合成革基布用定岛型海岛复合短纤维

1、合成革基布用定岛型海岛复合短纤维薛敏敏倪福夏(上海市纺织科学研究院,上海,200082摘要:介绍了超纤皮革的发展和应用情况;阐述了用定岛型海岛复合短纤维制成的合成革基布的质量指标以及该纤维用于超纤皮革生产过程中的相关问题。关键词:定岛型海岛复合短纤维,合成革基布,超纤皮革中图分类号:TS102165文献标识码:A 文章编号:1004-7093(200605-0028-04 定岛型海岛短纤维是通过先进的双组分复合纺丝生产技术制成的,从其横截面看是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分包围着,好像海中有许多岛屿(图1,“岛”与“海”成分在纤维的轴向上是连续密集、均匀分布的。在生产过程中定岛型海岛纤

2、维具有常规纤维的线密度,而用溶剂把“海”成分溶掉后,则可得到集束状的超细纤维束(图2。 图1COPET/P A 海岛纤维截面海岛型复合超细纤维以其独特的结构和优良的性能在纺织面料、合成皮革领域显现了轰动效应,风靡全球。海岛纤维分为长丝和短纤维,长丝只能用于纺织面料,而短纤维既可在纺织面料又可在合成皮革上应用。海岛短纤维分为定岛和不定收稿日期:2006-02-09作者简介:薛敏敏,女,1978年生,在读工程硕士,现任上海市纺织科学研究院合纤新材料厂厂长。主要从事海岛短纤维产品开发和生产。图2海岛纤维溶去“海”后的超细纤维束岛两种,不定岛型的单根纤维中“岛”是不可控制的,在纵轴上是非连续的,通过溶

3、剂处理后,形成粗粗细细、长长短短不规则的超细纤维,而定岛型纤维是纵轴上连续、岛数固定、线密度和长度一致的均匀的超细纤维,因而定岛纤维制成的合成革强度较高,色牢度、染色性能较好,起绒的纤维不易脱落,定岛纤维应用面更广一些。定岛技术是不定岛技术的更新换代,是国际上最先进的生产超细纤维的工艺技术。上海市合成纤维研究所两年前开始进行定岛型海岛短纤维的研制,目前已经建成了国内第一条年产2000t 的全部国产化的定岛型海岛短纤维生产线,产品规格为线密度2.75414dtex,内含37个岛,海岛比为3040/7060,经碱溶后分离出来的纤维线密度达0.0440.067dtex,产品品种有COPET/P A

4、和COPET/PET 两种,产品的质量已达到或超过进口纤维的指标。现已进行工业化大批量生产,向市场提供优质的产品。产品的技术指标见表1。82表1海岛复合短纤维技术指标项目COPET/P A C OPET/PET 线密度(dtex3.552.54强度(c N/dtex33伸长率(%2020名义长度(mm38.5,5138.5,51卷曲数(个/25mm1411比电阻(c m101010101世界超纤皮革的发展情况1970年日本东丽公司开始开发并出售最初的仿麂皮的衣服面料,用0.055dtex的PET超细纤维生产的仿麂皮皮革开始亮相,揭开了超细纤维时代的序幕;1983年用P A超细纤维开发出有小牛皮

5、风格的仿麂皮皮革;1994年日本旭化成公司用PET 与PP超细纤维为原材料,帝人公司用P A超细纤维为原材料,生产各种风格的服装用超纤皮革,经过二十多年的发展迎来了真正的超细纤维时代。日本现在比较热门的化纤生产技术中就有海岛纤维的生产技术,三十多年来日本在超纤皮革产品上经久不衰,尽管其地位由独占市场减退为占有市场最大份额,但是在超纤皮革的品种、风格和质量上仍然牢牢地占据高位,不断改进的技术和多种多样品种、风格的产品使日本目前在超纤皮革领域中享受着丰厚的超额高利润。韩国大宇公司1993年投资35亿日元引进设备,开始生产仿麂皮面料,短短几年超纤皮革产量迅速增长,已经成为第二大生产基地。我国台湾省的

6、三芳、南亚公司从1995年起开发0.055dtex的P A纤维也已批量生产。上世纪90年代我国烟台万华公司从日本可乐丽公司引进了不定岛海岛纤维和超纤皮革生产线,目前已批量生产;江苏常熟也引进了定岛型海岛纤维的超纤皮革生产技术和设备,制成的超纤皮革主要用于出口。近年我国不定岛型超纤皮革的产能又有扩大,但是产量不高,只占世界产量的10.8%,排在日本、韩国和中国台湾省之后。中国是一个有13亿人口的巨大市场,连日本人都承认中国迟早将登上超纤皮革世界第一生产大国的顶座。目前发展缓慢的主要原因在于超纤皮革生产中关键技术的难度大、技术含量高。只要通过技术攻关,超纤皮革的大发展势必很快就会到来。2超纤皮革的

7、应用超纤皮革的应用在国际市场已经成熟和相对稳定,一般分为鞋类、衣料和杂货类三个市场。鞋类市场包括运动鞋、男女式样的皮鞋、鞋里、鞋底等;衣料市场包括女式套装、茄克、大衣等;杂货类市场包括箱包、球类、手套、家具、汽车、擦拭布等。2.1鞋类市场国际上超纤皮革在鞋类方面的应用量占超细皮革的60%70%,是目前最大的市场,主要是生产高级运动鞋。前几年日本的价格为2022美元/m2(F OB,韩国和中国台湾省的价格为1618美元/m2(F OB。由于中国大陆市场竞争激烈,价格低,日本、韩国的产品很少供应中国大陆。目前我国国产不定岛的超纤皮革占有大部分大陆市场,台湾三芳公司的定岛超纤皮革在供应宝成、宝亮公司

8、后,多余的才供应大陆市场。目前供不应求,要提前两个月订货才能购买到。2.2衣服面料市场超细皮革在衣服面料方面的应用量占超纤皮革的6%7%,仅次于鞋类和家具市场。日本产的仿麂皮面料在上世纪90年代初以前曾经独占世界市场,90年代后期日本的市场占有率逐年下降,现在为75%,但是日本支配衣服面料市场的能力仍未改变。衣服面料用仿麂皮是超纤皮革中要求比较高的一个领域,其技术难度很大。日本生产的仿麂皮衣服面料全部用P A、PET和PP超细纤维,主要的技术难度在于衣服面料用产品的厚度只有0.4 0.6mm,而且要有较高的强力;另一个技术难点是染色均匀性和色牢度存在问题。衣服面料中绝大多数用的是定岛型海岛纤维

9、,主要原因是定岛型海岛纤维的线密度与长度是固定和均匀的,起绒后不会脱落,抗起球性能好,染色时不易出现染色不匀的现象,色牢度也比较好。由于P A超细纤维的染色问题较难解决,日本有用PET作岛相的,PET纤维的高温高压染色相对比较容易解决。上海市合成纤维研究所生产的COPET/PET海岛纤维,其碱处理比COPET/P A海92岛纤维难,需要摸索工艺,也可以参照织造印染的碱处理方法。衣服面料用基布可以用针刺法生产,也可以用水刺法生产。在衣服面料领域国内尚极少有人涉足,而巨大的超额利润一定会吸引厂商去尝试。2.3以家具、车辆为主的杂货类市场杂货类市场包括皮箱包、家具、车辆、擦拭布、高尔夫手套、室内装饰

10、等,范围很广。在国际市场上除箱包市场外,基本均为日本独占。2.3.1家具市场家具市场是超纤皮革第二大市场,是杂货类中最大的市场,约占超纤皮革市场的8%9%。日本用超纤皮革制造的家具约有85%输出海外,主要销往欧洲和美国,该市场几乎为日本垄断。2.3.2车辆市场车辆市场约占超纤皮革市场的3%4%,全部用海岛纤维为原料,日本几乎独占该国际市场,产品全部销往欧盟各国。车用超纤皮革在我国国内主要是染色和褪色方面的问题未完全解决。日本最近又在装载车辆品种方面的应用不断扩大,认为装载车辆的应用是仿麂皮超纤皮革在21世纪最有发展潜力的市场之一,几年内增长率可达到两位数,增长幅度相当大。中国用定岛型海岛纤维生

11、产超纤皮革尚处于成长期过程中,很多应用领域还处于起步阶段,还未打入国际市场,而定岛型海岛纤维在超纤皮革中的应用在国内有广阔的前景,给常规合成革、人造革的更新换代带来无限商机。日本经过三十多年的发展,产品处于成熟期,现在的营销战略是设法降低成本和开发新的技术,例如亲水聚氨酯树脂的研发等,这符合了一个新产品从发达国家到发展中国家梯度转移的规律。3定岛型海岛纤维在超纤皮革中的应用定岛型海岛纤维在超纤皮革中的应用涉及到定岛型海岛纤维的合成革基布(即非织造布生产技术、超纤皮革生产技术和定岛型海岛纤维仿麂皮的染整后加工技术。定岛型海岛纤维生产超纤皮革的工艺比较复杂,简单流程如下:原料(COPET/P A或

12、COPET/PET开松梳理铺网针刺(水刺非织造基布P VA含浸P U含浸碱处理磨毛贴面超纤皮革染色磨毛仿麂皮上述简单工艺流程又称为后碱法,即先浸P U 再碱处理,优点是皮质感强。也有前碱法,即先碱处理后浸P U,优点是碱溶后开纤率比较高,可使用普通型的P U,但是技术难度相当大,因此建议针刺和水刺加固的用于衣服面料的仿麂皮最好采用后碱法处理。3.1定岛型海岛纤维在非织造基布生产中的应用情况上海市合成纤维研究所生产的定岛型海岛纤维现在已正常向针刺和水刺基布的生产厂家供货。表2是分别采用自产的定岛型海岛短纤维和进口定岛型海岛短纤维在同一企业的同一台针刺进口设备上以同样的生产速度和针刺密度,在不同时

13、间生产的基布的质量报告。从表2可以看到,基布对拉伸强度、撕裂强度、顶破强度有一定要求;对密度要求高,要达到0.25 g/c m3以上,至少不能低于0.2g/c m3;基布面密度、厚度的CV值要求小于3%。在超纤皮革生产中基布的质量占有重要的地位。目前经过整改和调整速度后的国产针刺机所生产的基布也能达到上述质量标准。水刺生产线因为速度较快,要求定岛型海岛短纤维的静电要小,否则无法正常生产,自产的定岛型海岛短纤维在水刺生产线上已达到使用要求,可批量正常地供应客户使用。3.2超纤皮革的生产从非织造基布到贴面制成超纤皮革有几十道工序,工艺流程长,技术难度较高。P VA浆料的选择、使用的比例和P U耐碱

14、性能、P U含浸的比例等条件要根据不同的应用场合恰当选择。在整个工艺过程中,碱处理装置是定岛海岛纤维制超纤皮革生产线的瓶颈,碱处理的质量直接决定超纤皮革的风格,若处理不当布面会收缩,或者COPET仍附着在表面,影响超纤皮革的质量。目前有些工程技术人员和设备制造厂商根据碱处理的工艺要求(如3表2自产海岛纤维与进口海岛纤维生产的基布的质量比较项目自产纤维X12345CV(%进口纤维X12345CV(%拉伸强度(N/50mmMDCD1245.5970171250.8970171185.01029111242.9952181302.897012124519931173.353.737211062210

15、7461661210712136291469716624117531262218692166221031851101伸长率(%MDCD75.66108.0478.71109.774.34111.1074.25104.3076.34107.0074.68108.102.512.4165.2894.1766.7894.5164.8195.0861.9994.3365.9995.9566.8590.963.092.02撕裂强度(N/200mm×100mmMDCD151.014110152.213616147.713511151.715019150.114519153.0136141.394

16、.9611710120171211912517111191211110916123151201712119118161111331934164顶破强力(N286.4279.6299.2279.6269.8304.15.082381424512235142301523514245122176面密度(g/m2379.0380.0373.0372.0377.0393.02.23325.0334.0322.0327.0317.0325.01.93厚度(mm1.451.51.461.421.431.442.181.29 1.311.32 1.301.301.203.79密度(g/cm30.260.25碱

17、的浓度、用量、温度和生产速度与产品的品质要求(如布面的平整度、门幅的稳定性等,采用关键设备进口,其余设备自行配套的方法或设备全部国产化的方法,设计制造出了专门的碱处理机,既解决了生产定岛超纤皮革的关键难题,又大大降低了投资和生产成本。不同用途的超纤皮革有不同的质量要求。例如超纤鞋革的拉伸强力600N,撕裂强力70N,剥离强力120N,耐水解剥离强力100N,耐折次数在-25情况下达到8万次以上无裂口,其中最主要的指标是剥离强力和耐水解剥离强力以及耐折次数。耐水解剥离强力测试时试样需在常温下在10%的NaOH溶液中浸泡24h;剥离强力的测试要选择合理的粘结方法,粘结后要在压力机上给予一定的压力,

18、否则测试出来的数据不准确。3.3仿麂皮生产中的染整问题在超纤皮革应用中,用于衣服面料、车革、高尔夫手套和擦拭布的超纤皮革很多是仿麂皮,特别用在衣服面料和车革上时因为需使用大幅的面料,因而要求超纤仿麂皮染色均匀、色牢度好,因而染色质量决定了仿麂皮的质量。手感柔软是超纤皮革的特性,而细的纤维比表面积大,仿麂皮不易染深色。染色时要针对海岛纤维的粗细、基布面密度、P U含量、起毛长度与密度,碱减量的方法等选择合适的染料和染色方法。目前国内尚未真正解决仿麂皮的染色问题,建议改用COPET/PET定岛海岛纤维生产仿麂皮,因为PET是高温高压染色,比P A染色相对较易掌握。4结语定岛海岛短纤维在其溶去“海”后能制得线密度0.055dtex左右的性能优异的超细纤维,用其制成的超纤皮革手感柔软、悬垂性好、丰满、透气性好、绒毛均匀并具书写效应