[发明专利]聚烯烃弹性体人造皮的制法及其产品

说明书

技术领域

本发明关于一种使用压延工艺来制造聚烯烃弹性体(polyolefinelastomer，简称POE)人造皮的方法，以及以此方法制得的人造皮产品。

背景技术

人造皮的基本构成是一层织物，以及在织物上黏贴一层软性塑料皮膜。其中的织物可以是棉、麻、嫘萦、尼龙、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、压克力等其中之一所制成的，而软性塑料则可以是任何有柔软触感、经塑化或未经塑化的塑料材料。有时为获得更好的触感及保温、防震等目的，还会在织物与皮膜间增加一发泡层，发泡层可以使用与皮膜层相同的基材，也可以是与皮膜层兼容的异种材料。在特定的应用如高周波熔接加工时，织物会影响发泡层或皮层与被接着物的熔接，此时就必须除去织物层。

传统上用以制造人造皮产品的工艺有以下三种：

(1)糊状加工：这是制造聚胺酯(PU)人造皮最常用的工艺，是将PU树脂与塑化剂共混成糊状后，均匀涂布于一离型材料上，经高温使树脂胶化熟成而得人造皮产品。这种工艺主要缺点是会释放大量的有害人体健康的可塑剂与稀释剂，必须投入大量资金进行污染防治处理，并不符合经济效益。

(2)压延加工：这是聚氯乙烯(PVC)人造皮产品最常用的工艺，是将PVC树脂与塑化剂预混拌后，经捏合装置胶化后以多辊的压延机挤压成片状，再与织物在高温下贴合而成。这种工艺需长时间处于高温且开放的环境，易生粉尘与可塑剂的环境污染，同样需要所费不赀的污染防治成本。

(3)押出加工：这是热可塑性聚胺酯(TPU)人造皮产品最常用的工艺，是将TPU以单螺杆或双螺杆押出机胶化，经一T型模形成皮膜再与织物贴合而成(如台湾专利108369)。

人造皮产品的应用十分广泛，举凡汽车内装、皮包、皮箱、皮袋、衣物、鞋等制品均可见人造皮。人造皮在加工成制品时会应用到缝、黏、贴及高周波熔接等加工方法，其中尤以高周波熔接加工最常被使用，因为它具有加工时间短、可接着及可同时成型为特定形状等优点。欲行高周波熔接必须是被熔接材料带有某种程度的极性，极性分子在高频周波的诱导下快速转动，从而引发分子内的摩擦热而使材料软化甚至熔融。带有极性的合成材料以PU、PVC及TPU最常见，也大量应用于人造皮产品上。

然而PU人造皮的耐水解性较差，遇水易起反应造成分子链断裂，进而产生黄变现象，造成应用上的困扰；此外PU人造皮是经交联反应制成，其产品不利于回收再利用。TPU人造皮虽无交联反应，其耐水解性也较PU人造皮有改善，但由于TPU价格昂贵，基于成本考量，市场的接受度较低。PVC人造皮被使用的历史固然悠久，但由于添加塑化剂(如邻苯二甲酸盐类)及含重金属的安定剂，不但在工艺中有粉尘及废气的环境污染问题，而且PVC人造皮用完后进行垃圾焚化时还会产生世纪之毒-戴奥辛，欧盟的法规REACH(Registration，Evaluation and AuthorizationofChemicals)便明文规定禁止使用PVC类的制品，此外，目前世界级大厂如Nike、Matsushita、GM及Sony分别于2000、2000、2002及2004年禁用PVC。

压延工艺在PVC人造皮产品的场合有粉尘及废气污染的问题，那是因为PVC树脂为粉状，且其中又添加大量塑化剂之故。另一方面，压延加工更有产量高、容易控制及厚度均匀性佳的优点，适合于大量生产以降低成本。近期国内外有许多使用非PVC材质的专利发明，用途也不仅限于人造皮的范畴，且绝大多数均利用热塑性聚烯烃(TPO)为主体(如台湾专利201320，日本公开专利2003-231780及美国专利5,763,501)。由于压延工艺须长时间曝露于高温且开放的环境中，热塑性聚烯烃的热稳定性不足，易于加工中发生热裂解而影响制品品质，而且热塑性聚烯烃易于工艺中发生黏轮现象，影响其成形性。即使以添加改质剂的方式加以克服，热塑性聚烯烃还有熔融强度不足，易于热成型时造成抽拉断裂。纵使克服了上述的问题之后，热塑性聚烯烃还须面临其缺乏极性的本质，结果是难以与织物或异种材料接着，以及无法以高周波熔接法进行加工。