超细纤维合成革在机械强度、耐化学性能、丰满度、柔软度、保型性、质量均一性、自动化剪裁加工适应性等方面均有很大优势,是最有可能替代天然皮革的第三代人工革,但超细纤维合成革在悬垂性、卫生性方面还不能达到天然皮革的水平。超细纤维合成革生产过程污染相对较轻,但超细纤维合成革基布减量过程中产生的甲苯挥发或涤纶水解物、基布加工及后续加工过程中使用的有机溶剂也会造成环境污染及资源浪费。因此超细纤维合成革的发展主要为两个方面:功能化和清洁化。
(1)功能化
功能化主要是提高超纤革的仿真性,使其更接近天然皮革;或提高性能使其品质提升,例如色牢度等;或开发新的功能,拓宽其应用领域。
①仿真性 超纤革是由聚氨酯和尼龙组成,其弹性、伸长率等性能均有差异;聚氨酯与纤维有离型效果,但还是具有包覆作用;不定岛超细纤维粗细不均,定岛超细纤维不够细;超纤革基布的密度还不够高,这些都造成超纤革的悬垂性不如天然皮革。目前有开发更细的定岛纤维、使用更高密度的无纺布、在浸渍液添加填充剂、对超纤革基布进行加脂等方式来提高超纤革的悬垂性。随着材料和工艺的进步,超纤革将在各方面接近天然皮革。
②色牢度 色牢度是超纤合成革的一大难题,包括干湿色牢度、耐水洗、皂洗色牢度、耐晒色牢度等。在常规用途方面,色牢度基本可以达到要求,在特殊应用场合,色牢度还需要提升。例如汽车革的耐光照牢度,需求标准是耐光照300h,不变色,而国内高品质的产品耐光照达不到100h,有待于突破提高。
③新应用领域 可以在加工过程赋予超纤革阻燃功能,用于有阻燃需求的场合,例如汽车内饰、飞机内饰等;提高超纤革的仿真性尤其是悬垂性后,可将超纤革用于服装;可开发泡孔细腻、弹性好的超纤革用作精密电子器件的磨材等。
(2)清洁化
清洁化主要是指在超细纤维合成革生产过程中,对有可能产生有机物排放的环节进行工艺改进或原材料换代,减少或避免有机物排放,从而减少或者消除它们对人类及环境的危害。(www.xing528.com)
①后续加工 对超细纤维合成革基布进行后续加工,有些工艺会用到有机溶剂,有机溶剂可部分回收,但还是会有部分挥发,对环境造成危害;并且在这些加工过程中对接触的人员会造成伤害。若在这些工艺中不使用有机溶剂,可以减少对环境及人类的影响,并且可以节约资源。
例如干法贴面过程可以使用水性树脂替代溶剂型树脂,采用TPU工艺或用无溶剂工艺;在印刷过程中使用水性印刷料代替溶剂型印刷料,都能大量减少有机溶剂的使用。并且水性聚氨酯工艺可有效提高成品的透湿透气性能,改善成品的卫生性。目前,不使用有机溶剂的工艺尤其TPU工艺和无溶剂工艺的灵活性还达不到溶剂型工艺的水平,所加工的产品物性也低于溶剂型。随着水性材料和无溶剂材料的发展及合成革加工工艺的改善,清洁型后续加工方式将逐步替代溶剂型加工方式。
②湿法过程 在PA6/COPET型超纤革的无纺布定型过程中使用聚乙烯醇,在革基布减量时排入水体。聚乙烯醇可生化性差,不利于水体复氧,对水体环境有破坏。目前有两种方式避免聚乙烯醇排放:使用其他水性材料代替聚乙烯醇上浆,例如水性聚氨酯;或优化工艺,在加工过程不使用聚乙烯醇上浆而直接进行后续加工。
PA6/PE型及PA6/COPET型纤维无纺布在浸渍过程中会使用聚氨酯的DMF溶液,在此过程DMF会对环境和人员造成危害。若将溶剂型聚氨酯改为水性聚氨酯,将不会产生此问题。目前PA6/COPET型无纺布水性聚氨酯浸渍技术已经成熟,工艺分为两种:。
③纤维加工 目前苯减量方式在减量及PE回收过程会挥发甲苯造成污染;碱减量后PET水解成对苯二甲酸盐和乙二醇,不易回收,也会造成环境污染。开发可清洁减量的海岛型超细纤维,是解决超纤革减量污染问题的一个发展方向。
随着材料的发展、工艺技术的进步,超纤革的生产将日趋清洁化;随着超纤革品质的提升、功能的增加,其应用领域将更加广泛。
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