CN107523920B - 复合强化织物及其制法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合强化织物及其制法。该复合强化织物包括高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线,该低硬度热塑性弹性体纱线的表面微熔而附着于该高硬度热塑性弹性体纱线的表面。复合强化织物的制法包括:将高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线织成织物,该低硬度热塑性弹性体纱线的熔点为50℃至150℃;在热压温度下,热压该织物,而得复合强化织物,该热压温度大于或等于该低硬度热塑性弹性体纱线的熔点且小于该高硬度热塑性弹性体纱线的熔点。通过上述技术手段,可以较简便、环保的工艺制得强抗张强度以及强耐冲击强度的复合强化织物。

Description

复合强化织物及其制法
技术领域
本发明是应用于纺织技术领域,尤指一种复合强化织物及复合强化织物的制法。
背景技术
近年来,由于科技的进步,人们对于功能性纺织品的需求日益增加,根据不同的用途而有不同的特性需求。就高强度纺织品而言,一般可通过添加强化处理剂或以贴膜加工的技术来增加其强度。
添加强化处理剂为目前较广为使用的方式,其是将织物浸于含有强化处理剂的加工溶液中,使织物表面附着一层高分子,进而增加该织物的强度。
然而,为了维持织物的手感,需限制强化处理剂(例如:撕裂强度增进剂、摩擦牢度增进剂或织物硬度增进剂)的添加量小于5%,导致织物强度的改善效果有限。且利用强化处理剂增加织物强度需经含浸加工及干燥处理,导致工艺较为繁复、加工时间和成本较高;而过程中需使用大量的水与溶剂,易对环境造成负荷,较不适用于大量生产强化织物。
由于上述方法对织物强度的提升有限,现有技术中另提供了贴膜加工的技术,其在织物的表面点涂热熔胶溶液,再在点涂有热熔胶溶液的织物表面覆以强化薄膜形成叠层结构,续以200℃至300℃的热压温度热压该叠层结构,最后制得强化织物。
然而,所述热熔胶层会随时间而老化,长时间使用后会有强化薄膜自织物剥落的问题,进而失去其高强度的优点。此外,热熔胶溶液中包含了溶剂,利用此种方式形成强化织物更存在溶剂残留于强化织物的疑虑,致使强化织物的使用性受到限制。
发明内容
由于上述的问题,本发明的目的在于提供一种有别于现有技术的加工技术,从而解决以往强化薄膜脱落等问题,同时简化现有技术的强化织物的工艺复杂性。
为达成前述目的,本发明提供一种复合强化织物的制法,其包括:
将高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线织成织物,该低硬度热塑性弹性体纱线的熔点为50℃至150℃;
在热压温度(低于200℃)下,热压该织物,而得复合强化织物,该热压温度大于或等于该低硬度热塑性弹性体纱线的熔点且小于该高硬度热塑性弹性体纱线的熔点。
本发明使用两种不同硬度或熔点的热塑性弹性体纱线制成织物,再在适当温度条件下对织物进行热压,可令低硬度热塑性弹性体纱线的表面呈微熔状态,并附着于高硬度热塑性弹性体纱线的表面上,因此得到复合强化织物。通过上述技术手段能在不使用热熔胶溶液的情况下,达到提升织物抗张强度和耐冲击强度的效果,故本发明不仅能克服现有技术中因热熔胶层老化而造成强化薄膜自织物上剥落以及溶剂残留于织物进而限制其使用性等问题,更具有能简化复合强化织物工艺的优点。
在复合强化织物的制法中,较佳的,该热压的压力为0.1kgf/cm2至10kgf/cm2
在复合强化织物的制法中,较佳的,该热压温度大于或等于该低硬度热塑性弹性体纱线的熔点10℃至50℃。较佳的,该热压温度为大于或等于该低硬度热塑性弹性体纱线的熔点10℃至20℃。据此,本发明可在低于200℃以下的温度进行热压工艺,并达成使该低硬度热塑性弹性体纱线呈微熔的目的,故能在较低的热压温度下获得复合强化织物。
根据本发明,制法中所设定的热压温度可根据低硬度热塑性弹性体纱线与高硬度热塑性弹性体纱线的熔点而调整。较佳的,该低硬度热塑性弹性体纱线的熔点为50℃至150℃;较佳的,该低硬度热塑性弹性体纱线的熔点为70℃至150℃;据此,本发明的制法可以较低的加工温度顺利制得复合强化织物。此外,该高硬度热塑性弹性体纱线的熔点为150℃至300℃;较佳的,该高硬度热塑性弹性体纱线的熔点为160℃至300℃;更佳的,该高硬度热塑性弹性体纱线的熔点为180℃至250℃。
在复合强化织物的制法中,较佳的,上述的该低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为10A至90A,该高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为95A至90D。
此外,在本发明的制法中,前述将该高硬度热塑性弹性体纱线与该低硬度热塑性弹性体纱线织成该织物的步骤包括:
将高硬度热塑性弹性体纤维与强化纤维合捻而制得该高硬度热塑性弹性体纱线;以及
将该高硬度热塑性弹性体纱线与该低硬度热塑性弹性体纱线织成该织物。
上述将高硬度热塑性弹性体纤维与强化纤维合捻成高硬度热塑性弹性体纱线的步骤,可使该高硬度热塑性弹性体纱线具有强化纤维的特性,可增加制成的复合强化织物的应用性,也可增加该高硬度热塑性弹性体纱线的抗张强度和耐冲击强度。
在复合强化织物的制法中,较佳的,该强化纤维为碳纤维、玻璃纤维、人造纤维、Kevlar纤维或Dyneema纤维,该强化纤维占该高硬度热塑性弹性体纱线的比例为10wt%至90wt%。
根据本发明复合强化织物的制法,在前述将该高硬度热塑性弹性体纱线与该低硬度热塑性弹性体纱线织成该织物的步骤包括:
使用高硬度热塑性弹性体高分子制成该高硬度热塑性弹性体纱线,且使用低硬度热塑性弹性体高分子制成该低硬度热塑性弹性体纱线,将该高硬度热塑性弹性体纱线与该低硬度热塑性弹性体纱线织成该织物;其中,该高硬度热塑性弹性体高分子可为热塑性橡胶弹性体(thermoplastic rubber elastomer,TPR)、热塑性聚氨酯弹性体(thermoplasticpolyurethane elastomer,TPU)、热塑性苯乙烯弹性体(styrene-base thermoplasticelastomer,TPS)、热塑性聚烯系弹性体(thermoplastic olefinic elastomer,TPO)、动态加硫型热塑性聚烯弹性体(thermoplastic vulcanizate elastomer,TPV)、热塑性聚醚酯弹性体(thermoplastic polyether ester elastomer,TPEE)或热塑性聚酰胺系弹性体(thermoplastic polyamide elastomer,TPAE);且低硬度热塑性弹性体高分子也可为热塑性橡胶弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性苯乙烯弹性体、热塑性聚烯系弹性体、动态加硫型热塑性聚烯弹性体、热塑性聚醚酯弹性体或热塑性聚酰胺系弹性体。
在复合强化织物的制法中,较佳的,该高硬度热塑性弹性体高分子的种类与该低硬度热塑性弹性体高分子的种类相同。当高、低硬度热塑性弹性体纱线是由相同材质种类的高、低硬度热塑性弹性体高分子所抽丝而成时,该高、低硬度热塑性弹性体纱线间会因极性、结构类似而有较佳的亲和力,导致其结合效果佳,从而进一步提升复合强化织物的抗张强度以及耐冲击强度。
所述热塑性弹性体高分子是由橡胶成分(又称为软质段,soft segment)与塑料成分(又称为硬质段,hard segment)所构成,而热塑性弹性体高分子的硬度、熔点等物理特性可根据软质段与硬质段的结构或比例加以调整。
依据本发明,上述的热塑性弹性体高分子中的软质段可选择性地由丁二烯橡胶(butadiene rubber,BR)、异戊二烯橡胶(isoprene rubber,IR)、天然橡胶(naturalrubber,NR)、三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)、丁基橡胶(butylrubber,又称isobutylene isoprene rubber,IIR)、聚异丁烯(polyisobutylene,PIB)、聚乙烯/聚丁烯、非结晶性聚乙烯、聚醚聚醚多元醇(polyether polyol)、聚酯多元醇(polyester polyol)或聚酯所合成;而热塑性弹性体高分子中的硬质段可选择性地由聚苯乙烯(polystyrene,PS)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、间规聚合1,2聚丁二烯、反式1,4聚异戊二烯、聚氨酯(polyurethanes,PU)、二异氰酸酯(diisocyanate)或聚酰胺(polyamide,PA)所合成。
除此之外,在TPEE系统中,聚酯聚醚型TPEE的软质段可以聚醚所合成,而硬质段可以芳香族结晶性聚酯所合成;在聚酯聚酯型TPEE的软质段可以脂肪族聚酯所合成,而硬质段可以芳香族结晶性聚酯所合成。
在复合强化织物的制法中,较佳的,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子各自含有软质段及硬质段,所述高硬度热塑性弹性体高分子的软质段相对于硬质段的比例为25:75至50:50,所述低硬度热塑性弹性体高分子的软质段相对于硬质段的比例为51:49至80:20。
在复合强化织物的制法中,较佳的,该高硬度热塑性弹性体高分子与低硬度热塑性弹性体高分子的种类为热塑性聚氨酯弹性体,高硬度热塑性弹性体高分子与低硬度热塑性弹性体高分子各自含有软质段及硬质段,高硬度热塑性弹性体高分子中软质段相对于硬质段的比例为30:70至50:50,低硬度热塑性弹性体高分子中软质段相对于硬质段的比例为56:44至70:30。
在复合强化织物的制法中,较佳的,该高硬度热塑性弹性体高分子与低硬度热塑性弹性体高分子的种类为热塑性聚醚酯弹性体,高硬度热塑性弹性体高分子与低硬度热塑性弹性体高分子各自含有软质段及硬质段,高硬度热塑性弹性体高分子中软质段相对于硬质段的比例为30:70至40:60,低硬度热塑性弹性体高分子中软质段相对于硬质段的比例为52:48至75:25。
在复合强化织物的制法中,较佳的,该高硬度热塑性弹性体高分子与低硬度热塑性弹性体高分子的种类为热塑性聚烯系弹性体,高硬度热塑性弹性体高分子与低硬度热塑性弹性体高分子各自含有软质段及硬质段,高硬度热塑性弹性体高分子中软质段相对于硬质段的比例为30:70至40:60,低硬度热塑性弹性体高分子中软质段相对于硬质段的比例为55:45至75:25。
本发明可利用圆织、针织、梭织、平织、针织与梭平织交互运用、平纹编织、罗纹编织或瓦楞纹编织的方式将高、低硬度热塑性弹性体纱线制作成织物,但使用的织造技术并非仅限于此。
此外,本发明另提供一种由前述制法所制得的复合强化织物,该复合强化织物包括高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线,该低硬度热塑性弹性体纱线的表面微熔而附着于该高硬度热塑性弹性体纱线的表面。
综合上述,本发明复合强化织物及其制法具有以下优点:
高强度的机械性质:
通过使用高、低硬度热塑性弹性体纱线,本创作经过热压、降温定型后,得高抗张强度及高耐冲击强度的复合强化织物。
工艺简便及环保:
本发明复合强化织物的制法可省去现有技术添加强化处理剂或使用热熔胶溶液贴附强化薄膜等步骤,故本发明的制法具有相较于现有技术的方法更具有简便及环保的优点。
低加工温度:
通过控制高、低硬度热塑性弹性体纱线的熔点,本发明的制法能相对应地控制热压温度,在较低的加工温度下顺利制得复合强化织物。
附图说明
图1为高、低硬度热塑性弹性体纱线比例1:1的梭织织物示意图;
图2为高、低硬度热塑性弹性体纱线比例2:1的梭织织物示意图。
附图标号:
1A织物,1B织物,2高硬度热塑性弹性体纱线,3低硬度热塑性弹性体纱线
具体实施方式
为证实本发明的复合强化织物具有高抗张强度以及高耐冲击强度的特性,以下提供数种复合强化织物的原料及制作方式,以便说明本发明的实施方式;本领域技术人员可通过本说明书的内容轻易地了解本发明所能达成的优点与功效,并且在不违背本创作的精神下进行各种修饰与变更,以施行或应用本发明的内容。
实施例1
实施例1使用热塑性聚胺酯(TPU)高分子为原料,其中一种原料以多元醇(polyol)为软质段、二异氰酸酯(diisocyanate)为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为44:56,利用此原料抽丝制成高硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为95A、熔点为190℃。此外,另一种原料以多元醇为软质段、二异氰酸酯为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为65:35,再利用此原料抽丝制成低硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为80A、熔点为100℃。
接着,利用上述高、低硬度热塑性弹性体纱线,以1:1的交织比例,梭织成大小为21cm×30cm的织物,其织物结构如图1所示。
由图1所示,织物1A包括高硬度热塑性弹性体纱线2和低硬度热塑性弹性体纱线3,所述经纱由1:1的高硬度热塑性弹性体纱线2及低硬度热塑性弹性体纱线3所组成,纬纱也由1:1的高硬度热塑性弹性体纱线2及低硬度热塑性弹性体纱线3所组成,即织物1A的纵向是以一条高硬度热塑性弹性体纱线2与一条低硬度热塑性弹性体纱线3交错排列而成,且其横向是以一条高硬度热塑性弹性体纱线2与一条低硬度热塑性弹性体纱线3交错排列而成。
接着,将此织物1A在100℃下预热半小时,再在110℃下以1kgf/cm2的压力进行热压3分钟,待降为室温后即制得复合强化织物。
实施例2
实施例2使用热塑性聚胺酯(TPU)高分子为原料,其中一种原料以多元醇为软质段、二异氰酸酯为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为44:56,利用此原料抽丝制成高硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为95A、熔点为190℃。此外,另一种原料以多元醇为软质段、二异氰酸酯为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为65:35,再利用此原料抽丝制成低硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为80A、熔点为100℃。
接着,利用上述高、低硬度热塑性弹性体纱线,以2:1的交织比例,梭织成大小为21cm×30cm的织物,其织物如图2所示。
由图2所示,织物1B包括高硬度热塑性弹性体纱线2和低硬度热塑性弹性体纱线3,所述经纱由2:1的高硬度热塑性弹性体纱线2及低硬度热塑性弹性体纱线3所组成,纬纱也由2:1的高硬度热塑性弹性体纱线2及低硬度热塑性弹性体纱线3所组成,即织物1B纵向是以两条高硬度热塑性弹性体纱线2与一条低硬度热塑性弹性体纱线3重复此规律排列而成,且其横向是以两条高硬度热塑性弹性体纱线2与一条低硬度热塑性弹性体纱线3重复此规律排列而成。
接着,将此织物1B在100℃下预热半小时,再在110℃下以1kgf/cm2的压力进行热压3分钟,待降为室温后即制得复合强化织物。
实施例3
实施例3使用热塑性聚酯聚醚型弹性体(TPEE)高分子为原料,其中一种原料以脂肪族聚酯为软质段、芳香系结晶性聚酯为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为37:63,利用此原料抽丝制成高硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为72D、熔点为220℃。此外,另一种原料以脂肪族聚酯为软质段、芳香系结晶性聚酯为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为62:38,再利用此原料抽丝制成低硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为30D、熔点为150℃。
接着,利用上述高、低硬度热塑性弹性体纱线,以1:1的交织比例,梭织成大小为21cm×30cm的织物,其织物结构如实施例1所示。
并将此织物1A在150℃下预热半小时,再在170℃下以1kgf/cm2的压力进行热压3分钟,待降为室温后即形成复合强化织物。
实施例4
实施例4使用热塑性聚烯系弹性体(TPO)高分子为原料,其中一种原料以三元乙丙橡胶(EPDM)为软质段、聚丙烯(PP)链段为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为35:65,利用此原料抽丝制成高硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为75D、熔点为160℃。此外,另一种原料以三元乙丙橡胶为软质段、聚丙烯链段为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为68:32,再利用此原料抽丝制成低硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为56A、熔点为70℃。
接着,利用上述高、低硬度热塑性弹性体纱线,以1:1的交织比例,梭织成大小为21cm×30cm的织物,其织物结构如实施例1所示。
并将此织物1A在70℃下预热半小时,再在100℃下以1kgf/cm2的压力进行热压3分钟,待降为室温后即形成复合强化织物。
实施例5
实施例5是使用同实施例1的原料,先分别抽丝制成高硬度热塑性弹性体纤维(75D/36F)与低硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F)。实施例5与实施例1的主要差异在于:实施例5将相同丹尼数和支数的高硬度热塑性弹性体纤维(75D/36F)与聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)纤维(75D/36F)合捻成高硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),再利用高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线,以1:1的交织比例,梭织成大小为21cm×30cm的织物,其织物结构也如实施例1所示;最后,将此织物同实施例1的操作方式制得复合强化织物。
实施例6
实施例6是使用同实施例1的原料,先分别抽丝制成高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线。实施例6与实施例1的主要差异在于:实施例6改以本领域所熟知的针织方式,将高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线以1:1的交织比例织造成21cm×30cm的织物;最后,再根据实施例1所述的方式热压该织物,并制得复合强化织物。
实施例7
实施例7是使用同实施例5的原料,并以相同的制备方式制成高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线。实施例7与实施例5的主要差异在于:实施例7改以本领域所熟知的针织方式,将高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线以1:1的交织比例织造成21cm×30cm的织物;最后,再根据实施例5所述的方式热压该织物,并制得复合强化织物。
实施例8
实施例8使用同实施例1的原料,并以相同的制备方式制成高硬度热塑性弹性体纱线。实施例8与实施例1的差异在于:实施例8的低硬度的热塑性弹性体纱线是由热塑性聚烯系弹性体(TPO)高分子为原料,其中原料以三元乙丙橡胶为软质段、聚丙烯链段为硬质段,该原料的软质段相对于硬质段的比例为68:32,再利用此原料抽丝制成低硬度热塑性弹性体纱线(150D/72F),该低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为56A、熔点为70℃。
接着,利用上述高、低硬度热塑性弹性体纱线,以1:1的交织比例,梭织成大小为21cm×30cm的织物,其织物结构如图1所示。
将此织物1A在70℃下预热半小时,再在100℃下以1kgf/cm2的压力进行热压3分钟,待降为室温后即制得复合强化织物。
比较例1
比较例1使用同实施例1的原料,并以相同的制备方式制成高硬度热塑性弹性体纱线。比较例1与实施例1的差异在于:比较例1是将上述两种相同的高硬度热塑性弹性体纱线以1:1的交织比例,梭织成大小为21cm×30cm的织物,其织物结构如图1所示。
接着,将此织物1A在100℃下预热半小时,之后再在110℃下以1kgf/cm2的压力进行热压3分钟,待降为室温后上述两种相同的高硬度热塑性弹性体纱线间仍维持原来的状态,其外观上在热压处理前、后并无明显改变。
比较例2
比较例2使用同实施例1的原料,并以相同的制备方式制成高硬度热塑性弹性体纱线。比较例2与实施例1的差异在于:比较例2是将上述两种相同的高硬度热塑性弹性体纱线以1:1的交织比例,梭织成大小为21cm×30cm的织物,其织物结构如图1所示。比较例2与实施例1的另一差异在于:将此织物1A在190℃下预热半小时,再在230℃下以1kgf/cm2的压力进行热压3分钟,此时上述两种相同的高硬度热塑性弹性体纱线皆熔融而失去原本的织物形态,形成一片TPU高分子的结构。因此,使用两种相同硬度的热塑性弹性体纱线,经由热压处理后会失去织物的型态与手感,与上述实施例1至8制成的复合强化织物相异。
特性分析
为方便厘清实施例1至8的工艺条件的差异,上述实施例1至8中制作复合强化织物时所使用的高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线的热塑性弹性体高分子原料、软质段相对于硬质段的比例、纱线的邵氏硬度及熔点统整于下表1中。
为了评估复合强化织物的机械性质,本发明根据美国材料试验学会(AmericanSociety for Testing and Materials,ASTM)订定的ASTM-D142方法测量热压前织物与热压后复合强化织物的抗张强度;并根据ASTM-D256方法测量热压前织物与热压后复合强化织物的耐冲击强度。为方便比较实施例1至7的工艺条件的差异,将实施例1至8中高、低硬度热塑性弹性体纱线使用的比例、预热温度、热压温度条件以及热压前织物与热压后复合强化织物的测量结果整理列于下表2中。
表1:实施例1至8中制作复合强化织物所使用的高、低硬度热塑性弹性体高分子的特性
Figure BDA0001023795380000101
表2:实施例1至8及比较例1中制作复合强化织物所使用的高、低硬度热塑性弹性体纱线(以下简称高、低硬度纱线)的比例、工艺条件以及热压前织物与热压后复合强化织物的测量结果
Figure BDA0001023795380000102
如上表1所示,为使高、低硬度热塑性弹性体的纱线在热压后可形成复合强化织物,实施例1至8通过控制热塑性弹性体高分子的软质段相对于硬质段的比例得不同硬度及熔点的热塑性弹性体纱线。
通过使用不同硬度及熔点的热塑性弹性体纱线可制成高抗张强度和高耐冲击强度的复合强化织物,由表2中实施例1至8可得知,相较于热压前织物的抗张强度和耐冲击强度测试结果,经热压后的复合强化织物的抗张强度以及耐冲击强度较高皆具有明显提升的效果。
又为使高、低硬度热塑性弹性体的纱线经热压后具有较佳的兼容性,实施例1至7的高硬度热塑性弹性体高分子的原料种类各自与实施例1至7的低硬度热塑性弹性体高分子的原料种类相同。
具体而言,由表1中实施例1、2及5至8所示的结果可知,当选用的热塑性弹性体高分子的材料为TPU时,通过控制TPU中软质段相对于硬质段的比例为56:44至70:30,所抽丝而成的低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为10A至90A而熔点为50℃至150℃;另一方面,通过控制TPU中软质段相对于硬质段的比例为30:70至50:50,所抽丝而成的高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为95A至90D而熔点为170℃至300℃。
此外,由表1中实施例3所示的结果可知,当选用的热塑性弹性体高分子的材料为TPEE时,通过控制TPEE中软质段相对于硬质段的比例为52:48至75:25,所抽丝而成的低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为30D至60D而熔点为100℃至180℃;另一方面,通过控制TPEE中软质段相对于硬质段的比例为30:70至40:60,所抽丝而成的高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为65D至80D而熔点为185℃至280℃。
此外,由表1中实施例4和8所示的结果可知,当选用的热塑性弹性体高分子的材料为TPO时,通过控制TPO中软质段相对于硬质段的比例为55:45至75:25,所抽丝而成的低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为30A至60A而熔点为50℃至80℃;另一方面,通过控制TPO中软质段相对于硬质段的比例为30:70至40:60,所抽丝而成的高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为65A至90A而熔点为100℃至180℃。
通过使用相同的热塑性弹性体高分子为原料,也可制得高强度的复合强化织物,由表2中实施例1至7可得知,相较于热压前织物的抗张强度和耐冲击强度测试结果,经热压后的复合强化织物的抗张强度以及耐冲击强度皆有明显提升的效果。
请参照表2的结果比较实施例1和8,其中实施例1和8皆使用TPU原料制成相同的高硬度热塑性弹性体纱线,实施例1与实施例8的差异在于:实施例1使用相同的TPU原料制成低硬度热塑性弹性体纱线,而实施例8使用TPO原料制成低硬度热塑性弹性体纱线。由表2的结果可得知,在使用相同高硬度热塑性弹性体纱线的情况下,当复合强化织物中低硬度热塑性弹性体纱线的原料与高硬度热塑性弹性体纱线的原料相同时,高、低硬度热塑性弹性体纱线间会有较佳的兼容性,实施例1中热压后的复合强化织物在抗张强度以及耐冲击强度上相较于实施例8中热压后的复合强化织物皆有较佳的结果。
请参照表2的结果比较实施例4和8,其中实施例4和8皆使用TPO原料制成相同的低硬度热塑性弹性体纱线,实施例4与实施例8的差异在于:实施例4使用同为TPO原料制成高、低硬度热塑性弹性体纱线,而实施例8使用两种不同的原料分别制成高、低硬度热塑性弹性体纱线。由表2的结果可得知,当混用不同原料的热塑性弹性体(如实施例8)制成高、低硬度热塑性弹性体纱线,实施例8中因选用TPU提供补强抗张强度的效果,因此实施例8中热压后的复合强化织物的抗张强度明显优于实施例4中经热压后的复合强化织物的抗张强度;另一方面,当使用同为TPO的热塑性弹性体(如实施例4)制成高、低硬度热塑性弹性体纱线,则能有利于提升热压后的复合强化织物的耐冲击强度,致使实施例4中经热压后的复合强化织物的耐冲击强度可优于实施例8中经热压后的复合强化织物的耐冲击强度。
而且,本发明也可在纱线中合捻其他种类的纤维,进而制得不同特性的复合强化织物。请参照表2中实施例5和7的结果,实施例5和7的高硬度热塑性弹性体纱线中皆合捻了PET纤维和TPU纤维,再将该高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线制成织物,经热压处理后也可得复合强化织物,且该复合强化织物仍具有高抗张强度以及高耐冲击强度的特性。由实施例5可知,其热压后的抗张强度为531kgf/cm2、耐冲击强度为287J/m;由实施例7可知,其热压后的抗张强度为267kgf/cm2、耐冲击强度为148J/m。
请参照表2综合比较实施例1至5与实施例6及7,其中实施例1至5是以梭织法织造成的复合强化织物,而实施例6及7是以针织法织造成的复合强化织物,由表2中抗张强度和耐冲击强度的分析结果可得知,不论以梭织法或针织法织造成的复合强化织物皆能获得较佳的抗张强度及耐冲击强度。
因此,本发明的复合强化织物的制法适用于各种织造技术,但不同的织造方式对于其制成的织物的抗张强度和耐冲击强度也会有所影响。以下将以二组数据对梭织法与针织法进行比较,第一组为实施例1与6,第二组为实施例5与7,上述各组中的二个实施例所使用的原料、纱线、纱线交织比例、热压工艺的条件皆相同,各组内实施例的差异在于使用不同的织造技术,实施例1与5的复合强化织物是由梭织法织造并经热压而制得,而实施例6与7的复合强化织物是由针织法织造并经热压而制得,由表2的结果可得知,以梭织织造技术制成的复合强化织物具有较强的抗张强度与耐冲击强度。
请参照表2的结果比较实施例1和比较例1,实施例1和比较例1的差异在于:比较例1未使用两种硬度不同的热塑性弹性体纱线织成织物,因此即使比较例1的织物经过热压的步骤仍无法制成复合强化织物,由表2的结果可知,比较例1的抗张强度及耐冲击强度皆未有提升的效果。
请参照表2的结果比较实施例1和比较例2,实施例1和比较例2的差异在于:比较例1未使用两种硬度不同的热塑性弹性体纱线织成织物,且比较例2的热压温度未符合大于或等于低硬度热塑性弹性体纱线的熔点且小于高硬度热塑性弹性体纱线的熔点的条件,由实验结果可知,比较例2的织物非但无法制成复合强化织物,且在热压后失去原本织物的外观及手感。

Claims (12)

1.一种复合强化织物的制法,其包括:
将高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线织成织物,所述织物的经纱是由所述高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线依比例排列,所述织物的纬纱是由所述高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线依比例排列,所述低硬度热塑性弹性体纱线的熔点为50℃至150℃;
在热压温度下,热压所述织物,而得复合强化织物,所述热压温度大于或等于所述低硬度热塑性弹性体纱线的熔点且小于所述高硬度热塑性弹性体纱线的熔点;
其中,所述低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为10A至90A,所述高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为95A至90D。
2.根据权利要求1所述的制法,其中,所述热压温度大于或等于所述低硬度热塑性弹性体纱线的熔点10℃至50℃。
3.根据权利要求1所述的制法,其中,所述高硬度热塑性弹性体纱线的熔点为150℃至300℃。
4.根据权利要求1所述的制法,其中,将所述高硬度热塑性弹性体纱线与所述低硬度热塑性弹性体纱线织成所述织物的步骤包括:
将高硬度热塑性弹性体纤维与强化纤维合捻而制得所述高硬度热塑性弹性体纱线;以及
将所述高硬度热塑性弹性体纱线与所述低硬度热塑性弹性体纱线织成所述织物。
5.根据权利要求4所述的制法,其中,所述强化纤维为碳纤维、玻璃纤维、人造纤维、Kevlar纤维或Dyneema纤维,所述强化纤维占所述高硬度热塑性弹性体纱线的比例为10wt%至90wt%。
6.根据权利要求1-3任一项所述的制法,其中,将所述高硬度热塑性弹性体纱线与所述低硬度热塑性弹性体纱线织成所述织物的步骤包括:
使用高硬度热塑性弹性体高分子制成所述高硬度热塑性弹性体纱线,且使用低硬度热塑性弹性体高分子制成所述低硬度热塑性弹性体纱线,将所述高硬度热塑性弹性体纱线与所述低硬度热塑性弹性体纱线织成所述织物;其中,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子各自独立为热塑性橡胶弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性苯乙烯弹性体、热塑性聚烯系弹性体、动态加硫型热塑性聚烯弹性体、热塑性聚醚酯弹性体或热塑性聚酰胺系弹性体。
7.根据权利要求6所述的制法,其中,所述高硬度热塑性弹性体高分子的种类与所述低硬度热塑性弹性体高分子的种类相同。
8.根据权利要求6所述的制法,其中,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子各自含有软质段及硬质段,所述高硬度热塑性弹性体高分子的软质段相对于硬质段的比例为25:75至50:50,所述低硬度热塑性弹性体高分子的软质段相对于硬质段的比例为51:49至80:20。
9.根据权利要求6所述的制法,其中,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子的种类为热塑性聚氨酯弹性体,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子各自含有软质段及硬质段,所述高硬度热塑性弹性体高分子中所述软质段相对于所述硬质段的比例为30:70至50:50,所述低硬度热塑性弹性体高分子中所述软质段相对于所述硬质段的比例为56:44至70:30。
10.根据权利要求6所述的制法,其中,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子的种类为热塑性聚醚酯弹性体,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子各自含有软质段及硬质段,所述高硬度热塑性弹性体高分子中所述软质段相对于所述硬质段的比例为30:70至40:60,所述低硬度热塑性弹性体高分子中所述软质段相对于所述硬质段的比例为52:48至75:25。
11.根据权利要求6所述的制法,其中,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子的种类为热塑性聚烯系弹性体,所述高硬度热塑性弹性体高分子与所述低硬度热塑性弹性体高分子各自含有软质段及硬质段,所述高硬度热塑性弹性体高分子中所述软质段相对于所述硬质段的比例为30:70至40:60,所述低硬度热塑性弹性体高分子中所述软质段相对于所述硬质段的比例为55:45至75:25。
12.一种复合强化织物,其中,所述复合强化织物是由权利要求1-11任一项所述的制法所制得,其包括高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线,所述复合强化织物的经纱是由所述高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线依比例排列,所述复合强化织物的纬纱是由所述高硬度热塑性弹性体纱线与低硬度热塑性弹性体纱线依比例排列,所述低硬度热塑性弹性体纱线的表面微熔而附着于所述高硬度热塑性弹性体纱线的表面,其中,所述低硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为10A至90A,所述高硬度热塑性弹性体纱线的邵氏硬度为95A至90D。
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