海岛超纤皮革的应用技术与发展

目前皮革应用的领域主要为鞋材类、家具、沙发及箱包类，车船内饰类，服装面料类，手袋、工艺装饰面料类以及军需用品等方面都有大量应用。

      现在市场采用的纺织皮革制作材料主要由两部分组成。一部分是皮革所用的基布，基布一般采用机织、针织、编织、非织造布等材料；另一类是面层，主要是在基布上涂覆PVC或者是PU树脂。以下我们就超纤皮革的技术发展分层次进行阐述。

一、超细纤维

1、超细纤维的发展史

纤维超细化研究的源头可以追溯到二十世纪40年代，最先利用合成纤维成功地使复合纤维产业化的是美国的杜邦公司。

1962-1965年间，日本东丽、钟纺、帝人、可乐丽等公司利用各自的方法成功地制造出各具特色的超细纤维。例如，多芯型、木纹型、放射型、中空放射型等各种复合纤维被开发出来。

进入上个世纪70年代后期，东丽公司通过分析天然纤维从中受到启发制造出非常均匀的纤维技术。80年代后，超细纤维良好的特性受到消费者的欢迎，形成今日的人工麂皮热。

到了上个世纪90年代后，国际上诸多公司纷纷推出聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈以及聚丙烯等细旦长丝。同时也出现了"细旦纤维"、"微细纤维"、"超细纤维"等名词，然而至今国际上尚无有关细旦纤维的统一定义。近些年来，日本化纤行业普遍将单丝线密度低于0.3dtex的纤维称为超细纤维。 

2、超细纤维的特点与用途

超细纤维因为它比传统的纤维细，所以比一般纤维更具蓬松、柔软的触感，且能克服天然纤维的易皱、人造纤维不透气的缺点。此外，它还具有保暖、不发霉、无虫驻、质轻、防水甚至吸水等许多无可替代的优异特性。 

超细纤维的品种有超细粘胶丝、超细锦纶丝、超细涤纶丝、超细丙纶丝、超细腈纶丝等等。 

超细纤维的用途越来越广泛，并且多是应用在人工皮革、医用材料、高档过滤材料等高级材料的场合，目前也有用熔喷法直接生产超细纤维的，一般用于高级过滤材料。

3、超细纤维的类别

（1）  桔瓣分裂纤维，也由两种成分组成，一般有4、8、16、32瓣等，分裂长丝国内比较稳定，产量也很高，分裂短纤维我国广东省有生产，但是目前质量与国外还有很大差距。

（2）  海岛纤维。目前生产海岛超细纤维有两种方法。

一种是定岛法：它是通过双组份复合纺丝技术制成的，在纺丝分配板前都是单独形态存在，各走各的管道，其纤维的横截面是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分所包围，很像海中的岛屿，其岛与海成分在纤维的长度方向上是连续密集均匀分布的。岛数固定、均匀且有规则，纤度一致且能达到0.04旦。纺丝后是以常规纤度存在，只有在后加工用溶剂将海成分溶解掉，才可真正得到束状的超细纤维束，目前用在长丝上比较多。

二是不定岛法：它是通过双组分混溶纺丝技术制成的，其纤维的横截面也是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分所包围，其单根纤维中的岛在微观上是不可控制的、在纤维的长度方向上是非连续密集分布的。岛数不固定、纤度有差异但总体纤维更细，最细可以达到0.001旦。纺丝后也是以常规纤度存在，只有在后加工用溶剂将海成分溶解掉，才真正得到束状的极超细纤维束。由于其岛部分是经过拉伸而形成极超细纤维，所以目前尚不能生产长丝，而只能是生产短纤维。

图1不定岛纤维截面

图3定岛海岛纤维截面电镜图

  

4、海岛纤维的组分

一般而言，在海岛纤维中，岛的比例越高，其纤维的最大可拉伸倍数就越小，即可拉伸性能越差。

海岛纤维的组分（一般双组分），岛一般采用聚酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚丙烯腈（PAN）等；海组分可以是聚乙烯(PE)、聚酰胺(尼龙6或尼龙66)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯[(PS)以及丙烯酸酯共聚物或改性聚酯等（COPET）。

岛的数量对于定岛海岛纤维从16、37、64到200，甚至可以达到640或900以上；相对不定岛海岛纤维来将就杂乱无章没有规则数字，可以是几十、几百，但是也可以是几个。

海与岛的比例从原来的60:40演变为20:80，甚至10:90。目前，市场上流行的定岛海岛型超细纤维中，岛的组分为聚酰胺，海的组分定岛为可溶性聚酯，不定岛海岛纤维海成分一般为PE，定纤维岛在纤维中呈长丝状，数量为37，海与岛的比例为30:70。不定岛海岛比例一般为55：45或50：50。

二、皮革的发展历程

1、皮革材料的技术发展

人造皮革的发展过程经历了五次重大的技术变革。第一代皮革技术是机织布涂覆聚氯乙烯树脂，以上通称人造革；第二代皮革技术是经编针织布涂覆聚氨酯；第三代皮革技术是普通短纤维非织造布涂覆聚氨酯，以上统称为合成革。第四代是采用不定岛短纤非织造基布含浸聚氨酯，统称为超纤皮。不定岛短纤通常是聚酰胺和聚乙烯按50：50比例共混抽丝制成非织造基布后，再用甲苯溶解聚乙烯进行开纤，然后进行后处理，这种工艺做出的产品纤维单丝纤度细的可达0.0001dtex，粗的可达0.1dtex以上，在生产过程中有毒溶剂甲苯的挥发对操作人员的健康和环境影响很大，产品工艺不环保，故大多用于生产鞋用革及沙发革，其他应用领域受到一定限制。

由于世界公众环保意识日益高涨，国际上对化工生产有机溶剂污染环境的管制愈来愈严格，ISO已推出了针对污染性化学溶剂生产的国际标准，一些发达国家在制定标准和市场准入原则时均已对原有工艺和设备进行了改造，这已经引起我国同行的重视，很多不定岛厂家都在致力于定岛技术的研究工作。

定岛超纤皮革属第五代人工皮革，它的生产技术复杂，成本高，加工难度大，跨越了四个产业领域及相关专门技术，即海岛短纤的生产技术；非织造基布生产技术；皮革制造技术及超纤皮染整后加工技术。上述每一生产环节都要依据海岛短纤维的特性来采取相应的措施和技术手段。只有这样，所生产的超纤皮才能达到仿天然皮革效果。

目前在国内定岛海岛针刺无纺布仿天然皮革生产线的研发及产业化仍属开拓阶段。已有厦门泓信公司在专业研究生产这一定岛“ 超纤皮革” ---- 天然皮革的理想替代品

2、PVC人造革

PVC人造革是最初普遍使用的天然皮革替代材料，因其价格低廉、工艺简单还被大量使用着。PVC人造革研发方向主要是提高PVC人造革的物性，使之具备优异的加工性能和物理机械性能。PVC人造革一般采用机织、针织布做底基，现在也有用非织造布材料做底基的，它一般应用于普通的皮革如：鞋材、箱包、服装及家具等。

PVC人造革也存在许多缺陷。如手感偏硬、皮感差、舒适性差、耐老化性能差、不耐寒、不透气等。

3、普通PU合成皮革

由于PVC人造革的缺陷，导致其被PU合成皮革部分取代。PU合成皮革已普遍覆盖天然皮革所涉及的领域

PU合成皮革已成为替代天然皮革的主要材料。一般分为干法PU皮革、干湿结合法PU皮革、以及非织造布底布的PU皮革(太空革)、高密度PU皮革、仿超纤、半超纤革等

4、海岛超纤皮革

人工皮革是日本对超纤皮革的叫法，是超细纤维皮革的简称，一般从制作方法上分为以下几类。海岛纤维超纤皮革（以下简称超纤皮革）：定岛超纤皮、不定岛超纤皮；复合工艺超纤皮革：造纸法复合水刺超纤麂皮；海岛复合针刺超纤麂皮；海岛复合粘合超纤麂皮；麂皮绒复合PU 面料以及分裂纤维水刺法制造的超纤皮革等。

三、海岛纤维超纤皮革

（一）、超纤皮革技术的起因

天然皮革有如下特点：质密多孔，吸湿排汗、韧性好、耐磨耐寒，耐穿耐用、方便清理，看上去很高档。但是由于物性能比较差，厚重不均匀，不耐碱、而且价格昂贵，且资源有限、使用率低，制作工艺也不环保，含铬和甲醛等有害物质。

   那么如何替代天然皮？这就给科技人员提出课题，不仅需要在结构和性能上进行研究。在结构上，天然皮革是三维立体结构；化学成份上，天然皮革是由多种氨基酸组成的多肽链；在表面处理上，密度高，韧性强。因此需要一种结构性能都接近天然皮革的产品来替代，超纤皮革正好具备以上几个方面要求，因此这一新产品就此诞生。

（二）、超纤皮革的发展

1、国内“超纤皮革”制造技术已经成熟

1979年万华从日本引进藕状革技术，1995年和台湾三芳公司合作不定岛海岛超纤皮革技术，后来同大在万华技术基础上自主研发，现在已经全面推广这种技术。如华峰、黄河、双象、科一、隆上等公司均为此技术。

2002年上海合纤所研究定岛技术，2004年厦门泓信通过自主研发定岛海岛短纤维技术，2005年裘卡系列产品试验成功，目前成为国内最大的从切片纤维到定岛超纤皮革的专业生产企业。

2、“超纤皮革”的基本技术原理

首先要有与天然皮革中束状胶原纤维结构和性能相似的超细纤维(骨架材质)；其次要采用具有三维网络结构的非织造布工艺(针刺或水刺)；最后再填充性能优异且具有微孔结构、高韧性的PU树脂加工处理而成。

3、“超纤皮革”工艺类别

不定岛工艺

共混不定岛海岛纤维→针刺非织造布→PU含浸→甲苯抽出减量工艺

定岛工艺

复合定岛海岛纤维→高密针刺非织造布→PVA含浸→PU含浸→Na0H碱减量工艺