含有複合纖維的人造皮革和其製造方法
2023-05-06 15:03:21 2
專利名稱：含有複合纖維的人造皮革和其製造方法
技術領域：
本發明涉及人造皮革(artificial leather)和其製造方法,特別是含有複合纖維的人造皮革和其製造方法。
背景技術：
現有的一種人造皮革的製備方法是由基材與合適固含量的彈性體樹脂組合物搭配含浸工藝、塗布工藝與彈性體固化工藝等步驟，再經清洗工藝、烘乾工藝製成半成品，再對半成品進一步進行離型紙轉貼加工或壓花加工，以得到具有天然紋路的人造皮革，或是對該彈性體樹脂層的表面進行研磨加工以得到仿麂皮的人造皮革。
另一種人造皮革的製備方法是將彈性體樹脂溶液或乳膠液直接均勻地塗布於離型紙上，該彈性體樹脂溶液或乳膠液之後經烘乾去除溶劑後形成彈性皮膜。上述塗布和烘乾步驟可根據不同功能或厚度需求而重複進行以形成多層彈性皮膜。最後於該彈性皮膜表面均勻塗布彈性聚合物接著劑後，將上述基材貼合併加以烘乾，使該彈性皮膜與該基材能充分接著，待冷卻後將該離型紙剝離即得到人造皮革。人造皮革的基材強度是依靠彈性體樹脂和纖維的結合力以及纖維之間的物理性纏結。在強度要求日趨提高的情況，需要再提供可改善基材強度的方法。超細纖維人造皮革大部分必須通過溶劑或鹼液進行分纖加工，由於該分纖加工過程必須通過溶劑或鹼液實現，因此將會對環境造成嚴重的汙染，不符合當前重視環保的潮流。因此，有必要提供創新且具有進步性的含有複合纖維的人造皮革及其製造方法，以解決上述問題。
發明內容
本發明提供含有複合纖維的人造皮革，其包括基材和彈性皮膜。所述基材含有多根複合纖維，各複合纖維包括第一成分和第二成分，所述第一成分為熱塑性非彈性體，所述第二成分為熱塑性彈性體，所述第二成分佔所述複合纖維總重量的5 %至70 %，在所述複合纖維的橫截面的圓周中所述第一成分和所述第二成分交替分布，且所述第二成分佔所述圓周全部長度的50%以下，其中，所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點。所述彈性皮膜位於所述基材的表面，所述彈性皮膜的材質為彈性聚合物或乳膠。本發明另外提供含有複合纖維的人造皮革的製造方法，包括以下步驟(a)提供基材，所述基材含有多根複合纖維，各複合纖維包括第一成分和第二成分，所述第一成分為熱塑性非彈性體，所述第二成分為熱塑性彈性體，所述第二成分佔所述複合纖維總重量的5%至70%，在所述複合纖維的橫截面的圓周中所述第一成分和所述第二成分交替分布，且所述第二成分佔所述圓周全部長度的50%以下，其中，所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點；和(b)在所述基材的表面上形成彈性皮膜，所述彈性皮膜的材質為彈性聚合物或乳膠。在本發明中，所述複合纖維內的熱塑性彈性體能均勻分散並增加纖維間粘著，且其分割型纖維斷面更可防止所述熱塑性彈性體在纖維和無紡布(不織布)基材生產時過度粘著影響加工，因此在無紡布熱壓後能使布表面更加細緻平坦，且物性(物理性質)增強和具有較高的尺寸穩定性。此外，在所述無紡布基材的纖維微細化過程中，不需額外使用溶齊U，因此其為無廢棄物產生的環保開纖，再經加工成為人造皮革後則具有優異的手感和物性表現。
具體實施方式
本發明利用第一成分(熱塑性非彈性體)與第二成分(熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer, TPE))進行分割型超細纖維複合紡絲，以製得複合纖維,再將所述複合纖維進一步加工成人造皮革基材和人造皮革。所述複合纖維的特點為所述第一成分(熱塑性非彈性體)佔所述複合纖維總重量的95%至30%，優選60%至40%;所述第二成分(熱塑性彈性體)佔所述複合纖維總重量的5%至70%，優選40%至60%，所述第二成分(熱塑性彈性體)在所述複合纖維橫截面的圓周上的分布是非連續性的，並與所述第一成分(熱塑性非彈性體)呈交替分布，且所述第二成分(熱塑性彈性體)佔所述複合纖維橫截面的圓周全部長度的50 %以下。本發明中所述第一成分的材質可以是聚酯類聚合物、聚醯胺類聚合物或聚烯烴類聚合物。所述聚酯類聚合物可為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PPT)及其改性物或共聚物。所述聚醯胺類聚合物可為聚醯胺6 (PA6)、聚醯胺66 (PA66)、聚醯胺12 (PA12)及其改性物或共聚物。所述聚烯烴類聚合物可為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及其改性物或共聚物。此外，根據需求還可添加染料、碳黑、增塑劑、穩定劑等功能性助劑。本發明中所述第二成分的材質可以是熱塑性苯乙烯嵌段共聚物彈性體(Thermoplastic Styrenic Block Copolymer Elastomer)、熱塑性聚酯彈性體(Thermoplastic Polyester Elastomer, TPEE)、熱塑性聚烯經彈性體(ThermoplasticOlefin, TP0)、硫化熱塑性聚烯烴彈性體(Thermoplastic Vulcanizate, TPV)或熱塑性聚醯胺彈性體(Thermoplastic Polyamide, TPA)。所述熱塑性苯乙烯嵌段共聚物彈性體可為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SEPS)、苯乙烯-異戍二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SIS)或其混合物。所述熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)可為熱塑性乙烯-丙烯嵌段共聚物彈性體(Thermoplastic Ethylene-Propylene Copolymer, TEP)。此外，根據需求還可添加染料、碳黑、防粘劑、穩定劑等。本發明涉及人造皮革的基材，其包括多根複合纖維(即上述的複合纖維)，各複合纖維包括第一成分(即上述的第一成分)和第二成分(即上述的第二成分)，所述第一成分為熱塑性非彈性體，所述第二成分為熱塑性彈性體，所述第二成分佔所述複合纖維總重量的5%至70%,優選40%至60%。在所述複合纖維的橫截面的圓周中，所述第一成分和所述第二成分交替分布，且所述第二成分佔所述圓周全部長度的50%以下，其中，所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點。
優選地，所述基材還包括多根混合纖維，其為熱塑性非彈性體，其材質選自聚酯類聚合物、聚醯胺類聚合物和聚烯烴類聚合物。所述複合纖維佔所述基材總重量的5%至75%。所述複合纖維形成多個第一纖維網，所述混合纖維形成多個第二纖維網，所述第一纖維網和所述第二纖維網彼此堆疊；或者所述混合纖維與所述複合纖維混合後形成多個第三纖維網，所述第三纖維網是堆疊而成。所述混合纖維與所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點。以下以一實施方式說明無紡布基材的製造方法。首先，可通過紡粘法成網、熔吹法成網、梳理法成網、溼法成網或氣流成網將所述複合纖維製作成多個纖維網，之後，再將多層纖維網重疊，其中不同層的纖維網的纖維成分和比例均可不同。最後進行針刺(或水刺)使纖維之間產生纏結以製成基重為100g/m2至1000g/m2的無紡布,再對此無紡布進行80°C 20(TC熱壓整理而將所述無紡布表面燙平，以軟化所述第二成分，從而使所述複合纖維結合。最後，固化所述第二成分，使得所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分所形成的彈性結合點，即製得用於人造皮革的無紡布基材。 本發明另外涉及人造皮革，其包括基材(即上述的基材)和彈性皮膜。所述基材為無紡布基材。所述彈性皮膜位於所述基材的表面，所述彈性皮膜的材質為彈性樹脂，例如，彈性聚合物或乳膠。優選地，所述人造皮革還包括內部彈性樹脂，其均勻地填充在所述基材中，所述內部彈性樹脂的材質為彈性聚合物或乳膠。所述彈性皮膜的材質與所述內部彈性樹脂的材質可以相同或不同。所述人造皮革的製造方法包括但不限於以下五種。第一種方法將所述無紡布基材在彈性樹脂溶液(例如，彈性聚合物溶液或乳膠液)內進行含浸。經擠壓後使所述彈性樹脂溶液的吸收量能維持在所需比例後，進行溶劑脫除使所述彈性樹脂溶液凝固，以形成內部彈性樹脂。之後，塗布彈性樹脂溶液，再進行溶劑脫除使所述彈性樹脂溶液凝固。之後，依次進行水洗去除溶劑和將水分乾燥後，以製得半成品，此時凝固後的彈性樹脂形成彈性皮膜。接著，對所述半成品進一步進行離型紙轉貼加工或壓花加工，以得到具有天然紋路的人造皮革；或是對所述彈性皮膜的表面進行研磨加工以得到仿麂皮的人造皮革。第二種方法將所述無紡布基材在彈性樹脂溶液(例如，彈性聚合物溶液或乳膠液)內進行含浸。經擠壓後使所述彈性樹脂溶液的吸收量能維持在所需比例，略微去除溶劑後再於表面塗布彈性樹脂溶液，之後進行溶劑脫除使所述彈性樹脂溶液凝固後，再依次進行水洗去除溶劑和將水分乾燥後，以製得半成品，此時填充在所述基材中的彈性樹脂形成內部彈性樹脂，位於表面的彈性樹脂形成彈性皮膜。接著，對所述半成品進一步進行離型紙轉貼加工或壓花加工，以得到具有天然紋路的人造皮革；或是對所述彈性皮膜的表面進行研磨加工以得到仿麂皮的人造皮革。第三種方法將彈性樹脂溶液(例如，彈性聚合物溶液或乳膠液)直接均勻地塗布於所述無紡布基材上，之後進行溶劑脫除使所述彈性樹脂溶液凝固後，再依次進行水洗去除溶劑和將水分乾燥，以製得半成品，此時凝固後的彈性樹脂溶液形成彈性皮膜。接著，對所述半成品進一步進行離型紙轉貼加工或壓花加工，以得到具有天然紋路的人造皮革；或是對所述彈性皮膜的表面進行研磨加工以得到仿麂皮的人造皮革。
第四種方法將所述無紡布基材在彈性樹脂溶液(例如，彈性聚合物溶液或乳膠液)內進行含浸。經擠壓後使所述彈性樹脂溶液的吸收量能維持在所需比例後，進行溶劑脫除使所述彈性樹脂溶液凝固。之後，依次進行水洗去除溶劑和將水分乾燥後，以製得半成品，此時填充在所述基材中的彈性樹脂形成內部彈性樹脂，位於表面的彈性樹脂形成彈性皮膜。接著，對所述半成品進一步進行離型紙轉貼加工或壓花加工，以得到具有天然紋路的人造皮革；或是對所述彈性皮膜的表面進行研磨加工以得到仿麂皮的人造皮革。第五種方法將彈性樹脂溶液(例如，彈性聚合物溶液或乳膠液)直接均勻地塗布於載體(離型紙)上，所述彈性樹脂溶液之後經烘乾去除溶劑後形成彈性皮膜。上述塗布和烘乾步驟可根據不同的功能或厚度需求而重複進行以形成多層彈性皮膜。最後於所述彈性皮膜表面均勻塗布彈性聚合物接著劑後，將上述無紡布基材貼合併加以烘乾，使所述彈性皮膜與所述無紡布基材能充分接著，待冷卻後將所述載體(離型紙)剝離即得人造皮革。當有含浸彈性樹脂(例如，彈性聚合物或乳膠)固化而填充於所述基材內部時 (即所述內部彈性樹脂)，所述彈性樹脂和所述基材內的纖維結合與所述基材內的彈性結合點，使得所述人造皮革具有優異的手感和物性表現。上述形成彈性皮膜的彈性樹脂的材質和內部彈性樹脂的材質可以是聚氯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚酯-醚共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯、氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、矽樹脂、聚胺基酸、聚胺基酸-聚氨基甲酸酯共聚物等合成樹脂或天然高分子樹月旨、或其混合物等。此外，根據需求還可添加顏料、染料、交聯劑、填充劑、增塑劑、穩定劑等。本發明的優點如下。所述複合纖維內的熱塑性彈性體能均勻分散並增加纖維之間的粘著，且其分割型纖維斷面更可防止所述熱塑性彈性體在纖維和無紡布基材生產時過度粘著影響加工，因此在無紡布熱壓後能使布表面更加細緻平坦，且物性增強和具有較高的尺寸穩定性。此外，所述無紡布基材的纖維微細化過程中，不需額外使用溶劑，因此其為無廢棄物產生的環保開纖，而且所述無紡布基材具有超細纖維的手感和接近天然皮革的回彈觸感，再經加工成為人造皮革後則具有優越的手感和物性表現。現以下列實施例詳細說明本發明，但這並不意謂著本發明僅局限於這些實施例所公開的內容。實施例I首先，提供複合短纖棉(得自三芳化學股份有限公司)。該複合短纖棉中，苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SEBS)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的重量比例為40/60。接著，再將6旦複合短纖棉與細度2旦的聚酯短纖棉(材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯，得自三芳化學股份有限公司)按照30/70的重量比例進行混棉，開棉後再經梳棉機製成纖維網，將該纖維網再經5層堆疊後，依次經粗刺、精刺工序使纖維產生物理性纏結即製成無紡布，此無紡布的單位面積重量為260g/m2。此無紡布再經160°C熱壓使表面平整化處理，此時，苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯即同時熔融軟化，在熱壓與冷卻過程中，同時使纖維開纖並使纖維之間產生局部粘著，以製得人造皮革的基材。由於該熱塑性彈性體分散粘著於纖維之間，使得該人造皮革的基材具有較佳表現，且以手搓揉之，已具有些許人造皮革的手感。比較例I將100%的聚酯短纖棉(材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯，得自三芳化學股份有限公司)開棉後再經梳棉機製成纖維網，以與實施例I相同的條件，依次經粗刺、精刺工序使纖維產生物理性纏結即製成無紡布，此無紡布的單位面積重量為260g/m2，此無紡布再經190°C熱壓使表面平整化處理。參考表I，其顯示比較例I (100%聚酯短纖棉)的基材與實施例I (30% SEBS複合短纖棉+70%聚酯短纖棉)的基材的物性的比較。如表I所示，添加有苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯熱塑性彈性體/聚對苯二甲酸丁二醇酯複合短纖棉的基材在撕裂強度、抗張強度、剝離強度、破裂強度方面均有顯著的增加，而伸長率的下降對於基材加工時的尺寸穩定會有所幫助。表I :比較例I (100%聚酯短纖棉)的基材與實施例I (30% SEBS複合短纖棉+70%聚酯短纖棉)的基材的物性的比較，其中MD為機械方向(Mechanical Direction),⑶為剖面方向(Cross Direction)
權利要求
1.含有複合纖維的人造皮革，包括 基材，其包含多根複合纖維，各複合纖維包含第一成分和第二成分，所述第一成分為熱塑性非彈性體，所述第二成分為熱塑性彈性體，所述第二成分佔所述複合纖維總重量的5%至70%，在所述複合纖維的橫截面的圓周中，所述第一成分和所述第二成分交替分布，且所述第二成分佔所述圓周全部長度的50%以下，其中，所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點；和 彈性皮膜，其位於所述基材的表面，所述彈性皮膜的材質為彈性聚合物或乳膠。
2.權利要求I的人造皮革，其中所述基材還包含多根混合纖維，所述混合纖維為熱塑性非彈性體，所述混合纖維與所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點。
3.權利要求I的人造皮革，其中所述第一成分的材質選自聚酯類聚合物、聚醯胺類聚合物和聚烯烴類聚合物，所述第二成分的材質選自熱塑性苯乙烯嵌段共聚物彈性體、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)、熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)、硫化熱塑性聚烯烴彈性體(TPV)和熱塑性聚醯胺彈性體(TPA)，所述彈性皮膜的材質為選自如下的彈性聚合物聚氯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚酯-醚共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯、氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、矽樹脂、聚胺基酸、聚胺基酸-聚氨基甲酸酯共聚物、天然高分子樹脂、以及它們的混合物。
4.權利要求I的人造皮革，其還包括內部彈性樹脂，所述內部彈性樹脂均勻地填充在所述基材中，所述內部彈性樹脂的材質為聚氯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚酯-醚共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯、氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、矽樹脂、聚胺基酸、聚胺基酸-聚氨基甲酸酯共聚物、合成樹脂或天然高分子樹脂、或它們的混合物。
5.含有複合纖維的人造皮革的製造方法，包括以下步驟 (a)提供基材，所述基材包括多根複合纖維，各複合纖維包含第一成分和第二成分，所述第一成分為熱塑性非彈性體，所述第二成分為熱塑性彈性體，所述第二成分佔所述複合纖維總重量的5%至70%，在所述複合纖維的橫截面的圓周中，所述第一成分和所述第二成分交替分布，且所述第二成分佔所述圓周全部長度的50%以下，其中，所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點；和 (b)在所述基材的表面上形成彈性皮膜，所述彈性皮膜的材質為彈性聚合物或乳膠。
6.權利要求5的製造方法，其中在所述步驟(a)中所述基材還包含多根混合纖維，所述混合纖維為熱塑性非彈性體，所述混合纖維與所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點。
7.權利要求6的製造方法，其中所述混合纖維的材質選自聚酯類聚合物、聚醯胺類聚合物和聚烯烴類聚合物，所述第一成分的材質選自聚酯類聚合物、聚醯胺類聚合物和聚烯烴類聚合物，所述第二成分的材質選自熱塑性苯乙烯嵌段共聚物彈性體、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)、熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)、硫化熱塑性聚烯烴彈性體(TPV)和熱塑性聚醯胺彈性體(TPA)，所述彈性皮膜的材質為選自如下的彈性聚合物聚氯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚酯-醚共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯、氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、矽樹月旨、聚胺基酸、聚胺基酸-聚氨基甲酸酯共聚物、天然高分子樹脂、以及它們的混合物。
8.權利要求5的製造方法，其中在所述步驟(a)中，所述基材的製造方法包括以下步驟 (al)提供多根複合纖維，各複合纖維包含第一成分和第二成分，所述第一成分為熱塑性非彈性體，所述第二成分為熱塑性彈性體，所述第二成分佔所述複合纖維總重量的5%至70%，在所述複合纖維的橫截面的圓周中，所述第一成分和所述第二成分交替分布，且所述第二成分佔所述圓周全部長度的50%以下； (a2)形成多個纖維網，所述纖維網包含所述複合纖維； (a3)堆疊所述纖維網； (a4)針刺或水刺所述纖維網； (a5)軟化所述第二成分，以使所述複合纖維結合；和 (a6)固化所述第二成分，使得所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分所形成的彈性結合點。
9.權利要求5的製造方法，其中所述第一成分的材質選自聚酯類聚合物、聚醯胺類聚合物和聚烯烴類聚合物，所述第二成分的材質選自熱塑性苯乙烯嵌段共聚物彈性體、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)、熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)、硫化熱塑性聚烯烴彈性體(TPV)和熱塑性聚醯胺彈性體(TPA)。
10.權利要求5的製造方法，其中步驟(b)包括 (bl)將彈性樹脂溶液直接塗布於所述基材上； (b2)進行溶劑脫除使所述彈性樹脂溶液凝固； (b3)進行水洗去除溶劑和將水分乾燥，以形成所述彈性皮膜；和 (b4)對所述彈性皮膜的表面進行加工以得到人造皮革。
11.權利要求5的製造方法，其中所述步驟(b)包括 (bl)將所述基材在彈性樹脂溶液內進行含浸，使所述彈性樹脂溶液滲入到所述基材內部; (b2)經擠壓後使所述彈性樹脂溶液的吸收量能維持在所需比例； (b3)在表面再塗布彈性樹脂溶液； (b4)進行溶劑脫除使所述彈性樹脂溶液凝固； (b5)進行水洗去除溶劑和將水分乾燥，其中填充在所述基材中的彈性樹脂形成內部彈性樹脂，位於所述基材表面的彈性樹脂形成所述彈性皮膜；和(b6)對所述彈性皮膜的表面進行加工，以得到人造皮革。
全文摘要
本發明涉及含有複合纖維的人造皮革及其製造方法。所述人造皮革包括基材和彈性皮膜。所述基材含有多根複合纖維，各複合纖維包括第一成分和第二成分，所述第一成分為熱塑性非彈性體，所述第二成分為熱塑性彈性體，所述第二成分佔所述複合纖維總重量的5％至70％，所述複合纖維之間的交叉點為所述第二成分軟化而形成的彈性結合點。所述彈性皮膜位於所述基材的表面，所述彈性皮膜的材質為彈性聚合物或乳膠。由此，所述人造皮革具有優異的手感和物性表現。
文檔編號D04H1/4382GK102758358SQ20111010618
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者馮崇智, 葉提舜, 吳健德, 張榮進, 洪賢章, 王龍傳 申請人:三芳化學工業股份有限公司