯將基布中聚乙烯組分溶解掉；這樣經(jīng)過抽出后的基布微觀結(jié)構(gòu)是由一束束聚酰胺纖維立體交聯(lián)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在中間的空隙處是由微孔聚氨酯填充。再用水將存在基布之中的甲苯置換出來；經(jīng)干燥、片皮、揉皮處理，揉皮處理是用揉皮機(jī)的機(jī)械力把合成纖維分子鏈上大的分子打斷，保持分子量在近似的范圍，揉皮時(shí)間3～5分鐘，強(qiáng)度6～12Mpa，經(jīng)過揉皮處理的合成革，手感豐滿，柔軟，有彈性，酷似真皮；再經(jīng)除塵等后處理工序完成基布的加工。
移膜造面是用一離型紙介質(zhì)將很薄的膜轉(zhuǎn)移到基布上面，進(jìn)而形成外觀更像天然皮革的效果。程序是將離型紙放卷，在離型紙有粒紋一面噴涂預(yù)先配置好的聚氨酯溶液，一般噴兩次，進(jìn)烘干箱，待半干后再噴配置好的粘合劑；經(jīng)烘干，然后復(fù)合基布層。此時(shí)從上至下依次為離型紙、表膜層、粘合劑層和基布層。最后將離型紙剝離開來，形成束狀超細(xì)纖維合成革。
上述粘合劑配方為容積比例，聚醚型聚氨酯SA-265,100份；丁酮，10～20份；二甲基甲酰胺DMF,5～10份；促進(jìn)劑HM,2～5份；工業(yè)用油，1～3份。
輻照增強(qiáng)。輻照增加合成革的物理性能是采用γ射線，紫外線微波等對(duì)移膜復(fù)合后的合成革進(jìn)行照射。輻照頻率1000～5000MHa，輻照時(shí)間5～30分鐘。通過輻照后聚氨酯分子鏈上的含氧基團(tuán)的含量得到控制，從而達(dá)到增強(qiáng)其物理性能指標(biāo)的目的。輻照可以從下向上進(jìn)行，也可以從上向下進(jìn)行，輻照可以隨基布移動(dòng)，也可以靜止不動(dòng)，輻照源可以是點(diǎn)發(fā)射，也可以是線發(fā)射或面發(fā)射等等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品的吸濕性和透氣性、外觀和手感及穿著舒適感等均具有天然皮革的效果，無論是內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)及各項(xiàng)物理指標(biāo)等均更接近或超過天然皮革。與日本同類產(chǎn)品相比，剝離力是它的1.5倍，-20℃低溫彎曲疲勞比它高兩級(jí)，頂破力高出它1/4倍，撕裂負(fù)荷是它的1.6倍，耐高溫180℃20分鐘，日本革為140℃20分鐘表膜熔融，耐水解性是它的1倍等等。且加工工藝易于實(shí)施，加工中可像天然皮革一樣進(jìn)行片削，是一種理想的天然皮革替代品。
實(shí)施例
1．紡絲聚酰胺和聚乙烯分別由各自的顆粒供料機(jī)按1∶1比例送入擠出機(jī)，進(jìn)口溫度220℃，分六段逐段加熱，升口溫度285℃；噴絲頭有1000個(gè)孔，孔徑為0.2mm；噴出的絲進(jìn)入紡絲筒內(nèi)冷卻定型，冷風(fēng)從3個(gè)管以切線方向吹入，冷風(fēng)經(jīng)分布環(huán)，10目金屬網(wǎng)，溫度33℃，風(fēng)壓值500Pa；2．牽伸將卷在繞絲筒上的絲，約160根合在一起，進(jìn)入牽伸機(jī)，牽入線速度12m/min，然后入牽伸加熱機(jī)，溫度190℃；出加熱機(jī)后，由牽伸機(jī)繼續(xù)牽伸，線速度為61m/min；然后入油溶槽，油溶含量2.58％，上油率0.76％；出油溶槽后由油溶牽伸機(jī)牽引，線速度61m/min；3．鋪網(wǎng)在圓網(wǎng)干燥機(jī)上，由4個(gè)圓網(wǎng)輥組成加熱系統(tǒng)，前面兩個(gè)輥溫度為60℃，后兩個(gè)為常溫。干燥后的絲含水率為2％，經(jīng)切斷機(jī)切斷，切斷長(zhǎng)度為51mm；4．針刺將上一工序風(fēng)送來的絲切段，送入貯棉室，經(jīng)程序計(jì)量后間歇式給料，并由無定向棉網(wǎng)機(jī)輸送出棉網(wǎng)層。四層棉網(wǎng)疊合在一起，送入針刺機(jī)針刺，針刺機(jī)的針刺密度為200針/cm2，針刺速度為350次/min，針刺深度為14mm；5．含浸將無紡布放卷后入聚乙烯醇PVA含浸槽，PVA水溶液中加入少量硼砂，無紡布的含液率25％，浸漬槽溫度50℃,PVA含量3.8％；6．磨皮將上述無紡布進(jìn)行磨面處理，背面用120#砂帶打兩次，正面分別用120#、180#、240#砂帶打磨3次；7．浸漬將上述無紡布送入浸漬機(jī)內(nèi)，PU液粘度小于700Pa·S。
8．防霉處理防霉劑主要成分為含鋅離子的沸石。將基布卷打開，引入到防霉劑溶液槽中，經(jīng)擠壓、干燥，送入凝固槽凝固。
9．水洗溫度93℃，水洗時(shí)間15分鐘，擠壓8次；10．抽出、置換用甲苯將基布中聚乙烯組分溶解掉。用水將存在基布之中的甲苯置換出來，干燥、片皮、揉皮，揉皮時(shí)間5分鐘，強(qiáng)度10Mpa；11．移膜造面用一離型紙介質(zhì)將很薄的膜轉(zhuǎn)移到基布上面，將離型紙放卷，在離型紙有粒紋一面噴涂二次聚氨酯溶液；12．粘合劑配方聚醚型聚氨酯SA-265:100份，丁酮10份，二甲基甲酰胺DMF:5份，促進(jìn)劑HM:2份，工業(yè)用油1份。
13．輻照增強(qiáng)采用γ射線，2450MHz的微波，200W的輸出功率，線發(fā)射，從上至下輻照合成革，發(fā)射源靜止不動(dòng)，合成革至平鋪狀，緩慢送入輻照裝置，10分鐘后出輻照裝置。完成靜置24小時(shí)后測(cè)物理性能指標(biāo)，經(jīng)對(duì)比未輻照的空白對(duì)比樣，膜的剝離強(qiáng)度增加50％，撕裂強(qiáng)度增加30％，耐折率增加20％。
權(quán)利要求
1．一種超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，將聚酰胺和聚乙烯經(jīng)紡絲、牽伸，制成海島型復(fù)合纖維，再將之鋪網(wǎng)，針刺制成無紡布；無紡布含浸聚乙烯醇PVA水溶液烘干、磨皮后浸漬、涂覆漿料、防霉處理，經(jīng)凝固、水洗、同時(shí)回收二甲基甲酰胺DMF，用甲苯抽取聚乙烯組分，經(jīng)干燥、片皮、揉皮處理、除塵，形成超細(xì)纖維的無紡布布基；利用離型紙涂面層后烘干，再涂粘合劑，將其與布基復(fù)合起來，進(jìn)行輻照增強(qiáng)，最后將離型紙剝離，即得超細(xì)纖維合成革—軍港革。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的紡絲工序是將聚酰胺和聚乙烯分別由各自的顆粒供料機(jī)按1∶1比例送入擠出機(jī)，聚酰胺和聚乙烯的給料量為50～70KG/小時(shí)，擠出機(jī)分六段加熱區(qū)，溫度分別由進(jìn)口的200～230℃逐段加熱，升到出口時(shí)的270-300℃，聚酰胺與聚乙烯均勻混合成為一體熔融的料由擠出機(jī)送至噴絲頭紡絲，噴絲頭有500～1100個(gè)孔，孔徑為0.2mm，噴出的絲進(jìn)入紡絲筒內(nèi)冷卻定型，冷風(fēng)從3個(gè)管以切線方向吹入，冷風(fēng)先經(jīng)分布環(huán)，再經(jīng)10目金屬網(wǎng)，冷風(fēng)溫度為28～38℃，風(fēng)壓值為500Pa。
3．根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的牽伸是將卷在繞絲筒上的絲，放在集束架上，約160根合在一起，進(jìn)入牽伸機(jī)，牽入線速度為11～15m/min，然后入牽伸加熱機(jī)，在牽伸加熱機(jī)內(nèi)用熱風(fēng)循環(huán)加熱，溫度為180～200℃。出加熱機(jī)后，由牽伸機(jī)再繼續(xù)牽伸，線速度為55～65m/min。然后入油溶槽做浸油處理，油溶槽中的油溶含量為2.58％，上油率為0.76％。出油溶槽后，由油溶牽伸機(jī)牽引，線速度為55～65m/min。
4．根據(jù)權(quán)利要求1～3所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的含浸是將無紡布放卷后入聚乙烯醇PVA含浸槽，PVA水溶液中加入少量硼砂，無紡布的含液率在20～30％，浸漬槽溫度45～55℃,PVA含量在3～4.5％。
5．根據(jù)權(quán)利要求1～4所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的浸漬是將上述無紡布送入浸漬機(jī)內(nèi)用PU液粘度小于700Pa·S的浸漬液進(jìn)行浸漬處理。
6．根據(jù)權(quán)利要求1～5所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的水洗溫度為92～97℃，水洗時(shí)間7～20分鐘，擠壓6～10次。
7．根據(jù)權(quán)利要求1～6所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的揉皮處理是揉皮時(shí)間3～5分鐘，強(qiáng)度6～12Mpa。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的移膜造面是用一離型紙介質(zhì)將很薄的膜轉(zhuǎn)移到基布上面，將離型紙放卷，在離型紙有粒紋一面噴涂二次聚氨酯溶液。
9．根據(jù)權(quán)利要求1、8所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的粘合劑配方為容積比例，聚醚型聚氨酯SA-265,100份；丁酮，10～20份；二甲基甲酰胺DMF,5～10份；促進(jìn)劑HM，2～5份；工業(yè)用油，1～3份。
10．根據(jù)權(quán)利要求1～9所述的超細(xì)纖維合成革——軍港革及其加工方法，其特征在于，所說的輻照增強(qiáng)是采用γ射線，紫外線微波等對(duì)移膜復(fù)合后的合成革進(jìn)行照射，輻照頻率1000～5000MHa，輻照時(shí)間5～30分鐘，輻照可以從下向上進(jìn)行，也可以從上向下進(jìn)行，輻照可以隨基布移動(dòng)，也可以靜止不動(dòng)，輻照源可以是點(diǎn)發(fā)射，也可以是線發(fā)射或面發(fā)射。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超細(xì)纖維合成革－軍港革及其加工方法。將聚酰胺和聚乙烯經(jīng)紡絲、牽伸、鋪網(wǎng),針刺、含浸聚乙烯醇水溶液、烘干、磨皮后浸漬、涂覆漿料、凝固、水洗、干燥、片皮、揉皮處理、除塵等工藝,形成基布;用離型紙涂面層后烘干、涂粘合劑,將其與基布復(fù)合,進(jìn)行輻照增強(qiáng),將離型紙剝離,即得成品革。產(chǎn)品的吸濕性和透氣性、外觀和手感及穿著舒適感等均具有天然皮革的效果,內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)及各項(xiàng)物理指標(biāo)等均更接近或超過天然皮革。
文檔編號(hào)D06N3/00GK1322877SQ00107308
公開日2001年11月21日 申請(qǐng)日期2000年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月10日
發(fā)明者王宏升, 牛建民, 賴軍, 任隆壽 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所