專利名稱：水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯樹脂合成革及制造方法，屬合成革及制造方法技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
目前，聚氨酯合成革經(jīng)過多年的發(fā)展，因其具有良好的外觀手感、透氣透濕性、耐 溶劑性、應(yīng)用方便以及花色品種多等諸多優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用的各個領(lǐng)域。但 是，傳統(tǒng)的聚氨酯(PU)合成革生產(chǎn)中，均采用溶劑型PU樹脂作為生產(chǎn)革品的基層和面層， 這種類型的PU樹脂均以甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮(MEK)、乙酸、乙酯和二甲基甲酰胺(匿F) 等作為主要溶劑通過聚合法制得。溶劑型聚氨酯在生產(chǎn)過程中大量有機(jī)溶劑的排放，這些 溶劑，毒副作用大，很容易污染當(dāng)?shù)丨h(huán)境，對人的生命健康造成威脅，而且易燃易爆，極易引 發(fā)火災(zāi)等事故。近幾年，隨著環(huán)保法規(guī)的逐漸加強(qiáng)，以及國家對節(jié)能減排的控制和人們環(huán)保 意識的增強(qiáng)，加之溶劑的價格隨著原油價格的飄升，消防法規(guī)、溶劑法規(guī)的制約和要求保護(hù) 地球環(huán)境壓力的不斷加大。低揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)，甚至零V0C、無毒、無污染的新材 料聚氨酯樹脂越來越受人們的重視，有取代溶劑型聚氨酯的趨勢，并廣泛應(yīng)用于粘接劑、涂 料、紡織、印染、制革等工業(yè)領(lǐng)域。目前歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)制定了相關(guān)的法規(guī)，限制溶劑型聚 氨酯的使用及相應(yīng)產(chǎn)品的進(jìn)口 。水性聚氨酯樹脂取代溶劑型聚氨脂已經(jīng)成為一種必然的趨 勢。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于改善合成革生產(chǎn)過程中污染，以及滿足國內(nèi)外市場對無污染的聚 氨酯超細(xì)纖維革產(chǎn)品的需求，提供一種不使用有機(jī)溶劑，高物性、環(huán)保的水性聚氨酯樹脂超 細(xì)纖維革及制造方法。 鑒于上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量試驗研究，最終采取了由兩種或兩 種以上的混合聚合物通過混融紡絲所形成的海島纖維混合，利用其中一種聚合物可以被堿 溶液除去，而制得超細(xì)纖維，提高合成革基體的物性和柔韌性，并使用該無紡布進(jìn)行濕法加 工和表面加工，利用該技術(shù)成功制造出高物性的聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革的制造方法，其特殊之處在于，包括以下工藝流程
海島纖維一無紡布一經(jīng)聚乙烯醇浸漬或熱壓燙平一磨面一得加工原布一濕法聚 氨酯浸漬涂敷一熱凝固一堿減量一干燥一基布一磨面、染色或壓花一檢驗入庫
1、無紡布加工 將堿溶聚酯(COPET) +聚酰胺(PA)海島纖維，進(jìn)入梳理機(jī)梳理成網(wǎng)，再經(jīng)鋪網(wǎng)機(jī)鋪 網(wǎng)，最后經(jīng)針剌機(jī)多次上下穿剌成三維結(jié)構(gòu)的無紡布；
2、濕法加工 無紡布經(jīng)熱壓燙平或聚乙烯醇溶液浸漬后干燥定型，再經(jīng)磨面處理，加工成厚度 均勻、形態(tài)穩(wěn)定、表面平整的加工原布；
加工原布經(jīng)濕法聚氨酯樹脂浸漬涂敷加工處理，加熱凝固，再用堿減量的方式抽 出海島纖維的海成分，形成超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的基布；
3、后整理加工 基布經(jīng)磨面、染色或壓花等后整理過程，處理后經(jīng)檢驗，合格后，按要求包裝入庫。
具體如下 1、無紡布加工所用纖維為海島纖維，按重量百分比，其組分為聚酰胺PA 40-95 % ，堿溶聚酯C0PET 5-60% ; 1. 1所述海島纖維是由PA、 C0PET兩種聚合物混紡而成，其中一種組分為聚酰胺，
兩種聚合物的一種成分分散在另外一種成分中而形成海島結(jié)構(gòu)，在基布加工時用堿減量法
除掉海島纖維中的一種成分而只留下聚酰胺成分，從而形成超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)；海島纖維中聚
酰胺和另外一種聚合物的比例為聚酰胺占40-95%，另外一種聚合物占5-60% ; 1. 2所述PA是指聚酰胺_6、聚酰胺_11、聚酰胺_12、聚酰胺_610、聚酰胺_66、聚
六甲撐異酞酰胺、聚對苯二甲酰己二胺、對二甲苯正十二烷胺等中任何一種具有可紡絲性
的聚酰胺； 1. 3所述可用堿減量法除掉的聚合物C0PET，是共聚酯的一種，易于在堿溶液中溶 解，也稱堿溶PET。 1. 4所述作為島組分的聚酰胺纖維(PA)耐堿不耐酸，在95t:下用Na0H(10% )處 理16小時損失可忽略不計，整個堿減量處理過程中，水解反應(yīng)大部分發(fā)生在C0PET上。
1. 5所述堿減量法用的堿溶液為氫氧化鈉溶液。 1. 6根據(jù)產(chǎn)品手感度及強(qiáng)度要求不同，調(diào)整不同纖維比例，從而得到不同強(qiáng)度和柔
軟度的合成革。
2、濕法加工 2. 1其工藝過程如下 無紡布一經(jīng)浸漬聚乙烯醇溶液或熱壓燙平一加工原布一濕法浸漬涂敷聚氨酯一 熱凝固一堿減量一干燥一基布 將無紡布浸漬聚乙烯醇(PVA)溶液或熱壓燙平后，再將聚氨酯樹脂浸漬涂敷在無 紡布上，經(jīng)熱凝固后，再利用堿減量處理除去其中的海島結(jié)構(gòu)中的海成分，其中堿溶液可以 回收重復(fù)使用；然后再經(jīng)擴(kuò)幅干燥形成水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革的基布。從基布橫斷面 中可以看到基布底部為超細(xì)纖維，并且填充了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚氨酯樹脂，基布表面有一層致 密的聚氨酯發(fā)泡層。 2. 2浸漬涂敷聚氨酯樹脂工序，是先在無紡布上浸漬聚氨酯樹脂，然后再在其表面 涂覆(或不涂覆) 一層聚氨酯樹脂，而后進(jìn)入升溫凝固。
浸漬涂覆聚氨酯樹脂 浸漬液配比如下按重量份數(shù)，聚氨酯樹脂樹脂100份，水400-1000份，助劑 0. 5-5份，顏料0-15份； 涂敷液選用成膜型較好的聚氨酯樹脂，其調(diào)配比例如下按重量份數(shù)，聚氨酯樹脂 樹脂100份，水300-800份，助劑0. 2-10份，顏料5-30份。 上述顏料可以根據(jù)最終產(chǎn)品的顏色確定。例如生產(chǎn)黑色品種，涂覆液中可以加入 炭黑或炭黑調(diào)配的聚氨酯樹脂黑色漿，生產(chǎn)白色品種時涂覆液中可以加入鈦白粉或鈦白粉調(diào)配的聚氨酯樹脂白色漿。 上述助劑包括業(yè)界常用的消泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、親水助劑、撥水助劑。
2. 3堿減量處理過程中，通過控制堿液(NaOH和水的混合液)濃度、溫度，加工速 度，以獲得最好超細(xì)纖維的產(chǎn)品。實際生產(chǎn)中根據(jù)所選用的海島纖維種類、聚氨酯樹脂及所 用助劑不同，堿減量處理工藝也不盡相同。 一般情況下，海島纖維島組分PA 40_95%，堿溶 液NaOH濃度為l-5^，溫度為50-10(TC，加工速度為4-8m/min。堿減量處理后基布含有較 多NaOH溶液，要進(jìn)行多道水洗洗凈基布上帶有的NaOH溶液，防止對后續(xù)工序的不利，以及 對最終產(chǎn)品質(zhì)量影響。
3、后整理加工 基布表面經(jīng)染色或壓花等后整理過程，處理后經(jīng)檢驗，合格后，按要求包裝入庫。
其干法移膜工藝過程如下 基布一磨面、染色或壓花一檢驗入庫 3. 1通過磨面，將基布表面磨制，保證表面達(dá)到需要的效果。 3. 2需染色的基布染色工序后，符合要求的顏色，檢驗合格入庫. 3. 3基布壓花將基布采用光面壓花輥壓平，保證表面平滑性良好； 本發(fā)明的聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革是通過上述方法得到的聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革。 本發(fā)明的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革，生產(chǎn)工藝大大簡化，生產(chǎn)過程不使用有機(jī)
溶劑，最大程度的減少了環(huán)境污染，工作環(huán)境大為改善，產(chǎn)品不含有毒溶劑殘留，性能優(yōu)越，
從基體層和表面層多方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，有效的開發(fā)原來的溶劑型聚氨酯合成革不具備的
使用價值，充分結(jié)合利用海島纖維，使用該技術(shù)，拓寬了合成革開發(fā)的技術(shù)路線，不使用有
機(jī)溶劑，適應(yīng)了環(huán)保要求，降低的產(chǎn)品成本，以及對聚氨酯合成革廠的環(huán)保限制，具有廣闊
的推廣和應(yīng)用前景。
具體實施例方式
以下給出本發(fā)明的具體實施方式
，用來對本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行進(jìn)一步說明。
實施例1 將尼龍-6和堿溶聚酯按照8 : 2比例把切片進(jìn)行混合熔融紡絲。將兩種原料在 擠出機(jī)中進(jìn)行溶融、混合、擠出，形成尼龍-6為島，堿溶聚酯為海的海島結(jié)構(gòu)長絲。設(shè)延伸 的單絲為10-15旦尼爾。在180-220度下進(jìn)行2次延伸，其延伸率為3. 0-4.0倍。本發(fā)明 的多成分混合紡絲纖維通過延伸可達(dá)到3-5旦尼爾，該海島纖維通過機(jī)械巻曲，切成51mm 長的纖維。將該海島纖維進(jìn)行梳理成網(wǎng)，鋪疊成250-300g/m2的棉網(wǎng)進(jìn)行針剌、PVA熱固定 形成加工原布。再經(jīng)聚氨酯樹脂浸漬涂敷等濕法加工處理，聚氨酯樹脂熱凝固后，用堿減量 處理除去海島纖維的海成分，形成超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)?；冀?jīng)壓花處理檢驗入庫。
本實施例的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革工藝流程 海島纖維一無紡布一浸漬PVA —干燥一磨面一加工原布一聚氨酯浸漬涂敷一熱
凝固一堿減量一干燥一基布一壓花一檢驗一入庫
實施例2 : 將尼龍-6和堿溶聚酯按照7 : 3比例把切片進(jìn)行混合熔融紡絲。將兩種原料在 擠出機(jī)中進(jìn)行溶融、混合、擠出，形成尼龍-6為島，堿溶聚酯為海的海島結(jié)構(gòu)長絲。設(shè)延伸的單絲為10-15旦尼爾。在50-95度下進(jìn)行2次延伸，其延伸率為2. 5-4.0倍。本發(fā)明的
多成分混合紡絲纖維通過延伸可達(dá)到4-8旦尼爾，該海島纖維通過機(jī)械巻曲，切成51mm長
的纖維。將該海島纖維進(jìn)行梳理成網(wǎng)，鋪疊成350-450g/m2的棉網(wǎng)進(jìn)行針剌、PVA熱固定形
成加工原布。再經(jīng)聚氨酯樹脂浸漬涂敷等濕法加工處理，聚氨酯樹脂熱凝固后，用堿減量處
理除去海島纖維的海成分，形成超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)。 本實施例的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革工藝流程 海島纖維一無紡布一浸漬PVA —干燥一磨面一加工原布一聚氨酯浸漬一熱凝固 —堿減量一干燥一基布一磨面一染色一檢驗一入庫。
權(quán)利要求
水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革的制造方法，其特征在于，包括以下工藝流程海島纖維→無紡布→聚乙烯醇浸漬或熱壓燙平→加工原布→聚氨酯浸漬涂敷→熱凝固→堿減量→基布→磨面染色或壓花→檢驗入庫(1)、無紡布加工將堿溶聚酯+聚酰胺海島纖維，進(jìn)入梳理機(jī)梳理成網(wǎng)，再經(jīng)鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)，最后經(jīng)針刺機(jī)多次上下穿刺成三維結(jié)構(gòu)的無紡布；(2)、濕法加工無紡布經(jīng)熱壓燙平或聚乙烯醇溶液浸漬后干燥定型，再經(jīng)磨面處理，加工成厚度均勻、形態(tài)穩(wěn)定、表面平整的加工原布；加工原布經(jīng)濕法聚氨酯樹脂浸漬涂敷加工處理，加熱凝固，再用堿減量的方式抽出海島纖維的海成分，形成超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的基布；(3)、后整理加工基布經(jīng)磨面、染色或壓花后整理過程，處理后經(jīng)檢驗，合格后，按要求包裝入庫。
2. 按照權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革的制造方法，其特征在于 無紡布加工所用的無紡布原料是海島纖維，按重量百分比，其海組分為島組分聚酰胺40-95 %，堿溶聚酯5-60% ;(1) 所述海島纖維是由聚酰胺、堿溶聚酯兩種聚合物混紡而成，其中一種組分為聚酰 胺，兩種聚合物的一種成分分散在另外一種成分中而形成海島結(jié)構(gòu)，在基布加工時用堿減 量法除掉海島纖維中的一種成分而只留下聚酰胺成分，從而形成中超細(xì)纖維；海島纖維中 聚酰胺和另外一種聚合物的質(zhì)量比例為聚酰胺占40-95%，另外一種聚合物占5-60% ;(2) 所述PA是指聚酰胺_6、聚酰胺_11、聚酰胺-12、聚酰胺_610、聚酰胺_66、聚六甲 撐異酞酰胺、聚對苯二甲酰己二胺、對二甲苯正十二烷胺中任何一種具有可紡絲性的聚酰 胺；(3) 所述堿減量法用的堿溶液為氫氧化鈉溶液。
3. 按照權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革的制造方法，其特征在于 濕法加工工藝(1) 工藝過程如下無紡布一浸漬聚乙烯醇溶液或熱壓燙平一得加工原布一浸漬涂敷聚氨酯樹脂一熱凝 固一堿減量一干燥一基布將無紡布浸漬聚乙烯醇溶液或熱壓燙平后，再將聚氨酯樹脂浸漬涂敷在無紡布上，經(jīng) 熱凝固后，再利用堿減量處理除去其中的海島結(jié)構(gòu)中的海成分，然后再經(jīng)擴(kuò)幅干燥形成聚 氨酯樹脂超細(xì)纖維革的基布；(2) 浸漬涂敷聚氨酯樹脂工序，是先在無紡布上浸漬聚氨酯樹脂，然后再在其表面涂覆 或不涂覆一層聚氨酯樹脂，而后進(jìn)入升溫凝固。
4. 按照權(quán)利要求3所述的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革的制造方法，其特征在于 浸漬涂覆聚氨酯樹脂浸漬液配比如下按重量份數(shù)，聚氨酯樹脂100份，水400-1000份，助劑0. 5-5份，顏料0-15份；涂敷液選用聚氨酯樹脂，其調(diào)配比例如下按重量份數(shù)，聚氨酯樹脂100份，水300-800份，助劑0. 2-10份，顏料5-30份。
5. 按照權(quán)利要求3所述的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革的制造方法，其特征在于 堿減量處理過程中，海島纖維島組分PA 40-95 %，堿液NaOH濃度為1_5%，溫度為50-10(TC，加工速度為4-8m/min，堿減量處理后基布含有較多NaOH溶液，進(jìn)行水洗洗凈基 布上帶有的NaOH溶液。
6. 權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革的制造方法得到 的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革及制造方法，屬于合成革及制造方法技術(shù)領(lǐng)域。特征海島纖維→無紡布→聚乙烯醇浸漬或熱壓燙平→加工原布→聚氨酯浸漬涂敷→熱凝固→堿減量→基布→磨面染色或壓花→檢驗入庫。上述方法得到的聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革。本發(fā)明的水性聚氨酯樹脂超細(xì)纖維革，與溶劑型聚氨酯比較，產(chǎn)品物理性質(zhì)相當(dāng)，符合應(yīng)用需求，使用環(huán)保的聚氨酯樹脂，產(chǎn)品中不含對環(huán)保有害的有機(jī)溶劑，生產(chǎn)過程減少了溶劑型產(chǎn)品必需的DMF回收工序，簡化生產(chǎn)過程，節(jié)能環(huán)保，適應(yīng)了國外對環(huán)保型聚氨酯合成革的限制性要求，減少了生產(chǎn)人員需求量，并且減少了對人員的傷害，減少生產(chǎn)成本，產(chǎn)品市場競爭力強(qiáng)。
文檔編號D04H1/4382GK101725052SQ20091023001
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者于洪濤, 劉振波, 吳法慶, 莊東霞, 徐德勝, 李琳, 李革, 王榮, 趙春湖 申請人:煙臺萬華超纖股份有限公司;煙臺大學(xué)