针织弹力革基布技术工艺发展分析

第一节 针织弹力革基布基本生产技术、工艺或流程

牛巴革基布是一种新型合成革基布，它是对原高密度纯涤纶合成革基布进行改进的一种产品，它与其他合成革基布的最主要不同点是:密度大、面密度(克重)偏差小、纵横强力比小，是一种品质更好、质量要求更高的合成革基布。

根据原料性能和产品质量要求，牛巴革基布工艺配置为:原料搭配。开松混合、精开松、梳理。铺网、预刺、主刺三道、预蒸处理、热定形。卷绕包装。下面以200岁耐的基布为例介绍主要工序的工艺设置。

1、原料的选择与搭配

原料选择与搭配既要考虑成品的性能特性，又要考虑实际生产的工艺条件、产品的成本，还要注意各组成纤维的长度、纤度、比重等特征平均数，其差异不能太大。产品要求使用纯涤纶纤维，考虑产品要求的技术指标较高，选择了两种辽化涤纶和济南涤纶。

纤维的特性

不同原料搭配的产品性能

2、喂入

生产中采用毛斗式喂人。生产传统的合成革基布一般喂毛周期为75s，每次每台喂人机喂10斗，两斗共约2300g。为了提高混合的均匀性，以减少纤网的不匀及产品的偏差，我们将喂毛周期减少到60s，每次喂人时喂12斗，两斗共约1700g。这样可使纤维的精开松及混合均匀度大为提高，使纤网的不匀性降低，最终产品的面密度偏差减少1%左右。

3、梳理

采用德国Hergeth公司生产的双锡林双道夫梳理机。

按照以往生产合成革基布的经验，各梳理部件在设定的速度下生产产品的纵横向强力比为1.67:1，不符合要求，为此作了调整。调整的出发点是降低单网的杂乱程度，以提高单网的纵向强力，经交叉铺网后，最终使产品的横向强度提高。

(1)由于强力比差距太大，首先将上下凝聚罗拉关闭，而只用杂乱辊。关闭凝聚罗拉之后纵横向强力变为414N和296N,其比值为1.4.10

(2)锡林、杂乱辊、道夫的线速度是递减的，因此每两辊间均有凝聚作用，杂乱辊和道夫的速比影响着纤网的纵横强力比。速比越大，凝聚作用越强烈，杂乱效果越好，最终产品纵向强力越高;减少两作用辊速比，产品的横向强力将提高。为此可以通过提高道夫速度或降低杂乱辊速度来调节，考虑到该机针布使用年限较长，有一定程度损伤，增大道夫速度较为困难，故采用降低杂乱辊速度。杂乱辊速度从1060m/min降为989m/min，此时纵横向强力分别为396N和305N，强力比为1.31，已接近1.2:1，不足部分在针刺时通过牵伸再调节。

4、铺网

采用的设备为双帘夹持式交叉铺网机。

铺网是成品均匀的关键，铺出的纤网各处须均匀一致。铺网机铺网质量主要通过控制铺网小车在换向时的加速度和对纤网进行边的牵伸来完成。由于交叉铺网容易形成两边厚、中间薄的可能，所以将该铺网机的工艺参数设为:(1)铺网小车在换向时的加速度为2m/s2;(2)铺网小车从中间向两边走时有牵伸，从两边向中间走时无牵伸。牵伸距离从纤网两边算起为500,400mm，牵伸为正值2%。

调整前生产的产品在同一横向取出的6块样品面密度，可以看出幅宽方向的偏差较大，且明显的中间密度大两边小，为此做了以下调整。

铺网工艺调整前后产品的面密度分布

单位：g/m2

(1)铺网小车加速度的调节:中间纤网铺得厚而两边铺得薄，这是由于铺网小车在换向时启动加速度过快，造成小车在边部停留时间过短而形成的。为此将小车加速度由2m/s2调为1.5m/s2，使小车在两边时速度小些，而多沉积一些纤网来增加两边的厚度。

(2)纤网边的牵伸:原来边的牵伸是正值，纤网在网帘的牵引中有一定的伸长，从而使两边的纤网相对变薄。而且原来纤网从中间向两边走时有边的牵伸，而从两边向中间走的时候没有边的牵伸。为此将牵伸调为负值一2%，且设置改为无论铺网小车从中间向两边运动或从两边向中间运动，边的牵伸设置均有效。这样，有利于纤网在两边形成堆积，而使边部加厚。调整后产品在幅宽方向的面密度情况如表3。可以看出面密度偏差有了明显的改观。

5、针刺

针刺过程要控制产品的密度、厚度以及产品的纵横向强力比。针刺机采用DILO公司设备，主刺机有3台，均为对刺机。预刺机针板植针密度为2001)枚/m，主针刺针板植针密度为500()枚/m。根据表2中方案3的要求，该产品最终的厚度为0.8mm，为此针刺完厚度应控制在1.0一1.Imm，然后通过热定形达到0.8mmo试车时采用了表4所示(调整前)的工艺参数，其未经定形产品的主要指标均不符合要求，如厚度为1.2mm，纵向断裂强度397N,横向断裂强度301N，纵横强力比1.32:1，为此进行了多方面的调试。

针刺工艺参数

1）预刺参数的调节

预刺密度的调节预刺时纤网较蓬松，针刺密度加大时，纤维上下方向位移易增大，使缠结力增大。曾实验在总密度不变情况下，改变预刺密度，试验其对纵横向强力比的影响，如表5。结果发现，在一定的范围内，提高预刺密度，产品纵横向强力也随着提高，且纵横向强力比下降。

预刺参数的调节

预刺时纤网由厚变薄存在一定的自然伸长，这时要合理设置喂入与输出的速度。输出速度过小时容易造成纤维网在针刺区内的堵塞，不能顺利通过;过大时，又会对纤网产生牵伸，对保持产品横向强力不利。调试中喂人与输出的速度比值对纵横强力比的影响见表5。兼顾两方面的影响，最终取为1.44(0.95m/min:0.66m/min)。

2）主刺参数的调节

主刺深度：在其他工艺参数不变的情况下，增加针刺深度，可使针刺时的有效进齿数即刺针上与纤网接触的刺钩数增加，从而加强纤网的缠结效果。将对产品强度影响较大的前两道主刺机的主刺深度分别从8,7mm调到10,9mm时，强度变为纵向405N，横向356N，且产品厚度变为1.OOmm，已基本符合要求。但深度加到14mm和12mm时，虽然此时强度又有所增加，但此时纵横向强力比增加，且产品表面有明显的针痕。大针密和大针深将会导致针刺条纹明显，甚至产品结构被破坏，进而导致产品强力明显降低。最后一道主刺机主刺深度确定为4mm，以增加针刺密度并完成修复表面的作用。

牵伸比牵伸比是指纤网输出与喂人速度的比值，影响产品的最终纵横向强力比。经过铺网、预刺的调节，纤网的纵横向强力比得到了保证，因此，主刺时应避免对纤网进行牵伸。在第一主刺区仍存在与预刺区类似的纤网自然的伸长，牵伸比采用1.26，在第二、第三主刺区均采用负牵伸。

针板隔距：在其他条件不变的情况下，针板隔距选小，便减小了由于针刺深度所造成的纤维上下方向上的位移，有利于保护纤网的均匀性和取向，产品质量愈好。预刺时纤网较为蓬松，针板隔距选大;主刺时纤网厚度大为减小，针板隔距选小。

6、热定形

经过针刺后的产品，其密度、外观质量及厚度均达不到最终要求，为此要经过热定形，主要目的是通过减少厚度来增加密度及改善它的外观质量。定形机为法国Flesser公司生产。开始试车时，厚度压缩不多，且表观质量也不太好。为此在定形机前加上沸水蒸气热蒸，为了保持蒸汽均匀不间断，采用水槽式加热。基布先经蒸汽预蒸，再进人定形机，预蒸处理的产品在产品厚度、外观质量、产品表里密度的一致性等指标上有了质的改变。定形线压力和定形温度两参数的调节是改善产品质量的重要因素。基布厚度热缩率随热定形线压力的增加而增加，并趋于稳定。热定形温度对基布厚度影响较小，但对基布外观和手感有一定的影响。

定形过程中线压力的影响

为了消除加工过程中产生的预应力，并使纤维充分收缩而又不熔化，应根据纤维的热学性能来选择热定形温度。经过热定形处理的基布手感会变硬，表面平整，但若形成光洁膜则会影响基布在后序加工中的的吸浆性。根据涤纶的热性能和试车经验，定形温度为18090，线压力为2.0kg/cm较为合理，最终产品厚度在0.7一0.8mm之间。

第二节 针织弹力革基布新技术研发、应用情况

超细纤维水刺非织造合成革基布是利用先进的水刺工艺技术,并结合裂片型复合纤维的特点的产物。分裂型复合纤维经梳理成网后,借助水流的强烈撞击,使复合纤维分裂成超细纤维,其突出的优点是水刺剥离和水刺成网融为一体,使纤网的加固与纤维的分裂在一次加工中完成,具有工艺流程短的特点。用机械物理的方法取代化学的方法剥离纤维,不仅可省去化学处理工序,节省化学原料,节省能源,降低成本,而且可避免因化学处理而造成的污染。将水刺技术与裂片纤维的特点相结合是研制超细纤维仿真皮革基布的一种新颖手段。

由于超细纤维水刺非织造布合成革基布具有纤维细度细,集聚体致密,与树脂粘合性能好,产品柔软等优点,可用于仿制种种不同风格的天然皮革,制成酷似真皮的制品,因而受到了合成革厂家以及革制品厂商的极大关注。随着人们对仿真PU合成革制品的不断了解及PU革制造成本的不断降低,品种花色的不断扩大,预计未来的5年～10年中,超细纤维PU合成革将会快速发展,必将促使非织造技术的进一步发展,并带来可观的经济效益。

第三节 针织弹力革基布国外技术发展现状

国外已发展到采用差别化超细纤维非织造布为基材来制作高档聚氨酯(PU)合成革,尤其是日本、韩国的超细纤维合成革显示了相当高的技术水平。选用具有三维致密结构的超细纤维水刺非织造布制成的PU合成革,在其内部的纤维之间充满着具有连续微孔结构的聚氨酯,因而具有良好的透气性、柔软性和弹性,成为从内部结构到外观手感和性能均具有真皮感和性能的高档人工皮革。

第四节 针织弹力革基布技术开发热点、难点分析

1、高密度针刺技术

随着合成革业的不断发展,非织造革基布的应用逐渐成为一种趋势,其中针刺非织造革基布以其良好的仿真性能，优越的物理特性，较低的生产成本,成为合成革基布的一个重要分支。但是普通针刺产品在手感和密度上不能满足高档人造革的要求,其主要原因有:普通针刺产品的密度在0.18g/cm3-0.23g/cm3之间,而要达到仿真的手感和弹性,最终产品的密度要大于0.30g/cm3,所以基布的密度必须大于0.25g/cm3,根据不同制革工艺可达0.30g/cm3以上。中国人造革合成革网www.rzghcg.com普通针刺产品通过增加针刺密度和轧光整理也可使密度达到0.25g/cm3以上,但存在纤维损伤,特性指标下降,手感变硬等严重缺陷。高密度产品在PU含浸过程中可节约大量成本,同时又保证最终产品优良的机械物理性能,是普通针刺产品无法做到的。近年来,水刺法合成革基布发展迅猛,因而需要针刺产品发挥工艺灵活的特点,在高档产品，厚重产品上深挖潜力,才能在市场上占有一席之地。高密度产品广泛应用于高档鞋面革，运动鞋，球革,特别适合用针刺工艺生产。

针刺合成革基布以短纤为原料，经梳理、铺网，再经针刺机带有钩刺的高密度针刺技术的专用刺对基布进行反复穿刺，使得纤维之间互相缠结，织物更加密实，具有很大的针刺密度和纤维密度。国内有厂家分析了合成革基布的生产特点，通过对纤维生产工艺的调整，生产出针刺皮革基布专用涤纶短纤维，使其性能更适应高密针刺加工工艺。在相同的针刺工艺条件下，使用专用纤维作原料比普通纤维作原料其产品的撕裂强力可提高20%-25%，从而提高了针刺合成革基布的质量，增加了市场竞争优势。

2、牛巴革基布生产技术

合成革作为天然皮革的替代品正在向着功能化、仿真化和更高的层次发展。相应的合成革基布也需要有质的进步和发展。牛巴革基布是一种新型合成革基布，它是对原高密度纯涤纶合成革基布进行改进的一种产品，它与其他合成革基布的最主要不同点是:密度大、面密度偏差小、纵横强力比小，是品质更好，质量更高的革基布材料。

牛巴革基布必须具有致密的三维结构，基布要具备透气、透湿、结构均匀、强度高等特点。在外观和手感方面，要求基布表面平整，纵向横向或斜向无条纹针迹存在，表面自由纤维少。密度要均匀一致，要具有良好的柔软性、悬垂性、耐磨性和吸湿性。高质量的合成革基布在透光条件下检查，不允许有云斑形密度不均匀的现象存在。此外在密度、面密度偏差、纵横强力比方面比一般合成革基布要求更高，具体为:(1)密度≥0.25g/cm3；(2)密度偏差≤4%；(3)纵横强力比≤1.2:1;(4)断裂强度≥250N/3cm(基布面密度200g/m2)。

3、高密水刺技术

在高密水刺非织造布工艺中,混有一定比例高收缩纤维的水刺复合分裂纤维合成革基布,经过热风穿透的作用,高收缩纤维在湿热状态下沿纤维的长度方向急剧缩短,从而使基布取得收缩致密的效果。一般加高收缩纤维的基布密度可提高10%-30%。高收缩纤维是一种物理改性的涤纶纤维,在沸水或空气作用下,单根纤维会产生收缩,其收缩率可控制在30%-75%范围。

复合分裂型纤维是将两种组份配比，粘度等性能不同的成纤聚合物分别输入同一个纺丝组件,并在组件中的适当部位汇合,在同一纺丝孔中喷出而形成的纤维。水刺加固过程中纤维受到水针压力的作用而使其两种性能不同的纤维界面分离,从而使基布中的纤维分裂成0.13dtex，无需再进行碱减量等后整理。基布的密度可达0.30g/cm3,手感很接近于真皮。

目前,能生产符合水刺非织造布工艺要求的复合分裂短纤维者厂家寥寥无几。经过对国内外几个品牌的试验对比表明,韩国HYOSUNG公司的复合分裂型短纤维在可纺性，中国人造革合成革产品质量方面比较适合水刺工艺的要求,产品开纤度达70%以上。聚酯/聚酰胺复合纤维规格为2.2dtex×51mm，一根可以分为16根,聚酯和聚酰胺两种组份分别占80%和20%。

水刺不但可以单独采用梳理成网的非织造材料，还可以和其他工艺形成的纤网复合起来，形合新的产品。国外已有多种水刺复合产品在市场上出现，可以作为我们的借鉴。梳理成网-纺丝成网-梳理成网-水刺复合产品。

4、水力复合技术

用作合成革基布的复合织物一般采用热熔复合、粘合剂复合及水力缠结复合等技术，其中水力复合技术系采用高压水刺的方法将基材中的纤维打乱，使不同层材料中的纤维互相交缠、穿插而紧密结合在一起，形成复合材料。高压水刺方法所生产的产品手感柔软、风格好、性能优异，生产过程对环境没有任何污染，是当前非织造布领域一种正在崛起的复合技术。

当今非织造布生产技术不断向复合技术型方面推进,SMS、SMMS已成功投入运行,产品迅速被市场接受,而作为纺粘+水刺，针刺+水刺的复合技术尚处于研发阶段,一旦成功进入商业运作,便可为合成革企业提供高强(纺粘+水刺)。厚实平整(针刺+水刺)的高档PVC、PU合成革基布,使水刺技术更得以进一步的延续和发展。

第五节 针织弹力革基布未来技术发展趋势

从非织造布的加工设备及其生产技术的发展情况来看，革基布的发展趋势主要有三个方面：

1、超细纤维非织造布：以超细纤维为原料，用水力缠结的工艺技术加固而制成的高撕强、高强力、高仿真性超细纤维非织造布革基布这种产品目前市场上有销售，但还要在原料的合理选用和对生产工艺技术做改进等方面继续进行研究，以进一步提高超细纤维的开纤度，增加纤维的细度和比表面积，使超细纤维非织造布的经、纬向强力基本接近一致；

2、复合织物：复合织物兼具了非织造布和有纺织物的优点，综合性能好，是革基布生产商看好并努力研制其生产技术的又一高档人造合成革基布产品。下一步要进行的研究工作是对复合织物的单组分材料之非织造布的原料组成和加工方法进行改进以及对复合加工的技术进行改善，在提高复合织物风格的同时，进一步降低复合织物产品的生产成本，扩大其在人造合成革领域的应用；

3、功能性非织造布：在努力研制开发超细纤维非织造布革基布和复合织物革基布的同时，赋予人造合成革基布新的功能，如具有防水、透湿、抗菌防臭等功能的革基布也是急待开发的一类新产品使革基布具有一定的功能可以通过以下两种方法:

（1）采用差别化纤维，如抗菌纤维、调温纤维、异型截面纤维及进行过表面改性的纤维，可以改善最终人造合成革产品的杀菌性、抗寒保暖性、透气性和耐磨性等，而且所具有的这些特定功能是永久不变的；

（2）采用后整理的方法赋予革基布特定的功能，如抗菌防臭整理、防水透气整理、仿皮革味整理、香味整理等，选用的整理剂有两种类型：

一般性整理剂，这种整理方法成本较低，经过整理的革基布可以具有多种功能，但功能持久性不好，不耐洗涤，即使在不洗涤的情况下整理剂也会在短时间内挥发掉，使革基布丧失功能性；

含有微胶囊的整理剂，微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆使之形成微小粒子的技术，微小粒子即微胶囊的直径在2mm到2000mm范围内，由于在形成微胶囊时，囊心被包覆而与外界环境隔离，使其本身性质能毫无影响地被保留下来，不受外界的湿度、氧气、紫外线等因素的影响，而在适当条件下，壁材被破坏时又能将囊心释放出来，因而使用期长久。采用含有微胶囊整理剂的整理工艺简单，在一般的整理设备上就可以应用，其成本虽然比一般整理剂的成本高，但功能持久性好，如一些材料经过含有香味微胶囊整理以后，其留香性可以保持三年或三年以上以上两种赋予革基布功能性的方法中，采用差别化纤维可以使革基布具有永久的功能性，但生产成本高，影响了其普及应用；对革基布进行后整理则是一种简单、易行而又成本低的加工方法。

为了排除一般性整理剂整理效果持久性差的缺陷，应该采用含有微胶囊的整理剂。对于人造合成革这类耐用品，在制成服装、鞋或箱包后，使用时间一般为1～5年，就要更换新款式，而经过微胶囊技术整理以后，革基布功能的持久期限完全能够保持在1～5年这个时间段内，因而包含有微胶囊的整理技术是革基布获得功能性的一种较理想的加工手段。