CN111040329A - 用于人造革的表层及用于制造人造革的方法 - Google Patents

用于人造革的表层及用于制造人造革的方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于人造革的表层及用于制造人造革的方法，并且更具体地，涉及包括在表层中的无机颜料的组合物。本公开的用于人造革的表层可包括PVC树脂、84至90phr的增塑剂和0.3phr或更多的无机颜料，并且用于制造人造革的方法包括：捏合用于形成表层的组合物，然后形成表层；在150至180℃的温度下层压纤维织物和表层；和使层压的纤维织物和表层经受辊压缩，其中用于形成表层的组合物可包含PVC树脂、84至90phr的增塑剂和0.3phr或更多的无机颜料。

Description

用于人造革的表层及用于制造人造革的方法
相关申请的引证
本申请要求2018年10月12日提交的韩国专利申请号10-2018-0121914的优先权和权益，其内容通过引证以其整体并入本文。
技术领域
本公开涉及用于人造革(artificial leather，人造皮革)的表层(skin layer，皮层)和制造人造革的方法，更具体地，涉及可以包含在表层中的无机颜料。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。
用作机动车内部材料的人造革是消费者在驾驶过程中直接接触和触摸的材料，并且人造革的颜色和设计已经是打算购买车辆的消费者选择车辆的标准。
PVC人造革用作机动车内部材料的人造革。PVC人造革是通过用压延法将用于形成表层的包含PVC树脂的组合物制成片材，然后层压该片材和纤维层而制造的。根据该方法，人造革的颜色可以通过向用于形成表层的组合物中添加颜料来实现，或者可以通过使人造革经受冲压方法而仅在人造革的表面上施加简单的设计。
同时，用于人造革的纤维织物是通过编织/针织聚酯纱线生产的。在纤维织物的情况下，由于纱线的图案和颜色可以进行各种调节，因此对于纤维织物本身，可以进行各种设计。然而，需要消除包含在表层中的颜料，以便将纤维织物的设计暴露于人造革的表面。
发明内容
本公开描述了一种制造透明表层并将纤维织物的图案渗透(permeate)到透明表层中的方法。
本公开可包括PVC树脂、84至90phr的增塑剂以及0.3phr或更多的无机颜料。
本公开可包括0.3phr或更多且小于0.7phr的无机颜料。
表层的平均厚度可以为370μm或更小。
增塑剂可以是选自邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二丙基庚酯、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯或己二酸二异壬酯中的一种或多种。
本公开还可包括2至8phr的热稳定剂。
本公开还可包括0.2至0.6phr的紫外线吸收剂。
本公开可以包括一种方法，所述方法包括：捏合用于形成表层的组合物，然后形成表层；在150至180℃的温度下层压纤维织物和表层；和使层压的纤维织物和表层经受辊压缩(roll compression)，其中用于形成表层的组合物可包括PVC树脂、84至90phr的增塑剂和0.3phr或更多的无机颜料。
无机颜料的含量可以是0.3phr或更多且小于0.7phr。
层压且压缩的表层的平均厚度为370μm或更小。
用于形成表层的组合物可包括2至8phr的热稳定剂，或0.2至0.6phr的紫外线吸收剂。
用于形成表层的组合物的捏合温度可以是120至160℃。
辊压缩温度可以是70至230℃。
本公开可以制造透明表层并且可以将纤维织物的图案渗透到透明表层中。
根据本文提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例旨在仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在将通过实施例的方式参考附图来描述其各种形式，其中：
图1是通过普通数码相机捕获的人造革的照片，所述人造革包括86phr的增塑剂(使用邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP))和8phr的无机颜料；
图2是通过普通数码相机捕获的人造革的照片，其中包括86phr的增塑剂(使用DIDP)并且消除了无机颜料以确保透明性；
图3的(a)示出了未添加无机颜料的PVC树脂，且图3的(b)示出了施加外部刺激时的PVC树脂；
图4的(a)示出了添加无机颜料前的PVC树脂，且图4的(b)示出了添加无机颜料后的PVC树脂。图4的(c)示出了当施加外部刺激时的PVC树脂和无机颜料；
图5是由普通数码相机捕获的实施例1的照片；
图6是由普通数码相机捕获的实施例2的照片；
图7是由普通数码相机捕获的实施例3的照片；
图8是由普通数码相机捕获的比较例1的照片；
图9是由普通数码相机捕获的比较例2的照片；
图10是由普通数码相机捕获的比较例3的照片；
图11是由普通数码相机捕获的比较例4的照片；
图12是由普通数码相机捕获的比较例5的照片；
图13是由普通数码相机捕获的比较例6的照片；
图14是由普通数码相机捕获的比较例7的照片；
图15的(a)是由光学显微镜捕获的实施例4中人造革的照片(150x)，且图15的(b)是由普通数码相机捕获的实施例4的照片；
图16的(a)是由光学显微镜捕获的实施例5中人造革的照片(150x)，且图16的(b)是由普通数码相机捕获的实施例5的照片；
图17的(a)是由光学显微镜捕获的比较例8中人造革的照片(150x)，且图17的(b)是由普通数码相机捕获的比较例8的照片；
图18的(a)是由光学显微镜捕获的比较例9中的人造革的照片(150x)，且图18的(b)是由普通数码相机捕获的比较例9的照片；
图19是示出用于制造本公开的人造革的方法的流程图；
图20是对经受了辊压缩处理的实施例6进行弯曲评价时的照片；和
图21是对未经受辊压缩处理的比较例10进行弯曲评价时的照片。
本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的参考标记表示相同或相应的部件和特征。
在下文中，将详细描述本公开。然而，本公开不受示例性方面的局限或限制。根据以下描述，本公开的细节将自然理解或变得显而易见，并且不仅受以下描述限制。此外，在本公开的描述中，当确定与本公开相关的公知技术的详细描述可能使本公开的主旨模糊时，将省略其详细描述。
图1是由普通数码相机捕获的人造革的照片，该人造革包括86phr的增塑剂(使用邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP))和8phr的无机颜料。参见图1，可以证实，由于在人造革表面未观察到纤维织物的图案，因此需要消除表层中包含的无机颜料。
图2是由普通数码相机捕获的人造革的照片，其中包括86phr的增塑剂(使用DIDP)并且消除了无机颜料以构造具有透明表层的人造革。参见图2，可以看出，由于在图2中沿对角线方向观察到了纤维织物的图案，因此确保了透明的表层。然而，与图1中包含无机颜料的人造革不同，在图2中不包括无机颜料的人造革中，可以观察到在缝纫线(sewingthread)的线股(strand，线)周围发生了白化现象的部分21、22和23。
白化现象是指PVC树脂因外部冲击而结晶且人造革表面呈现白色的现象，其示意图如图3所示。图3的(a)示出了未添加无机颜料的PVC树脂，且图3的(b)示出了施加外部刺激时的PVC树脂。参照图3的(a)和图3的(b)，PVC树脂31由于外部刺激(例如由缝纫针引起的拉伸和冲击)而结晶，从而表现出白化现象。
本公开涉及包括在人造革中的表层，并且其可包括PVC树脂、84至90phr的增塑剂和0.3phr或更多的无机颜料。在本公开中，可以添加无机颜料以减少、抑制或防止白化现象，并且可以添加颜色与纤维织物的主色相同或相似的无机颜料。
通过图4中的示意图，通过添加少量无机颜料可以引起白化现象的抑制。图4的(a)示出了添加无机颜料前的PVC树脂，且图4的(b)示出了添加无机颜料后的PVC树脂。图4的(c)示出了当施加外部刺激时的PVC树脂和无机颜料。参照图4的(a)至图4的(c)，即使给予诸如缝纫针的拉伸和冲击之类的外部刺激，由于无机颜料42位于PVC树脂41的链内部和外部，因此可以阻碍PVC树脂41的结晶。因此，可以减少、抑制或防止白化现象。
当添加小于0.3phr的无机颜料时，可能会发生白化现象，因为添加的无机颜料量不足以使无机颜料均匀分布在PVC树脂周围。考虑到纤维织物的图案是否被渗透，可以将无机颜料的增加或最大含量设定在不发生白化现象的范围内。
在下文中，将通过实施例和比较例描述白化现象是否取决于无机颜料的含量而发生。然而，下面描述的实施例和比较例仅用于具体举例说明或解释本公开，并且本公开不限于此。
实施例1至3
将0.3phr的无机颜料(ILSAM Co.制造，商品名：SVM BLACK 720B)添加到表层，并且作为纤维织物，使用在表面上具有垂直和横向交替白色和黑色的图案的纤维织物。实施例2和3以与实施例1相同的方式制造，不同之处在于表层中分别包含0.5phr和0.7phr的无机颜料。
比较例1至3
比较例1至3以与实施例1相同的方式制造，不同之处在于比较例1中未加入无机颜料，比较例2中加入0.1phr的无机颜料，且比较例3中添加0.2phr的无机颜料。
图5至图7分别是由普通数码相机捕获的实施例1至3的照片。参照图5至图7，可以看出，在缝纫线的线股周围不会发生白化现象，更具体地说，在作为用缝纫线背缝(back-stitched，倒缝，回针)区域的受缝纫外部冲击的区域中不会发生白化现象。
通过是否出现比纤维织物的白色图案更亮的白色区域、是否在纤维织物的黑色图案所在的位置出现白色区域、是否出现显示白色但不被识别为纤维织物图案的白色区域等，可以看到白化现象的发生。
图8是由普通数码相机捕获的比较例1的照片。参见图8，可以看出，在用缝纫线背缝的区域中反复发生白化现象。参见比较例1中出现白化区域的区域81和82，可以观察到比纤维织物的白色图案更亮的白色区域和未被识别为纤维织物的白色图案的白色区域。
图9是由普通数码相机捕获的比较例2的照片。参见图9，可以看出，在如图8中用缝纫线背缝的区域中反复发生白化现象。参见比较例2中发生白化现象的区域91和92，可以观察到比纤维织物的白色图案更亮的白色区域和未被识别为纤维织物的白色图案的白色区域。
图10是由普通数码相机捕获的比较例3的照片。参见图10，可以看出，在如图9中用缝纫线背缝的区域中反复发生白化现象。参见比较例3中发生白化现象的区域101和102，可以观察到比纤维织物的白色图案更亮的白色区域和未被识别为纤维织物的白色图案的白色区域。然而，由于比较例3中的白化现象的白色强度低于比较例2，因此可以看出，取决于无机颜料的添加的白化现象在一定程度上得到改善。
[表1]
分类 无机颜料的含量(phr) 亮度 图案的渗透 白化现象的发生
实施例1 0.3 24.1 ○ X
实施例2 0.5 23.5 △ X
实施例3 0.7 23.3 X X
比较例1 0 26.4 ○ ○
比较例2 0.1 24.5 ○ ○
比较例3 0.2 24.2 ○ △
在图案的渗透中
○：是指清楚地观察到图案，尤其是白色图案；
△：是指与实施例1相比，白色图案显示为较暗；
X：是指没有观察到白色图案。
在白化现象的发生中
○：是指发生白化现象；
△：是指发生白化现象，但从纤维织物的白色图案难以识别它；
X：是指没有发生白化现象。
表1汇总了在无机颜料含量变化的实施例1至3和比较例1至3中的亮度、纤维织物的图案是否渗透以及人造革是否发生白化。参见表1，在实施例1至3的情况下，不发生白化现象，但随着无机颜料含量的增加，纤维织物的图案逐渐不会渗透，同时无机颜料的颜色变得更深。相反，在比较例1至3的情况下，与其中纤维织物的图案渗透的实施例1相比，包括更少量的无机颜料，因此，纤维织物的图案是渗透的，但是发生了白化现象。
因此，为了抑制白化现象，可以加入0.3phr或更多的无机颜料，或者可以添加0.3phr至0.7phr的无机颜料。为了渗透纤维织物的图案，可以添加0.3phr或更多且小于0.7phr，或0.3phr至0.5phr的无机颜料。
比较例4至7分别是为抑制白化现象而增加了增塑剂含量的情况、改变增塑剂类型的情况、混合了大豆油的情况以及添加了冲击吸收剂的情况。由于外部冲击引起白化现象，因此比较例被设计为减轻外部冲击的手段，但仍发生了白化现象。其具体内容如下。
比较例4
比较例4是其中将增塑剂的含量从86phr增加到96phr并且使用邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)作为增塑剂的比较例。图11是由普通数码相机捕获的比较例4的照片，并且参见图11，可以看出，在用缝纫线背缝的区域中反复发生白化现象。参见比较例4中发生白化现象的区域111或112，在纤维织物的黑色图案所在的位置处可以观察到未被识别为纤维织物的白色图案的白色区域。由此可以看出，即使通过增加增塑剂的含量来增加PVC的延展性，也会由于外部冲击而发生白化现象。
比较例5
比较例5是其中增塑剂的含量保持86phr但将增塑剂的类型由邻苯二甲酸二异癸酯改变为DEHCH(商品名)的比较例。图12是由普通数码相机捕获的比较例5的照片，并且参见图12，可以看出，在用缝纫线背缝的区域中反复发生白化现象。参见比较例5中发生白化现象的区域121，在纤维织物的黑色图案所在的位置处可以观察到未被识别为纤维织物的白色图案的白色区域。由此可以看出，即使改变增塑剂的类型，由于外部冲击也会发生白化现象，并且白化现象的发生与白化现象的抑制和增塑剂的类型无关。
比较例6
比较例6是其中混合了86phr的增塑剂和4phr的大豆油的比较例。大豆油是使用大豆的增塑剂，并且可以通过使用大豆的油成分来增加PVC的延展性。图13是由普通数码相机捕获的比较例6的照片，并且参见图13，可以看出，在用缝纫线背缝的区域中反复发生白化现象。参见比较例6中出现白化区域的区域131，在纤维织物的黑色图案所在的位置处可以观察到未被识别为纤维织物的白色图案的白色区域。由此可以看出，即使通过混合大豆油增加了PVC的延展性，也会由于外部冲击而发生白化现象。
比较例7
比较例7是其中添加了2phr的甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)类冲击吸收剂的比较例。图14是由普通数码相机捕获的比较例7的照片，并且参见图14，可以看出，在用缝纫线背缝的区域中反复发生白化现象。参见比较例7中发生白化现象的区域141，在纤维织物的黑色图案所在的位置处可以观察到与纤维织物的白色图案不同的白色区域。由此可以看出，即使添加单独的冲击吸收剂以减轻外部冲击，也会由于外部冲击而发生白化现象。
也可以使用聚氨酯(PU)类树脂代替本公开中包括的PVC树脂。然而，本公开中包括的树脂不限于聚氨酯(PU)类树脂，并且可以在替换或与本公开的PVC树脂混合的同时使用可用于机动车内部材料用人造革中的任何树脂。
本公开中使用的增塑剂可以是选自邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二丙基庚酯、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯或己二酸二异壬酯中的一种或多种。
然而，增塑剂并不限于此，并且可包括可以在PVC树脂中混合的所有增塑剂。不使用分子量小于邻苯二甲酸二异癸酯的增塑剂，因为增塑剂的热性能趋于减弱。此外，增塑剂的含量与增塑剂的粘度和流动性有关，并且可以使用84至90phr的增塑剂以改善可加工性。
本公开的用于人造革的表层的平均厚度可以为370μm或更小。平均厚度为370μm或更小，因为平均厚度大于370μm可能不会抑制或阻止PVC树脂的结晶，因为每单位体积表层中无机颜料的颗粒数量较少。在这种情况下，表层的平均厚度是指通过算术平均从未与纤维织物层压的表层的一个表面到与纤维织物层压的表层的另一个表面的垂直距离而获得的值。
图15的(a)是由光学显微镜捕获的实施例4的人造革的照片，并且图15的(b)是由普通数码相机捕获的实施例4的照片。参见图15的(a)和图15的(b)，可以看出，实施例4中表层的平均厚度为260.2μm，且人造革表面未出现白化现象。
图16的(a)是由光学显微镜捕获的实施例5中人造革的照片，并且图16的(b)是由普通数码相机捕获的实施例5的照片。参见图16的(a)和图16的(b)，可以看出，实施例5中表层的平均厚度为367.3μm，且人造革表面未出现白化现象。
图17的(a)是由光学显微镜捕获的比较例8中人造革的照片，并且图17的(b)是由普通数码相机捕获的比较例8的照片。参见图17的(a)和图17的(b)，比较例8中表层的平均厚度为384.3μm，并且在用缝纫线背缝的部分观察到白化现象171。
图18的(a)是由光学显微镜捕获的比较例9中人造革的照片，并且图18的(b)是由普通数码相机捕获的比较例9的照片。参见图18的(a)和图18的(b)，比较例9中表层的平均厚度为415μm，在用缝纫线背缝的部分观察到白化现象181。
总之，通过将包含无机颜料的表层的平均厚度控制到370μm或更小，可以抑制人造革的白化现象的发生。
本公开中可包括2至8phr的热稳定剂。热稳定剂包含在用于形成表层的组合物中，从而提高了对热的稳定性。更具体地，热稳定剂赋予在高加工温度下的稳定性，并且即使在成品状态下也减少、抑制或防止由光和热引起的变色的发生。由于本公开的表层是透明膜层，因此可以容易地观察到纤维织物或表层的变色，因此可以以2至8phr添加热稳定剂以减少、抑制或防止变色。
在本公开中可以包括0.2至0.6phr的紫外线吸收剂。紫外线吸收剂阻止光解的传播，并通过吸收紫外光并将光转换成无害的热能来抑制变色。将紫外线吸收剂添加到本公开的表层中，但是可以以0.2至0.6phr添加紫外线吸收剂以抑制由过量添加紫外线吸收剂引起的变色。
图19是示出用于制造本公开的人造革的方法的流程图。参见图19，本公开是一种制造人造革的方法，可包括：捏合用于形成表层的组合物，然后形成表层(S101)；在150至180℃的温度下层压纤维织物和表层(S102)；和压缩层压的纤维织物和表层(S103)，其中用于形成表层的组合物可包括PVC树脂、84至90phr的增塑剂和0.3phr或更多的无机颜料，并且层压并压缩的表层可具有370μm或更小的平均厚度。
为了抑制白化现象，可以包括0.3phr至0.7phr的无机颜料，并且为了渗透纤维织物的图案，可以包括0.3phr至0.7phr的无机颜料，或0.3phr至0.5phr的无机颜料。
纤维织物和表层可以通过压延法层压，并且层压温度可以是150至180℃。层压温度需要控制在可加工性得到改善并且不会发生变色和配方性质的改变的范围内，并且根据本公开的用于形成表层的组合物的组成，层压温度可以为150至180℃。
在用于形成表层的组合物中可以包括2至8phr的热稳定剂、或0.2至0.6phr的紫外线吸收剂。添加的原因和组成范围如上所述。
用于形成表层的组合物的捏合温度可以是120至160℃，并且层压的纤维织物和表层的压缩温度可以是70至230℃。需要将捏合温度和压缩温度控制在可加工性得到改善并且不会发生变色和配方性质的改变的范围内，并且就根据本公开的用于形成表层的组合物的组成而言，捏合温度和压缩温度可分别为120至160℃和150至180℃。
可以通过辊压缩来压缩层压的纤维织物和表层。通过辊压缩，可以增加表层与纤维织物之间的剥离强度，并且可以抑制或防止由外部刺激引起的白化现象。这与无机颜料在PVC树脂链内外的位置和分布有关。
图20是对经受了辊压缩处理的实施例6进行的弯曲评价时的照片，且图21是对未经受辊压缩处理的比较例10进行弯曲评价时的照片。表2显示了实施例6和比较例10中的剥离强度。
[表2]
分类 实施例6 比较例10
剥离强度 2.5kgf 1.5kgf
参见图20和图21以及表2，经过辊压缩处理的实施例6中的剥离强度更高，并且未经过辊压缩处理的比较例10发生了白化现象211。辊压缩处理可以抑制白化现象。
在本公开的表层上可以形成表面涂层，并且在表层用聚碳酸酯类聚氨酯水性表面处理剂凹版涂布后，可以通过蒸发水性溶剂形成表面涂层。
根据本公开的用于形成表层的组合物中可以不包括阻燃剂。这是因为阻燃剂通常呈现不透明的白色，因此可能成为形成透明表层的障碍。因此，可以通过凹版印刷法以用于形成表层的组合物涂覆纤维织物的下表面，而不是向用于形成表层的组合物中添加阻燃剂。
虽然已经通过代表性实施例详细描述了本公开，但本公开所属领域的普通技术人员可以理解，在不背离本公开范围的范围内，可以在上述实施例中进行各种修改。因此，本公开的范围不应限于上述实施例。

Claims (12)

1.一种用于人造革的表层，包含：
PVC树脂；
84至90phr的增塑剂；和
0.3phr或更多的无机颜料。
2.根据权利要求1所述的表层，其中，所述用于人造革的表层包含0.3phr至0.7phr的无机颜料。
3.根据权利要求1或2所述的表层，其中，所述用于人造革的表层具有370μm或更小的平均厚度。
4.根据权利要求1所述的表层，其中，所述增塑剂是选自邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二丙基庚酯、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯或己二酸二异壬酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的表层，还包含：
2至8phr的热稳定剂。
6.根据权利要求1所述的表层，还包含：
0.2至0.6phr的紫外线吸收剂。
7.一种用于制造人造革的方法，所述方法包括：
捏合用于形成表层的组合物，然后形成表层；
在150至180℃的温度下层压纤维织物和所述表层；和
使层压的所述纤维织物和所述表层经受辊压缩，
其中，所述用于形成表层的组合物包含PVC树脂、84至90phr的增塑剂和0.3phr或更多的无机颜料。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述无机颜料的含量为0.3phr或更多且小于0.7phr。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，层压且压缩的所述表层具有370μm或更小的平均厚度。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述用于形成表层的组合物包含2至8phr的热稳定剂、或0.2至0.6phr的紫外线吸收剂。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述用于形成表层的组合物的捏合温度为120至160℃。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，辊压缩温度为70至230℃。
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