TWI817136B - 環保無溶劑重磅織物之結構及其製程 - Google Patents
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Abstract
本發明為有關一種環保無溶劑重磅織物之結構及其製程，製造時以平紋組織製成緯重平組織態樣的高丹尼聚酯原絲基材，以於聚酯原絲基材上形成複數網狀排列之立體凸出部，接著將聚酯原絲基材捲繞於具有複數開孔的空心捲軸上，以藉由控制捲布密度及染色壓差值在聚酯原絲基材上形成經軸染色部，再利用三軸熱壓機將聚酯原絲基材進行兩次壓光，最後利用第一塗布模組及第二塗布模組，分別導入一由TPU加熱成型之仿淋膜層及該聚酯原絲基材，並塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠，以藉由一次性的全面貼合，使該聚酯原絲基材與該仿淋膜層複合成型，而具有複合塗層牢固度佳、可降低成本、提高良率、布面平整及環保無溶劑等進步性。
Description
本發明為提供一種環保無溶劑重磅織物之結構及其製程，尤指一種複合塗層牢固度佳、經緯組織強度高、布面立體飽滿、染色均勻飽和、表面平整光滑、製程環保無溶劑、及可降低製造成本的環保無溶劑重磅織物之結構及其製程。
按，近年來袋包材不再以皮革為主，改利用織物設計，使袋包符合潮流、實用性、美觀及個性化等市場需求，而袋包在使用過程中會受到各種不同的外界因素作用，產生如表面磨損影響其性能、折皺彎曲影響耐用性、織物表面起毛球、強度不足導致勾絲斷裂、及外觀持久度不佳等問題。
為解決上述問題，傳統製程包括組織設計、織造、染色、壓光、塗膠、及縫合測試等。如第一圖所示，係為傳統織物加工流程圖，其中組織設計與織造部份，傳統方法是採用吹撚變形(Air Textured Yarn，ATY)或上漿提高抱合力，但吹撚過的長絲91物性下降，直接影響拉力及撕裂強度，甚至有毛圈多、不耐磨、無光澤等問題，且上漿工程複雜、成本高，還會影響染色性和整體加工性能。若選用高丹尼的聚酯原絲(Polyester Fully Oriented Yarn，FOY)，雖然高丹尼強度大，且聚酯原絲具有金屬光澤感，但聚酯原絲之間無抱合力，易產生相對滑移的物理特性，而在織造過程中單絲易產生分纖、滑脫、崩紗、磨斷和毛羽織造困難等問題。
再者重磅聚酯布屬高丹尼織物，組織密度低、纖維滲透性差，如以傳統的高溫高壓溢流方式進行染色，因織物呈繩狀環形在染色機92中運轉，容易造成布面勾毛、裂紗水傷、有雞爪痕、方格不正、折皺等平整性不佳之瑕疵，造成良率下降、製程縮率損耗變大。若以經軸染色使其染色過程中保持平整狀態，雖可獲得布面平整、及手感滑爽等優點，但實際生產過程中因重磅
高織密織物捲在經軸上有捲繞密度的差異，若密度小，織物容易滑移，外層易出現左中右色差、色花，若織物捲在經軸密度大，染料分子不易擴散造成染液穿透不均勻，使內外層色差大，容易產生內外層色花等現象。即使透過傳統二輥熱壓機93進行壓光，因僅進行一次壓合，仍有壓縮不足易起毛、紗線間間隙較大、表面不平整等問題。
另外，袋材塗層大量使用溶劑型膠黏劑造成環境污染嚴重，而隨著環保意識的日益增強、及相關環保法規日趨嚴厲，導致織物塗層的加工用化學品對適應低碳經濟需要之要求越來越高。由於織物的表面都是凹凸不平非常粗糙，使得多數的溶劑型膠黏劑和多孔性織物都需要塗膠2~4次，故重磅高織密織物也需進行多次塗布，目前製程設備94則以流延成膜和塗層製程為主，而流延成膜法需以溶劑型PU膠料在袋材正反兩面打底，且要在黏膠烘乾、溶劑揮發之後再進行下次塗膠加工，讓背面底塗提高塗層與基布的附著力，使塗層在織物表面形成一層連續的薄膜，提高耐水性，但袋材正面塗層為得到良好的機械強度和耐磨等特性，會再透過擠壓機與淋膜塗層複合，複合過程需控制黏結力、外觀及複合膜厚度等因素，故對袋材的尺寸安定性、手感、成本及機械性能都有很大的影響，製程非常繁瑣。
是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。
故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種複合塗層牢固度佳、經緯組織強度高、布面立體飽滿、染色均勻飽和、表面平整光滑、製程環保無溶劑、及可降低製造成本的環保無溶劑重磅織物之結構及其製程的發明專利者。
本發明之主要目的在於：以緯重平組織織造高丹尼聚酯原絲，並控制捲布密度及染色壓差進行經軸染色，再以無溶劑型單組分接著劑，進行雙塗頭轉移重貼塗布，藉此提升織機效能、降低紗線成本、提升重磅織物染色良率、降低織物製程損耗、滿足環保要求、提高操作效率、開發高值化袋包用布。
為達成上述目的，本發明之主要結構包括：一聚酯原絲基材、複數立體凸出部、一經軸染色部、一仿淋膜層、及一濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠。該聚酯原絲基材係以緯重平組織(Weft Rib Weave)成型，且其總丹尼數為600D以上，該立體凸出部係網狀排列於聚酯原絲基材表面，該經軸染色部係藉由控制捲布密度及染色壓差值形成於聚酯原絲基材上，該仿淋膜層係由無溶劑反應型聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes，TPU)加熱成型，而該濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠(Polyurethane Reactive，PUR)係利用全面式移轉塗布貼合方式，使該聚酯原絲基材與該仿淋膜層複合成型。
製作時，係將聚酯原絲以平紋組織製成緯重平組織態樣且總丹尼數600D以上之聚酯原絲基材，以提供高強力、表面光滑、有光澤感之優點，並利用立體凸出部產生立體感飽滿粗曠的自然風格，再改良經軸染色技術，以藉由捲繞聚酯原絲基材於空心捲軸上，使其捲布密度從內至外漸高，同時配合控制其染色壓差值，以於聚酯原絲基材上形成經軸染色部，再配合三軸熱壓機將染色後的聚酯原絲基材進行兩次壓光，而提升重磅織物染色良率及布面平整性，並降低織物製程損耗，最後利用第一塗布模組及第二塗布模組(雙塗頭塗布系統)，分別導入一由TPU加熱成型之仿淋膜層及該聚酯原絲基材，並塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠(PUR)，以藉由一次性的全面貼合，使該聚酯原絲基材與該仿淋膜層複合成型，而具有複合塗層牢固度佳、可降低成本、提高良率、布面平整及製程環保無溶劑等進步性。
藉由上述技術，可針對習用袋包材所存在之基材強度不足導致織造困難、纖維滲透性差造成染色性不佳、製程多使用溶劑型黏劑、需進行多次塗布、製程複雜成本高等的問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。
1:聚酯原絲基材
11:立體凸出部
2:經軸染色部
3:仿淋膜層
4:濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠
5:空心捲軸
51:開孔
6:染色槽
7:三軸熱壓機
8:雙塗頭轉移塗布系統
81:第一塗布模組
811:刀軸部
812:入料軸
813:轉移軸
82:第二塗布模組
821:刀軸部
822:入料軸
823:轉移軸
83:第一調節間隙
84:第二調節間隙
91:長絲
92:染色機
93:二輥熱壓機
94:製程設備
第一圖 係為傳統織物加工流程圖。
第二圖 係為本發明較佳實施例之立體透視圖。
第三圖 係為本發明較佳實施例之方塊流程圖。
第四圖 係為本發明較佳實施例之經軸染色示意圖。
第五圖 係為本發明較佳實施例之三軸壓光示意圖。
第六圖 係為本發明較佳實施例之全面貼合示意圖。
為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。
請參閱第二圖至第六圖所示，係為本發明較佳實施例之立體透視圖至全面貼合示意圖，由圖中可清楚看出本發明係包括：
一聚酯原絲基材1，係以緯重平組織(Weft Rib Weave)成型，且其總丹尼數為600D以上，並於該聚酯原絲基材1表面形成複數網狀排列之立體凸出部11；
一經軸染色部2，係藉由控制捲布密度及染色壓差值形成於該聚酯原絲基材1上；
一仿淋膜層3，係由無溶劑反應型聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes，TPU)加熱成型；及
一濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4(Polyurethane Reactive，PUR)，係利用全面式移轉塗布貼合方式，使該聚酯原絲基材1與該仿淋膜層3複合成型。
而本發明之一種環保無溶劑重磅織物之製程，其中主要包括：
(a)織物設計：將聚酯原絲以平紋組織製成緯重平組織(Weft Rib Weave)態樣之聚酯原絲基材1，且其總丹尼數為600D以上；
(b)織造：於該聚酯原絲基材1表面形成複數網狀排列之立體凸出部11；
(c)基材捲繞：將該聚酯原絲基材1捲繞於空心捲軸5上，該空心捲軸5上具有複數開孔51，且該聚酯原絲基材1從內至外的捲繞密度漸高；
(d)經軸染色：將該聚酯原絲基材1及該空心捲軸5置於染色槽6中，並控制其染色壓差值以於該聚酯原絲基材1上形成一經軸染色部2；
(e)壓光：利用一三軸熱壓機7將染色後的聚酯原絲基材1進行兩次壓光；
(f)第一塗頭膜層上膠：利用一第一塗布模組81導入一仿淋膜層3，並於該仿淋膜層3上塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4(Polyurethane Reactive
，PUR)，該仿淋膜層3係由無溶劑反應型聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes，TPU)加熱成型；
(g)第二塗頭基材上膠：利用一第二塗布模組82導入壓光後之聚酯原絲基材1，並於其上塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4(Polyurethane Reactive，PUR)；及
(h)塗層複合：將塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4後的仿淋膜層3及聚酯原絲基材1，進行一次性的全面貼合，使該聚酯原絲基材1與該仿淋膜層3複合成型。
其中，該聚酯原絲基材1之經向密度為每吋40根至46根，且該緯向密度為每吋22根至28根，該聚酯原絲基材1之捲布密度平均硬度為邵氏硬度55A至66A，該聚酯原絲基材1之染色壓差值為每平方公分3公斤至5公斤，該聚酯原絲基材1之張力控制在幅寬縮率25毫米(mm)至40毫米(mm)，且其中該第一塗布模組81係分別具有一刀軸部811、一入料軸812、及一設於該刀軸部811與該入料軸812間之轉移軸813，且該刀軸部811與該轉移軸813間形成有一第一調節間隙83，該轉移軸813與該入料軸812間形成有一第二調節間隙84，同樣的該第二塗布模組81也具有對應的刀軸部821、入料軸822、及轉移軸823。
藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合，更可達到複合塗層牢固度佳、經緯組織強度高、布面立體飽滿、染色均勻飽和、表面平整光滑、製程環保無溶劑、及可降低製造成本等優勢，而詳細之解說將於下述說明。
由第二圖及第三圖中可清楚看出，首先以織物設計與織造而言，本實施例之織物係以開發為袋材作為舉例，而纖維的選擇及組織設計是袋材開發的重要關鍵之一，故原料的選擇以高丹尼聚酯原絲纖維(Polyester Fully Oriented Yarn，FOY)作為主材料，並搭配高質感之織物外觀結構設計，產出聚酯原絲基材1，以大幅提升面料基本抗撕裂與拉伸強度，達到織物緊實耐磨耗，同時具有光澤金屬感。所以本發明必須選擇合適的織物組織結構，與抓住原料特殊性之間相互關係的重要性，因此，為了營造飽滿粗曠的自然風格，以設計出布身經緯的組織突出於布面而產生立體凸出部11，即所謂的突出針點，然而，普通一上一下的平紋組織雖然可形成突出針點，但不夠突出不夠豐滿，因此，本
發明以平紋變化設計緯重平組織結構，產生符合需求的立體凸出部11，並具有最佳結構穩定性和最大的織物強度。
其中，聚酯原絲的丹尼數以600D以上為佳，具體而言，因經緯丹尼數的設計對針點的突出非常密切，故本發明係以經向250D合股為500D後，再雙根合併配製成1000D，使織物組織呈現立體粗曠感，而經緯密度的設計適當與否，則是決定織物外觀的主要因素，過大的經緯密度會使織物手感變硬、彈性差、成本高，經緯密度過小則影響織物豐滿度且易造成位移，因此本發明以經向密度為40根/吋~46根/吋，緯向密度22根/吋~28根/吋進行。
如第三圖及第四圖所示，針對重磅布匹的經軸染色技術，為了克服傳統高壓溢流染色機染色易造成布面勾毛、裂紗水傷、雞爪痕、方格不正等缺點，本發明以技術層次較高的高溫高壓布匹經軸染色方法進行，並開發高均染性、飽和度佳、平整性佳之重磅織物。然而，在實際重磅布匹經軸染色中，若捲布密度、染色壓差或染色載布量參數設計不佳，容易出現織物在染色過程中移位、經軸內外層顏色差異、或織物面產生水波紋等問題。因此，本發明針對捲布密度的設計，係使聚酯原絲基材1從內至外的捲繞密度漸高，且經軸平均硬度為55A~65A，其中，若捲布時張力大或張力不均會造成染液穿透不均勻，產生色差等瑕疵，故利用聚酯原絲基材1在空心捲軸5上的內、中、外各層捲布密度之不同，使聚酯原絲基材1在空心捲軸5上平整不易滑移，同時利用空心捲軸5上的開孔51，使液流在染色槽6中能充分穿透外層，讓聚酯原絲基材1上色均勻，另外，一般經軸染色時，靠高壓將染液強行穿透織物，會因壓差過大易產生移位左右異色，或因壓差過小使染液無法穿透聚酯原絲基材1布面而產生嚴重色花現象。因此，本發明依據重磅織物密度及最適捲布量制定最適合的染色壓差值為3kg/cm2~5kg/cm2，而藉上述操作產生本發明期望之經軸染色部2。
如第三圖及第五圖所示，就重磅織物表面處理而言，重磅聚酯織物丹尼數高，交織點間有一定的空隙，且織物表面具有凹凸的交織點，為使重磅織物表面毛羽平整、紗線間空隙減少、且結構緊密，以確保在塗層複合加工時的布面平整性，須對織物進行壓光處理，以達到理想的密度、厚度及手感，確保複合面平整，達到接著強度之要求。具體而言，本發明係以三軸熱壓機7進行壓光處理，相較於傳統二輥熱壓機，三軸壓光可以一回進行兩次壓光，使
聚酯原絲基材1產生壓縮、讓表面單絲的毛羽變得扁平化、紗線間的間隙變小、且表面平整緻密。而壓光參數設定部分，因壓光製程中張力及溫度之控制對重磅織物成形物性影響極大，張力太小會產生壓折，張力太大則幅寬會縮減，故本發明將張力控制在幅寬縮率25mm~40mm。
如第三圖及第六圖所示，至於環保問題及塗層複合問題，本發明之仿淋膜層3為無溶劑單組份反應型聚氨酯組成份，並以異氰酸酯與多元醇為主要原料，其在一定條件下合成預聚物，使反應型聚氨酯材料成膜後具有結構堅韌、繞曲性佳、接著強度高等特性，並為了降低熔融黏度及熔融溫度、提高熔融時的黏度穩定性、降低成本、簡化生產製程，以及提高成膜性初始黏著性、耐水解性、柔軟性等機械性能，更以濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4(Polyurethane Reactive，PUR)作為黏著劑，以符合環保需求、突破重磅織物的膜複合接著強度。
具體而言，本發明係利用雙塗頭轉移塗布系統8進行塗布，由於傳統刮刀塗布是將不平整的織物表面和剛性金屬刀之間的空隙(擠壓)填滿，膠料將充滿織物紗線的頂部和底部，透過較厚的膠料填充織物的間隙，過多膠料會滲透到織物內部而造成黏合量變少，影響材料複合時的黏接強度。本發明之雙塗頭轉移塗布系統8為多軸系統，第一塗布模組81由左而右具有刀軸部811、轉移軸813及入料軸812，用以傳送仿淋膜層3，並於仿淋膜層3上塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4，第二塗布模組82由右而左具有刀軸部821、轉移軸823及入料軸822，用以傳送聚酯原絲基材1，並於聚酯原絲基材1上塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4，且刀軸部811(或821)與轉移軸813(或823)間形成有可調整寬度的第一調節間隙83，該轉移軸813(或823)與該入料軸812(或822)間也形成有可調整的第二調節間隙84，藉以控制濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4的滲透量，因此，本發明得以相同厚度的膠料在轉移軸813、823上形成，再轉移到聚酯原絲基材1與仿淋膜層3，這時剪切力比刮刀要小，使聚酯原絲基材1上各個點(即紗的峰與谷)的塗布效果一致，當紗的突出部具較多膠料時，參與黏合的量足夠，將獲得顯著的機械性能提升，而藉由濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠4滲透量的控制，可克服許多塗層容易出現的瑕疵，且轉移塗布複合後的織物手感變得較柔軟。此外，雙塗頭轉移塗布系統8可以不做機械改變而適用於開放式塗布結構和全
覆蓋式塗布結構，塗布液滲入聚酯原絲基材1或仿淋膜層3的深度，可以透過增加或減小第一調節間隙83，及轉移軸813、823與基材之間的第二調節間隙84大小與速度差異來調節，進行半滲透加工或全塗碎紋加工。
惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。
綜上所述，本發明之環保無溶劑重磅織物之結構及其製程於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。
1:聚酯原絲基材
11:立體凸出部
2:經軸染色部
3:仿淋膜層
4:濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠
Claims (9)
- 一種環保無溶劑重磅織物之結構，其主要包括：一聚酯原絲基材，係以緯重平組織(Weft Rib Weave)成型，且其總丹尼數為600D以上，並於該聚酯原絲基材表面形成複數網狀排列之立體凸出部；一經軸染色部，係藉由控制捲布密度及染色壓差值形成於該聚酯原絲基材上；一仿淋膜層，係由無溶劑反應型聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes，TPU)加熱成型；及一濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠(Polyurethane Reactive，PUR)，係利用全面式移轉塗布貼合方式，使該聚酯原絲基材與該仿淋膜層複合成型。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保無溶劑重磅織物之結構，其中該聚酯原絲基材之經向密度為每吋40根至46根，且該緯向密度為每吋22根至28根。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保無溶劑重磅織物之結構，其中該聚酯原絲基材之捲布密度平均硬度為邵氏硬度55A至66A。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保無溶劑重磅織物之結構，其中該聚酯原絲基材之染色壓差值為每平方公分3公斤至5公斤。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保無溶劑重磅織物之結構，其中該聚酯原絲基材之張力控制在幅寬縮率25毫米(mm)至40毫米(mm)。
- 一種環保無溶劑重磅織物之製程，其中主要包括：(a)將聚酯原絲以平紋組織製成緯重平組織(Weft Rib Weave)態樣之聚酯原絲基材，且其總丹尼數為600D以上；(b)於該聚酯原絲基材表面形成複數網狀排列之立體凸出部；(c)將該聚酯原絲基材捲繞於空心捲軸上，該空心捲軸上具有複數開孔，且該聚酯原絲基材從內至外的捲繞密度漸高；(d)將該聚酯原絲基材及該空心捲軸置於染色槽中，並控制其染色壓差值以於該聚酯原絲基材上形成一經軸染色部；(e)利用一三軸熱壓機將染色後的聚酯原絲基材進行兩次壓光；(f)利用一第一塗布模組導入一仿淋膜層，並於該仿淋膜層上塗布濕氣 硬化型聚氨酯熱熔膠(Polyurethane Reactive，PUR)，該仿淋膜層係由無溶劑反應型聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes，TPU)加熱成型；(g)利用一第二塗布模組導入壓光後之聚酯原絲基材，並於其上塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠(Polyurethane Reactive，PUR)；及(h)將塗布濕氣硬化型聚氨酯熱熔膠後的仿淋膜層及聚酯原絲基材，進行一次性的全面貼合，使該聚酯原絲基材與該仿淋膜層複合成型，且該第一塗布模組及該第二塗布模組係分別具有一刀軸部、一入料軸、及一設於該刀軸部與該入料軸間之轉移軸，且該刀軸部與該轉移軸間形成有一第一調節間隙，該轉移軸與該入料軸間形成有一第二調節間隙。
- 如申請專利範圍第6項所述之環保無溶劑重磅織物之製程，其中該聚酯原絲基材之經向密度為每吋40根至46根，且該緯向密度為每吋22根至28根。
- 如申請專利範圍第6項所述之環保無溶劑重磅織物之製程，其中該聚酯原絲基材之染色壓差值為每平方公分3公斤至5公斤。
- 如申請專利範圍第6項所述之環保無溶劑重磅織物之製程，其中該聚酯原絲基材之張力控制在幅寬縮率25毫米(mm)至40毫米(mm)。
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- 2021-06-10 TW TW110121182A patent/TWI817136B/zh active
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