200806849 % 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明财關於-種透_氣的人工皮革及 別是有關於-種以高效能·的方法來將人卫皮革打孔穿洞形成 細小的孔徑通道，且不傷及基底層。 【先前技術】 響 t用的人卫皮革大多以人工皮革本身製作原料的化學性質來 達到透濕透氣的功效，以台灣專利公告號第473432號「透氣性合 成皮之製造綠」，其提供—種透氣性合成皮之製造綠，此方法 包括先製造皮膜層，此皮膜層是具親水性鏈段的聚氨醋，或為多 孔性高分？倾；其巾，聚氨自旨之麵可有讀：⑴顆粒熱炼型 聚氨醋、（2)紫外線硬化聚氨酯、⑶單一溶劑型聚氨酯、（4)水性聚 氨酯、（5)濕氣硬化聚氨酯或(6)傳統多溶劑型聚氨酯；而多孔性高 分子皮膜可如四氟乙烯薄膜或聚酯薄膜，此多孔性膜之孔徑在 馨_〜3_之間；接著再以濕氣硬化聚氨醋或親水性濕氣硬化聚 氨酯將上述皮膜層貼附在具透氣性之基材層上而成，用作接著之 濕氣硬化聚氨酯或親水性濕氣硬化聚氨酯為固體，經以熱溶機加 熱熔化後，塗佈於皮膜層上，再貼上基材層而完成合成皮之製作； 上述接著層塗佈的方式可以是全面上膠方式或不連續上膠方式， 其中不連續上膠可為點狀上膠、孔隙性上膠或魚鱗狀上膠等；若 以非親水性濕氣硬化聚氨酯作為接著層，則必須使用不連續上 膠’以賦予其透氣性，以上述方式製成之合成皮成品置於大氣中， 5 200806849 俟接著層之濕氣硬化聚氨醋預聚體^^印〇171]1從)中之異氰酸官能美 與空氣中之水氣完成反應後，即形成本習用發明之透氣性合成 皮，並達到最終合成皮之物性；本習用之透氣性合成皮製程亦可 先將接著層之濕氣硬化聚氨酯或親水性濕氣硬化聚氨酯熔化後塗 佈在基材層上，再貼上皮膜層完成本習用合成皮之製作。 此習用發明雖然改善透濕透氣的效果，但是由於皮膜具親水 性鏈，親水鏈對水的親合性大，當皮膜處於溼度較高的環境時， 會因此而使得皮膜耐水性較差。 另外，亦有爲了達到透濕透氣人工皮革的功效，以針扎的方 式來將人工皮革從表面予以刺洞，在人工皮革表面刺洞後，所形 成的表面細小的洞孔與皮革材質内的通路細縫，可以造成如液 相、氣相的流體進出的路徑，以達到具有透濕透氣的功效。 以針扎的方式來說，因為針扎控制的因素及皮革本身材質的 差異，打出來的洞深度及大小容易不均一，造成同一批人工皮革 上品質的不穩定，而且針扎的過程不容易操作，會因為控制不當 ⑩而導致穿透的絲不-，更可顧而穿透皮革的基底層，使皮革 本身的物理性質變差。 【發明内容】 雷射 LASER，全名為 Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation，亦即為藉由受激所引發之輻射來進行光的 放大作用；雷射因為通過受激輻射放大和必要的反饋，產生準直、 單色、相干的光束；基本上，產生雷射需要”共振腔”(res〇nat〇r)、，， 6 200806849 - 增益介質"(gain medium)以及”激發來源"(pUmping s〇urce)這三個要 素。 雷射光具有高功率密度高單色性，高指向性及高相干性等四 大優點’故普及應用於研發醫療、通訊、資訊、及工業等領域， 如在工業上可以應用雷射來切割金屬材質，利用雷射光本身具有 尚能置的特點，可以將金屬與以切割、打洞；而雷射本身為一種 大量光子聚集在單一方向，使其具有高同調性及單一波長的特 性，並利用光學系統將光在加工物件上聚集成一極小的範圍，通 瞻常直徑甚至可以約在數個微米（以斑)之下，所以在醫學上可以將雷 射用來切割組織，氣化腫瘤，近年來更用雷射來改變人類眼睛角 膜表面的曲度，以治療近視；醫學上亦嘗試用雷射來鑽孔，如冠 狀動脈狹窄或阻塞的病人，常因為血液供給心肌不足而造成心肌 缺血或梗塞，可以運用雷射在心肌上鑽許多小孔，使心臟内的企 液也可以經由雷射所打的小孔，將血液供應給心肌，如此，可知 雷射不僅能造福人類，而且可以細在射方面來提升相關產業 •之整體發展。 ' +雷射光為-高能量的光束，因為其具有錄性及能量集中的 特性，且可以控制方便，要在加工物品上加工操作簡便，不會容 易造成加工㈣的產品品質參差不齊，而造成品質上的差異i如 同雷射在眼睛角膜上細小的雕馨或是在心臟的心肌上鑽孔，雷射 光可以運用在加ji物件上完成細小孔洞的形成，故此，本發明將 雷射可穿S細小孔洞的功能有效的在人工皮革之上，將人工 皮革的表面利用雷射光鑽出通透表層的通路，作為流體(如氣體、 200806849 ‘·液體)傳遞擴散的通路管道，以雷射光精密的控制加工下，不但可 以準確的牙S人卫皮革，達觸需要的深度，亦可掌握雷射光射 出孔4工的大小’#丁出符合可透濕透氣需求大小的孔洞；而且在前 述台灣專利公告號第473432號「透氣性合成皮之製造方法」為了 達J透氣的知〖生’所使用皮膜為具親水性鍵段的聚氨酯，不過具 親水性鏈段的錢i旨其親水鏈對水的親合錄大，在高溼度的環 k下’皮賴耐雜變差而無法有透濕的效果，若人工皮革材質 f換成其他種的材料，在辅以雷射光鑽孔後而形成的細小孔洞構 造’而且減適當的控獅作後雷射光轉不傷及基底層，使基 底層完整並健保有絲的物性，便可以達到不但具備有透氣的 功效，亦可以透濕而具耐水性。 【實施方式】 以下藉賴歧縣發明之内容、類與實細，俾使貴審 查委員對本發明有更進一步之了解。 ❿ =第—圖所示’本發明的雷射打洞作業過程，-開始先進行 數値里測Gh $測所欲加工的人工皮革厚度、雷射絲所相對應 的距離與人工皮革材質的種類等相關之參數，待人工皮革準_ 始^工時，輸入所需的孔徑大小及孔洞之間的間距，結合之前經 ，里測的人工皮革厚度及雷射光源所對應的距離、人卫皮革種類 等所得的數値參數之後，調整所需輸出雷射的能量、速度及頻率，、 將人工皮革送入02加工’以設定好的雷射光加工〇3完成後，便 可以得到所需之成品04。 8 200806849 ^ 本發明應用於人工皮革，可以在打洞作業過程中同時充滿惰 性氣體，如此，在打洞過程中非預期的氧化情況可以因此而被避 免，除此之外，當注入惰性氣體時可以將因為雷射激發後揮發的 物質稀釋或是排除，來避免人工皮革在製作作業上因為雷射切除 的廢料，影響製造過程而造成非預期的損失。 本發明使用超細纖維的人工皮革製品及一般纖維人工皮革， 利用高效能雷射的方法由表層穿透表面具透濕透氣的皮膜層，而 不使其造成等同破壞皮革本身物性方式，來達到改善透溼性的手 _段’此方式不會破獅性，而且細不會因雷射絲破壞其财水 性。如第二圖所示，一超細纖維為基材的一般貼面人工皮革，其 具有-透氣的基底層11 (絲底層可為高分子雜體混合物，即 基底層含浸聚酿胺樹脂入水凝固處理之基底層），其上有一複合層 14 ’此複合層14為基底層u之上經過塗佈上膠後形成一接著層 12，並且在複合層14上黏接一表面層13 ;經由雷射光由表面打 入，在控_條件之下到達所需要的深度後，形成具有開口的細 籲小孔洞’便可形成如第二圖所示之透濕透氣的超細纖維一般貼 面製品10(貼面製品為塗佈面層或轉寫貼合面層貼合基底層，其 基底層為含浸聚醯胺樹脂入水凝固處理之基底層）。 如第三圖所示，一超細纖維為基材的濕式貼面人工皮革，立 具有-透氣的基底層，基底層21之上有—複合層25，該複ς 層25可以単獨為一接著層23，亦可單獨為一發泡層^，或發 泡PU層22與接著層23相互搭配的組合。 9 200806849 …第一圖為一進行？1；溼式製程後所形成的發泡PU層22,而後 —接㈣23形成複合層25，並且複合層25 之後黏接-表面層24，經讀射光由表面打人，在控制的條件之 下=達所而要的深度後，形成具有開口的細小孔洞，該孔洞之直 圍在G.G5 _〜i G麵，而以直徑範圍在G i _〜G.5画為較佳； 且孔洞之間的距離在〇1腿〜5 _。而以間距離範圍在〇·5麵〜4 mm為H以令形成如第三圖所示之透濕透氣的濕式貼面製品 〇 ("、、式貼面製品為基底層入含浸聚醯胺樹脂入水凝固處理之基 底層再塗佈發泡層後，塗佈面層或轉寫貼合面合發泡層）。 本發明實施方式是利用超細纖維的一般貼面製品，以 及濕式貼面製品以高效能雷射的方式，利用各種不同組合 的條件’控制雷射能量深度與寬度達到改善透濕透氣的效 果’且不會破壞人工皮革物理性質的製造方法。 (操作狀態1) 南效能雷射條件：能量輸出：7W，速度：2000mm/sec， 頻率：ΙΚΗζ。 孔洞直徑：〇.37mm、深度：0.5mm、孔洞間距離：1.11mm。 製品為超細纖維的一般貼面製品（如第二圖所示），並把 、餐高效能雷射的方式與未經高效能雷射的方式去測試其 透濕（SATRA TEST METHOD)與剝離強度(ASTM)。 (操作狀態2) 高效能雷射條件：能量輸出：7W，速度：2000mm/sec， 頻率·· ΙΚΗζ。 200806849 ‘· 孔洞直徑:〇.27mm、深度:0.38mm、孔洞間距離:0.69mm。 製品為濕式貼面製品（如第三圖所示），並把經高效能雷 射的方式與未經高效能雷射的方式去測試其透濕 (SATRA TEST METHOD)與剝離強度(ASTM)。 實施例1測試數據 超細纖維的*般貼面製品 透濕 (SATRA TEST METHOD) 剝離強度 (ASTM) 原樣品 O.llmg/hr/cm^ 1.9kg/cm 高效能雷射的方式 5.27mg/hr/cm2 1.9kg/cm 實施例2測試數據 濕式貼面製品 透濕 (SATRA TEST METHOD) 剝離強度 (ASTM) 原樣品 0.09mg/hr/cm2 〇-5kg/cm 高效能雷射的方式 6.58mg/hr/cm2 0.5kg/cm 由實施例1與實施例2測試數據發現，在剝離強度 (ASTM)沒改變下，透濕增加50倍以上，其透濕透氣效果增 強且不會破壞其剝離強度(ASTM)。
SATRA TEST METHOD SATRA TEST METHOD測試方法，透濕試驗(水蒸氣吸 收式） 測試方式： 在一圓型透濕量測杯内放入高吸濕性材料，杯口覆蓋測 試用樣本材料，整體為一密閉式，即外來水蒸氣只能透 過樣本，被吸收到杯内，杯口以一定的溫度、濕度(RH%) 11 200806849 “ 之流速空氣吹過，同時杯子以一定速度旋轉，經一定時 間後，樣本透濕度即可被計算出。 測試步驟： I將吸濕材料(Silicagel無水矽酸，顆粒最少在2mm直徑 以上)放入透濕杯中約一半容量。 2·樣本將來製造成品時，此材料最接近水蒸氣面朝上， 蓋在杯口，例如:評估鞋面材料汗水吸收能力，則此鞋 _ 面材料製成鞋子時，最靠近腳的那面朝上（即蓋在杯口 後路出在空氣中） 3·用樣本夾具將樣本夹在杯口，使其邊緣不透氣。 4·重覆上述步驟，安裝其他樣本。 5·將樣本杯子放在機器上樣本轉盤孔内（垂直轉盤：最少 们透展杯’透濕杯放在離轉盤中心轴Μ土 2111111位 置，轉盤轉速為75±5轉/分鐘），開機器轉運2〇±4小時。 6·將杯子從轉盤上取下。 7·母個杯子用最快速度取下樣本，倒出杯内所有吸濕材 料。 里1個杯子重量（含樣本及吸濕材料）作為M〇(精度 img)，記下測試時間τ〇。 ，攸新準備好的杯子放回機器樣本轉盤上，並起動機 〇·測：11·5±4·5小時後停機，取下杯子。 用取快速度量測每-杯子重量从(精度Img)記下時 12 200806849 ’ 間1^。 12.计异每一杯子測試樣本之透濕能力 pour Permeability) ’ 單位為mg/em2(精度^幻。
Mi-M〇 WVP=......——.........
Axd —τ〇) T! — T〇為測試時間(單位小時）
MrM。為杯子增加重量（杯内吸濕材料吸收水蒸氣幻 為樣本表面積，若使用34±lmm直徑裁刀裁出之樣 響 本，其面積為6,51 em2。 13·計算樣本wvp值算術平均數。 # 上崎’本剌_種透秘氣的人工皮革及其製造方法不 僅可達預期之實用功效外，並且為前所未見之 :月之要件’纽法具文申請之，為此，謹請責審委員:予 審查，並料日崎翻，域雜。 要貝种
佳二：發:作詳細說明’惟其上所述者，僅為本發明之較 二η ’料能限定本發明實施之範圍，即凡—本發明申 ^圍意變化與修_，皆應屬本剌之專利涵蓋 13 200806849 - 【圖式簡單說明】 f 一圖為本發_濕透氣的人卫皮革及類造綠之加工流程圖 第二圖為本翻透濕透麟人卫皮革及其製造方料〜實施， 透濕透氣的超細纖維一般貼面製品 也例之 第三圖為本發明透濕透氣的人卫皮革及其製造料第二i 透濕透氣的濕式貼面製品 例之 【主要7C件符號說明】 ® 〇1量測數值 02皮革送入 03 加工 04 成品 1〇透濕透氡的超細纖維一般貼面製品 11基底層 12 接著層 I3表面層 14 複合層 20透屬透氣的濕式貼面製品 21基底層 22發泡Ρϋ層 23 接著層 24 表面層 25 複合層 14