专利名称：一种仿真皮革基布及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种仿真皮革基布及其制备方法。
背景技术：
天然皮革是用动物的光面和绒面皮板加工处理(一般将鞣制后的动物毛皮称为裘皮)得到。由于天然皮革具有柔软、透气、富有弹性、穿着舒适等优良的天然特性，被人们广泛用于生活日用品和工业品，但随着世界人口的增长，人类对皮革的需求倍增，再加上20 世纪90年代以后世界各国加大了环境保护的力度，实行了退耕还林、退牧还草等恢复生态的措施，致使皮革产量年年下降。在这种形势下，一为了弥补天然皮革产量的不足，二为了满足人们更高层次的需求，科学家们几十年前即开始研究开发代替天然皮革的人造革(即聚氯乙烯PVC涂层布)和合成革(即聚氨酯PU涂层布)。人造革和合成革产品是以纤维制成的基布为增强材料，以高分子树脂为基体，通过涂敷或浸渍方式构成的复合材料，其基布、树脂的性能及其发展直接决定了人造合成革行业的发展，是天然皮革的替代材料。人造革和合皮革发展历程介绍PVC人造革、PU合成革和超细纤维PU合成革这三类产品代表着人造革和合成革不同发展阶段的技术水平、生产工艺和产品性能，反映了人造革和合成革的发展历程。PVC人造革是第一代人工皮革。1921年首先开发出硝化纤维漆布，标志着PVC人造革的起步，1931年发明了贴合法生产PVC人造革，这是人工皮革的第一代产品。PVC人造革具备防酸耐碱、耐水洗、色泽光亮等优点，但其透气差，手感较PU革差，遇冷手感会发硬， 另外，PVC人造革在生产过程中加入增塑剂、稳定剂及其它的添加剂，产品中增塑剂DOP易析出而变硬或发生霉变，限制了 PVC人造革的使用年限。从环保的角度来说，废弃的PVC人造革难于降解，容易对环境造成污染，尤其是PVC人造革中的稳定剂中含有铅、镉等重金属元素，欧盟、日本和美国等发达国家禁止使用。PU合成革是第二代人工皮革。继PVC人造革之后，1953年德国拜尔最早申请了 PU 合成革专利，1963年日本兴国化学公司制造出PU合成革，1964年美国杜邦公司开发出了一种用作鞋帮的PU合成革。20世纪70年代合成纤维的无纺布出现针刺成网、粘结成网等工艺，从而使PU合成革的外观和内在结构与天然皮革逐步接近，其他物理特性都接近于天然革的指标。超细纤维PU合成革是第三代人工皮革。20世纪70年后日本东丽、可乐丽、旭化成、 三菱和帝人公司相继开发出了分裂型和海岛型的聚酯和尼龙超细纤维，开始了超细纤维合成革的生产。超细纤维合成革的基布一般采用非织造工艺生产。由于在基布的生产过程中纤维被分裂成为小于0. 55dtex的超细纤维，不仅相互缠结得更紧密，而且形成近似随机三维立体分布的纤维结构，与天然皮革中束状胶原纤维的结构和性能相似。再填充以性能优异具有开式微孔结构的聚氨酯，因而不论从内部微观结构，还是外观质感及物理特性和人们穿着舒适性等方面，都能与高级天然皮革相媲美。
超细纤维PU合成革的优点是质轻，裁剪性好，可以进行高自动化裁剪，出材率高， 耐霉变性能较佳，撕裂强度、拉伸强度高，耐折性好，耐寒性佳，仿真性好，VOC (挥发性有机化合物)含量低等。存在的问题天然皮革一原皮来源有限，其品质随着原皮产地和部位不同而有差异。天然皮革在加工过程中对环境污染严重，出材率低，重量大，厚度均勻性差、水洗收缩、变硬、容易霉变腐烂。人造革和合成革——由于大部分的合成纤维缺乏或没有足够的吸湿性亲水基，所以不管是PVC人造革、PU合成革和超细纤维PU合成革的吸湿性都较差。据资料显示在接近面密度的情况下，天然皮革的坯革透水汽量为800mg/(10cm2. 24h)左右，而超细纤维基布的透水汽量为400mg/(10cm2. Mh)左右。同时手感、透气性、丰满度比天然皮革差。本发明可以解决透气性和丰满度的问题，透水汽量为650mg/(10cm2. 24h)以上，厚度1. 4 1. 8mm, 抗弯性小于40mm。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种非织造仿真皮革基布，上述仿真皮革基布为三层结构，上层和下层为纤维网层，中层为平面织物层；其中，上述纤维网层由质量百分比80% 95%的胶原蛋白纤维和质量百分比5 20%的合成纤维组成。优选地，上述纤维网层的单位面积重量为85 200g/m2。优选地，上述平面织物层为单位面积重量70 100g/m2涤纶低弹丝织物。优选平面织物层为涤纶低弹丝针织物。优选地，上述纤维网层由85%的胶原蛋白纤维和15%的合成纤维组成。优选地，上述胶原蛋白纤维的原纤维直径为0. 2 0. 3微米、纤维直径为3 5微米。优选地，上述合成纤维为0. 8 1. 4旦，长度为沈 35mm的合成纤维。上述合成纤维优选为合成短纤维或高收缩纤维。上述合成纤维更为尼龙短纤维。本发明还提供制备上述的仿真皮革基布的方法，步骤如下1)将胶原蛋白纤维和合成纤维制成混合均勻的纤维网A、上纤维网层的制备步骤按照上述比例将胶原纤维和合成短纤维依设定的方式排放于抓棉机内，经过抓棉、混棉、开松、气流成网、交叉铺网和牵伸，制得上纤维网层；B、下纤维网层的制备步骤按照上述比例将胶原纤维和合成短纤维依设定的方式排放于抓棉机内，经过抓棉、混棉、开松、气流成网，制得下纤维网层；2)将上纤维网层、平面织物、下纤维网层依次按照上、中、下的次序叠层送入水刺机械进行水刺复合加工。水刺复合采用三道水刺，最后一道主要是对布面起修饰作用；3)从水刺复合，输出的基布将进入烘燥机进行烘干，然后卷取机械卷成大卷供下工序进行分切、包装，得到仿真皮革基布。本发明提供的仿真皮革基布材料含有较多的来自天然皮革的胶原蛋纤维，不但吸湿透气性能俱佳，还有外观均勻、平整等超细纤维PU合成革的优点，所以具有超级仿真性能。在同克重的情况下，本发明提供的仿真革基布材料在断裂强度、撕裂强度、吸湿透气性等方面均比现有技术提供的合成革基布材料好，可以广泛用于制作高档服装、鞋帽、皮具等等。具有明显的市场竞争能力。
图1是本发明仿真皮革基布的截面示意图；1、上纤维网层；2、平面织物层；3、下纤维网层。图2是本发明仿真皮革基布的制备流程具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。本发明仿真皮革基布材料由三层结构构成，上层和下层为胶原蛋白纤维和合成纤维的均勻混合上纤维网层1和下纤维网层3，中间层是平面织物层2。上纤维网层1和下纤维网层3是由80% 95%胶原蛋白纤维，5% 20%的合成纤维组成(合成纤维过多会降低产品的吸湿透气性能，过少会影响纤维网的输送和转移)，合成纤维可以是普通的短纤维，也可以是功能性纤维如高收缩纤维等。在纤维网层中胶原蛋白纤维的原纤维直径约为0. 2 0. 3微米左右，纤维直径约3 5微米左右；合成纤维为0. 8旦 1. 4旦，长度为 26 35毫米。纤维网层重量在85g/m2-200g/m2范围内。平面织物层2是100%涤纶低弹丝织成的机织物或针织物。平面织物重量70g/m2-100g/m2。由于胶原蛋白纤维天然的高卷曲形态，不能采用传统的梳理机械进行梳理，所以上纤维网层1和下纤维网层3是采用气流成网非织造技术制成，上纤维网层1和下纤维网层3与平面织物层2的复合采用水刺非织造工艺技术。具体技术方案如下在一定配置的非织造材料生产线上进行如下操作第一步，将胶原纤维和合成短纤维混合制成均勻的纤维网层。由于商品胶原纤维呈现高卷曲形态，所以需要混配少量的合成短纤维予以“引导”，以便于纤网的输送和转移。生产工艺路线为上纤维网层的制备步骤按照所述比例将胶原纤维和合成短纤维依设定的方式排放于抓棉机内，经过抓棉、混棉、开松、气流成网、交叉铺网和牵伸，制得符合幅宽、均勻度、 单位面积重量的上纤维网层。上纤维网层1经过交叉铺网能够提高基布的横向拉伸强度和均勻性，使纵横向强力比接近1 1;下纤维网层的制备步骤按照所述比例将胶原纤维和合成短纤维依设定的方式排放于抓棉机内，经过抓棉、混棉、开松、气流成网，制得符合幅宽、均勻度、单位面积重量的下纤维网层；第二步，将混合纤维网、平面织物、混合纤维网依次按照上、中、下的次序叠层送入水刺机械进行水刺复合加工，水刺复合采用三道水刺。第三步，从水刺机械输出的基布将进入烘燥机进行烘干，然后卷取机械卷成大卷供下工序进行分切、包装、入库，制成仿真皮革基布。
在水刺非织造工艺高压水针压力的作用下，上纤维网层1的大多数纤维的一端穿过平面织物层2的空隙，进入下纤维网层3并与部分纤维发生相互缠结作用；同时在托持网对水针的反弹作用力作用下，下纤维网层3的部分纤维反向穿过平面织物层2的空隙，与上纤维网层1也发生相互缠结作用。在多组水针压力的反复作用下，上下两层的纤维既穿过平面织物层2进行相互缠结，同时纤维网内的纤维相互间也发生缠结作用，最终使上纤维网层1和下纤维网层3与平面织物2形成牢固和致密的整体结构。由于基布材料中大多数为超细和纳米级的胶原纤维，在水刺复合时的缠结度非常高，再加上胶原纤维本身的韧性和抗拉强度，所以本发明提供的超级仿真皮革基布材料的撕裂强度和拉伸强度高非常高，经向拉伸强度不小于45kg，纬向拉伸强度不小于40kg，材料的经、纬向梯形撕裂强度不小于^g。材料的经向断裂伸长率不小于30%，纬向断裂伸长率不小于40%。下面通过具体实施例来进一步说明本发明。实施例1选用细度为0. 8D、长度为35mm的普通涤纶短纤维和商品胶原蛋白纤维为原料，按照重量比为10 90的比例通过上述非织造生产线制成上、下克重各为100g/m2的纤维网。 上纤维网层流程为抓棉-混棉-开松-气流成网-交叉铺网-牵伸；下纤维网层流程为 抓棉-混棉-开松-气流成网。平面织物选用克重为100g/m2的100%涤纶低弹丝针织物。用水刺工艺将上下两层非织造材料与平面织物复合在一起，水刺复合采用三道水刺，最终制成300g/m2的仿真革基布材料。该材料外观平整，表面绒毛分布均勻，手感柔软细腻，风格好，高仿真，经向拉伸强度为60kg/5cm，纬向拉伸强度为50kg/5cm，经向撕裂强度为Ukg/2. 5cm，纬向撕裂强度为10kg/2. 5cm。该材料可以解决透气性和丰满度的问题，透水汽量为650mg/(10cm2. 24h) 以上，厚度1. 4 1. 8mm，抗弯性小于40mm。实施例2选用细度为1. 4D、长度为35mm的尼龙短纤维和商品胶原蛋白纤维为原料，按照重量比为15 85的比例通过上述非织造生产线制成上、下克重各为120g/m2的纤维网。上纤维网层流程为抓棉-混棉-开松-气流成网-交叉铺网-牵伸；下纤维网层流程为抓棉-混棉-开松-气流成网。平面织物选用克重为80g/m2的100%涤纶低弹丝针织物。用水刺工艺将上下两层非织造材料与平面织物复合在一起，水刺复合采用三道水刺，最终制成320g/m2的仿真革基布材料。该材料外观平整，表面绒毛分布均勻，手感柔软细腻，风格好，高仿真，经向拉伸强度为7^g/5cm，纬向拉伸强度为6^g/5cm，经向撕裂强度为13kg/2. 5cm，纬向撕裂强度为 12kg/2. 5cm。该材料可以解决透气性和丰满度的问题，透水汽量为650mg/(10cm2. 24h)以上，厚度1. 4 1. 8mm,抗弯性小于40mm。实施例3选用细度为1. 4D、长度为^mm的高收缩涤纶短纤维和商品胶原蛋白纤维为原料， 按照重量比为10 90的比例通过上述非织造生产线制成上、下克重各为85g/m2的纤维网。 上纤维网层流程为抓棉-混棉-开松-气流成网-交叉铺网-牵伸；下纤维网层流程为 抓棉-混棉-开松-气流成网。
平面织物选用克重为80g/m2的100%涤纶低弹丝针织物。用水刺工艺将上下两层非织造材料与平面织物复合在一起，水刺复合采用三道水刺，最终制成280g/m2(高收缩涤纶短纤维收缩后产品单位面积质量变重)的仿真皮革基布材料。该材料外观平整，表面绒毛分布均勻，手感柔软细腻，风格好，高仿真，经向拉伸强度为5^g/5cm，纬向拉伸强度为 45kg/5cm，经向撕裂强度为llkg/2. 5cm，纬向撕裂强度为^cg/2. 5cm。该材料可以解决透气性和丰满度的问题，透水汽量为650mg/(10cm2. 24h)以上，厚度1. 4 1. 8mm，抗弯性小于 40mm ο以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1.一种仿真皮革基布，其特征在于，所述仿真皮革基布为三层结构，上层和下层为纤维网层，中层为平面织物层；其中，所述纤维网层由质量百分比80% 95%的胶原蛋白纤维和质量百分比5 20% 的合成纤维组成。
2.根据权利要求1所述的仿真皮革基布，其特征在于，所述纤维网层的单位面积重量为 85 200g/m2。
3.根据权利要求1所述的仿真皮革基布，其特征在于，所述平面织物层为单位面积重量70 100g/m2涤纶低弹丝织物。
4.根据权利要求3所述的仿真皮革基布，其特征在于，所述平面织物层为涤纶低弹丝针织物。
5.根据权利要求1所述的仿真皮革基布，其特征在于，所述纤维网层由85%的胶原蛋白纤维和15%的合成纤维组成。
6.根据权利要求1所述的仿真皮革基布，其特征在于，所述胶原蛋白纤维的原纤维直径为0. 2 0. 3微米、纤维直径为3 5微米，所述合成纤维为0. 8 1. 4旦、长度为沈 35mm的合成纤维。
7.根据权利要求6所述的仿真皮革基布，其特征在于，所述合成纤维为合成短纤维或高收缩纤维。
8.根据权利要求7所述的仿真皮革基布，其特征在于，所述合成纤维为尼龙短纤维。
9.制备权利要求1 8任一项所述的仿真皮革基布的方法，其特征在于，步骤如下1)将胶原蛋白纤维和合成纤维制成均勻的纤维网层A、上纤维网层的制备步骤按照所述比例将胶原纤维和合成纤维依设定的方式排放于抓棉机内，经过抓棉、混棉、开松、气流成网、交叉铺网和牵伸，制得上纤维网层；B、下纤维网层的制备步骤按照所述比例将胶原纤维和合成纤维依设定的方式排放于抓棉机内，经过抓棉、混棉、开松、气流成网，制得下纤维网层；2)将上纤维网层、平面织物、下纤维网层依次按照上、中、下的次序叠层送入水刺机械进行水刺复合加工；3)水刺复合加工后，输出的基布进行烘干，卷取，分切，制成仿真皮革基布。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述水刺复合加工采用三道水刺。
全文摘要
本发明公开了一种仿真皮革基布，上述仿真皮革基布为三层结构，上层和下层为纤维网层，中层为平面织物层；其中，上述纤维网层由质量百分比80％～95％的胶原蛋白纤维和质量百分比5～20％的合成纤维组成。本发明还提供制备上述的仿真皮革基布的方法1)将胶原蛋白纤维和合成纤维制成均匀的纤维网2)将上纤维网层、平面织物、下纤维网层依次按照上、中、下的次序叠层送入水刺机械进行水刺复合加工。本发明提供的仿真皮革基布材料，外观平整，手感细腻，高仿真，吸湿透气性能俱佳。
文档编号B32B27/36GK102267253SQ201110138420
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者杨晓伟, 贾耀芳, 赵祥, 陈喆, 陈龙敏 申请人:欣龙控股(集团)股份有限公司