超细纤维合成革的市场及技术进展情况分析

     [核心提示]：超细纤维合成革是以聚氨酯为基体，用超细纤维非织造布增强的复合材料。高质量超细纤维合成革的研制和开发是市场的需求。本文结合市场与技术介绍了国内外超细纤维合成革行业的发展现状及趋势，期望国内的生产企业能结合自身的生产实际吸收国外的先进技术和理念并实现再创新。

    天然皮革资源有限，具有优良性能的仿真合成革的开发成为一种趋势。目前世界超细纤维合成革的产量已逾亿平方米，但仍呈现供不应求的态势。

    合成革是以纤维为增强材料，以高分子粘合剂为基体构成的复合材料。随着科学技术的进步和市场需求的变化，用于合成革的纤维增强材料也在发生着变化，由多年前的棉纤维改进为合成纤维，由线密度较粗的纤维发展到超细纤维；纤维的集合体也由较早的仅用机织物、针织物，又增加了非织造布品种。而作为基体材料的粘合剂，也曾先后经历了由聚氯乙烯(PVC)向聚氨酯(PU)的进步，随着人们环保意识的增强，已经不再仅用溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯已逐步进入市场；近年来直接使用热塑性聚氨酯粉末均匀铺撒于非织造布上再经热压熔融的工艺也在研究开发中。通常所谓的“超细纤维合成革”是以聚氨酯为基体，用超细纤维非织造布增强的复合材料。高质量超细纤维合成革的研制和开发是市场的需求。

    1  国内外超细纤维合成革发展现状

    1.1  国外情况

    “合成革”最早是由美国DuPont(杜邦)公司于1963年以“Corfam”商品名发布并投入生产的，遗憾的是仅在市场上出现了8年。此后，杜邦公司将专利技术转让给了日本可乐丽公司和东丽公司。迄今为止，杜邦公司合成革的制造理念仍在被沿用。其主要设计思想为，将纤维(当时还不是超细纤维)制成立体网络结构的非织造布后作为基材，再敷上聚氨酯等弹性体；在基材表面涂敷透湿性、防水性优良的聚氨酯微多孔膜。

    超细纤维合成革的纤维增强材料有两类，一类是将PA6/PE共混物按一定比例熔融纺丝，制备所谓的不定岛型海岛纤维，再将其制成高密度针刺非织造布，而后经浸胶→固化→剥离→染色→起绒等过程，最终得到合成革；另一类是采用如PA6(或PET)/EHDPET为原料，经复合纺丝制备所谓的定岛型海岛纤维，而后按照同样的后续工艺制成合成革。它们的主要性能与天然皮革对比情况如表1所示。

     由表1可见，合成革在常规性能和形态结构上与天然革很相似。目前合成革已广泛应用于鞋、球、箱包、手套、家具沙发套、衣料以及汽车内饰等领域。这些应用领域对合成革物理、机械性能及功能性的要求日益提高。

     自1997年以来，日本合成革产量平稳增长，保持世界领先地位，2009年达到4 230万m2；韩国、中国台湾、意大利的产量缓慢增长，10年间增长了约1倍，但至2009年增长速度缓慢；而中国大陆的合成革发展速度极快。表2是近年来世界超细纤维合成革的生产量。

   1.2  中国的发展现状

   我国超细纤维合成革的研发始于20世纪90年代中期，21世纪初始正式形成生产能力。现在已有10余家企业建成了近30条超细纤维合成革生产线，产量在2001年前基本与韩国、中国台湾和意大利相当，但在2004年后快速增长，带动了世界超纤革总产量的增长，2007年已接近3 400 万m2，2010年的产量估计已接近9 100 万m2，而且还有不断扩大生产能力的需求。除了产量，我国超细纤维合成革在产品质量和品种方面也显示出了良好的发展趋势，产品已进入日本、韩国、意大利等市场，终端产品更是出口到多个国家和地区。表3是我国超细纤维合成革不同应用领域的用量分布。

    尽管我国的超纤革发展已有了很大的进步，但与世界先进水平相比还存在一些差距。日本公司在产量、质量和品种方面仍居于领先地位，且都有自己的专有技术。例如东丽(株)的“エケセ一ヌ”、“アルカンタ一テ”，可乐丽(株)的“ケテリ一ノ”，帝人(株)的“ロエルⅡ”，旭化成(株)的“テム一ス”等，所使用的纤维集合体增强材料生产方法不同，线密度不一，纤维集合体的结构设计各有独到之处；作为基体材料的聚氨酯及浸胶、成型也有差异，因此生产的品种和性能迥异，用途多样，还可依照用途赋予合成革各种特殊的功能。而中国的生产技术和产品结构同一性太强，生产管理尚属粗放型，生产技术不够细腻，品种少，质量参差不齐。

    目前，中国超纤革生产企业大多采用以PA6和LDPE为原料的共混纺丝技术制备不定岛海岛纤维，而后通过浸胶→湿法成形→剥离等生产工艺制成合成革。也有一些公司开发了PET/LDPE共混纺丝技术制备超纤革；还有几家公司采用PA6(或PET)/EHDPET复合纺丝工艺制备定岛型海岛纤维，而后制成合成革。由于同一性太强，质量参差不齐，尚难以和国外高水平、高附加价值的产品竞争。

    近来一些企业正在进行赋予合成革弹性、透气性、抗菌性等功能的研发工作，表明企业对市场和科技开发认识的不断提高。而一种新型的PET/PA6双组分中空橘瓣型纺粘水刺非织造布技术将有可能给超细纤维合成革的发展带来新的动力。

    2  中国超细纤维合成革的发展展望

    2.1  现有生产工艺技术的优化

    撇开企业的生产管理水平与能力不谈，产品质量与性能的提高以及生产成本与原材料、生产设备、生产工艺流程及技术水平密切相关。

    例如，对于现行的PA6/PE共混熔融纺丝制备不定岛海岛纤维技术，可适当提高PA6的配比，选择具有较高分子量的PA6，有利于超细纤维线密度的适当提高，从而可适度解决纤维的染色难题，并降低生产成本。一些公司将PA6/PE共混物更换为PET/PE，可改变合成革的性能，又能降低生产成本，但生产工艺需做必要的调整。近来，以PA6为岛组分、PE为海组分的复合纺丝工艺已投入生产，可使PA6超细纤维线密度提高，有利染色。还有人提出研制一种可以以化学键与染料结合的新型岛组分的设想。

    除上述纤维增强材料以外，还应当研究制革过程中聚氨酯胶的选择，包括胶的模量、浸胶量等，它们都会使革制品的性能发生改善。而水性聚氨酯以及热熔性聚氨酯的使用对生产过程及产品的环保性有益。

    2.2  现有产品的升级换代

    随着人们生活水平的提高及需求的增长，市场对合成革产品的性能提出了更新、更高的要求。现有产品的更新或升级换代主要是依据市场需求不断提高合成革的性能、增加品种、赋予合成革以一种或多种必要的功能性，使它越发接近天然革的性能或在某些方面优于天然革。仅举几例说明。

    2.2.1  防水透气舒适性加工

    在制造光面革时，尤其要保证贴面的PU层具有防水透气性。主要思路有以下几点。

   (1)提高非织造布密度。使单纤维间隙小到可以阻止水滴通过，又可以使汽态水排出。

   (2)薄膜层压法。将具有防水透气功能的微孔薄膜采用特殊的粘合剂，层压或粘接到织物上，获得防水透气的效果。

   (3)织物涂层法。用直接法或转移法将涂层材料涂于织物表面，涂层材料将织物表面孔隙封闭，获得防水性；而在成形过程中使涂层内部形成大量微孔，保证其透气性。

   (4)聚氨酯膜法。采用微多孔聚氨酯成膜法(又称湿法)，控制PU成膜时形成大量直径小于2 μm的微孔。成膜方式有3种，即湿法凝固形成微多孔、油包水(W/O)乳液法(又称干法)和泡沫涂层法。

   (5)聚氨酯无孔薄膜。这是一种兼具防水和透气功能的加工方法，透气机理与微孔薄膜明显不同。采用含有亲水性基团的PU，这些亲水性基团能够以氢键形式“捕获”人体散发的水汽分子；由于PU大分子链段的热运动，形成瞬时孔隙，又以内、外水汽压差为推动力，使水汽从接触皮肤的一侧传递到周围环境，达到透气、舒适的目的。这类涂层织物还应作拒水整理，以免被雨淋湿后在表面形成水膜，影响透气性。

   (6)氨基酸改性聚氨酯技术。将氨基酸和多元醇的混合物与二异氰酸酯进行无规或嵌段共聚制成的聚氨酯作为涂层或薄膜，可有效提高合成革的透气性。

   (7)两种类型的聚氨酯复合。将亲水性聚氨酯制成多孔状，或将非亲水性聚氨酯多孔结构进行亲水处理，利用亲水性与微孔结构的协同作用，获得更佳的透气效果。

    2.2.2  添加剂改性

   在PU涂层剂中添加其它物质，不但可以提高PU薄膜的透气性，而且还能赋予其功能性，如杀虫、灭菌等功效，以及优良的手感。比如掺入一定量的甲壳质，利用甲壳质吸湿性较高和抗微生物性，使汗液、体液保持清洁并具有一定的医疗保健作用。还可在涂层剂中加入羊毛屑、蚕丝屑、鳞质粉、纤维素粉等，添加这些粉末时温度较高，冷却固化后，体积缩小，发生相分离，在涂层膜内部及粉屑周围形成微隙，增加透湿性。

    在保持原有防水透湿性的前提下，将金属粉末掺入PU树脂中形成金属层，可反射人体辐射热，减少热量散失。当PU中掺入具有较高远红外发射率的陶瓷粉后，这种涂层能够吸收阳光的能量或人体热量，具有向人体辐射远红外线的功能，可提高织物保暖性能，并促进人体微血管循环。有些陶瓷还具有吸收氨、硫化氢等异昧的功能。

   2.2.3  调温功能聚氨酯

   相变材料(PCM)在熔融时吸热，结晶时放热，在熔融和结晶温度区间范围内的相转变过程中可以用来调节温度。若使用PEG作为聚氨酯合成的多元醇组分，合理选择和设计PEG的聚合度和含量，控制聚氨酯中PEG的相变温度，恰好在人们感觉最舒适的温度范围内。当环境高于PEG的熔融温度时，PU涂层中的PEG链段熔融并吸热，使人体有凉爽感；当环境低于结晶温度时，PEG链段结晶，PU涂层放热，感觉温暖。织物的这种“智能”调温功能，可提高其使用性能。

    3  结语

    超细纤维合成革是作为产业用纺织品重点发展方向的特殊装饰用纺织品的重要组成部分。在当前的形势下，我国超细纤维合成革行业及生产企业应重点关注推进生态化进程，功能化发展以及规范化、标准化的进一步升级。各企业应当下功夫注重生产技术的积累和创新，特别是在超细纤维的原料类别、配比、纤度和加工方式上，同时可借鉴日本的成功经验，开发具有自主知识产权的技术。此外，还需研究推广清洁生产和节能、减排工作，注意生产过程的环保性。