吴 锐 刘建政 陈继智

(福建鑫华股份有限公司，晋江，362241)

1 针刺非织造材料发展状况

针刺工艺是最早实现工业化应用的非织造工艺，具有使用原料广泛、工艺灵活且流程短的特点。在非织造产业发展进程中，针刺工艺作为一种纤网的加固手段被列为首选的工艺方案。中国非织造产业的针刺产品，尤其是合成革基布中的非织造革基布产品系列近年来趋向同质化竞争，企业利润空间被进一步压缩。目前革基布市场中针刺革基布和水刺革基布同质化竞争情况雷同，主要靠薄利多销维持运营。在市场疲软的形势下，如何在原有产品工艺条件基础上创新研发，提升新产品应用技术手段，实现产品附加值提升，争取用产品的新功能性适应市场新需要，是产业用纺织品生产商共同面对的课题。

2 针刺复合立体结构材料研发实例

福建鑫华股份有限公司运用针刺加固工艺方式，采取不同材料的组合，开发了适应更高要求的新型的针刺产品。这是一种全新的复合立体结构非织造材料，因产品材料组成变化，因而具有特定的功能技术指标。复合材料新产品具有传统材料的性能，且可使其具有同等的功能性，因而可替代传统产品。复合立体结构材料的原材料组合方式可分为：①其他类别纺织产品与非织造产品组合;②同类产品差异化的立体组合;③功能性原材料与常规材料的组合。以新功能组合方式生产产品，可大大拓展原材料的选择范围。采用相同加工方式产出的产品，由于针刺复合立体结构材料具有特殊的结构和产品功能，在产品重要物性指标(纵横向断裂强力、撕破强力等)方面比传统产品优异，凸显了新加工方式生产的复合立体结构材料的优势。

面临同质化竞争剧烈的大市场环境，上述新产品的出现，可以其功能性突出而满足下游产业对新材料的需求。

以晋江鞋企为例，晋江运动鞋产业经过几年的高速发展，面临着产品去同质、求创新、追求转型变革时期。国内主要的运动鞋一线品牌生产商结合人们在日常生活中新的发展需求，纷纷在休闲旅游产业用品上加大了研发力度。针对鞋企因用工成本的上升以及机械自动化连续生产所带来的传统材料不适应性等问题，开展了针刺复合立体结构材料的研发工作。例如，开发了高强高弹拉帮布、“云迪卡”革基布和“海丝之韵”复合面料等。

2.1 高强高弹拉帮布

在运动鞋生产流水线中，拉帮工序是运动鞋生产的重要工序之一，关系到鞋面与鞋底成形。传统的中底材料是一种中底板与其他材料的复合体，拉帮工序的工艺对中底材料的厚度、强度、柔软度、抗折牢度和材料面密度等主要指标有一定的要求。传统的中底材料由于厚度不足、柔韧度不够往往采用中底与EVA复合的办法解决。由于目前的运动鞋风格正面临转型，向休闲化、轻便化发展，特别是对环保新型材料的追求(减少化学胶黏贴合)，因此传统材料在满足上述功能要求方面的矛盾越显突出。

福建鑫华股份有限公司研发的高弹高强拉帮布是选择专用机织布与非织造布合成针刺，一次成形制成的一种新型中底材料。该产品在材料面密度、拉伸强力、爆破强力、抗折牢度和透气性等方面都比传统材料优异，见图1。

图1 传统中底材料与高弹高强拉帮布性能对比

高弹高强拉帮布产品的实测指标是：

面密度 (450±20)g/m2

断裂强力 ≥900 N/5 cm

梯形撕裂强力 ≥450 N

爆破强力 ≥300 N/cm2

透气量 ≥450 mm/s

目前该高弹高强拉帮布已在国内某著名品牌鞋业全面应用，且已通过其他同类鞋企的品牌产品各种形式的测试和鉴定。世界某著名品牌公司广州办事处也对该产品进行了检测，符合该公司的要求。因此，该高弹高强拉帮布的市场前景看好。

2.2 “云迪卡”革基布

合成革在鞋服产品、家纺产品中应用广泛，已成为不可缺少的主要材料之一，而合成革产品的风格和特性与革基布有直接的关系。革基布分机织革基布和非织造革基布(包括水刺革基布和针刺革基布)，其中如高剥离纤维革基布、超纤革基布等非织造革基布以其立体结构特点和特殊的产品风格，已对其在高端合成革产品领域中的应用进行了开发。非织造革基布布面的不同方向存在力学性能的差异，从而使合成革产品的横纵向力学性能存在差异(横纵向的断裂强力比一般在1∶1.4以内)。合成革产品横纵向断裂强力比控制在1∶1.1以内已成为高品质合成革的基本追求，为实现这一目标，首先是要研发横纵向断裂强力比在1∶1.1以内的革基布。

福建鑫华股份有限公司研发的“云迪卡”革基布实现了革基布产品横纵向断裂强力比达到高标准(1∶1.1)的要求，产品可满足生产球面革的物性要求。“云迪卡”革基布是采用特殊规格设计的机织布与非织造布组合、特殊的针刺工艺加工，以一次性合成的方式将两类材料复合生产出的产品。经合成革生产商的实际生产应用，产品完全符合革基布的物性指标要求，超越传统产品。目前“云迪卡”革基布已获得韩国和中国台湾地区制革厂商的认可和青睐。

“云迪卡”革基布与常规革基布的断裂强力比较见表1。

2.3 “海丝之韵”复合面料

在新型风格的功能性纺织面料(针织布、机织布)的开发与成品设计中，普遍采用面料与衬布或其他材料黏合式贴合的方式，但贴合中使用的黏合剂会释放有机物，达不到面料有关安全性方面相关标准要求。采用无醛或低醛的黏合剂或是寻求其他手段将面料与衬布或其他材料组合成一体是解决这一问题的途径。

2014年福建鑫华股份有限公司研发的一种新型复合面料——“海丝之韵”面料，有效地解决了面料与非织造布的“无机黏合”问题。该面料充分运用了针织材料组织风格(经平组织、经链组织)效果，利用了针织材料的色彩多样性，通过针织面料和纤维材料的组合，应用针刺工艺一次性成型方法生产。新型的具有立体结构的“海丝之韵”面料很好地融合了针织产品风格，用非织造的方式表现出材料的独特性。由于生产过程属于物理变化过程，加工时不添加任何有机物，因此具有较佳的环保性。同时，在非织造布选择上可通过合理配棉，形成材料结构色泽的多样协调性。该产品目前在鞋服、箱包产品应用广泛。

3 针刺复合立体结构材料技术指标体系的建立

在针刺复合立体结构材料研发过程中，同时建立了技术指标体系。除了产品常规技术指标(面密度、厚度、断裂强力及断裂伸长率、撕裂强力和顶破强力等)要求外，根据新产品的新物性和结合产品实际应用中的新要求，运用新的检测方法和手段，针对针刺复合立体结构材料建立了完善匹配的新的技术指标体系。例如，在“云迪卡”革基布产品的技术指标体系中，将对基布含浸渗透速率要求和材料厚度稳定性要求，转化成具体的“透气量”和“厚度变化”技术指标，并建立了检测方法。

3.1 透气量

在湿法合成革生产的革基布含浸工序中，树脂在革基布中的渗透性直接影响产品质量及生产效率。在“云迪卡”革基布研发过程中，建立了透气量的检测方法，并将可测定的革基布透气量指标作为表征革基布渗透性的技术指标。据实际生产的经验数据，对渗透性的要求可转换为以透气量＞750 mm/s作为技术指标。通过调整革基布原料的配比和生产工艺，制得的“云迪卡”革基布的透气量指标优良，可以达到780～800 mm/s。

合成革生产厂的生产线在使用"云迪卡"革基布后实际生产速度可提升10%～15%。

3.2 厚度变化

在合成革生产过程中，革基布可能因受到高温高湿的影响，厚度会发生变化，从而影响合成革产品的质量。为了确保“云迪卡”革基布在合成革生产中的尺寸稳定性，将尺寸稳定性的技术要求转化成具体的“厚度变化”技术指标，并建立了检测方法。

“云迪卡”革基布的技术指标要求是样品在沸水中煮前和煮后的厚度变化≤0.03 mm。

检测方法是在样品上标记并测试厚度，用沸水煮5 min，自然晾干后再测试标记点厚度;对比煮前和煮后样品厚度的变化，计算平均值和CV值。

4 针刺复合立体结构材料展望

系列产品研发的实践证明，针刺复合技术是生产立体结构材料的一种可行的加工方式，是产品开发的有效手段，可综合应用在产业用纺织品的差别化和组合化产品的开发中。今后还将运用针刺复合立体结构材料开发更多产品，主要有以下几方面的设想：

(1)利用超细纤维与细旦纤维的合理组合，设计立体结构材料，开发仿超纤革基布，填补高剥离纤维革基布和超纤革基布之间的市场空白。

(2)设计新型产业用立体结构材料，用非织造布作为新的产业用产品磨料的载体基材，与黏合剂和不同粗细磨料结合，形成一种全新磨光材料。

(3)设计以不同线密度的纤维材料形成的梯度立体结构，通过双梳双铺、针刺复合形成正反两面功能差异的立体结构材料。

中国已是世界制造大国，但绝非是制造强国。新材料、新结构、新产品的开发将是“十二五”乃至“十三五”期间我国的一个永恒主题。针刺复合立体结构材料开发是实现产品功能化、结构多样化的较好手段，可为产品设计研发人员提供新的想象空间，为产业用纺织品的应用推广提供新的理念，同时也为企业实现产品档次提升、效益增值创造了新的空间。