水性寶島絨面超纖皮及其制備工藝的制作方法

本發(fā)明涉及一種絨面超纖皮及，特別是涉及一種絨面超纖皮制備工藝。

背景技術(shù)：

目前在鞋服、箱包等行業(yè)，較高檔的采用真皮材料，但真皮材料來(lái)源于動(dòng)物真皮，資源非常有限。在目前大力提倡環(huán)保、珍愛(ài)環(huán)境的前提下，超纖材料因其具有可媲美真皮的物性，甚至高檔的超纖材料的物性更優(yōu)于真皮材料，因此，超纖材料受到廣大消費(fèi)者的認(rèn)知和喜愛(ài)。

雖然，超纖材料可部分替代真皮材料，普遍應(yīng)用于各領(lǐng)域，但是在超纖材料制備過(guò)程中采用的溶劑，難以完全回收，且部分溶劑揮發(fā)到空氣中，對(duì)環(huán)境及周邊作業(yè)人員均會(huì)造成一定程度的損害。

因此，從環(huán)保的角度出發(fā)，有必要研發(fā)一種材料，既能結(jié)合超纖材料、真皮材料這兩者的優(yōu)勢(shì)，又能進(jìn)一步滿足環(huán)保的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保的水性寶島絨面超纖皮及其制備工藝。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

水性寶島絨面超纖皮制備工藝，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

原料經(jīng)紡前處理、共混紡絲和纖維后紡制備成水性寶島纖維；水性寶島纖維采用非織工藝制成非織造布，非織造布再采用基布加工工藝制成水性寶島絨面超纖皮；

基布加工工藝采用浸漬、涂層、磨面制成水性寶島絨面超纖皮；

浸漬液中各組分按序如下添加調(diào)配：550-880重量份的溶劑、0.1-25重量份的色漿、1-28重量份的填料、0.1-1.7重量份的陰離子凝固調(diào)節(jié)劑、0.5-1.7重量份的非離子凝固調(diào)節(jié)劑、0.1-0.7重量份的消泡劑和90-120重量份的聚氨酯樹(shù)脂；

涂層液中各組分按序如下添加調(diào)配：88-112重量份的陽(yáng)離子型水性聚氨酯、13-22重量份的水性色漿、2.6-3.8重量份的乳化劑和0.8-1.2重量份的增稠劑。

水性寶島絨面超纖皮制備工藝，通過(guò)如前所述步驟實(shí)現(xiàn)，其中所述基布加工工藝用水性聚氨酯的浸漬液替換，該浸漬液的各組分按序如下調(diào)配：25-65重量份的陰離子型水性聚氨酯、18-48重量份的水和3-12重量份的填料。

一種水性寶島絨面超纖皮，該超纖皮為采用如前所述工藝制備的水性寶島絨面超纖皮。

采用上述方案后，本發(fā)明具有以下有益效果：既能結(jié)合超纖材料、真皮材料這兩者的優(yōu)勢(shì)，采用水性聚氨酯又能進(jìn)一步滿足環(huán)保的需求，而且在降低成本、縮短工藝時(shí)間的同時(shí)，所制備的成品還具備致密的結(jié)構(gòu)、手感柔軟、力學(xué)性能優(yōu)越等物性。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

本發(fā)明的水性寶島絨面超纖皮制備工藝，首先，原料主要通過(guò)紡前處理、共混紡絲和纖維后紡制備成水性寶島纖維。紡前處理、共混紡絲和纖維后紡可采用現(xiàn)有工藝及相關(guān)設(shè)備，本案主要針對(duì)紡前處理、共混紡絲、纖維后紡中與現(xiàn)有工藝不同之處進(jìn)行描述，與現(xiàn)有工藝相同之處，在此不再贅述。

紡前處理主要是為后面的步驟作準(zhǔn)備，例如原料經(jīng)送配料、計(jì)量、混合料等工藝處理。原料可采用現(xiàn)有的聚酰胺(俗稱尼龍，錦綸，pa6切片)、低密度聚乙烯切片(ldpe)、助劑等。助劑可采用助容劑，助容劑可采用現(xiàn)有的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯，即ldpe-g-mah。

較佳地，原料中各組份如下：pa6的重量份為30-68，ldpe的重量份為30-68，助容劑的重量份為3-6。

較佳地，原料中各組份如下：pa6的重量份為35，ldpe的重量份為63，助容劑的重量份為3.4。

較佳地，原料中各組份如下：pa6的重量份為65，ldpe的重量份為42，助容劑的重量份為3.1。

較佳地，原料中各組份如下：pa6的重量份為50，ldpe的重量份為50，助容劑的重量份為3.0。

由于助容劑與pa6在共混中生成共聚物即生成接枝共聚物，從而與ldpe組分相容，因此，隨著ldpe組分的增加，助容劑也相應(yīng)增加。當(dāng)pa6和ldpe的量相當(dāng)時(shí)，可視情況選擇助容劑的用量。

共混紡絲主要將紡前處理獲得的物料，也即物料切片經(jīng)螺桿擠出機(jī)加熱混合形成初生纖維。共混紡絲主要工藝流程如下：混合料倉(cāng)、螺桿熔融共混、過(guò)濾、靜態(tài)混合、計(jì)量、紡絲、拉伸、環(huán)吹風(fēng)、收卷，然后進(jìn)入后紡。

螺桿熔融共混分為七段進(jìn)行加熱，該七段加熱溫度如下：99-102℃，124.8-126℃，180-181℃，260-260.5℃，280-280.5℃，284-285.5℃，284-285.5℃。螺桿轉(zhuǎn)速為38-102r/min，最大擠出量為88-92kg/h。

較佳地，實(shí)施例一的七段加熱溫度如下：100±0.1℃，125±0.15℃，180+0.2℃，260+0.1℃，280+0.1℃，285±0.1℃，285±0.15℃。

較佳地，實(shí)施例二的七段加熱溫度如下：101±0.1℃，125.5±0.15℃，180.5+0.2℃，260.2+0.1℃，280+0.1℃，285±0.1℃，285±0.15℃。

由于螺桿大致分為吃料送料段、熔融壓縮段和勻化計(jì)量段，熔融壓縮段和勻化計(jì)量段能確保切片由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)，并進(jìn)一步經(jīng)壓緊、塑化、勻化，最終實(shí)現(xiàn)較佳的混煉效果。特別是實(shí)施例一與實(shí)施例二相比，由于在180℃至280℃的溫度段，對(duì)熔融溫度進(jìn)行更精確的控制，使切片中低黏度、高黏度的組分熔融，可獲得較為理想的黏度比，黏度比約為4-4.3，例如4.2，從而制備出分離效果好即能分離出單根超細(xì)纖維的初生纖維，進(jìn)而制備成具有一定長(zhǎng)度、纖維纖度小、均勻度好的超細(xì)纖維，也即水性寶島纖維，這種超細(xì)纖維為具有類似于膠原纖維結(jié)構(gòu)的束狀超細(xì)纖維。

環(huán)吹風(fēng)的工藝參數(shù)如下：風(fēng)溫18.6-20.2℃，風(fēng)壓3.4-3.8kpa，風(fēng)速3-4.8m/s，絲室溫度19-23℃，風(fēng)量約510-630m³/h。

較佳地，實(shí)施例三的環(huán)吹風(fēng)采用如下工藝參數(shù)：風(fēng)溫18.9℃，風(fēng)壓3.6kpa，風(fēng)速3.4m/s，絲室溫度20.2℃，風(fēng)量約515m³/h。

較佳地，實(shí)施例四的環(huán)吹風(fēng)采用如下工藝參數(shù)：風(fēng)溫19.2℃，風(fēng)壓3.7kpa，風(fēng)速3.9m/s，絲室溫度19.2℃，風(fēng)量約580m³/h。

在同等條件下，實(shí)施例三與實(shí)施例四相比，由于風(fēng)溫、風(fēng)壓、風(fēng)速、絲室溫度和風(fēng)量的變化對(duì)應(yīng)影響到絲條柔軟度、條干均勻率、應(yīng)力均勻、絲條柔軟度、伸長(zhǎng)率；因此，實(shí)施例三的初生纖維與實(shí)施例四的初生纖維相比，實(shí)施例三的初生纖維如下物性更優(yōu)于實(shí)施例四：絲條柔軟度、條干均勻率、應(yīng)力均勻、絲條柔軟度、伸長(zhǎng)率。

纖維后紡主要將初生纖維經(jīng)集束、拉伸、上油、卷曲、干燥定型、裁斷等步驟制備成超細(xì)纖維。

超細(xì)纖維采用非織工藝制成非織造布，或稱之為基布，非織造布再采用基布加工工藝制成成品，即制成水性寶島絨面超纖皮。

纖維后紡、非織工藝、基布加工工藝可采用現(xiàn)有工藝，非織工藝可采用高密針刺法非織工藝，基布加工工藝可采用pva含浸、pu含浸、堿減量工藝等。本案主要針對(duì)纖維后紡、非織工藝、基布加工工藝中與現(xiàn)有工藝不同之處進(jìn)行描述，故纖維后紡、非織工藝、基布加工工藝與現(xiàn)有工藝相同之處在此不再贅述。

基布加工工藝采用水性聚氨酯浸漬，主要采用浸漬、烘干、磨毛、反面輥涂涂層、烘干、磨毛，制成水性寶島絨面超纖皮。

較佳地，基布加工工藝采用浸漬、烘干、正面輥涂涂層、烘干、磨毛、反面輥涂涂層、烘干、磨毛。也就是說(shuō)，基布的正反兩面均進(jìn)行輥涂，這樣可獲得具有更加豐富的毛感，且毛既挺又密，還不會(huì)影響到上下表面絨毛之間的基布的結(jié)構(gòu)，從而獲得表面毛感豐富、保暖，且透氣的超纖皮。

較佳地，基布加工工藝采用預(yù)處理、浸漬、凝固、烘干、正面輥涂涂層、烘干、磨毛、反面輥涂涂層、烘干、磨毛。

預(yù)處理采用3-6重量％的硝酸鈣溶劑浸漬，可阻止水性聚氨酯過(guò)度滲入，以免纖維過(guò)多黏結(jié)、基布變硬，這樣可獲得較為柔軟的手感。

水性聚氨酯浸漬的工藝中，浸漬液的各組合如下，且依次如下按序加入：25-65重量份的陰離子型水性聚氨酯、18-48重量份的水和3-12重量份的填料。

凝固使用的凝固液的各組合如下，且依次如下按序加入：4-8重量份的破乳交聯(lián)劑、82-90重量份的水。

除了水性聚氨酯浸漬之外，采用其他聚氨酯浸漬，基布加工工藝主要采用浸漬、凝固、水洗、烘干、涂層、磨面。其中浸漬液在攪拌釜中計(jì)量調(diào)配，浸漬液中各組分按序如下添加調(diào)配：550-880重量份的溶劑(dmf，二甲基甲酰胺)、0.1-25重量份的色漿、1-28重量份的填料、0.1-1.7重量份的陰離子凝固調(diào)節(jié)劑、0.5-1.7重量份的非離子凝固調(diào)節(jié)劑、0.1-0.7重量份的消泡劑、90-120重量份的聚氨酯樹(shù)脂(成膜劑)。其中，填料采用木質(zhì)粉或輕質(zhì)碳酸鈣。

較佳地，浸漬液中各組分按序如下添加調(diào)配：

1、550-680重量份的溶劑(dmf)。

2、0.1-8重量份的色漿。

3、20-28重量份的填料，既可降低成本，又能改善聚氨酯凝固效果，形成更為細(xì)密的泡孔。

4、0.5-0.8重量份的陰離子凝固調(diào)節(jié)劑，能有效控制聚氨酯濕法成膜的結(jié)構(gòu)，以及成膜孔隙，優(yōu)化成膜效果，獲得較為理想的手感及透氣性。

5、0.5-0.8重量份的非離子凝固調(diào)節(jié)劑。

6、0.3-0.4重量份的消泡劑。

7、105-110重量份的聚氨酯樹(shù)脂(成膜劑)。

較佳地，浸漬液中各組分按序如下添加調(diào)配：820-880重量份的溶劑(dmf)、10-15重量份的色漿、5-18重量份的填料、1.5-1.6重量份的陰離子凝固調(diào)節(jié)劑、1.5-1.6重量份的非離子凝固調(diào)節(jié)劑、0.6-0.7重量份的消泡劑、110-120重量份的聚氨酯樹(shù)脂(成膜劑)。這樣，能獲得更為色澤度牢、色澤飽滿、色澤柔和、手感柔軟、手感更加豐滿的物性。

浸漬液調(diào)配后脫泡，脫泡轉(zhuǎn)速約61-68r/min，攪拌22-28min后，轉(zhuǎn)速降為12-15r/min，脫泡由低真空度到高真空度進(jìn)脫泡。

凝固浴為dmf的水溶液，dmf的濃度為16-28重量％，時(shí)間為12-16min，這樣可獲得致密的膜，且膜硬度高、耐磨度高。

水洗可采用2道水洗、每道水洗采用輥軋，這樣可清除膜中殘留的dmf。

水洗后的烘干溫度為158-175℃，較佳地，158-162℃，這樣可確保膜的厚度，膜面不收縮。

輥涂的涂層液主要采用陽(yáng)離子型水性聚氨酯，涂層液中各組分按序如下添加調(diào)配：88-112重量份的陽(yáng)離子型水性聚氨酯、13-22重量份的水性色漿、2.6-3.8重量份的乳化劑、0.8-1.2重量份的增稠劑。

較佳地，還添加有填料，涂層液中各組分按序如下添加調(diào)配：95-108重量份的陽(yáng)離子型水性聚氨酯、1-12重量份的填料、14-17重量份的水性色漿、2.8-3.6重量份的乳化劑和0.9-1.1重量份的增稠劑。其中各組分可采用現(xiàn)有的材料，較佳地，填料采用85-89木質(zhì)粉和8-12重量份的竹炭納米微粒。較佳地，填料采用85-88木質(zhì)粉、8-10重量份的竹炭納米微粒和8-10重量份的氣相二氧化硅，既可降低成本又可增稠，確保涂層液在高溫、低黏度下，仍能維持良好的涂層狀態(tài)。

這樣，流平性、膜的力學(xué)性能都較為理想。采用上述重量份的乳化劑還有利于水分到達(dá)涂層的表面，既能加速成膜后期即干膜階段的水分蒸發(fā)，又能確保緊密堆積的乳膠粒子的聚合物鏈段能充分?jǐn)U散融合，形成連續(xù)的涂層，進(jìn)而獲得較為理想的濕膜過(guò)程和干膜過(guò)程的最終結(jié)構(gòu)，有效提高水性聚氨酯膜的力學(xué)性能。

涂層之后的烘干溫度為134-150℃、138-148℃或141-146℃。這樣既能確保干燥速度，又能夠獲得較為理想的斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度、膜的100％模量，而且還不會(huì)出現(xiàn)結(jié)皮現(xiàn)象。較佳地，涂層之后的烘干采用四段式烘干，前面2段加熱，揮發(fā)了部分水分，防止后面2段產(chǎn)生氣泡；后面2段加熱，有助于交聯(lián)和形成膜，在降低能耗的同時(shí)提高效率。四段式烘干的溫度如下：65-78℃，82-85℃、92-96℃、141-143℃。這樣獲得的膜的物性，經(jīng)5次以上測(cè)試，各指標(biāo)的平均值如下：斷裂伸長(zhǎng)率為1128.95/％、抗張強(qiáng)度為35.88/mpa、100％模量為1.30/mpa。

除了采用水性聚氨酯輥涂外，還可采用如下涂層液輥涂涂層：

1、70-140重量份的溶劑，采用dmf，即二甲基甲酰胺，使涂層具有良好的黏度，且能充分分散下述各組分，促進(jìn)聚氨酯成膜；

2、0.6-2.2重量份的陰離子凝固調(diào)節(jié)劑，可采用ot-90、sd-10，能有效地促進(jìn)dmf與水的滲透與擴(kuò)散，加速凝固；能使超纖皮表面形成理想厚度的致密層，也能確保平滑性；

3、1.1-1.8重量份的非離子凝固調(diào)節(jié)劑，可采用s-60、s-80，能適當(dāng)延長(zhǎng)成膜過(guò)程，形成有效的緩慢凝固，且不會(huì)影響到凝固速度；

4、0.1-18重量份的色漿；

5、0.2-0.6重量份的消泡劑，能獲得手感柔軟的物性；

6、0.7-1.2重量份的流平劑，能獲得手感柔軟的物性；

7、17-44重量份的填料，在確保力學(xué)性能的同時(shí)，降低成本，改善凝固效果。

8、85-115重量份的聚氨酯樹(shù)脂(成膜劑)；

較佳地，涂層液中各組分按序如下調(diào)配：125-138重量份的溶劑、0.8-2.1重量份的陰離子凝固調(diào)節(jié)劑、1.6-1.8重量份的非離子凝固調(diào)節(jié)劑、16-18重量份的色漿、0.5-0.6重量份的消泡劑、1.1-1.2重量份的流平劑、22-29重量份的填料、105重量份的聚氨酯樹(shù)脂。這樣，基布加工工藝開(kāi)纖，制成纖維單絲線密度細(xì)的纖度可高達(dá)0.0001dtex。

涂層液調(diào)配后再真空脫泡1.1-1.2小時(shí)，真空度為0-0.1mpa，隨著脫泡時(shí)間加長(zhǎng)，逐漸加大真空度至0.1mpa，且保壓1.8-2.1小時(shí)。

浸漬液中聚氨酯為90重量份，浸漬后液切時(shí)，調(diào)整液切高度和角度加強(qiáng)刮液狀態(tài)，以獲得基布的表面纖維分布。

通過(guò)砂紙高速運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)浸漬、涂層之后獲得的水性寶島絨面超纖濕法貝斯進(jìn)行表面打磨，直至其表面手感細(xì)膩、毛感均勻即可。打磨后，還可通過(guò)其他表面紋理效果處理，即可得成品水性寶島絨面超纖皮。

本案中的材料均可采用現(xiàn)有的材料，在此不再贅述。上述實(shí)施例并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。