TWI238837B - Film structure, laminated film structure, process for making the same, and thermoformed article made therefrom - Google Patents
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Description
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837
五、發明說明(1 ) 本發明係、關於氟聚合物膜結構和由彼製得之熱可成形的 層壓物。 氟聚合物膜長久以來被用來作爲各種底質(如·金屬、 木材及熱塑性和熱固性聚合物)的保護和裝飾覆層。由於 其極佳的耐化學物劑性和耐天候性,氟聚合物膜薄層能夠 保護持久性較差的底質,使其不會在外和内用時受損。近 年來,在塗漆應用上,汽車、娛樂用品、運動用品及工業 和農業設備開始將裝飾性氟聚合物膜結構用於運載工具和 設備之組件的選定表面上。曾使用單層聚合物膜和多層聚 合物膜。特別有用的是上了顏料的樹脂層和透明樹脂層之 層壓物,其作爲底塗和/透明塗漆外觀。此類型的膜結構 通$被稱爲乾漆。乾漆因爲可以避免傳統塗漆修整使 用溶劑的必要性,所以希望使用乾漆。乾漆膜和層壓物在 用於熱形成的聚合性物件方面(特別表面輪廓難上漆者)特 別有用。此外,乾漆表面使得製造商能夠使用成本較低的 塑膠底質,傳統方式因爲無法在這樣的塑膠底質上得到令 人滿意的美觀效果,所以無法使用塑膠底質。 氟聚合物膜,如:聚乙烯基氟(PVF)、聚偏氟乙烯 (P VDF )永舍物和共聚物及丙晞酸系聚合物與p vdf之掺合 物,因爲極佳的户外持久性、耐化學物劑性和熱可形成 性,所以常用來作爲乾漆的裝飾表面。製造以乾漆膜修整 的組件中,膜或層壓物常被施用在熱塑性底質上,之後對 本紙張尺㈣时國國家標>(CNS)A4規格⑵〇
-4- 1238837 Α7 Β7 五、發明說明(2 ) 其施以熱形成操作。希望使用多種熱塑性底質,如:聚缔 烴、聚酯、尼龍、ABS等。但是,不容易在氟聚合物和 政樣的底質間形成牢固結合。此結合必須在户外使用數年 I後也不會層離才行。用以製造氟聚合物膜和熱塑性底質 之層壓物的系統也必須具有符合各種不同熱塑性材料要求 及儘量減少加工步驟的變通性。
Simms的美國專利案第3,133,854號提出聚乙烯氟膜與多 種底質(如·金屬、纖維素、水泥、玻璃和聚乙烯基氣)之 層壓物。此聚乙烯氟膜製自··以化學方式活化表面,使用 胺έ此性丙晞故系共聚物中間層形成層壓物。但是,用於 一些熱塑性底質時,PVF層和底質之間形成的結合弱且無 法令人滿意。Simms未提及使聚乙烯氟結合於聚烯烴、聚 醯胺或聚酯底質上。
Kim等人的美國專利案第5,139,878號提出氟聚合物膜和 熱塑性聚合物的多層膜結構,其使用烷基酯共聚物、經修 飾的聚烯烴或它們的摻合物作爲中間黏合層。Kim的發明 針對製造具有良好氣體屏障效果的封包材料,因此所揭示 者針對形成含氣的氟聚合物膜黏合於聚酯底質上之多層結 構。就一些熱塑性底質和多種氟聚合物膜而言,僅使用此 專利案中所揭示的黏合劑無法形成令人滿意的結合,在層 壓物要進行.進一步的成形步驟時更是如此。 類似地,Dehennau的美國專利案第4,585,694號描述乙晞 基氟和偏氟乙烯聚合物與以-烯烴聚合物之多層結構,它 們藉乙酸乙烯酯聚合物及乙烯-乙酸乙#酯共聚物結合助 -5- S氏張尺度家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請 先 閱 ' 讀! 背; 面一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之
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五、發明說明(3 ) ^ j而π σ。此類型的層壓膜結構結合情況無法令人滿 土〗曰層離,在進行進一步成形步驟時更是如此。此 外,這樣的結合也非常不適合長時間户外使用。 發明概述 根據本發明’提出聚合物膜結構,其特別可以作爲熱塑 I*生底貝的保濩和裝飾覆層。使用氟聚合物,本發明提供了 户外持久性、耐化學物劑性和熱成形性及類似塗漆的美麗 卜觀此膜’口構包括至少一個施用於氟聚合物膜一個表面 上的胺&能性聚合物底層塗料,和黏合於氟聚合物膜之塗 有底漆足至少一個含有經酸修飾之聚烯烴表面上之的熱塑 性黏合層。此具底塗的氟聚合物膜結構可以有利地層壓於 各種熱塑性底質中之任何者上。 根據本發明的層壓膜結構中,氟聚合物膜結構黏合於熱 2丨生底貝上。氟聚合物膜結構和熱塑性底質之間形成牢固 結合,使其在暴於水氣和附屬於黏合性結合的濕氣時不會 層離。這樣的層壓膜結構可藉由減少熱和壓力要求之經簡 化的層壓法製得,使得氟聚合物膜和熱塑性底質之間完全 牢固結合。 較佳情況中’熱塑性結合層之經酸修飾的聚烯烴選自包 括(1 )乙烯和至少一種第一種共聚單體(不飽和羧酸或酸的 衍生物)之共聚物,(2)與至少一種不飽和羧酸或酸衍生物 接枝的烯烴聚合物,和(3 )共聚物和經接枝的烯烴聚合物 之摻合物。此外,較佳情況中,此共聚物另包含至少一種 第一種共聚單體’選自包括乙晞系不飽和幾酸之燒 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
· I--ΙΊ---5 訂· I*---.---I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837
五、發明說明(5 日。在膜將會用於施以熱成形程序的層壓物應用上時,以 方向性低或無方向性的膜爲佳。 、此j氟聚合物膜可製自氟聚合物之(1)溶液或(2)分散液之 ^把組合物。由這樣的氟聚合物溶液或分散液藉澆鑄或壓 出程序形成膜。 用於聚偏氟乙晞或偏氟乙烯共聚物的典型溶液或分散液 係使用彿點向至足以避免在成膜/乾燥程序期間内形成氣 泡的洛液製得。調整這些溶液或分散液中的聚合物濃度以 達^溶液的可操作濃度,通常是低於約2 5重量%溶液。 通當的氟聚合物膜由聚偏氟乙烯或其共聚物和三聚物及作 爲王要組份的丙烯酸系樹脂之摻合物形成,此述於美國專 利案第 3,524,906、4,931,324 和 5,707,697 號。 本發明的較佳形式中,使用聚乙烯基氟(pvF )膜,適當 的膜可製自氟聚合物分散液。此分散液的本質和製備詳述 於美國專利案第2,419,008、2,510,783和2,599,300號。適 s的P VF分散液可以在,如:碳酸丙二酯、N _甲基沘咯 淋酮、r - 丁内酯、伸丁基楓和二甲基乙醯胺,中形成。 刀政液中的PVF濃度將視特別聚合物和所用的程序設備及 條件而改變。通常,此氟聚合物佔此分散液的約.3〇至約 4 5重量%。 必要時,.可以藉由在產製期間内,在聚乙烯基氟分散液 中摻雜顏料和填料以達到各種顏色和不透明效果。顏料和 填料的例子是金屬氧化物、氫氧化物、鉻酸鹽、矽酸鹽、 硫化物、硫酸鹽和碳酸鹽、有機染料和碳黑。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)
訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837
五、發明說明(6 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 來乙烯膜可以藉由如:美國專利案第3,139,470和 2,953,818號中所述的壓出程序形成。這些專利案描述將聚 乙烯基氟分散液引至與留有細長孔的澆鑄漏斗連接之已受 熱的壓出機中。聚乙烯基氟之緊密結合的壓出粒以含有潛 在落液的膜形式連續壓出。可以使此膜幾乎完全乾燥,或 者,可以使其在受熱時並於一或多個方向拉伸,同時使溶 液自膜中蒸發。拉伸時,製得有方向性的膜。或者,聚乙 烯氟胰可以由聚合物在潛在溶液中之稀分散液澆鑄而得。 澆鑄法中,美國專利案第4,877,683號中描述的聚乙晞基說 多層結構也可以用以代替PVF單層膜。 在氟聚合物膜澆鑄程序中,藉由使用任何適當的裝置 (如·噴霧器、輥、刮刀、簾、凹版印刷塗覆器)或任何能 夠施用實質上均勻妁膜且不會形成斑紋或他種缺陷的其他 万法,藉由將分散液澆鑄於載體上而將氟聚合物製成所欲 形狀。對於澆鑄分散液的厚度沒有嚴格要求,只要所得膜 的厚度足以自行支撑且能夠令人滿意地自分散液澆鑄於其 上的底質上移除即可。it常,厚度至少约0 25密耳(“微 米)可以令人滿意,使用本發明的分散液澆鑄技巧可以使 厚度高至約15密耳(381微米)。多種載體可以用於根據本 發明的澆鑄膜,此視特定聚合物和結合條件而定。應選擇 分散液洗鑄.於其上的表面以便於結合之後不費力地^開修 整膜。任何適當的載體可用於氟聚合物分散液之澆鑄,適 當的載體例子包括聚合膜或鋼帶。可以作爲載體的聚合膜 的例子包含聚醯亞胺、》丙烯酸酯、聚酯等。已經 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- ii n n ϋ !ι ———線i -9- 1238837 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印!^ 五、發明說明(7 ) 希望得到用於汽車組件之類的裝飾性表面時,平滑、有方 向性的聚對泰酸乙二酯特別可用以澆鑄光澤良好且D〇I高 的膜。用於其他應用時(如:飛機内部或大眾運輸工具的 座位),可以使用有紋理的载體來鑄造聚合膜,使得澆鑄 膜有潇或紋理外觀。 將氟聚合物分散液澆鑄於載體上之後,氟聚合物受熱以 使氟聚合物結合成膜。使聚合物結合的條件將視所用聚合 物、>堯~分散液厚度和其他操作條件而定。基本上,使用 PVF分散液時,由約34〇T(171°C)至約48〇T(249°C)的爐 恤可用以結合此膜,已經知道約380〇F ( 193〇c )至約45〇下 (232 C )的溫度特別令人滿意。爐溫當然不是指欲處理的 聚合物溫度,聚合物溫度會低些。結合之後,使用任何適 當的慣用技巧自載體剝下經修整的膜。 氣聚合物膜之將覆以本發明之底漆的每個表面以經活化 爲佳,換言之,藉由在表面上形成羥基、羧基、羰基、胺 基、醯胺基或乙烯系不飽和基團官能基而使得表面變得敏 感。此活化作用可以藉由使膜暴於氣態路易士酸、暴於硫 酸或熱氫氧化鈉中而達成。較佳情況中,此表面可以因爲 一或兩面暴於開放式火燄並冷卻反面的方式達成。活化作 用亦可藉由對此膜施以高頻、火花放電(如:電暈處理)而 達成。 底層 根據本發明,胺官能性聚合物底層澱積在氟聚合物膜 (以經活化以改善黏合性者爲佳)上。較佳情況中,此藉由 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
請 先 閱 讀· 背 面 之 注 意 事 項 再I t _裝 本衣 頁I w I I 訂 1238837 A7 五、發明說明(8 ) 請 先 閱 讀· 背 面 之 注 意 事 項 乂胺έ把性聚合物溶液塗覆膜的至少一個表面以形成乾燥 後爲1-50微米厚(2.5-8微米厚更佳)的胺官能性聚合物層 而達成。經塗覆的氟聚合物膜通過溫度約丨〇〇至3〇〇下(3 8 至149 C )的爐,此爐使黏合劑乾燥而形成塗有底漆的膜並 藉此賦予操作容易度,必要時,塗有底漆的膜可以捲成捲 及儲存或運送。 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可用於本發明的胺官能性聚合物可包括,但不限定於, 丙烯酸系聚合物、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚氮丙 呢和環氧基聚合物。胺官能性聚合物的一個較佳形式是胺 百能性丙烯酸系共聚物,其述於Simms的美國專利案第 3,133,854號。這些胺官能性丙晞酸系共聚物包含分別帶有 沒基和胺基接在鄰近碳原子上之取代基的乙晞基加成聚合 物。此胺基帶有至少一個活性氫原子,而取代基中的胺基 含有以聚合物重量計之0·01至丨〇%胺基氮。較佳情況中, 在自由基觸媒存在的情況下,這樣的乙烯基加成聚合物製 自一或多種乙烯系不飽和單體與小部分含有懸垂環氧基取 代基的單體之共聚反應,如:習知的整體、溶液、乳液或 顆粒聚合反應。所得共聚物之後與氨或一級一胺反應而得 到此處所用的聚合物。或者,氨或一級一胺可以與含有懸 垂環氧基取代基的乙烯系不飽和單體反應,所得之氨化或 胺化的單體與其他無環氧基的乙烯基單體共聚。 可以作爲本發明之黏合劑組合物中所用之乙烯基聚合物 之主要構份的乙晞基單體是“-不飽和酸之衍生物,包 括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸苯甲 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) 1238837 Α7 Β7 五、發明說明(9 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 鲐、丙烯酸奈酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸第三丁酯、異丁烯 酸甲酯、異丁烯酸乙酯、異丁烯酸丁酯、異丁烯酸辛酯、 異丁烯酸硬脂酯、乙基丙烯酸丁酯、α -氯丙烯酸乙酯、 苯基丙烯酸乙酯、衣康酸二甲酯、π -甲氧基丙烯酸乙 醋、α -氰基丙烯酸丙酯、α -甲基硫代丙烯酸己酯、π -苯 基確醞基丙烯酸環己酯、乙基丙烯酸第三丁酯、巴豆酸乙 酷、2 ·羥基丙基丙烯酸酯、2 -羥基丙基異丁烯酸酯、2 _ 經基乙基丙烯酸酯、2 -羥基乙基異丁烯酸酯、丙烯酸正 丁酯、2 -乙基己基丙烯酸酯、2_乙基己基異丁烯酸酯、 丙烯酸月桂酯、異丁烯酸月桂酯、順—丁晞二酸二酯、肉 桂酸異丙酯、甲氧基丙烯酸丁酯、氯丙烯酸氯己 醋、丙烯醯胺、α -苯基丙烯醯胺、異丁烯醯胺、Ν,Ν-二 甲基丙烯酿胺、Ν -環己基異丁烯醯胺、衣康醯胺、丙晞 晴、巴豆晴、氣丙烯晴、異丁烯晴、苯基丙烯晴、 Ν -禾基蘋果酿亞胺、ν - 丁基衣康醯亞胺和它們的混合 物;乙烯基衍生物,如:乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、庚 二酸乙烯醋、硬脂酸乙烯酯、乙烯基甲醚、乙烯基丁醚、 乙晞基苯基硫、乙烯基十二基硫、乙晞基丁基楓、乙晞基 環己基楓、乙烯基氣、乙烯基氟、Ν -乙烯基苯磺醯胺、 Ν -乙烯基乙S盈胺、Ν -乙烯基己内醯胺、苯乙烯和乙烯基 甲苯;烯丙,基衍生物,如:烯丙基苯基醚、晞丙基環己基 乙酸g旨、Ν,Ν-二甲基晞丙胺、乙基烯丙氧基乙酸酯、烯丙 基苯、烯丙基氰和烯丙基乙基硫;伸甲基型衍生物,如: 伸甲基丙二酸二乙酯、二乙烯酮、乙二醇乙烯酮縮醛、伸 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CN^^J各(21〇 χ 297公 1238837 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(扣 甲基環戊k、偏氟乙稀和亞乙晞基二楓;雜項化合物, 如:伸乙烯基碳酸酯、丙烯醛縮醛、甲基乙烯基酮、乙缔 基膦酸醋、烯丙基磷酸酯、乙基烯三烷氧基矽烷;及它們 的混合物。前述者中,較佳者是沒有環氧基的乙烯單體、 丙烯酸酯,特別是丙烯酸和異丁晞酸與1至8個碳原子燒 基-,芳基-或環脂族醇的酯類。含有至少2 5重量%異丁 烯酸甲酯的聚合物可便利且花費不高地製得,其易於使用 傳統設備並兼具良好的結合性、黏著強度和耐天候性。 可用以形成底漆組合物之含有環氧基的單體如:異丁缔 酸縮水甘油酯、丙晞酸縮水甘油酯、晞丙基縮水甘油酸、 丁二烯一環氧化物、乙烯基一環己烯環氧化物、縮水甘油 基氧乙基乙烯基硫、縮水甘油基山梨糖醇酯、縮水甘油基 蓖麻酸S旨、縮水甘油基乙晞基泰酸g旨、縮水甘油基晞丙基 泰S旨、縮水甘油基晞丙基馬來酸g旨、縮水甘油基乙晞基 醚、烯丙基α,々-環氧基異戊酸酯及它們的混合物。縮水 甘油基丙烯酸酯和異丁烯酸酯因爲以經控制的少量簡便共 聚’且所引入的環氧基亦因此而無困難地且實質上完全與 氨和胺反應,所以縮水甘油基丙烯酸酯和異丁烯酸酯是特 別佳者。 或者,藉由使用丙烯酸或異丁烯酸代替含有環氧基的單 體並使酸與氮丙啶反應而形成一級胺(以乙亞胺或丙亞胺 爲佳)的方式形成胺官能性丙烯酸共聚物。 就本發明之目的而言,以胺官能性共聚物爲佳,特別是 一級胺官能性丙烯系共聚物,更特別是c8或以下的一烷 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐)
1238837 A7 B7 五、發明說明(11 ) 基胺。用於本發明之特別佳者是一級胺官能性丙烯酸系共 I物。例如,異丁烯酸甲酯/異丁烯酸丁酯/異丁烯酸縮水 甘油@曰(3 2.5/64.0/3.5 )事後與氨反應而製得一級胺官能性 丙缔酸系共聚物,而異丁烯酸甲酯/異丁烯酸縮水甘油酯 (98/2 )事後與氨反應而製得一級胺官能性丙烯酸系共聚 物0 適用以使胺官能性聚合物用於氟聚合物膜的溶劑是多種 揮發性落劑中的任何者,如:甲苯、二甲苯,丁醇、戊 醇、異丙醇、環戊烷、辛烷、乙氧基乙烷和他種脂族、環 脂族和芳族烴、醇、醚及它們的混合物。胺官能性聚合物 在此落液中之濃度通常約i 〇〇/。至約4 〇重量%。可以使用多 種塗覆方法中的任何者,如:噴霧、浸泡、滾塗.等。 熱塑性黏合劑層 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此熱塑性黏合劑層施用於氟聚合膜之經底塗的表面上。 此黏合劑層組合物含有經酸修飾的聚晞烴。適當之經酸修 飾的聚烯烴黏合劑由DuPont Company以BYNEL®註册名稱 銷售。本發明的較佳實施例中,經酸修飾的聚烯烴選自包 括(1)乙烯與至少一種第一種共聚單體(不飽和羧酸或酸的 付生物)之共聚物’(2 )與至少一種不飽和瘦酸或酸衍生物 接枝的烯烴聚合物,和(3 )共聚物和經接枝的烯烴聚合物 之摻合物。. 經酸修飾的聚晞烴是乙晞和至少一種第一種共聚單體 (不飽和羧酸或酸的衍生物)之共聚物時,用於本發明之較 佳的不飽和羧酸包括以,卢-乙烯系不飽和羧酸和它們的衍 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1238837 A7 B7 五、發明說明(12 ) 生物,如:相關的酐、酯或半酯、醯胺、醯亞胺和金屬 鹽。最佳情況中,使用C3-C8 a,y5 -乙烯系不飽和複酸和 它們的衍生物。本發明之第一種共聚單體的代表酸包括丙 細酸、異丁晞酸、順—丁晞酸和相關衍生物。 本發明的乙晞共聚物組合物可製自乙晞和不飽和叛酸根 據此技藝已知方法之直接共聚反應。所謂的"直接共聚反 應”是指共聚物係由單體同時一起聚合而製得,其與"接 枝共聚反應”的不同點在於單體附於或聚合於已存在的聚 合物鏈上。已經熟知製備這樣的乙烯—酸共聚物的方法並 述於美國專利案第4,531,931、3,264,272和3,404,134號 中。含鬲量酸的乙烯-酸共聚物因爲單體—聚合物相分 離,所以難於連續聚合反應中製得。但可藉由使用美國專 利案第5,028,674號中所述的’’輔助溶劑技巧,,或使用比能 夠製得酸含量較低的共聚物之壓力來得高的壓力來避免此 困難。 較佳共聚物組合物包含以共聚物總重計之介於約〇 0Q1 和約1 0重量%之間的不飽和羧酸或其衍生物。更佳情況 中,不飽和羧酸或其衍生物佔約0.005至約5重量%,最好 是佔約0.01至約2重量%。 根據本發明,經酸修飾的聚烯烴可以是除了至少一種第 一種單體(不飽和羧酸或酸的衍生物)之外,另包含至少第 二種共聚單體(選自包括乙晞系不飽和叛酸的燒基 酯、羧酸的乙烯酯和一氧化碳)的乙烯共聚物。 Q,/?-乙烯系不飽和羧酸的烷基酯以具下式者爲佳: -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) " 一 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)
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訂ί·---^----線J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837 A7 B7 五、發明說明(13 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CH2=C(R1)(C02R2) 其中 R1是Η或具1至5個碳原子的烷基, 而 R2是Η或具1至1 2個碳原子的烷基。 烷基酯共聚物可根據技藝中習知之用以形成無規、團聯 和接枝共聚物的方法製得。此製法包括,White的美國專 利案第2,953,551號和Anspon的美國專利案第3,350,372號 中所述者,但不在此限。如美國專利案第3,350,372號中所 述者,烷基酯共聚物可於自由基聚合反應引發劑(如:月 桂酿過氧或辛基化過氧)存在時,製自乙晞和“,卢-乙晞系 不飽和羧酸的烷基酯之連續聚合反應。 可用以形成坑基g旨共聚物之“,yj -乙晞系不飽和幾酸的 燒基酯包括,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙 晞紅2 -乙基己g旨、丙晞酸癸g旨、丙晞酸十八g旨、異丁晞 酸甲酯、異丁烯酸乙酯、異丁烯酸丁酯、異丁烯酸2 _乙 基己酯、異丁晞酸癸酯和異丁烯酸十八酯,但不在此限。 較佳之適用於本發明的烷基酯包括乙烯/丙烯酸甲酯、 乙缔/丙烯酸乙酯、乙烯/丙烯酸丁酯、乙晞/丙晞酸2 -乙 基己酯、乙晞/丙晞酸癸酯、乙缔/丙晞酸十八酯、乙晞/ 異丁烯酸甲酯、乙烯/異丁烯酸乙酯、乙烯/異丁烯酸丁 酯、乙烯/異丁烯酸2 _乙基己酯、乙烯/異丁烯酸癸酯、乙 晞/異丁烯酸十八酯,及它們的共聚物和掺合物。適用於 本發明之較佳的烷基酯共聚物包含以烷基酯共聚物總重計 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱) --------* 訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1238837 A7 B7 五、發明說明(14 之介於約5和約5 0重量%的烷基酯。更佳情況中,烷基酯 佔約5至約4 0重量%,最佳情況中,佔約1 〇至約3 〇重量 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 % 〇 此垸基@旨共聚物的不飽和瘦酸和其衍生物含量高至5重 量%,以高至3重量%爲佳,高至1重量%更佳。 第一種共聚單體也可以是羧酸的乙晞基醋。代表性的酸 包括乙酸、第三戊酸和Versatic acid。或者,第二種共聚 單體可以是一氧化碳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明,經酸修飾的聚烯烴可以是以至少一種不飽 和务:版或該酸之衍生物接枝的晞烴聚合物。此適用於接枝 的烯烴聚合物組合物包括含2 - 8個碳原子的烯烴單體之均 聚物;或乙烯和選自包括C3_C10 烯烴單體或從,々-乙晞 系不飽和羧酸的烷基酯、羧酸的乙烯酯和一氧化碳的共聚 單m之共聚物。適當的聚晞烴例子包括低、中和高密度聚 乙烯、線形低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊晞_ 1、聚-3-甲基丁烯-1-、聚_4_甲基戊烯“、聚己烯_ J和它 們的共聚物及摻合物。較佳的聚烯烴是聚乙晞、聚丙晞、 聚丁烯和共聚物(如:乙烯/乙酸乙烯酯、乙烯/丙晞酸甲 醋)和它們的掺合物。此晞烴聚合物可製自習知方法。通 常,使用過渡金屬鹽反應產物(通常是氣化鈦、氣化釩、 氟化結或乳氟化訊(它們經有機金屬銘或镁化合物部分還 原)或格林納(Grignard)試劑)作爲觸媒時,可以使用溫和 低壓。這些聚合反應可以在超過13〇。〇的溫度下於溶液中 進行或者於較低溫度下在稀釋劑中以糊狀物形式進行。這 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱) 1238837 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(15 ) 樣的方法述於美國專利案第 Ziegler和其相關工作者的數篇專利案中。 本發明t烯烴聚合物與至少一種不飽和羧酸或酸的衍生 物接枝。用於本發明之較佳的羧酸包括“,卢·乙烯系不飽 和蚣酸及其衍生物,如:相關的酐、酯或半酯、醯胺、醯 亞胺和金屬鹽。用以製造本發明之接枝烯烴聚合物的代表 性的酸包括丙晞酸、異丁稀酸、順—丁烯二酸、反—丁晞 一酸、檸康酸、巴豆酸、衣康酸、丁二酸、己二烯二酸和 相關衍生物,如:順—丁烯二酸酐、檸康酸酐、衣康酸酐 之類。較佳者是肝類,最佳的是順—丁晞二酸奸。 較佳的接枝烯烴聚合物組合物包含以烯烴接枝聚合物總 重计之約0·001至約1 〇重量%不飽和羧酸或其衍生物。更 佳情況中’不飽和叛酸或其衍生物佔約〇 〇〇5至約5重量 % ;最佳情況中,佔約〇·〇 1至約2重量%。 適用於本發明的接枝烯烴聚合物組合物可根據此技藝已 知的方法製得,包括,美國專利案第3,481,91〇、 3,480,580、4,612,155 和 4,751,270 號,但不在此限。適當 方法中,接枝聚合反應通常以此技藝中已知的標準接枝聚 合技巧實施。這樣的方法包含在捏和時,加熱聚烯烴、不 飽和羧酸或酸的衍生物和自由基引發劑之混合物至聚烯烴 溶解的溫度,以有助於官能性部分的接枝聚合反應。或 者’前述化合物溶解或懸浮於適當溶劑中以進行接枝聚合 反應。 另根據本發明,經酸修飾的聚烯烴可以是前述的乙烯共 -18- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ---- e%9 ϋ I 訂 i·--------線j 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1238837 五、發明說明(16 4物和接枝烯烴聚合物之摻合物。 此含有經酸修飾的聚缔烴(乙缔共聚物、接枝的缔 合物或二者之摻合物)的熱塑性黏合劑另可含有未唾修創 的聚埽烴。未經修飾的聚烯垣可以定義爲⑴沒有不飽禾 竣酸或酸之衍生物共聚單體的„烴者和(2)無經接枝纪 不飽和㈣或酸之衍生物者。適當之未經修飾的聚締㈣ =子包括,低、中或南密度聚乙晞、線形低密度聚乙缔、 聚丙缔、聚丁晞、聚戊晞-1、聚_3-甲基丁稀_卜、聚_4_予 基戊烯-1、聚己烯-1和它們的共聚物(如:乙烯—乙歸另 酯共聚物)及摻合物。其中,較佳的聚烯烴是聚乙烯、g 丙晞、聚丁烯和它們的共聚物及摻合物。此未經修飾的潔 烯烴佔經修飾的聚烯烴和未經修飾的聚晞烴總重之高至 8 5重量。/〇。 經酸修飾的聚烯烴組合物可以有利地含有高至4 〇重量〇〆· 的至少一種彈料,如··乙烯/丙烯橡膠、乙烯/丨_ 丁烯稽 膠、丁基橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯/ 丁二晞橡膠、乙缔 丁二烯橡膠、異間戊二烯橡膠、異丁烯橡膠之類。根據爾 述與接枝烯烴聚合物相關的方法,這樣的彈料亦可經具有 官能部分的構份(選自包括不飽和竣酸和其酸奸)修飾。 本發明之經酸修飾的聚烯烴組合物可以有利地含有高至 約3 5重量.%的至少一種發黏樹脂。適當的樹脂述於 W0 93/10052。適當的發黏樹脂可以包括(i)脂環或脂族烴 樹脂;(ii)芳族烴樹脂;(iii)松香和松香衍生物;及 帖烯樹脂;或它們的混合物。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) — IIII . I — — — — — — — ‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837 A7 B7 五、發明說明(17 ) 經酸修飾的聚晞烴組合物亦可含有少量常用添加物, 如:抗氧化劑、滑脱添加劑、加工助劑、U V安定劑、防 結塊劑、顏料和著色劑。其含量少至不會對干擾持久結合 的量。 屋壓膜結構 膜結構包含經底塗的氟聚合物膜,其覆有至少一層含有 經酸修飾之聚晞烴的熱塑性黏合劑,此聚合物膜可以黏合 於多種熱塑性底質上,形成適用於進一步成形操作的層壓 膜結構。多種熱塑性材料可以作爲底質,如:聚晞烴、聚 酯、聚胺、聚乙烯基氣、聚碳酸酯和ABS (丙晞晴/ 丁二 烯/苯乙烯)。特別感興趣的是聚烯烴,如:聚丙烯、聚乙 缔、聚酿胺(如:尼龍6、尼龍6.6 )和聚醋(如:聚對泰酸 乙二酯)。但是,以前不容易在氟聚合物膜和聚晞烴、聚 胺或聚酯底質間形成牢固結合,特別是形成能夠忍受後 續熱成形操作處理且於户外嚴格暴晒條件下不會層離的牢 固結合。亦特別感興趣的是經填充的組合物,如:玻璃強 化的熱塑物,其若經上漆,會製得無法被接受的粗糙表面 修整物。本發明的膜結構特別與聚烯烴、聚醯胺或聚酯形 成層壓結構,並提供長時間處於嚴苛天候條件下也不會層 離的平滑表面。 方法 本發明的膜結構製自:先使胺官能性聚合物澱積於氟聚 合物膜上’形成經底塗的象j聚合物膜。形成經酸修飾的聚 烯烴之熱塑性黏合劑層並與經底塗的氟聚合物膜黏合。形 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I. -丨線j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1238837
五、發明說明(18 ) 成本發明之膜結構的較佳方法示於附圖1。 &胺官能性聚合物底塗的氟聚合物膜1 〇置於非纏繞區 1 1使得丙烯系底層塗料在膜向張力控制輥1 2方向移動時 面向上。此膜之後通過支承輥1 3上方(輥1 3可以經過溫度 te制以便在此膜與來自壓出鑄模1 4的熱塑性黏合劑溶融 物接觸之前加熱此膜)。調整支承輥1 3和第一個冷卻輕i 6 之間的縫隙1 5可以有助於控制厚度。之後,剛形成的膜 結構1 7通過第二個冷卻輥丨8朝第二個張力控制區1 9前 進’並到達纏繞輥2 〇上。 可以碉整支承輥1 3及第一和第二個冷卻輥1 6和1 8的溫 度及直線速率以控制結合品質。此必須與冷卻輥之固化壓 出物的功用達到均衡,且將視壓出的特定材料而定。可以 改變此直線速率,.以控制熔融物的壓出厚度。形成熱塑性 黏合劑層及此其與熱塑性底質結合的操作溫度以低於6〇〇 °F( 316 °C)爲佳。通常,選擇壓出熱塑性黏合劑層所用的 /皿度以達到所欲的溶融流動特性,最佳情況中,是在4 $ 〇 _ 550T(232-288r)的溫度範圍内。由經底塗的氟聚合物膜 和熱塑性黏合劑製得的膜結構可以作爲輥壓原料並在輥層 壓程序或在台板加壓機中層壓成熱塑性薄板。亦可藉由將 熱塑性底質壓在膜結構上而形成層壓膜結構。 較佳方法·中,層壓膜結構係藉由使熱塑性黏合劑層與熱 塑性底負一併壓出的方式製得。用於包含一併壓出的方法 中,換言之,熱塑性黏合劑與一或多個作爲熱塑底質之用 的熱塑層-起壓出時,可以使用共壓出鑄模。此類型的鑄 -21 · 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) ' --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂i·—.----線』 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 五、發明說明(19 ) 模能夠接收二或多種熔融聚合物進料並使多個這樣的聚合 物層以所欲厚度澱積於經黏合劑塗覆的氟聚合物膜上。共 壓出程序使得形成層壓膜結構的加工步驟比他種熱組合法 來得少’即,同時形成熱塑性黏合層和熱塑性底質並使它 們與經底塗的氟聚合物黏合而不須分成個別塗覆和層壓步 驟。共壓出程序使得熱、壓力、直線速率、與選定的熱塑 性底質形成牢固持久結合的保壓時間規律。 本發明的膜結構和層壓膜結構可以藉此技藝熟知的方法 (如:原處形成模製法(f〇rm-in-place molding )、差動眞空 成形法和插入注模法)製成成形零件或物件。這樣的膜結 構可以藉由將扁平膜結構置於注模機中並於膜後方注入溶 融的塑料,使得膜結構成爲注模的形狀而熱成形(原處形 成模製法)。或者,層壓膜結構可以熱成形方式製成殼狀 並用於插入注模法中,此處,將熔融塑膠樹脂引至殼後 方。FRP技巧(纖維強化板)亦適用。 或者,前述方法可用以製造薄膜結構,如:5 〇密耳(j 7 耄米)或以上。這些薄板可以直接熱成形成最終零件,不 須進一步層壓於負載用的熱塑性底質上,也不須注射模 製。 則述的本發明在作爲用於汽車、娛樂用品、運動用品及 工業和農業.設備之表面和選定零件的乾漆方面特別有Z。 本發明特別適合用於熱成形物件零件的製造方面。但此, 本發明亦針對許多其他用途。這些應用的一些包括飛行器 裝飾用層壓物、用於内部或外部建築鑲板和軟性織品^防 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • •丨丨丨. -22-
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837 塗鸦塗層及用於多種對 ^ + 了於耐天候性和耐化學物劑性有要皮 的為塑和叔固表面及赁^彳生、 社仏 衣曲及零件〈抗紫外光保護塗層。本發明在 、 邱上運輻工具、滑水工具的表面處理 万面特別有用。 _試驗方法 藉由使層壓物進行ASTMD1876_93結合物的耐剝離試驗 (T-Ped Test)而測定層壓膜結構的結合強度。此分析於 M〇del4201 Instron上使用二英吋截面前端分離器進行。未 控制罜内的相對濕度,室内溫度是7〇±5下(21土3。(:)。每 種樣品以五個試樣進行試驗。樣品結合長度超過六英吋。 載物以2英吋/分鐘(5公分/分鐘)的穩定速率施用,並記錄 取大載量。 測定乾和濕層壓結構的結合強度。進行,,濕,,試驗時,此 4驗在浸泡於80 C水中1 8小時之後進行。依性質地將黏 合失效程度分爲1-4等,4是最佳的結合等級。等級丨所指 的黏合失效是膜非常容易剝離。等級2所指的黏合失效是 須經努力才能剝離此膜。等級3是指無法剝離樣品而是使 得膜明顯拉長或膜拉長之後撕裂。等級4是指膜於膠合線 處斷裂或者膜拉長之後於膠合線處斷裂。 耐天候試驗. 膜結構和由膜結構形成的層壓物依SAE J1960使用氙弧 加速的天候設備(得自 Atlas Company,Chicago,Illinois)進 行加速耐天候試驗。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
1238837 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(21 ) 實例 下列實例中所用的材料及附表中所用的縮寫如下: 氟聚合物膜 PVF-1 =澆鑄、綠色、經電暈處理之1.5密耳(38.1微米) 厚的聚乙烯氟膜,TEDLAR® AG15AH8,得自DuPont Company, Wilmington, DE ° PVF-2 =澆鑄、黑色、經電暈處理之1 . 5密耳(38.1微米) 厚的聚乙烯氟膜,TEDLAR® BA15AH8,得自DuPont Company,Wilmington,DE 〇 PVF-3 = 澆鑄、白色、經電暈處理之l·5密耳(3 8.1微米) 厚的聚乙烯氟膜,TEDLAR® AW15AH8,得自DuPont Company,Wilmington,DE PVDF =澆鑄、0· 5密耳(12.7微米)厚的聚偏氟乙烯膜 (100% PVDF),得自 Avery Dennison,Pasadena,CA 〇 底廣塗料 P1 =異丁烯酸甲酯/異丁晞酸丁酯/異丁烯酸縮水甘油酯 (32·5/64·0/3.5),事後於甲苯、異丙醇和二甲苯溶劑中與 氨反應而將縮水甘油基轉化成2-羥基-3_胺基丙基,製得 一級胺官能性丙晞系共聚物,其由DuPont Company, Wilmington,DE 以 acrylic adhesive 68040 名稱銷售0 P2 =異丁烯酸甲酯/異丁烯酸縮水甘油酯(98/2 ),事後 於甲苯和異丙醇溶劑中與氨反應而將縮水甘油基轉化成 2 -羥基-3-胺基丙基,製得一級胺官能性丙烯系共聚物, 其由 DuPont Company,Wilmington,DE 以 acrylic adhesive -24- 尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ΙΓ ^1 ϋ ·1« 訂: 丨線ί 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1238837 A7 B7 五、發明說明(22 ) 68080名稱銷售。 熱塑性樹脂
PP=聚丙烯,ESCORENE® 5232,得自 Exxon Corporation, Houston, Texas PE=聚乙晞,ALATHON® 1640 ,得自 Lyondell Petrochemical Company, Houston, Texas N-l=尼龍 6,6,ZYTEL® 42A,得自 The DuPont Company, Wilmington, DE
N-2=尼龍 6,12,ZYTEL® 360 PHS,得自 The DuPont Company, Wilmington, DE
PT=經修飾的聚酯共聚物樹脂SELAR® PT 8307, 得自 The DuPont Company,Wilmington,DE 黏合劑 所用之經酸修飾的聚烯烴黏合劑列於各實例中。使用下 列縮寫。 Μ P =黏合劑的熔點 VIC AT =黏合劑的軟化溫度 MI =黏合劑的熔融指數 所有百分比皆以重量計。 實例1 本發明所.提供的良好底層塗料/黏合劑結合可由PVF /底 層塗料/黏合劑/底層塗料/ PVF層壓物之製造得知。此結 構使得操作者能夠使用實驗室的熱封設備而不會黏在罐 上,也不須掺雜一些其他的脱模層。此外,此結構亦證實 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----- ___•丁—______ 1238837
五、發明說明(23 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 底層塗料/黏合劑介面於不同條件下的強产。 料、經電暈處理的p购膜先以胺官又能性丙缔系聚合 物引溶劑料法形成底塗。附表1中所示之經酸修飾 的聚5烴之熱塑性黏合劑用於經底塗的PVF4膜的第一 層。第二層相同之經底’塗的請]膜施於黏合劑上,形成 PVF/底層塗料/黏合劑/底層塗料/pVF三明治結構。 此層壓結構藉由將此三明治結構置於兩個經預熱的金屬 k中(初時未與金屬條接觸)而施以熱封處理。此條狀物之 後經一段所欲時間(保壓時間)和預定壓力充氣活化,使得 它們的三明治結構中有孔洞。此實例中,熱封條在丨英吋 (2.5公分)寬的樣品上於空氣壓力6〇psi (415 kpa)、密封壓 力376磅(171公斤)條件下操作。以剝除!英吋(25公分)寬 的樣品或剝除三明治結構中的一層所須載重量(克)定出乾 和濕結合特徵。以前述的分級系統定出結合失效特徵。 乾和濕樣品於不同熱封溫度和保壓時間下的試驗結果示 於附表1和2。即使保壓時間短及即使浸過水,仍維持良 好結合。結合強度足以在強迫層離時先使膜斷裂。此外, 由即使經過浸泡之後的結合強度證實此結合忍受水氣和濕、 氣的能力。 . 附表1 熱封試驗-PVF/底層塗料/黏合劑/底層塗料/PVF 黏合劑是摻合物,包含: (1) 64.7%共聚物,乙烯和28%醋酸乙烯酯之共聚物 (2) 20%共聚物,乙烯和28%乙酸乙烯酯之共聚物,其、緩 26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------訂---------線j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1238837 A7 B7 五、發明說明(24 ) 順-丁烯二酸酐接枝 (3) 15%烴發黏劑 (4) 0.3%醯胺滑脱添加劑 赏例 # 保壓 時間 (秒鐘) 熱封條狀物溫度 180°C 180°C 200°C 200°C 乾 失效 濕 失效 乾 失效 濕 失效 (克/ (1-4) (克/ (1-4) (克/ (1-4) (克/ (1-4) 公分) 公分) 公分) 公分) 1_1 5 1303 4 1815 4 1598 4 1378 4 1-2 15 1370 4 783 4 1646 4 1689 4 1-3 30 1295 4 1618 4 1185 4 858 4 1-4 45 1189 4 1535 4 1492 4 795 4 1-5 60 1228 4 1689 4 898 4 961 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 附表2 熱封試驗-PVF/底層塗料/黏合劑/底層塗料/PVF 黏合劑是捧合物,包含:
(1) 50%乙烯丁烯共聚物LLDPE (2) 10%低密度聚乙烯
(3) 25%乙烯丁烯共聚物VLLDPE (4) 1 5%經順-丁烯二酸酐接枝的高密度聚乙烯 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1238837 A7 B7 五、發明說明(25 ) 熱封條狀物溫度 保壓 時間
失效 (1-4) 4 4 4 4 4 濕 (克/ 公分) 374 1063 1232 850 906 失效 (1-4) 1 4 4 1 4 乾 (克/ 公分) 1992 992 1217 886 1248 200°C 失效 濕 失效 (1-4) (克/ (1-4) 公分) 4 1154 1 4 992 4 4 894 4 4 1130 4 4 1512 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 f η α_ 此爲比較例,使用經酸修飾的聚烯烴黏合劑,未使用底 屬塗料:PVF/黏合劑/pvf。 此實例所用程序與實⑴所述者㈣,但未使用底層塗 =二成PVF黏合劑/PVF的三明治結構。使用兩種不同 的黏&劑,分別報導於附表3和4 (分 黏合劑相同)。 “別與附表丨和2中的 由乾和濕樣品於不同熱封溫度和保壓時間下得到的社 於附表3和4。亦零星列出僅具黏合劑之樣品的巧 %數據。-般而言,數據顯示僅具黏合劑的結合性比本發 明的結合性來得弱(即’與底層塗料和黏合劑牡合者)。 了使用長保.壓時間形成的—些結合之外,僅具黏。合劑之 合無法忍受浸泡試驗(18小時,8〇χ:)。不具底層塗 黏合劑的結合無法通過暴於水氣和濕、氣下的試驗: 果 試 除 結 料和 -28 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837 A7 _______B7__ 五、發明說明(26 ) 附表3 熱封試驗〜p v F /黏合劑/ p v F 黏合劑是掺合物,包含: (1) 64·7%共聚物,乙烯和28%醋酸乙烯酯之共聚物 (2) 20%共聚物,乙烯和28%乙酸乙烯酯之共聚物,其經 順-丁烯二酸酐接枝 (3) 15%烴發黏劑 (4) 0.3%醯胺滑脱添加劑 實例 # 保壓 時間 (秒鐘) 熱封條狀物溫度 180°C 180°C 200°C 200°C 乾 失效 濕 失效 乾 失效 濕 失效 (克/ (1-4) (克/ (1-4) (克/ (1-4) (克/ (1-4) 公分) 公分) 公分) 公分) 3-1 1 673 1 0 1 524 1 0 1 3-2 3 504 1 0 1 512 3 996 4 3-3 5 803 1 0 1 882 3 0 1 3-4 10 591 1 0 1 437 1 0 1 3-5 30 874 1 0 1 1059 4 0 1 3-6 60 1102 4 0 1 1067 4 917 3 附表4 .熱封試驗- P VF /黏合劑/ P VF 黏合劑是摻合物,包含:
(1) 50%乙烯丁晞共聚物LLDPE (2) 10%低密度聚乙烯
(3) 25%乙烯丁烯共聚物VLLDPE -29- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) ----------^訂---------線一 (請先閱讀背面之注意事項再^寫本頁) f 1238837 A7 __________B7 五、發明說明(27 ) (4) 1 5%經順—丁烯二酸酐接枝的高密度聚乙烯 實例 # 保壓 時間 (秒鐘) 熱封條狀物溫度 180°C 180°C 200°C 200°C 乾 失效 濕 失效 乾 失效 濕 失效 (克/ (1-4) (克/ (1-4) (克/ (1-4) (克/ (1_4) 公分) 公分) 公分) 公分) 4-1 1 134 2 0 1 480 3 0 1 4-2 3 217 2 0 1 850 2 0 1 4-3 5 189 2 0 1 508 2 0 1 4-4 10 224 2 0 1 579 2 0 1 4-5 30 417 2 0 1 1079 2 0 1 4-6 60 992 3 504 2 551 2 508 4
實例B 此爲比較例,具有胺官能性丙烯系共聚物底層塗料,不 具黏合劑:P VF /底層塗料/熱塑膜。 PVF膜樣品以胺官能性丙烯系共聚物底層塗料施以底 塗,施用於熱塑性底質上但無黏合劑層。此三明治結構 PVF /底層塗料/熱塑膜以實例1所述方式熱封。此實例 中,熱封條於1英吋(2.5公分)寬的樣品上於194t之溫 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 作 社 印 製 度、2氣壓力60psi (415kPa)、密封壓力376镑(171公斤) 之條件下操作.。定出濕和乾結合情況的特徵並列於附表 5 〇 僅使用底層塗料形成的結合弱且不適用於本發明之應用 上0 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1238837 A7 五、發明說明(28 附表5 為封试驗-P V F /底層塗料/熱塑膜 樣品 膜 底層塗料 底質 底質厚 度 (密耳) 乾 (克/公 分) 乾 失效 (1-4) 浸泡 (克/公 ----- 浸泡 失效 (1-4) 5-1 5-2 5-3 5-4 PVF-1 PVF-1 PVF-1 PVF-1 P1 P2 P1 P2 PP PP PE PE 20 20 20 20 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 請 先 閱 讀 背 Φ 之 >主 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如附表6-11中所示者,根據本發明製得多個氟聚合㈣ /底層塗料/黏合劑/熱塑膜層壓結構並進行前述結合強度 試驗。結構隨著氟聚合物膜、底層塗料、黏合劑類型和厚 度及熱塑膜類型和厚度而改變。 藉由凹板塗覆和乾燥,將胺官能性丙晞系共聚物底層塗 料施用在,經電暈處理的洗鑄PVF膜片上而製得所有的樣 品。經酸修飾的聚烯烴黏合劑與熱塑性樹脂一併壓於乾、 有底塗的PVF膜之滾札片上’同時將此結構導至壓力輕 和第一個冷卻輥之間,之後以15英呎(46米)/分鐘的直線 速率覆於第二個冷卻親上。第一個冷卻輥和第二個冷卻輥 溫度是12〇下(49。〇。根據前述方法測試樣品強度。以前 述分級方式定出此結合的特徵。乾/濕結合等級爲3/3或 更佳的層壓結構適用於商業用途。 附表6 熱封試驗-PVF/底層塗料/黏合劑/熱塑膜 寫 本 頁 訂 線 -31 1238837 A/ _— — —_ B7_________ 五、發明說明(29 ) 黏合劑是摻合物’包含: (1) 64· 7%共聚物’乙缔和2 8 %醋酸乙晞酷之共聚物 (2) 20%共聚物,乙婦和28%乙酸乙缔酯之共聚物,其經 順-丁烯二酸酐接枝 (3) 15%煙發黏劑 (4) 0.3%醯胺滑脫添加劑 MP = 74。。 VICAT - 42〇C MI 二 10.9 樣品 膜 底層塗料 黏合劑厚度 密耳(微米) 底質 底質厚度 密耳(微米) 乾 失色 濕 失效 (1-4) (1-4) 6-1 PVF-1 P1 5(127) PE 15(381) 4 4 6-2 PVF-2 P2 5(127) PE 15(381) 3 3 附表7 共壓出-PVF /底層塗料/黏合劑/熱塑膜 黏合劑是掺合物,包含 (1) 92%共聚物’乙稀和25%醋酸乙晞§旨之共聚物 (2) 8%共聚物,乙烯和28%乙酸乙烯酯之共聚物 -丁烯二酸酐接枝 MP = 80°C VICAT = 56〇C MI 二 2.0 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣----
I I I IT 其經順 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π 1238837 A7 B7 五、發明說明(3Q ) 樣品 膜 底層塗料 黏合劑厚度 密耳(微米) 底質 底質厚度 密耳(微米) 乾 失效 濕 失效 (1-4) (1-4) 7-1 PVF-1 P1 5(127) PP 15(381) 4 4 7-2 PVF-2 P2 5(127) PP 15(381) 2 4 附表8 共壓出-P VF /底層塗料/黏合劑/熱塑膜 黏合劑是摻合物,包含 (1) 90%共聚物,乙烯和22%醋酸乙烯酯之共聚物 (2) 10%共聚物,乙晞和22%乙酸乙烯酯之共聚物,其經 順-丁烯二酸酐接枝 MP - 82〇C VICAT 二 55〇C MI = 6.5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 樣品 膜 底層塗料 黏合劑厚度 密耳(微米) 底質 底質厚度 密耳(微米) 乾 失效 濕 失效 (1-4) (1-4) 8-1 PW-1 P1 5(127) PP 15(381) 4 4 8-2 PVF-1 P2 5(127) PP 15(381) 2 4 附表9 共壓出-P VF /底層塗料/黏合劑/熱塑膜
黏合劑是掺合物,包含 (1) 50%乙烯丁烯共聚物LLDPE -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----訂---------線j 1238837 A7 B7 五、發明說明(31 ) (2) 10%低密度聚乙烯·
(3) 25%乙烯丁烯共聚物VLLDPE
(4) 15%經順-丁烯二酸酐接枝的高密度聚乙烯 MP = 127〇C VICAT = 93〇C MI = 3.0 樣品 膜 底層 黏合劑厚度 底質 底質厚度 乾 濕 塗料 密耳(微米) 密耳(微米) 失效 失效 9-1 PVF-1 P1 5(127) PE 15(381) (1-4) 4 (1-4) 3
填丨 寫 本 頁 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 附表1 0 共壓出- PVF /底層塗料/黏合劑/熱塑膜 黏合劑是摻合物,包含 (1) 24%乙烯辛烯共聚物LLDPE (2) 18%乙烯丙烯二烯共聚物EPDM (3) 10%低密度聚乙烯 (4) 13%乙烯丁烯共聚物VLLDPE (5) 3 5%經順-丁烯二酸酐接枝的乙烯丁烯共聚物LLDPE MP = 121°C VICAT = 86〇C MI = 1.1 -34 叮 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1238837 A7 B7 五、發明說明(32 ) 樣品 月莛 底層塗料 黏合劑厚度 密耳(微米) 底質 底質厚度 密耳(微米) 乾 失效 濕 失效 (1-4) (1-4) 10-1 PVF-1 P1 5(127) PP 15(381) 4 3 10-2 PVF-2 ⑴ P1 5(127) PP 15(381) 3 3 10-3 PW-2(2) P2 5(127) PP 15(381) 3 4 ⑴=450〇C Bynel® Melt (2) = 550〇C Bynel® Melt 附表1 1 共壓出- PVF /底層塗料/黏合劑/熱塑膜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 樣品 膜 底層 塗料 黏合劑 黏合劑厚度 密耳(微米) 底質 底質厚度 密耳(微米) 乾 (克/ 公分) 乾 失效 (1-4) 濕 (克/ 公分) 濕 失效 (1-4) 11-1 PVF-1 無 A1 1(25.4) PE 20(508) 563 3 118 1 11-2 PVF-1 P1 A1 5(127) PE 15(381) 1445 4 1095 3 11-3 PVF-1 無 A2 1(25.4) PE 20(508) 79 1 9 1 11-4 PVF-1 P1 A2 5(127) PE 15(381) 1627 4 1948 3 11-5 PVF-1 無 A3 5(127) PP 15(381) 95 1 9 1 11-6 PVF-1 P1 A3 5(127) PP 15(381) 1570 4 1539 4 11-7 PVF-3 P1 A3 5(127) N-1 15(381) 1479 4 1231 3 11-8 PVF-3 P1 A3 5(127) N-2 15(381) 1511 4 1394 3 11-9 PVF-3 P1 A4 5(127) PT 15(381) 1461 4 1589 4 A 1黏合劑是掺合物,包含: (1) 64.7%共聚物,乙婦和28%醋酸乙晞醋之共聚物 (2) 20%共聚物,乙烯和28%乙酸乙烯酯之共聚物,其經 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ----"訂---------線| 1238837 A7 B7 五、發明說明(33 ) 順-丁烯二酸酐接枝 (3) 15%烴發黏劑 (4) 0.3%醯胺滑脱添加劑 MP = 74〇C,VICAT = 42〇C,MI = 10.9 A 2黏合劑是彳參合物,包含:
(1) 50%乙烯丁烯共聚物LLDPE (2) 10%低密度聚乙烯
(3) 25%乙烯丁烯共聚物VLLDPE (4) 〗5%經順-丁烯二酸酐接枝的高密度聚乙烯 MP = 127°C,VICAT = 93°C,MI = 3.0 A 3黏合劑是摻合物,包含:
(1) 24%乙烯辛烯共聚物LLDPE
(2) 18%乙烯丙烯二烯共聚物EPDM (3) 10%低密度聚乙烯
(4) 13%乙烯丁烯共聚物VLLDPE (5) 3 5%經順-丁烯二酸酐接枝的乙烯丁烯共聚物LLDPE MP = 121〇C,VICAT = 86〇C,MI = 1.1 A4黏合劑是摻合物,包含: (1) 90%共聚物,乙烯和22%丙烯酸甲酯的共聚物· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2) 10%共聚物,乙烯和22%丙烯酸甲酯的共聚物,其經 順-丁烯二酸酐接枝
MP = 82〇C,VICAT = 55〇C,MI = 6.5 實例3-共壓出的PVDF 根據本發明,類似於實例2,使用聚偏氟乙烯作爲氟聚 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1238837 A7 --------B7__ 五、發明說明(34 ) 合物膜,使用尼龍作為底質,製得氟聚合物膜/底層塗料/ 黏合劑/熱塑膜層壓物結構。此層壓結構進行結合試驗所 得的結果列於附表1 2。 樣品12-1係利用凹版塗覆和乾燥程序,藉由將胺官能性 丙烯共聚物底層塗料施用於經電暈處理的澆鑄、pVDF膜 上而製得。經酸修飾的聚晞烴黏合劑與熱塑性樹脂一併壓 於乾、有底塗的PVDF膜之滾軋片上,同時將此結構導至 壓力輥和第一個冷卻輥之間,之後以15英呎(46米)/分鐘 的直線速率覆於第二個冷卻輥上。第一個冷卻輕和第二個 冷卻棍溫度是120 F (49 t:)。根據前述方法測試樣品強 度。樣品12-2未施用底層塗料。樣品12_3未施用黏合劑。 根據前述方法測定結合強度。以前述分級方式定出此結 合的特性。乾/濕結合等級為3 / 3或更佳的層壓結構適用 於商業用途。僅兼具底層塗料和經酸修飾之聚烯烴黏合劑 的層壓結構達到令人滿意的乾/濕結合等級。 附表1 2 共壓出-P VDF /底層塗料/黏合劑/熱塑膜 -----!----•訂---------線- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 樣品 膜 底層 塗料 黏合劑 黏合劑厚度 密耳(微米) 底質 底質厚度 密耳(微米) 乾 (克/ 公分) 乾 失效 (1-4) 濕 ‘(克/ 公分) 濕 失效 (1-4) 12-1 PVDF P1 A3 5(127) N-1 15(381) 1403 4 1187 3 12-2 PVDF 無 A3 5(127) N-1 15(381) 5 1 0 1 12-3 PVDF 無 無 0 N-1 15(381) 2 1 0 1 A 3黏合劑是摻合物,包含:
(1) 24%乙晞辛烯共聚物LLDPE -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 1238837 A7 B7 五、發明說明(35 )
(2) 1 8%乙烯丙烯二烯共聚物EPDM (3) 10°/。低密度聚乙烯
(4) 13%乙烯丁烯共聚物VLLDPE (5) 3 5 %經順-丁烯二酸酐接枝的乙烯丁晞共聚物LLDPE MP = 1210C,VICAT = 86〇C,MI = 1.1 f例4 -财天候效果 由本發明之膜結構和由其製得的層壓物的对天候效果示 於附表13A (天候老化之前)和13B (天候老化之後)。此結 構以與實例2所述之類似的方法製得。 實例13-2係利用凹版塗覆和乾燥程序,藉由將胺官能性 丙烯共聚物底層塗料施用於經電暈處理的洗轉、PVF膜上 而製得。經酸修飾的聚烯烴黏合劑與熱塑性樹脂一併壓於 乾、有底塗的PVDF膜之滾軋片上,同時將此結構導至壓 力輕和第一個冷卻輥之間,之後以15英呎㈠沁米)/分鐘的 直線速率覆於第二個冷卻輕上。第一個冷卻棍和第二個A 卻輥溫度是120°F (49°C )。根據前述方法測試樣品強度。 樣品13 -1和13 - 3中’製得無底質的膜結構。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 這些樣品在根據S AE J1 9 6 0施以加速天候老化處理之1 和之後根據前述方法測定結合強度。天候老化處理之前, 如之前的實例,根據ASTM D1 876-93測定層壓膜結構的、社 合強度。天·候老化之後,以ASTMD3808-92測定層壓膜^ 構的結合強度。未控制室内的相對濕度,室内溫产& 70±5°F(21±3°C)。每種樣品以三個試樣進行試驗。使= 骨刀在層签物的PVF表面上切出四條長兩英忖(5公八)門 -38 -
1238837 A7 B7 五、發明說明(36 ) 隔1 / 8英吋(0.3英吋)的平行線。之後以此骨刀自層壓物分 離約1/4英吋(0.6公分)PVF膜以形成牽引帶。此PVF膜以 人工以約90 °的角度牵引。以前述分級標準定出結合特 性。所有的樣品於天候老化之前和之後皆具有極佳結合。 分別於1200、2400、3600和4800千焦耳能量的天候老化 處理之後測定結合強度。即使於4800千焦耳能量進行老化 處理(相當於在佛州南向45 °暴露約4年),此結合等級仍 是4 〇
附表1 3 A 天候老化處理之前的層壓膜結構 樣品 膜 底層 塗料 黏合劑 黏合劑厚度 密耳(微米) 底 質 底質厚度 密耳(微米) 乾 (克/ 公分) 乾 失效 (1-4) 濕 (克/ 公分) 濕 失效 (1-4) 13-1 PVF-3 P1 A3 20(508) 無 0 1556 4 1499 4 13-2 PVF-3 P1 A3 5(127) PP 15(381) 1467 4 1523 4 13-3 PVF-3 P1 A5 20(508) 無 0 1618 4 1587 4 A 3黏合劑是掺合物,包含:
(1) 24%乙烯辛烯共聚物LLDPE
(2) 18%乙烯丙烯二烯共聚物EPDM (3) 10%低密度聚乙烯
(4) 13%乙烯丁晞共聚物VLLDPE (5) 3 5%經順-丁烯二酸酐接枝的乙烯丁烯共聚物LLDPE MP = 121〇C,VICAT = 86〇C,MI = 1.1 A 5黏合劑是摻合物,包含: (1)92%共聚物,乙烯和25%醋酸乙烯酯之共聚物 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂--------線良 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1238837 A7 B7 五、發明說明(37 ) (2) 8%共聚物,乙烯和28%乙酸乙烯酯之共聚物,其經順 -丁烯二酸酐接枝 MP = 80〇C,VICAT = 56X:,MI = 2.0
附表1 3 B 天候老化處理之後的結合強度 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^裝 樣品 1200千焦耳 失效 (1-4) 2400焦耳 失效 (1-4) 3600焦耳 失效 (1-4) 4800焦耳 失效 (1-4) 13-1 4 4 4 4 13-2 4 4 4 4 13-3 4 4 4 4 訂 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
123 8P^U7802號專利申請案(劃線)盆 ~~ΪΛί請專利範圍替換太@3年3月)g88 六、申~一~j-――— 1 · 一種膜結構,包含:: 至少一層氟聚合物趣.; —’ 、至少一層施用於該氟聚合物膜之至少一個表面上的胺 έ把丨生丙烯·系聚合物的底塗層,該底塗層厚度為1 微米;和 土少一個含有經酸修飾之聚烯烴的熱塑性黏合層,該 黏口剑黏合於該氟聚合物膜之經底塗的表面上,該經 飾之聚烯烴選自包括(1)乙烯與至少一種第一種: 聚單體(不飽和羧酸或該酸的衍生物)之共聚物,(2)與 至少一種不飽和羧酸或該酸之衍生物接枝的烯烴聚合 物’和(3 )孩共聚物和該經接枝的烯烴聚合物之摻合 物。 2·根據申請專利範圍第丨項之膜結構,其中該共聚物另包 含至少一種第二種共聚單體,選自包括^心乙烯系不 飽和羧酸之烷基酯、羧酸之乙晞.酯和一氧化碳。 3·根據申請專利範圍第1項之膜結構,其中該含有經酸修 飾之聚埽烴的熱塑性黏合劑另包含未經修飾的聚烯 烴。 4·根據申請專利範圍第1項之膜結構,其中該氣聚合物膜 疋聚乙缔基氣。 5·根據申請專利範圍第1項之膜結構,其中該經酸修飾的 聚烯烴包含經順—丁烯二酸酐接枝之乙烯/乙酸乙烯酯 共聚物枝烯烴聚合物。 6.根據申請專利範圍第1項之膜結構,其中該經酸修飾的
水埽烴包含經順—丁埽二酸酐接枝之嗖开/ 的接枝晞烴聚合物。 m形低當度聚乙辞 7 •㈣申請專利範圍第丨項之膜結構,#中 έ —級胺官能基丙烯系共聚物。 -g枓自 8· —種層壓膜結構,包含: 至少一層氟聚合物膜; 至少一層施用於該氟聚合物膜之至少一 官能性聚合物的底塗層,該底塗層厚度為U50微= y個3有經酸修飾之聚晞烴的熱塑性黏合層,今 黏合劑黏合於該氟聚合物膜之經底塗的表面上;1哕^ =飾之聚埽烴選自包括⑴乙缔與至少一種第一:: 聚單體(不飽和羧酸或該酸的衍生物)之共聚物,(2)與 至少一種不飽和羧酸或該酸之衍生物接枝的烯烴聚合 物’和(3 )該共聚物和該經接枝的烯烴聚合物之入 物;及 黏合於該熱塑性黏合劑層上的熱塑性底質,該熱塑性 底質係選自聚缔烴、聚酯和聚醯胺組成之群。 9.根據申請專利範圍第8項之層壓膜結構,其中該氟聚合 物膜是聚乙烯基氟。 1〇.根據申請專利範圍第8項之層壓膜結構,其中該經酸修 飾之聚烯烴的熱塑性黏合劑層包含經接枝的烯烴聚合 物。 11·根據申請專利範圍第8項之層壓膜結構,其中該經接枝 的晞烴聚合物包含經順—丁烯二酸酐接枝的乙烯/乙酸 -2 本紙張尺度適财S S家標準(CNS) A4規格(>< 297公爱) 1238837 A8 B8
1㈣料利範圍第8項之層壓膜結構,其中該底 包έ 一級胺苢能基丙晞系共聚物。 ⑷根據中請專利範圍第8項之層壓膜結構,其中其藉 合劑的熱塑層和熱塑性底質一併壓在氣聚合物^之有 辰塗的表面上而形成。 15·根據中請專利範圍第8項之層壓膜結構 人 物具表面經活化之表面,且該胺官能基丙缔;= <底塗層經施用於該表面經活化之表面。 16·根據申請專利範圍第8項之層壓膜結構,其中該共聚物 另包含至少一種第二種共聚單體,其係選自包括^_ 乙烯系不飽和羧酸之烷基酯、羧酸之乙晞酯和一氧化 碳之群。 17· —種熱成形物件,其由根據申請專利範圍第8項之層壓 膜結構形成。 18· —種製造層壓膜結構的方法,包含: 使胺官能性丙烯系聚合物澱積在氟聚合物上,形成經 底塗的氟聚合物膜,其具底塗層,該底塗層厚度為i至 5 0微米; 形成熱塑性黏合劑層並使該層黏合於該經底塗的氟聚 合物膜的該胺官能性丙烯系聚合物上,該熱塑性黏合 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1238837 、申請專利範圍
别含經酸修飾的聚婦烴,該經酸修飾之聚埽輕選 括(1)乙稀·與至少一種第一種共聚單體(不飽包 二、A 1 酸或 该的衍生物)之共聚物,(2 )與至少一種不飽和笋— 或該酸之衍生物接枝的稀烴聚合物,和(3 )該共聚物和 遠經接枝的晞烴聚合物之摻合物;及 开^成熱塑性底質並使該底質黏合於該熱塑性黏合劑層 上’該熱塑性底質係選自聚烯烴、聚酯及聚醯胺組成 之群。 19·根據申請專利範圍第1 8項之製造層壓膜結構的方法, 其中該氟聚合物具表面經活化之表面,且該胺官能基 丙烯系聚合物係沈積於該表面經活化之表面。 -4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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