超细纤维合成革：第三代人工革优化方案

超细纤维合成革简称超纤革，是超细纤维通过梳理、针刺或水刺制成具有三维网络结构的无纺布，再经聚氨酯湿法含浸、减量、磨皮、染整等工艺最终形成的仿革产品。超细纤维采用与天然皮革中束状胶原纤维结构和性能相似的超细纤维制革高密度无纺布，结合具有开式微孔结构的高性能聚氨酯为填充材料，在结构和外观质感上真正模拟天然皮革的特殊形态（图1-9）。超细纤维合成革是一种跨行业的产品，其研发及应用技术涉及纺织、塑料、化工等诸多领域。

20世纪70年代，日本可乐丽公司、东丽公司等先后成功开发出超细纤维合成革。此后，随着生产技术、应用技术的进步和完善，生产成本的逐渐下降以及人们消费观念的转变和环保意识的增强，超细纤维合成革的生产和消费快速增长，现已被广泛应用在高档鞋、服装、家具、球类和汽车内饰等领域中。据统计，目前有90%以上的高档运动鞋（包括NIKE等国际著名品牌）是用超细纤维合成革制成；高档汽车座椅中也已大量采用超细纤维合成革代替天然皮革。

图1-9 超细纤维合成革的剖面电镜图

超细纤维的细度已经超过纺织上最细的天然纤维——蚕丝，而目前国际上对超细纤维的界定尚无统一的规格和标准。日本将0.55～1.1 dtex的纤维称为细旦丝，0.55 dtex以下的纤维称为超细丝；而欧洲的划分是：1.0～2.4dtex的纤维称为细旦丝，0.3～1.0dtex的纤维称为微细丝，0.3dtex以下的纤维称为超细丝。我国目前还没有统一的国标，但更倾向日本的划分界限，将纤维单丝线密度小于0.55 dtex的纤维称为超细纤维。

超细纤维在结构上的最大特点就是纤维的纤度极小，比表面积急剧增大，这种结构上的变化使纤维的诸多性能均发生了变化。如纤维直径的细化降低了纤维的刚度，大大提高了人工革的柔顺性和触感；纤维的细化还可以增加丝的层状结构，增大毛细效应，强化人工革的吸湿性和穿着舒适性；与此同时，纤维细化还可使纤维内部反射光泽，使成革具有细腻、柔和的视觉效果。由此可见，超细纤维合成革不论是内部微观结构、外观质感、穿着舒适性等均已达到天然皮革的标准，在耐化学性、质量均一性、大生产加工适应性以及防水、防霉变性等方面更超过了天然皮革，完全可以作为高档天然皮革的替代产品。因此，超细纤维合成革对于人工革行业具有革命性意义，它把人工革行业推向了更高的发展层次。

目前，超细纤维合成革的主流生产方法为海岛法。海岛纤维采用共混纺丝或复合纺丝的方式将一种聚合物分散于另一种聚合物中，在纤维截面中分散相呈 “岛”状态，而母体则相当于 “海”，从纤维的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1-10）。一旦用溶剂（甲苯或碱）将海组分溶解掉，则可得到集束状的超细纤维束。海岛纤维的岛组分通常是聚酯（PET）、聚酰胺（PA6）以及聚丙烯腈（PAN）等；海组分可以是聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）或改性聚酯（COPET）等。

图1-10 海岛纤维减量前截面形貌图

目前，国内外生产海岛纤维主要是通过不定岛法和定岛法。

（1）不定岛法(www.xing528.com)

采用双组分混溶纺丝技术，在纤维的横截面上能观察到岛组分（通常为PA6）以细微而零散的形态包含于海组分（通常为PE或PP）中，岛的数目、粗细、长短均不可控，其在纤维伸展方向上是非连续密集分布的，但总体比定岛纤维更纤细。通过后续加工加溶剂（一般为甲苯）操作使海组分溶解后（图1-11），才可以获得真正意义上的超细纤维束。

图1-11 不定岛超纤甲苯减量示意图

不定岛超细纤维中岛数量、分布及其纤度都存在随机性，经溶剂抽取开纤后，超细纤维的线密度在0.0011～0.11dtex，该技术由日本可乐丽公司最早发明。在国内，烟台万华公司首先拥有该技术并实现了产业化。到目前为止，国内大部分超纤革企业均是采用不定岛纺丝技术。但是，不定岛超纤的缺陷非常明显，这主要是由于不定岛超细纤维海岛结构及其岛形貌的不稳定性，增加了合成革后道工序中的不可预测因素。与此同时，由于岛形貌的不匀性，造成不定岛超细纤维纤度不匀，在染整过程中，这很容易影响成革的染色效果。另外，采用甲苯减量会产生成分复杂的有机溶剂废水，存在较为严重的环境污染问题和溶剂回收压力。当前这种方法还无法运用于生产长纤，只能用来生产短纤。

（2）定岛法

定岛超细纤维生产技术是在非定岛超细纤维生产技术及复合纺丝组件制造技术发展的基础上形成的，是超细纤维未来发展趋势。这种方法采用双组分复合纺丝技术，在纺丝分配板前各组分以独立形式存在，各自有各自的通道。观察纤维的横截面会发现，其中一种组分（通常为PET或PA6）以细微而分散的方式（犹如海水中的岛屿一般）包含于另一种组分（通常为COPET）中，两种组分在纤维伸展方向上是连续密集均匀分布的，岛的数目是确定、均匀而且富有规律的。纺丝后通常该复合纤维以常规纤度存在，通过后续加工的加溶剂（一般为碱）操作使海组分溶解（图1-12），才能得到真正意义上的束状超细纤维束。

这种方法目前主要用于生产高质量长纤。虽然纤维的纤度稍逊于非定岛纤维，但是由于克服了不定岛超细在纤维形貌不可控方面的缺陷，由定岛超细纤维制作的合成革产品在手感、仿天然皮革风格、机械性能和染色性能等各方面有了更大的改善，对开发高端的合成革产品具有相当的吸引力。在合成革领域，定岛超纤技术的研发与应用主要集中在日本、韩国及中国的台湾地区，尤其是日本可乐丽公司、旭化成公司、东丽公司、三菱造丝等掌握着定岛纺丝的核心技术。在中国大陆，经过多年研发探索，也有少数几家公司拥有了定岛长纤的生产设备及相关技术。

图1-12 定岛超纤碱减量示意图

无论是定岛还是不定岛超纤，碱减量开纤后均需进行染色、磨皮及三防、抗菌、阻燃、防紫外线等多种后整理加工，才能获得外观、性能逼真的防革产品。