本發(fā)明涉及超細(xì)纖維合成革技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高性能wpu超細(xì)纖維合成革及其清潔生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
由于用來生產(chǎn)天然皮革的原料皮資源有限，而且天然皮革的生產(chǎn)是一個(gè)高能耗、高污染的過程，會(huì)給環(huán)境帶來極大的污染負(fù)荷。近年來，歐盟等發(fā)達(dá)國家對天然皮革本身的安全性也提出了新的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格限制天然皮革中存在的cr(ⅵ)、偶氮染料、五氯苯酚(pcp)及游離甲醛等有毒化學(xué)品。從原料皮資源、環(huán)境保護(hù)、產(chǎn)品安全和市場的角度來看，天然皮革的生產(chǎn)和使用都面臨著極大的挑戰(zhàn)。
基于以上原因，世界各國都在加速開發(fā)新的代替天然皮革的新材料。其中超細(xì)纖維合成革的開發(fā)，堪稱新材料互相結(jié)合的典范。超細(xì)纖維合成革是以超細(xì)纖維非織造為基材，浸漬具有開孔結(jié)構(gòu)的聚氨酯漿料，經(jīng)一系列復(fù)雜工藝加工而成。由于超細(xì)纖維的直徑幾乎達(dá)到納米級尺寸，有巨大的比表面積，與天然皮革中的束狀膠原纖維極其相似，在物理性能方面可以與天然皮革相媲美，它完成了由“仿制”到“變換”的過程，成為代替天然皮革的最佳材料。
中國是世界上天然皮革的生產(chǎn)大國，生產(chǎn)總量排名世界第一，然而由于原料皮的短缺和環(huán)境污染問題，我國皮革工業(yè)的持續(xù)衰退已經(jīng)不可避免。值得我們借鑒的是日本成功的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)日本皮革工業(yè)衰退之時(shí)，率先開發(fā)高性能的超細(xì)纖維合成革，及時(shí)地填補(bǔ)了天然皮革產(chǎn)業(yè)衰退時(shí)留下的空白，一躍成為世界上超細(xì)纖維合成革技術(shù)最為先進(jìn)的國家，并壟斷了高端超細(xì)纖維合成革產(chǎn)品的高端市場。
無獨(dú)有偶，中國也是合成革的生產(chǎn)大國，其生產(chǎn)總量排名世界第一。合成革人造革信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2013年我國人造革合成革消費(fèi)量為42.92億平方米，較上年增長10.42％?；诤铣筛镄袠I(yè)產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型的驅(qū)動(dòng)，高端的超細(xì)纖維合成革的需求增速明顯高于行業(yè)平均水平。2011年超細(xì)纖維合成革進(jìn)入國家產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)目錄，全年進(jìn)出口貿(mào)易總額36.36億美元，其中出口10.7億米(56.96萬噸)，同比增長了12.96％，出口量占了總產(chǎn)量的23.36％，出口貿(mào)易額30.4億美元，同比增長35.11％，開始形成了發(fā)展第三代產(chǎn)品的歷史新階段，并將成為新企業(yè)的投資熱點(diǎn)。根據(jù)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)人造革合成革專業(yè)委員會(huì)的分析，2013年國內(nèi)超細(xì)纖維合成革有效產(chǎn)能約為1.2億平方米，未來市場需求增長速率將達(dá)到20％以上。
然而，我國的超細(xì)纖維合成革產(chǎn)品，一直處在同類產(chǎn)品的中低檔位置，和日本等國家相比，仍然有相當(dāng)大的差距。經(jīng)過前期的市場教研和分析，要加快我國超細(xì)纖維合成革產(chǎn)品提升、技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級，必須解決主要的工程技術(shù)難題。目前，絨面型超細(xì)纖維合成革產(chǎn)品和天然皮革相比，仍然存在以下不足：(1)造面工藝通常采用溶劑型聚氨酯離型紙轉(zhuǎn)移涂層法，會(huì)使用大量溶劑，會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染；(2)產(chǎn)品柔軟度不足，手感豐滿性差；(3)產(chǎn)品的透水氣性較小，導(dǎo)致衛(wèi)生性能較差；(4)產(chǎn)品表面的手感和仿真性較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高性能wpu超細(xì)纖維合成革及其清潔生產(chǎn)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種高性能wpu超細(xì)纖維合成革的清潔生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
(1)基布縮揉：使超細(xì)纖維合成革基布通過裝有縮揉液的浸漬槽浸漬，然后再進(jìn)入連續(xù)式揉紋機(jī)，在55～75℃的條件下，使超細(xì)纖維合成革基布干燥，完成縮揉過程，得到縮揉基布；
(2)刮涂復(fù)合：采用裝有pur刮涂設(shè)備的合成革干法生產(chǎn)線，首先，將wpu漿料刮涂在離型紙上，進(jìn)入烘箱，干燥，在離型紙上形成wpu膜，然后采用pur刮涂設(shè)備將pur涂布wpu膜上，再與縮揉基布貼合，冷卻收卷，在室溫下放置熟化，得到復(fù)合基布，剝離離型紙后得到高性能wpu超細(xì)纖維合成革。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟(1)中超細(xì)纖維合成革基布為定島型超細(xì)纖維合成革基布、非定島型超細(xì)纖維合成革基布或橘瓣型超細(xì)纖維合成革基布。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟(1)中縮揉液的溫度為30～35℃。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟(1)中縮揉液通過以下方法制備：按以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將楊梅栲膠5～10份，橡椀栲膠1～2份，檸檬酸鈉0.1～0.3份，硫酸化蓖麻油2～3份，亞硫酸化魚油0.5～1份以及水70～100份混合，攪拌均勻，得到縮揉液。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟(1)中浸漬時(shí)通過軋輥控制縮揉液的浸漬量為超細(xì)纖維合成革基布質(zhì)量的80～90％。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟(2)中刮涂時(shí)，涂布量為90～180g/㎡，干燥的溫度為100～140℃。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟(2)中涂布時(shí)，溫度為75～185℃，涂布量為80～220g/㎡；放置熟化的時(shí)間為24～48h。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟(2)中wpu漿料通過以下過程制得：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將wpu面層樹脂100份，水性色漿4～8份，粒徑小于2000目的聚碳酸酯微粉0.5～1份混合后攪拌均勻，得到wpu漿料。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，pur刮涂設(shè)備包括壓盤式pur熱熔膠機(jī)和和pur刮涂機(jī)兩部分；壓盤式pur熱熔膠機(jī)包括料桶和加熱部分，加熱部分為鋁合金加熱盤，料桶內(nèi)裝有pur，使用時(shí)加熱盤從上向下壓入pur料桶內(nèi)，加熱盤位于pur上方，當(dāng)加熱盤加熱時(shí)，料桶內(nèi)上部一層pur與加熱盤接觸并熔化；pur刮涂機(jī)是具有加熱恒溫功能的刮涂機(jī)，包括帶有加熱保溫功能的料槽和刮刀，當(dāng)液態(tài)的pur進(jìn)入料槽以后，在恒溫條件下保持液態(tài)，將液態(tài)的pur均勻的涂布在wpu膜上。
一種高性能wpu超細(xì)纖維合成革，該合成革具有兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，上層為水性聚氨酯，下層為超細(xì)纖維合成革基布，剝離負(fù)荷大于35n/20mm，撕裂負(fù)荷大于30n/mm，透水氣性大于1mg/cm2·h，表面耐磨性大于4級。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：
其一，采用縮揉液，通過縮揉技術(shù)，使得超細(xì)纖維合成革基布的長度縮小5～10％，寬度縮小1～3％，厚度增加5～10％，柔軟度提高20～50％，吸水率提高5～10％，透水汽性提高20～50％。
其二，離型紙轉(zhuǎn)移涂層和反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠(簡稱pur)刮涂復(fù)合技術(shù)，將水性聚氨酯(簡稱wpu)涂層復(fù)合在超細(xì)纖維合成革基材之上，不僅工藝過程環(huán)保，而且可以有效的將離型紙上的花紋轉(zhuǎn)移到wpu涂層上。具體優(yōu)點(diǎn)如下：(1)pur對于超細(xì)纖維合成革基布和wpu膜復(fù)合的粘合，不僅存在物理粘合作用，也存在化學(xué)粘合作用，使其粘合強(qiáng)度高，耐水性極佳，在95℃的熱水中浸泡10h不會(huì)開膠；(2)離型紙轉(zhuǎn)移花紋仿真性好，花紋清晰精細(xì)；(3)在wpu漿料中添加聚碳酸酯微粉，可以有效的提高wpu涂層的耐水性和耐磨性。
其三，本發(fā)明采用縮揉技術(shù)，大幅度提高超細(xì)纖維合成革基布的柔軟性、透氣性和透水汽性，再通過離型紙轉(zhuǎn)移涂層和反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠(簡稱pur)刮涂復(fù)合技術(shù)，將水性聚氨酯(簡稱wpu)涂層復(fù)合在超細(xì)纖維合成革基材之上，得到手感柔軟，力學(xué)性能和使用性能良好的wpu超細(xì)纖維合成革。
進(jìn)一步的，采用含有楊梅栲膠、橡椀栲膠、硫酸化蓖麻油和亞硫酸化魚油的縮揉液進(jìn)行縮揉，作用原理如下：(1)在縮揉的過程中，縮揉液中的栲膠能夠使超細(xì)纖維合成革基布產(chǎn)生有效的收縮，使其厚度增加，并能增加超細(xì)纖維合成革基布中的親水性，使其吸水率和透水汽性提高，從而提高超細(xì)纖維合成革基布的衛(wèi)生性能；(2)在縮揉的過程中，縮揉液中的硫酸化蓖麻油和亞硫酸化魚油能夠使纖維得到有效的分散和潤滑，并在連續(xù)式揉紋機(jī)揉紋通道摔軟干燥，可以有效的提高超細(xì)纖維合成革基布的柔軟度。
本發(fā)明生產(chǎn)的合成革，是一種具有兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)的柔性復(fù)合材料，上層為水性聚氨酯(簡稱wpu)涂層，下層為超細(xì)纖維合成革基布，外觀類似于天然皮革，手感柔軟豐滿，表面紋理細(xì)膩逼真。該發(fā)明采用特殊的縮揉技術(shù)，大幅度提高超細(xì)纖維合成革基布的柔軟性、透氣性和透水汽性，再通過離型紙轉(zhuǎn)移涂層和反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠(簡稱pur)刮涂復(fù)合技術(shù)，將水性聚氨酯(簡稱wpu)涂層復(fù)合在超細(xì)纖維合成革基材之上，得到手感柔軟，力學(xué)性能和使用性能良好的wpu超細(xì)纖維合成革。該高性能wpu超細(xì)纖維合成革生產(chǎn)過程清潔環(huán)保，手感柔軟豐滿，表面紋理細(xì)膩逼真，剝離負(fù)荷大于35n/20mm，撕裂負(fù)荷大于30n/mm，透水氣性大于1mg/cm2·h，表面耐磨性大于4級，可作高檔環(huán)保鞋面材料、箱包用和沙發(fā)蒙皮材料。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不只限于這些例子。
實(shí)施例1
(1)基布縮揉：使超細(xì)纖維合成革基布通過裝有30℃縮揉液的浸漬槽，并通過軋輥控制縮揉液的浸漬量為超細(xì)纖維合成革基布質(zhì)量的80％，再進(jìn)入連續(xù)式揉紋機(jī)，在55℃的條件下，使超細(xì)纖維合成革基布徹底干燥，完成縮揉過程，得到縮揉基布；
其中，超細(xì)纖維合成革基布為定島型超細(xì)纖維合成革基布、非定島型超細(xì)纖維合成革基布或橘瓣型超細(xì)纖維合成革基布。
所述縮揉液通過以下方法制備：按以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將楊梅栲膠5份，橡椀栲膠1份，檸檬酸鈉0.1份，硫酸化蓖麻油2份，亞硫酸化魚油0.5份以及水70份混合，攪拌直到所有物料溶解，即可得到縮揉液。
(2)刮涂復(fù)合：采用裝有pur刮涂設(shè)備的合成革干法生產(chǎn)線，首先，涂布量為180g/㎡的條件下，采用刮刀將wpu漿料刮涂在離型紙上，進(jìn)入烘箱，在100℃的條件下徹底干燥，在離型紙上形成wpu膜，然后在75℃、涂布量為220g/㎡的條件下，采用pur刮涂設(shè)備將pur涂布wpu膜上，再與縮揉基布貼合，冷卻收卷，在室溫下放置熟化24h，得到復(fù)合基布，剝離離型紙后得到高性能wpu超細(xì)纖維合成革。
wpu漿料通過以下過程制得：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將wpu面層樹脂100份，水性色漿4份，粒徑小于2000目的聚碳酸酯微粉0.5份混合后攪拌均勻，得到wpu漿料。
實(shí)施例2
(1)基布縮揉：使超細(xì)纖維合成革基布通過裝有35℃縮揉液的浸漬槽，并通過軋輥控制縮揉液的浸漬量為超細(xì)纖維合成革基布質(zhì)量的90％，再進(jìn)入連續(xù)式揉紋機(jī)，在60℃的條件下，使超細(xì)纖維合成革基布徹底干燥，完成縮揉過程，得到縮揉基布；
其中，超細(xì)纖維合成革基布為定島型超細(xì)纖維合成革基布、非定島型超細(xì)纖維合成革基布或橘瓣型超細(xì)纖維合成革基布。
所述縮揉液通過以下方法制備：按以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將楊梅栲膠10份，橡椀栲膠2份，檸檬酸鈉0.2份，硫酸化蓖麻油2.5份，亞硫酸化魚油0.7份以及水100份混合，攪拌直到所有物料溶解，即可得到縮揉液。
(2)刮涂復(fù)合：采用裝有pur刮涂設(shè)備的合成革干法生產(chǎn)線，首先，涂布量為150g/㎡的條件下，采用刮刀將wpu漿料刮涂在離型紙上，進(jìn)入烘箱，在140℃的條件下徹底干燥，在離型紙上形成wpu膜，然后在185℃、涂布量為80g/㎡的條件下，采用pur刮涂設(shè)備將pur涂布wpu膜上，再與縮揉基布貼合，冷卻收卷，在室溫下放置熟化48h，得到復(fù)合基布，剝離離型紙后得到高性能wpu超細(xì)纖維合成革。
wpu漿料通過以下過程制得：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將wpu面層樹脂100份，水性色漿5份，粒徑小于2000目的聚碳酸酯微粉0.7份混合后攪拌均勻，得到wpu漿料。
實(shí)施例3
(1)基布縮揉：使超細(xì)纖維合成革基布通過裝有32℃縮揉液的浸漬槽，并通過軋輥控制縮揉液的浸漬量為超細(xì)纖維合成革基布質(zhì)量的85％，再進(jìn)入連續(xù)式揉紋機(jī)，在65℃的條件下，使超細(xì)纖維合成革基布徹底干燥，完成縮揉過程，得到縮揉基布；
其中，超細(xì)纖維合成革基布為定島型超細(xì)纖維合成革基布、非定島型超細(xì)纖維合成革基布或橘瓣型超細(xì)纖維合成革基布。
所述縮揉液通過以下方法制備：按以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將楊梅栲膠7份，橡椀栲膠1.5份，檸檬酸鈉0.3份，硫酸化蓖麻油3份，亞硫酸化魚油0.9份以及水80份混合，攪拌直到所有物料溶解，即可得到縮揉液。
(2)刮涂復(fù)合：采用裝有pur刮涂設(shè)備的合成革干法生產(chǎn)線，首先，涂布量為110g/㎡的條件下，采用刮刀將wpu漿料刮涂在離型紙上，進(jìn)入烘箱，在110℃的條件下徹底干燥，在離型紙上形成wpu膜，然后在110℃、涂布量為140g/㎡的條件下，采用pur刮涂設(shè)備將pur涂布wpu膜上，再與縮揉基布貼合，冷卻收卷，在室溫下放置熟化30h，得到復(fù)合基布，剝離離型紙后得到高性能wpu超細(xì)纖維合成革。
wpu漿料通過以下過程制得：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將wpu面層樹脂100份，水性色漿7份，粒徑小于2000目的聚碳酸酯微粉0.8份混合后攪拌均勻，得到wpu漿料。
實(shí)施例4
(1)基布縮揉：使超細(xì)纖維合成革基布通過裝有33℃縮揉液的浸漬槽，并通過軋輥控制縮揉液的浸漬量為超細(xì)纖維合成革基布質(zhì)量的82％，再進(jìn)入連續(xù)式揉紋機(jī)，在75℃的條件下，使超細(xì)纖維合成革基布徹底干燥，完成縮揉過程，得到縮揉基布；
其中，超細(xì)纖維合成革基布為定島型超細(xì)纖維合成革基布、非定島型超細(xì)纖維合成革基布或橘瓣型超細(xì)纖維合成革基布。
所述縮揉液通過以下方法制備：按以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將楊梅栲膠8份，橡椀栲膠1份，檸檬酸鈉0.1份，硫酸化蓖麻油2份，亞硫酸化魚油1份以及水90份混合，攪拌直到所有物料溶解，即可得到縮揉液。
(2)刮涂復(fù)合：采用裝有pur刮涂設(shè)備的合成革干法生產(chǎn)線，首先，涂布量為90g/㎡的條件下，采用刮刀將wpu漿料刮涂在離型紙上，進(jìn)入烘箱，在125℃的條件下徹底干燥，在離型紙上形成wpu膜，然后在150℃、涂布量為180g/㎡的條件下，采用pur刮涂設(shè)備將pur涂布wpu膜上，再與縮揉基布貼合，冷卻收卷，在室溫下放置熟化41h，得到復(fù)合基布，剝離離型紙后得到高性能wpu超細(xì)纖維合成革。
wpu漿料通過以下過程制得：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將wpu面層樹脂100份，水性色漿8份，粒徑小于2000目的聚碳酸酯微粉1份混合后攪拌均勻，得到wpu漿料。
本發(fā)明中的pur刮涂設(shè)備包括壓盤式pur熱熔膠機(jī)和和pur刮涂機(jī)兩部分；壓盤式pur熱熔膠機(jī)包括料桶和加熱部分，加熱部分為一鋁合金加熱盤，料桶內(nèi)裝有pur，使用時(shí)加熱盤從上向下壓入pur料桶內(nèi)，加熱盤位于pur上方，當(dāng)加熱盤加熱時(shí)，料桶內(nèi)僅有上面一層pur與加熱盤接觸，使之達(dá)到熔點(diǎn)而熔化，熔化后的pur由齒輪泵打入pur刮涂機(jī)的料槽內(nèi)；采用壓盤式pur熱熔膠機(jī)，料桶內(nèi)下部的pur此時(shí)不加熱，生產(chǎn)時(shí)需要多少pur，熔化多少pur，加熱盤與料桶內(nèi)壁之間有o型圈密封，使得熔化的液態(tài)pur不會(huì)與空氣接觸，保證了pur使用條件要求；pur刮涂機(jī)是具有加熱恒溫功能的刮涂機(jī)，主要部件為帶有加熱保溫功能的料槽和刮刀，當(dāng)液態(tài)的pur進(jìn)入料槽以后，在恒溫條件下保持液態(tài)，由刮刀和wpu膜的間距大小控制涂布量，將液態(tài)的pur均勻的涂布在wpu膜上。
本發(fā)明中的wpu面層樹脂為廣東銀洋環(huán)保新材料有限公司的水性pu干法面層樹脂pu-209-2。
本發(fā)明中的超細(xì)纖維合成革基布經(jīng)過縮揉以后，長度縮小5～10％，寬度縮小1～3％，厚度增加5～10％，柔軟度提高20～50％，吸水率提高5～10％，透水汽性提高20～50％。
本發(fā)明采用特殊的縮揉技術(shù)，大幅度提高超細(xì)纖維合成革基布的柔軟性、透氣性和透水汽性，再通過離型紙轉(zhuǎn)移涂層和反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠(簡稱pur)刮涂復(fù)合技術(shù)，將水性聚氨酯(簡稱wpu)涂層復(fù)合在超細(xì)纖維合成革基材之上，得到手感柔軟，力學(xué)性能和使用性能良好的wpu超細(xì)纖維合成革。該高性能wpu超細(xì)纖維合成革生產(chǎn)過程清潔環(huán)保，手感柔軟豐滿，表面紋理細(xì)膩逼真，剝離負(fù)荷大于35n/20mm，撕裂負(fù)荷大于30n/mm，透水汽性大于1mg/cm2·h，表面耐磨性大于4級，可作高檔環(huán)保鞋面材料、箱包用和沙發(fā)蒙皮材料。