CN1107135C - 非织造布,人造革及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有致密、细腻、高品质外观的非织造布,以及一种具有致密、细腻、高品质外观且酷似高档天然皮革的人造革。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有致密、细腻、高品质外观的非织造布,更具体地说,涉及适合制作人造革的非织造布。本发明还涉及具有致密、细腻、高品质外观并酷似高品质天然皮革的人造革,特别是涉及仿正绒面革的人造革。
背景技术
带长绒毛的仿绒面革人造革、带短绒毛的仿正绒面革人造革、无绒毛的全粒面型人造革、带部分短绒的粒面型仿正绒面革人造革等等,近年来已被作为人造革的主要类型。这些人造革主要由非织造布制成,且为使得这些人造革带有尽可能接近高品质天然皮革的外观已提出了各种各样的建议。
例如,在仿正绒面革人造革方面,日本专利公开号62-42076描述了一种带有由超细纤维组成的绒毛的片状材料制造方法,在该方法中基础材料经过树脂浸渍或涂布使绒毛固定,随后,起绒的表面用轧光机辊轧光以使绒毛紧贴表面倒伏,然后再磨面以使绒毛竖起来。日本专利公开号62-42075公开了一种带有由超细纤维组成的绒毛的片状材料制造方法,在该方法中起绒的表面用轧光机辊轧光以使绒毛紧贴表面倒伏,随后,基础材料用树脂浸渍或涂布,最后,表面进行磨面以使绒毛竖起来。日本专利公开号6-33577描述了一种方法,在该方法中将弹性体聚合物施涂在一种纤维片材上,片材包含由超细纤维缠结形成的非织造布,其中单丝纤度不超过0.3de,纤维中包含弹性体聚合物,该片材任选地进行压花和磨面,随后,片材接受10%或更高的面积压缩以使表面上形成起绒部分与粒面部分的混合。日本待审查专利公开号3-161576描述了一种包含可转化为超细纤维的纤维的非织造布生产方法,在该方法中,首先,仅使表面层中的纤维变为超细的,然后非织造布以弹性体树脂浸渍,使树脂凝聚,进而,非织造布在一种以溶剂之类的东西萃取其内层纤维使之变为超细的条件下进行处理,然后,使最外层表面起绒。再有,日本待审查专利公开号4-136280描述了一种方法,其中一种包含平均粒度不超过10μm且表观密度为0.1~0.3g/cm3的非纤维胶原粉末及主要由聚氨酯组成的聚合物的组合物液体,被施涂到包含纤维聚集体的纤维片材表面,该聚集体包含主要由弹性体聚合物构成的聚合物;对纤维片材实施压花处理;随后,压花的涂布表面接受起绒处理。再有,日本待审查专利公开号7-133592描述了一种方法,其中有一种带有光滑表面的纤维基础层,它包含缠结的非织造布,该布包含超细纤维和/或超细纤维束以及存在于缠结空间内的弹性体聚合物的致密发泡体,在上述基础层表面上,成形一种超细绒毛,它延续到构成纤维基础层的超细纤维上;随后,在该起绒表面上施涂一种主要由弹性体聚合物构成的树脂以形成多孔层,该多孔层与绒毛结成一体;进而,对多孔层实施起绒处理使片材表面上的超细绒毛暴露出来。
按照传统方法生产的仿正绒面革人造革具有短绒毛,且其表面光滑;然而,表面上的纤维数量比天然皮革表面上的少得多,且其表面的大部分不是被超细纤维组成的起绒部分所占据,而是被弹性体聚合物组成的树脂部分以及间隙部分所占据。可见,迄今尚未见有人提出这样的仿正绒面革人造革,它,由于具有如同天然皮革那样极高密度的绒毛而具有鲜明的书写效应(writing effect),并表现出粘附的柔软而光滑的手感,同时又给人以干爽的感觉。
关于全粒面型人造革,日本专利公开号4-8547描述了一种生产多孔片材的方法,该方法包括:使主要由聚氨酯弹性体组成的聚合物溶液与促凝剂溶液一起进行湿凝聚,在上述促凝剂溶液中加入选自高级烷基胺、高级醇、脱水山梨醇脂肪酸酯等之中至少一种化合物的环氧乙烷加成产物;然后,用所获得的促凝剂溶液使不含该环氧乙烷加成产物聚合物溶液凝聚出来。用该方法生产的全粒面型人造革在表面光滑性方面极佳,然而当弯曲时,这种人造革表面形成的皱纹之间的距离比天然皮革上形成的细腻皱纹的间距大,而且,这种人造革具有由于其均匀的海绵状结构造成的令人厌恶感并表现出似橡胶的感觉。还有,日本待审查专利公开号4-185777描述了一种全粒面型人造革,由下列成分组成:包含非织造布的基础层,其中包含超细纤维束和微孔聚氨酯粘合剂,且超细纤维束与聚氨酯的重量比是70/30~97/3,表观密度是0.5~0.8g/cm3;以及一种树脂制作的无孔层,它在100%伸长时的模量是20~150kg/cm2,厚度是10~100μm。用这种方法生产的全粒面型人造革的较少令人厌恶感且弯曲时细皱纹感好,但是,尽管对其实施了柔软处理,其柔软性依旧不足,原因在于这种人造革是用表观密度高达0.45g/cm3或更高的非织造布制成的。因此,在按照传统方法生产的全粒面型人造革中,迄今尚未制成一种用天然皮革所特有的全部特性标准衡量均令人满意的人造革,这些性能例如包括柔软的感觉、低令人厌恶感、极其光滑的表面以及弯曲时非常细密的皱纹感。
因此,本发明的目的是提供一种具有传统人造革所不具备的致密、细腻和高品质外观的人造革,它酷似高品质天然皮革,例如提供:具有天然皮革正绒面革高档形象外观的仿正绒面革人造革,即具有鲜明的书写效应并表现出粘附的柔软和光滑,同时给人以干爽的感觉;具有独特表面感觉的粒面型仿正绒面革人造革;以及在柔软性和表面光滑性上极佳且给人以细腻皱纹感的全粒面型人造革。
发明公开
本发明的发明人为在每一种类型人造革领域提供具有致密、细腻、高品质外观并酷似高档天然皮革的人造革从事了广泛的研究,并完成了其提供目标非织造布、人造革及其制造方法的任务。下面,分1~7项对这些成果予以说明。
1.一种非织造布,包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束和/或可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维,其中非织造布的特征在于,存在于非织造布至少一面上的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的横截面,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
2.一种仿正绒面革人造革,其中该仿正绒面革人造革的特征在于,构成人造革的非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束,且存在于非织造布至少一面上的超细纤维束的纤维束横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
3.一种生产仿正绒面革人造革的方法,其中该生产方法的特征在于,包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束和/或可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维的非织造布至少一面,按如下条件接受辊压处理,使得产品中该非织造布的表面上存在的上述超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的横截面,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
4.一种粒面型仿正绒面革人造革,其中该粒面型仿正绒面革人造革的特征在于,构成该人造革的非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束,且在非织造布至少一面上的超细纤维束的纤维束横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
5.一种生产粒面型仿正绒面革人造革的方法,其中该生产方法的特征在于,包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束和/或可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维的非织造布的至少一面,按如下条件接受辊压处理,使得产品中该非织造布的表面上存在的上述超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的横截面,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
6.一种全粒面型人造革,其中该全粒面型人造革的特征在于,构成该人造革的非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束,且在非织造布至少一面上存在的超细纤维束的纤维束横截面,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
7.一种生产全粒面型人造革的方法,其中该生产方法的特征在于,包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束和/或可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维的非织造布的至少一面,按如下条件接受辊压处理,使得产品中该非织造布表面上存在的上述超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的横截面,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
附图简述
附图1为由表示超细纤维束的切断方向(沿垂直于纤维轴线的方向)的图(1)和图(2)组成的示意图,其中图(2)表示使整个超细纤维束最外层超细纤维相内接的外切椭圆的最小值(短径a)和最大值(长径b)。
附图2(1)是由实例1获得的仿正绒面革人造革的横截面表面示意图,附图2(2)是比值a/b大于0.6的传统仿正绒面革人造革横截面表面示意图。
附图3(1)是由实例3获得的粒面型仿正绒面革人造革横截面表面示意图;附图3(2)是比值a/b大于0.6的传统粒面型仿正绒面革人造革横截面表面示意图。
附图4(1)是由实例4获得的全粒面型人造革横截面表面示意图;附图4(2)是比值a/b大于0.6的传统全粒面型人造革横截面表面示意图。
实施本发明的最佳模式
下面,将详细解释本发明。
本发明的非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束。构成该超细纤维束的超细纤维的高分子聚合物例子包括聚酰胺,如尼龙6、尼龙66及尼龙12,以及聚酯,如聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚对苯二甲酸丁二酯。该超细纤维的单丝纤度不大于0.2de,优选不大于0.1de。本文所使用的术语单丝纤度可指平均单丝纤度。超细纤维必须以丝束形式使用,且一束优选包含10~1000根超细纤维,更优选20~700根。
在包含超细纤维束的非织造布中,非织造布至少一面上存在的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的横截面上,短径a及长径b必须介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
这里,比值a/b可以小于0.1,但是,从可加工性的观点考虑,要使非织造布表面上a/b的比值小于0.1是困难的。另一方面,当比值a/b大于0.6时,覆盖非织造布表面的纤维根数将变少,用此种非织造布制造的人造革的外观将会在表面光滑性上变差,从而使其外观不利地类似于传统人造革。
本发明所使用的术语“非织造布(的)至少一面”是指非织造布的1面或者全部2个面。术语“(表)面”是指从包含超细纤维束的非织造布表面层到第5层,优选到第3层的各层。“超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的横截面的短径a和长径b”为如附图1中所示。这里,“超细纤维束(的)纤维束横截面”是,沿垂直于超细纤维束轴线方向剖开,使整个纤维束最外层纤维内接的外切椭圆。“超细纤维束的纤维束横截面的短径a和长径b”分别是该外切椭圆直径的最小值和最大值。再有,“可转化为超细纤维束的纤维的横截面”是,沿垂直于轴线方向剖开,可转化为超细纤维束的纤维的椭圆形横截面,而“可转化为超细纤维束的纤维横截面的短径a和长径b”分别是所述椭圆形横截面直径的最小值和最大值。在本发明的非织造布中,比值a/b可这样来确定:任意切取经过了辊压处理的非织造布,从该横截面上处于非织造布表面的纤维束中选择沿垂直于纤维轴线方向切断的超细纤维束,并根据该选择的纤维束横截面放大照片来确定比值a/b。
再有,还可按类似的方式来检验构成某种人造革的非织造布是否满足本发明的非织造布标准,即:任意切取该人造革,从该横截面上处于非织造布表面的超细纤维束中选择沿垂直于纤维轴线方向切断的纤维束,并根据该选择的纤维束横截面放大照片来确定比值a/b。
在本发明的仿正绒面革人造革中,构成人造革的非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束。关于构成超细纤维的高分子聚合物以及超细纤维的单丝纤度,可采用如同上述非织造布情况中的相同种类聚合物及相同的纤度范围。
在包含超细纤维束的非织造布中,至少一面上的超细纤维束的纤维束横截面上,短径a及长径b必须介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
这里,比值a/b可以小于0.1,但是,从可加工性的观点考虑,要使非织造布表面上的比值a/b小于0.1是困难的。另一方面,当比值a/b大于0.6时,覆盖非织造布表面的纤维根数将变少,则所获人造革的绒毛密度将不利地减少。
本发明所使用的术语“非织造布(的)至少一面”是指构成人造革的非织造布的1面或者全部2面。术语“(表)面”是指从构成人造革的非织造布的超细纤维束表面层到第5层,优选到第3层的各层。“超细纤维束的纤维束横截面短径a和长径b”为如附图1中所示。这里,“超细纤维束的纤维束横截面”是,沿垂直于超细纤维束轴线方向剖开,使整个纤维束最外层纤维内接的外切椭圆。“超细纤维束的纤维束横截面的短径a和长径b”分别是该外切椭圆直径的最小值和最大值。在本发明的仿正绒面革人造革生产中,比值a/b可这样来确定:任意切取经过了辊压处理的非织造布,从该横截面上处于非织造布表面的纤维束中选择沿垂直于纤维轴线方向切断的超细纤维束,并根据该选择的纤维束横截面放大照片来确定比值a/b。
再有,还可按类似的方式来检验某种仿正绒面革人造革是否满足本发明的仿正绒面革人造革标准,即:任意切取该仿正绒面革人造革,从该横截面上处于非织造布表面的超细纤维束中选择沿垂直于纤维轴线方向切断的纤维束,并根据该选择的纤维束横截面放大照片来确定比值a/b。
仿正绒面革人造革可这样制造:对包含单丝纤度不大于0.2 de的超细纤维束和/或可转化为单丝纤度不大于0.2 de的超细纤维束的纤维的非织造布的至少一面,按如下条件进行辊压处理,即:使得产品中该非织造布表面上的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
这里,“可转化为单丝纤度不大于0.2 de的超细纤维束的纤维”是指这样一种纤维,它在经过诸如溶剂处理或分裂处理之后,可转化为单丝纤度不大于0.2 de的超细纤维束。可转化为超细纤维束的纤维的例子包括,包含多种高分子聚合物组分的复合纤维。关于复合纤维的形式,例如可举出海/岛型、并列型等,而以海/岛型为优选。除了上面提到的聚酰胺和聚酯之外,还可以使用聚乙烯、聚丙烯、高分子量聚乙二醇、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等,作为该复合纤维的高分子聚合物。
本发明仿正绒面革人造革是通过对包含上述超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的非织造布的至少一面,按如下条件进行辊压处理制造的,即:使得产品中该非织造布至少一面上的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维横截面上,短径a和长径b满足上述方程(1)。辊压处理,例如可采用轧光机辊进行夹辊辊压处理,或者采用压花机、平板压机或辊筒压机的压制处理。对仿正绒面革人造革生产中的辊压处理的时机并无特殊限制,例如只需在非织造布接受高分子弹性体聚合物(A)的浸渍、该弹性体聚合物(A)凝聚或诸如此类的阶段之后,并且在对人造革基础材料实施磨面处理之前进行;但是,从制造的可加工性观点考虑优选的是,该辊压处理在非织造布已经浸渍了高分子弹性体聚合物(A)之后进行。当采用包含可转化为超细纤维束的纤维的非织造布时,优选的是,该辊压处理在非织造布已经浸渍了高分子弹性体聚合物(A)之后且在可转化为超细纤维束的纤维接受转化处理之前进行。
下面,将用具体实例来说明本发明生产仿正绒面革人造革的方法。
可转化为超细纤维束的纤维,即一种海/岛型复合纤维,采用传统上已知的机器如梳理机、散乱成网机或交叉铺网机,加工成纤网。对所获得的纤网沿厚度方向实施针刺,优选以500~3000针/cm2,尤其优选800~2000针/cm2的钩针穿刺密度,使可转化为超细纤维束的纤网缠结形成非织造布。当钩针穿刺密度小于500针/cm2时,非织造布的缠结程度将会不足,非织造布强度也就差。用此类非织造布生产仿正绒面革人造革是不可取的,因为所获得的人造革的书写效应将会不足。再者,当钩针穿刺密度大于3000针/cm2时,针刺密度不利地过了头,因为,缠结的纤维受到很大的伤害,并在获得的非织造布中出现移让现象。本文所使用的术语“钩针穿刺密度”是指采用带有至少一个倒钩(倒刺)的针在每平方厘米上沿纤网的厚度方向穿刺的次数,倒刺达到的深度是使最前倒刺能够穿透纤网。优选的是,获得的非织造布接受加热处理以使复合纤维的海组分软化,随后,非织造布接受轧光机辊之类设备的轧光以调节厚度、表观密度及表面光滑度。这种调节应根据目标人造革的用途恰当地进行。然而优选的例如是,使制成的非织造布的厚度为0.4~3.0mm,表观密度为0.25~0.45g/cm3,且表面平整。这里,尤其优选使用加热轧光机辊,因为,此时热处理和辊压处理可同时进行。
这样,所获得的非织造布用高分子弹性体聚合物(A)溶液或分散体进行浸渍并使该聚合物凝聚,结果生产出一种基础材料。这里所使用的高分子弹性体聚合物(A)的例子包括聚氨酯弹性体、聚脲弹性体、聚氨酯/聚脲弹性体、聚丙烯酸树脂、丙烯腈/丁二烯弹性体及苯乙烯/丁二烯弹性体。这当中,聚氨酯类弹性体,如聚氨酯弹性体、聚脲弹性体及聚脲/聚氨酯弹性体是优选的。这些聚氨酯弹性体,是通过选自平均分子量500~4000的聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯-醚二醇、聚己酸内酯二醇、聚碳酸酯二醇之类的聚合二醇中的1种、2种或多种,与诸如4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯之类的有机二异氰酸酯,以及选自低分子量二醇、二胺、肼的衍生物如肼、有机酸酰肼及氨基酸酰肼之类的增链剂,一起反应制备的。
上述高分子弹性体聚合物(A)浸渍到非织造布中去的方法,通常是采用高分子弹性体聚合物(A)在有机溶剂中的溶液或分散体(包括水乳液)实施的。这里,包含用作高分子弹性体聚合物(A)的溶剂的溶液,优选使用包含该高分子弹性体聚合物(A)的良溶剂的溶液,这些溶剂例如是二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺或四氢呋喃,或者通过在该溶液中加入水、醇、甲乙酮之类制备的溶液,或者通过在这些溶液中进一步加入该高分子弹性体聚合物(A)制备的溶液。包含该高分子弹性体聚合物(A)的溶剂的溶液,优选包含至少50%或更高、更优选70%或更高的该高分子弹性体聚合物的(A)溶剂,因为必须使上述高分子弹性体聚合物(A)的一部分溶解或润胀。用于浸渍的高分子弹性体聚合物(A)的浓度,从制成的仿正绒面革人造革柔软性、以及仿正绒面革人造革表面的致密性、起绒纤维密度等因素考虑,优选是8~20%,尤其优选12~18%。当该浓度低于8%时,所生产的仿正绒面革人造革虽具有柔软的手感,但是,表面绒毛感觉粗糙,而这对仿正绒面革的外观是不好的。另一方面,当浓度高于20%时,其外观在致密性以及摹仿具有短长度纤维的正绒面革起绒效果上虽得到改善,但是,缺点是手感僵硬。用于浸渍的高分子弹性体聚合物(A)的用量优选为,经过使所包含的纤维转化为超细纤维的处理后非织造布重量的15~80%。
上面得到的基础材料优选地被压榨到其厚度的60~95%,更优选到65~90%。当压榨比小于60%时,高分子弹性体聚合物(A)在基础材料中的含量过小,则由该基础材料制成的仿正绒面革人造革具有的起绒纤维长度将会长而不均一。当压榨比大于95%时,最终片材的表面将变得象树脂似的,因此很难获得要求的本发明仿正绒面革人造革。将压榨比设定在上面的范围内,可使得获得的仿正绒面革人造革具有高起绒密度和出色的起绒状态均一性。
随后,使浸渍在基础材料中的高分子弹性体聚合物(A)凝聚。使高分子弹性体聚合物(A)凝聚的方法可选用已知的湿式凝聚法和干式凝聚法中的任何一种,但优选能够使基础材料中的高分子弹性体聚合物(A)凝聚成为多孔状态的方法。进而,任选地在该基础材料的表面上涂布一薄层高分子弹性体聚合物(B),它可与浸渍的高分子弹性体聚合物(A)相同或不同。
涂膜后的基础材料,在加热到140~200℃的金属光辊与砧辊(橡胶辊)之间,或者在一对加热到140~200℃的金属光辊之间接受辊压处理,其中基础材料的接触压力(辊隙压力)为10kg/cm~35kg/cm,以便将非织造布表面的比值a/b调节到方程(1)的范围内。虽然要取决于所获得的正绒面革的用途,但是,调节非织造布表面比值a/b的辊压处理既可在基础材料的1个面,也可在其全部2个面上进行。而且,还可以同时在基础材料的2个面上进行辊压处理,然后,轧光的基础材料沿厚度方向被片切成2张片材再提供使用。
经过上述这些加工之后,构成基础材料的复合纤维的高分子聚合物中至少一种在非织造布接受萃取时溶解并被去除,从而使复合纤维转化为超细纤维束。作为构成非织造布的纤维,从有利于加工考虑,优选使用复合纤维,因为,当使用复合纤维作为构成非织造布的纤维时,复合纤维可在转化为超细纤维的同时成形为超细纤维束。在准备用溶剂除掉的高分子聚合物是聚酰胺的情况下,去除用的溶剂可以是碱金属或碱土金属与低级醇、甲酸之类的混合液体。在聚酯的情况下,有效的溶剂是氢氧化钠、氢氧化钾之类的碱性水溶液。在聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯之类的情况下,有效的溶剂是苯、甲苯或二甲苯。
随后,包含一种或多种作为高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)的溶剂的溶液,被涂布在其纤维已经转化为超细纤维的基础材料表面上。对涂布方法并无特殊限制,任何已知的方法均可使用。例如,该溶液可采用凹槽辊涂布机或喷射涂布机施涂上去。在这步加工中,溶液涂布期间优选将基础材料轻轻地夹持在凹槽辊之类的部件之间。涂布后,产品接受去除溶剂的处理以便从包含用于高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)的溶剂的涂布溶液中赶出溶剂,使得聚合物固化。关于去除溶剂的处理方法,可采用在热空气干燥机中的干法、浸泡在诸如水之类的液体中的湿法或者类似的方法;但是,优选使用干法,因为,这可减少包含高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)用的溶剂的溶液用量。而且,这种包括溶液施涂-溶剂去除的过程优选应重复至少2次直至6次,而重复次数越多,最终获得的仿正绒面革人造革表面的均一性改善程度越高;然而,重复实施该方法超过6次是不利的,因为,那时该表面将趋于变硬。施涂到基础材料未起绒表面上的优选溶液用量为5~100g/m2。当溶液施用量小于5g/m2时,最终获得的仿正绒面革人造革表面上的起绒纤维将趋于变得过长,从而难以制成要求的仿正绒面革人造革。另一方面,当超过100g/m2时,最终获得的仿正绒面革人造革表面将变得僵硬,并因而也延长了溶剂去除所需要的时间。
经过处理以使纤维转化为超细纤维并进一步施涂了包含高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)的溶剂的溶液的基础材料表面,接受磨面处理以形成起绒表面。该磨面处理可采用砂纸、砂布、砂网、砂辊、刷子、磨石、针布之类来完成;但是,为获得非常短的仿正绒面革绒毛,优选使用砂纸。而且,优选使用包含细砂粒的砂纸,还优选轻度的磨面。若采用粗砂粒的砂纸施加过强的磨面,则表面将变得粗糙,也就难以获得所要求的外观酷似正绒面革的人造革。在已磨面表面上施涂包含高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)的溶剂的溶液是不可取的,因为,在最终获得的仿正绒面革人造革中,覆盖在表面上的起绒纤维数量将会减少,起绒状态变得不均一,而且,表面起绒密度也将降低。
再有,在本发明仿正绒面革人造革的制造过程中,常用的加工如染色加工、揉搓柔软处理等和/或采用诸如柔软剂或防水剂之类的功能试剂的整理加工,均可任选地,在任意的阶段进行。
本发明粒面型仿正绒面革人造革是这样一种人造革,它包含由单丝纤度不大于0.2de的超细纤维绒毛组成的起绒部分,以及由复合层构成的粒面部分,该复合层由以高分子弹性体聚合物(C)固定在人造革表面上的单丝纤度不大于0.2de的超细纤维组成。再有,起绒部分绒毛的长度为40~300μm;粒面部分的面积占总表面积的5~80%;且粒面部分的主体包含面积为0.05~100mm2的许多不连续的层。构成粒面型仿正绒面革人造革的非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束。关于形成超细纤维的高分子聚合物及超细纤维的单丝纤度,可采用与上述非织造布情况下同样种类的聚合物及同样的纤度范围。
在包含超细纤维束的非织造布的情况下,该至少一面上的超细纤维束的纤维束横截面上,短径a和长径b必须在满足如下方程(1)的范围内。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
这里,比值a/b可以小于0.1,但是,从可加工性的观点考虑,要使非织造布表面上的比值a/b小于0.1是困难的。另一方面,使比值a/b大于0.6是不可取的,因为,这将使覆盖非织造布表面的纤维根数变少,在获得的粒面型仿正绒面革人造革的起绒部分中的绒毛密度降低,粒面部分的光滑性变差,弯曲时其上形成的皱纹变得过于粗糙。
本发明所使用的术语“非织造布(的)至少一面”是指构成人造革的非织造布的1面或者全部2面。术语“(表)面”是指从构成人造革非织造布中的超细纤维束表面层到第5层,优选到第3层的各层。“超细纤维束的纤维束横截面短径a和长径b”为如附图1中所示。这里,“超细纤维束的纤维束横截面”是,沿垂直于超细纤维束轴线方向剖开,使整个纤维束最外层纤维内接的外切椭圆。“超细纤维束的纤维束横截面的短径a和长径b”分别是该外切椭圆直径的最小值和最大值。在本发明的粒面型仿正绒面革人造革生产中,比值a/b可这样来确定:任意切取经过了辊压处理的非织造布,从该横截面上处于非织造布表面的纤维束中选择沿垂直于纤维轴线方向切断的纤维束,并根据该选择的纤维束横截面放大照片来确定比值a/b。
再有,还可按类似的方式来检验构成某种粒面型仿正绒面革人造革是否满足本发明的粒面型仿正绒面革人造革标准:任意切取该粒面型仿正绒面革人造革,从该横截面上处于非织造布表面的纤维束中选择沿垂直于纤维轴线方向切断的纤维束,并根据该选择的纤维束横截面放大照片来确定比值a/b。
粒面型仿正绒面革人造革可这样制造:对包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束和/或可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维的非织造布至少一面,按如下条件进行辊压处理,即:使得产品中的该非织造布表面上的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
这里,“可转化为单丝纤度为0.2de的超细纤维束的纤维”是指这样一种纤维,它在经过诸如溶剂处理或分裂处理之后,可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束。可转化为超细纤维束的纤维的例子包括,包含多种高分子聚合物组分的复合纤维。关于复合纤维的形式,例如可举出海/岛型、并列型等,而以海/岛型为优选。除了上面提到的聚酰胺和聚酯之外,还可以使用聚乙烯、聚丙烯、高分子量聚乙二醇、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等,作为该复合纤维的高分子聚合物。
本发明粒面型仿正绒面革人造革是通过对包含上述超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的非织造布至少一面,按如下条件进行辊压处理制造的:即,使得在该非织造布至少一面上的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维横截面上,短径a和长径b满足上述方程(1)。辊压处理,例如可采用轧光机辊进行夹辊辊压处理,或者采用压花机、平板压机或辊筒压机的加压处理。对于粒面型仿正绒面革人造革生产中的辊压处理的时机并无特殊限制,例如只需在非织造布接受高分子弹性体聚合物(A)的浸渍、该弹性体聚合物(A)凝聚或诸如此类的阶段之后,并且在对人造革基础材料实施磨面处理之前,并且在包含高分子弹性体聚合物(C)的粒面部分成形之前进行即可;但是,从人造革制造的可加工性观点考虑优选的是,该辊压处理在非织造布已经浸渍了高分子弹性体聚合物(A)之后进行。当采用包含可转化为超细纤维束的纤维的非织造布时,优选的是,该辊压处理在非织造布已经浸渍了高分子弹性体聚合物(A)之后且在可转化为超细纤维束的纤维接受转化处理之前进行。
下面,将就具体实例来说明本发明生产粒面型仿正绒面革人造革的方法。
可转化为超细纤维束的纤维,即,一种海/岛型复合纤维,采用传统上已知的机器如梳理机、散乱成网机或交叉铺网机,加工成纤网。对所获得的纤网沿厚度方向实施针刺,优选以500~3000针/cm2,尤其优选800~2000针/cm2的钩针穿刺密度,使可转化为超细纤维束的纤网缠结形成非织造布。当钩针穿刺密度小于500针/cm2时,非织造布的缠结程度将会不足,非织造布强度也就差。使用此类非织造布生产粒面型仿正绒面革人造革是不可取的,因为,所获得的粒面型仿正面绒革人造革的书写效应将会不足。而当钩针穿刺密度大于3000针/cm2时,针刺密度将会不利地过了头,因为,此时缠结的纤维将会受到很大的伤害,并在获得的非织造布中出现移让现象。本文所使用的术语“钩针穿刺密度”是指采用带有至少一个倒钩(倒刺)的针在每平方厘米上沿纤网的厚度方向穿刺的次数,倒刺达到的深度是使最前倒刺能够穿透纤网的位置。优选的是,获得的非织造布接受加热处理以使复合纤维的海组分软化,随后,非织造布接受轧光机辊之类设备的轧光以调节厚度、表观密度及表面光滑度。这种调节应根据目标人造革的用途恰当地进行。然而,优选的是,例如制成的非织造布的厚度为0.4~3.0mm,表观密度为0.25~0.45g/cm3,且表面平整。这里,尤其优选使用加热轧光机辊,因为,此时热处理和辊压处理可同时进行。
所获得的非织造布用高分子弹性体聚合物(A)溶液或分散体进行浸渍并使该聚合物凝聚,结果生产出一种基础材料。这里所使用的高分子弹性体聚合物(A)的例子包括聚氨酯弹性体、聚脲弹性体、聚氨酯/聚脲弹性体、聚丙烯酸树脂、丙烯腈/丁二烯弹性体及苯乙烯/丁二烯弹性体。这当中,聚氨酯类弹性体,如聚氨酯弹性体、聚脲弹性体及聚脲/聚氨酯弹性体是优选的。这些聚氨酯弹性体,是通过选自平均分子量500~4000的聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯-醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇之类的聚合二醇中的1种、2种或多种,与诸如4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯之类的有机二异氰酸酯,以及选自低分子量二醇、二胺、肼的衍生物如肼、有机酸酰肼及氨基酸酰肼之类的增链剂,一起反应制备的。
上述高分子弹性体聚合物(A)浸渍到非织造布中去的方法,通常是采用高分子弹性体聚合物(A)在有机溶剂中的溶液或分散体(包括水乳液)实施的。这里,包含用作高分子弹性体聚合物(A)的溶剂的溶液,优选使用包含该高分子弹性体聚合物(A)的良溶剂的溶液,这些溶剂例如是二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺或四氢呋喃,或者通过在该溶液中加入水、醇、甲乙酮之类制备的溶液,或者通过在这些溶液中进一步加入该高分子弹性体聚合物(A)制备的溶液。包含该高分子弹性体聚合物(A)的溶剂的溶液,优选包含至少50%或更高、更优选70%或更高的该高分子弹性体聚合物的溶剂,因为必须使上述高分子弹性体聚合物(A)的一部分溶解或润胀。用于浸渍的高分子弹性体聚合物(A)的浓度,从制成的粒面型仿正绒面革人造革柔软性、以及粒面型仿正绒面革人造革表面的致密性、起绒纤维密度等因素考虑,优选是8~20%,尤其优选12~18%。当该浓度低于8%时,所生产的粒面型仿正绒面革人造革虽具有柔软的手感,但是,表面绒毛感觉粗糙,而这对粒面型仿正绒面革的外观是不好的。另一方面,当浓度高于20%时,其外观在致密性以及摹仿具有短长度纤维的粒面型正绒面革的起绒效果方面虽得到改善,但是,缺点是手感僵硬。用于浸渍的高分子弹性体聚合物(A)的用量优选为,经过使所包含的纤维转化为超细纤维的处理后非织造布重量的15~80%。
上面得到的基础材料优选地被压榨到其厚度的60~95%,更优选到65~90%。当压榨比小于60%时,高分子弹性体聚合物(A)在基础材料中的含量过小,则由该基础材料制成的粒面型仿正绒面革人造革具有的起绒纤维的长度将会长而不均一。当压榨比大于95%时,最终片材的表面将变得象树脂似的,因此很难获得要求的本发明粒面型仿正绒面革人造革。将压榨比设定在上面的范围内,可使得获得的粒面型仿正绒面革人造革具有高起绒密度和出色的起绒状态均一性。
随后,使浸渍在基础材料中的高分子弹性体聚合物(A)凝聚。使高分子弹性体聚合物(A)凝聚的方法可选用已知的湿式凝聚法和干式凝聚法中的任何一种,但优选能够使基础材料中的高分子弹性体聚合物(A)凝聚成为多孔状态的方法。进而,任选地在该基础材料的表面上涂布一薄层高分子弹性体聚合物(B),它可与浸渍的高分子弹性体聚合物(A)相同或不同。
涂膜后的基础材料,在加热到140~200℃的金属光辊与砧辊(橡胶辊)之间,或者在一对加热到140~200℃的金属光辊之间接受辊压处理,其中基础材料接触压力(辊隙压力)为10kg/cm~35kg/cm,以便将非织造布表面的比值a/b调节到方程(1)的范围内。虽然要取决于所获得的粒面型正绒面革人造革的用途,但是,调节非织造布表面的比值a/b在方程式(1)的范围内的辊压处理既可在基础材料的1个面,也可在其全部2个面上进行。而且,还可以同时在基础材料的2个面上进行辊压处理,然后,轧光的基础材料沿厚度方向被片切成2张片材再提供使用。
经过上述这些加工之后,构成基础材料的复合纤维的高分子聚合物中至少一种在非织造布接受萃取时溶解并被去除,从而使复合纤维转化为超细纤维束。作为构成非织造布的纤维,从有利于加工考虑,优选使用复合纤维,因为,当使用复合纤维作为构成非织造布的纤维时,复合纤维可在转化为超细纤维的同时成形为超细纤维束。在准备用溶剂除掉的高分子聚合物是聚酰胺的情况下,剔除用的溶剂可以是碱金属或碱土金属与低级醇、甲酸之类的混合液体。在聚酯的情况下,有效的溶剂是氢氧化钠、氢氧化钾之类的碱性水溶液。在聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯之类的情况下,有效的溶剂是苯、甲苯或二甲苯。
在转化为超细纤维之后,可按照传统上已知的方法生产出本发明粒面型仿正绒面革人造革。
有代表性的方法包括:包含一种或多种作为高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)的溶剂的溶液,被涂布在其纤维已经转化为超细纤维的基础材料表面上。对涂布方法并无特殊限制,任何已知的方法均可使用。例如,该溶液可采用凹槽辊涂布机或喷射涂布机施涂上去。在这步加工中,溶液涂布期间优选将基础材料轻轻地夹持在凹槽辊之类的部件之间。涂布后,产品接受去除溶剂处理以便从包含用于高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)的溶剂的涂布溶液中赶出溶剂,使得高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)固化。关于去除溶剂的处理方法,可采用在热空气干燥机中的干法、浸泡在诸如水之类的液体中的湿法或者类似的方法;但是,优选使用干法,因为,这可减少包含高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)的溶剂的溶液用量。而且,这种包括溶液施涂-溶剂去除的过程优选应重复至少2次至6次,而重复次数越多,最终获得的粒面型仿正绒面革人造革表面的均一性改善的程度越大;然而,重复实施该过程超过6次是不利的,因为,该表面将趋于变硬。施涂到基础材料未起绒表面上的优选溶液用量为5~100g/m2。当溶液加入量小于5g/m2时,最终获得的粒面型仿正绒面革人造革表面上的起绒纤维将趋于变得过长,从而难以制成要求的粒面型仿正绒面革人造革。另一方面,当超过100g/m2时,最终获得的粒面型仿正绒面革人造革表面将变得僵硬,并从而延长了溶剂去除所需要的时间。
经过处理以将纤维转化为超细纤维并进一步施涂包含高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)的溶剂的溶液的基础材料表面,并接受磨面处理以形成起绒表面。该磨面处理可采用砂纸、砂布、砂网、砂轮、刷子、磨石、针布之类来完成;但是,为获得非常短的粒面型仿正绒面革绒毛,优选使用砂纸。而且,优选使用包含细砂粒的砂纸,还优选轻度的磨面。若采用粗砂粒的砂纸施加过强的磨面,则表面将变得粗糙,也就难以获得所要求的外观酷似正绒面革的人造革。在磨面表面上施涂包含高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)用溶剂的溶液是不可取的,因为,在最终获得的粒面型仿正绒面革人造革中,覆盖在表面上的起绒纤维数量将减少,起绒状态变得不均一,而且,表面起绒密度也将降低。一种与高分子弹性体聚合物(A)和/或(B)相同或不同的高分子弹性体聚合物(C),按这样一种状态进一步施涂上去,即:使得粒面部分的面积占到在上述过程中已经获得的人造革总表面积的5~80%,且粒面部分的主体成为面积为0.05~100mm2的许多不连续的层。于是,形成了包含复合层的粒面部分,在该复合层中所含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维已被高分子弹性体聚合物(C)固定住,从而获得粒面型仿正绒面革人造革。高分子弹性体聚合物(C)的施涂可采用任何已知的方法。例如,该高分子弹性体聚合物(C)可采用印花辊筒施涂;或者,通过压花形成许多凸起和凹陷,然后再采用凹槽涂布机在凸起部分施涂上高分子弹性体聚合物(C)。然而,方法不局限于这些。涂布面积占基础材料总表面积的5~80%,优选10~50%。当该数值小于5%时,则不仅由粒面形成的图案变得很差,而且暴露在表面上的纤维数量也过多,因此,难以获得所要求的粒面型仿正绒面革外观。另一方面,当该数值大于80%时,仿正绒面革人造革所特有的书写效应也无法产生,表面手感也变得僵硬。再有,重要的是,粒面层以这样一种状态成形,即:粒面部分成为许多面积为0.05~100mm2,优选0.1~20mm2的不连续层。当上述高分子弹性体聚合物(C)的每个涂层的面积小于0.05mm2时,则作为粒面的性质、光泽感和耐磨性均会变得不足。另一方面,当该面积大于100mm2时,则书写效应减弱,因此也难以获得粒面型仿正绒面革人造革外观。这里所说的“面积”是指沿正常方向投影到基础材料表面上的面积。
再有,在本发明粒面型仿正绒面革人造革的制造过程中,常用的加工,如染色加工、揉搓柔软处理等和/或采用诸如柔软剂或防水剂之类的功能试剂的整理加工,均可任选地,在任意的阶段进行。采用揉搓等以提高起绒部分书写效应的柔软加工,优选在施涂高分子弹性体聚合物(C)之后进行。
本发明全粒面型人造革是这样一种人造革,它包含在至少一面上的由高分子弹性体聚合物(D)构成的粒面,且构成人造革的非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束。关于形成超细纤维的高分子聚合物及超细纤维的单丝纤度,可采用与上述非织造布情况下同样种类的聚合物及同样的纤度范围。
在包含超细纤维束的非织造布中,该至少一面上的超细纤维束的纤维束横截面上,短径a和长径b必须在满足如下方程(1)的范围内。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
进一步优选的是,它们位于满足如下方程(2)的范围内,因为,具有柔软、表面光滑性极佳和皱纹感细腻的全粒面型人造革可通过采用这样的非织造布获得。
0.1≤a/b≤0.5 (2)
这里,比值a/b可以小于0.1,但是,从可加工性的观点考虑,要使非织造布表面上的比值a/b小于0.1是困难的。另一方面,当比值a/b大于0.6时,粒面的表面光滑性将会变差,弯曲时其上形成的皱纹不利地变大。
本发明所使用的术语“非织造布(的)至少一面”是指构成人造革的非织造布的1面或者全部2面。术语“(表)面”是指,在该全粒面型人造革中,在存在着粒面层的这面,从构成人造革的非织造布中,从非织造布表面层到超细纤维束第5层,优选到第3层的各层。“超细纤维束的纤维束横截面短径a和长径b”为如附图1中所示。这里,“超细纤维束的纤维束横截面”是,沿垂直于超细纤维束轴线方向剖开,使整个纤维束最外层纤维内接的外切椭圆。“超细纤维束的纤维束横截面的短径a和长径b”分别是该外切椭圆直径的最小值和最大值。在本发明的全粒面型人造革生产中,比值a/b可这样来确定:任意切取经过了辊压处理的非织造布,从该横截面上处于非织造布表面的纤维束中选择沿垂直于纤维轴线方向切断的纤维束,并根据该选择的纤维束横截面放大照片来确定比值a/b。
再有,还可按类似的方式来检验构成某种全粒面人造革是否满足本发明的全粒面型人造革标准:任意切取该全粒面型人造革,从该横截面上处于非织造布表面的纤维束中选择沿垂直于纤维轴线方向切断的纤维束,并根据该选择的纤维束横截面放大照片来确定比值a/b。
全粒面型人造革可这样制造:对包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束和/或可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维的非织造布至少一面,按如下条件进行辊压处理,即:使得产品中的该非织造布表面上的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围。
0.1≤a/b≤0.6 (1)
,且进一步优选介于满足如下方程(2)的范围。
0.1≤a/b≤0.5 (2)
这里,“可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维”是指这样一种纤维,它在经过诸如溶剂处理或分裂处理之后,可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束。可转化为超细纤维束的纤维的例子包括,包含多种高分子聚合物组分的复合纤维。关于复合纤维的形式,例如可举出海/岛型、并列型等,而以海/岛型为优选。除了上面提到的聚酰胺和聚酯之外,还可以使用聚乙烯、聚丙烯、高分子量聚乙二醇、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等,作为该复合纤维的高分子聚合物。
本发明全粒面型人造革是通过对包含上述超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的非织造布至少一面,按如下条件进行辊压处理制造的:即,使得产品中该非织造布至少一面上的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维横截面上,短径a和长径b满足上述方程(1),且进一步优选满足上述方程(2)。辊压处理过程,例如可采用轧光机辊进行夹辊辊压处理,或者采用压花机、平板压机或辊筒压机的加压处理。对于全粒面型人造革生产中的辊压处理的时机并无特殊限制,例如只需在非织造布接受高分子弹性体聚合物(A)的浸渍、该弹性体聚合物(A)凝聚或诸如此类的阶段之后,并且在对人造革基础材料实施磨面处理之前,并且在包含高分子弹性体聚合物(D)的粒面部分形成之前进行即可;但是,从人造革制造的可加工性观点考虑优选的是,该辊压处理在非织造布已经浸渍了高分子弹性体聚合物(A)之后进行。当采用包含可转化为超细纤维束的纤维的非织造布时,优选的是,该辊压处理在非织造布已经浸渍了高分子弹性体聚合物(A)之后且在可转化为超细纤维束的纤维接受转化处理之前进行。
本发明全粒面型人造革可采用以下2种方法中任何一种来生产,即:本发明的非织造布接受高分子弹性体聚合物(A)的浸渍,然后再连续地涂布上高分子弹性体聚合物(D),聚合物(D)可以与已经浸渍到该表面上去的高分子弹性体聚合物(A)为同一类型或不同类型;或者,高分子弹性体聚合物(D)被施涂到本发明仿正绒面革人造革表面上,或施涂到尚未形成起绒表面的仿正绒面革人造革的基础材料表面上。
下面,将就具体实例来说明本发明生产全粒面型人造革的典型方法之一。
可转化为超细纤维束的纤维,即,一种海/岛型复合纤维,采用传统上已知的机器如梳理机、散乱成网机或交叉铺网机,加工成纤网。对所获得的纤网沿厚度方向实施针刺,优选以500~3000针/cm2,尤其优选800~2000针/cm2的钩针穿刺密度,使可转化为超细纤维束的纤网缠结形成非织造布。当钩针穿刺密度小于500针/cm2时,非织造布的缠结程度将会不足,非织造布强度也就差。使用此类非织造布生产全粒面型人造革是不可取的,因为,所获得的全粒面型人造革的强度不足。而当钩针穿刺密度大于3000针/cm2时,针刺密度不利地过了头,因为,此时缠结的纤维将受到很大的伤害,并在获得的非织造布中出现移让现象。本文所使用的术语“钩针穿刺密度”是指采用带有至少一个倒钩(倒刺)的针在每平方厘米上沿纤网的厚度方向穿刺的次数,倒刺达到的深度是使最前倒刺能够穿透纤网的位置。优选的是,获得的非织造布再接受加热处理以使复合纤维的海组分软化,随后,非织造布接受轧光机辊之类设备的轧光以调节厚度、表观密度及表面光滑度。这种调节应根据目标人造革的用途恰当地进行。然而,优选的是,例如使制成的非织造布的厚度为0.4~3.0mm,表观密度为0.25~0.45g/cm3,且表面平整。这里,尤其优选使用加热轧光机辊,因为,此时热处理和辊压处理可同时进行。
所获得的非织造布用高分子弹性体聚合物(A)溶液或分散体进行浸渍并使该聚合物凝聚,结果生产出一种基础材料。这里所使用的高分子弹性体聚合物(A)的例子包括聚氨酯弹性体、聚脲弹性体、聚氨酯/聚脲弹性体、聚丙烯酸树脂、丙烯腈/丁二烯弹性体及苯乙烯/丁二烯弹性体。这当中,聚氨酯类弹性体,如聚氨酯弹性体、聚脲弹性体及聚脲/聚氨酯弹性体是优选的。这些聚氨酯弹性体,是通过选自平均分子量500~4000的聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯-醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇之类的聚合二醇中的1种、2种或多种,与诸如4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯之类的有机二异氰酸酯,以及选自低分子量二醇、二胺、肼的衍生物如肼、有机酸酰肼及氨基酸酰肼之类的增链剂,一起反应制备的。
上述高分子弹性体聚合物(A)浸渍到非织造布中去的方法,通常是采用高分子弹性体聚合物(A)在有机溶剂中的溶液或分散体(包括水乳液)实施的。这里,包含用作高分子弹性体聚合物(A)的溶剂的溶液,优选使用包含该高分子弹性体聚合物(A)的良溶剂的溶液,这些溶剂例如是二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺或四氢呋喃,或者通过在该溶液中加入水、醇、甲乙酮之类制备的溶液,或者通过在这些溶液中进一步加入该高分子弹性体聚合物(A)制备的溶液。包含该高分子弹性体聚合物(A)的溶剂的溶液,优选包含至少50%或更高、更优选70%或更高的该高分子弹性体聚合物的溶剂,因为必须使上述高分子弹性体聚合物(A)的一部分溶解或润胀。用于浸渍的高分子弹性体聚合物(A)的浓度,从制成的全粒面型人造革柔软性、以及全粒面型人造革表面的致密性、起绒纤维密度等因素考虑,优选是8~20%,尤其优选12~18%。当该浓度低于8%时,所生产的全粒面型人造革虽具有柔软的手感,但是,表面光滑性将会变差,而这时就难以获得全粒面型外观。另一方面,当浓度高于20%时,其表面光滑度虽得到改善且弯曲时呈现细腻的皱纹,但是,缺点是手感僵硬。用于浸渍的高分子弹性体聚合物(A)的用量优选为,经过使所包含的纤维转化为超细纤维的处理后非织造布重量的15~80%。
上面得到的基础材料优选地被压榨到其厚度的60~95%,更优选到65~90%。当压榨比小于60%时,高分子弹性体聚合物(A)在基础材料中的含量过小,则由该基础材料制成的全粒面型人造革的表面光滑度和均一性将变差。当压榨比大于95%时,最终片材的表面将变得象树脂似的,因此很难获得要求的本发明全粒面型人造革。将压榨比设定在上面的范围内,可使得获得的全粒面型人造革具有高表面光滑度和细腻的皱纹感。
随后,使浸渍在基础材料中的高分子弹性体聚合物(A)凝聚。使高分子弹性体聚合物(A)凝聚的方法可选自已知的湿式凝聚法和干式凝聚法中的任何一种,但优选能够使基础材料中的高分子弹性体聚合物(A)凝聚成为多孔状态的方法。进而,任选地在该基础材料的表面上涂布一薄层高分子弹性体聚合物(B),它可与浸渍的高分子弹性体聚合物(A)相同或不同。
涂膜后的基础材料,在加热到140~200℃的金属光辊与砧辊(橡胶辊)之间,或者在一对加热到140~200℃的金属光辊之间接受辊压处理,其中基础材料接触压力(辊隙压力)为10kg/cm~35kg/cm,以便将非织造布表面的比值a/b调节到方程(1)的范围内,优选在方程(2)的范围内。虽然要取决于所获得的全粒面型人造革的用途,但是,将非织造布表面的比值a/b调节到方程(1)的范围内的辊压处理既可在基础材料的1个面,也可在其全部2个面上进行。而且,还可以同时在基础材料的2个面上进行辊压处理,然后,轧光的基础材料沿厚度方向被片切成2张片材再提供使用。
经过上述这些加工之后,构成基础材料的复合纤维的高分子聚合物中至少一种在非织造布接受萃取时溶解并被去除,从而使复合纤维转化为超细纤维束。作为构成非织造布的纤维,从有利于加工考虑,优选使用复合纤维,因为,当使用复合纤维作为构成非织造布的纤维时,复合纤维可在转化为超细纤维的同时成形为超细纤维束。在准备用溶剂除掉的高分子聚合物是聚酰胺的情况下,剔除用的溶剂可以是碱金属或碱土金属与低级醇、甲酸之类的混合液体。在聚酯的情况下,有效的溶剂是氢氧化钠、氢氧化钾之类的碱性水溶液。在聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯之类的情况下,有效的溶剂是苯、甲苯或二甲苯。
随后,在其纤维已转化为超细纤维的基础材料表面上,施涂包含高分子弹性体聚合物(D)的粒面层,(D)可以是与浸渍的高分子弹性体聚合物(A)为相同类型或不同类型的。加上去的粒面层可以是多孔层或充填层,或可由2层或更多层树脂组成。
再有,在本发明全粒面型人造革的制造过程中,常用的加工,如染色加工、揉搓柔软处理等和/或采用诸如柔软剂或防水剂之类的功能试剂的整理加工,均可任选地,在任意的阶段进行。
实施例
下面,将结合实施例进一步详细说明本发明,然而,本发明不局限于这些实施例。在下面的实施例中,除非另行指出,所有的百分数、份数及比例均指重量而言。
实例1
尼龙6(岛组分)与低密度聚乙烯(海组分)以50/50的比例混合纺丝,获得纤度为8.0de的海/岛型复合纤维。获得的复合纤维被切断为51mm切断长度的短纤维。该短纤维采用梳理机和交叉铺网机转化为纤网。该纤网按针刺密度1400针/cm2进行针刺,并在150℃的热空气室内进行热处理。针刺的纤网在冷却前用30℃的轧光机辊辊压,结果获得单位面积重量为约570g/m2、厚度1.6mm、表观密度0.36g/cm3的非织造布。
得到的非织造布以聚氨酯弹性体在二甲基甲酰胺(DMF)中的溶液(浓度:15%)浸渍,该聚氨酯弹性体是通过分子量为1800的聚己二酸丁二酯,与分子量为2050的聚四亚甲基醚二醇(聚1,4-己二醇)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯及乙二醇起反应获得的,并证明含有4.5%来自该异氰酸酯的含氮量,然后,浸渍在15%DMF水溶液中以使该弹性体凝聚。该非织造布在40℃热水中进行充分的洗涤并在135℃的热空气室内干燥,结果获得高分子弹性体聚合物浸渍的基础材料。
获得的基础材料的表面,采用加热到175℃的金属光辊与冷砧辊在基础材料压缩压力为22kg/cm的条件下接受夹辊压榨处理。
然后,基础材料反复接受在80℃甲苯中的浸泡/夹辊压榨处理以溶解出聚乙烯组分,并使之从复合纤维中除去,于是,该复合纤维就转化为超细纤维了。基础材料中含有的甲苯通过在90℃水中的共沸蒸馏被除去,然后,基础材料在120℃的热空气室中进行干燥。获得的超细纤维的平均单丝纤度为0.004de,每根超细纤维束中的超细纤维根数是635根。
DMF,借助200目尺寸的凹槽涂布机按9g/m2的比例施涂到经金属光辊处理的基础材料表面上,随即借助加热进行干燥。重复实施4次该涂布/干燥过程,并在显微镜下观察其横截面的表面部分以确定非织造布表面上超细纤维束纤维束横截面上的短径a和长径b,结果显示,其a/b比值是0.2。在该基础材料的一面上,用800目粒度的砂纸进行4遍极其轻度的磨面,结果获得仿正绒面革人造革。
如此获得的仿正绒面革人造革在下列条件下染色:
浴比 1∶30
染料 10%owf
染料掺混比
Lanasyn Yellow S-2GL(Sandoz公司制造) 7
Kayalax Brown GR(Nihon-Kayaku公司制造) 3
Lanasyn Red S-G(Sandoz公司制造) 2
染色并干燥后,对该人造革施以柔软剂和防水剂,并进行揉搓处理。
获得的仿正绒面革人造革表现出极其高档气质的外观,即,具有鲜明的书写效应和显示出粘附的柔软而细腻的手感,同时给人以干爽的感觉。结果总括于表1。
对比例1
过程按照实例1实施,不同的是,辊压过程中采用的金属光辊的温度设定在100℃。所获仿正绒面革人造革在非织造布表面上的超细纤维束纤维束横截面上的a/b比值是0.7。虽然,该得到的仿正绒面革人造革表现出短绒毛仿正绒面革特征,但是,其表面绒毛密度低,且书写效应差。而且,基础材料表面上没有被绒毛充分覆盖,因此,该仿正绒面革人造革缺乏高档的外观。结果总括于表1。
实例2
作为构成非织造布的海/岛型复合纤维,通过将复合长丝切断为切断长度51mm的短纤维而制成,其中该长丝由聚对苯二甲酸乙二醇酯(岛组分)和低密度聚乙烯(海组分)按60/40的比例组成,且岛的数目是60,复合纤维纤度是5.0de。采用梳理机和交叉铺网机将其加工成纤网。该纤网按1200针/cm2的针刺密度进行针刺,并在150℃的热空气室中进行热处理。针刺的纤网在冷却前用30℃的轧光机辊辊压,结果获得单位面积重量为约610g/m2、厚度1.7mm、表观密度0.36g/cm3的非织造布。
得到的非织造布以聚氨酯弹性体在二甲基甲酰胺(DMF)中的溶液(浓度:15%)浸渍,该聚氨酯弹性体是通过分子量为1800的聚己二酸丁二酯,与分子量为2050的聚四亚甲基醚二醇、4,4-二苯基甲烷二并氰酸酯及乙二醇起反应获得的,并表明含有4.5%来自该异氰酸酯的含氮量,然后,浸渍在15%DMF水溶液中以使该弹性体凝聚。该非织造布在40℃热水中进行充分的洗涤并在135℃的热空气室内干燥,结果获得高分子弹性体聚合物浸渍的基础材料。
获得的基础材料的表面,采用一对加热到160℃的金属光辊在基础材料压缩压力(辊隙压力)为22kg/cm的条件下接受辊压处理。
然后,基础材料反复接受在80℃甲苯中的浸泡/夹辊压榨处理以溶解出聚乙烯组分,并使之从复合纤维中除去,于是,该复合纤维就转化为超细纤维了。基础材料中含有的甲苯通过在90℃水中的共沸蒸馏被除去,然后,基础材料在120℃的热空气室中进行干燥。获得的超细纤维的平均单丝纤度为0.05de,每根超细纤维束中的超细纤维根数是60根。
DMF,借助200目尺寸的凹槽涂布机按9g/m2的比例施涂到基础材料表面上,随即借助加热进行干燥。重复实施4次该涂布/干燥过程,并在显微镜下观察其横截面的表面部分以确定非织造布表面上超细纤维束纤维束横截面上的短径a和长径b,结果显示,其a/b比值是0.4。
在该经过处理的基础材料全部2面上,用600目粒度的砂纸各进行3遍极其轻度的磨面,并将该非织造布沿厚度方向片切为2张,从而获得了仿正绒面革人造革。
如此获得的仿正绒面革人造革在下列条件下染色:
浴比 1∶30
染料 8%owf
染料掺混比
黄(分散染料) 7.4
红(分散染料) 3.2
黑(分散染料) 0.6
染色并干燥后,对该人造革施以柔软剂和防水剂,并进行揉搓处理。
获得的仿正绒面革人造革表现出极其高雅气质的外观,即,具有鲜明的书写效应和显示出粘附的柔软而细腻的手感,同时给人以干爽的感觉。结果总括于表1。
对比例2
作为构成非织造布的海/岛型复合纤维,通过将复合长丝切断为切断长度51mm的短纤维而制成,其中该长丝由聚对苯二甲酸乙二醇酯(岛组分)和低密度聚乙烯(海组分)按50/50的比例组成,且岛的数目是16,复合纤维纤度是12.0de。采用梳理机和交叉铺网机将其加工成纤网。该纤网按1200针/cm2的针刺密度进行针刺,并在150℃的热空气室中进行热处理。针刺的纤网在冷却前用30℃的轧光机辊辊压,结果获得单位面积重量为约580g/m2、厚度1.6mm、表观密度0.36g/cm3的非织造布。
得到的非织造布按照如实例2那样以聚氨酯弹性体在二甲基甲酰胺(DMF)中的溶液(浓度:15%)浸渍,并以同样方式处理使之凝聚和洗涤,结果获得高分子弹性体聚合物浸渍的基础材料。
获得的基础材料的2个表面,采用一对加热到160℃的金属光辊在基础材料压榨压力(辊隙压力)为22kg/cm的条件下接受辊压处理。然后,基础材料反复接受在80℃甲苯中的浸泡/夹辊压榨处理以溶解出聚乙烯组分,并使之从复合纤维中除去,于是,该复合纤维就转化为超细纤维了。基础材料中含有的甲苯通过在90℃水中的共沸蒸馏被除去,然后,基础材料在120℃的热空气室中进行干燥。获得的超细纤维的平均单丝纤度为0.4de,每束超细纤维束中的超细纤维根数是16根。DMF,借助200目尺寸的凹槽涂布机按9g/m2的比例施涂到基础材料表面上,随即借助加热进行干燥。重复实施4次该涂布/干燥过程,并在显微镜下观察表面的横截面。在非织造布表面上的超细纤维束纤维束横截面的a/b比值是0.3。
在该基础材料全部2面上,用600目粒度的砂纸各进行3遍极其轻度的磨面,并将该非织造布沿厚度方向片切为2张,从而获得了仿正绒面革人造革。
经过按照如同实例2的染色和整理处理之后,获得的产品带有长绒毛且外观不象正绒面革。而且,其书写效应很差,因为,起绒纤维(纤度)太粗。结果总括于表1。
实例3
从实例1获得的仿正绒面革人造革的表面,在基础材料轧辊压力(辊隙压力)为22kg/cm的条件下接受加热到180℃并仿小牛皮孔眼图案压花辊的压花处理,从而在基础材料上形成了凸起和凹陷。10%的聚氨酯弹性体溶液,借助75目尺寸的凹槽涂布机以30g/m2的涂布比施涂到基础材料上,其中压花辊与砧辊之间的间隙为基础材料厚度的80%,然后进行干燥。重复实施4遍涂布/干燥过程,从而仅在凸起的表面形成了粒面层。获得的粒面型仿正绒面革人造革起绒部分的起绒密度高、书写效应优异且极其光滑,粒面部分弯曲时的细腻皱纹感优良。该粒面型仿正绒面革人造革的横截面表面部分的显微镜观察显示,非织造布表面上的超细纤维束纤维束横截面的a/b比值是0.5。
对比例3
过程按照如同实例3实施,不同的是,辊压处理中使用的金属光辊的温度设定在100℃。获得的粒面型仿正绒面革人造革横截面表面部分的显微镜观察表明,表面上的超细纤维束纤维束横截面的a/b比值是0.7。该粒面型仿正绒面革人造革在起绒部分的起绒密度及粒面部分的光滑度2个方面均很差,而且,粒面部分弯曲时形成的皱纹也不利地变得大。
实例4
从实例1获得的仿正绒面革人造革的表面,在基础材料轧辊压力(辊隙压力)为22kg/cm的条件下接受金属光辊的辊压处理。随后,10%的聚氨酯弹性体溶液,借助75目尺寸的凹槽涂布机以30g/m2的涂布比施涂到基础材料上,其中压花辊与砧辊之间的间隙为基础材料厚度的80%,然后进行干燥。重复实施4遍涂布/干燥过程。横截面表面部分的显微镜观察显示,表面上的超细纤维束纤维束横截面的a/b比值是0.5。该基础材料的表面,在基础材料轧辊压力(辊隙压力)为22kg/cm的条件下接受加热到180℃并具有仿袋鼠革图案的压花辊的压花处理,从而赋予该基础材料表面以仿天然皮革的图案。进而,一种包含具有良好表面感觉的低模量聚氨酯弹性体的整理剂,借助200目尺寸的凹槽涂布机以10g/m2的聚氨酯弹性体溶液涂布比施涂到基础材料上,其中压花辊与砧辊之间的间隙为基础材料厚度的40%,然后进行热空气干燥。重复实施2遍涂布/干燥过程,然后进行揉搓处理,结果获得全粒面型人造革。所获得的全粒面型人造革具有极其光滑的全粒面型表面,弯曲时形成的皱纹细腻,柔软性极佳。
对比例4
尼龙6(岛组分)与低密度聚乙烯(海组分)以50/50的比例混合纺丝,获得纤度为8.0de的海/岛型复合纤维。获得的复合纤维被切断为51mm切断长度的短纤维。该短纤维采用梳理机和交叉铺网机转化为纤网。该纤网按针刺密度1400针/cm2进行针刺,并在150℃的热空气室内进行热处理。针刺的纤网在冷却前用30℃的轧光机辊辊压,结果获得单位面积重量为约870g/m2、厚度1.7mm、表观密度0.51g/cm3的极高密度非织造布。
当采用如同实例4一样的方法对所获得的非织造布进行处理时,表面上形成的超细纤维束纤维束横截面的a/b比值是0.4,而基础材料内部的超细纤维束纤维束横截面的a/b比值是0.6。获得的全粒面型人造革具有极其光滑的全粒面型表面,弯曲时形成了细腻的皱纹并表现出非常高的品质。但是,该全粒面型人造革的非织造布密度沿基础材料全部各层均很高,且即使在采用揉搓进行柔软加工之后,柔软性仍旧不够。
应用的工业领域
前面已经提到,本发明的非织造布表现出致密、细腻、高品质外观,并尤其适用于制作人造革。而且,本发明的人造革表现出致密、细腻、高品质外观,并酷似高品质天然皮革。尤其是,该仿正绒面革人造革表现出的起绒外观,具有绒毛短、均匀、致密,类似于天然皮革起绒外观的特点,而且由于具有这样的起绒外观,本发明中的仿正绒面革人造革成为一种具有鲜明书写效应并表现出粘附的柔软而光滑手感,同时给人以干爽感觉的高品质仿正绒面革人造革。另外,在本发明中,粒面型仿正绒面革人造革具有独特的表面感觉,而全粒面型人造革在柔软性和表面光滑性2个方面也都极佳,同时,表现出细腻的皱纹感。
表1
实例1 | 对比例1 | 实例2 | 对比例2 | |
超细纤维平均单丝纤度(de) | 0.004 | 0.004 | 0.050 | 0.400 |
纤维束中的超细纤维数 | 635 | 635 | 60 | 16 |
a/b | 0.2 | 0.7 | 0.4 | 0.3 |
仿正绒面革人造革表面绒毛密度 | 高 | 低 | 高 | 低 |
仿正绒面革人造革表面绒毛长度 | 短 | 短 | 短 | 长 |
仿正绒面革人造革表面均一性 | 好 | 不均一 | 好 | 好 |
仿正绒面革人造革表面书写效应 | 鲜明 | 不良 | 鲜明 | 非常差 |
仿正绒面革人造革表面感觉 | 致密 | 粗糙 | 致密 | 粗糙 |
Claims (7)
1.一种非织造布,包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束和/或可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维,其中非织造布的特征在于,在非织造布至少一面上的超细纤维束和/或可转化为超细纤维束的纤维的横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围,
0.1≤a/b≤0.6 (1)
其中,a既为超细纤维束的短径,也为所述纤维的短径;b既为超细纤维束的长径,也为所述纤维的长径。
2.一种仿正绒面革人造革,所述人造革包含根据权利要求1的非织造布和高分子弹性体聚合物,其中该仿正绒面革人造革特征在于,高分子弹性体聚合物的量为非织造布重量的15~80%,构成人造革的该非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束,且在非织造布至少一面上的超细纤维束的纤维束横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围
0.1≤a/b≤0.6 (1)。
3.一种生产按照权利要求2的仿正绒面革人造革的方法,其中该生产方法的特征在于,
(a)用高分子弹性体聚合物的溶液或分散体浸渍非织造布,
其中,包含可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维的非织造布的厚度为0.4~3.0mm,表观密度为0.25~0.45g/cm3,
并且,聚合物的浓度为8-20%,
(b)使聚合物凝聚以生产一种基础材料,
(c)该基础材料的至少一面在温度为140~200℃、压力为10kg/cm~35kg/cm的条件下接受辊压处理,
在产品的非织造布表面上的所述可转化为超细纤维束的纤维的横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围,
0.1≤a/b≤0.6 (1)
(d)处理基础材料以将纤维转化为超细纤维束,然后
(e)基础材料表面接受磨面处理以形成起绒表面。
4.一种粒面型仿正绒面革人造革,所述人造革包含根据权利要求1的非织造布和高分子弹性体聚合物,其中该粒面型仿正绒面革人造革的特征在于,高分子弹性体聚合物的量为非织造布重量的15~80%,构成该人造革的非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束,且在非织造布至少一面上的超细纤维束的纤维束横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围
0.1≤a/b≤0.6 (1)。
5.一种生产按照权利要求4的粒面型仿正绒面革人造革的方法,其中该生产方法的特征在于,
(a)用高分子弹性体聚合物的溶液或分散体浸渍非织造布,
其中,包含可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维的非织造布的厚度为0.4~3.0mm,表观密度为0.25~0.45g/cm3,
并且,聚合物的浓度为8-20%,
(b)使聚合物凝聚以生产一种基础材料,
(c)该基础材料的至少一面在温度为140~200℃、压力为10kg/cm~35kg/cm的条件下接受辊压处理,
在产品的非织造布表面上的所述可转化为超细纤维束的纤维的横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围,
0.1≤a/b≤0.6 (1)
(d)处理基础材料以将纤维转化为超细纤维束,
(e)基础材料表面接受磨面处理以形成起绒表面,然后
(f)在起绒表面上的超细纤维用高分子弹性体聚合物固定。
6.一种全粒面型人造革,所述人造革包含根据权利要求1的非织造布和高分子弹性体聚合物,其中该全粒面型人造革的特征在于,高分子弹性体聚合物的量为非织造布重量的15~80%,构成该人造革的该非织造布包含单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束,且在非织造布至少一面上的超细纤维束的纤维束横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围
0.1≤a/b≤0.6 (1)。
7.一种生产按照权利要求6的全粒面型人造革的方法,其中该生产方法的特征在于,
(a)用高分子弹性体聚合物的溶液或分散体浸渍非织造布,
其中,包含可转化为单丝纤度不大于0.2de的超细纤维束的纤维的非织造布的厚度为0.4~3.0mm,表观密度为0.25~0.45g/cm3,
并且,聚合物的浓度为8-20%,
(b)使聚合物凝聚以生产一种基础材料,
(c)该基础材料的至少一面在温度为140~200℃、压力为10kg/cm~35kg/cm的条件下接受辊压处理,
在产品的非织造布表面上的所述可转化为超细纤维束的纤维的横截面上,短径a及长径b介于满足下列方程(1)的范围,
0.1≤a/b≤0.6 (1)
(d)处理基础材料以将纤维转化为超细纤维束,然后
(e)在表面上放置高分子弹性体聚合物的粒面层。
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