TWI718013B - 人工皮革及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明有關於一種人工皮革及其製造方法。人工皮革包含基材、熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層及表面塗層。基材由具有第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物之纖維所形成。表面塗層由第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物所形成。第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物及第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物分別提供特定熔點的基材及特定熔點的表面塗層。藉由具有特定熔點的基材及特定熔點的表面塗層，人工皮革具有良好的後加工性。因此，人工皮革能夠具有相同材質之基材及表面塗層，從而具有良好的回收性。

Description

人工皮革及其製造方法
本發明係關於一種人工皮革及其製造方法，並且特別是關於一種具有良好回收性之人工皮革及製造方法。
傳統上，在製鞋業中，使用聚氨酯(PU)/聚氯乙烯(PVC)之人造皮革做為表面塗層，並且使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)/尼龍(nylon)纖維的不織布做為基材。由於熱固性樹脂(例如：PVC)沒有回收效益，所以在回收廢料及成品的過程中，需要分離表面塗層及基材。因此，產生浪費時間與低回收效率之問題。
目前，對於表面塗層及基材的材質一致化之研究已發展一段時間。然而，對於找尋滿足表面塗層的表面處理要求之材質仍遭遇到許多困難。舉例而言，表面塗層須能夠藉由加工塑型產生表面紋路，以及能夠與表面處理劑匹配，以提供多樣且變化的外觀。此外，在表面塗層的加工塑型步驟中，基材之材質必須能夠於加熱的情況下維持原本的表面紋路。
另一方面，目前，新開發之用於表面塗層的熱塑性樹脂仍然遭遇到耐撓曲性或表面耐磨耗性不足之問題。有鑑於此，亟需一種新的人工皮革及其製作方法來改善前述之缺點。
有鑑於上述之問題，本發明之一態樣是在提供一種人工皮革。人工皮革包含基材、熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層及表面塗層，其中基材及表面塗層皆由熱塑性乙烯-丙烯共聚物所形成。熱塑性乙烯-丙烯共聚物提供基材及表面塗層特定的熔點。藉由特定熔點之基材及表面塗層，本發明之人工皮革可具有相同材質之基材及表面塗層，從而具有良好的回收性。
根據本發明之另一態樣，提出一種人工皮革之製造方法，以製造前述之人工皮革。
根據本發明之一態樣，提供一種人工皮革。前述人工皮革包括基材、設置於基材上之熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層及設置於熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層上之表面塗層。基材係由纖維所形成，前述纖維具有第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物，且基材的熔點為60℃至200℃。前述表面塗層係由第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物所形成，且表面塗層的熔點為60℃至200℃。
依據本發明之一實施例，前述基材的熔點大於前述表面塗層的熔點。
依據本發明之另一實施例，前述基材的軟硬度為50 A至95 A。
依據本發明之再一實施例，前述表面塗層的厚度為0.01mm至0.05mm。
依據本發明之又一實施例，前述表面塗層具有表面紋路。
依據本發明之又一實施例，前述表面塗層具有處理表面。
本發明之另一態樣是在提供一種人工皮革之製造方法。在前述製造方法中，先熔噴具有第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物的纖維，以形成基材，且基材的熔點為60℃至200℃。再熱貼合熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層於基材上，以製得堆疊材。然後，塗佈第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物於離型材上，以形成表面塗層，其中前述表面塗層的熔點為60℃至200℃。接著，貼合前述堆疊材與前述表面塗層，以製得人工皮革，其中前述熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層介於基材與表面塗層之間。
依據本發明之一實施例，前述基材的軟硬度為50 A至95 A。
依據本發明之一實施例，於製得前述人工皮革後，前述製造方法更包含加工塑型步驟，以於表面塗層上形成表面紋路，其中前述加工塑型步驟的加工塑型溫度為80℃至160℃。
依據本發明之再一實施例，於製得前述人工皮革後， 前述製造方法更包含加工處理步驟，以於表面塗層上形成處理表面。
應用本發明之人工皮革及人工皮革製造方法中，基材及表面塗層皆由熱塑性乙烯-丙烯共聚物所形成。熱塑性乙烯-丙烯共聚物提供特定熔點的基材及表面塗層，以及特定軟硬度的基材。藉此，人工皮革可具有相同材質之基材及表面塗層，從而具有良好的回收性。此外，特定軟硬度的基材可提升人工皮革的後加工性、耐撓曲性及表面耐磨耗性。
100:人工皮革
110:基材
120:熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層
130:表面塗層
200,300,400:方法
210,220,230,240,310,320,330,340,350,410,420,430,440,450:步驟
為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解，現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是，各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下：
〔圖1〕係繪示根據本發明之一實施例的人工皮革的結構示意圖。
〔圖2〕係繪示根據本發明之一實施例的人工皮革之製造方法的流程圖。
〔圖3〕係繪示根據本發明之另一實施例的人工皮革之製造方法的流程圖。
〔圖4〕係繪示根據本發明之又一實施例的人工皮革之製造方法的流程圖。
以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的發明概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。
請參閱圖1，此圖係根據本發明之一實施例的人工皮革的結構示意圖。本發明之人工皮革100包含基材110、設置於基材100上之熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層120及設置於熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層120上之表面塗層130。
在本發明之人工皮革100中，基材110係由纖維所形成，且纖維係由第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物所紡絲形成。此外，表面塗層130係由第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物所形成。由於熱塑性乙烯-丙烯共聚物為熱塑性材料，故所製得之人工皮革100具有可回收性。
在一些實施例中，第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物與第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物可為完全相同之乙烯-丙烯共聚物，即使用一種熱塑性乙烯-丙烯共聚物來製造基材110及表面塗層130。在其他實施例中，第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物與第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物可為兩種乙烯-丙烯共聚物，即使用不同的熱塑性乙烯-丙烯共聚物來製造基材110及表面塗層130。其中前述二者的差異可為聚合度、乙烯嵌段及/或丙烯嵌段的官能基或其它嵌段之導入等因素。
申言之，表面塗層130之多樣性外觀係藉由表面加工處理而產生。於加工過程中，由於使用溶劑溶解表面塗層130，所以需要再將其加熱烘乾。為了避免基材110的紋路受到加熱而產生變化，所以基材110的熔點可大於表面塗層130的熔點。舉例而言，第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物的熔點可大於第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物的熔點，以達成基材110的熔點大於表面塗層130的熔點。
在一些實施例中，如前所述，藉由聚合度、乙烯嵌段及/或丙烯嵌段的官能基或其它嵌段之導入可造成前述二種共聚物具有不同的熔點，進而達到基材110的熔點大於表面塗層130的熔點。舉例而言，混合兩種不同聚合度之乙烯-丙烯共聚物亦可配製出熔點介於二者熔點之間的共聚物，以滿足基材110及表面塗層130的熔點之需求。
在一些實施例中，第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物與第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物的熔點為60℃至200℃，較佳為100℃至190℃，且更佳為130℃至170℃。當第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物的熔點不在60℃至200℃之範圍內時，第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物不能使得基材110具有適當的熔點(即60℃至200℃)及適當的軟硬度(即50 A至95 A)。另一方面，當第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物的熔點不在60℃至200℃之範圍內時，第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物不能使得表面塗層130具有適當的熔點(即60℃至200℃)。
在一些實施例中，基材110的熔點為90℃至170 ℃，較佳為100℃至160℃，且更佳為160℃。基材110的熔點會影響加工塑型步驟的加熱對於基材110的紋路所導致之變形。當基材110的熔點小於60℃時，加工塑型步驟的加熱會導致基材110的紋路變形，因此人工皮革100不具有良好的後加工性。當基材110的熔點大於200℃時，人工皮革100的手感不佳而偏硬。
在一些實施例中，表面塗層130的熔點為60℃至100℃，較佳為70℃至90℃，且更佳為80℃。表面塗層130的熔點會影響人工皮革100的後加工性。當表面塗層130的熔點小於60℃時，表面塗層130太易熔化，而導致加工塑型產生紊亂且無法辨識之紋路，因此人工皮革100不具有良好的後加工性。當表面塗層130的熔點大於200℃時，表面塗層130不易熔化，而導致加工塑型不易產生紋路，因此人工皮革100不具有良好的後加工性。在另一些實施例中，當表面塗層130的熔點為60℃至120℃時，表面塗層130的熔點可進一步提升人工皮革100的後加工性。
在一些實施例中，表面塗層130的厚度為0.01mm至0.05mm，較佳為0.020mm至0.040mm，且更佳為0.030mm至0.035mm。
在一些實施例中，基材110的軟硬度為50 A至95 A，較佳為55 A至85 A，且更佳為65 A至75 A。一般而言，基材110的軟硬度愈大，則人工皮革100的耐撓曲性愈佳；反之，則相反。基材110的軟硬度愈大，則 人工皮革100的耐磨耗性愈佳；反之，則相反。當基材110的軟硬度為50 A至95 A時，人工皮革100具有良好的耐撓曲性及耐磨耗性。在一些實施例中，具有在50 A至95 A之範圍內的軟硬度之基材110可幫助基材110的表面紋路於加工塑型之加熱下維持原貌，而提升人工皮革的後加工性。
為了提升人工皮革100之回收，熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層120之材質相同於基材110及表面塗層130之材質。
請參閱圖1與圖2，其中圖2係繪示根據本發明之一實施例的人工皮革之製造方法的流程圖。在本發明之人工皮革100之製造方法200中，首先熔噴具有第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物的纖維，以形成基材100，如步驟210所示。在一些實施例中，使用熔噴機進行熔噴，且基材的熔點為60℃至200℃。
在步驟210後，熱貼合熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層120於基材110上，以製得堆疊材，如步驟220所示。在一些實施例中，步驟220可使用履帶式貼合機來進行熱貼合，其中熱貼合溫度為80至200℃，較佳可為100至160℃，且壓力為4至10kg/m2。
在步驟220後，塗佈第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物，以於離型材上形成表面塗層130，且表面塗層130的熔點為60℃至200℃，如步驟230所示。在一些實施例中，第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物係藉由塗佈機塗佈於離型材 上，並於80至130℃進行烘烤，以形成表面塗層130。較佳烘烤溫度為80至100℃。
在步驟230後，貼合堆疊材與表面塗層130，以製得人工皮革100，其中，熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層120介於基材110與表面塗層130之間，如步驟240所示。在一些實施例中，貼合溫度為80至200℃，較佳為100至160℃，車速為1至10m/min，且壓力為30至100kg。
請參閱圖1與圖3，其中圖3係繪示根據本發明之另一實施例的人工皮革之製造方法的流程圖。人工皮革100之製造方法300與前述製造方法200大致上相同，不同之處在於，在貼合製得人工皮革100(即步驟340)後，進一步對人工皮革100進行加工塑型步驟350，以於人工皮革100之表面塗層130上形成表面紋路。
用於形成表面塗層130之第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物會影響加工塑型溫度。當第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物的熔點愈大，加工塑型溫度愈大；反之，則相反。此外，加工塑型溫度必須小於表面塗層130的耐熱溫度(例如熱裂解溫度)。
舉例而言，加工塑型步驟350的加工塑型溫度為80℃至160℃，較佳為90℃至140℃，且更佳為90℃至100℃。其中加工塑型速度可為1至5m/min，較佳為3至8m/min，且更佳為5至10m/min。
請參閱圖1與圖4，其中圖4係繪示根據本發明之 又一實施例的人工皮革之製造方法的流程圖。人工皮革100之製造方法400與前述製造方法200大致上相同，不同之處在於，在貼合製得人工皮革100(即步驟440)後，製造方法400進一步對人工皮革100進行加工處理步驟450，以於人工皮革100之表面塗層130上形成處理表面。
在一些實施例中，加工處理可包含光霧度修改或色水修改等處理。在一些實施例中，加工處理可使用表面處理劑來進行，其中表面處理劑可為熱塑型或熱固型表面處理劑等。例如：聚氨酯樹酯類或乙烯-丙烯共聚物類之表面處理劑。使用與基材110及表面塗層130相同材質之表面處理劑將可省略後續表面塗層130的去除步驟，而能提高人工皮革100的回收效率。因此，表面處理劑較佳為乙烯-丙烯共聚物。
以下利用實施例以說明本發明之應用，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神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。
人工皮革之製造
實施例1
使用第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物之彈性體抽紗，以進行不織布基材之製備。使用熔噴機進行熔噴。然後，使用履帶式貼合機將熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層與前述不織布基材進行熱貼合，其中熱貼合溫度為100至160 ℃，且壓力為4至10kg/m2。
使用乾式塗佈機將第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物塗佈於離型紙上，於80至140℃進行烘烤，然後形成表面塗層，且表面塗層的厚度為0.03mm。
使用壓紋設備，對前述表面塗層進行紋路轉寫，其中，溫度為80至160℃，車速為1至10m/min，壓力為30至100kg，以形成具有表面紋路之人工皮革。
實施例2至4及比較例1
實施例2至4及比較例1採用與實施例1相同的方式進行，不同之處在於基材的熔點及軟硬度與表面塗層的熔點。關於實施例2至4及比較例1之具體條件如表1所示。
表1
Figure 109105906-A0101-12-0011-1
評價方式
1.後加工性
後加工性係使用壓紋機，將人工皮革進行加工塑型後，以肉眼觀察經過加工塑型之人工皮革的外觀，根據表面紋路的狀況進行評價，具體評價標準如下：
◎：人工皮革的表面紋路很清楚且外觀良好
○：人工皮革的表面紋路清楚
△：人工皮革的表面上所形成之紋路很模糊，但尚可辨識
×：人工皮革的表面沒有形成紋路或紊亂而無法辨識
2.耐撓曲性
耐撓曲性(bally flex)係根據標準方法(SATRA PM55)，將人工皮革進行100,000次撓曲後，以肉眼觀察撓曲後人工皮革之外觀，根據人工皮革之外觀進行評價，具體評價標準如下：
◎：人工皮革的外觀保持原貌
○：人工皮革的外觀有輕微的皺紋
△：人工皮革的外觀有明顯皺紋
×：人工皮革的外觀有裂痕
3.表面耐磨耗性
表面耐磨耗性係根據標準方法(ASTM D3885)對人工皮革進行表面耐磨耗性的量測，再根據測得之耐磨耗性進行評價，具體評價標準如下：
◎：耐磨耗性極佳
○：耐磨耗性良好
△：耐磨耗性略差
×：耐磨耗性極差
表2
Figure 109105906-A0101-12-0012-3
請參閱上表2，此表顯示本發明各實施例及比較利的人工皮革經過上述評價方式所獲得之結果。相較於比較 例1之49 A軟硬度的表面塗層，實施例1至4具有較佳的後加工性、耐撓曲性及表面耐磨耗性。由前述結果可知，特定熔點的表面塗層與特定軟硬度及熔點的基材可改善人工皮革的後加工性、耐撓曲性及表面耐磨耗性。
綜上所述，在本發明之人工皮革及人工皮革製造方法中，基材及表面塗層皆由熱塑性乙烯-丙烯共聚物所形成。熱塑性乙烯-丙烯共聚物提供特定熔點的基材及表面塗層，以及特定軟硬度的基材。藉由特定熔點的基材及表面塗層，人工皮革具有良好的後加工性，以使得人工皮革能夠具有相同材質之基材及表面塗層。所以，本發明之人工皮革不需要額外的材質分類之作業，從而具有良好的回收性。此外，特定軟硬度的基材可提升本發明之人工皮革的後加工性、耐撓曲性及表面耐磨耗性。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:人工皮革
110:基材
120:熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層
130:表面塗層

Claims (7)

  1. 一種人工皮革，包括：一基材，其中該基材係由一纖維所形成，該纖維具有一第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物，且該基材的熔點為60℃至200℃，該基材的軟硬度為50A至95A；一熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層，設置於該基材上；以及一表面塗層，設置於該熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層上，其中該表面塗層係由一第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物所形成，且該表面塗層的熔點為60℃至200℃，該基材的熔點大於該表面塗層的熔點。
  2. 如請求項1所述之人工皮革，其中該表面塗層的厚度為0.01mm至0.05mm。
  3. 如請求項1所述之人工皮革，其中該表面塗層具有一表面紋路。
  4. 如請求項1所述之人工皮革，其中該表面塗層具有一處理表面。
  5. 一種人工皮革之製造方法，包含：熔噴具有一第一熱塑性乙烯-丙烯共聚物的一纖維，以形成一基材，且該基材的熔點為60℃至200℃，該基材的軟 硬度為50A至95A；熱貼合一熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層於該基材上，以製得一堆疊材；塗佈一第二熱塑性乙烯-丙烯共聚物，以於一離型材上形成一表面塗層，且該表面塗層的熔點為60℃至200℃，該基材的熔點大於該表面塗層的熔點；以及貼合該堆疊材與該表面塗層，以製得該人工皮革，其中該熱塑性乙烯-丙烯共聚物彈性層介於該基材與該表面塗層之間。
  6. 如請求項5所述之人工皮革之製造方法，其中於製得該人工皮革後，該製造方法更包含一加工塑型步驟，以於該表面塗層上形成一表面紋路，其中該加工塑型步驟的一加工塑型溫度為80℃至160℃。
  7. 如請求項5所述之人工皮革之製造方法，其中於製得該人工皮革後，該製造方法更包含一加工處理步驟，以於該表面塗層上形成一處理表面。
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