CN102182015B - 一种胶原纤维水刺射流复合生产人工皮革底基材料的方法 - Google Patents
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Abstract
目前采用人工纤维制成的合成革，由于人工纤维本身和真皮胶原纤维性能的差异，使得人工皮革的性能和真皮还具有很大差异。现有的再生皮手感较硬，生产过程对环境产生污染。本发明提供了一种胶原纤维水刺射流复合生产人工皮革底基材料的方法，其步骤如下：1）先将胶原纤维制成供水刺射流复合用的胶原纤维网；2）利用水刺非织造工艺的水刺射流将胶原纤维网开纤和缠结，同时，将其与经过开松梳理的合成纤维网进行复合，复合后，合成纤维被植入到胶原纤维中，两种不同的纤维网被牢固地结合为一体。本发明得到的基材再经过后续的涂层加工后，比传统的合成革皮感强，仿真性好，比再生皮更具柔软的手感；比传统的再生皮生产方法环保。
Description
技术领域
本发明涉及人工皮革的加工工艺，具体地说是一种利用水刺非织造工艺的水刺射流将胶原纤维网与合成纤维网复合成人工皮革底基材料的方法。
背景技术
目前，市场上流行的皮革制品有真皮和人造皮革两大类。真皮是采用牛、羊等动物皮经过复杂的鞣制过程制得。皮革的鞣制就是用鞣质对皮内的蛋白质进行化学和物理加工，它通过一系列工艺，并采用一些化学药剂，使牛、猪、羊等动物生皮内的蛋白质发生一系列变化，使胶原蛋白发生变性作用。鞣制后的皮革既柔软、牢固，又耐磨，不容易腐败变质。所以鞣制后的皮革可用来制各种皮制的日常生活用品。而合成革和人造革是由纺织布底基或无纺布底基，分别用聚氨酯涂复并采用特殊发泡处理制成的，有表面手感酷似真皮，但透气性，耐磨性，耐寒性都不如真皮。
纺织布底基或无纺布底基均采用涤纶、锦纶（尼龙）等合成纤维，经过纺织或者非织造工序加工制成。采用人工纤维制成的合成革，由于人工纤维本身和真皮胶原纤维性能的差异，使得人工皮革的性能和真皮还具有很大差异。但是一方面真皮的数量是有限的，另一方面真皮加工过程中带来环境污染，同时也带来大量的边角余料。目前对这些边角余料的再利用主要是生产再生皮。再生皮革工艺是先将真皮纤维、交联纤维、树脂与其它助剂混合，其工艺流程为：将真皮或再生革原料粉碎成一定尺寸的皮纤维，然后再将其与天然橡胶、树脂和其它原料混合，之后将其压缩成滤饼；将滤饼加热，使其表层的纤维熔化具有黏性，将各层挤压、粘合、脱水成型，凉干、切片、压花及表面处理后得到最终产品。现有的再生皮由于生产工艺的限制，产品手感较硬，生产过程对环境产生污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种利用水刺非织造工艺的水刺射流将胶原纤维网与合成纤维网复合成人工皮革底基材料的方法，以解决传统再生皮手感硬、真皮感差、生产过程污染的问题，解决传统合成革仿真性差的问题。
为此，本发明采用的技术方案如下：一种胶原纤维水刺射流复合生产人工皮革底基材料的方法，其步骤如下：1）先将胶原纤维制成供水刺射流复合用的胶原纤维网；2）利用水刺非织造工艺的水刺射流将胶原纤维网开纤和缠结，同时，将其与经过开松梳理的合成纤维网进行复合，复合后，合成纤维被植入到胶原纤维中，两种不同的纤维网被牢固地结合为一体。
本发明底基材料的一面是经过水刺高压水流缠结的胶原纤维，在后续的磨毛等加工后，起到了真皮效果；另一面是作为骨架材料的合成纤维层；二者经过水刺射流的缠结作用而结合为一体。本发明制得的底基材料再经过后续的聚氨酯涂层、压纹、揉纹等工序能形成与真皮具有同样手感、透气度、物理性能的人工皮，可广泛用于沙发、箱包、服装、鞋等。
上述的胶原纤维水刺射流复合生产人工皮革底基材料的方法，第一步的具体过程依次为：
将胶原纤维开松成胶原纤维束，并将胶原纤维束进行混合，开松辊的速度为1500-2100转/分钟；
给胶原纤维束施加抗静电剂，减少胶原纤维的静电，改善梳理过程的缠辊、粘网等问题，抗静电剂的用量为胶原纤维重量的1-2%；
因胶原纤维整齐度差、细度差异大，易降低梳理机的速度，将胶原纤维束梳理成单根状态，形成均匀的胶原纤维网，梳理机出网速度控制在30-50米/分钟，锡林速度控制在420-500米/分钟，道夫线速度控制在25-45米/分钟， 工作辊速度控制在40-60米/分钟，剥棉辊速度控制在90-120米/分钟；
梳理后的胶原纤维网通过气流的作用变成杂乱的排列，并形成较高克重的胶原纤维网。在气流成网过程中，控制输送风道的中心线与水平线呈30度到40度,气流管道中的流速为10-20m/s,流速为道夫线速度的2.5-3.5倍；克重控制在200-300克/平方米，气流成网的速度在10-15米/分钟；
在胶原纤维网上喷洒粘合剂，以增加胶原纤维毡的强度，粘合剂的浓度为3-5%，喷粘合剂的压力为0.5-1bar，并将所述的粘合剂干燥固化，干燥的温度为150-200度；
利用热轧将胶原纤维网的厚度控制在2-4mm，热轧的气缸压力5-6bar， 温度为160-220度，以便于后续复合的加工，最后形成胶原纤维卷。
上述的胶原纤维水刺射流复合生产人工皮革底基材料的方法，第二步中，所述的合成纤维选用锦纶纤维或涤纶纤维，采用开包机送入锦纶或涤纶纤维，然后依次经过两道开松、多仓混合、梳理成网、交叉铺网、多辊牵伸、胶原纤维卷放卷后与前述形成的合成纤维网进行圆鼓水刺射流复合、功能整理、热风穿透烘干、成卷、分切的水刺非织造工艺流程。
上述的水刺非织造工艺中，锦纶或者涤纶纤维等合成纤维的细度为1.5-2丹尼尔（D）、长度为38-51mm；在合成纤维的开松或多仓混合时添加纤维总重量5-10%的抗静电剂混合液，所述的抗静电剂混合液由质量百分比为2-3%的抗静电剂和质量百分比为97-98%的水组成，以改善纤维的梳理效果；梳理机的主要工艺条件为：纤网克重21-25克/m2，主锡林线速度900-1110m/min，主锡林工作辊速度80-110 m/min，主锡林剥棉辊线速度200-210m/min；铺网机的主要工艺条件：铺网层数6-8层；牵伸机的牵伸倍数为1.2倍-2.5倍；水刺复合用水刺机的主要工艺条件：水刺头数量为4-6个，压力分别为20-50、100-120、130-150、130-150、140-160、140-150b bar；烘干温度170-190℃。
本发明具有的有益效果：
1、高仿真的真皮效果，基材再经过后续的涂层加工后，背面暴露的是胶原纤维，比传统的合成革皮感强，仿真性好，比再生皮更具柔软的手感。
2、比传统的再生皮生产方法环保。传统的再生皮要添加很多的溶剂型粘合剂，毒性大，易污染环境。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1：
1）将胶原纤维送入开松机开松成胶原纤维束，并将胶原纤维束进行混合，开松辊的速度为1650转/分钟；
给胶原纤维束施加抗静电剂，减少胶原纤维的静电，改善梳理过程的缠辊、粘网等问题，抗静电剂的用量为胶原纤维重量的1.2%；
将胶原纤维束梳理成单根状态，形成均匀的胶原纤维网，梳理机出网速度控制在32米/分钟，锡林速度控制在440米/分钟，道夫线速度控制在28米/分钟，工作辊速度控制在43米/分钟，剥棉辊速度控制在110米/分钟；
梳理后的胶原纤维网通过气流的作用变成杂乱的排列，并形成较高克重的胶原纤维网。在气流成网过程中，控制输送风道的中心线与水平线呈33度,气流管道中的流速为13m/s,流速为道夫线速度的2.6倍；克重控制在220克/平方米，气流成网的速度在12.5米/分钟；
在胶原纤维网上喷洒丙烯酸树脂粘合剂，以增加胶原纤维毡的强度，粘合剂的浓度为3.5%，喷粘合剂的压力为0.6bar，并将所述的粘合剂干燥固化，干燥的温度为160度；
利用热轧将胶原纤维网的厚度控制在2.5mm，热轧的气缸压力5.5bar， 温度为180度，以便于后续复合的加工，最后形成胶原纤维卷。
2）采用开包机送入涤纶纤维，然后依次经过两道开松、多仓混合、梳理成网、交叉铺网、多辊牵伸、胶原纤维卷放卷后与前述形成的合成纤维网进行圆鼓水刺射流复合、热风穿透烘干、成卷、分切的水刺非织造工艺流程。
上述的水刺非织造工艺中，涤纶纤维的细度为1.5丹尼尔（D）、长度为38mm；在合成纤维的开松或多仓混合时添加纤维总重量5.5%的抗静电剂混合液，所述的抗静电剂混合液由质量百分比为2.2%的抗静电剂和质量百分比为97.8%的水组成，以改善纤维的梳理效果；梳理机的主要工艺条件为：纤网克重22.5克/m2，主锡林线速度980m/min，主锡林工作辊速度88m/min，主锡林剥棉辊线速度200m/min；铺网机的主要工艺条件：铺网层数6层；牵伸机的牵伸倍数为1.5倍；水刺复合用水刺机的主要工艺条件：水刺头数量为5个，压力分别为30、110、130、140、150、145bar；烘干温度180℃。最后形成胶原纤维210克、锦纶纤维70克共计为280克的复合人工皮革底基材料（简称基材）。
实施例2：
1）将胶原纤维送入开松机开松成胶原纤维束，并将胶原纤维束进行混合，开松辊的速度为1900转/分钟；
给胶原纤维束施加抗静电剂，减少胶原纤维的静电，改善梳理过程的缠辊、粘网等问题，抗静电剂的用量为胶原纤维重量的2%；
因胶原纤维整齐度差、细度差异大，易降低梳理机的速度，将胶原纤维束梳理成单根状态，形成均匀的胶原纤维网，出网速度控制在48米/分钟，锡林速度控制在480米/分钟，道夫线速度控制在35米/分钟， 工作辊速度控制在52米/分钟，剥棉辊速度控制在110米/分钟；
梳理后的胶原纤维网通过气流的作用变成杂乱的排列，并形成较高克重的胶原纤维网。在气流成网过程中，控制输送风道的中心线与水平线呈38度,气流管道中的流速为8m/s,流速为道夫线速度的2.8倍。克重控制在280克/平方米，气流成网的速度在14米/分钟；
在胶原纤维网上喷洒丙烯酸树脂粘合剂，以增加胶原纤维毡的强度，粘合剂的浓度为4.8%，喷粘合剂的压力为0.9bar，并将所述的粘合剂干燥固化，干燥的温度为190度；
利用热轧将胶原纤维网的厚度控制在3.2mm，热轧的气缸压力5.8bar， 温度为215度，形成胶原纤维卷。
2）采用开包机送入锦纶纤维，然后依次经过两道开松、多仓混合、梳理成网、交叉铺网、多辊牵伸、胶原纤维卷放卷后与前述形成的合成纤维网进行圆鼓水刺射流复合、功能整理、热风穿透烘干、成卷、分切的水刺非织造工艺流程。
上述的水刺非织造工艺中，锦纶纤维的细度为2丹尼尔（D）、长度为51mm；在合成纤维的开松或多仓混合时添加纤维总重量8%的抗静电剂混合液，所述的抗静电剂混合液由质量百分比为3%的抗静电剂和质量百分比为97%的水组成，以改善纤维的梳理效果；梳理机的主要工艺条件为：纤网克重25克/m2，主锡林线速度1100m/min，主锡林工作辊速度110 m/min，主锡林剥棉辊线速度210m/min；铺网机的主要工艺条件：铺网层数8层；牵伸机的牵伸倍数为2倍；水刺复合用水刺机的主要工艺条件：水刺头数量为6个，压力分别为40、110、135、145、155、150b bar；烘干温度190℃。最后形成胶原纤维260克、锦纶纤维100克共计为360克的复合人工皮革基材。
Claims (3)
1.一种胶原纤维水刺射流复合生产人工皮革底基材料的方法，其步骤如下：1）先将胶原纤维制成供水刺射流复合用的胶原纤维网；2）利用水刺非织造工艺的水刺射流将胶原纤维网开纤和缠结，同时，将其与经过开松梳理的合成纤维网进行复合，复合后，合成纤维被植入到胶原纤维中，两种不同的纤维网被牢固地结合为一体；
第一步的具体过程依次为：将胶原纤维开松成胶原纤维束，并将胶原纤维束进行混合；给胶原纤维束施加抗静电剂，抗静电剂的用量为胶原纤维重量的1-2%；将胶原纤维束梳理成单根状态，形成均匀的胶原纤维网，梳理后的胶原纤维网通过气流的作用变成杂乱的排列，并形成较高克重的胶原纤维网，克重控制在200-300克/平方米；在胶原纤维网上喷洒粘合剂，并将所述的粘合剂固化；利用热轧将胶原纤维网的厚度控制在2-4mm，最后形成胶原纤维卷。
2.根据权利要求1所述的胶原纤维水刺射流复合生产人工皮革底基材料的方法，其特征在于，第二步中，所述的合成纤维选用锦纶或涤纶纤维，采用开包机送入锦纶或涤纶纤维，然后依次经过两道开松、多仓混合、梳理成网、交叉铺网、多辊牵伸、胶原纤维卷放卷后与前述形成的合成纤维网进行圆鼓水刺射流复合、功能整理、热风穿透烘干、成卷、分切的水刺非织造工艺流程。
3.根据权利要求2所述的胶原纤维水刺射流复合生产人工皮革底基材料的方法，其特征在于，在合成纤维的开松或多仓混合时添加纤维总重量5-10%的抗静电剂混合液，所述的抗静电剂混合液由质量百分比为2-3%的抗静电剂和质量百分比为97-98%的水组成。
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