CN110922670A - 一种复合高分子层压织物及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合高分子层压织物。包括织物基材层、基材融胶层、胶黏剂层和复合高分子压延层，基材融胶层由部分厚度的织物基材层、胶黏剂层以及部分厚度的复合高分子压延层共同组成；部分的胶黏剂层连同部分厚度的复合高分子压延层嵌入到所述的织物基材的织物组织空隙内，从而形成所述的基材融胶层；复合高分子组分以EVA为必要组分，并添加有其他组分。本发明通过对织物基材的选择、对胶黏剂的选择、对工艺参数的改进，使得本发明能够产生基材融胶层，并且基于该基材融胶层，使得本发明相对于现有技术具有显著的进步，特别是在PVB层的贴合牢度、屈曲后的手感以及褶皱的恢复性等方面。

Description

一种复合高分子层压织物及其制法

技术领域

本发明涉及一种层压织物，尤其涉及一种复合高分子层压织物及其制法。

背景技术

层压织物，又称粘合织物、叠层织物。是指将织物与其他软片材料黏结在一起，形成兼有多种功能的复合材料，应用于雨衣、帐篷等。

层压法，借加热、加压把多层相同或不同材料结合为整体的成型加工方法，常用于塑料加工，也用于橡胶加工。塑料加工中对于热塑性塑料，常把压延好的塑料片材叠压成整块板材；可在压延机上，把刚形成的塑料薄膜和织物贴合，层压成人造革类产品。对于热固性塑料，层压是制造增强塑料和制品的一种重要方法。把浸有合成树脂的增强材料如织物、玻璃布、特种纤维等层叠起来，加热、加压，即可得各种层压制品。

层压织物，泛指利用将高分子类化合物均匀涂布在织物表面的工艺技术得到的织物产品。它不仅能改善织物的外观和手感，还能改善织物的功能，诸如使织物具有防水、通气透湿、阻燃防污以及遮光反射等特殊功能。

现有技术中，常用PVC来进行层压织物的制造。该产品的优点是，价格便宜，柔软性好，弹性佳，并具有一定的耐腐蚀性；但其低温柔软性差，并且有毒性，降解时易产生戴奥辛类剧毒物质。

EVA材料不含卤素，符合环保标准，现有技术中，EVA通常用于制造聚合物片材，可用作夹胶玻璃的中间层。而现阶段，大量废弃的建筑物夹胶玻璃、汽车挡风玻璃等垃圾中含有可回收利用的EVA胶片。但EVA回用料相比新料在各方面性能上都有所弱化，尤其是添加一些助剂用于生产涂层织物时，在柔韧性，强度，耐磨度等各种性能都有待加强。而回用EVA来制造高分子涂层织物，仍然是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决上述问题，从而提供一种复合高分子层压织物。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

一种复合高分子层压织物，包括依次布置的织物基材层、厚度为40~150μm的基材融胶层、胶黏剂层和0.02~2mm的复合高分子压延层，所述基材融胶层由部分厚度的织物基材层、所述胶黏剂层以及部分厚度的复合高分子压延层共同组成；其特征在于：所述织物基材层中的织物组织与基材融胶层中的织物组织源自一体；部分所述的胶黏剂层渗入到织物基材中使胶黏剂层与织物基材胶合成一体；所述复合高分子压延层与所述的胶黏剂层胶合成一体，并且部分的胶黏剂层连同部分厚度的复合高分子压延层嵌入到所述的织物基材的织物组织空隙内，从而形成所述的基材融胶层；所述复合高分子压延层包含复合高分子组分和填料；所述的复合高分子组分以EVA为必要组分，并添加有其他组分，所述其他组分包含但不限于（a）LDPE、LLDPE、PP的一种或多种和/或（b）TPU、SBS、TPR、EPDM中的一种或多种；所述复合高分子涂层包含以下质量份的组分：EVA 10~35、其他组分15~30、填料5~3。

作为优选，当其他组分包含（a）和（b）时，所述其他组分中还包含有用于提高相容性的接枝改性共聚物，所述接枝改性共聚物选自PE-g-MAH、PE-g-GMA、PE-g-AA、PE-g-MMA中的一种或多种。

作为优选，当所述复合高分子涂层还包含辅料时，所述辅料包括一类辅料和二类辅料，一类辅料包含但不限于丙烯酸树脂、环氧树脂、纤维素醚中的一种或多种；二类辅料为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

作为优选，所述填料选自碳酸钙、滑石粉、凹凸棒黏土、硅灰石等中的一种或其任意种类的组合。

作为优选，织物基材采用选自涤纶、腈纶、锦纶、维纶、氨纶、聚丙烯、植物纤维中的一种纱线或其任意配比的混纺纱线经梭织或针织工艺制成；所述织物基材的纱线旦数为20~4800D。

本发明以EVA为高分子组分之一，并配合其他树脂形成了一种复合的高分子组分。EVA具有良好的手感、耐磨、成膜性、拒水性，但其综合性能还有待提高。PE、PP或其他热塑性材料具有良好的耐刮擦性能和表面强度，但不够柔软。故本发明人提出了将两类物质共混复合，形成一种柔韧性好、耐刮擦的复合材料。

本发明上述技术方案中，热塑性组分能够显著提高产品的表面强度和耐刮擦能力，只要热塑性组分的添加量不是特别大，比如可以控制在5wt%~15wt%，就不显著改变产品的本身较柔的属性，适于成膜后压贴。

本发明以EVA为高分子组分之一，并配合其他树脂形成了一种复合的高分子组分。TPU或其他热塑性弹性体具有良好的韧性和弹性，也能提高更好的拉伸强度。故本发明人提出了将两类物质复合，形成一种柔韧性更好、手感更佳的复合材料。

本发明上述技术方案中，弹性体组分能够显著提高产品的拉伸强度、韧性、断裂拉伸率以及更好的手感。只要热塑性弹性体组分的添加量不是特别大，比如可以控制在5wt%~10wt%，就不显著增加产品的柔软性，不会使产品过于柔软而不适合成膜后的压贴。

更为优选的，本发明以EVA为高分子组分之一，并配合热塑性组分和热塑性弹性体组分，从而使得产品的品质全面提升。相对单独的EVA而言，热塑性组分和热塑性弹性体的综合使用可赋予EVA产品更好的韧性，并且他们的韧性表现在不同的层次。一个层次的韧性主要表现在抗拉伸断裂，使得产品提高了拉伸强度，如使产品发生形态改变需要更大的外力作用，并且使产品难以被拉断，它可以提高产品的抗应力能力；另一个层次的韧性体现在恢复产品的原有形态，也即产品的弹性形变上，显著提高产品的断裂伸长率，即使外力的作用使得产品的形态发生了较大改变，在撤销该外力后，产品仍能迅速恢复到原有形态而没有变得更长或松弛。

本发明上述技术方案中，所述基材融胶层由部分厚度的织物基材层、所述胶黏剂层以及部分厚度的复合高分子压延层共同组成，所述织物基材层中的织物组织与基材融胶层中的织物组织源自一体；部分所述的胶黏剂层渗入到织物基材中使胶黏剂层与织物基材胶合成一体；所述复合高分子压延层与所述的胶黏剂层胶合成一体，并且部分的胶黏剂层连同部分厚度的复合高分子压延层嵌入到所述的织物基材的织物组织空隙内，从而形成所述的基材融胶层。上述结构，由于胶黏剂层和复合高分子压延层并非仅仅附着在织物组织的表面，它还嵌入到织物基材中。上述结构，使得本发明相对于现有技术中的层压织物具有贴合强度高的优点。

现有技术中的层压织物由于没有形成基材融胶层，或者形成的基材融胶层非常薄，通常在20μm以下甚至更低，因此层间贴合强度不高，因为开裂往往是出现在胶黏剂层与织物组织之间。胶黏剂层与复合高分子层之间，由于物性的接近很少发生开裂的情况。

本发明上述技术方案中，基材融胶层的出现，是跟本发明织物基材的选择，跟胶黏剂的选择，跟工艺参数都是密切相关的。

在织物基材的选择上，选择织造布，而非无纺布；在织造布中，尤以梭织布为佳。梭织布的微观组织结构相对硬挺，并且形成有均匀稳定的组织间隙，在进行涂胶和压延时，更加容易通过施压把胶黏剂和复合高分子压延层均匀地嵌入。

在胶黏剂的选择以及工艺的搭配上，尤以稍低粘度胶水多次涂胶并达到规定的涂胶量的方案为好。稍高粘度的胶水，相对来说不太容易被嵌入到织物基材中，但这不是绝对的。因为除了涂胶时的因素外，还跟贴合时的因素有关。比如跟辊压压力有关，还跟贴合时的温度有关。本发明的贴合可以是在压延工序后即刻进行，压延层的余温可将烘干的胶黏剂热化故而不需要二次加热；或者采用贴合机，通过贴合机的二次加热使压延层和/或者织物基材层上的胶黏剂热化；然后进行辊压复合。

本发明的另一个目的是提供上述层压织物的一种制法。

制造上述复合高分子层压织物的方法，包括以下步骤：

a、选择一织物基材，对其进行预处理，烘干；

b、在所述织物基材上进行涂胶黏剂，烘干，使胶黏剂固化不发粘，并与织物基材形成一体，得涂胶织物基材，备用；胶黏剂粘度为900~150000cps，总涂胶量控制在5~200g/m²；

c、将压延配方量的物料，放入搅拌机搅拌，得固态混料；

d、将固态混料输入密炼机，进行炼胶，得胶料；

e、将胶料转至开炼机进行开炼，得到初生料；

f、将初生料输入压延机进行压延，得到复合高分子压延膜；

g、将复合高分子压延膜和涂胶织物基材进行辊压复合，成型；

h、通过冷却辊组，收卷；

所述压延配方量的物料包括以下质量份的组分：

EVA 10~35

其他组分 15~30

填料 5~30。

优选的，在步骤e之前或者之后，还设置有过滤步骤，所述过滤步骤是把胶料或者初生料从加装有过滤网筛的机器中挤出；或者步骤e包括两次开炼，所述过滤步骤设置在两次开炼之间。

本发明的还一个目的是提供上述符合高分子层压织物的一种用途。

所述层压织物在雨衣、雨伞、帐篷、罩子、手袋、箱包、工具袋、鞋、衣服、家具、购物袋、冰袋、 水袋、椅、沙发面料、座垫、抱枕、体育用品、汽车用品、书写工具、玩具、婴童用品马衣、宠物用品等或类似物品方面的用途。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、因PVC材料在降解过程中极易产生戴奥辛类剧毒物质，故本发明以代替现有PVC材料为出发点，提供一整套完整的高分子复合层压织物技术。层压织物的质量主要体现在高分子层的表面强度、手感、屈曲后的褶皱恢复性等；表面强度主要体现在耐刮擦；手感主要体现在改变织物本来较柔软的特性，使之变硬而影响手感。本发明提供的复合高分子层压织物，具有良好的耐刮擦、柔韧性和抗应力作用的能力，并且由于材料不含卤素，降解过程中不产生毒性物质。

2、发明人进一步研究，通过复配其他树脂来增强粘结性，比如配方中使用了环氧树脂或丙烯酸树脂；通过树脂改性剂来强化粘接牢度，使得织物组织和高分子材料层在成型后成为一个整体，即使通过高压蒸汽也难以将涂层剥离。树脂改性剂的基本原理是，这类改性剂树脂能够起到一定程度的固化作用，也就是相当于交联剂的作用，显著提高粘结性，也提高了对织物基材的补强强度。另外，本发明人发现通过通过填料来适当增强产品的耐刮擦性能，同时适当降低树脂的用量，但填料用量过多在提升耐刮擦的同时也容易影响产品手感，使产品变硬，一般控制在5wt%以内。偶联剂能提高浆料对于不同材质织物基材的附着性，偶联剂的选择可使用钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂如HK-550，HK-551等。优选钛酸酯偶联剂，钛酸酯偶联剂比硅烷偶联剂在对其他组分的分散性上更好，对各种织物基材的附着性能也更佳。上述偶联剂的使用，还能提高填料、着色剂等在浆料中的分散效果。

3、本发明采用EVA、PP、TPU等物质为主要成分，而作为本发明的EVA、PP、TPU等原料，可以是其他工业中的废料；因此，本发明可以通过回收再利用的方式，解决EVA、PP、TPU等废料的处置，并且变废为宝，产生极大的经济效益。

附图说明

图1是实施例一的辊涂设备示意图；

图2是实施例一的炼胶设备示意图；

图3是实施例一的压延设备示意图；

图中，1-放卷辊，2-织物基材，3-导辊， 4-黏胶箱，5-凹纹辊，6-橡胶辊，7-热风烘箱，8-收卷辊；10-双螺杆搅拌机、11-第一输送机、12-粉碎机、13-关风机、14-密炼机、15-传送机、16-第二输送机、17-过滤装置、18-物质、19-开炼机；20-压延机、21-第二放卷辊、22-贴合机、23-水冷辊组、24-第二收卷辊24；14-1-旋转式出料斗，15-1-转运框，15-1`-同一转运框在不同时间下的位置信息。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步的解释说明。

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后，所做的任何改变，只要在权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。

实施例一

一种复合高分子层压织物，包括织物基材层、100μm的基材融胶层、胶黏剂层和0.2mm的复合高分子层。基材融胶层由织物基材的部分织物组织和所述胶黏剂交叉组成，织物基材层中的织物组织与基材融胶层中的织物组织构成一体；胶黏剂层与基材融胶层构成一体；复合高分子层通过胶黏剂层贴合在所述的织物基材层上。

本实施例中，织物基材采用选自涤纶纱线，经平纹织造工艺制成。

所述复合高分子层包括以下质量份的组分：

EVA树脂 25

PP 20

PE-g-MAH 5

TPU 15

超细碳酸钙 22

脱模剂 1

色料 2。

所述辊压复合工艺中，辊压的压力为0.1MPa，车速为25m/min。所述胶黏剂的涂胶量为50g/m²。所述织物基材的纱线旦数为500D。

所述胶黏剂层采用辊涂工艺，胶黏剂粘度为2500cps，涂胶温度为室温，通过多道次的涂覆，总涂浆量控制为30g/m²，涂浆完成后在80℃的烘道内热烘30s。

如图1所示，为制备将胶黏剂涂覆到织物基材上的设备，该设备包括放卷辊1，导辊3，黏胶箱4，凹纹辊5，橡胶辊6，热风烘箱7，收卷辊8。放卷辊1源源不断地提供PET织物基材，该基材是预先轧光过的。胶黏剂被放置在黏胶箱4内，凹纹辊5部分浸渍在黏胶箱内，通过转动，胶黏剂被凹纹辊5源源不断地送到织物基材上，再经过压辊组（橡胶辊6和凹纹辊5）的作用，该胶黏剂被均匀涂布在张紧的织物基材的表面；该压辊组可进一步地把尚未干化的涂层进行一道次地辊压，可以把混入其内的空气赶跑，有效地提高胶黏剂层的质量；同时还可以通过机械力的作用，把胶黏剂部分或者全部地压入织物基材内部，从而降低整体的厚度，并强化整体的牢度。在辊压后，经过隧道式的热风烘箱7的加热作用，使胶料内部的溶剂蒸发，使胶黏剂不发粘，最后经过收卷，得到半成品，待用（转运到图3所示的放卷轴上）。

如图2所示，复合高分子的压延设备组合，包括双螺杆搅拌机10、第一输送机11、粉碎机12、关风机13、密炼机14、传送机15、第二输送机16、过滤装置17、开炼机19。

使用上述设备组合时，先把压延配方中物料如EVA、PP、PE-g-MAH、TPU、用作填料的超细CaCO₃、颜料如色素炭黑以及脱模剂硬脂酸锌等物质，在双螺杆搅拌机10中进行搅拌使之混匀，然后通过第一输送机11把混合的固体粉料送入到粉碎机中12中，使物料被粉碎，过筛，筛余物返回粉碎机12或者双螺杆搅拌机10继续操作；筛下物通过关风机13被送入到密炼机14的密炼室中，然后升温升压，进行密炼操作。本实施例中选用钛酸酯偶联剂TTS。

更具体地， 密炼机14包括密炼室、转子、转子密封部件、加料部件、加热部件、液压部件、卸料装置、传动装置以及基座等部分，物料装入到密炼室后，料门关闭，压料装置的上顶栓压下，密炼室内两个转子相向回转，胶料在转子之间、在转子与密炼室壁之间受到不断的搅拌、折卷和强烈的捏炼作用；同时物料由于受到剪切作用而分散并混合均匀，达到炼胶目的。升温是通过电加热实现的，升压是通过液压部件实现的。在胶料炼制完成后，通过卸料装置，也就是图2中的旋转式出料斗14-1，通过转动使密炼室打开，胶料从旋转式出料斗14-1排出，落入到传送机15的转运框15-1中，然后沿着坡面轨道进行输送，进入弧顶轨道，当越过最高点并继续前进至限位位置，如图中15-1`所示处时，胶料从转运框15-1掉落，进入第二输送机16。接着通过安装在第二输送机16上的过滤装置17，最终得到物质18。物质18是适于开炼的，它处于半热熔状态的，半固化态的，并具有一定的流动性。

通过密炼机14，可把固态粉料经过捏炼作用，形成热熔状态的、半固化态的、有一定流动性的物质，使之适用于开炼机19进行形成薄层的加工，该物质如图2或图3中标号18所示。

当然，为了确保物质18的质量，再进入开炼机19操作之前，还需要通过过滤装置17的处理，把该物质内颗粒较大的成分给截留下来，从而保证物质18中不含颗粒物。过滤装置17的本体是一个具有一定强度的金属过滤网，物质18通过过滤装置17的处理，具体是通过第二输送机16强行将物料挤过过滤装置17实现的。

图3是压延设备组合，包括开炼机19、压延机20、热压复合机22、水冷辊组23以及第二放卷辊21和第二收卷辊24。

图1中收卷辊8上的半成品，在图3中被转运到了标号21所示的位置，为了便于区分，我们称之为第二放卷辊21。

如图3所示，具体展示了开炼机19对于物质18的操作，通过开炼机19，物质18变成了连续的、具有一定宽幅的薄层状物。然后经过导向辊，连续的薄层状物被喂入压延机20，经过压延机20的作用，形成了稳定的复合高分子聚合物层压薄膜。另一方面，已经涂好胶黏剂并且固化了的织物基材2在第二放卷辊21的位置，被放卷出来，与上述稳定的复合高分子聚合物层压薄膜通过导向辊的作用分两路以形成合适角度的方式被喂入贴合机22。贴合机22的由两个辊子构成的辊组，一个辊子为橡胶辊，另一个辊子为镜面辊或者花纹辊。辊组能够提供强大的压力，使得织物基材2上的胶黏剂受到压延层的余热作用开始热熔并展现黏性，从而使得织物基材2与稳定的复合高分子聚合物层压薄膜在强大压力的作用下，形成一体复合物；然后该复合物经过导向以合适的角度以连续的S型方式绕设进入冷却辊组23，之后被冷却。最后于第二收卷辊24位置进行收卷，完成成品的制造。

实施例二

本实施例的层压织物与最佳实施例基本一致，不同在于，它们的织物基材略有不同，它们的压延层的配方略有不同，它们的胶黏剂的配方略有不同。

具体的，织物基材层，是PET和锦纶复合纤维的混织布，组织为平纹组织。

本实施例中，被热压入所述的织物基材层的织物组织内的部分胶黏剂层的厚度为50μm。在贴合工艺中，辊压的压力为0.5MPa，车速为35m/min。所述胶黏剂的涂胶量为100g/m²。所述织物基材的纱线旦数为600D。

所述胶黏剂层采用辊涂工艺，胶黏剂粘度为5000cps，涂胶温度为室温，控制涂胶量为100g/m²，涂胶完成后在120℃的烘道内热烘15s。

本实施例中，压延配方包含如下质量份的组分：

EVA树脂 25

PE-g-MAH 10

热塑性TPU 15

超细碳酸钙 30

偶联剂TTS 5

硬脂酸锌 2

色料 3。

Claims (8)

1.一种复合高分子层压织物，包括依次布置的织物基材层、厚度为40~150μm的基材融胶层、胶黏剂层和0.02~2mm的复合高分子压延层，所述基材融胶层由部分厚度的织物基材层、所述胶黏剂层以及部分厚度的复合高分子压延层共同组成；其特征在于：所述织物基材层中的织物组织与基材融胶层中的织物组织源自一体；部分所述的胶黏剂层渗入到织物基材中使胶黏剂层与织物基材胶合成一体；所述复合高分子压延层与所述的胶黏剂层胶合成一体，并且部分的胶黏剂层连同部分厚度的复合高分子压延层嵌入到所述的织物基材的织物组织空隙内，从而形成所述的基材融胶层；所述复合高分子压延层包含复合高分子组分和填料；所述的复合高分子组分以EVA为必要组分，并添加有其他组分，所述其他组分包含但不限于（a）LDPE、LLDPE、PP的一种或多种和/或（b）TPU、SBS、TPR、EPDM中的一种或多种；所述复合高分子涂层包含以下质量份的组分：EVA 10~35、其他组分15~30、填料5~3。

2.根据权利要求1所述的一种复合高分子层压织物，其特征在于：当其他组分包含（a）和（b）时，所述其他组分中还包含有用于提高相容性的接枝改性共聚物，所述接枝改性共聚物选自PE-g-MAH、PE-g-GMA、PE-g-AA、PE-g-MMA中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种复合高分子层压织物，其特征在于：当所述复合高分子涂层还包含辅料时，所述辅料包括一类辅料和二类辅料，一类辅料包含但不限于丙烯酸树脂、环氧树脂、纤维素醚中的一种或多种；二类辅料为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

4.根据权利要求1所述的一种复合高分子层压织物，其特征在于：所述填料选自碳酸钙、滑石粉、凹凸棒黏土、硅灰石等中的一种或其任意种类的组合。

5.根据权利要求1所述的一种复合高分子层压织物，其特征在于：织物基材采用选自涤纶、腈纶、锦纶、维纶、氨纶、聚丙烯、植物纤维中的一种纱线或其任意配比的混纺纱线经梭织或针织工艺制成；所述织物基材的纱线旦数为20~4800D。

6.制造如权利要求1所述的一种复合高分子层压织物的方法，包括以下步骤：

a、选择一织物基材，对其进行预处理，烘干；

b、在所述织物基材上进行涂胶黏剂，烘干，使胶黏剂固化不发粘，并与织物基材形成一体，得涂胶织物基材，备用；胶黏剂粘度为900~150000cps，总涂胶量控制在5~200g/m²；

c、将压延配方量的物料，放入搅拌机搅拌，得固态混料；

d、将固态混料输入密炼机，进行炼胶，得胶料；

e、将胶料转至开炼机进行开炼，得到初生料；

f、将初生料输入压延机进行压延，得到复合高分子压延膜；

g、将复合高分子压延膜和涂胶织物基材进行辊压复合，成型；

h、通过冷却辊组，收卷；

所述压延配方量的物料包括以下质量份的组分：

EVA 10~35

其他组分 15~30

填料 5~30。

7.根据权利要求6所述的制造复合高分子层压织物的方法，其特征在于：在步骤e之前或者之后，还设置有过滤步骤，所述过滤步骤是把胶料或者初生料从加装有过滤网筛的机器中挤出；或者步骤e包括两次开炼，所述过滤步骤设置在两次开炼之间。

8.权利要求1所述的一种复合高分子层压织物的用途，其特征在于：所述层压织物在雨衣、雨伞、帐篷、罩子、手袋、箱包、工具袋、鞋、衣服、家具、购物袋、冰袋、 水袋、椅、沙发面料、座垫、抱枕、体育用品、汽车用品、书写工具、玩具、婴童用品 马衣、宠物用品等或类似物品方面的用途。

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