专利名称：环保制品人工皮革及其制造方法
技术领域：
本发明有关于一种环保制品人工皮革的制造方法以及所制得的环保制品人工皮革，特别有关于一种环保制品人工皮革及其制造方法。
背景技术：
现有技术中的类真皮人工皮革制造方法，如图1所示，其包含两个主要制程，一个是干式制程100，另一个是湿式制程101。干式制程100包含两个主要步骤102、104，先于离型纸上涂布一层干式聚氨酯树脂组成物以形成一厚度约0.02mm～0.03mm的干式聚氨酯树脂层102，再于该干式聚氨酯树脂层涂上一接着用聚氨酯树脂组成物以厚度约0.04mm～0.05mm的形成一接着层104。湿式制程101包含四个主要步骤106-114，先以含浸用聚氨酯树脂组成物含浸一基布以形成一含浸层于该基布中106，再将涂布用聚氨酯树脂组成物涂布于该基布进行，然后再对涂布层加以凝固110、水洗112等湿式处理以形成一发泡层于该基布上。最后，将干式制程的产物以其表面的接着层粘贴上湿式制程的产物的发泡层上114，再撕去离型纸116，由此得到类似真皮质感的人工皮革。
然而，无论是在前述的干式制程中所使用的干式聚氨酯树脂、接着用聚氨酯树脂或是在湿式制程中使用的含浸用聚氨酯树脂、涂布用聚氨酯树脂都含有大量的有机溶剂例如MEK、DMF、TOL，当形成干式聚氨酯树脂层、固化接着层需要进行干燥步骤使组成物中含有的有机溶剂完全挥发；含浸层、以及发泡层，则需要进行有机溶剂与水置换使有机溶剂溶入水中，再经回收设备回收。这些有机溶剂具有易燃性，稍有控制不慎便容易引起火灾，而且有机溶剂也具有毒性，不但对人体有慢性的危害，也对环境造成很大的污染。
目前，为改善有机溶剂的污染问题，是将涂布于离型纸上的水性聚氨酯树脂层直接转贴加工于不织布或是织布上。但是所得到的人工皮革没有类似真正皮革的厚度以及弹性，因此手感以及耐曲度非常差，也没有肉身感、厚实感。另外，为改善使用水性聚氨酯层的人工皮革的手感，也有人将涂布于离型纸上的水性聚氨酯层直接转贴加工于具有发泡层的人工皮革湿式半成品上。然而，人工皮革湿式半成品的制造过程(参见前述的湿式制程101)仍然要使用大量的有机溶剂。如此一来，虽然前述人工皮革的表面贴合层的制程具有环保效果，但是在制造其内层的人工皮革湿式半成品时，仍然会使用大量有机溶剂而污染环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保制品人工皮革及其制造方法，在制造过程中大量减少有机溶剂的使用。
本发明的另一目的是提供一种环保制品人工皮革制造方法能制得具有厚实感、肉身感以及耐曲性佳近似于真皮的人工皮革。
为了达成上述及其它的目的，本发明提供一种环保制品人工皮革的制造方法，其主要步骤如下。首先，于一离型纸上涂布一第一无溶剂型弹性体树脂组成物，形成厚度约0.02mm～0.2mm的面层。下一步，于该面层上涂布一层聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物，形成厚度约0.2mm～3mm的中间层。然后，于该中间层上涂布一层第二无溶剂型弹性体树脂组成物形成一接着层。最后，将一厚度约0.3mm～3mm的基布贴上该接着层，再将离型纸撕去。
适用于本发明的无溶剂型弹性体树脂组成物包含不含有机溶剂或是仅含有少量有机溶剂的弹性体树脂组成物，例如水溶解型弹性体树脂组成物以及水分散型弹性体树脂组成物。在人工皮革的制造过程中，这些无溶剂型弹性体树脂组成物不会挥发出或是仅挥发出微量的有机溶剂，能有效地达到环保的目的。
本发明的特征在于利用聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％以上的聚氨酯树脂组成物形成一厚度远大于面层以及接着层的中间层。固形份高的聚氨酯树脂组成物含有相对而言较少的有机溶剂，且干燥之后的厚度与涂布时相差较少，能轻易形成厚度较厚的中间层，达到真皮质地的厚实感以及耐曲度。
本发明另提供一种环保制品人工皮革，其包含一基布、一接着层、一中间层以及一面层。该环保制品人工皮革的特征在于其面层以及接着层均由无溶剂型弹性体树脂组成物形成，且面层以及接着层之间具有一层由固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物形成的中间层。
图1为现有技术人工皮革制造方法的流程图；图2为根据本发明一具体实施例的环保制品人工皮革制造方法的流程图；图3a-3e为以剖视标本发明一具体实施例的环保制品人工皮革的制造方法。
图号说明100、干式制程 101、湿式制程102、形成干式聚氨酯层 104、形成接着层106、含浸 108、涂布110、凝固 112、水洗114、贴合 116、撕去离型纸202、形成面层 204、形成中间层206、形成接着层 208、贴合210、撕去离型纸 320、面层310、离型纸 340、接着层330、中间层 350、基布具体实施方式
以下将配合图2以及图3a-3e说明本发明的环保制品人工皮革制造方法。首先，在步骤202中(参照图3a)，于离型纸310上涂布一层无溶剂型弹性体树脂组成物，烘干后便形成一面层320。在步骤204中(参照图3b)，于面层320上涂布一层具有高固形份(Solid Content)的聚氨酯树脂组成物，烘干硬化之后形成一中间层330。然后，在步骤206中(参照图3c)，于该中间层330上涂布另一层无溶剂型弹性体树脂组成物，形成一接着层340。最后，在步骤208中(参照图3d)，将一基布贴上该接着层340，将接着层烘干硬化之后，在步骤210中(参照图3e)，将离型纸310撕去，便得到一环保制品人工皮革。在本发明中，所谓无溶剂型的弹性体树脂组成物是指不含有机溶剂或是仅含有少量有机溶剂的弹性体树脂组成物。
本发明的特征之一在于利用无溶剂型弹性体树脂组成物形成面层320以及接着层340。适用于形成面层320的无溶剂型弹性体树脂组成物为水溶解型弹性体树脂组成物以及水分散型(water dispersed)弹性体树脂组成物。适用于形成接着层340的无溶剂型弹性体树脂组成物为水溶解型弹性体树脂组成物、水分散型(water dispersed)弹性体树脂组成物以及无溶剂型湿气硬化弹性体树脂组成物。适合的水溶解型弹性体树脂组成物为可自Bayer CHEM Co，Ltd购得商品为IMPRANIL DLS的无溶剂型水溶解聚氨酯树脂solvent-freewater-soluble polyurethane resin。适合的水分散型弹性体树脂组成物为可自Bayer CHEM Co，Ltd购得商品为IMPRANIL DLP水分散型聚氨酯树脂water dispersed polyurethane resin。而无溶剂型的弹性体树脂组成物中可由为聚氨酯、聚胺基酸、丙烯酸酯等橡胶状弹性体，惟就所得的环保制品人工皮革的触感而言，加上各种物性的综合考量，以聚氨酯为最宜。前述的环保制品人工皮革的制造过程中，由于这些无溶剂型弹性体树脂组成物不含或是仅含微量的有机溶剂，因此在形成面层320或是接着层340时，不会挥发出或是仅挥发出微量的有机溶剂，因此能有效地达到环保的目的。
形成面层320时可使用弹性体固形份重量百分比约10％～90％的无溶剂型弹性体树脂组成物，其最佳使用范围为35％～60％，在经过温度约80℃～140℃烘干之后，形成厚度约0.02mm～0.2mm的面层320。
本发明另一特征在于利用具有高固形份的聚氨酯树脂组成物形成厚度远大于面层320以及接着层340的中间层330(中间层330的厚度约为0.2mm～3mm)，由此提供厚实且具有弹性的质感。适合用于形成该中间层330的聚氨酯树脂组成物较佳是含有重量百分比50％的固形份(Solid Content)，更佳是含有重量百分比至少98％的固形份(SolidContent)。更具体地说，具有高固形份的聚氨酯树脂组成物含有相对而言较少的有机溶剂，因此在形成中间层330时，不会挥发出大量的有机溶剂。而且具有高固形份的聚氨酯树脂组成物在干燥之后的厚度与涂布时相差较少，能轻易形成厚度较厚的中间层330，达到真皮质地的厚实感以及耐曲度。此外为了使该中间层表面具有良好的平坦度或是达成其它目的，可在具有高固形份的聚氨酯树脂组成物中添加0％～5％的界面剂、5％～10％的硬化剂以及3％～10％的色料。根据本发明的实施例，较佳是以约100℃～200℃的温度烘干具有高固形份的聚氨酯树脂组成物以形成中间层330。此外，也可在具有高固形份的聚氨酯树脂组成物中加入发泡剂，由此可形成具有多孔质的中间层330。较佳地，涂布该高固形聚氨酯树脂组成物之前先将该高固形份聚氨酯树脂组成物加以真空脱泡处理。
基布350可在接着层尚未经干燥之前即贴上该接着层340，或是先将接着层稍微干燥后，并且仍具粘性时，在贴合于该接着层340上。将基布350粘着于接着层340之后即得到一环保制品人工皮革半成品。较佳地，应将该环保制品人工皮革半成品置于熟成室中熟成约24小时～48小时，使接着层得以形成网状架桥。适用于本发明的基材包含织布、非织布或是动物皮，其厚度较佳为约0.5mm～3mm。
根据上述制程，本发明也提供一种环保制品人工皮革如图3e所示，其包含一基材350、一接着层340、一中间层330以及一面层320。该环保制品人工皮革的特征在于其面层320以及接着层340均由无溶剂型弹性体树脂组成物形成，且面层320以及接着层340之间具有一层由聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物形成的中间层340。
参照图1以及图2，除了环保效果之外，本发明所提供的环保制品人工皮革制造方法，可省去现有技术中的湿式制程，可大幅简化人工皮革的制造过程，提高生产效能。
下述的实施例是用以更详细说明本发明，而并非用以限定本发明。
实施例于一离型纸上涂布一层聚氨酯树脂固形份重量百分比为50％的无溶剂型聚氨酯树脂涂料，其中该树脂涂料的粘度是控制于1300cps/30℃。利用烘箱以120℃将该水溶解型聚氨酯树脂涂料烘干形成一面层。
于干燥的面层上涂布一层高固形份的聚氨酯树脂涂料，其中该涂料包含固形份98％的聚氨酯树脂以及添加剂(接口剂、硬化剂以及色料等)以5∶1的方式混合，并且其粘度控制在25000cps/30℃。利用烘箱以160℃将该高固形份的聚氨酯树脂涂料烘干硬化形成一中间层。
于硬化的中间层上涂布一层添加有水性架桥剂的无溶剂型聚氨酯树脂涂料，形成一接着层。再利用烘箱将该接着层的无溶剂型聚氨酯树脂涂料稍微干燥，在接着层上保有粘性时将厚度1.0mm的不织布基布贴上接着层。在利用烘箱将接着层的无溶剂型聚氨酯树脂涂料烘干，得到一环保制品人工皮革半成品。
将该环保制品人工皮革半成品置于50℃的熟成室中进行24小时的熟成步骤，使得接着层形成网状架桥。最后，将离型纸从该面层撕去，便得到具有厚实感、高剥离强度以及高耐曲性的人工皮革。
以本实施例所得的人工皮革与现有技术中传统包含干式以及湿式制程的非环保制程产物比较如下表1。
表1
由表1可知，根据本实施例所制得的环保制品人工皮革，其剥离强度、耐曲屈度以及耐磨耗度都与使用大量有机溶剂的现有技术的产物物性较佳。且其制造过程比现有技术，仅使用微量甚至不使用有机溶剂，因此该制程能达到保护人体健康以及保护环境的目的。
虽然本发明已参照发明较佳实施例的细节而揭示于本发明申请书中，可以理解的是该揭示系以例示而非限定的方式，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所作的修改是被预示。因此本发明的保护范围当视上述的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种环保制品人工皮革的制造方法，包含以下步骤于一离型纸上涂布一层第一无溶剂型弹性体树脂组成物，以形成一面层；于该面层上涂布一层聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物，以形成一中间层；于该中间层上涂布一层第二无溶剂型弹性体树脂组成物，以形成一接着层；将一基材贴上该接着层，得到一环保制品人工皮革半成品；以及将该离型纸撕去使该离型纸与该面层分离，以得到一环保制品人工皮革。
2.如权利要求1所述的环保制品人工皮革的制造方法，其特征在于该第一无溶剂型弹性体树脂组成物满足下列条件的一项或几项a、该第一无溶剂型弹性体树脂组成物为水溶解型弹性体树脂组成物或是水分散型弹性体树脂组成物；b、该第一无溶剂型弹性体树脂组成物的弹性体为由聚氨酯、聚胺基酸以及丙烯酸酯所组成的群组中选出者；c、该第一无溶剂型弹性体树脂组成物包含固形份重量百分比约10％～90％的弹性体。
3.如权利要求1所述的环保制品人工皮革的制造方法，其特征在于该方法还包含以下步骤的一项或几项a、在形成面层的步骤中另包含以约80℃～140℃将第一无溶剂型弹性体树脂组成物烘干；b、在形成中间层的步骤中另包含以约100℃～200℃将该聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物烘干；c、在涂布该聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物之前先将该聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物加以真空脱泡处理。
4.如权利要求1所述的环保制品人工皮革的制造方法，其特征在于该聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物包含重量百分比约0％～5％的界面剂以及重量百分比约5％～10％硬化剂。
5.如权利要求1所述的环保制品人工皮革的制造方法，其特征在于该第二无溶剂型弹性体树脂组成物满足下列条件的一项或几项a、该第二无溶剂型弹性体树脂组成物是为水溶解型弹性体树脂组成物、水分散型弹性体树脂组成物或是无溶剂型湿气硬化弹性体树脂组成物；b、该第二无溶剂型弹性体树脂组成物的弹性体为由聚氨酯、聚胺基酸以及丙烯酸酯所组成的群组中选出者。
6.如权利要求1所述的环保制品人工皮革的制造方法，其特征在于该基材满足下列条件的一项或几项a、该基材在烘干该第二无溶剂型弹性体树脂组成物之前贴上该接着层；b、该基材是在稍微烘干该第二无溶剂型弹性体树脂组成物之后，而在接着层尚有粘性时贴上该接着层；c、该基材为织布、非织布或是动物皮。
7.如权利要求1所述的环保制品人工皮革的制造方法，其特征在于在撕去离型纸之前将该人工皮革半成品置于约40℃～60℃下约24小时～48小时，使得该接着层形成网状架桥。
8.一种环保制品人工皮革，其特征在于该人工皮革包含一基布；一由第一无溶剂型弹性体树脂组成物形成的面层形成于该基布的正面上；一由聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物形成的中间层形成于该面层上；一由第二无溶剂型聚氨酯树脂组成物形成的接着层形成于该中间层上。
9.如权利要求8所述的环保制品人工皮革，其特征在于该基布为厚度0.3mm～3mm的织布、非织布或是动物皮。
10.如权利要求8所述的环保制品人工皮革，其特征在于该第一无溶剂型弹性体树脂组成物满足下列条件的一项或几项a、该第一无溶剂型弹性体树脂组成物为水溶解型弹性体树脂组成物、水分散型弹性体树脂组成物或是无溶剂型湿气硬化弹性体树脂组成物；b、该第一无溶剂型弹性体树脂组成物为由聚氨酯、聚胺基酸以及丙烯酸酯所组成的群组中选出者。
11.如权利要求8所述的环保制品人工皮革，其特征在于该中间层的厚度为约0.2mm～3mm。
12.如权利要求8所述的环保制品人工皮革，其特征在于该聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物包含重量百分比约0％～5％的界面剂以及重量百分比约5％～10％的硬化剂。
13.如权利要求8所述的环保制品人工皮革，其特征在于该第二无溶剂型弹性体树脂组成物满足下列条件的一项或几项a、该第二无溶剂型弹性体树脂组成物为水溶解型弹性体树脂组成物或是水分散型弹性体树脂组成物；b、该第二无溶剂型弹性体树脂组成物为由聚氨酯、聚胺基酸以及丙烯酸酯所组成的群组中选出者；c、该第二无溶剂型弹性体树脂组成物包含固形份重量百分比约10％～90％的弹性体。
14.如权利要求8所述的环保制品人工皮革，其特征在于该面层的厚度为约0.02mm～0.2mm。
全文摘要
本发明公开一种环保制品人工皮革及其制造方法，其包含一基材、一接着层、一中间层以及一面层。该人工皮革的特征在于其面层以及接着层均由无溶剂型弹性体树脂组成物形成，且面层以及接着层之间具有一层由聚氨酯树脂固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物形成的中间层。本发明另提供一种环保制品人工皮革的制造方法，其主要步骤如下首先，于一离型纸上涂布一第一无溶剂型弹性体树脂组成物形成一面层。于该面层上涂布一层固形份高于重量百分比50％的聚氨酯树脂组成物形成一中间层。于该中间层上涂布一层第二无溶剂型弹性体树脂组成物形成一接着层。最后，将一基布贴上该接着层，再将离型纸撕去。
文档编号D06N3/00GK1654738SQ200410004308
公开日2005年8月17日 申请日期2004年2月13日 优先权日2004年2月13日
发明者王敬堂, 林孟经, 冯崇智, 黄培火, 林永松 申请人:三芳化学工业股份有限公司