本发明涉及超纤革的制作技术领域，尤其是一种吸湿透气的生态超纤革的制备工艺。
背景技术：
人工皮革因具有较好的耐磨、耐热、耐寒性能、较高的韧性和拉伸强度被广泛使用。超细纤维合成革是由超纤基布、粘合层和面层树脂组成的类似真皮性能的高档人工皮革，被称之为第四代人工皮革，可与高级天然皮革相媲美，由于发挥了超细纤维的强吸水性，因此具有天然皮革所固有的吸湿透气性能，并且在耐化学性、防水、防霉变性等方面超过天然皮革。
在现有技术中，超细纤维聚氨酯合成革的制备工艺为：制备复合海岛纤维—制造无纺布—无纺布含浸—染色，具体为：首先使用共混纺丝法将聚酯和聚酰胺共混、熔融、挤出成型、牵伸定型后形成包括海组分和岛组分的复合海岛纤维，再将所述复合海岛纤维进行梳理、针刺制成无纺布；然后，使用聚氨酯对无纺布进行含浸处理，即将聚氨酯填充在无纺布的纤维间隙中。最后，再用溶剂选择性的去除海组分或岛组分形成聚酯超细纤维或聚酰胺超细纤维，再用染料对合成革进行染色后最终制得超细纤维聚氨酯合成革。
在现有技术下，所述的聚氨酯需要对无纺布进行含浸处理，需要一定的处理时间才能实现聚氨酯在无纺布的纤维间隙中的充分均匀填充，另外，为了实现高仿真皮的效果，在进行聚氨酯的含浸处理前，通常先将无纺布导入聚乙烯醇的浸渍液中含浸，而聚氨酯的含浸处理往往需要添加dmf等有机溶剂，在生产过程中对环境影响较大，dmf的残渣处理更会增加处理的成本。
本发明人考虑，如果改变聚氨酯的含浸处理为涂覆处理，通过在聚氨酯中添加发泡体系，通过在合适手段在恰当时机诱发发泡，促使水性聚氨酯侵入到无纺布的纤维间隙中，如此，即避免了使用有机溶剂，也提高了原有无纺布与聚氨酯结合的效率。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种吸湿透气的生态超纤革的制备工艺，避免造成环境的污染；同时，提高超纤革的生产效率。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种吸湿透气的生态超纤革的制备工艺，包括以下步骤：
(1)由聚酯切片和/或聚酰胺切片熔融混炼后喷丝、牵伸、松弛定型得到裂片型纤维，然后经开松、梳理后针刺制得无纺布；
(2)将水性聚氨酯溶液与有机发泡剂按照1：(0.05-0.15)的重量比进行配伍、充分搅拌混合得涂覆液；
(3)将步骤(2)中的涂覆液均匀涂覆到步骤(1)中的无纺布表面，涂覆厚度为10-20μm；在线速度为12-17m/s的条件下热处理30-45s后收卷无纺布并静置30-60min；然后翻面继续涂覆无纺布的另一面，在同样的线速度下热处理后收卷并静置，得超纤革；
(4)打磨上述步骤(3)中的任一涂覆面以形成绒毛；
(5)对带有绒毛的一侧进行染色处理；
(6)对染色处理后的超纤革进行贴面处理，在所述的超纤革表面形成聚氨酯涂层。
本发明的关键要点在于通过在无纺布的表面涂覆含有有机发泡剂的水性聚氨酯溶液，在热处理的过程中，有机发泡剂产生气泡，挤压水性聚氨酯侵入到无纺布的纤维间隙中；同时，通过对无纺布两面进行涂覆，确保了无纺布的纤维间隙与水性聚氨酯的充分均匀接触。热处理不仅促使有机发泡剂的发泡，同时起到干燥固化水性聚氨酯的作用。
根据本发明，所述的有机发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述的偶氮二甲酰胺受热分解，主要生成氮气。本发明中用于实现水性聚氨酯涂覆的涂覆液包括以下重量份的物质：水性聚氨酯100份、偶氮二甲酰胺5-15份、碱性溶液3-10份、表面活性剂0.1-0.5份；
更具体的，所述的涂覆液的制备方法为：将偶氮二甲酰胺添加到碱性溶液中混合溶解，然后添加水性聚氨酯溶液和表面活性剂，搅拌并伴以微波处理10-25min，所述的微波的频率为500-20000mhz。
碱性溶液的作用主要在于实现偶氮二甲酰胺的溶解，本发明对其不做特殊的要求，可以为所属领域技术人员所公知，具体可以为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、脲及其衍生物和有机胺中的至少一种，进一步优选的，所述碱源为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的至少一种。
表面活性剂能够降低材料的表面自由能，所述表面活性剂为非离子表面活性剂。进一步优选的，所述非离子表面活性剂为酯型表面活性剂、醚型表面活性剂、胺型表面活性剂、酰胺型表面活性剂及酯醚型表面活性剂中的至少一种。具体如下：酯型表面活性剂可以为山梨糖醇酐脂肪酸酯及聚氧乙烯脂肪酸酯等中的至少一种。醚型表面活性剂可以为聚氧乙烯烷基醇醚和聚氧乙烯烷基苯酚醚等中的至少一种。胺表面活性剂可以为聚氧乙烯脂肪胺等。酰胺表面活性剂可以为如聚氧乙烯酰胺等。酯醚表面活性剂可以为山梨糖醇酐脂肪酸酯聚氧乙烯醚型(吐温型)等。优选山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯酰胺或聚氧乙烯醚，更加优选聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯酰胺或聚氧乙烯醚。其中所述的脂肪酸酯、脂肪胺中的脂肪是指c2-c4的直链烃。烷基醇醚、烷基苯酚醚中的烷基为c2-c4的直链烃。
根据本发明，用于制备无纺布的纤维可以使双组份的复合纤维也可以使单组份的纤维，具体的，如聚酯纤维、聚酰胺纤维或聚酯-聚酰胺的复合纤维。
本发明对所述的聚酯和聚酰胺没有特殊的要求，可以为所述领域技术人员所公知，具体的，所述聚酯可以选用以下至少一种聚合物：聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲酯或聚2，6-萘二酸乙二酯，优选为聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯；所述聚酰胺可以选用以下至少一种聚合物：聚己内酰胺(pa-6)、聚己二酰己二胺(pa-66)、聚己二酰丁二胺、聚己二酰戊二胺、聚己酰庚二胺、聚己二酰辛二胺、聚己二酰壬二胺、聚己二酰剂癸二胺，优选为聚己内酰胺和聚己二酰己二胺。
根据本发明，步骤(3)中，热处理的作用在于实现有机发泡剂的发泡及水性聚氨酯的固化，在有机发泡剂发泡将水性聚氨酯挤压侵入到无纺布的纤维间隔中的同时对水性聚氨酯进行固化，本发明中所述的热处理的温度为100-130℃。
根据本发明，起绒处理是按照本领域技术人员熟知的方法用砂纸打磨超纤革的表面形成绒毛，优选使用100#-200#的砂纸进行打磨。起绒处理后，超纤革表面的绒毛的长度为50-100μm，在该长度范围内的绒毛，手感细腻，接触舒适。
根据本发明，所述的染色处理使用的染料以重量百分比计包括：酸性染料60-70％、分散性染料15-30％，余量为金属络合物染料。
所述染料中的酸性染料为稠和多环系染料和偶氮系染料中的一种或几种，优选为靛蓝系、喹啉系、酞箐系、苯并咪唑酮系、缩合偶氮系、甲亚胺偶氮系染料中的一种或几种。所述分散系染料优选为蒽醌型和杂环型染料中的几种或他们的混合物。所述金属络合染料优选为油性金属络合染料或水油两性金属络合染料。
根据本发明，本发明中所述的贴面处理具体为：在染色处理后的超纤革表面进行涂覆以形成聚氨酯涂层，干燥所述超纤革使所述的聚氨酯涂层固化，所述的聚氨酯涂层的厚度为30-50μm。
所述的涂层固化条件为：涂覆线速度为15-20m/s，固化温度110-130℃。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、通过使用水性聚氨酯与有机发泡剂的混合，在无纺布的表面涂覆、经热处理后发泡挤压水性聚氨酯，使其侵入到无纺布的纤维间隙中，同时实现固化，避免了通过含浸处理时的低效率和有机溶剂对环境的污染；
2、本发明中所述的超纤革，摒弃使用二甲基甲酰胺dmf等有毒有害的溶剂，是一种生态环保的绿色超纤革产品；
3、本发明提供的超纤革，吸湿性能优异，可以广泛应用到鞋、箱包、家具家纺等领域，生态和经济效率显著。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
一种吸湿透气的生态超纤革的制备工艺：
(1)由聚对苯二甲酸乙二酯切片熔融混炼后喷丝、牵伸、松弛定型得到裂片型纤维，然后经开松、梳理后针刺制得无纺布；
(2)涂覆液的配制：
称取以下重量份物质：水性聚氨酯100份、偶氮二甲酰胺10份、氢氧化钠溶液8份、山梨糖醇酐脂肪酸酯0.3份；
将偶氮二甲酰胺添加到氢氧化钠溶液中混合溶解，然后添加水性聚氨酯溶液和山梨糖醇酐脂肪酸酯，搅拌并伴以微波处理15min得涂覆液，所述的微波的频率为10000mhz；
(3)将步骤(2)中的涂覆液均匀涂覆到步骤(1)中的无纺布表面，涂覆厚度为15μm；在线速度为15m/s的条件下热处理38s后收卷无纺布并静置45min；然后翻面继续涂覆无纺布的另一面，在同样的线速度下热处理后收卷并静置，得超纤革；
(4)使用150#的砂纸打磨上述步骤(3)中的任一涂覆面以形成绒毛，所述绒毛的长度为80μm；
(5)对带有绒毛的一侧进行染色处理，所述的染色处理使用的染料以重量百分比计包括：靛蓝系染料65％、杂环型染料25％，余量为油性金属络合物染料；
(6)在染色处理后的超纤革表面进行涂覆以形成聚氨酯涂层，干燥所述超纤革使所述的聚氨酯涂层固化，所述的聚氨酯涂层的厚度为40μm；
所述的涂层固化条件为：涂覆线速度为18m/s，固化温度120℃。
实施例2
一种吸湿透气的生态超纤革的制备工艺：
(1)由聚对苯二甲酸乙二酯切片和聚己内酰胺(pa-6)切片熔融混炼后喷丝、牵伸、松弛定型得到裂片型纤维，然后经开松、梳理后针刺制得无纺布；
(2)涂覆液的配制：
称取以下重量份物质：水性聚氨酯100份、偶氮二甲酰胺5份、氢氧化钾溶液3份、聚氧乙烯脂肪酸酯0.1份；
将偶氮二甲酰胺添加到氢氧化钾溶液中混合溶解，然后添加水性聚氨酯溶液和聚氧乙烯脂肪酸酯，搅拌并伴以微波处理10min得涂覆液，所述的微波的频率为20000mhz；
(3)将步骤(2)中的涂覆液均匀涂覆到步骤(1)中的无纺布表面，涂覆厚度为10μm；在线速度为12m/s的条件下热处理45s后收卷无纺布并静置30min；然后翻面继续涂覆无纺布的另一面，在同样的线速度下热处理后收卷并静置，得超纤革；
(4)使用100#的砂纸打磨上述步骤(3)中的任一涂覆面以形成绒毛，所述绒毛的长度为50μm；
(5)对带有绒毛的一侧进行染色处理，所述的染色处理使用的染料以重量百分比计包括：喹啉系染料60％、蒽醌型染料15％，余量为油性金属络合物染料；
(6)在染色处理后的超纤革表面进行涂覆以形成聚氨酯涂层，干燥所述超纤革使所述的聚氨酯涂层固化，所述的聚氨酯涂层的厚度为30μm；
所述的涂层固化条件为：涂覆线速度为15m/s，固化温度110℃。
实施例3
一种吸湿透气的生态超纤革的制备工艺：
(1)由聚己内酰胺(pa-6)切片熔融混炼后喷丝、牵伸、松弛定型得到裂片型纤维，然后经开松、梳理后针刺制得无纺布；
(2)涂覆液的配制：
称取以下重量份物质：水性聚氨酯100份、偶氮二甲酰胺15份、四甲基氢氧化铵溶液10份、聚氧乙烯脂肪胺0.5份；
将偶氮二甲酰胺添加到四甲基氢氧化铵溶液中混合溶解，然后添加水性聚氨酯溶液和聚氧乙烯脂肪胺，搅拌并伴以微波处理25min得涂覆液，所述的微波的频率为500mhz；
(3)将步骤(2)中的涂覆液均匀涂覆到步骤(1)中的无纺布表面，涂覆厚度为20μm；在线速度为17m/s的条件下热处理45s后收卷无纺布并静置60min；然后翻面继续涂覆无纺布的另一面，在同样的线速度下热处理后收卷并静置，得超纤革；
(4)使用200#的砂纸打磨上述步骤(3)中的任一涂覆面以形成绒毛，所述绒毛的长度为100μm；
(5)对带有绒毛的一侧进行染色处理，所述的染色处理使用的染料以重量百分比计包括：酞箐系染料70％、蒽醌型染料20％，余量为水油两性金属络合物染料；
(6)在染色处理后的超纤革表面进行涂覆以形成聚氨酯涂层，干燥所述超纤革使所述的聚氨酯涂层固化，所述的聚氨酯涂层的厚度为50μm；
所述的涂层固化条件为：涂覆线速度为20m/s，固化温度130℃。
对比例1
本实施例与实施例1中采用的无纺布一致，采用含浸聚氨酯的方式制备所述的超纤革，其余起绒、染色处理及涂覆形成聚氨酯涂层均一致。
测试实施例1-3与对比例1的超纤革的性能并记录到表1中。
表1实施例1-3与对比例1制备的超纤革的性能
由以上数据可以看出，本发明提供的超纤革的相关性能不低于采用含浸处理制得的超纤革。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。