TWI323304B - Suede like artificial leather with excellent strength and elongation properties - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具有極佳強度及延展性之絨面皮 革，尤其因為具有極佳抗張強度及恆载延展性，其係為適 於應用在車輛或家具等之高耐久性材料的絨面皮革。 現今由於具有柔軟觸感及近似於天然皮革的獨特外 觀，利用超細纖維以三維度交叉連結的不織布摻入聚胺基 甲酸乙酯樹脂〔polyurethane resin，聚胺基甲酸乙酯類之彈 性體〕所製成的人造皮革已廣泛且迅速的取代使用於家具 或車輛的天然皮革。 近來迅速發展具有高功能性的人造皮革〔其即仿照 一天然皮革慣有之柔軟觸感及獨特外觀〕，特別是對於需 要穩定性以相對過大摩擦力及外力具有耐久性的人造皮革 具有需求’由於該人造皮革在使用於車輛或家具時，導致 產生過大摩擦力及外力。此外，該人造皮革具有適當強度 及延展性’以便更易於在一彎折區域進行裁縫及組接作業 〇 【先前技術】 如美國專利第5，112,421號及專利公開第 2005/0009426號等習知技術即提供具有穩定性之人造皮革 ，其係關於一種製造不織布之方法，將一纖維嵌入於棉製 網狀層之間以便具有一穩定編結強度及恆载延展性。 然而，上述方法係存在如下缺陷：儘管具有高編結強 度，由於嵌入一纖維而導致該恆載延展性變得極小，造成 1323304 , 用在具有極多弯折區域的家具或車輛時，難以進 行其^工作業〔例如—座椅的組裝〕。 同時’曰本專利公開第2004-332173號提出一種製造 人·皮革的方法，其係在製造一不織布的過程中利用喷水 法將一彈性梭織或針織布嵌人-短纖網狀層中間，其中該 彈性梭織或針㈣細聚胺基f酸乙麵之雜紗線製成 〇 然而，根據上述方法，該梭織或針織布僅利用聚胺基 甲酸乙S旨類之彈性紗線製成，故難以利用針刺法嵌入。由 於必須使时水法進行結合，目此綠形成結讀折，進 而導致該表面形成不規職。此外，其延展性過高而強度 不足，造成不良的穩定狀態，導致該種布無法應用於家具 及車輛。 ~ 如上所述，以習用方法製造之人造皮革具有 低延展性，或相反的具有健度及高延展性，且其外^均 屬不良。目此，其係無法做為具有魏外表及冑耐久性以 應用於家具及車輛之人造皮革。 【發明内容】 本發明之目的係提供一種具有強度及延展性之人造 皮革，以便改善在一彎折區域的裁鏠及組接作業，同時藉 由控制結合於一網之梭織及針織布的強度及延展性進^ 對過大摩擦力及外力具有穩定度，且根_梭織及針織布 的強度及延祕，以充分實現-終端的強度及延展性 ht\mJ5Lte w/evie/ii-tj

㈣’根據本制提供—種⑽ .其包含_聚絲_乙酯之-合W= 二:=:3丹尼爾之超細短纖維相互交纏所形成: 、’布，及叹於該不織布内之一梭織或針 ;不織布之超細短纖維交纏，且在s公斤力:二負：

及==至3G%之㈣延展性，該梭織或針織布的縱向 场2抗張強度為W公斤細毫米〔kgf/50mm 且/、縱向及橫向之恆载延展性係為8%至25%。 【實施方式】 為讓本發明之±敍其他目的、舰及伽能更明顯 董’下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式， 作詳細說明如下： 首先’本發明之絨面人造皮革在縱向及橫向上具有35 至60 kgf/50mm之抗張強度及8%至25%之恆載延展性。

對於應用在家具及車輛等之人造皮革的材料而言，其 需要具有可充分延㈣人造皮革的接合可雜，以便更易 於裁縫及組接作業，同時亦須具有穩定性以避免過度的延 展。在成型穩定財面，若雜載延展性大於25%，則在 使用過中該人造皮革將持續伸長，@而損及該產品之耐久 值，在接合可用性方面，魏抗張強度小於35 kgf/5〇mm 或該怪載延展性小於8%’即可能在接合過程造成該產品之 損傷’且在加工件上亦可能發生應力及應變的情形。此外 ，若該抗張強度大於6〇 kgf/5〇mm，該恆載延展性即變得 過低而造成上述問題。

Liadi\rF PltNTFISLte _ 〇7/tM/ianua μ —8 — 纖維含細度小於0.3丹尼爾之超細短 ^^基甲日類之彈性體。然而，本發明進一 皮i二ΐ強度及延展性之一梭織或針織布至該典型人造 或針織布係嵌入該產品以做為-強化材料。特別重 織希獲得令人滿意的外觀及物理特性，必須將該不 =田短纖維與該梭織或針織布交纏為-體。為利 5議錢订製造’該梭織或針織布之經緯密度較佳為20 ^線/英时〔yarn/inch〕。若該密度小於2〇__ 、、係過於脆弱而不足以做為強化材料，導致該產品之抗 張強度降低。錢密度切丨⑻yam/ineh，财―氣織針 =，布或針織布之網眼時，即較有可能損傷該強化 ； 此清況下’該強化材料之怪載延展性降低，因而 亦造成該產品之恆载延展性惡化。 此外’使用於本發明之梭織或針織布在8 kgf之負载 下所測=的悝载延展性為·至观。對該產品之怪載延 展性而言，該梭織或針織布之怪載延展性係為最具影響力 之因素。至於僅具有一不織布之典型人造皮革〔僅包含超 細短纖維及聚胺基甲酸乙醋類之填充材料，其内不且有強 化材料〕，因為其值載延展性過大，故對於在家賊車輛

S —9 — 1323304 , 等所使用之材料而言，該典型人 。因此，以-韻或_布_ =的職性並不適當 法之一，造成_織或針織布讀载延告 該梭織或針織布結合至—不織布時，該梭織或針織布之二 性即變:較小。因此’為使該產品具有大於㈣而小 ^展ί ，該梭織或針織布触具有上述惶

此外’使用於本發明之梭織或針織布可由-、二或多 條紗線所構成，該紗線係選自聚對狄酸乙二醋〔 polyethylene terephthalate〕紗線、聚對苯二 f 酸丙二醇 f P_rime_ene terephthalate〕紗線、聚醯胺〔p〇iyamide 〕線、聚胺基甲酸乙醋〔p〇lyui_ethane〕、聚乙心 polyethyiene〕紗線及聚丙稀〔_啊咖加〕紗線之至少 -種。此外’構成該梭織或針織布之紗線可為—長纖紗線 或一短纖紗線。

該強化梭織或針織布可利用針刺法交纏至一不織布 之短纖維網狀層，或利用一高壓喷水口與該短纖維網狀層 交又結合。 本發明具有極佳強度及延展性之絨面人造皮革係利 用如下之製程步驟製造完成。 首先製備一梭織或針織布，其於8 kgf之負重下具有 10%至30%之恆载延展性；隨後製備一超細短纖維網’其 在分解或解離後具有小於0.3丹尼爾之細度；利用一針刺 法將該梭織或針織布結合至該超細網狀層。該針刺法係使 ltadt\PF PBtXPFJSLdoc —10 — 87m/lt/]|：S tf 用僅具一針鉤或不具針釣之一 朴础右展.、、爲織針，以免損傷該梭織或 針織布層’並藉由調整該針釣 布接觸之機率降至最低。為進：、私織成針織 佳係為1·至3G00次/平方之—針刺密度較 t处人认士 A L , 〔cm〕。該梭織或針織 布^於内之合成片具有咖GiG25G克/平方公分〔 g/cm〕之密度。 本發明所使用之細度少於Q3丹尼爾之超細短纖維可 。3 一聚醯胺聚合物、-聚酯〔polyester〕聚合物、一聚 烯烴〔polydefin〕聚合物及—聚胺基甲酸乙g旨聚合物之 至少一個。 於該不織布及該梭織或針織布之合成片上填塞並乾 燥一聚乙烯醇〔polyvinyl alch〇h〇1〕或羧曱基纖維〔 carboxymethyl cellulose〕之水溶性聚合物溶液，其重量相 對該不織布及梭織或針織布之重量為5%至2〇%，其中該 水;谷性知合物丨谷液之濃度為3%至15%。由於該聚胺基曱 酸乙酯樹脂與該不織布及梭織或針織布過度結合時，將使 該聚胺基曱酸乙酯樹脂在後續注入程序中轉變為_束細纖 維而導致該最終產品之觸感變硬，藉由此一製程係可有效 避免上述現象。 繼之’於該合成片上進行一聚胺基甲酸乙酯網之注入 處理。此步驟所使用之聚胺基曱酸乙酯類之彈性體係易溶 於一直鍊聚合物或一交聯聚合物，該直鍊聚合物包含巨乙 二醇〔macroglycol〕、二異氰酸鹽〔diisocyanate〕及一低 分子量之二醇〔diol〕或二胺〔diamine〕，而該交聯聚合 1323304 物係可為二曱基曱醯胺〔dimethylformamide，以下簡載為 DMF〕。 應用於本發明之巨乙二醇可包含聚醚二醇〔polyethei· glocol〕、聚酯二醇〔polyester glocol〕、聚 _ 聚酯共聚物 二醇〔polyether polyester copolymer glocol〕及聚碳酸酯 二醇〔polycarbonate〕等。 本發明中該低分子量之二醇可包含4,4’-丁二醇〔 4,4’-butandiol〕及乙二醇〔ethyleneglocol〕等。其亦可使 用以二胺為主要成分之一擴鍊劑，例如曱亞-雙(4,4’_笨胺) 。藉由將一去垢劑、色料及機能性粒子等加入一聚胺基甲 酸乙酯類之彈性體之DMF溶液中並稀釋該溶液，即可製 成一注入溶液。 將該合成片浸泡於該注入溶液中，則該聚胺基曱酸乙 酯即凝固於一水溶液中，於5〇。〇至8(TC之熱水中進行洗滌 以便完全清除暫時性填入之水溶性聚合物，接著再進行乾 燥。該聚胺基甲酸乙酯在乾燥後之含量較佳係為該合成片 之重量的20%至50%。 後，糟由一虱氧化納〔s〇dium hydroxide〕之溶劑或 水溶液去除可溶解成分〔海型成分〕，以便將該纖維轉變 為一束細纖維，其中該氫氧化鈉之溶劑或水溶液係可溶解 或分離該可溶解成分。 若該可溶解成分〔海型成分〕為一共聚合之聚酿，即 可利用一連續或非連續排列方法以5%至15%之一氫氧化 納水>谷液分解該海型成分。若該可溶解成分為聚乙稀或聚

LiadiXfP Ρ»ί\ίΤΙβΙ,4χ ~ 12 —： ΠλΜ/|〇/π：β ΑΙ 1323304 . I * 苯乙烯〔p〇1ystyrene〕，則利用曱笨〔toluene〕、四氣乙 烯〔perchloroethylene〕或三氣乙烯〔trichloroethyiene〕 處理以除去該海型成份。 . 例如在HKTC下利用-10%之氫氧化納水溶液處理$ 至1〇分鐘’时將該_成分的共聚合之㈣完全分解並 絲。此時，即使由於該合成片之可溶解成分〔海型成分 〕被去除導致其厚度降魅某—程度，仍可該梭織或 # 針織布的結構良好維持該合成片之形狀。因此，該合成片 受到一機械張力時所造成的縱向延長程度不大，且可改善 該合成片表面的視密度。其中該合成片係包含該不織布: 該梭織或針織布。 接著，利用上述方式所得之合成片的表面係以一起毛 機進行起毛，藉以在該表面形成豎立的纖維，以便該合成 片具有粗縫的絨毛。其中該起毛機設有一適當粗度之砂紙 ’且可視使赠況選擇該砂紙之粗度，—般而言較佳係使 鲁用號數為150至400之砂紙。 :其:具有該絨毛之皮革的合成片可視使用情況進行 染色。右使用包含尼龍_6〔nyl〇n_6〕的纖維，其通常以一 金屬混合染料或牢固型酸性染料進行染色。若為聚醋類， 即於一高壓快速染色機内以一分散性染料進行染色。 ^最後於該已染色之產品上使用一軟化及功能性劑進 行處理’以製造—高級的合成絨毛人造皮革。 本發明之人造皮革使一彎折區域内的裁縫及組接作 業更易於進行，同時由於其強度及延展性極佳，因而具有 一 13 — 07/M/：C/|l：22 4· S . 。本發明之人造、载之㈣延展性為8%至25% 穩定度之高耐久轉料3:於麵在家具及車鱗需要外型 如下==:該人造皮革之合成片的各種物理特性係依

由該人造皮革之合成片之交疊區域取得—樣品，並於 賴程Γ例如金塗布〕。利用一掃描式電 卞顯儆鏡〔scamnng electron micr〇sc〇pe，SEM〕以一固定 =放大倍率拍攝取得該樣品之橫截面照片。估測顯示於該 照片之一股超細纖維之直徑’並將其轉換為一實際數值， 再透過下列方程式獲得其細度。

細度〔丹尼爾〕=97^^/4000 本方程式中’ 7Γ為一圓之周長與直徑之比率〔即圓周 率〕乃為該超細纖維之橫截面之直徑，而p為該超細纖 維之费度〔g/cm3〕。所使用之尼龍的密度為114，而聚對 酜k 乙 一S旨〔polyethylene terephthalate〕之密度則為 1 38 展性〔％〕 在各具有一寬度50毫米〔mm〕及一長度250mm的 二測試片上，沿其中心區域標示一 l〇〇mm之標示線，其中 該三測試片係分別由一絨面人造皮革之合成片、一沿縱向 分布之梭織或針織布及一沿橫向分布之梭織或針織布切割 ρ.,χβΗ PttNPFiaSLioc —14 — 87/M/ie/H：c s 1323304 , < * 取得。以15〇mm之钳夾雜將_⑽固定於—疲勞測試 機〔其係可選擇為厂馬林疲勞測試機〔Marlens fadgue tester〕」〕上，謹慎的將一 78.4牛頓〔％〕之負重〔包 含該下甜夾之重量〕懸掛於該測試片1()分鐘。在懸掛該負 载10分鐘的情況下，可獲得該標示線之長度〔〖㈧，且 該恆載延展性可由下式計算獲得： 恆載延展性〔％〕=。-100 _本方程式中’“表示在懸掛該8 kg負載1G分鐘後該 標不線〔mm〕之長度。 抗張強度〔Kgf/50mm 1 分別沿一樣品之縱向及橫向取得五測試片，各該測試 片均具有一寬度50毫米〔mm〕及一長度25〇mm。 於一丹席隆型〔Densiron type〕或與其相似之抗張強 度測試機上鉗夾該測試片之上部，於該測試片上施加一適 當之初始負重，以便該測試片呈現筆直且垂直，並具有 150mm之甜夾距離。 所施加之初始負重必須可使不自然之皺折或彎曲變 得平坦。特別是針對不特定之纖維，該初始負重係設定為 1.96 牛頓〔200 gf〕。 在200200毫米/分鐘〔mm/mjn〕的拉扯速度下量測撕 裂該五測試片所需之負重〔kgf/50mm〕，再取其平均值。 本發明使一彎折區域内的裁缝及組接作業更易於進 行，同時由於其強度及延展性極佳，因而具有成型穩定度 ，且相對外力具有耐久性。 u又 D:\9H LiadaNPT PltvmSUdoc 一 15 一 c7mno/u_ S > ^^3304 後續將利用數個實施例詳細描述本發明，惟其並非用 以限定本發明。 蓋一實施例 具有總細度75丹尼爾之一海島型〔sea-island type〕 合成連續纖維可轉變為一束細纖維，該細纖維係由重量百 分比70%之聚對酞酸乙二酯及30%之聚酯共聚物利用纺紗

及併條程序製備完成，其中該聚對醜酸乙二酯係做為一纖 維成型成分，而該聚酯共聚物則為一抽出成分。此時，該 連續纖維之單絲為3.1丹尼爾，且其内具有16條超細纖維 〔纖維成型成分〕。為獲得適當的恆載延展性，該連續纖 維於170°C的條件下進行捲繞及安置。

以上所付之合成纖維係於一撚、紗機中進行HQ轉/米 之撚紗程序，以便做為一梭織布之經線及緯線。製造用於 梭織布之經線及緯線係具有7〇 yam/inch之經線密度及 70 yam/inch之緯線密度。該梭織布在縱向上之恆載延^性 為20 %，而其橫向上之恆載延展性為22%。 同時，具有51毫米長度之一短纖維，其係為一細度 2.5丹尼爾之單絲，且該單絲具有」6條超細纖維〔纖維成 =成分〕。該短纖維係由重量百分比7〇%之聚親酸乙二 酯及30%之妇旨絲物料、及併 中該聚對酞酸乙二酯係做為—纏铪am、表侑兀成八 聚物則為-抽心型成分，而賴共 貝序軸 且於一不織布的製備過程中，此網利用 針織法結合於該梭織布’進而形成-合成片。接= »：\〇M Uadt^

S —16 — 1323304 i ^布^成片及該梭織布係以叫G%之聚乙烯醇水溶液 仃真充及乾燥，以相對該布具有1〇%之重量百分比。之 後’將該合成片浸泡於-15 %之注人溶財，該注入溶液 之製備係利用二甲基甲_中的_聚醋共聚物二醇類之 聚胺基甲酸乙醋彈性體進行稀釋獲得。該聚胺基甲酸乙醋 料水溶液中翻，再_ —赃的熱水洗滌以完全移除 聚乙烯醇聚合物’錢再進行乾燥。在賴步驟後，該聚 胺基甲酸乙S旨含量為重量百分比35 %。為使上述纖維及聚 胺基甲酸乙賴構成之皮革之合成丨轉變為—束細纖維， 其係藉由在一 100 c之10%氫氧化鈉水溶液中持續處理以 70全去除其海型成分〔例如聚酯共聚物〕且僅殘留其島型 成分〔例如聚酯細纖維之成分〕，切除該超細纖維之一部 分，並使用一 240號之砂紙進行起毛處理以豎立該超細纖 維產生絨毛，藉此製造具有極佳強度及延展性之一皮革之 合成片。於一高壓快速染色機内，將所獲得之合成片以具 有極佳固著性之一分散性染料進行染色，再將該合成片進 行還原、清潔及乾燥處理。最後，進行防水及抗靜電劑處 理以及絨毛尖端軟化處理，以便製備用於人造皮革之一絨 面合成片。進一步評估利用上述程序所獲得之人造皮革合 成片的物理性質，並顯示於表二中。 篇二及三實施例及第一及二#照實施例 如表一所示’除改變該產品之梭織布所使用的經、緯 線種類及細度之外，各實施例用於人造皮革之合成片係使 用與第一實施例相同的方式製備。

Liate\PF Pat\fmsL4oc —17 — 0T/M/i&/U:C -f: S ^二_製備情況 分類 —----- 第一實施例 第二實施例 -- 第三實施例 第一對照 實施例 第二對照 實施例 紗線成分 聚對苯二甲 酸丙二醇 聚隨胺 聚對酞酸乙 二酯 聚對酞酸乙 二酯 聚對酞酸乙 二醋 紗線細度 [丹尼爾1 0.14 0.24 0.06 0.14 0.14 經線及緯線 密度 70 X 70 4〇χ4〇 70x70 25 χ25 100x100 縱向恆栽 延展性[〇/〇] 20 25 15 35 5 橫向值載 延展性[%] 22 29 ----- 18 40 6

一绒面人造皮革之合成片。 雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 ，=1&圍之内’當可作各種更動與修改，因此本發明之保 遵乾圍當視_之申請專利範圍所界定者為準。 1323304 【圖式簡單說明】 無 【主要元件符號說明】 無

—20 —

Claims (1)

1. 07.17第95M7620號申請專利範圍修正本 、申請專利範圍：厂------ 1、 -種具有極㈣歧延展性之其包含一合成 —内填入聚胺基甲酸乙_，該合成片包含： 不織布’其係由細度小於G3丹尼_之超細短纖 互交纏構成；及 一織布’其係以梭織及針織方式之—製成，並設置於★亥 不織布内與該超細短纖維相互交纏，且該織布在s公斤/ $之負載下具有10 %至3G %之悝載延展性，其中該織 布之縱向及橫向之抗張強度為3S至⑽公斤力/5〇毫米 而其縱向及橫向之恆載延展性為8%至25%，其中該 合成片之密度為0.200至〇 25〇克/平方公分。 2、 依申請專概圍第i項所述之具有極佳強度及延展性之 絨面皮革，其中該織布之經線密度及緯線密度為2〇至 100支紗線/英忖。 3、 依申請專利朗第i項所叙具有_強度及延展性之 賊面皮革’其中該織布由長絲紗線及短絲紗線之一構成 〇 4、 依申請專利範目帛1項所狀具_佳強歧延展性之 絨面皮革，其中該織布由至少一條紗線所構成，且該紗 線係選自聚對酞酸乙二酯紗線、聚對笨二曱酸丙二醇紗 線、聚醯胺紗線、聚胺基甲酸乙酯、聚乙嫦紗線及聚丙 烯紗線之至少一種。 —21 —