具有真皮紋理、外觀、觸感的人造皮革的製造方法
2023-04-28 12:33:01
專利名稱：具有真皮紋理、外觀、觸感的人造皮革的製造方法
技術領域：
本發明涉及具有類似真皮紋理、外觀、觸感佳的人造皮革的製造方法及由該法製得的人造皮革，尤其涉及對溶劑溶解度不同的二種或二種以上的高分子化合物經由熔融紡絲、延伸、折皺、切斷成細旦尼爾的短纖維，經梳棉、疊網成綿網、針軋，、水流絡合成三次元絡合無紡布，然後浸於溶劑或含溶劑的高分子彈性體溶液中，使其中至少一成分被溶出，並將它浸漬於非溶劑之中，使凝固、再經水洗、烘乾而得人造皮革的基布。
目前人造皮革有以各種不同材質的基布(如棉、人造絲、尼龍、聚酯或其混紡的平織、緞紋織…)，此種不同材質的基布經含浸聚胺基甲酸酯樹脂或貼合聚氯乙烯而成；然而此種人造皮革在紋理、外觀、觸感方面均遠遜於真皮。為了降低基布的成本及改善外觀手感、物理性能等等，以聚丙烯類、聚酯纖維經抄制而成無紡布。
於丙烯腈-丁二烯橡膠乳液，苯乙烯-丁二烯橡膠乳液，丙烯酸樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、再經熱壓輪處理以控制無織布的密度、伸度，然而由此再經製成人造皮革時，由於含浸液僅附著於纖維的表面上而未完全滲入纖維的內部，也不太理想，為了提高聚胺酯成形品的價值感改良觸感，將這種人造皮革成形品表面加工成類似皮革底材。
此種類似皮革底材的加工，其主要目的對成形品可帶來皮革特有的價值感，同時也可對成形品帶來類似皮革的功能。然而長久以來類似皮革的成形品，是以外觀作成如同所謂聚氯乙烯人造皮等，然而卻少見有多數皮革特有的穩重厚實的觸感。
因此將經二甲基甲醯胺(DMF)稀釋的聚酯系聚胺酯樹脂溶液塗布於成形品表面後，將它置於水中脫溶劑並凝固脫水後用熱風烘乾，於成形品的表面上形成微多孔層。
此外，粉碎天然皮革作成微粉狀皮革粒狀態，將此摻入由二甲基甲醯胺與甲乙基酮的稀釋溶劑稀釋而成的聚酯系聚胺酯樹脂溶液中，並將分散的混合液塗布於成形品表面上，於成形品的表面上形成含有微細的皮革粉的類似皮革層。
由前述的現有技術中，將以二甲基甲醯胺稀釋聚酯系聚胺酯樹脂而得的樹脂溶液塗布於成形品的表面後，將它置於水中脫溶劑並予凝固以使成形品表面呈皮革狀的方法的表面處理，在成形品的表面具有可形成多孔狀的柔軟層的特點，但是成形品若屬大件物品時則需大型的脫溶劑裝置，使成形品表面形成多孔狀層且不具斑點是有困難的。
此外，具有以上述方法形成的多孔狀層的孔洞，其孔洞並不均勻，而且欲設定孔洞的分布密度成均勻性也有困難，而且，微細孔徑的洞孔也呈任意雜亂的形狀，結果成形品表面由於皮革底材引起較接近的微妙觸感與均勻的吸溼等等功能尚留有不少問題。
尤其，此種多孔狀成形層，是以保護此形成多孔層為目的，通常於此形成多孔層之上進一步形成被稱作銀面層的聚胺酯樹脂層，由形成上述銀面層，在前述多孔狀層的柔軟觸感與伴隨吸溼而特有的乾燥感不能兼得。
直至最近被開發的具有前述皮革粉的表麵皮膜層由於此皮革粉本身保持原狀的留存著天然皮革的特性，所以在成形品的表面上具有較接近皮革特性的特長。
然而，被包含於前述成形品的表面上所形成的皮膜層中的皮革粉，由於形成皮膜層的粘合劑的樹脂是以各經被區分的狀態形成表面層，所以難以形成具有柔軟的感觸的皮膜層。
並且，由於上述方法所形成的表麵皮膜層中的皮革粉大多為以形成皮膜層的粘合劑的樹脂所被覆，尤其於皮膜表面上僅以粘合劑樹脂而成的較薄皮層，若未以砂磨去除此皮層，則成形品表面不能獲得所期待的吸溼功能等，所以是不適宜的。
與本發明有關的具有類似真皮紋理、外觀、觸感的人造皮革的製法及其成形品，是在成形品的表面提供含有類似真皮紋理，而且由設有均勻分布密度的皮膜層，對該皮膜層賦與帶來適度的乾燥感的吸溼功能與適度的穩重厚實觸感，同時提供由於無數的微細孔洞引起的柔軟觸感，及有柔軟的消光狀外觀的皮膜樣成形品，上述皮膜樣成形品的簡易的成形方法。
由於上述以基布或無紡布製成的人造皮革，或對聚胺酯皮膜層加工處理者在紋理、外觀、觸感、理物性能各方面均遠遜於真皮，本發明人考慮到從基布的無紡布材質著手。為使無紡布的材質具有類似真皮的細毛觸感，若能採用超細纖維即可解決此問題。
目前，超細纖維的製造方法，是利用化學開纖法，也即以對溶劑溶解度不同的二種或二種以上高分子化合物經複合紡絲(Conju-gated Spinning)，牽伸假捻或直接紡絲牽伸，拉捻加工成原絲或加工絲，經織布再以化學溶劑溶解出纖維截面的島與海狀中的海狀部分使開纖分割，即得0.01—0.5d(旦尼爾)超細纖維。
雖然上述化學纖維法可得超細纖維，然而其是利用長纖(fila-ment)的製造，且使用化學開纖法的溶劑或強酸、強鹼液，由於溶劑的引火點低或強鹼、強酸液具有高腐蝕性，在作業安全與設備的投資及維護上並不適用。且此化學開纖法是以化學溶液溶出複合纖維中的至少一種高分子樹脂，此在其後的製造過程中未能再予利用，且常衍生出廢棄物處理的問題。
由於超細纖維用於人造皮革的基布上，尚有上述問題，經本發明人積心苦詣試驗研究，終於完成本發明。
本發明的目的在於提供一種製造具有類似真皮紋理、外觀、觸感佳的人造皮革的方法。
在本發明的方法中，為了製得具有類似真皮紋理、外觀、觸感佳的人造皮革，對所用的基布纖維採用超細纖維，對以溶劑溶解度不同的二種或二種以上的高分子樹脂，經由複合溶融紡絲、延伸、折皺、切斷成細旦尼爾的短纖維，經梳棉、疊網成棉網、針軋水流絡合成三次元絡合無紡布作為人造皮革的基材，此基材的化學開纖方式與一般超細纖維的長纖複合纖維不同。本發明的超細纖維是作成三次元絡合無紡布後，以化學溶劑溶除構成超細纖維的海狀部分高分子樹脂，並將其導入，浸漬於非溶劑中使之凝固，而將此原為化學溶劑溶除的高分子樹脂經凝固殘存於三次元絡合無紡布的基布組織及微纖與微纖的間隙內，這樣不僅可解決一般超細纖維的化學溶除的溶劑汙染，廢棄物處理問題，且經凝固的溶除高分子樹脂保留於三次元絡合無紡布組織及微纖間，也可增加人造皮革的肉實感及彈性，可謂一舉多得。
適用於本發明的超細纖維，其是利用對溶劑溶解性相異的二種或二種以上高分子樹脂，以熔融複合紡絲或熔融混合紡絲方式並經拉伸，折皺成2—10旦尼爾，切斷成2—5英寸的短纖維，製成超細纖維的不同溶解性高分子樹脂，視必要時，其島狀或海狀部分的高分子樹脂，可列舉出耐綸-6，耐綸-66，耐綸-610，聚酯、聚胺酯彈性體或水溶性的聚乙烯醇等。適用於本發明的超細纖維其纖度以2—10d(旦尼爾)為宜，尤以1—6d為更佳。在2d以下者由於經化學開纖後其孔隙過小易為聚胺酯樹脂堵塞並不適合。在10d以上者，因纖度過大，未能表現出良好觸感也不適用。適用於本發明的超細纖維，其長度以50—125mm為宜，尤以30—100mm為更佳。
適用於本發明的超細纖維三次元絡合化無紡布，其假比重宜為控制在0.1—0.5之間。假比重在0.1以下過低時，絡合無紡布過高，無法獲得如同皮革般的觸感的人造皮革，此時有纖維感過重的缺點。若假比重在0.5以上過重時，則有觸感過硬的感覺也不適用。
適用於本發明的超細纖維，經熔融複合紡絲並予拉伸、折皺、切斷成短纖維後，經梳棉成棉網，並以疊網成棉網，再利用針軋，水流絡合(Water jet)、氣流絡合成三次元絡合無紡布，此無紡布的假比重控制在0.1—0.5之間，以可溶解超細纖維的海部高分子樹脂的溶劑浸漬此無紡布，或將此無紡布浸漬於含有可溶解超細纖維海部高分子樹脂的溶劑的高分子彈性體溶液中，此溶劑可對海部高分子樹脂予以溶解，而不溶解超細纖維的島部高分子樹脂。此時構成無紡布的超細纖維的海部高分子樹脂被溶出，而超細纖維的島部部分高分子樹脂由於噴絲口的幾何設計及熔融紡絲方法的不同會綻裂成數拾根微纖，此時若將此浸漬於非溶劑中，則溶有海部高分子樹脂的溶液會凝固，而殘留於該三次元絡合無紡布的組織內及微纖與微纖的間隙中，再經水洗，烘乾後即可得觸感佳，手感厚實具有真皮感覺的人造皮革基布。
對此種超細纖維製成三次元絡合無紡布，再以溶劑溶除部分高分子樹脂，再浸漬於非溶劑或含可溶除部分高分子樹脂的彈性體使之凝固，水洗、烘乾成具有真皮感覺的人造皮革基布，在凝固步驟中，視需要，如顏色，軟硬度等的性能要求，可於上述含有溶劑的高分子彈性體溶液中，加入顏料，表面活性劑、填充劑(如木粉、皮革粉屑、碳酸鈣等)等。
由上述人造皮革基布，可利用各種常用加工方法，製成具有真珠光澤麵皮、二榔皮、苯染皮、油皮等具有真皮紋理、觸感厚實的人造皮革。
適用於本發明的水混合性聚胺酯樹脂的可溶性有機溶劑，可列舉出二甲基甲醯胺、二噁烷(二氧陸環)、四氫呋喃、二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯酮等，其中二噁烷、四氫呋喃由於沸點較低較難使用，二甲基乙醯胺較二甲基甲醯胺價昂，此外N-甲基-2-吡咯酮沸點較高較難作業等，故以二甲基甲醯胺使用於實施例。
為使明了本發明的以超細纖維三次元絡合化無紡布，製成具有真皮感覺的人造皮革基布，由其截面經以放大倍率的顯微鏡，拍攝而得的照片，可顯而得知，本發明的超細纖維確經溶解出可被溶解的高分子樹脂並被再凝固於三次元絡合無紡布的組織內及微纖與微纖的間隙中(見
圖1的照片中的黑色陰影部分)，而另外光亮的細絲狀者即為經化學開纖的超細纖維，由此可見經本發明方法製得的人造皮革基布具有類似真皮紋理(如麂皮)觸感也與真皮類似。
圖1為本發明方法製得的超細纖維三次元絡合無紡布人造皮革基材的顯微放大照相圖(依序為60，500，2000等倍率)。
以下用實施例詳細說明本發明的技術內容，但此並非用以限定本發明的範疇。
實施例1超細纖維的三次元絡合無紡布基布(1)取用酯型二醇(大日本印刷公司)1000g，4.4-二苯基二異氰酸酯185g及1.4丁烷二醇23g經反應而成的聚胺酯彈性體50部，及耐綸6(廠牌BASF BS703)50部，利用混合型熔融紡絲設備，進行耐綸6為島、聚胺酯彈性體為海的混合熔融紡絲，將所得的纖維經溼熱延伸、捲縮切斷成3旦尼爾76mm長的短纖維，再將此特殊短的纖維，經梳棉疊網成棉網，以每平方公分900針予以針軋成基重250g/m2，厚度1mm，假比重0.25的無紡布。
另製備固體成分5—12％的聚胺酯含浸液(此溶液所用的溶劑可為二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺等，其他溶液成分視必要時可加入著色劑，表面活性劑、填料等)，將上述無紡布含浸於此含浸液中10分鐘後，再於40℃、30％二甲基醯胺水溶液使被溶出的無紡布超細纖維的海部聚胺酯凝固，經水洗，烘乾，可得厚度0.95—1.0mm的人造皮革基布。
實施例2超細纖維的三次元絡合無紡布基布(2)，取用平均分子量1000—2000的聚己內醯胺二醇(日本Polyurethane公司PCL2000g)，亞甲基二異氰酸酯(日本Polyurethane 633g)及1.4丁烷二醇135g反應而得的聚胺酯50部，與耐綸6(廠牌BASF BS703)50部，利用複合型熔融紡絲，紡絲溫度為250—270℃，進行聚胺酯彈性體為海，耐綸6為島的海島型超細纖維的熔融紡絲，經溼熱及延伸、捲縮、切斷而得3d×51mm長的短纖維，再經梳棉、疊網、針軋而得基重480g/m2的三次元絡合無紡布。將此無紡布含浸於30℃15％DMS(二甲基亞碸)的水溶液中，可得厚度1.5mm，內含約0.08d的耐綸纖維的人造皮革基布。
實施例3對由實施例1或實施例2製得的人造皮革基材，再經施塗以聚胺酯彈性體樹脂液，此液可為以二甲基甲醯胺溶有皮革粉屑的聚胺酯樹脂液，經表面加工，染色、砂磨、揉紋等加工處理成具有真皮紋理、外觀手感的透溼性人造皮革。
權利要求
1.一種具有真皮紋理、外觀、觸感的人造皮革的製造方法，其特徵在於由對溶劑溶解度不同的二種或二種以上的高分子化合物經由熔融紡絲、延伸、折皺、切斷成細旦尼爾的短纖維，經梳棉疊網成棉網、針軋、水流絡合成三次元絡合無紡布，其後浸於溶劑或含溶劑的高分子彈性體溶液中，使其中至少一成分被溶出，並將其浸漬於非溶劑之中，使之凝固，再經水洗，烘乾而獲得人造皮革的基布，再經施塗以聚胺酯彈性體樹脂液，予以表面加工、染色、砂磨、揉紋等加工處理而成。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於超細旦尼爾的短纖維為選自由聚胺酯、對苯二甲酸伸乙酯、聚醯胺、聚苯乙烯、聚丙烯腈而組成的組中的一種或一種以上而成的複合或混合熔融纖維。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於細旦尼爾的短纖維的旦尼爾數在1—6旦尼爾(d)範圍內。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於其中三次元絡合無紡布經溶出，凝固，而未溶解的其他成分可綻開成超細旦尼爾的纖維，其旦尼爾數在0.8至0.001旦尼爾(d)的範圍內。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於其中含溶劑的高分子彈性體溶液，可為由二甲基甲醯胺溶有皮革粉屑的聚胺酯高分子彈性體溶液。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於其中溶劑可為選自由二甲基甲醯胺、二噁烷(二氧陸環)、四氫呋喃、二甲基乙醯胺，N-甲基-2-吡咯酮而組成的組中的一種或一種以上。
7.如權利要求2所述的方法，其特徵在於其中超細旦尼爾的短纖維，其可溶高分子樹脂部分可為異纖維成形能力的聚胺酯或具纖維成形能力的水溶性聚乙烯醇或二種以上摻合而成。
8.一種具有真皮紋理、外觀、觸感的人造皮革，其由如權利要求1所述的方法製成。
全文摘要
一種具有真皮紋理、外觀、觸感的人造皮革及其製法，系由對溶劑溶解度不同的二種或二種以上的高分子化合物經由混合或複合熔融紡絲、延伸、折皺、切斷成細旦尼爾的短纖維、經梳棉、疊網成棉網、針軋、水流絡合成三次元無紡布，其後浸於溶劑或含溶劑的高分子彈性體溶液中，使其中一成分被溶出，並將其浸漬於非溶劑之中，使之凝固，再經水洗，烘乾而得人造皮革的基布，再經施塗以聚胺酯彈性體樹脂液予以表面加工，染色、砂磨、揉紋等加工處理而成具有真皮紋理、外觀手感佳的透溼性人造皮革。
文檔編號D06N3/12GK1126782SQ95100508
公開日1996年7月17日 申請日期1995年1月9日 優先權日1995年1月9日
發明者王敬堂 申請人:三芳化學工業股份有限公司