复合环保合成革的制备工艺的制作方法

本发明属于合成革技术领域，具体为复合环保合成革的制备工艺。

背景技术：

天然皮革由于具有优良的天然特性被人们广泛用于生产日用品和工业品，但随着世界人口的增长，人类对皮革的需求倍增，数量有限的天然皮革早已不能满足人们这种需求。为解决这一矛盾，科学家们几十年前即开始研究开发人造革、合成皮革，以弥补天然皮革的不足。50多年的研究历史过程就是人造革、合成革向天然皮革挑战的过程；对于汽车领域，随着人们生活水平、审美要求、舒适度要求的提高，皮革内饰和座椅已经作为了主流，由于天然皮革的昂贵和不环保，因此合成革在汽车内饰和座椅领域得到了广泛的作用，但相比其他领域，汽车大部分时间处于室外，在夏天室外停靠时，车内温度极高，且受到阳光的直接爆嗮，而现有的合成革的长时间抗高温、抗爆嗮的能力还有不足，特别是采用无纺布的基布容易老化脆化断料，极大的限制了合成革在汽车领域的大量应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种复合环保合成革的制备工艺，利用聚丙烯腈良好的耐候性、耐日晒性好和耐化学试剂显著的提高合成革基布在高温、长时间爆嗮环境下的耐用性，并通过在凝固结晶阶段施加磁场的方式控制和增强聚丙烯腈的结晶取向，增大纤维密度，提高纤维强度，从而克服聚丙烯腈强度不高的缺陷，保障铺网丝线的强度。

本发明采用的技术方案如下：

复合环保合成革的制备工艺，包括纺丝、铺网、针刺、无纺布预处理、浸渍、涂覆浆料、凝固成膜、水洗、定幅干燥、冷却和压花；所述纺丝原材料包括聚苯乙烯、聚酰胺以及聚丙烯腈；在凝固结晶阶段沿丝线方向施加磁场。

其中，所述聚丙烯腈的添加量为3％-5％。

其中，施加的磁场强度为9t-13t。

其中，所述浆料包括聚氨酯树脂、木质粉、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、溶剂和色浆。

其中，所述聚氨酯树脂的模量为15mpa-25mpa；所述木质粉细度＞450目；所述阴离子表面活性剂为c-70或c-90，加入量为1％-2％；所述非离子表面活性剂为s-80，加入量为1.5％-2.5％；所述溶剂为dmf，溶剂加入量为不喷洒雾状dmf时的50％-70％。

其中，所述压花工序采用长三段发泡干燥箱进行纹理压制；一烘温度150-160℃，二烘温度180-190℃，三烘温度210-220℃，车速15-17m/min。

其中，所述压花工序使用一压花机构，所述压花机构包括一压纹辊和一硅胶辊组成的成纹对辊和由所述压纹辊和一编纹辊组成的编纹对辊；所述压纹辊由多个相同的空心扇形柱体拼接而成；所述扇形柱体外端由一柔性扇面封闭；所述压纹辊中心开设有一空腔；所述扇形柱体内端与所述空腔连通；所述扇形柱体内以及空腔内均填充有电流变液；所述空腔通过一恒压机构保持内部液体恒压；相邻两扇形柱体的接触面或共用面为绝缘板；所述扇形柱体内的两内侧面相对设置有正(负)电极；任一扇形柱体内的正(负)电极由一控制器分别控制通断电；所述编纹辊辊面上密集开设有多个相同的槽孔；所述槽孔内分别嵌设有相同的长条形电致伸缩块；所述电致伸缩块的伸缩方向为其长度方向；任一电致伸缩块由所述控制器分别控制通断电和电压强度。

其中，所述扇形柱体以及电致伸缩块的通电时机为两者接触且两者的中心线位于同一直线时，所述电致伸缩块其余时间为断电状态；所述扇形柱体的断电时机为与硅胶辊对压之后。

其中，所述电致伸缩块外端部固定有可拆卸的模块化形状组合块或独立形状块或线条构成块。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明在所用无纺布丝线原材料中添加了聚丙烯腈，聚丙烯腈具有耐候性和耐日晒性好，还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂，在丝线原材料中添加一定量的聚丙烯腈，能够显著的提高合成革基布的耐用性，特别是对于经常处于高温爆嗮的汽车来说，用于汽车内饰或座椅面料中能够显著的提高面料的耐用性，此外，根据研究证实，通过在凝固结晶阶段施加磁场，可以控制和增强聚丙烯腈的结晶取向，增大纤维密度，提高纤维强度，从而克服聚丙烯腈强度不高的缺陷，保障铺网丝线的强度。

2、本发明采用多段式烘干，各段温度较现有工艺的烘干温度略高，且各段烘干温度具有跳跃性提高，其目的一是为了提高发泡速度，便于磁性颗粒引导泡孔成长；二是通过温度跳跃式变化配合由磁性颗粒引导泡孔成长的发泡过程，使合成革在主要产生单向应力变化的过程中额外增加形变适应力，挖掘合成革弹性潜力，平衡和释放发泡过程中产生的内应力。

3、本发明采用的压花机构具有极强的灵活性，能够在保障快速量产以及连续生产的前提下，压纹辊可通过编纹辊实时变化和定型各种纹理、花型、文字或其他各种形状图案，且分布密度、深浅、大小均可实时任意调整；实现灵活的选择和定制各种纹理、花型、文字或其他各种形状图案，满足合成革市场上的多样性和个性化需求；且保障工艺和质量的稳定性，节能性也较好。

4、本发明利用电致伸缩材料的特性，利用电压控制各个电致伸缩块的独立伸长，配合电致伸缩块外端部可拆卸固定的模块化形状组合块或独立形状块或线条构成块，即可实现各种纹理、花型、文字或其他各种形状图案、分布密度、深浅、大小的瞬间编码；同时利用电流变液的特性，在瞬间接收并定型编码，而在压花完成后瞬间回复，等待下轮编码；该系统的作用过程几乎在瞬间完成，且运行精确稳定。

5、本发明扇形柱体的扇形设计，外大内小的结构特点，因此只需凝固扇形柱体靠近外端的部分电流变液即有很强的径向抗内压能力，就能够起到良好的压花作用，在保障压花能力的强开下，使用的能源很小。

附图说明

图1为本发明的工艺示意图；

图2为本发明压花机构的结构示意图；

图3为本发明扇形柱体的结构示意图。

图中标记：

1-压纹辊、11-扇形柱体、111-柔性扇面、12-空腔、13-电流变液、14-绝缘板、15-正(负)电极、2-硅胶辊、3-编纹辊、31-槽孔、32-电致伸缩块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，复合环保合成革的制备工艺，包括纺丝、铺网、针刺、无纺布预处理、浸渍、涂覆浆料、凝固成膜、水洗、定幅干燥、冷却和压花；所述纺丝原材料包括聚苯乙烯、聚酰胺以及聚丙烯腈；在凝固结晶阶段沿丝线方向施加磁场；所述聚丙烯腈的添加量为3％-5％；施加的磁场强度为9t-13t。

在所用无纺布丝线原材料中添加了聚丙烯腈，聚丙烯腈具有耐候性和耐日晒性好，还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂，在丝线原材料中添加一定量的聚丙烯腈，能够显著的提高合成革基布的耐用性，特别是对于经常处于高温爆嗮的汽车来说，用于汽车内饰或座椅面料中能够显著的提高面料的耐用性，此外，根据研究证实，通过在凝固结晶阶段施加磁场，可以控制和增强聚丙烯腈的结晶取向，增大纤维密度，提高纤维强度，从而克服聚丙烯腈强度不高的缺陷，保障铺网丝线的强度，因此，制备的复合合成革具有稳定、耐候性和耐日晒性好的基布层，从而显著提高合成革的使用寿命。随着磁场强度的增强，pan原丝的晶体取向度得到提高。这是由于氰基在磁场作用下产生与外加磁场方向相反的感应磁场，磁场之间的作用力使氰基产生运动，进而引起晶体的运动，从而造成取向度的改变。密度随磁场强度的提高和处理时间的延长都呈现增大的趋势，这一结果与取向度和结晶尺寸的结论基本一致。由此可以认为，密度的提高可从两方面原因进行解释。第一，取向度的提高使分子链的排列趋于规整，减少了分子链间的空隙结构，使密度得以提高。第二，非晶区的分子链处于无规缠绕状态，这种结构中最有可能存在大量孔洞。非晶区向晶区的转变增大了结晶尺寸，也减少了非晶区的存在，进而减少了孔洞的存在，因此使密度得到提高。关于磁场对聚丙烯腈的结晶的影响，2011年7月发表于《高分子材料科学与工程》第27卷第7期也有相关证实。

进一步的，所述浆料包括聚氨酯树脂、木质粉、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、溶剂和色浆。

进一步的，所述聚氨酯树脂的模量为15mpa-25mpa；所述木质粉细度＞450目；所述阴离子表面活性剂为c-70或c-90，加入量为1％-2％；所述非离子表面活性剂为s-80，加入量为1.5％-2.5％；所述溶剂为dmf，溶剂加入量为不喷洒雾状dmf时的50％-70％。

进一步的，所述压花工序采用长三段发泡干燥箱进行纹理压制；一烘温度150-160℃，二烘温度180-190℃，三烘温度210-220℃，车速15-17m/min。

进一步的，参见图2和3，所述压花工序使用一压花机构，所述压花机构包括一压纹辊1和一硅胶辊2组成的成纹对辊和由所述压纹辊1和一编纹辊3组成的编纹对辊；所述压纹辊1由多个相同的空心扇形柱体11拼接而成；所述扇形柱体11外端由一柔性扇面111封闭；所述压纹辊1中心开设有一空腔12；所述扇形柱体11内端与所述空腔12连通；所述扇形柱体11内以及空腔12内均填充有电流变液13；所述空腔12通过一恒压机构保持内部液体恒压；相邻两扇形柱体11的接触面或共用面为绝缘板14；所述扇形柱体11内的两内侧面相对设置有正(负)电极15；任一扇形柱体11内的正(负)电极15由一控制器分别控制通断电；所述编纹辊3辊面上密集开设有多个相同的槽孔31；所述槽孔31内分别嵌设有相同的长条形电致伸缩块32；所述电致伸缩块32的伸缩方向为其长度方向；任一电致伸缩块32由所述控制器分别控制通断电和电压强度；所述正(负)电极15的通电时间略微滞后于电致伸缩块32的通电时间，已确保电致伸缩块32在扇形柱体11外表面压纹后电流变液13才转化为固态。

进一步的，所述扇形柱体11以及电致伸缩块32的通电时机为两者接触且两者的中心线位于同一直线时，所述电致伸缩块32其余时间为断电状态；所述扇形柱体11的断电时机为与硅胶辊2对压之后。

进一步的，所述电致伸缩块32外端部固定有可拆卸的模块化形状组合块或独立形状块或线条构成块。

压花机构的工作原理：

根据订单需求的合成革花纹或图形，在编纹辊3转速预设的情况下，以时间为横轴，设定编纹辊3上各电致伸缩块32随着时间的通断电时机及电压大小，确保电致伸缩块32与压纹辊1压合时通电伸长，而在正(负)电极15的通电后立刻断电；也可根据需要更换可拆卸的模块化形状组合块或独立形状块或线条构成块；在电致伸缩块32伸长并在扇形柱体11的柔性扇面111产生压纹或图形，多余的电流变液13克服空腔12的恒压挤入空腔12中，在这之后，正(负)电极15通电，电压超过阙值，在正(负)电极15影响范围的靠近扇形柱体11外端的电流变液13瞬间转化为固态，从而将压纹或图形固化；该扇形柱体11随着压纹辊1转动至与硅胶辊2对压，将压纹拓压在合成革上，正(负)电极15的电压直到拓压完成后解除，电流变液13恢复液态，在空腔12的恒压作用下，该扇形柱体11损失的电流变液13由空腔12回挤至扇形柱体11中，使扇形柱体11的柔性扇面111回复平滑；该过程连续进行，编纹辊3上的花纹或图形源源不断的拓压在压纹辊1上，又通过压纹辊1拓压至合成革上，通过该机构和方法，可以灵活的变化合成革上的花纹和图形而无需更换压纹辊1。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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