CN2725340Y - 具有一聚合背胶积层的复合织物 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有一聚合背胶积层的复合织物，包含一织物层及一背胶积层，该背胶积层是由一施加至该织物层的黏合层、一施加至该黏合层的中间层及一施加至该中间层的表面改质层所组成，该黏合层包含一黏合组成物，该黏合组成物包括一与一丙烯酸酯单体接枝的苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，以及与已接枝的苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物掺混的聚氨基甲酸酯，该中间层具有一包含苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物的组成物。

Description

具有一聚合背胶积层的复合织物

技术领域

本实用新型是关于一种积层，更特别是关于一种包含一织物层的复合织物，该织物层具有一含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene，简称为SBS)嵌段共聚物及聚氨基甲酸酯(polyurethane，简称为PU)的背胶积层。

背景技术

提供一种包括一或多层聚合物层在一基材底布上的复合织物，是业界所熟知。此等复合织物可用于制造箱、袋子、帐篷、浴帘、成衣等等。合并聚氯乙烯(PVC)层的复合织物是借由透过一制程而层合一纺织材料的基底层与一PVC薄膜来制造。此等复合织物为廉价且具备良好物理及机械性质。该PVC薄膜层不但是防水，并可强化及稳固该基底纺织材料的结构，同时提供良好的手触感性质。然而，在所有塑料中，PVC在其整个生命周期期间为环境上最有害的材料，因为PVC的稳定剂及塑化剂会释出二恶烷(dioxin)及重金属。换句话说，在经由一混练(calendering)制程以PVC涂敷(backing)一织物时，由于要被加工的织物及PVC的最小量是被混练制程所使用的装置所限制，所以小量的生产为不可能的。这会导致过剩的存货以及成本的增加。

含有聚氨基甲酸酯(PU)的复合织物借由直接将PU涂层施加至一基底纺织层来制作。由于PU涂层的直接施加，所以会减低废弃物的量。当使用单组份型(one-component type)的聚氨基甲酸酯时，废弃物可被回收。基本上，由于包含在PU涂层中的少量材料，或因为该PU涂层的薄膜的不连续性，所以PU涂层并未具有调整手触感性质的功能。

苯乙烯系(styrenic)嵌段共聚物在此技术中已被提及作为一用于形成一复合物的PVC取代物，因为苯乙烯系嵌段共聚物比起PVC对于环境较为无害。相似于PVC，苯乙烯系嵌段共聚物可强化及稳固织物的结构。然而，虽然苯乙烯系嵌段共聚物具备良好手触感性质，但是由于苯乙烯系嵌段共聚物典型上透过一制程来层合，以及因为苯乙烯系嵌段共聚物于其溶解态的薄膜成型性质不似PVC的好，所以一般而言苯乙烯系嵌段共聚物是厚的，且其厚度难以降低至0.15mm以下。再者，于加工时，薄膜越薄，苯乙烯系嵌段共聚物的损失愈多。此外，制程中可能会产生不易再回收的废弃物。再者，因为苯乙烯系嵌段共聚物的快速老化性质，可再回收的废弃物的量会减少，而因此增加生产的成本。

美国第Re.28,682号的再发证专利揭示一种具有一背胶织物、接合至该织物的挤压、热固塑料泡沫材料，以及一覆盖该泡沫材料的透明聚合薄膜(其较佳为热固性)的积层。此专利进一步揭示该透明聚合薄膜可由一适当橡胶(latex)来制备，例如含有抗氧化剂或紫外线稳定剂的羧酸化苯乙烯丁二烯橡胶(carboxylated SBR)，以及其它可交联晶格(lattice)的例子为生橡胶(crude rubber)，其中，该聚合物的3％为混合马来酸酐(maleic anhydrate)、丁二烯苯乙烯共聚物(butadiene styrene copolymer)以及含有3％至5％的经羧基化基团(carboxylated group)的丁二烯-丙烯腈聚合物(butadiene-acrylonitrile polymers)的形式。

实用新型内容

本实用新型的一目的在于提供一种具有一背胶积层的复合织物，该背胶积层易于透过一涂布制程来制造且同时又可提供一足以给予该复合织物良好手触感性质的厚度。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有一背胶积层的复合织物，该背胶积层透过一涂布制程来制造且可提供一大于一般PU涂布织物厚度的厚度。

本实用新型的又另一目的在于提供一种具有一聚合背胶积层的复合织物，其为环境上安全的且是易于再回收的。

依据本实用新型的一方面，一具有一聚合背胶积层的复合织物包含一织物层，以及一背胶积层，该背胶积层包含一施加至该织物层的黏合层、一施加至该黏合层的中间层，以及一施加至该中间层的表面改质层，该黏合层具有一黏合组成物，该黏合组成物包含一与一丙烯酸酯单体接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，以及掺混有已接枝的该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的聚氨基甲酸酯，该中间层具有一含有一苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及一溶剂的组成物。

依据本实用新型的另一方面，用于制造一复合织物的方法所包含的步骤为：提供一具有一黏合层的织物层，该黏合层借由将一苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与一丙烯酸酯单体接枝以及借由掺混聚氨基甲酸酯与已接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物来制备，施加一中间层至该黏合层，该中间层是由包含一苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及一溶剂的组成物所形成，以及施加一表面改质层至该中间层。

用于形成该黏合层的组成物是由聚氨基甲酸酯及与一丙烯酸酯单体接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物来制备。为了增加对于该织物层的接着性以及改善该背胶积层的抗张强度(tensile strength)的目的，聚氨基甲酸酯被加入至该SBS嵌段共聚物。在该表面改质层中的聚氨基甲酸酯的使用可增进耐刮性及干燥性。该中间层的主要目的在于对该背胶积层提供厚度，因为相较于该黏合层及该表面改质层，其成本较低。该SBS嵌段共聚物与一丙烯酸酯单体接枝，以改善SBS共聚物对于聚氨基甲酸酯的兼容性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明：

图1显示具体化本实用新型的一具有一聚合背胶积层的复合织物。

图2是一用于制造本实用新型的复合织物的装置的示意图。

图3是一用于制造本实用新型的复合织物的另一装置的示意图。

图4是一用于制造本实用新型的复合织物的又另一装置的示意图。

图5是说明具体化本实用新型的一制造过程。

具体实施方式

本实用新型的其它特征及优点将由以下本实用新型的较佳具体例的详细说明以及参考随附的图式而更为彰显。

如图1所示，具体化本实用新型的一具有一聚合背胶积层的复合织物1包含一织物层10，以及一背胶积层20，该背胶积层20由一黏合层21、一中间层22，以及一表面改质层23所组成。该复合织物1可用于制造皮箱、袋子、帐篷、浴帘、成衣或其它适当产品。该织物层10可为具有配合一最终产品的预期功能及外观的适当编织结构及颜色的任何纺织材料。

当该复合织物1被形成为一产品时，该织物层10可被暴露在该产品的最外侧，以作为一表面层，以及该背胶积层20可被设置在该产品的内侧，以强化及稳固该织物层10的结构，并调整该复合织物1的手触感性质以及提供一防水功能。可选择地，该背胶积层20可设置在该产品的外侧，以作为一表面层，以及可提供不同颜色及/或压纹图案来配合该最终产品的设计。

该黏合层21主要作为提供该织物层10与该中间层22之间的良好接合，且该黏合层21由一黏合组成物所形成，该黏合组成物包含一与一丙烯酸酯单体接枝以及与聚氨基甲酸酯掺混的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。在与聚氨基甲酸酯掺混前，该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与一丙烯酸酯单体接枝，以改善该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚氨基甲酸酯的兼容性。

适于与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝的丙烯酸酯单体的例子包含丙烯酸乙基己酯(2-ethyl hexyl acrylate，2-EHA)、丙烯酸羟基乙酯(2-hydroxy ethyl acrylate，2-HEA)、丙烯酸(acrylic acid，AA)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate，BA)、丙烯酸乙酯(ethylacrylate，EA)、丙烯酸甲酯(methyl acrylate，MA)、甲基丙烯酸乙基己酯(2-ethyl hexylmethacrylate，2-EHMA)、甲基丙烯酸羟基乙酯(2-hydroxyl ethyl methacrylate，2-HEMA)、甲基丙烯酸羟基丙酯(2-hydroxyl propyl methacrylate，2-HPMA)、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯(dimethyl amino ethyl methacrylate，DMAEMA)、甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate，EMA)、甲基丙烯酸环氧丙酯(glycidyl methacrylate，GMA)、甲基丙烯酸异丁酯(isobutyl methacrylate，IBMA)、甲基丙烯酸十二烷基酯(laurylmethacrylate，LMA)、甲基丙烯酸(methacrylic acid，MAA)、甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate，MMA)、甲基丙烯酸正丁酯(n-butyl methacrylate，NBMA)、甲基丙烯酸硬脂酸酯(stearyl methacrylate，SMA)、前述单体的二或多个组合，以及其它适合丙烯酸酯单体。

适于溶解苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的溶剂的例子为甲苯、乙酸丁酯(n-butyl acetate)及环己烷(cyclohexane)。本实用新型的一苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及一丙烯酸酯单体的反应产物可具有一范围在8,000cps至10,000cps的黏度。黏度可依据该织物层的规格来调整。在该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与该丙烯酸酯单体的接枝聚合期间，借由直接加入该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物至一反应混合物，可增加固体含量及黏度。依据一般使用的复合织物的规格，黏度一般可调整至15,000cps-30,000cps。

聚氨基甲酸酯被加入且与该接枝聚合的反应产物以及一适合溶剂掺混，该适合溶剂例如甲乙酮(methyl ethyl ketone，MEK)。由于与该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝的丙烯酸酯单体，聚氨基甲酸酯可与该已接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物掺混，以形成近乎均匀相。

该中间层22是作为对该复合织物1给予一厚度，且由一包含一苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的组成物所形成。该组成物可经由导入一溶剂及一塑化剂至一搅拌机、将其加热至约80℃的温度以及接着于其中加入一苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，以形成一苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物溶液来制备。

用于该中间层22的该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的种类是基于该复合织物1的期望物理性质来选取，诸如抗张强度、硬度、弹性或反弹(rebound)特性等等。抗张强度是由该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的分子量及加入至该苯乙烯系嵌段共聚物的塑化剂的量来测定。硬度是由包含在该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯与丁二烯的比例及该塑化剂的量来测定，而反弹特性是依据包含在该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯及丁二烯的比例而定。该中间层22的抗张强度将会影响该复合织物1的撕裂强度(tearing strength)及压合(stitching)强度。硬度及反弹特性将决定该复合织物1的手触感性质。

可用于该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的塑化剂可为石蜡油、环烷油(naphthenic oil)或任何其它适当塑化剂。加入至该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的该塑化剂的量可基于该最终产品所需的硬度来调整。需注意的是该塑化剂的量必须被控制在低于可能导致移行(migration)问题的太过量程度。

一般而言，若该中间层22的固体含量为高，则用于制造该复合织物1的成本将为低，因为将经由一干燥箱蒸发的溶剂的量为低。然而，需要考虑该中间层22的其它加工参数，例如：速度、该背胶积层20的平整度以及该溶剂的蒸发速度。该中间层22的组成物的黏度一般依据该织物层10的规格来控制，且较佳维持在18,000cps-20,000cps。

用于该中间层22的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物可为发泡或未发泡的。若该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物借由利用一发泡剂(blowing agent)来发泡，该中间层22将具有增加的厚度及柔软度，且将提供一膨松度(bulkiness)及柔软度的触感。由于该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的软化点及耐热性为低，所以用于将该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物发泡的发泡剂必须为少。该发泡剂释出一发泡气体的温度较佳为120-130℃。该发泡剂的量借由该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物产生的泡沫的预期密度来决定。该发泡剂的较佳量为3phr-5phr。

该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物可在一具有两阶段温度控制系统的干燥箱中发泡。在第一阶段中，于分解该发泡剂之前，温度必须提升至足以蒸发溶剂的程度。在第二阶段中，该中间层22必须维持在一分解温度并历经一段期间。为了避免该发泡剂不均匀地分散，在加入该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之前，该发泡剂可与一溶剂混合。

该表面改质层23的作用在于对该背胶积层20提供一良好的触感，以及改进该背胶积层20的耐刮性及染色能力。该表面改质层23由一组成物所形成，该组成物包含一与一丙烯酸酯单体接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，以及与该已接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物掺混的聚氨基甲酸酯、一平滑剂及一消光剂。甲乙酮及甲苯的混合物可用于溶解苯乙烯。

该平滑剂是用于增加该表面改质层23的表面的平滑度及耐刮性。平滑剂的例子包括以硅酮(silicone)为主、以聚乙烯为主，或是以铁弗龙(Teflon)为主的材料。消光剂用于消除光泽以及提供干燥性。消光剂可为经改质的二氧化硅或是碳酸钙奈米粒子。

在制备该表面改质层23的组成物时，平滑剂首先与一溶剂混合，以形成一浆料(paste)，然后，该已接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚氨基甲酸酯及消光剂被加入至该浆料中。所产生的混合物的黏度借由加入该溶剂来调整。该黏度较佳为4,000cps-8,000cps。用于该表面改质层23的聚氨基甲酸酯是选自该等具有高固体含量及低黏度者。在选择适当聚氨基甲酸酯时，分子量及耐刮性也为被考虑的参数。

<用于形成复合织物的组成物的实施例>

用于该黏合层21的黏合组成物是由15份重量计的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与15份重量计的丙烯酸甲酯于69.4份重量计的溶剂、0.2份重量计的过氧化苯甲醯(benzoyl peroxide)(催化剂)，及0.2份重量计的抗氧化剂存在下进行反应来制备。一接枝聚合反应在约85℃的温度下进行3.5至4小时。该反应产物具有28％的固体含量及8,000-10,000cps的黏度。在反应完成后，20份重量计的聚氨基甲酸酯被加入至该反应产物及一适量的溶剂(甲乙酮)中。在混合后，可获得该黏合组成物。

在制备该中间层22的组成物时，0-50份重量计的塑化剂(石蜡油或环烷油)以及100-150份重量计的溶剂(甲苯、乙酸丁酯或环己烷)首先被导入一搅拌机中。接着，100份重量计的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物被加入且与该内容物于80℃温度的搅拌机中混合。在混合历经1小时后，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物被完全溶解，以形成一溶液。

在制备该表面改质层23的组成物时，10份重量计的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与20份重量计的丙烯酸甲酯于一溶剂混合物(比例为3∶1的甲乙酮及甲苯)存在下进行接枝聚合。2份重量计的平滑剂接着被加入至该溶剂混合物中，以形成一浆料。在该浆料中加入50份重量计的由该接枝聚合所获得的接枝共聚物、100份重量计的聚氨基甲酸酯，以及4份重量计的消光剂(经改质的二氧化硅或奈米级碳酸钙)。所获得的组成物的黏度借由控制该溶剂的加入量被调整至4,000-8,000cps。

该复合织物1可经由刀式涂布(knife coating)及凹版涂布(gravure coating)制程来制造。刀式涂布有两种类型，也就是，间隙涂布(gap coating)及悬浮涂布(suspensioncoating)。在制造该复合织物1时，依据产品的预期品质，凹版、间隙及悬浮涂布制程可单独或组合使用。例如，若产品要求有一水压的阻抗力以及不需要手触感性质，悬浮涂布制程可在未使用间隙涂布制程下单独进行。如此，可在无需耗费制造成本下达成预期品质。用于制造该复合织物1的不同装置显示于图2-4。

如图2所示，用于间隙涂布的装置被显示包含一织物滚轮(fabric roll)31、一支承滚轮32、一干燥箱33、一卷绕滚轮(take-up roller)34，以及一涂布刀35。组件编号36表示一涂布材料。

如图3所示，用于悬浮涂布的装置显示包含一织物滚轮41、一平板支承器42、一干燥箱43、一卷绕滚轮44，以及一涂布刀45。组件编号46表示一涂布材料。

如图4所示，用于凹版涂布的装置显示包含一织物滚轮51、一导承滚轮(guideroller)52、一具有一雕刻图样的涂布滚轮53、一橡胶滚轮54、一表面处理剂55、一干燥箱56，以及一卷绕滚轮57。

在悬浮涂布中，一涂布材料消耗的量由该涂布刀45的厚度、形状及角度以及由该织物滚轮41所送入的织物片材的张力来决定。由于该涂布溶液经由一强力馈送方式来涂布，所以该涂布溶液可易于渗透进入该织物的结构，而因此达成该织物的有效强化及稳固。悬浮涂布适合用于涂布该复合织物1的黏合层21。

间隙涂布适合用于形成该复合织物1的中间层22。该中间层22的厚度可借由调整该涂布刀35与由该织物滚轮31所送入的织物表面之间的距离来控制。

凹版涂布可防止涂布制程期间于涂层表面上的刮痕的形成，以及因此可被用于染色(decoration)及装饰(ornamentation)制程。该涂布材料消耗的量是依据该涂布滚轮53的雕刻图样而定。

<复合织物的制造>

参照图5，显示本实用新型用于制造该复合织物1的较佳实施例。用于制造过程的所有装置借由结合图2至4所示的装置来提供，且包含三个部分，也就是，一悬浮涂布部分61、一间隙涂布部分62，以及一凹版涂布部分63。在该悬浮涂布部份61中，依据本实用新型的具有该黏合组成物的涂层透过一使用一涂布刀45的悬浮涂布制程而被施加在一织物71，以提供该黏合层21。在该间隙涂布部份62中，依据本实用新型的含有该中间层22的组成物的涂层透过使用一涂布刀35的间隙涂布制程而被施加至该黏合层21。在该凹版涂布部份中，依据本实用新型的一具有该表面改质层23的组成物的涂层透过使用一涂布滚轮53的凹版涂布制程而被施加至该中间层22。

该黏合层21的黏合组成物的量依据制程中所使用的织物的种类及规格来变化。该织物层10的丹尼(denier)数越大，该涂布组成物消耗的量越多。

该中间层22主要决定该复合织物1的厚度。在该干燥箱33的不同阶段的温度依据该中间层22的厚度来调整，以预防气泡及残存溶剂问题的形成。

由于形成该表面改质层23所致的高成本以及因为外观的要求，该表面改质层23需要小厚度及均匀涂布。一般而言，干燥速度维持在15g/m²-20g/m²。如果该表面改质层23被暴露在一最终产品的外侧，涂层的量会增加。换句话说，该表面改质层23的组成物可加入或不加入一着色剂。该织物71的馈送速度必须符合该干燥箱43、33、56的温度及长度以及溶剂的沸点，俾决定及计算干燥时间以及提供制程的最适当参数。依据本实用新型所制造的复合织物1的背胶积层20可具有一约0.03mm-0.13mm的厚度，或是一依据产品所要求品质的厚度。

如前文所述，该背胶积层20为三层积层。然而，本实用新型并未限制于此。若期望获得一具有高耐刮性的背胶积层，取代施加该表面改质层23，一聚氨基甲酸酯涂层可被提供在该中间层22上，且在该中间层22与该聚氨基甲酸酯涂层之间可设置一额外黏合层21。

Claims (2)

1、一种具有一聚合背胶积层的复合织物，其特征在于其包含：

一织物层及一背胶积层；

该背胶积层包括一施加至该织物层的黏合层、一施加至该黏合层的中间层，以及一施加至该中间层的表面改质层；

该黏合层具有一黏合组成物，该黏合组成物包括一与一丙烯酸酯单体接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，以及与该已接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物掺混的聚氨基甲酸酯；

该中间层具有一组成物，该组成物包括一苯乙烯-于二烯-苯乙烯嵌段共聚物及一溶剂。

2、如权利要求1所述的具有一聚合背胶积层的复合织物，其特征在于：该表面改质层包括一与一丙烯酸酯单体接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、与该已接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物掺混的聚氨基甲酸酯、一润滑剂及一消光剂。

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