日本超細纖維合成革的典型生產技術

近幾年,受中國同類產品的沖擊,日本的超細纖維合成革常規產品產量下降,且自2000年以來基本停止了擴產建設,正快速向高檔化產品方向發展。目前,國外聚氨酯超細纖維合成革仍以日本幾家超細纖維合成革生產企業(包括可樂麗、帝人、東麗、旭化成、鐘紡、三菱麗陽等 6 家)為主,它們在產量、質量和品種方面占有領先地位。目前其發展動向關系著全球超細纖維合成革產業的發展。由于幾家企業采取的工藝技術各不相同,因此其產品性能和應用領域也不同,具有多樣化、差別化的特點。

1東麗公司

日本東麗公司在1970年已經實現了絨面合成革的產業化。エクセーヌ(Ecsaine)是用超細纖維非織造布與PU樹脂復合而成的仿麂皮型合成革,使用的纖維原料是由復合海島纖維制得的長絲,其中島組分為PET,海組分為PS,經溶劑溶除PS后單纖的線密度大約為 0.01 dtex。Ecsaine生產工藝流程如下:

海島型復合超細纖維 → 成網 → 針刺 → 基布 → PVA浸漬 → 干燥 → 浸漬聚氨酯溶液 → 固化 → 溶去海組分 → 磨絨 → 割片 → 染色和整理 → 人造麂皮。

Ecsaine具有獨特的麂皮感,染色鮮艷,質輕,柔軟,堅牢而富彈性,耐磨性優良,尺寸穩定,多孔的構造賦予它良好的透氣性,且比天然皮革易于保養。

アルカンターラ(Alcantara)是日本東麗公司開發的專門用于汽車內裝飾材料的合成革,它是用線密度為 0.5 dtex的超細纖維非織造布和PU膠構成的合成革。在非織造布中插入特殊的補強材料后既具有麂皮的手感和外觀,又經得住用于汽車內裝飾材料的苛刻條件。Alcantara的主要特點是難燃,耐光,柔軟和強韌的耐久性,優良的透濕、透氣性,適當的摩擦系數而又不過于滑爽,且傳熱和導熱性能優良。

2可樂麗公司

可樂麗公司的クラリーノ(Clarino)是1966年投產的仿麂皮合成革,1970年產量已達 300 萬m2,現今的產量為1 580 萬m2,主要包括兩大類,即銀面革和絨面革。銀面革最初的產品是“クラリーノNS”,而絨面革繼最初產品“クラリーノL”之后又增加了多種新產品。

Clarino的開發思路是以替代天然皮革為目標的。為此,可樂麗公司從解析天然皮革的構造和性能入手,將其模型化,再依其功能將其人工合成。天然皮革是由膠原纖維立體絡合而構成的特殊構造體。依此,Clarino以特種纖維構成的非織造布為基本形態,再用PU樹脂將其粘合并賦以銀面層,從而保證它具有良好的物理機械性能、二次加工性能,且手感等方面更接近天然纖維。Clarino的制造過程主要包括以下 5 個部分。

(1)特殊纖維制造技術,即PA6(或PET)/LDPE按照一定的比例共混紡絲制造海島(不定島)型共混纖維以及海島形態結構的控制技術;(2)非織造布制造技術(共混纖維的排布與立體交絡);(3)PU樹脂加工技術(包括PU樹脂的合成、含浸、涂敷及固化技術);(4)溶解抽出技術,即使用溶劑將LDPE抽出;(5)表面整理技術(包括壓花、起絨和染色技術),如含浸PU膠,則再造面將得到銀面革,若含浸PU膠后僅作起絨整理則得仿麂皮織物。

束狀超細纖維是以構成天然皮革微原纖集合體的膠原纖維(約 1 ～ 4 μm )為開發目標的。Clarino系列的多數產品,雖然外觀上與天然皮革幾無區別,但單纖細度并未達到天然皮革的水平。只有當“ソフリナ μ”的單纖線密度達到 0.000 1 dex時,才能真正得到酷似天然皮革的風格。

合成革基體層的構造會對其性能產生較大影響,其中影響最大的是粘合劑的種類、其與纖維間的粘結狀態以及海綿結構。目前市場上大多以PU為粘合劑。非織造布含浸PU(DMF為溶劑)后,以水為沉淀劑使PU發生相分離而凝固,形成連續微細構造的基體層。在其后抽出LDPE完成PA6纖維的細化過程中,束狀超細纖維與PU膠之間自然地形成空隙,加大了束狀超細纖維的活動自由度。而海綿狀PU上的微孔尺寸大小、數量以及孔的分布控制與PU的種類,添加物的種類、用量及凝固浴的濃度、溫度有關。

此外,可樂麗公司還開發了商品名為“パーカッシオ”( Parcassio)的新產品,即用不同粗細的超細纖維,自下而上形成梯度過渡,與天然皮革的構造極其相似。如上層是 0.07 dtex的PA6超細纖維,提供高強度和柔軟性;下層是0.000 1 dtex的PA6超細纖維,提供類似天然纖維的可伸縮性和厚實感。這種具有密度梯度的致密層有可能形成自然的褶皺,且基體層中有微細的通氣孔。表 3 是Parcassio的透濕、透氣性能。

3帝人公司

2004年日本帝人公司開發了一種商品名為ロエルII(Loele II)的酷似天然小牛革構造的合成革,皮膚觸感極好,纖維構造致密,表皮為多孔質層,具有優良的強度持久性,且生產過程中不使用有機溶劑。該產品的主要工藝特點為:將由兩種聚合物構成的復合纖維制成“特殊高密度非織造布”,再用水分散型PU含浸,而后在短時間內使之凝固成形,選用特殊的水分散型PU,使其在斷面上形成具有小孔的表皮。該項技術將紡絲 — 非織造布 — PU成形三合一,簡化和縮短了生產工藝過程。

4旭化成公司

日本旭化成公司的仿麂皮合成革ラムース(Lamous?)于1980年實現產業化,但在最初的 10 年間幾無發展。1990年開發了水分散型PU合成革后,由于生產環保、浸膠量少、成本較低,在歐洲家具市場上具有很強的競爭力。以此為契機,Lamous?的發展速度大大加快,并擴展至汽車內飾材料以及服裝領域。

Lamous?是將 0.1 D的PET超細短纖挾于特殊的薄型網格織物間,經水刺后得到 3 層構造的織物,再經含浸PU、染色及防污、抗靜電、疏水整理后制成。

綜合來看,日本仍是當今世界上最大的超細纖維合成革生產國,可樂麗、帝人、東麗、鐘紡等幾家公司代表著國際超細纖維合成革的最高發展水平,其纖維及非織造布生產技術將繼續向著超細化、高密度化、多工藝化方向發展,PU制造則向著PU分散液、PU水乳液方向發展,從而帶動產品的應用領域不斷拓寬。