浅谈超纤人工革用非织造布技术

   山东同大海岛新材料股份有限公司

   摘要：本文主要介绍超纤人工革用非织造布生产工艺及要求，满足超纤人工革的后续加工要求，保证超纤人工革的物性指标稳定。

   关键词：非织造布、工艺、超纤人工革、发展趋势

   随着环境的日益恶化、天然皮革资源的匮乏和对性能越来越高的需求，采用合成材料替代天然皮革已经成为一种必然。目前，在皮革应用领域中，各生产企业也加紧了研制替代天然皮革的合成材料。

   山东同大海岛新材料股份有限公司凭借多年的无纺布生产经验和“束状超细纤维聚氨酯服装面料及制造方法”发明专利，不断开发出各种功能性的超纤人工革，成为新一代最佳替代天然皮革的新材料，应用领域主要为鞋材类、家具、沙发及箱包类、汽车内饰类、服装面料类、手袋、手套类以及军需用品等方面。由于超纤人工革创造性地模拟了天然皮革的微观结构，不但具备了天然皮革的各种性能，而且弥补了天然皮革的缺点。

   1超纤人工革技术的发展

   超纤人工革是一种高技术含量、高仿真性的新型人工皮革，是目前人工皮革领域中最高档的产品，已广泛流行于欧美、日韩及世界各地。它采用海岛纤维和高弹性聚氨酯树脂为原材料，经过十几道工序精加工而成，集合了纺织、化纤、印染、皮革四大领域中的尖端加工和控制技术。其中三维网络状结构的非织造布为超纤人工革提供了类似天然皮革的微观结构，结合具有微式开孔结构的聚氨酯树脂，完全达到了天然皮革中胶原纤维和胶原蛋白的微观结构，因此，超纤人工革在外观上完全可以和天然皮革相媲美。在性能上，超纤人工革在耐化学性、质量均一性、大生产适应性以及防水、防污、抗菌防霉、阻燃等方面超过了天然皮革，尤其是在当今环保的社会中，超纤人工革以非常优秀的环保性能得到了人们的喜爱。实践证明，超纤人工革的各项性能指标均超过了天然皮革，同时弥补了天然皮革资源的不足和动物保护的需要。

   超纤人工革的物性指标主要取决于非织造布的物性指标，因此，非织造布的品质直接决定了超纤人工革的品质，本文以非织造布工艺、过程操作控制等进行探讨，如何稳定和提升非织造布的品质，起到抛砖引玉的作用。

   2非织造布技术

   我国从二十世纪五十年代开始研究非织造布技术，由于其独特的性能而得到了迅猛的应用和发展，并迅速渗透到各个领域中，成为一个新兴的行业，超细纤维则是从二十世纪七十年代开始进行研究，八十年代取得了阶段性的进步，九十年代开始向超纤人工革领域开始发展，山东同大海岛新材料股份有限公司是这一技术的领跑人，将非织造布技术和超细纤维技术融为一体，经过十几年的发展，成为国内超纤人工革领域中唯一的“中国名牌”和“中国超纤产业基地”，代表着超纤人工革系列产品的发展潮流。

   3非织造布工艺流程

   非织造布又叫无纺布、不织布，是用有方向性的或杂乱的纤维网制造成的布状材料，它是应用纤维间的摩擦力及摩擦加固而成的纤维制品，工艺流程如下：

   纤维混合→粗开松→大仓混棉箱→精开松→气压喂棉→称重→梳理→铺网→针刺→在线检测→成品卷绕

   3.1纤维混合及开松

   一般超纤人工革选用一种海岛纤维进行加工，但是纤维的搭配和混合仍然非常重要，由于不同批次、班组之间的差异，会造成非织造布的质量不均匀，影响超纤人工革的物性指标的稳定性和手感的差异。

   所以需要配置至少两台喂棉机，同时在操作过程中，也要分批次、班组搭配使用，不能按批次或班组使用，以保证非织造布的质量稳定，而且在喂棉时要进行撕扯，简单混合后喂入喂棉机，要保持喂棉机的棉位稳定，避免过多的纤维挤压，影响开松的效果。

   3.2大仓混棉箱及开松

   完成纤维的混合和初步的开松后，只是进行了粗略的混合，仍需要通过大仓混棉箱进行进一步的混合，以保证纤维充分混合均匀，同时储存一部分纤维以保证后续加工连续，由于大仓混棉箱比较大纤维下落时会产生挤压，一般大仓混棉箱需要配备旋风分离器，以保证纤维能够分散下落，解决纤维挤压问题。

   3.3气压棉箱及称重

   非织造布的稳定性主要是克重的均匀性和稳定性，是决定超纤人工革厚度均匀、物性指标稳定的前提条件，因此，棉箱输出的棉层均匀性是关键，配合称重装置来进一步稳定喂入的纤维密度，保证非织造布的品质稳定。

   一般采用气压式并带有自调匀整功能的棉箱，需要根据纤维的特点，自行调整风量、风压及振动频率到最佳状态，一般要求设备的克重控制在1.5%以内，才能保证最终非织造布的克重均匀和稳定。

   3.4梳理

   梳理是将定量喂入的纤维进行分梳、剥取、提升、转移，使纤维成为单根、连续状态的纤网，根据最终超纤人工革的物性要求，需要调整上、下单网的克重和杂乱的效果，来保证物性指标的稳定。

   为保证单网的均匀性，需要定期进行设备清理，校正各工作辊的间隙，保证梳理效果和单网均匀，不能出现棉结、棉条、云斑等缺陷。

   3.5铺网

   铺网是对梳理后的单网，进行往复式的折叠，形成具有一定厚度、蓬松的棉层。随着铺网技术的不断发展，带有Profiling的铺网机，可以将整个纬向分成独立的每段调整，可以对不同段进行微调，能够保证最终产品的克重、厚度及物性指标的稳定、均匀。

   3.6针刺

   针刺是使用带有钩刺的刺针，将纤维从上表面拉至下表面，使纤维不断的相互缠结，形成三维空间网络状结构的非织造布，为超纤人工革的加工提供了完美的骨架。

   针刺技术关键是保证产品的针刺效果均匀，减小纤网的异常牵伸，并保持经纬强力比接近，保证产品的品质稳定。随着针刺技术的不断发展，最新的超级针刺技术-Hyperpunch，能够降低纤网的异常牵伸，解决了表面针眼大、易断针及物性指标不稳定的缺点，提升了表面平整度和尺寸稳定性，改善了纤维缠结效果。我公司采用最新的Hyperpunch针刺机，提升了产品的品质，保持超纤人工革高的生产技术水平。

   刺针是针刺机的重要组成部件，决定着非织造布的品质，也是决定超纤人工革品质的关键，需要规定时间进行清理刺针和更换，为降低成本及充分发挥刺针的利用率，一般将一块针板分三区，逐步更换，这样可以稳定非织造布的品质和物性指标。

   3.7在线检测

   在线检测是对针刺后的产品进行克重、厚度的在线扫描，并形成对应曲线，显示每个点的克重、厚度变化，为铺网机的牵伸微调提供依据，也可以进行联动，通过在线检测向铺网机反馈，由铺网机自行调整至最佳状态。

   4非织造布的质量控制

   非织造布是超纤人工革的基础，其产品质量直接影响超纤人工革的品质，因此，需要加强非织造布的在线质量控制。

   4.1棉结

   棉结是非织造布最容易出现的问题，一般是由纤维相互纠缠而成，主要与纤维含水含油指标和设备原因造成。纤维要保证可纺性好，含水含油指标以所用设备条件来调整，并根据不同季节制定不同的含水含油率，而设备则要对间隙、速比、针布型号来搭配纤维的物性指标，来减少棉结的产生。

   4.2云斑状网不匀

   云斑状网不匀主要影响超纤人工革的品质稳定性，产生原因是纤维开松不到位和喂入不均匀造成，需要设备连续、平稳的运转，保证纤维的开松效果，并不定期校正喂入装置的灵敏度和称重的准确度，以避免出现云斑状网不匀现象。

   4.3针痕和条纹

   针迹、针痕和条纹顾名思义是由刺针引起的，这类缺陷影响超纤人工革的表面褶皱状态，一般评价褶皱的标准是将样品折成90度的弧状，在1厘米宽度范围内褶皱大于或等于6个为合格产品，而具有这类缺陷的产品，褶皱效果很差，折后会出现很粗的大褶皱，无法与天然皮革相比。针痕主要是由断针造成，一旦发现针痕现象，应立即停车检查针板，快速修复断针，条纹则是刺针重复针刺造成，可以选用杂乱布针的针板，配合针刺工艺的调整，以解决重复针刺现象，保证布面效果平整、均匀。

   4.4毛羽

   较长的毛羽会导致超纤人工革表面出现起皮现象，影响超纤人工革的外观质量，主要原因是非织造布表面的纤维太长造成，需要调整针刺工艺，将纤维充分缠结，并保证表面不出现长的纤维，同时配合后工序的工艺调整，保证表面平整度。

   5非织造布的发展

   非织造布以空间上的三维网络状结构为超纤人工革提供了模仿天然皮革的基础，配合微式开孔结构的聚氨酯树脂及一系列后整理，使超纤人工革成为替代天然皮革的最佳材料，并弥补了天然皮革的缺陷，迅速得到了广大客户的喜爱。

   然而，非织造布的三维网络状结构虽然接近天然皮革，但是非织造布的内外密度一致，不能完全达到天然皮革在截面上的密度梯度分布，即超纤人工革的韧性较天然皮革差一些。山东同大海岛新材料股份有限公司通过优化生产工艺，生产的仿头层皮超纤人工革，其微观结构完全模拟天然皮革的微观结构，基本具备了天然皮革的韧性和弹性，但是仍需要继续改进和提升。

   总之，随着非织造技术的不断发展，超纤人工革的发展和应用空间也会不断扩大，成为新一代的合成材料。