本发明涉及一种利用聚酯(POLYESTER)的人造革及其制备方法，更具体而言，涉及一种能够使用于汽车内饰材料、家具、内饰材料、鞋面用材料等的利用聚酯的人造革及其制备方法。
背景技术：
人造革具有与天然皮革类似的质感和触感，且外观自然，因此被用于多种用途。人造革主要以在纤维支撑体上涂敷高分子树脂等的方式制备，并且被用于汽车用内饰材料、家具用沙发面料、内饰材料、鞋面用材料等用途。尤其，最近被用于铁路车辆内饰材料、飞机内饰材料、船舶用内饰材料等多种用途。
人造革主要由聚氯乙烯(Polyvinyl chloride：以下称为“PVC”)或聚氨酯(Polyurethane：以下称为“PU”)组成，且由表面皮层、粘合层、基材层构成。
聚氨酯人造革利用混合有固态聚氨酯和二甲基甲酰胺(DMF，Dimethyleformamide)或甲乙酮(MEK)的树脂。这种聚氨酯人造革根据用途通过向上述树脂中混合追加的稀释剂并涂敷于无纺布等上而形成被膜，从而进行制备。在向用于聚氨酯人造革的聚氨酯中混合二甲基甲酰胺的情况下，聚氨酯人造革可以通过湿法工艺来制备，而在向用于聚氨酯人造革的聚氨酯中混合甲乙酮(methyl ethyl ketone)的情况下，聚氨酯人造革可以通过干法工艺来制备。在湿法工艺中，可以使混合有聚氨酯、二甲基甲酰胺及添加剂的溶液浸渍于无纺布等的面料中，并涂敷聚氨酯混合液，之后，在水和二甲基甲酰胺混合液的凝固槽中，在30℃的温度下进行沉积，并且通过水和二甲基甲酰胺的取代反应来形成具有微细多孔的膜。在干法工艺中，将聚氨酯树脂、甲乙酮、二甲基甲酰胺树脂的混合液涂敷于印有图案的离型片上，并通过热风干燥形成膜，且粘合于支撑体面料上而进行制备。这种聚氨酯人造革由于在制备过程中使用过量的有机溶剂，因此在制备工艺中产生环境问题，并且存在使用人造革时检测出残留有害物质(VOC)的问题，因此，其使用用途较为受限。尤其，在用作汽车内饰材料或飞机内饰材料等的情况下，由于在燃烧时产生有毒气体氰化气体，因此存在乘客的安全问题，且废弃时也产生环境问题。
聚氯乙烯人造革通过使如下的压延方式和浇铸方式制备的薄片状产品与面料贴合，之后进行浮雕图案及表面处理，从而进行制备，即，在压延方式中，利用熔融混合器向聚氯乙烯高分子中混合增塑剂、颜料、加工调剂、添加剂等混合固体，并利用压延机进行薄片(sheet)化；在浇铸方式中，将混合液涂敷(coating)于印有图案的离型片上，之后进行成膜。
聚氯乙烯人造革具有优异的加工性，且价格低廉，从而被广泛使用于多种种类和用途。但当长期使用聚氯乙烯人造革时，存在被膜破损、产生挥发性有机化合物(Volatile organic compound：VOC)等物性问题。另外，为了提高柔软度(SOFTNESS)和可加工性，聚氯乙烯人造革使用增塑剂，而这种增塑剂产生环境激素即被称为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的有害物质，因此，在欧洲、美国等发达国家和韩国汽车制作公司中被严格限制使用。
为了改善这种人造革的问题，公开了水性聚氨酯人造革、高固含量(HIGH SOLID)聚氨酯人造革产品等，但是存在品质稳定性、物性的局限性、价格上升等问题和循环利用问题。
技术实现要素：
发明所要解决的课题
本发明所要解决的技术课题在于，提供一种利用聚酯的人造革及其制备方法，所述人造革能够被用于汽车内饰材料、家具用沙发面料、鞋面用材料、装饰用材料等，且具有优异的耐光性、耐候性、耐久性、耐药品性，并且可循环利用不会排放有害物质。
用于解决课题的方法
用于解决如上所述的技术课题的本发明的利用聚酯的人造革，包含：基材层，其由聚酯面料形成；粘合层，其被层叠于所述基材层的一面，且由聚醚酯共聚物形成；以及表皮膜层，其被层叠于所述粘合层的一面，且由聚醚酯类嵌段(BLOCK)共聚物形成。
根据本发明一实施例，优选为，上述基材层由选自由聚酯形成的经编或纬编(Circular knit)拉绒布、聚酯无纺布及聚酯海岛型超细纤维无纺布中的一种形成。
根据本发明一实施例，优选为，上述粘合层由与形成上述表皮膜层的共聚物相比熔点较低的聚酯共聚物形成，而上述聚醚酯类嵌段共聚物通过对苯二甲酸、1,4-丁二醇和聚四乙烯二乙醇醚的缩合聚合而制备。
根据本发明一实施例，优选为，上述粘合层通过混合上述聚酯共聚物和间苯二甲酸(Isophthalic acid)而进行制备。
根据本发明一实施例，优选为，人造革由被包含在上述粘合层与上述表皮膜层之间、且厚度为100～300μm、密度为0.5～0.8g/cm3的聚酯形成。
为了解决如上所述的技术问题，本发明的利用聚酯的人造革的制备方法包括：制备表皮膜层的步骤；在上述表皮膜层上涂敷热熔粘合剂而形成粘合层的步骤；以及使上述粘合层与基材层相接合，并层叠上述表皮膜层、上述粘合层及上述基材层而进行贴合的步骤。
根据本发明一实施例，优选为，制备上述表皮膜层的步骤包括：通过对苯二甲酸、1,4-丁二醇、聚四乙烯二乙醇醚的缩合聚合制备嵌段共聚物的步骤；以及，通过对上述嵌段共聚物进行T型模头(T-DIE)挤出成型而制备成膜的形态的步骤。
根据本发明一实施例，优选为，在形成上述粘合层的步骤中，通过向上述基材层涂敷热熔粘合剂而形成粘合层。
根据本发明一实施例，优选为，在进行上述T型模头挤出成型而制备成膜的形态的步骤中，将上述嵌段共聚物投入至挤出机，并以170～220℃的温度进行熔融而形成厚度为50～200μm的膜的形态。
根据本发明一实施例，优选为，在上述贴合的步骤中，利用热滚筒以约120～170℃的温度、约3.5巴至4.5巴的压力对所层叠的上述表皮膜层、上述粘合层及上述基材层进行加压而贴合。
为了解决如上所述的技术问题，本发明的利用聚酯的人造革的制备方法包括：制备表皮膜层及粘合层的步骤；以及依次层叠上述表皮膜层、上述粘合层及上述基材层而进行贴合的步骤。
根据本发明一实施例，优选为，在上述贴合的步骤中，利用热滚筒以约120～170℃的温度、约3.5巴至4.5巴的压力对所层叠的上述表皮膜层、上述粘合层及上述基材层进行加压而贴合。
根据本发明一实施例，优选为，在对上述表皮膜层及上述粘合层进行制备的步骤中，上述表皮膜层由通过对苯二甲酸、1,4-丁二醇、聚四乙烯二乙醇醚的缩合聚合得到的嵌段共聚物形成，而上述粘合层由熔点为100～170℃、硬度为20～40D、在温度190℃/2.16kg负荷下熔体流动指数(Melt Flow Index、MI)为10～50g/10分钟的聚酯聚合物形成，并且，对上述嵌段共聚物和上述聚酯聚合物进行T型模头挤出成型而同时制备成两层(LAYER)膜的形态。
根据本发明一实施例，优选为，在利用聚酯的人造革的制备方法中，在上述贴合的步骤之后还包括进行表面处理的步骤，上述进行表面处理的步骤为，在上述表皮膜层的面形成压花图案或对上述表皮膜层的面进行凹版印刷的步骤。
根据本发明的一实施例，优选为，上述基材层由选自由聚酯形成的经编或纬编拉绒布、聚酯无纺布及聚酯海岛型超细纤维无纺布中的一种形成。
根据本发明的一实施例，优选为，上述的贴合的步骤包括，依次层叠上述表皮膜层、上述粘合层及上述基材层，并通过在上述表皮膜层和上述粘合层之间插入发泡剂而进行贴合的步骤。
发明的效果
如上所述的本发明具有如下效果，即，能够被用于汽车内饰材料、家具用沙发面料、鞋面用材料、内饰用材料等，且具有优异的耐光性、耐候性、耐久性、耐药品性，并且能够循环利用，且不会排放有害物质。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的利用聚酯的人造革的剖视图。
图2为示出为了制备本发明一实施例的人造革而形成表皮膜层的工艺的图。
具体实施方式
本发明可以实施多种变形，并可以具有多种实施例，为了进行详细说明而在附图中示出特定实施例。但是本领域的技术人员应了解，本发明并不限定于特定的实施方式，本发明的思想及技术范围还应包含所有变更、等同技术方案或替代技术方案。
包括如第一、第二等序号的术语用于说明多种结构要素，但相应结构要素并不限定于如上所述的术语。上述术语仅为了将一个结构要素区别于另一个结构要素。
当涉及一个结构要素与另一个结构要素“相连接”或“相接合”时，不仅可以理解为与另一个结构要素直接连接或接合，也可以理解为两者之间存在其他结构要素。相反之，当涉及一个结构要素与另一个结构要素“直接连接”或“直接接合”时，应当理解为两者中间不存在其他结构要素。
在本申请中所使用的术语仅用于说明特定的实施例，并不限定本发明。除非在文章中明确地表示，则单数的表述包括复数。本领域技术人员应了解，在本申请中，“包括”或“包含”等术语为了指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在，而并不是为了事先排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在以及附加可能性。
以下，参照附图对根据本发明的一优选实施例进行详细说明。
图1为根据本发明的一实施例的利用聚酯的人造革的剖视图。
本发明的利用聚酯的人造革包含：基材层、粘合层及表皮膜层。
基材层为人造革的基本部分，可以为聚酯单一成分的经编拉绒布、纬编拉绒布、无纺布或聚酯海岛型超细纤维无纺布等，但并不限定于此。基材层可以根据本发明中所制备的人造革的用途来进行选择。由于人造革根据用途所需的机械物性会不同，因此，应考虑特性而选择基材层。例如，为了使人造革具有柔软的质感，基材层可以由具有立体感(VOLUME)、柔软感、饱满感的聚酯形成的经编拉绒布、超细纤维无纺布、高密度无纺布、纬编拉绒布或树脂填充无纺布形成。这种基材层即使与热熔(HOT MELT)粘合层接合，或在人造革的压花作业过程中通过温度和压力对人造革进行压接，也能够保持其物性。
粘合层为，被涂敷于基材层的一面，或者形成为膜的形态而与基材层相接合，从而赋予粘合性的层，其赋予表皮膜层和基材层之间的粘合力。粘合层可以通过利用熔点低于表皮膜层的聚酯，并使熔融液相的聚合物渗透至面料组织而形成。粘合剂可以为熔点为100～170℃、硬度为20～40D(硬度计SHORE D)、在温度190℃/2.16kg负荷下熔体流动指数(MI)为10～50g/10分钟的聚酯聚合物。此外，为了通过热熔接合来发挥与表面膜用聚醚酯嵌段共聚物的粘合力，粘合层还可以包含间苯二甲酸等的二元酸(Diacid)，并可以在低温下形成具有优异的粘合性的粘合层。此时，间苯二甲酸的含量优选低于15％，含量越多则粘合温度越低。为了提高粘合力，粘合层还可包含添加剂来进行制备。
当粘合层以膜的形态形成时，粘合层可以利用T型模头法挤出成型，并且可以在基材层上依次层叠粘合层、表皮膜层而进行贴合，但并不限定于此，也可以同时挤出成型表皮膜层和粘合层，之后与基材层进行贴合。
表皮膜层为利用聚酯的人造革的表面层。表皮膜层可以由聚醚酯类嵌段共聚物形成，例如，通过对苯二甲酸、1,4-丁二醇、聚四乙烯二乙醇醚的缩合聚合来制备上述嵌段共聚物。表皮膜层可以通过对嵌段共聚物进行T型模头挤出成型来制备为膜的形态，可以呈现弹性。形成表皮膜层的共聚物的熔点(Tm)可以为130～220℃、优选为150～190℃，硬度可以为20～50D(硬度计SHORE D)、在温度190℃/2.16kg负荷下熔体流动指数(MI)可以为10～50g/10分钟(D1238)、回弹性(RESILIENCE)可以为50～80％、断裂伸长率可以为400～1000％。
表皮膜层可以由作为小结晶性部分的硬段(hard segment)和作为非结晶性部分的软段(soft segment)组成。因此，在表皮膜层中，软段部分较细且宽，从而包裹住硬段部分，而使人造革具有弹性。
硬段由芳香族聚酯形成，其中，聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutylterephthalate)占据大部分。例如，可以混合2，6-萘二甲酸及其衍生物、对苯二甲酸(Tetephthalic acid)及1,4-丁二醇(butanediol)来形成。
软段主要为脂肪族聚醚，其中特别是聚丁二醇(PTMG)。为了功能性，表皮膜层可以通过添加二氧化钛(TiO2)、受阻(HINDERED)或酚类化合物来制备，并且可以防止人造革的氧化。此外，表皮膜层可以通过添加苯并三氮唑类化合物等的紫外线阻隔剂来制备。
软段的多元醇的含量可以占，组成整个表皮膜层的共聚物的10％至50％。当软段的含量增加时，弹性性质和柔软感增加，但是，当大于50％时，作为结晶部分的硬段减少，因此，降低固体化速度，从而难以制备成膜，且物性降低。
本发明的利用聚酯的人造革的表皮膜层、基材层及粘合层均由聚酯形成，因此，便于使用后的废弃处理，并且表现出与现有的聚氨酯人造革相比更优异的物性。
根据本发明另一实施例的利用聚酯的人造革包含：基材层、粘合层、发泡层及表皮膜层。
发泡层为，被形成于表皮膜层与粘合层之间而使人造革具有弹性和柔软感的层。发泡层的厚度可以为100～300μm、密度可以为0.5～0.8g/cm3，发泡剂可以选择150～250℃温度下体积膨胀较好的聚酯材料。
关于基材层、粘合层及表皮膜层如上文所述。
根据本发明一实施例的利用聚酯的人造革的制备方法包括：利用聚酯来制备表面的表皮膜层的步骤；向表皮膜层涂敷热熔粘合剂而形成粘合层的步骤；以及将粘合层贴合于基材层的步骤。
利用聚酯来制备表面的表皮膜层的步骤为，制备作为人造革的表面层的表皮膜层的步骤。在制备表皮膜层的步骤中，通过T型模头挤出成型方法在离型片上挤出聚酯，从而进行制备。
利用聚酯来制备表面的表皮膜层的步骤可以包括：通过对苯二甲酸、1,4-丁二醇、聚四乙烯二乙醇醚的缩合聚合制备嵌段共聚物的步骤；以及进行T型模头挤出成型而制备成膜的形态的步骤。
即，表皮膜层可以由聚醚酯类嵌段共聚物形成，例如，通过对苯二甲酸和1,4-丁二醇、聚四乙烯二乙醇醚的缩合聚合制备所述嵌段共聚物，并对其进行T型模头挤出成型而制备成膜的形态。
当将上述共聚物制备成膜时，使膜呈现出柔软性和弹性。此外，当制备共聚物时，可以根据各个构成比率和添加剂的比率来对硬度、熔点、粘合性等的物性及各种特性进行调节。
图2示出了为了制备根据本发明一实施例的人造革而形成表皮膜层的工艺的图。
如该图所示，在对共聚物进行T型模头挤出成型的步骤中，向挤出机投入共聚物，并以170～220℃的温度进行熔融，挤出为50～200μm的膜。所熔融的共聚物在2.00～2.40kg的负荷下呈现出10～50g/10分钟的流动指数。所述共聚物通过T型模头挤出机挤出，且以膜的形态形成于通过对辊(橡胶辊)进入的离型片上。所挤出的共聚物利用剥离强度达到1000g程度的中剥离形态的聚丙烯、聚酯或纸质离型片而形成为膜。
向表皮膜层涂敷热熔粘合剂的步骤为，将热熔粘合剂涂敷于表皮膜层的一面而形成粘合层的步骤，热熔粘合剂赋予与基材层贴合时的粘合力。
对表皮膜层的热熔粘合剂涂敷面和基材层进行贴合的步骤为，对作为人造革的基底的基材层和表皮膜层进行粘合的步骤。
基材层可以为聚酯单一成分的经编拉绒布、纬编拉绒布、无纺布等，但并不限定于此。基材层可以根据本发明中所制备的人造革的用途进行选择，且与上述说明相同。
表皮膜层和基材层通过由热熔粘合剂形成的粘合层而被贴合。进行贴合的步骤可以利用热滚筒以约120～170℃的温度、约3.5巴至4.5巴的压力进行加压来实现。
在本发明的利用聚酯的人造革制备方法中，在贴合的步骤之后还可以包括进行表面处理的步骤。
进行表面处理的步骤为，为了在作为所制备的人造革的表面的表皮膜层的表面上形成压花图案或体现图案而进行凹版印刷的步骤。形成压花图案的方法可以为热压花方式或冷压花方式。
根据本发明另一实施例的利用聚酯的人造革制备方法，可以通过在基材层上涂敷热熔粘合剂来形成粘合层。
根据本发明又一实施例的利用聚酯的人造革制备方法，可以包括：利用聚酯来制备表面的表皮膜层及粘合层的步骤；以及对表皮膜层、粘合层及基材层进行贴合的步骤。
利用聚酯来制备表面的表皮膜层及粘合层的步骤为，制备作为人造革的表面层的表皮膜层和提供使所述表皮膜层和基材层粘合的粘合力的粘合层的步骤。
利用聚酯来制备表面的表皮膜层的方法如上文所述。
制备粘合层的步骤为，将加热熔融时具有粘合性的聚酯共聚物形成为膜的形态的步骤。粘合层可以由熔点为100～170℃、硬度为20～40D(硬度计SHORE D)、在温度190℃/2.16kg负荷下熔体流动指数(MI)为10～50g/10分钟的聚酯聚合物形成，且可以利用T型模头法挤出而形成。
在利用聚酯来制备表面的表皮膜层及粘合层的步骤中，可以分别制备表皮膜层和粘合层而在贴合的步骤中进行贴合，也可以利用T型模头法同时挤出两个层。
将表皮膜层和粘合层贴合于基材层上的步骤为，在基材层上层叠粘合层，并在其上层叠表皮膜层，从而通过施加热量和压力进行贴合的步骤。此时，可以根据粘合层的熔点改变所施加的热量和压力，可以以120～170℃的温度、约3.5至4.5巴的压力进行贴合。
当表皮膜层及粘合层利用T型模头法同时挤出两个层时，使粘合层与基材层相接合的方式层叠并施加热量和压力，从而对其进行贴合。
根据本发明又一实施例的利用聚酯的人造革制备方法可以包括：利用聚酯来制备作为表面的表皮膜层及粘合层的步骤；层叠表皮膜层和粘合层并将发泡剂插入至表皮膜层与粘合层之间的步骤；以及以与粘合层相接合的方式层叠基材层而进行贴合的步骤。
在利用聚酯的人造革的制备方法中，利用聚酯来制备表面的表皮膜层和粘合层的步骤、以及以与粘合层相接合的方式层叠基材层而进行贴合的步骤如上文所述。
层叠表皮膜层和粘合层并将发泡剂插入至表皮膜层与粘合层之间的步骤为，为了实现人造革优异的弹性而形成发泡层的步骤。可以将胶囊形态的发泡剂插入至表皮膜层与粘合层之间，发泡剂可以在贴合步骤中挤出时被发泡而形成发泡层。
需要对发泡剂的用量和成分进行调节，以使发泡层的厚度达到100～300μm、密度达到0.5～0.8g/cm3，且发泡剂可以为聚酯材料的发泡剂。此外，发泡剂可以选择150～250℃的温度下膨胀最佳的材料。
在根据本发明又一实施例的利用聚酯的人造革制备方法中，可以形成发泡层而将其插入至表皮膜层与粘合层之间。即，发泡剂不是在贴合步骤中形成为发泡层，而是利用发泡剂形成为膜层并进行贴合。
以上，对本发明的实施例进行了说明，但仅为了例示本发明，本领域技术人员应了解，可以存在多种变形及等同范围的实施例。因此，本发明真正的技术保护范围应通过上述权利要求范围来限定。
产业上的可利用性
本发明可被用于汽车内饰材料、家具、内饰材料、鞋面用材料等。