关于化纤合成革基布的出产及其机能的革新

  1 合成革的优秀特征媲美自然革

  跟着世界人口的增加,人类对于皮革的需求倍增,数目有限的自然皮革早已经不克不及满意人们这类需求,人造革 、合成皮革的呈现,便填补了自然皮革的不足。凡是将PVC树脂为原料的人造革称为PVC人造革(简称人造革),将PU树脂为原料的人造革称为PU人造革(简称PU革),将PU树脂与无纺布为原料出产的人造革称为PU合成革(简称合成革) 。

  科学家们从研究阐发自然皮革的化学身分以及构造布局最先,从硝化纤维漆布着手,进入到PVC人造革,这是人工皮革的第一代产物 。跟着基材以及涂层树脂的革新,合成纤维的无纺布呈现针刺成网 、粘结成网等工艺,使基材具备藕状断面,合成革表层已经能做到微细孔布局聚氨酯层,从而使PU合成革的外不雅以及内涵布局与自然革慢慢靠近,其他物理特征都靠近于自然革的指标,而光彩比自然革更为艳丽,这是人工皮革的第二代产物。超细纤维PU合成革的呈现是第三代人工皮革,其三维布局收集的无纺布为合成革在基材方面创造了赶超自然皮革的前提。该产物联合新研制的具备开孔布局的PU浆料浸渍、复合面层的加工技能,阐扬了超细纤维伟大外貌积以及强烈的吸水性作用,使患上超细级PU合成革具备了束状超细胶原纤维的自然革所固有的吸湿特征,于是岂论从内部微不雅布局,照旧外不雅质感及物理特征以及人们穿戴恬静性等方面,都能与高级自然皮革相媲美了 。此外。超细纤维合成革在耐化学性、质量均一性 、年夜出产加工顺应性和防水、防霉变性等方面更跨越了自然皮革。

  实践证实,合成革的各项优质机能是自然皮革没法代替的,从海内外的市场来看,合成革也已经年夜量代替了资源不足的自然皮革 。接纳人造革及合成革箱包、服装 、鞋、车辆以及家具的装饰,已经日趋获得市场的必定,其运用规模之广,数目之年夜,品种之多,是传统的自然皮革没法满意的。

  2 用于合成革基布的专用涤纶短纤维的出产

  针刺合成革基布以短纤为原料,为了改良以及提高基布的物理机能,选择专用涤纶短纤维作原料,要求其产物的扯破强力提高20%~25%,需要涤纶短纤具备较高的强伸度,因纤维强度越高,在不异的针刺工艺的环境下,其残剩的断裂强度仍连结较高水准。同时还因纤维的伸长年夜,故柔韧性高,抗弯刚度小 。在金属刺针对于其重复穿刺、打击 、并随钩刺不停地上下运动历程中,纤维断裂少、短绒少、彼此穿插多 、缠结牢、织物力学机能高。此外,还要纤维具备精良的抱合机能,这就需要纤维具备较高的卷曲数以及卷曲度;疵点含量要少,以避免影响基布质量及皮革外貌平整度以及染色机能。

  为此,在专用涤纶短纤出产历程中,要接纳一等品半消光纤维级聚酯切片作原料,必需节制好干燥前提,包管较低的含水率 。纺丝温度应比纺制平凡纤维略高6~8℃,以得到抱负的熔体流动机能,削减出口膨化征象,增长年夜份子链段的可勾当性,降低喷丝头的拉伸应力,削减初生纤维内部年夜份子的取向,增长初生纤维的天然牵伸倍数,从而可提高制品纤维的强伸度。环吹冷却风速比出产平凡纤维偏低0.2~0.3M/S,以便降低初生纤维的预取向度,增长初生纤维的可拉伸机能,提高制品纤维的断裂伸长。为了得到较年夜伸长的纤维,其卷绕速率要比平凡纤维低,降低总的牵伸倍率以便削减应力引诱结晶,总的后牵伸倍率较平凡纤维低0.3~0.4,如许在连结强力上升的条件下,其断裂伸长可提高15%~20% 。连结卷曲个数比平凡纤维高4~6个/25MM,定型温度比平凡纤维稍高 。

  经由过程对于以上工艺的调解,专用涤纶短纤的强伸度较平凡纤维有较着的提高,尤为是断裂伸长上升近20%。较高的断裂伸长使患上纤维在出产历程中不容易断裂,同时还因卷曲数的提高,增长了专用纤维的缠结效果。疵点率也年夜幅度降落,可以满意合成革基布的质量要求 。

  3 添加高紧缩涤纶纤维以出产高密度合成革基布

  高紧缩涤纶纤维在滚水或者空气作用下,单根纤维会孕育发生紧缩,其紧缩率可节制在30%~75%规模内。在水刺无纺布工艺中,混有必然比例高紧缩纤维的合成革基布,颠末热风穿透的作用,高紧缩纤维在湿热状况下沿纤维的长度标的目的急剧缩短,从而使基布取患上紧缩致密的效果,一般加高紧缩纤维的基布密度可提高10%~20%。具备较高的密度使患上基布单元面积上拥有更多的纤维,使基布质地致密,不单合成革具备优质的物理特征以及仿真皮效果,并且可以削减浆料的使用量 。

  从基布的机能思量,如选择锦纶作为紧缩载体,用量为55%~75%,而高紧缩涤纶的用量为25%~45%,详细的混淆比视差别的产物用途以及敌手感及密度的要求而定。一般锦纶含量高,手感好、强力高,但密度低;高紧缩涤纶含量高,则手感较硬 、强力略低,但可得到较高的密度。因为高紧缩纤维在湿热前提下轻易发生紧缩,从而损失其最年夜的紧缩应力,影响紧缩质量 。为包管产物质量的不变性,对于高紧缩纤维的贮存前提以及贮存时间有较高的要求,一般要求在干燥的情况中,温度低于20℃,贮存时间不跨越3个月。

  如选用针刺无纺布出产工艺,针刺密度应包管坯布缠结充实 、布面平整,但针密不宜过年夜,不然会影响紧缩效果。针坯两面松紧邻近,为热水紧缩的匀称性以及充实紧缩打好根蒂根基 。为使坯布获得充实匀称的紧缩,应在各道工序中只管即便削减张力,并且在热水紧缩历程中应有必然的超量喂入。如接纳水剌无纺布工艺,开发的高密合成革基布,纤维呈三维致密摆列。

  经聚氨酯含浸处置惩罚后,在其内部布局的纤维之间布满着具备持续微孔布局的聚氨酯,于是具备精良的透气性、透湿性、柔软性以及弹性,成为从内部布局到外不雅手感均酷似真皮的高等人工皮革 。

  4 超细纤维水刺非织造合成革基布的出产

  选器具有三维布局的超细纤维水刺非织造布制成的PU合成革,在其内部的纤维之间布满着具备持续微孔布局的聚氨酯,于是具备精良的透气性 、柔软性以及弹性,成为从内部布局到外不雅手感以及机能均具备真皮感以及机能的高等人工皮革 。

  在基布加工历程中,纤维的开纤重要在水刺区域完成。颠末三道水刺高压水流的撞击,复台纤维被破裂成单丝纤度为O.14 DTEX超细纤维,纤维开纤率的凹凸对于基布的机能影响很年夜。纤维的开纤率高(年夜于60%),基布柔软细腻,匀称致密,可形成持续的微孔布局;纤维的开纤率低,会影响基布的的手感,染色不匀,若是制成人造革麂皮,则会影响其外貌的绒毛,,影响PU革的产物机能 。

  在水刺区域内,既要到达纤维的缠结,又要使纤维充实而当令地开纤,第一道水刺压力一般在设计值的80%摆布。若第一道水刺压力设定低于80%,影响纤维的缠结,对于纤维的开纤倒霉;但太高,则使纤维开纤过量,会在外貌形成较为致密的表层,必将影响第2、三道水刺功效的阐扬,造成基布“夹生饭”的征象,尤为是在加工定量为180M2以上的产物时,会使基布外貌起毛、分层。

  超细纤维水刺非织造合成革基布使水刺剥离以及水刺成网融为一体,使纤网的加固与纤维的破裂在一次加工中完成,具备工艺流程短的特色 。用机械物理的要领代替化学的要领剥离纤维,不仅可省去化学处置惩罚工序,节约化学原料,节约能耗,降低成本,并且可防止因化学处置惩罚而酿成的污染。将水刺技能与裂片纤维的特色相联合是研制超细纤维仿真皮革基布的一种新奇手腕。

  5 选用适合的染料提崇高高贵细纤维合成革的染色机能

  超细纤维合成革的染色技能成长迅猛,市场上已经经将皮革加工的后整饰技能,运用到超细纤维合成革上 。但超细纤维基布年夜大都是白色的,在对于合成革举行仿真皮涂饰前,必需举行着色处置惩罚,以到达超仿真效果。

  因为超细纤维基布纤维上的活性基团很少,在份子链的中间存在年夜量碳链以及酰胺基,无侧链,仅在份子链的结尾才具备羧基以及氨基,是以,年夜大都染料难于上染,并且仅靠染料自身的沉积作用使纤维上色,其水洗坚牢度很差,思量到需要涂饰的超细纤维合成革,染色的要求不是很高,以是选择染料时只需思量染料的渗入性以及联合性。选择上染率高的染料,使染色废液基本上到达环保要求,而且在超细纤维基布的后续加工历程中,染料的颜色不随PH值变化而变化 。而对于于绒面革,不单要思量上染率 、联合牢度,还要思量光彩的匀称性、饱以及度和耐擦以及耐洗性。

   一般而言,酸性以及中性染料比力合适超细纤维合成革的染色。酸性染料染色后,联合牢度与颜色有关,偏红色以及偏棕色染料的联合性较好,颜色也较丰满,偏黄色、紫色以及偏玄色的酸性染料联合性较差,这与染料份子布局上亲水基团的数量有关 。中性染料染色后,基布的耐水洗水平较好,但颜色比力浅淡,合适于淡色的超细纤维合成革的染色,但其价格较昂贵 。使用直接性染料染色,染料接收水平较好,但染出的颜色偏浅,不丰满,可以以及其它染料搭配使用。活性染料染色后,基布的耐水洗水平较差,不合用于超细纤维合成革的染色。

  对于染液接收好的基布其耐水洗水平也好,染料插手量在3%~4%间最为适合,接收好的染料在染色后染液基本澄清 。若染料插手量较少,染液虽然澄清,但染出的颜色偏浅,不丰满;若染料插手量较多,不仅会影响染液的接收,还会使耐水洗性遭到必然影响。

  6 接纳聚乙烯醇上浆收拾整顿改良合成革的透气性

  为了改良合成革的恬静机能,对于合成革的柔软性以及透气性提出了更高的要求,一方面选择柔软的非织造布基布,另外一方面开发出很多湿法处置惩罚工艺,此中一种就是接纳经聚乙烯醇(PVA)上浆的非织造布基布,经聚氨酯(PU)树脂液浸渍后,再浸入水中将粘着在非织造布纤维外貌的PVA适当溶失,降低纤维与PU界面的粘出力,而且形成很多微孔,从而提高PU革的柔软性,改良透气性,成为高等合成革的首选基布。

  PVA对于水刺基布的上浆工艺,要按照加工差别纤维质料选用适量的碱化度以及聚合度的PVA,同时浆液的浓度也直接影响到产物的强度 、手感等物理指标,水刺布用PVA上浆收拾整顿,一般都是在出产线长进行,其工艺流程为:成网一水刺加固一PVA上浆收拾整顿一烘燥一卷绕制品 。水刺布上浆一般都选用部门碱化PVA,调浆时,按照工艺浓度先放入定量水,然后通入蒸汽边搅拌边渐渐插手PVA,直到全数酿成透明浆液。

  上浆体式格局有两种,即带浆辊法以及饱以及浸渍法。此中带浆辊法让水刺布在压辊以及上浆辊之间经由过程,上浆辊将浆槽中的PVA浆液带起并转移到水刺布上 。压浆辊外貌包覆橡胶,对于水刺布举行挤压,把一部门浆液压入水刺布内部,使其漫衍匀称,并把过剩的浆液挤去。调治压浆辊与上浆辊之间的间隙,可以节制水刺布的上浆率。带浆辊法因为出产速率快、带浆量少、浆液渗入时间短,水刺布吃浆量少,合适薄型水刺布的上浆 。如用于厚型水刺布会呈现浸透欠好征象,制品两面手感有差异。

  饱以及浸渍法让水刺布进入浆槽,由浸没辊使水刺布彻底浸入浆液内,因为布在浆槽里浸透时间长,且接收的浆液充实,是以PVA在纤维中漫衍匀称。该法上浆量年夜,制品的柔软度较带浆辊法上浆稍硬 。整体而言,合成革厂家按照对于基布的特征要求,可以经由过程选择差别的工艺对于水刺布采纳PVA上浆收拾整顿,以提高合成革的透气以及恬静机能 。

  7 出产有利人体康健的负离子聚氨酯合成革

  医学研究证实,负离子产物对于人体康健有保健作用,选用奇冰石超细粉末作为无机填料添加到聚氨酯树脂中,制成负离子合成革,可连续开释较高浓度的空气负离子,对于人体康健孕育发生有利的作用。

  例如,在180质量份额的PU溶液中插手10%的奇冰石粉末,奇冰石粉末现实插手量为18份。工艺流程为:糊树脂+奇冰石粉末一搅拌一刮涂面层一烘干一刮涂粘合层一贴基布一烘干一剥离一PU革 。此中,搅拌时间为20~30 MIN,烘箱温度为130~140℃,烘燥时间为2~3MIN。实践证实,在PU溶液中奇冰石粉末混入比例为10%时,负离子革的发射浓度为1.49万个/CM3,相称于都会郊野旷野中的负离子浓度,可以满意人体康健的需要。

  随奇冰石粉末混人比例的增长,所患上试样发射负离子的浓度也呈增长趋向,但到必然比例后,发射浓度增长的趋向变缓 。如许可以确定质料的最好混入比例,为PU树脂事情溶液中插手10%~13%奇冰石粉末(即每一100份PU树脂需加人18~23.4份奇冰石粉末)。跨越这一比例后质料的负离子发射浓度再也不较着增长,多是由于糊树脂中超细奇冰石粉末比例太年夜,粉末之间发生较强烈的团圆,致使粉末发射负离子的功效降落。

  整体而言,奇冰石超细粉末可以作为一种功效性无机填料添加到聚氨酯树脂中制成负离子聚氨酯合成革,最好混入比例为100份PU树脂中插手18—23.4份奇冰石粉末,这类负离子革可以或许发射出高浓度空气负离子,从而出产出对于人体十分有利的康健合成革 。

  8 化纤合成革出产历程中的清洁环保办法

  合成革出产历程孕育发生的污染物包孕废水 、废气以及废渣。出产工艺差别,污染物的孕育发生环境会有所差别。废水重要来自湿法出产线凝集槽、水洗槽等非按期的事情废水,废气来历重要为有机溶剂的挥发,废渣来历重要有边角料、废离型纸 、PU桶残留干料 、浆料过滤残渣,和废水收受接管孕育发生的精馏残渣以及污水处置惩罚孕育发生的污泥等 。

  为了削减污染物的孕育发生,起首要革新配料工艺,原始的配料操作是将树脂浆料、溶剂、颜料 、木质素等原料直接插手配料釜内搅拌混淆,年夜多洞开操作,造成废气年夜量挥发。接纳配料车间全关闭、物料管道运送、配料釜关闭的清洁出产办法,则可年夜年夜降低废气的排放。在涂台上方安装吸风罩,并转变人工加料为气泵管道主动加料,可以削减溶剂的挥发,并使溶剂最年夜限度地网络收受接管 。湿法车间凝集槽排放的废水中含DMF,浓度为18%~22%,直接排放不单污染情况,增长结尾管理的承担,并且造成资源的华侈,可以对于其举行收受接管哄骗,连同干法车间的DMF废气接收废液一路收受接管 。一般接纳精馏塔收受接管DMF的技能,从收受接管早期的单塔收受接管工艺成长到此刻的三塔收受接管工艺。

  树脂浆料配料举行过滤,可以除了去此中的颗粒状杂质。过滤形成的滤渣除了了含轻质碳酸钙 、木质素外,还另有必然量的DMF溶剂,将其装入网袋,用水浸泡,可以收受接管部门DMF 。

  干法出产线离型纸可轮回使用,一般可以使用二三十次,服装革可以使用8O次以上。废水精馏收受接管历程孕育发生精馏残渣,呈黏稠状,处置惩罚比力坚苦,残渣中另有约30%~40%的DMF,干燥处置惩罚后可将此中的DMF收受接管。

  整体而言,在PU合成革出产历程中,鼎力大举推广环保办法以及清洁出产技能,可从源头、出产历程中减轻污染,改良操作情况,挖掘废料收受接管哄骗的潜力,减轻结尾管理的承担,年夜年夜削减废料的排放,有益于提高资源的哄骗率,进而得到较好的效益 。

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