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1. CN111051606 - ARTIFICIAL LEATHER HAVING EXCELLENT SURFACE APPEARANCE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

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具有优秀的表面外观的人造革及其制造方法


技术领域
本发明涉及一种人造革,具体涉及在用作汽车座套的人造革中,能够在赋予天然皮革的质感及缓冲感的压纹成型之前进行表面处理,以具备厚度均匀的表面处理层,从而具有优秀的表面外观的人造革及其制造方法。
背景技术
通常,汽车内部被视为第二个居住空间,最近,为了在这种汽车内部空间舒适并愉快地驾驶,功能性座椅受人瞩目。
作为这种汽车座椅用材料,聚氯乙烯、聚氨酯等人造革比天然皮革价格低廉且能够满足天然皮革的触感和功能性方面,一直对其进行开发。
具体而言,现有的人造革由从下至上包括背衬层、发泡层、表层以及表面处理层的层叠结构构成。
尤其是,如韩国授权专利公报第10-1361535号(公告日:2014年02月13日),利用通过压纹辊之间而转印压纹的轧辊式,成型出压纹,以便对所述表层的上部赋予天然皮革的质感及缓冲感。
然后,在形成有压纹的表层的上部涂布表面处理剂,以形成表面处理层,此时,存在的问题在于,涂布于压纹的谷和峰的表面处理剂的量会产生显著的差异,导致表面处理层的厚度不均匀,并且因所述谷与峰的光泽差异,谷或峰部分看起来比其他区域更亮,并且外观不均匀。
在先技术文献
专利文献
(专利文献0001)KR 10-1361535 B(公告日:2014年02月13日)
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供具有优秀的表面外观的人造革。
本发明的另一目的在于提供能够在压纹成型之前进行表面处理的人造革制造方法。
技术方案
本发明提供一种人造革,形成于压纹的峰的表面处理层的厚度与形成于压纹的谷的表面处理层的厚度之比为0.7~1。
另外,本发明提供人造革制造方法,用于制造所述人造革,其包括:
背衬层涂布步骤,在背衬层的一表面涂布涂料溶液,所述背衬层为机织物或无纺布;
预制发泡层或发泡层及表层形成步骤,分别成型预制发泡层或发泡层及表层;
背衬层层叠步骤,将一表面被涂布的所述背衬层层叠在所述预制发泡层或发泡层的底表面;
表层层叠步骤,将所述表层层叠在形成有所述背衬层的预制发泡层或发泡层的上部;
表面处理层形成步骤,在所述表层的上部涂布水性表面处理剂,以形成表面处理层;
红外线照射步骤,向所述表面处理层的上部照射红外线;
压纹成型步骤,利用真空,在通过照射所述红外线而被加热的表层及表面处理层的上部吸附成型出压纹。
有益效果
在本发明的人造革中,形成于压纹的谷和峰的表面处理层的厚度均匀,因此具有优秀的表面外观。
另外,本发明的人造革具有与天然皮革相似的质感及柔和的触感。
另外,本发明的人造革能够防止构成发泡层的发泡单元扭曲或破损,从而实现缓冲感优秀的效果。
附图说明
图1是示出本发明的人造革的层叠结构的侧截面图。
图2是示出本发明的人造革制造过程的流程图。
图3是示出本发明的人造革的表面(压纹)的照片。
图4是示出现有的利用轧辊式来成型出压纹之后涂布表面处理剂的人造革的表面(压纹)的照片。
图5是概略地示出测量人造革的表面外观的光泽差异的方法的图。
附图标记
10:人造革 11:背衬层
13a:预制发泡层 13b、13b’:发泡层
15:表层 17:表面处理层
19:压纹 19a:压纹的谷
19b:压纹的峰
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的优选实施例的构成及作用进行详细说明。
其中,在对各个构成要素添加附图标记时,相同的构成要素即便示于不同的附图,也尽可能使用了相同的附图标记。
图1是示出本发明的人造革的层叠结构的侧截面图,本发明的人造革10从下至上包括背衬层11、发泡层13b、13b’、表层15以及表面处理层17,并可以进一步包括形成于所述表层15及表面处理层17的上部的压纹19。
具体而言,在本发明的人造革10中,形成于压纹19的峰(crest)19b的表面处理层的厚度与形成于压纹19的谷(valley)19a的表面处理层的厚度之比(即,形成于峰表面处理层的厚度÷形成于谷的表面处理层的厚度)可以是0.7~1或0.8~1,在上述范围内时,形成于谷与峰的表面处理层的光泽的差异小,表面不会看起来不均匀,因此能够提供外观优秀的人造革。
在本发明中,所述压纹的谷(valley)为凹凸的凹部,表示最低的位置,所述压纹的峰(crest)为凸出部分,表示最高的位置(参照图3)。
形成于所述压纹19的谷19a与峰19b的表面处理层的厚度之比可通过在将所述人造革10沿垂直方向切割之后,利用高倍率光学显微镜测量表面处理层的厚度,并通过形成于峰的表面处理层的厚度/形成于谷的表面处理层的厚度来计算。
另外,在本发明的人造革10中,形成于压纹19的谷19a与峰19b的表面处理层的厚度之差小于5μm或小于3μm,在上述范围内时,形成于谷19a与峰19b的表面处理层的光泽的差异小,表面不会看起来不均匀,因此能够提供外观优秀的人造革。
具体而言,为了防止利用轧辊式压纹辊来成型出压纹的现有的人造革的表面处理层受损,只能在压纹成型之后涂布表面处理剂,其问题在于,形成于压纹19的谷19a与峰19b的表面处理层的厚度之差为5μm以上,形成于谷19a与峰19b的表面处理层的光泽的差异大,因此外观不良。本发明的人造革10能够在压纹19成型之前进行表面处理,因此,形成于压纹19的谷19a与峰19b的表面处理层的厚度均匀,从而能够提供外观优秀的人造革。
像这样,形成于所述压纹19的谷19a与峰19b的表面处理层的厚度之比或厚度之差满足上述范围的区域能够占人造革的整体表面的80%以上或90%以上。
更具体而言,如上所述,在本发明的人造革10中,形成于压纹19的谷19a与峰19b的表面处理层的厚度之差小于5μm,因此,压纹19的谷19a与峰19b之间没有光泽差异。
所述光泽差异是在波长为380~800nm的光下,将人造革试样以光的入射角为基准倾斜30°~60°并观察时,用肉眼测量由反射度差异所导致的压纹19的谷19a与峰19b的光泽差异所诱发的亮度的差异。
更具体而言,由10名评价者构成小组,对人造革试样测量是否能够通过视觉感测压纹19的谷19a与峰19b的光泽差异,当认为存在光泽差异的人数为5名以上时,定义为存在光泽差异,并将其记载为X(外观不良),当认为存在光泽差异的人数少于5名时,定义为不存在光泽差异,并将其记载为○(外观优秀)。
测量所述人造革试样中是否存在压纹19的谷19a与峰19b的光泽差异的方法为使光(光源)、人造革试样与评价者的眼睛呈直角,此时,使所述人造革试样与评价者的眼睛位于同一直线。
之后,将所述人造革试样以光的入射角为基准,反复以30°~60°倾斜,并如图3及图4所示,以压纹19的谷19a部分为基准,测量光泽差异是否可见(参照图5)。
另外,在测量是否存在所述光泽差异时,人造革试样与评价者的眼睛的距离可以是30cm以下或20cm。当大于上述范围时,难以测量压纹19的谷19a与峰19b的光泽差异,并通过视觉只能够感测人造革试样的整体光泽增加,因此,可以在上述距离范围内。
另外,本发明的人造革10能够在压纹成型之前进行表面处理,因此,能够在成型出压纹时,与压纹一同加工表面处理层,从而按照压纹的形状形成粗糙度(Ra),然而,利用轧辊式压纹辊来成型出压纹的现有的人造革在压纹成型之后,在涂布表面处理剂时,在压纹的谷涂布比峰更多的所述表面处理剂,导致人造革的表面多少变得有些平坦,因此,粗糙度(Ra)会比本发明的人造革10更低。
另一方面,本发明的人造革10的显微硬度可以是45~59或50~57。
所述显微硬度是厚度约为0.5~1.5mm的微小试样的局部硬度,是利用显微硬度计(Asker Micro Durometer公司,型号:MD-1CAPA)在峰值保持模式下使压头以1mm/s的压入速度与所述人造革接触之后,即,当压头的负荷保持时间为1s时测量的最大值。
具体而言,有多种测量硬度的方法,作为一例,肖氏硬度(Hardness Shore,“HS”)、络氏硬度(Hardness Rock,“HR”)、维氏硬度(Hardness Vickers,“HV”)、努氏硬度(Hardness Knoop,“HK”)以及显微硬度等。在上述多种硬度测量方法中,通常,在测量人造革的硬度时,多用肖氏硬度。
只是,肖氏硬度是用于测量厚度为5mm以上的试样的方法,不适合测量厚度小于5mm的微小试样的硬度。
显微硬度是厚度小于5mm的试样,作为一例,可以是上述的厚度为0.5~1.5mm的微小试样的硬度,作为用于测量显微硬度的显微硬度计的一例,可以是Asker MicroDurometer公司的MD-1CAPA。
当所述显微硬度大于上述范围时,触感一般且并不柔和,但小于上述范围时,耐磨性等机械物性降低,因此,可以具有上述范围内的显微硬度,以具有柔和且优秀的缓冲感。
接下来,所述人造革10的制造方法如下。
参照图2,本发明涉及一种人造革制造方法,其包括:
背衬层涂布步骤S1,在背衬层的一表面涂布涂料溶液,所述背衬层为机织物或无纺布;
预制发泡层或发泡层及表层形成步骤S3,分别成型预制发泡层或发泡层及表层;
背衬层层叠步骤S5,将一表面被涂布的所述背衬层层叠在所述预制发泡层或发泡层的底表面;
表层层叠步骤S7,将所述表层层叠在形成有所述背衬层的预制发泡层或发泡层的上部;
表面处理层形成步骤S9,在所述表层的上部涂布水性表面处理剂,以形成表面处理层;
红外线照射步骤S11,向所述表面处理层的上部照射红外线;
压纹成型步骤S13,利用真空,在通过照射所述红外线而被加热的表层及表面处理层的上部吸附成型出压纹。
以下,对各个步骤进行具体说明。
背衬层涂布步骤S1
在所述步骤S1中,能够通过在背衬层11的一表面涂布涂料溶液,提高背衬层11与所述背衬层11的上部的发泡层13b、13b’的剥离强度。
具体而言,在本发明的人造革的压纹成型步骤S13中,利用真空,吸附成型出压纹,因此,没有与利用现有的轧辊式压纹辊所形成压纹相同地以较大的压力压缩半成品,因此,有可能存在背衬层11与发泡层13b、13b’的剥离强度降低的缺点。因此,本发明的背衬层11在其一表面涂布所述涂料溶液之后,在120~150℃下,通过热处理,进行凝胶化(gelling),以提高与发泡层13b、13b’的剥离强度。
所述涂料溶液可以是丙烯酸粘合剂、聚氨酯粘合剂或聚氯乙烯增塑溶胶(Plastisol)。只是,所述丙烯酸粘合剂在干燥之后会变硬,存在人造革的显微硬度增加的缺点,所述聚氨酯粘合剂比较昂贵,会提高材料费用,因此,可以使用价格低廉且在干燥之后不会增加人造革的显微硬度的聚氯乙烯增塑溶胶。
所述聚氯乙烯增塑溶胶可以是相对于100重量份的聚氯乙烯树脂,在常温下搅拌70~130重量份的塑化剂及0.5~10重量份的固化剂而形成的。
具体而言,所述聚氯乙烯树脂可以是由60~90重量%的氯乙烯的均聚物及10~40重量%的氯乙烯与乙酸乙烯的共聚物组成的混合树脂。
所述氯乙烯均聚物为通过乳液聚合所制造的糊状(Paste)聚氯乙烯树脂,占所述混合树脂的60~90重量%或65~85重量%。当小于上述范围时,背衬层11与发泡层13b、13b’的剥离强度会降低,当大于上述范围时,会产生异味,故不优选,因此,可以以上述含量范围包含。
所述氯乙烯与乙酸乙烯的共聚物是一种能够对由机织物或无纺布所形成的背衬层11赋予优秀的粘合力的树脂,所述共聚物内的乙酸乙烯的含量可以是1~15重量%或3~10重量%。当小于上述范围时,粘合力会降低,导致背衬层11与发泡层13b的剥离强度降低,当大于上述范围时,水解性会降低,因此,可以以上述范围包含。
另外,所述氯乙烯与乙酸乙烯的共聚物可以占所述混合树脂的10~40重量%或15~35重量%。当小于上述范围时,背衬层11与发泡层13b的剥离强度会降低,当大于上述范围时,耐热性等机械物性会降低,因此,可以以上述范围包含。
所述涂料溶液所包含的塑化剂可以是选自邻苯二甲酸酯类塑化剂、对苯二甲酸酯类塑化剂,苯甲酸酯类塑化剂、柠檬酸酯类塑化剂、磷酸酯类塑化剂或己二酸酯类塑化剂中的一种以上。
本发明中,可以优选使用环保且耐热性优秀的对苯二甲酸酯类塑化剂。作为所述对苯二甲酸酯类塑化剂,例如可以使用对苯二甲酸二辛脂,但不限于此。
以100重量份的所述混合树脂为基准,可以包含70~130重量份或80~120重量份的所述塑化剂。当小于上述范围时,涂料溶液的粘度会提高,加工性会降低,但大于上述范围时,因塑化剂的转移现象,粘合力会降低,因此,可以以上述范围包含。
所述涂料溶液所包含的固化剂可使用低温固化型固化剂,以提高能量效率及生产性,异氰酸酯基的一部分或全部可以使用由封端剂进行封端的封端异氰酸酯固化剂。
所述封端剂可以使用选自苯酚(phenol)、ε-己内酰胺(ε-caprolactam)、甲乙酮肟(methyl ethyl ketone oxime)、1,2-吡唑(1,2-pyrazole)、丙二酸二乙酯(diethylmalonate)、二异丙胺(diisopropylamine)、三唑(triazole)、咪唑(imidazole)以及3,5-二甲基吡唑(3,5-dimethylpyrazole)中的一种以上。
所述封端异氰酸酯固化剂在常温下对异氰酸酯基进行封端,以防止异氰酸酯基(-NCO)与羟基(-OH)或氨基(-NH)进行反应,当到达规定温度区域时,封端剂解离,同时,-NCO基团的反应性增加,从而进行固化反应。
所述固化剂的解离温度可以是100℃以上,或110~130℃。
以100重量份的所述混合树脂为基准,可包含0.5~10重量份或1~5重量份的所述固化剂。当小于上述范围时,因交联度降低,背衬层11与发泡层13b、13b’的剥离强度会降低,当大于上述范围时,未参与反应的固化剂残留并成为杂质,导致使用性降低,因此,可以在上述范围内使用。
所述涂料溶液能够根据需要有选择地进一步包含选自稳定剂、填充剂、颜料、降粘剂以及分散剂中的一种以上的其他添加剂,并且,只要不对所述涂料溶液的物性产生影响,其含量不受限制。
所述涂料溶液的粘度为以蔡恩杯(Zahn cup,#3号cup)测量的粘度,可以是在25℃下为80~140秒或100~120秒。当小于上述范围时,涂料溶液会流下来,导致涂布效率降低,当大于上述范围时,在涂布时涂料溶液会凝固,导致难以浸渍到由机织物或无纺布所组成的背衬层11内,当在上述粘度范围内时,能够确保稳定的加工性。
涂布有所述涂料溶液的所述背衬层11能够辅助机械物性,并起到保持人造革的形态及防皱等作用,可以是基于棉、人造丝、丝绸、聚烯烃(例如,聚乙烯、聚丙烯等)、尼龙、聚酯、聚氨酯等的多种合成物的机织物、无纺布、编织织物、平织织物、防粘织物等柔性聚合物,并可以有选择地进一步包括天然纤维及/或合成纤维。
优选地,所述背衬层11可以使用以30~40∶60~70的重量比包含棉或人造丝与聚酯的机织物或无纺布,以便易于确保强度等机械物性及难燃特性等,并相对于所述发泡层13b、13b’具有缝纫性能及整洁的外观。
当所述聚酯的含量大于上述范围时,燃烧性、覆盖特性以及操作性差,当聚酯的含量小于上述范围时,机械物性会降低,因此,可以以上述范围包含。
作为一例,形成于所述背衬层11的涂层的厚度可以是1~10μm或2~5μm。其中,所述涂层的厚度表示包括浸渍到背衬层11内的涂料溶液在内的厚度。当所述涂层的厚度小于上述范围时,所述背衬层11与发泡层13b、13b’的剥离强度会降低,当大于上述范围时,人造革的显微硬度会增加,导致触感降低,因此,能够以上述范围内的厚度涂布。
在所述背衬层11涂布制造的所述涂料溶液之后,背衬层与所述发泡层的剥离强度可以是2.5~6kgf/30mm或2.5~5.5kgf/30mm。当小于上述范围时,背衬层11与发泡层13b、13b’会容易剥离,导致人造革的品质降低,当大于上述范围时,显微硬度会增加,导致触感降低,因此,优选保持上述范围内的剥离强度。
另外,所述背衬层11的厚度可以是0.4~0.7mm,当小于上述范围时,机械强度会降低,当大于上述范围时,会过厚,从而需要更多的材料费用。
预制发泡层或发泡层及表层形成步骤S3
所述步骤S3可以是挤压成型或压延成型所述预制发泡层13a或发泡层13b及表层15的步骤。
所述挤压成型可以是使预制发泡层或发泡层及表层制造用组合物分别在挤压机中熔融之后,利用T-die挤压机的T-die挤压工艺,所述压延成型可以是将所述预制发泡层或发泡层及表层制造用组合物分别在搅拌器中捏合之后,通过160~170℃的压延辊的压延工艺。
具体而言,所述预制发泡层13a是通过挤压成型或压延成型制造成片材形状之后,在发泡成型步骤S8进行发泡,从而形成发泡层13b’,所述预制发泡层13a的厚度可以是0.2~0.35mm或0.25~0.3mm。
另外,所述发泡层13b是在通过挤压成型或压延成型制造成片材形状之后,通过220~260℃的加热炉而完成发泡的,其厚度可以是0.4~0.8mm或0.4~0.7mm,当小于上述范围时,缓冲感会降低,当大于上述范围时,会变得过厚,从而需要更多的材料费用。
更具体而言,所述预制发泡层13a或发泡层13b可以由相对于100重量份的聚氯乙烯树脂,包含60~120重量份的塑化剂及5~15重量份的发泡剂的预制发泡层或发泡层制造用组合物形成。
具体而言,所述预制发泡层13a或发泡层13b所包含的聚氯乙烯树脂可以是通过悬浮聚合而形成的直链(straight)聚氯乙烯树脂,其能够同时确保优秀的缓冲感和高延伸率以及优秀的耐久性。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度可以是900~1200或950~1150。当小于上述范围时,耐久性会降低,当大于上述范围时,预制发泡层13a或发泡层13b的硬度会提高,导致缓冲感降低,因此,可以使用聚合度在上述范围内的聚氯乙烯树脂。
另外,本发明的预制发泡层13a或发泡层13b可以以100重量份的所述聚氯乙烯树脂为基准,进一步包含5~20重量份或5~15重量份的氯乙烯与乙酸乙烯的共聚物,以进一步赋予与位于下部的背衬层11的粘合性,并且,在上述范围内,与背衬层11的剥离强度优秀。
在所述氯乙烯与乙酸乙烯的共聚物中的乙酸乙烯的含量可以是0.5~10重量%或1~5重量%。
或者,本发明的预制发泡层13a或发泡层13b可以是在聚氯乙烯树脂的基础上有选择地进一步包含选自热塑性聚氨酯(TPU)树脂、聚偏二氯乙烯(PVDC)树脂、聚偏氟乙烯(PVDF)树脂、氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂、聚乙烯醇(PVA)树脂、聚乙酸乙烯酯(PVAc)树脂、聚乙烯醇缩丁基醛酯(PVB)树脂、聚乙烯(PE)树脂以及聚丙烯(PP)树脂中的一种以上的混合树脂。
所述塑化剂可以使用选自所述邻苯二甲酸酯类塑化剂、对苯二甲酸酯类塑化剂或环氧类塑化剂中的一种以上。
所述邻苯二甲酸酯类塑化剂可以是与所述聚氯乙烯树脂的相容性非常好的塑化剂,例如,选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙基己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯以及邻苯二甲酸丁苄酯中的一种以上,优选使用作为低挥发性塑化剂的邻苯二甲酸二异癸酯。
所述对苯二甲酸酯类塑化剂可以使用环保塑化剂,例如,对苯二甲酸二辛脂,但不限于此。
所述环氧类塑化剂可以是将不饱和脂肪酸甘油酯的双键利用过氧化氢或过醋酸进行环氧化而成的,例如,可以使用环氧化大豆油或环氧化亚麻油,但不限于此。
以100重量份的所述聚氯乙烯树脂为基准,可以使用60~120重量份或70~100重量份的所述塑化剂。当小于上述范围时,加工性及柔软性降低,同时,显微硬度增加,当大于上述范围时,塑化剂会发生泌水(bleeding)现象,因此,可以在能够实现优秀的柔软性的上述含量范围内使用。
所述发泡剂只要是能够形成发泡层13b所需的具有弹性和厚度的微小的气泡即可,作为一例,可以是偶氮二甲酰胺(ADCA,Azodicarbonamide)、p,p'-氧双(苯磺酰肼)(p,p'-Oxybis(benzenesulfonyl hydrazide))、对甲苯磺酰肼(p-toluenesulfonylhydrazide)以及碳酸氢钠(Sodiumbicarbonate)等化学发泡剂。
以100重量份的所述聚氯乙烯树脂为基准,可以使用5~15重量份或5~10重量份的所述发泡剂。当小于上述范围时,人造革的柔软性及缓冲感会下降,当大于上述范围时,发泡层13b会生成过多的发泡单元,导致表面物性及耐久性降低,因此,可以在上述范围内使用。
所述发泡层13b的发泡率可以是100~500%或150~300%,通过具有上述范围的发泡率,能够确保凹凸感、缓冲感以及柔和的表面触感,当小于上述范围时,人造革的显微硬度会增加,变硬,当大于上述范围时,即,过量发泡时,人造革的耐久性及强度会降低,导致物性降低,因此,可以具有上述范围内的发泡率。
形成于所述发泡层13b的发泡单元(cell)可以是球形的发泡单元。所述球形的发泡单元为相对于因外部压力而具有扭曲或尖锐的形状的发泡单元的形状的表达,并不表示必须是几何学上的完美的球形,通常应当理解为,涵盖在称各个发泡单元为球形时能够涵盖的水准。因此,在本说明书中,球形的发泡单元不因物理性的外力而变形,并保持形成时的球形状。
另外,发泡层13b的侧截面或水平截面的每1mm2的单位面积中可包括10~30个或15~20个所述发泡单元。当小于上述范围时,柔软性及缓冲感会降低,当大于上述范围时,表面耐久性会降低,同时,表面触感及缓冲感等物性降低,因此,可包括上述范围内的发泡单元数量。
所述发泡单元的数量是在将人造革沿垂直方向或水平方向切割之后,使用光学显微镜测量在发泡层13b的侧截面或水平截面的每1mm2的单位面积所形成的发泡单元的数量。
另外,所述发泡单元的平均直径可以是120~250μm或135~200μm。所述平均直径表示一个发泡单元能够具有的直径的平均值,更具体而言,当所述发泡单元为几何学上的球形时,表示直径的平均,当为几何学上的球形以外的其他形状并区分长轴和短轴时,表示长轴的平均长度。
所述发泡单元的平均直径满足上述范围并保持球形形状,从而能够确保所述人造革的高柔软性及加工性,并能够体现优秀的缓冲感。
所述发泡单元的平均直径是在将人造革沿垂直方向或水平方向切割之后,使用光学显微镜的比例尺(Scale bar)测量发泡层13b的侧截面或水平截面的1mm2的单位面积所形成的发泡单元的平均直径。
所述发泡层13b的比重可以是0.7~0.9或0.7~0.8。当小于上述范围时,耐久性会降低,当大于上述范围时,柔软性及缓冲感会降低,因此,可以是上述范围内的比重。
即,在所述发泡层13b中,球形的发泡单元不因外部压力而结构变形,并且发泡层的侧截面或水平截面的每1mm2的单位面积中包括10~30个,比重为0.7~0.9,因此,本发明的人造革能够具有显著提高的缓冲感及柔和的表面触感。
所述表层15用于确保表面平滑度并体现颜色,可以由以100重量份的聚氯乙烯树脂为基准包含60~120重量份的塑化剂以及颜料的表层制造用组合物形成。
所述表层15所包含的聚氯乙烯树脂的聚合度比所述预制发泡层13a或发泡层13b所包含的聚氯乙烯树脂更高,这样能够在后述的发泡成型步骤S8或压纹成型步骤S13中防止表层15破裂,因此优选。
具体而言,所述表层15所包含的聚氯乙烯树脂可以是通过悬浮聚合所制造的直链(straight)聚氯乙烯树脂。
所述表层15所包含的聚氯乙烯树脂的聚合度可以是1250~3000或1250~2000。当小于上述范围时,在后述的发泡成型步骤S8或压纹成型步骤S13中,表层15有破裂的风险,当大于上述范围时,表面触感及柔软性会降低,因此,可以使用具有上述范围内的聚合度的聚氯乙烯树脂。
所述表层15制造用组合物所包含的塑化剂与所述预制发泡层13a或发泡层13b所包含的塑化剂相同,因此省略重复说明。
所述预制发泡层或发泡层及表层制造用组合物可进一步包含选自热稳定剂、难燃剂以及填充剂中的一种以上,以调节熔融强度及物性,并且只要其含量不影响物性即可。
所述表层15的厚度可以是100~300μm或120~200μm。当小于上述范围时,表面平滑度及加工性会降低,同时,由于体现颜色的颜料的添加量增加,导致材料费用增加,当大于上述范围时,人造革的缓冲感会降低,同时,会变得过厚,导致需要较多的材料费用。
背衬层层叠步骤S5
所述步骤S5可以是在所述预制发泡层13a或发泡层13b的底表面热层压一表面被涂布的背衬层11的步骤。
表层层叠步骤S7
所述步骤S7可以是在层叠有背衬层11的预制发泡层13a或发泡层13b的上部热层压表层15的步骤。
具体而言,在预制发泡层13a或发泡层13b的底表面热层压一表面被涂布的背衬层11之后,在层叠有所述背衬层11的预制发泡层13a或发泡层13b的上部层叠表层15,其理由在于,所述背衬层11的机械强度优秀,因此,能够在进行工序时确保物性。如果,先层叠预制发泡层13a或发泡层13b与表层15,在热层压所述两层13a/13b、15时,会产生气泡或会发生层弯曲等卷曲,因此,可以优先在预制发泡层13a或发泡层13b的底表面热层压机械强度优秀的背衬层11。
另外,在所述步骤S7中,当利用预制发泡层13a时,在所述步骤S7之后,使所述预制发泡层13a通过220~230℃的加热炉进行发泡,从而能够进一步包括形成层叠有背衬层11、发泡层13b’以及表层15的半成品的发泡成型步骤S8。
此时,所述发泡层13b’与上述的发泡层13b的特性相同,因此省略重复说明。
表面处理层形成步骤S9
所述步骤S9是在所述半成品的表层的上部涂布水性表面处理剂并进行干燥以形成表面处理层17的步骤,能够以单层或两层以上的多层涂布。
所述水性表面处理剂可以是以100重量份主剂为基准包含1~25重量份的固化剂、1~25重量份的水性溶剂以及1~15重量份的有机硅化合物的双液型水性表面处理剂。
所述主剂可以是水分散的聚碳酸酯类聚氨酯树脂,但不限于此。
所述固化剂的每个分子可以包括选自氮丙啶基、异氰酸酯基以及碳二亚胺基中的一种以上的官能团。
所述有机硅化合物可以是聚硅氧烷分散于水的液态或珠状的聚硅氧烷,可以优选表面触感更加优秀的分散于水的液态。
所述水性溶剂可以是水或醇或水与醇的混合物。
所述有机硅化合物可以是聚硅氧烷分散于水的液态或珠状的聚硅氧烷,可以优选表面触感更加优秀的分散于水的液态。
当以单层涂布所述水性表面处理剂时,能够涂布上述的水性表面处理剂,当以多层涂布时,能够涂布上述的水性表面处理剂中除了有机硅化合物以外的组合物作为基底,可以在所述基底的上部涂布上述的水性表面处理剂。
所述干燥可以在110~150℃或130~150℃下进行80~120秒。当以小于上述温度及时间范围进行干燥时,水性溶剂无法蒸发并残留,导致因未固化而在人造革的表面发生白化现象,同时,表面物性降低,当大于上述温度范围时,耐热性会降低,导致变色,因此,可以在上述温度及时间范围内进行干燥。
所述白化现象为在涂布所述水性表面处理剂之后,人造革的表面上出现白色的点(dot)状的白色的缺陷。
所述所形成的表面处理层17的厚度可以是4~30μm或4~20μm。通过将所述表面处理层17的厚度保持在上述范围内,能够以保持人造革的柔软性的状态同时确保耐污染性。当小于上述范围时,厚度过薄,导致耐久性下降,当大于上述范围时,水性表面处理剂的需要增加,导致需要较多的材料费用,因此,可以具有上述范围内的厚度。
红外线照射步骤S11
所述步骤S11可以是向在所述步骤S9中形成有表面处理层17的半成品的表层15的表面在150~180℃下照射红外线5~15秒或10~15秒的步骤。当以小于上述温度及时间照射红外线时,表层15不能够被软化,导致无法在后述的压纹成型步骤S13中较好地形成压纹,当以大于上述温度及时间照射红外线时,表层15会熔化,因此,可以在上述时间内照射红外线。
作为一例,所述步骤S11的工艺速度可以是10~20m/min或12~15m/min,具体而言,可以是当工艺速度为15m/min时,照射红外线14秒。
压纹成型步骤S13
所述步骤S13为利用真空来吸附成型出压纹19的步骤,该步骤可以在0.02~0.08Mpa或0.04~0.07Mpa的真空表压力下进行。当所述步骤在小于所述真空表压力范围下进行时,难以形成压纹19,从而导致缓冲感降低,当以大于上述范围进行时,会损伤所述表面处理层17,导致表面物性降低,因此,可以在所述真空表压力范围内进行。
另外,所述步骤S13可以在160~180℃或170~180℃的温度下进行。当所述工序在小于上述温度范围下进行时,难以充分形成压纹19,当以大于上述范围进行时,因高温,人造革的表面物性会变得粗糙或撕裂,因此,可以在上述温度范围内进行。
在上述的本发明的人造革制造方法中,所述发泡成型步骤S8、表面处理层形成步骤S9、红外线照射步骤S11以及压纹成型步骤S13可以以内联方式构成。
在本发明的人造革中,形成于压纹的谷和峰的表面处理层的厚度均匀,因此,具有优秀的表面外观。
另外,本发明的人造革具有与天然皮革相似的质感及柔和的触感。
另外,本发明的人造革能够防止构成发泡层的发泡单元扭曲或破损,从而实现缓冲感优秀的效果。
以下,提出优选实施例,以帮助理解本发明,但本领域技术人员明白下述实施例仅用于例示本发明,允许在本发明的范畴及技术思想范围内进行多种变更及修改,并且这种变更及修改也应当属于所述权利要求书的范围。
[实施例]
1.人造革的制造
<实施例1>
(1)背衬层涂布步骤S1
1)涂料溶液的制造
将相对于100重量份的混合树脂包含100重量份的塑化剂及3重量份的固化剂的涂料组合物在常温下完全搅拌,制造以蔡恩杯测量的粘度(Zahn cup,#3号cup)在25℃下为110秒的涂料溶液。其中,所述混合树脂由75重量%的糊状氯乙烯均聚物及25重量%的氯乙烯与乙酸乙烯的共聚物(乙酸乙烯的含量为6重量%)组成。
2)利用上述制备的涂料溶液,以凹版涂布方式,按3μm的厚度涂布在机织物的一表面,在130℃的温度下加热,进行凝胶化(gelling),以准备厚度为0.6mm的背衬层。其中,所述机织物以35∶65包含棉和聚酯。
(2)预制发泡层及表层形成步骤S32-1)预制发泡层13a压延成型步骤
在捏合发泡层制造用组合物之后,使搅拌状态的原材料通过160~170℃的压延辊,以制造厚度为0.3mm的预制发泡层13。其中,以100重量份的聚合度为1000的直链聚氯乙烯树脂为基准,所述发泡层制造用组合物包含10重量份的氯乙烯与乙酸乙烯的共聚物(乙酸乙烯的含量为3重量%)、85重量份的塑化剂、6重量份的发泡剂以及2重量份的热稳定剂。
2-2)表层15压延成型步骤
在捏合表层制造用组合物之后,使搅拌状态的原材料通过160~170℃的压延辊,以制造厚度为150μm的表层。其中,以100重量份的聚合度为1300的直链聚氯乙烯为基准,所述表层制造用组合物包含95重量份的塑化剂、2重量份的颜料以及2重量份的热稳定剂。
(3)背衬层层叠步骤S5
接下来,在所述预制发泡层13a的底表面热层压一表面被涂布的背衬层11。
(4)表层层叠步骤S7
在层叠有所述背衬层11的预制发泡层13a的上部热层压表层15。
(5)发泡成型步骤S8
使由所述背衬层11、预制发泡层13a以及表层15层叠而成的半成品通过加热炉,以使所述预制发泡层13a发泡,从而制造由背衬层11、发泡层13b’以及表层15层叠而成的半成品。
(6)表面处理层形成步骤S9
在所述表层15上以40~50g/m2的量凹版涂布水性表面处理剂,之后,在140℃下进行干燥,以使水性溶剂蒸发,从而形成厚度为15μm的表面处理层17。其中,以100重量份的聚碳酸酯类聚氨酯树脂为基准,所述水性表面处理剂包含5重量份的固化剂、20重量份的水性溶剂以及5重量份的有机硅化合物。
(7)红外线照射步骤S11及压纹成型步骤S13
接下来,向从下至上由背衬层11、发泡层13b’、表层15以及表面处理层17所形成的半成品的表面在150~180℃下照射红外线14秒,以加热至170℃左右,之后,在0.06Mpa的真空表压力下,在表层15及表面处理层17的表面吸附成型出压纹19,从而完成本发明的人造革的制造。
<实施例2至实施例10>
将在所述实施例1中所制造的人造革沿任意方向切割,以准备用于测量压纹19的谷19a与峰19b的光泽差异的评价用试样。
<比较例1>
除了在发泡成型步骤S8之后,在表层15的表面利用具有压纹图案的压纹辊在4Mpa的压力下进行辊压,以形成压纹,并在形成有所述压纹的表层15的表面涂布与所述实施例1相同的量的水性表面处理剂,以形成表面处理层以外,以与实施例1相同的方式制造人造革。
<比较例2至比较例10>
将在所述比较例1中所制造的人造革以任意不同的位置切割,以准备用于测量压纹19的谷19a与峰19b的光泽差异的评价用试样。
2.人造革的表面处理层的厚度测量
将以上所制造的实施例1及比较例1的人造革沿垂直方向进行切割,之后,利用高倍率光学显微镜对形成于压纹的谷和峰的表面处理层的厚度进行测量,其结果示于下表1。
表1
如上表1所示,能够确认在作为本发明的人造革的实施例1中,形成于压纹的谷和峰的表面处理层的厚度为15μm,非常均匀,并且形成于压纹的峰的表面处理层的厚度与形成于压纹的谷的表面处理层的厚度之比为1,满足0.7至1的特定范围,因此,表面处理层的光泽的差异少,表面不会看起来不均匀,表面外观优秀,相反地,在比较例1的人造革中,形成于压纹的谷的表面处理层的厚度与形成于峰的表面处理层的厚度之差为5μm,差异较大,形成于压纹的峰的表面处理层的厚度与形成于压纹的谷的表面处理层的厚度之比为0.6,形成于谷和峰的表面处理层的光泽的差异较大,因此,表面外观不均匀。
3.人造革的物性测量
(1)对根据以上所制造的实施例2至实施例10及比较例2至比较例10的人造革试样表面的压纹19的谷19a与峰19b的光泽差异的表面外观进行测量,并示于下表2。
-所述光泽差异是由10名评价者组成小组,当认为人造革试样存在光泽差异的人数为5名以上时,定义为存在光泽差异,并将其记载为X(外观不良),当认为存在光泽差异的人数少于5名时,定义为不存在光泽差异,并将其标记为○(外观优秀)。
表2
如上表2所示,能够确认本发明的实施例2至实施例10的人造革与在通过轧辊式来成型出压纹之后涂布表面处理剂的现有的比较例2至比较例10的人造革相比,没有光泽度差异或光泽差异非常小,大部分评价者感测不到谷与峰的光泽度差异,并且与多个比较例的人造革相比,本发明的人造革的表面外观优秀。
(2)对在上述所制造的实施例1及比较例1的人造革的显微硬度、剥离强度、柔软性(Softness)、触感以及紧实度进行测量,并示于下表3。
-显微硬度
显微硬度是利用显微硬度计(Asker Micro Durometer公司,型号:MD-1CAPA),在峰值保持模式下使压头以1mm/s的压入速度与所述人造革接触之后,即,当压头的负荷保持时间为1s时测量的最大值。
-剥离强度
将在所述1中所制造的人造革制造成宽度为30mm且长度为150mm的试样,并在横向、纵向分别采集5个,在气泡侧浸渍甲乙酮(MEK)等溶剂之后,在避免对表皮(发泡层)施加应力的同时,与短边平行地按照50mm的长度强制剥离表皮(发泡层)与气泡(背衬层)。
剥离之后,将试片在室内放置2小时以上,使溶剂充分挥发之后,将所剥离的表皮(发泡层)和气泡(背衬层)分别固定到拉伸试验机的夹头之后,求出当以200mm/min剥离50mm时的负荷的最大值的平均值。
试验结果取5个试样的平均值。
-柔软性
柔软性(Softness)是在温度为23±2℃且相对湿度为50±5%的条件下,利用柔软性测量设备(SDL Atlas,ST300D),在准备5枚π值为100mm的人造革试样之后,利用ST300D设备进行按压,读取15秒内刻度移动的数值以进行测量。
-触感
人造革的内部专家们用手直接触摸,以评价相对柔软的程度。
(◎非常柔和,○柔和,△平淡的触感)
-紧实度
紧实度是在横向、纵向分别取5个宽度为250mm且长度为200mm的人造革试样,并以短边对齐SCALE基线(A)的方式放置于水平台上。
接下来,利用与所述试样尺寸相同的压板按压试样并沿倾斜表面的方向以约为10mm/秒的速度滑动,当试片的一末端与倾斜表面接触时,利用标尺(SCALE)读出另一末端的位置(B)。
紧实度是通过移动距离(B点的刻度)(mm)示出,纵向、横向都测量5个表面及背面,并取其平均值。
表3
实施例1 比较例1
显微硬度 54 66
剥离强度[kgf/30mm] 3 3
柔软性(Softness) 3.8 3.3
触感
紧实度(mm) 52 76
如上表3所示,能够确认本发明的实施例1的人造革与不是真空吸附而是通过轧辊式来成型压纹的比较例1的人造革相比,显微硬度低,柔软性高,具有柔和的触感,因此,表面触感优秀。另外,能够确认本发明的实施例1的人造革与比较例1的人造革相比,紧实度低,柔软性高。
4.人造革的发泡层的发泡单元尺寸、数量、形状以及测量
在将上述所制造的实施例1和比较例1的人造革沿垂直方向切割时,对发泡层的侧截面所包括的发泡单元的尺寸(直径)、数量以及形状进行测量,并将其结果值示于下表4。
-所述发泡单元尺寸(平均直径)是在将人造革沿垂直方向切割之后,使用光学显微镜的比例尺(Scale bar)对形成于发泡层13b’的侧截面的1mm2的单位面积的发泡单元的平均直径进行测量。
-所述发泡单元数量是在将人造革沿垂直方向切割之后,使用光学显微镜对形成于发泡层13b’的侧截面的1mm2的单位面积的发泡单元的数量进行测量。
表4
实施例1 比较例1
发泡单元尺寸[μm] 135~200 100~400
发泡单元数量[个/mm2] 15~20 5~10
发泡单元形状 球形 不均匀
发泡层厚度(mm) 0.5 0.3
如上表4所示,能够确认本发明的实施例1的人造革是通过压延成型及真空来成型出压纹,在压纹成型之后,发泡层内发泡单元保持球形的形状,发泡单元的尺寸(平均直径)为135~200μm,发泡层的侧截面的发泡单元数量满足15~20个/mm2,从而能够实现轻量且优秀的缓冲感、高柔软性以及优秀的触感等。相反地,比较例1的人造革是通过轧辊式来成型出压纹,发泡单元的形状呈被拉长或扭曲等不规则的形状,发泡单元的尺寸小且数量少,发泡层的厚度薄,缓冲感、柔软性以及触感等都比实施例1的人造革差。
5.压纹转印效率
另一方面,对实施例1和比较例1的人造革的压纹的转印效率进行测量,结果,比较例1的人造革在成型出压纹时,利用辊压方式的压纹成型装置,压纹转印效率为80~90%,相比之下,本发明的实施例1的人造革在成型出压纹时,利用了利用真空的压纹成型装置,因此,压纹转印效率接近100%。