CN111197263A - 带支撑pvc人造革 - Google Patents

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Abstract

在依次由PVC致密层、PVC发泡层、粘合剂层和支撑层组成的带支撑PVC人造革中，通过控制PVC致密层、PVC发泡层和粘合剂层的重量以及构成支撑层的基布的组成和纵向、横向延伸率，可以获得具有高延伸性的带支撑PVC人造革，其在拥有良好的拉伸强度的同时，也拥有超高的伸长率，并且可以制成具有完美外观的人造革制品。

Description

带支撑PVC人造革
技术领域
本发明涉及带支撑聚氯乙烯(以下也可称PVC)人造革，特别是具有高延伸性的带支撑PVC人造革，及其在例如汽车门板和汽车车门扶手的表面装饰中的用途。
背景技术
人造革是一种外观、手感类似天然皮革的塑料制品，通常用于制备人造革的塑料包括PU即聚氨酯和PVC即聚氯乙烯。
根据其结构中是否带有支撑层，基于PVC的人造革又可分为无支撑PVC人造革(UEV)和带支撑PVC人造革(SEV)。现有的无支撑PVC人造革通常依次由PVC致密层、PVC发泡层和背漆构成，在PVC发泡层下没有例如基布作为支撑层，具有良好的应用加工性能，但价格偏高，并且由于PVC致密层和PVC发泡层的总厚度较厚(无支撑PVC人造革PVC致密层和PVC发泡层的总厚度通常为1.6至2.5mm，而带支撑PVC人造革的PVC致密层和PVC发泡层的总厚度通常为0.4至0.6mm)，其内部含有的挥发性有机物较多，导致VOC散发性能较差。相反，现有的带支撑PVC人造革通常依次由PVC致密层、PVC发泡层、粘合剂层和例如基布的支撑层构成，其价格便宜，VOC散发性能较好，手感柔软，但无法应用于对于拉伸要求高的领域，例如无法用于汽车门板表面装饰。
为了在造型更加奇特的门板的表面装饰中使用带支撑PVC人造革，需要高延伸性的带支撑PVC人造革产品。这样的带支撑PVC人造革产品应保持价格便宜、VOC散发性能良好、手感柔软的优点，同时也能满足门板表面装饰中对延伸性的要求。但是，这样的高延伸性的带支撑PVC人造革产品通常生产工艺控制比较困难。
例如，作为CN202088607U公开的中国实用新型专利涉及一种高延伸率汽车用内饰面料，其包括PVC致密层、PVC发泡层和贴布层，其中所述贴布层中使用双向弹力布和聚氨酯粘结剂。该实用新型声称其经向和纬向延伸率分别为150至200和250，但没有给出实验证据。该实用新型的改进完全不涉及PVC致密层、PVC发泡层。
发明内容
本发明人已经发现，在依次由PVC致密层、PVC发泡层、粘合剂层和支撑层组成的带支撑PVC人造革中，通过控制PVC致密层、PVC发泡层和粘合剂层的重量以及构成支撑层的基布的组成和纵向、横向延伸率，可以获得具有高延伸性的带支撑PVC人造革，其在拥有良好的拉伸强度的同时，也拥有超高的伸长率，并且可以制成具有完美外观的人造革制品。
具体而言，本发明包括一种带支撑PVC人造革，包括PVC致密层、PVC发泡层、粘合剂层和支撑层，其中：
PVC致密层的重量为300至360g/m2，优选305至330g/m2，更优选310至315g/m2；
PVC发泡层的重量为280至320g/m2，优选295至300g/m2，更优选约305至310g/m2；
粘合剂层的重量为70至90g/m2，优选70至80g/m2；
构成支撑层的基布的纵向延伸率为150至190％，优选160至180％，更优选约160至175％；
横向延伸率为170至225％，优选180至215％，更优选185至210％；
构成支撑层的基布为99至95％的涤纶和1至5％的氨纶的混纺织物，优选97至95％的涤纶和3至5％的氨纶的混纺织物，更优选约95％的涤纶和约5％的氨纶的混纺织物。
本发明的带支撑PVC人造革的进一步的特征可在于，其中所述基布的织法为纬编针织双面织法。
本发明的带支撑PVC人造革的进一步的特征可在于，其进一步包括涂覆在PVC致密层上的表面油漆层。
本发明进一步包括制备本发明的带支撑PVC人造革的方法，其中包括以下步骤：
i)分别按照配方称取构成PVC致密层、PVC发泡层和粘合剂层的所有物料，使其充分混合，得到PVC致密层糊料、PVC发泡层糊料和粘合剂层糊料；
ii)在离型纸上用辊或刮刀涂布步骤i)中形成的PVC致密层糊料,然后干燥上述糊料的涂层，随后使干燥的涂层冷却，形成PVC致密层；
iii)在步骤ii)中形成的PVC致密层用辊或刮刀涂布步骤i)中形成的PVC发泡层糊料,然后干燥上述糊料的涂层，同时使形成的涂层发泡，随后使干燥的涂层冷却，形成PVC发泡层；
iv)在步骤iii)中形成的PVC发泡层上涂布步骤i)中形成的粘合剂层糊料，形成粘合剂层；
v)在步骤iv)中形成的粘合剂层上叠加构成支撑层的基布；随后使带有基布的粘合剂层干燥和冷却；
vi)剥离离型纸；得到带支撑PVC人造革成品。
本发明的制备本发明的带支撑PVC人造革的方法的进一步的特征可在于，其中在叠加构成支撑层的基布的步骤v)中，控制涂布线的张力在20至60N的范围内。
本发明进一步包括本发明的带支撑PVC人造革的用途，用于汽车门板和汽车车门扶手的表面装饰中。
本发明进一步包括汽车门板或汽车车门扶手，其具有本发明的带支撑PVC人造革作为表面装饰。
附图说明
图1a示意性显示了将本发明的带支撑PVC人造革用于通过热压成型形成汽车门板表面装饰的方法。图1b显示了在热压成型中带支撑PVC人造革被拉伸的状况。
图2显示了在热压成型时被拉破的带支撑PVC人造革。
图3显示了在热压成型后得到的带有布纹的带支撑PVC人造革的表面。
图4显示了在热压成型后得到的完好的本发明的带支撑PVC人造革的表面。
具体实施方式
本发明的带支撑PVC人造革的PVC致密层由PVC、增塑剂和任选的其他PVC致密层添加剂组成。所述其他PVC致密层添加剂例如包括填充剂、稳定剂、色浆、分散剂。
本发明的带支撑PVC人造革的PVC发泡层由PVC、增塑剂、发泡剂和任选的其他PVC发泡层添加剂组成。所述其他PVC发泡层添加剂例如包括填充剂、稳定剂、阻燃剂、色浆、催化剂、分散剂。
本发明的带支撑PVC人造革的粘合剂层由粘合剂和任选的其他粘合剂层添加剂组成。所述其他粘合剂层添加剂例如包括稳定剂。
本发明的带支撑PVC人造革的各层中，相同类型的添加剂可以相同或不同。例如，PVC致密层和PVC发泡层中的增塑剂可以相同或不同，但出于简化工艺的目的，上述增塑剂优选相同。
本发明的PVC致密层和PVC发泡层中的PVC可以是传统上用于制造带支撑PVC人造革的PVC。本领域技术人员可以借助现有技术文献和/或有限的常规实验确定所使用的PVC的具体参数及其含量。例如，所述PVC可以是由具有72至76的平均聚合度的由乳液聚合得到的PVC粉得到的。所述PVC的用量可以为基于PVC致密层或PVC发泡层的物质的总量40至60质量％。
本发明的PVC致密层和PVC发泡层中的PVC增塑剂可以是传统上用于制造带支撑PVC人造革的液体增塑剂。本领域技术人员可以借助现有技术文献和/或有限的常规实验确定所使用的增塑剂的种类及其含量。例如，所述增塑剂可以选自环氧大豆油、邻苯二甲酸烷基酯及其组合。所述增塑剂的总用量可以为基于PVC致密层或PVC发泡层的物质的总量30至50质量％。
本发明的PVC发泡层中的发泡剂可以是传统上用于制造带支撑PVC人造革的发泡剂。本领域技术人员可以借助现有技术文献和/或有限的常规实验确定所使用的增塑剂的种类及其含量。例如，所述发泡剂可以是物理发泡剂，例如选自溶解的惰性气体、水、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、乙醚、氟代烃、偶氮二甲酰胺及其组合，也可以是化学发泡剂，例如一定温度下分解以产生气体的化合物，如叠氮化物。发泡剂例如在受热时由于通过物理气化产生气体或通过化学反应产生气体而体积膨胀，从而实现发泡。可以使用不同发泡剂的组合。所述发泡剂的总用量可以为基于PVC致密层或PVC发泡层的物质的总量1至5质量％。
本发明的粘合剂层中的粘合剂可以是传统上用于制造带支撑PVC人造革的粘合剂。本领域技术人员可以借助现有技术文献和/或有限的常规实验确定所使用的粘合剂的种类。例如，所述粘合剂可以是由作为PVC致密层和PVC发泡层组分的PVC粉、增塑剂和稳定剂的混合物，其中PVC、增塑剂和稳定剂的用量分别可以为基于粘合剂层的物质的总量40至60质量％、30至50质量％和1至10质量％。
本发明的PVC致密层、PVC发泡层、粘合剂层中的任选的其他添加剂可以是传统上用于制造带支撑PVC人造革的添加剂。本领域技术人员可以借助现有技术文献和/或有限的常规实验确定所使用的各类型的其他添加剂的具体种类及其含量。例如，所述PVC致密层稳定剂或PVC发泡层稳定剂可以选自用于对PVC进行热稳定的有机环氧化合物稳定剂、钙锌稳定剂、有机锡化合物稳定剂及其组合，其用量可以为基于PVC致密层或PVC发泡层干燥后物质的总量1至10质量％。再例如，所述PVC致密层填充剂或PVC发泡层填充剂可以选自粉状碳酸钙、粉状二氧化钛和滑石粉及其组合，其用量可以为基于PVC致密层或PVC发泡层干燥后物质的总量5至10质量％，并且/或者是使相应层物质的总量达到100质量％的量。
本发明的带支撑PVC人造革的PVC致密层、PVC发泡层和粘合剂层具有特定的重量，其中：
PVC致密层的重量为300g/m2至360g/m2，例如300g/m2、305g/m2、310g/m2、315g/m2、320g/m2、325g/m2、330g/m2、335g/m2、340g/m2、345g/m2、350g/m2、355g/m2、360g/m2；
PVC发泡层的重量为280g/m2至320g/m2，优选280g/m2、285g/m2、290g/m2、295g/m2、300g/m2、305g/m2、310g/m2、315g/m2、320g/m2；
粘合剂层的重量为70g/m2至90g/m2，优选70g/m2、75g/m2、80g/m2、85g/m2、90g/m2。
本发明的带支撑PVC人造革的支撑层的基布具有特定的组成和延伸率，其中：
构成支撑层的基布的纵向延伸率为150％至190％，例如150％、155％、160％、165％、170％、175％、180％、185％、190％；
横向延伸率为170％至225％，例如170％、175％、180％、185％、190％、195％、200％、205％、210％、215％、220％、225％；
构成支撑层的基布为99至95％的涤纶和1至5％的氨纶的混纺织物，优选99％和1％、98％和2％、97％和3％、96％和4％、95％和5％的涤纶和氨纶的混纺织物。
构成本发明的支撑层的基布可以由本发明已知的织法获得，例如可以采用纬编针织双面织法，即所谓Interlock织法。
本发明人已经发现，PVC致密层、PVC发泡层和粘合剂层的重量以及基布的组成和延伸率对带支撑PVC人造革的最终性质的影响是复杂的，并且有时是相互对立和矛盾的。例如，提高PVC致密层和PVC发泡层的重量将导致延伸率的降低，而降低PVC致密层的重量将导致拉伸强度的下降和例如麻面的表面缺陷，而降低PVC发泡层的重量将导致例如布纹的表面缺陷。再例如，具备令人满意的延伸率并不能确保人造革将在实际应用中表现优异，实际上，高延伸率有时与低拉伸强度是相互伴随的，过高的延伸率将导致过低的拉伸强度，导致得到的材料无法使用。因此，必须对产品的各方面性能做通盘考虑，才能在对条件的要求相互对立和矛盾的情况下，发现最终可以使用的条件组合。
本发明的带支撑PVC人造革可以通过已知的方法形成。例如，可以使用本领域技术人员已知的转移刮涂法，其包括以下步骤：
i)分别按照配方称取构成PVC致密层、PVC发泡层和粘合剂层的所有物料，使其充分混合，得到PVC致密层糊料、PVC发泡层糊料和粘合剂层糊料；
ii)在离型纸上用辊或刮刀涂布步骤i)中形成的PVC致密层糊料,然后干燥上述糊料的涂层，随后使干燥的涂层冷却，形成PVC致密层；
iii)在步骤ii)中形成的PVC致密层上用辊或刮刀涂布步骤i)中形成的PVC发泡层糊料,然后干燥上述糊料的涂层，同时使形成的涂层发泡，例如在使用偶氮二甲酰胺发泡剂的情况下，通过将涂层加热到190至220℃分解发泡剂，从而释放出例如氨气、一氧化碳、二氧化碳和/或氮气气体，从而使涂层发泡，随后使干燥的涂层冷却，形成PVC发泡层；
iv)在步骤iii)中形成的PVC发泡层上涂布步骤i)中形成的粘合剂层糊料，形成粘合剂层；
v)在步骤iv)中形成的粘合剂层上叠加构成支撑层的基布；随后使带有基布的粘合剂层干燥和冷却；
vi)剥离离型纸；得到带支撑PVC人造革成品。
在以上步骤ii)至iv)中，分别通过在涂布步骤中使用具有涂布重量控制系统的涂布机实现，所述涂布重量控制系统及其使用是本领域技术人员已知的，例如可以是商购自德国Saal/Donau的Mahlo GmbH+Co.KG的Gravimat FMI-15。
在以上步骤v)中，为了恰当地拉伸基布，应控制该步骤中涂布线的张力在一定范围内，例如在20至60N的范围内。过小的张力无法将基布平整展开，过大的张力将把基布过度拉伸，从而不能获得带支撑PVC人造革成品的高延伸性。
以上各个步骤中的条件可以由现有技术文献获得或通过有限的常规实验得到。例如，各层的干燥可以在对于PVC致密层为180至195℃、对于PVC发泡层为160至175℃、对于粘合剂层为190至220℃的温度和常压下进行。
本发明的带支撑PVC人造革的上述制备方法中使用的离型纸可以是传统上用于制造带支撑PVC人造革的离型纸。本领域技术人员可以借助现有技术文献和/或有限的常规实验确定所使用的离型纸的种类和规格。
构成本发明的支撑层的基布的延伸率可以按照DIN 53360的方法测定，并且纵向延伸率和横向延伸率分别以wmd和amd方向上的静态伸长表征。
本发明的带支撑PVC人造革的拉伸强度和伸长率可以用按照ASTM D751,GrabTest Method测定的断裂强度、断裂伸长率和静态伸长率表征。
本发明的带支撑PVC人造革具有高延伸性，特别是在拥有良好的拉伸强度的同时，也拥有超高的伸长率，并且可以用来获得具有完美外观的人造革制品。
本发明的带支撑PVC人造革还可以任选地在PVC致密层上带有表面油漆层。该表面油漆层涂覆PVC致密层背向PVC发泡层的表面，用于表面装饰和保护目的。该表面油漆层的组成、涂布和使用是本领域技术人员已知的。
本发明的带支撑PVC人造革可以用于需要高延伸性的各个领域中。例如，可以将本发明的人造革用于通过热压成型形成汽车门板表面装饰，和/或通过手工包覆形成汽车车门扶手的表面装饰，特别是造型奇特的汽车门板和车门扶手的表面装饰。上述方法的步骤和工艺参数是本领域技术人员可以借助现有技术文献和/或有限的常规实验确定的。
具体而言，将本发明的带支撑PVC人造革用于通过热压成型形成汽车门板表面装饰的方法可以如图1a中所示进行。图1a中，“上模”和“下模”是模具的两个部分，“薄膜”是以聚丙烯粘合的木粉板和粘合在该木粉板上的本发明的带支撑PVC人造革，其中由靠近下模的一侧至靠近上模的一侧依次是木粉板、人造革的支撑层、粘合剂层、PVC发泡层和PVC致密层。在热压成型的过程中，首先将木粉板加热以将聚丙烯熔化、从而具备一定可塑性，木粉板正面表面的一层极薄的聚丙烯也熔化，作为一层成型胶水，将木粉板和本发明的带支撑PVC人造革粘合在一起。当上模和下模合并时，木粉板的塑性使得木粉板在压力下能够按照模具的形状成型，得到以木粉板作为车门内板，外面包覆人造革的汽车门板。在过热压成型过程中，如图1b中所示，包覆在下模外的带支撑PVC人造革在模具的两端的尖角区和侧边处由于从平面被压成造型而经历拉伸，在延伸性不足的情况下表面出现布纹和麻面，并且在延伸性严重不足、无法承受拉伸的情况下被拉破。
实施例
按照表1中的配方制备用于带支撑PVC人造革的PVC致密层和PVC发泡层的糊料，并由此制备带支撑PVC人造革。
表1
Figure BDA0001868084390000101
比较得到的人造革的断裂强度、断裂伸长率、静态伸长率。在表2的条件下通过热压成型得到产品并通过目视检查其表面是否具有缺陷(即麻面和布纹)的外观以及是否人造革在成型中被拉破。结果列于表3中。图2、3、4分别中显示了被拉破的、带有布纹的和完美的人造革的照片。
表2
环境温度 28-29℃
木粉板加热温度 190-210℃
木粉板加热时间 >60秒
上、下模合并时间 50秒
从表3中可以看到，通过控制PVC致密层、PVC发泡层和粘合剂层的重量，以及构成支撑层的基布的纵向延伸率、横向延伸率和组成，获得了带支撑PVC人造革，其在断裂强度、断裂伸长和静态伸长各方面均表现优良，并且可用于通过热压成型形成无表面缺陷的产品。应当指出，尽管本发明的人造革的断裂强度倾向于更低，但是已经能够满足使用中对强度的要求。
应当注意到，传统上，由于带支撑PVC人造革延伸性不足，很难将其高度拉伸以形成复杂形状，只能使用价格偏高、VOC散发性能较差的无支撑PVC人造革。本发明第一次提供了具有高延伸性的带支撑PVC人造革，并由此将带支撑PVC人造革用于例如汽车门板和汽车车门扶手的表面装饰中。
应当指出，尽管本发明仅限于带支撑PVC人造革，但本发明通过控制PVC人造革各层的重量获得各方面性质的平衡、进而得到性能优良的人造革的基本概念也适用于无支撑PVC人造革或其他类型的人造革。
Figure BDA0001868084390000121
Figure BDA0001868084390000131

Claims (7)

1.一种带支撑PVC人造革，包括PVC致密层、PVC发泡层、粘合剂层和支撑层，其中：
PVC致密层的重量为300g/m2至360g/m2，优选305g/m2至330g/m2，更优选310g/m2至315g/m2；
PVC发泡层的重量为280g/m2至320g/m2，优选295g/m2至300g/m2，更优选约305g/m2至310g/m2；
粘合剂层的重量为70g/m2至90g/m2，优选70g/m2至80g/m2；
构成支撑层的基布的纵向延伸率为150％至190％，优选160％至180％，更优选约160％至175％；
横向延伸率为170％至225％，优选180％至215％，更优选185％至210％；
构成支撑层的基布为99％至95％的涤纶和1％至5％的氨纶的混纺织物，优选97％至95％的涤纶和3％至5％的氨纶的混纺织物，更优选约95％的涤纶和约5％的氨纶的混纺织物。
2.权利要求1的带支撑PVC人造革，其中所述基布的织法为纬编针织双面织法。
3.权利要求1或2的带支撑PVC人造革，其进一步包括涂覆在PVC致密层上的表面油漆层。
4.制备权利要求1至3中任一项的带支撑PVC人造革的方法，其中包括以下步骤：
i)分别按照配方称取构成PVC致密层、PVC发泡层和粘合剂层的所有物料，使其充分混合，得到PVC致密层糊料、PVC发泡层糊料和粘合剂层糊料；
ii)在离型纸上用辊或刮刀涂布步骤i)中形成的PVC致密层糊料,然后干燥上述糊料的涂层，随后使干燥的涂层冷却，形成PVC致密层；
iii)在步骤ii)中形成的PVC致密层用辊或刮刀涂布步骤i)中形成的PVC发泡层糊料,然后干燥上述糊料的涂层，同时使形成的涂层发泡，随后使干燥的涂层冷却，形成PVC发泡层；
iv)在步骤iii)中形成的PVC发泡层上涂布步骤i)中形成的粘合剂层糊料，形成粘合剂层；
v)在步骤iv)中形成的粘合剂层上叠加构成支撑层的基布；随后使带有基布的粘合剂层干燥和冷却；
vi)剥离离型纸；得到带支撑PVC人造革成品。
5.权利要求4的方法，其中在叠加构成支撑层的基布的步骤v)中，控制涂布线的张力在20至60N的范围内。
6.权利要求1至3中任一项的带支撑PVC人造革的用途，用于汽车门板和汽车车门扶手的表面装饰中。
7.汽车门板或汽车车门扶手，其具有权利要求1至3中任一项的带支撑PVC人造革作为表面装饰。
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