TWI449566B - 活性粒子增強膜及其製造方法和用途 - Google Patents

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Description

活性粒子增強膜及其製造方法和用途
本發明係有關一種活性粒子增強膜及其製造方法和用途。
材料可因其各種性質而被加以利用。舉例而言，例如聚胺基甲酸酯(polyurethane)、聚丙烯酸、對苯二甲酸1,3－丙二醇酯(Dupont 3GTTM 或DuPont SoronaTM )和由乳酸製成的聚乳酸(DOW Cargill IngeoTM )薄膜之類的材料因其防水性和透氣性而被加以利用。這些材料可容許水氣穿透而同時防止液體滲入。這樣的材料可例如用於服飾(例如，雨具、夾克、手套、靴子和褲子)。值得注意的是，防水(water－proof)透氣膜不同於耐水(water－resistant)透氣膜。在標準大氣壓下，防水透氣膜不容許液體穿過該膜，而耐水膜卻可容許液體穿過。可以採用已知的靜壓頭(hydrostatic head)方法來確定該膜是否防水。該測試方法確定膜開始漏水時的壓力。通常，如果膜在受到1000 mbar的壓力時不滲漏，則一般認為該膜是防水的。
防水膜可有利地用於各種材料，以防止水分滲透進該材料或可使滲透進該材料的水分減為最少。防水膜用途的例子包括用於服飾(例如雨衣)，以使穿該服飾的穿著者不會被弄濕。儘管防水膜在防止水分滲透或使水分滲透最少方面優於耐水膜，但與耐水膜相比，不透氣的防水材料的水分運送能力有限。因此，由防水不透氣材料(例如，橡膠)製成的服裝對於穿著者來說可能顯得“熱而且濕”，原因在於它無法使水氣從服飾內部被釋放到外部環境。
因此，需要一種具有改善的水分運送性質的透氣膜(例如，防水膜)。
材料的另一個重要性質係有關該材料的抗靜電能力。抗靜電材料可有利地用於例如保護性封裝材料，以保護靈敏電子元件不受靜電荷的影響。隨著積體電路的尺寸越來越小，包封電子元件和電子單元來避免靜電放電效應帶來的問題變得越來越嚴重，而此問題會使得裝置更容易受到較小之電壓準位，就意外放電。因此，需要製造出具有改善的抗靜電能力而又不損失其他性質(例如柔韌性和透明性)的抗靜電材料，而這些性質對於這些材料的其他用途也是所需的。
材料的另一通常所需的性質是材料的隱蔽性質(stealth property)。具有隱蔽性質的材料可用於消除實驗過程中的不需要的紅外線信號。在軍事應用中，隱蔽材料可用於使飛行器、士兵、船隻和飛機能夠在不易於被雷達、紅外線和其他檢測裝置發現的同時進行操作。因此，需要製造出具有改善的隱蔽能力而不損失其他性質(例如柔韌性和“手感”)的材料，而這些性質對這些材料的各種其他用途也是所需的。
因此，本發明之目的係在提供一種活性粒子增強膜及其製造方法和用途。該膜可是自支撐膜(self－supporting membrane)或是基材上的塗層。本發明特別適用於防水透氣膜及其製造方法和用途，但不限於此。本發明亦特別適用於快乾、吸味、抗靜電膜及其製造方法和用途，並且適用於具有改善的紅外線(IR)吸收能力的膜及其製造方法和用途。
在一些實施例中，透氣膜包括基材溶液和活性粒子。混合入膜中之活性粒子可改善或增加該膜所需的各種性質，例如水氣運送能力、抗靜電性或隱蔽性。在一些實施例中，基材在轉化為非溶液狀態時展現出防水性，從而得到防水膜。在一些實施例中，在膜的製程之前、製程期間或製程之後(或其任意組合)，可使活性粒子受到保護而不會失活。在這些實施例中，活性粒子可被包封在一有效用量之至少一種可移除的(removable)包封材料中，以防止至少實質部分之活性粒子在除去可移除的包封材料之前失活。在一些實施例中，可移除的包封材料可被去除，以重新活化至少部分活性粒子，從而改善膜的透氣性、抗靜電性或隱蔽性。
在一些實施例中，膜可包括聚胺基甲酸酯和固體粒子。膜可施敷在基材上或者可不與基材一起使用，而基材例如是織布、不織布、ePTFE(經處理或未處理)基材、PTFE基材、聚胺基甲酸酯基材或針織材料。在一些實施例中，膜可由聚胺基甲酸酯溶液、聚丙烯酸溶液、聚胺基甲酸酯類溶液、對苯二甲酸1,3－丙二醇酯溶液或任何其他合適之溶液與經保護或未經保護(或其任意組合)的活性粒子的混合物。
在一些實施例中，在經包封的粒子被混合到基材溶液中之後，至少部分之可移除的保護物質(或可移除的包封材料)可被去除，以重新活化活性粒子。一旦可移除的保護物質被去除，活性粒子可將性能增強特性(例如，氣味吸附、水分控制等)賦予基材溶液或膜。除了賦予膜性能增強特性以外，活性粒子還可依保持手感、紋理、耐用性、強度、拉伸性、黏度、壓縮性、擴展性、相對密度、其他物理和化學性質、或其任意組合的方式被混合到基材溶液中，而這些性質通常為基材在其混合有活性粒子之前就擁有。
由下述之實施例並配合圖式，本發明的本質及優點將會更加明瞭。
由下述之實施例並配合圖式，本發明的前述及其他目的、特徵及優點將會更加明瞭。
圖1顯示根據本發明的一些實施例的原理來製造活性粒子增強膜(例如，防水透氣膜)所需採用的步驟的流程圖。在步驟110，提供基材溶液。基材溶液可包含一材料，而該材料在轉化為非溶液狀態(例如，固化後)時，會展現出防水透氣性。例如，基材溶液可包含聚胺基甲酸酯溶液、聚丙烯酸溶液、聚胺基甲酸酯類溶液、對苯二甲酸1,3－丙二醇酯溶液或任何其他合適的溶液。基液(base solution)可包含水和其他成分(例如交聯聚合物)。若需要，可使用至少兩種不同的基材溶液的混合物(例如，聚胺基甲酸酯與丙烯酸溶液的混合物)。可使用的聚胺基甲酸酯的一個例子是可從俄亥俄州克里夫蘭的Noveon Corporation公司購得的透氣性聚胺基甲酸酯。關於可包含於防水透氣膜(其係根據本發明的一些實施例的原理)用的基液中之聚胺基甲酸酯的詳細討論，可參見例如美國專利No.6,897,281，其公開內容可併入本文作為參考。
在一些實施例中，基材溶液可包含Noveon的PermaxTM 聚胺基甲酸酯塗料化合物。在另一實施例中，基材溶液可包含Noveon的PermaxTM 聚胺基甲酸酯塗料、丙烯酸聚合物和額外的交聯劑。
在步驟120，可提供活性粒子。活性粒子可在經保護或未經保護狀態下提供。衆所周知，可使用特定的粒子來增添以不同形式(例如氣體、液體和固體)存在之材料的性能。這些粒子可具有如下的性質：適合氣味吸附、水分控制、紫外線保護、化學保護、生物危害保護、阻燃、抗細菌保護、抗病毒保護、抗真菌保護、抗微生物保護、其他因素、及其組合等性質。
因為這些粒子是“活性的”，所以它們可提供這樣的性質。亦即，這些粒子的表面可以是活性的。表面活性粒子是活性的原因在於該些粒子具有在其表面引發化學反應或物理反應的能力，而物理反應例如為吸附或捕集(trap)物質(包括本身是固體、液體、氣體或其任意組合的物質)。可被活性粒子捕集或吸附的物質的例子包括花粉、水、丁烷和周圍空氣，但不限於此。由於某些種類的活性粒子(例如活性碳)中的每個粒子皆具有由許多微孔(例如，每個粒子的微孔的量級為數千、數萬或數十萬)所構成的大表面積，因此該些種類的活性粒子具有吸附性。正是這些微孔為粒子，或更具體而言，為粒子的表面提供了活性(例如，吸附能力)。舉例而言，活性粒子(例如活性碳)可藉由將物質(例如丁烷)捕集在活性碳的微孔中來吸附該物質。
活性粒子可包括活性碳、氧化鋁(活化氧化鋁)、矽膠、蘇打灰、三水合鋁、小蘇打、肉桂酸對甲氧基－2－乙氧基乙酯(西諾沙酯(cinoxate))、氧化鋅、沸石、二氧化鈦、分子過濾器(molecular filter)型材料以及其他合適的材料，但不限於此。
將活性粒子暴露於一物質，由於堵塞或阻礙微孔而使活性粒子的活性降低或使活性粒子的活性永久性失效，如此會使活性粒子的表面活性降低。即，一旦微孔被物質阻塞或阻礙，那些被阻塞或阻礙的微孔無法再吸附。然而，活性粒子的吸附能力可藉由去除堵塞或阻礙微孔的物質而被提高或恢復。因此，活性粒子可例如藉由加熱至一預定溫度而被再生或重新活化。
活性粒子所引起的一個常見問題是，它們可能會在將粒子混合到材料(例如，基材)中的製程之前、製程期間或製程之後損失活性或變得永久性失活。例如，在用於製程之前或在從活性粒子製造商到最終用戶的運輸過程中，當暴露於周圍環境中的污染物時，活性粒子可能損失一部分活性。不管粒子活性是如何失效或降低的，這樣的粒子活性失效或降低可對產品造成不利影響，其中該產品係藉由使用活性粒子以增加或改善產品的一種或更多種性質的製程來製得。例如，如果粒子活性降低，則為了彌補活性的降低，需要更多的粒子含量(particle loading)，這可能導致粒子載荷對製程中所處理的材料的一種或多種所需的固有特性(例如，手感)產生負面影響。而且，更多的粒子含量需要增加黏結劑含量，這可進一步影響製程中所處理的材料的固有特性。因此，應當理解，即使最少的粒子活性降低也會由於活性降低的累積效應(例如，額外的顆粒和黏結劑含量)而不利地影響材料。
活性粒子可保存在可移除的包封材料中，以防止由於有害物質或無害物質而導致的“過早失活”(即，在不期望的而且是通常過早的時間內失活)，是否會發生過早失活與黏結劑的使用、擠壓情況或其他因素有關。一旦去除包封材料，活性粒子將重新活化，而此時活性粒子能在環境中進行吸附(這種吸附性能由於吸附有害物質而導致性能誘發的永久性失活狀態，或這種吸附性能由於吸附無害物質而導致性能誘發的暫時性失活狀態，而此無害物質可經由粒子的再生而被去除)。
活性粒子可藉由使用至少一種可移除的保護性物質(或可移除的包封材料)而被“保護”。與未使用保護性物質的活性粒子的性能相比，保護性物質的使用和去除可使活性性能增強，例如吸附性、水分控制、抗微生物功能、抗真菌功能、抗細菌性和催化作用等活性性能的增強。藉由使用可移除的保護性物質，經保護的活性粒子可以增強混合有這種活性粒子的材料的有效性能。
經保護的活性粒子的更具體方面是，可移除的保護性物質可保持活性粒子的活性使其不致於過早失活。過早失活可由有害或無害的物質或物體所引起(例如，擠壓包含活性粒子與基材的組成物或拉伸包含活性粒子和基材溶液的薄膜的期間，對基材的有害吸附)，這種活性粒子能藉由將粒子的表面暴露於或鄰近於各種物質或物體(可以任何狀態存在)而發生作用。防止這種過早失活是藉由使用至少一種可移除的保護性物質(或可移除的包封材料)來進行。可移除的包封材料或可移除的保護性物質可將活性粒子保持在受保護的狀態，以防止過早失活，而該保護性物質能夠在重新活化時被去除，以使活性粒子隨後可具有活性性能。當活性粒子處於被保護或失活狀態時，其進一步的性能發生作用會臨時性或永久性地降低或完全消除。如果失活狀態是有害事件所致(例如，有害物質或物體的吸附)，則粒子受影響區域的進一步相互作用會更持久。有害的過早失活可發生在各種情況下，包括例如，在活性粒子被導入有害漿液或暴露於擠壓程序或其他有害事件或材料時(例如，在拉伸由含粒子的材料製的薄膜時)，粒子在所欲時段無法提供其活性的能力。若這種失活發生在所欲或合適的時段(例如，拉伸薄膜之後且與目標物質或物體有關)，則有害失活可能發生但不會造成過早失活。
在吸附活性和水分控制的情況下，當在活性粒子暴露於有害事件或其他吸附性能限制因素下之前將可移除的保護性物質用於活性粒子時，活性粒子處於被保護或失活狀態，如此可限制活性粒子的吸附性能一段時間以避免過早失活。藉由去除保護性物質來重新活化，這使得活性粒子重新能夠與其他物質或物體(例如，包含活性粒子的最終製品環境中的目標物質或物體)相互作用。
當失活是混合在製品中之粒子的活性性能(在此情況下，性能吸附)的結果時(在去除可移除的保護性物質之後的某個時間)，如果需要並且這種失活是由無害事件造成，性能活性可藉由再生(或其他重新活化)得到恢復。再生製程可包括例如用洗滌機/乾燥機對包含本發明防水透氣膜的衣物進行迴圈(cycling)。
關於使用活性粒子來增強基材的性能活性(活性為吸附性還是抗微生物性依賴於暴露於可相互作用的環境目標下的粒子表面，或僅為藉由使用可移除的保護性物質抑制和/或增強的活性)，使用至少一種可移除的包封材料也可使得在內嵌式(embedding)物質或物體中(或在所得製品中)使用較少的活性粒子來達到有效的活性性能，從而降低內嵌式物質、物體或所得製品的其他物理性質(例如，強度和觸感)的潛在劣化。應當注意，在本發明中令人驚訝地發現，在基材溶液(例如聚胺基甲酸酯溶液)中添加經保護的活性粒子，可以顯著地提高基材的透氣性(或水氣運送能力)。
使用的可移除的保護性物質還可以被設計成能夠延遲時間暴露一部分之活性粒子，從而在較晚的時間才開始暴露出來或才增強活性性能(包括例如，由於防止過早失活而得到的強化性能)。
可移除的保護性物質可包括水溶性表面活性劑、表面活性劑、鹽(例如，氯化鈉、氯化鈣)、聚合物鹽、聚乙烯醇、蠟(例如，石蠟、巴西棕櫚蠟)、光反應性材料、可降解材料、可生物降解材料、乙氧基化的炔二醇、澱粉、潤滑劑、甘醇、石油溶劑油、有機溶劑以及任何其他合適的物質，但不限於此。這種適合保護活性粒子的保護性物質的具體例子包括，德州休士頓的Sasol North America Inc.公司出售的LPA－142溶劑(石蠟類)，密蘇里州聖路易的Sigma－Aldrich公司出售的玉米澱粉，賓夕法尼亞州艾倫鎮的Air Products and Chemicals Corporation公司出售的Surfynol AE03、AE02、485W、485、2502和465水溶性表面活性劑，北卡羅萊那州夏洛地的BASF Corporation公司以Textile Wax－W和Size SF－2出售的蠟以及俄亥俄州克里夫蘭的Kindt－Collins Company公司以型號Kinco 878－S和Kinco 778－H出售的蠟。還可以使用DOW Chemical Company以商品名DOWANOL(DPnP、DPM或DPMA)和TRITON CF－10出售的甘醇作為合適的保護性物質。
關於經保護的活性粒子、其製備和應用以及保護性物質的去除的更詳細的說明可參見例如美國專利申請案公開號No.2004/0018359，其公開內容可併入本文作為參考。為了討論本發明，應當注意，可藉由將活性粒子混合入至少一種保護性物質的漿液(可用或不用溶劑(例如，水)稀釋)中來保護活性粒子。
在步驟130，可將基材溶液和活性粒子混合在一起。活性粒子可被分散在整個基材溶液中，以提供均勻的混合物。如果需要，可在此步驟添加其他成分，例如交聯劑或溶劑。在一些實施例中，可在活性粒子與基液混合之前，使該些活性粒子被一種或更多種包封材料或保護性物質保護。在其他實施例中，活性粒子可直接與基液混合而不予以包封或保護。而在另外的實施例中，僅有一部分與基液混合的活性粒子被保護。
在步驟140，可將混合物施敷在基材上，以使混合物在其上形成一層次或薄膜，然後固化或藉由其他合適的方法轉化為非溶液形式。該基材可以是混合物固化後可永久貼附的物質，例如織布、不織布、紙或針織材料。在一些實施例中，混合物可被轉化為非溶液狀態並作為積層膜(laminate)。固化的混合物要被取下並予以使用(不與基材一起使用)的方法中，可將混合物施敷在離型紙(release paper)或對固化的混合物具有低黏附親合力的其他物質上。固化的混合物在本文可被稱為膜。根據本發明的一些實施例的原理，在將混合物施敷在材料上之後，再將該混合物固化以提供防水透氣膜。可使混合物在預定溫度下固化一段預定時間。可以利用任何習知技術來進行固化反應，例如習知的烘箱、IR加熱或其他合適的方法。
在步驟150，如果活性粒子在膜的製程之前、製程期間或製程之後被保護，則保護性物質可從活性粒子上去除。當固化混合物時，或當進行例如洗滌/乾燥迴圈的製程或使用可將保護性物質去除的作用物(例如，光、溶劑、細菌試劑)時，保護性物質可被去除。應當理解，並非所有的保護性物質皆可被去除。亦即，一部分的保護性物質仍與基材或活性粒子保持接觸。
實際上，圖1的製程100中示出的一個或更多個步驟可與其他步驟組合；以任意合適的次序進行；平行(例如，同時或實質上同時)進行；或被取消。
亦應理解，保護性物質去除的程度可隨時間而變化。例如，在所有可能的或幾乎所有可能的保護性物質被去除之前，固化混合物可能需要進行數個製程。在另一個例子中，當使用兩種不同的保護性物質時，一種保護性物質可比另一種保護性物質更快地被去除。
令人驚訝地，使用上述製程或其變化所獲得的膜，可得到具有液體不透過性以及增強之水氣運送能力的材料。
應當理解，上述製程或其變化還可用於製造具有其他所欲性質的膜，該性質至少部分得自於混合在其中的活性粒子。例如，在一些實施例中，圖1中的製程100可用於製造具有增強的抗靜電性的膜。在一些實施例中，製程100可用於製造具有改善隱蔽性的膜。
根據本發明的一些實施例的膜可得自於不同含量之原料的混合物。每種原料(例如，基材、活性碳和保護性物質)的含量可組成混合物的預定百分比。原料含量可以是能製得具有所欲性質之膜的有效量。
由混合物製得的膜可包含占膜總重量的預定重量百分比的碳。例如，碳含量可為膜總重量的約0－75%。在一些實施例中，碳含量可為約0－25%。在一些實施例中，碳含量可為約0－50%。
某些碳含量比其他碳含量更可使膜具有更好的水氣運送能力以及更好的氣味吸附能力。例如，占膜總重量的約30－50%的碳含量被發現明顯地改善了膜的水氣運送能力，同時保留膜的防止水分滲透的能力。應當理解，可以使用預定的碳含量來達到一個或更多個所欲的性能(例如，水氣運送能力和氣味吸附性)。還應理解，上述示例的重量百分比含量並不限於活性碳。這些含量也可用於其他活性粒子，並且可以根據由活性粒子得到的活性程度來調整。此外，上述百分比含量僅為示例性，而並不排除沒有明確包含於該範圍的含量。例如，上述範圍外的百分比含量也是可想到的，並屬於本發明的精神和原理範圍內，條件是這樣的含量可使被包含的活性粒子能賦予膜所欲的性質的同時，還能保持至少一些其他用途所需的膜性質。
在一些實施例中，膜可由包含未經保護之活性粒子的混合物製成。亦即，基材溶液可與活性粒子混合然後固化，得到具有例如防水透氣性的膜。在一些實施例中，膜可由包含基材溶液和可移除的保護性物質(但不含活性粒子)的混合物製成。在一些實施例中，膜可由包含基液和非活性粒子的混合物製成。在一些實施例中，膜可由包含基液、非活性粒子和可移除的保護性物質的混合物製成。
實施例將說明如下，其中膜係由不同的混合物得到。下述實施例僅在說明本發明之技術而已，並非用以限制本發明之技術範疇。
實施例1
將聚胺基甲酸酯溶液與經保護的活性碳混合。經保護的活性碳懸浮在聚胺基甲酸酯溶液中，並將該混合物塗覆在尼龍織布上。將該混合物在烘箱中乾燥並固化，其中至少部分的保護性物質被去除(例如，蒸發掉)，得到塗覆在基材上的膜，該膜厚度為1密耳(mil)。然後測試所得膜的丁烷吸附、乾燥時間、水氣穿透率(moisture vapor transmission rate，MVTR)、靜壓頭、IR反射率和體積電阻率。
水氣穿透率(MVTR)是水分滲透敷料、薄膜、膜和其他結構的速率，通常測量的單位為每天每平方公尺之克數(g/m2 /day)。測量MVTR的方法包括Mocan法、用於低水分接觸的直立法(液體與膜間接接觸)、以及用於高水分接觸的倒置法(液體與膜直接接觸)。在此實施例中，使用直立法和倒置法。
根據ASTM E96－94的水方法(Water method)，藉由杯法(cup method)，在40℃和20%的相對濕度下，以24小時的時間測量MVTR。杯的開口面積通常為25 cm2 。對於直立杯測試，杯中裝有大約10g的純水，而對於倒置杯，使用20g的純水。所用的水通常被超純化和去離子化。
亦藉由將混合物刷於(drawing down)離型紙上來製備膜。該些膜在烘箱中固化和乾燥，然後與離型紙分離，得到自支撐膜。該膜的厚度為1密耳。
用Surfynol 485TM 來保護活性碳。用包含水和Surfynol 485TM 的水性漿液來處理活性碳。將該漿液加入聚胺基甲酸酯溶液，藉由添加更多的水來調整漿液或含有聚胺基甲酸酯和經保護之活性碳的混合物的黏度。該活性碳為Asbury 5564TM 椰殼活性碳粉末。使用交聯劑來增加聚胺基甲酸酯的分子量，以使膜能更佳地黏附於基材。
用1密耳的刷棒(draw down rod)澆鑄該混合物。固化和乾燥在350℉的烘箱中進行30分鐘。由圖2所示的混合物製備膜。圖2顯示用於製備此實施例的膜的特定示例性配方。樣品41－6－5為對照樣品，作為標記為“基準”的樣品。現在討論名稱以“41－7”開頭的樣品。最右端的數位(例如，樣品41－7－1－2中的“2”)是指在41－7－1樣品的膜中的位置。因此，如果樣品號為41－7－1－4(如圖3所示)，則數據是從樣品41－7－1的位置4得到。
每個膜都被觀察到具有防水性和透氣性。圖3顯示從按照此實施例形成的膜得到的數據。此數據包括總重量、薄膜重量以及每個膜樣品的碳重量。圖3亦顯示從膜樣品得到的MVTR數據。如圖3所示，大部分樣品的MVTR優於對照樣品。
在一些實施例中，上述將活性粒子混合到基材中(不論活性粒子在混合之前是否已被保護)的方法亦被用於製造具有增強的抗靜電性和導電性的膜。通常使用抗靜電材料係因其具有減少或消除電荷累積的能力。可使材料略微導電以增加其抗靜電性。一種測定材料導電性的方法是測量該材料的體積電阻率。體積電阻率表示材料導電的難易性。體積電阻率越低，該材料的導電性越高，從而該材料越容易導電。圖4顯示幾種樣品的體積電阻率數據。從結果可以看出，混合有活性碳的樣品的體積電阻率低於未混合有活性碳的對照樣品。如上所述，經碳活化的樣品觀測到的體積電阻率比對照樣品低，其顯示將活性碳混合到基材中可改善樣品或膜的導電率和抗靜電能力。
在一些實施例中，上述將活性粒子混合到基材中(無論活性粒子在混合之前是否已被保護)的方法亦可被用於製造具有增強的隱蔽性的膜。具有增強的隱蔽性的材料對紅外線(IR)的反射率低，因此可用作軍用服裝、坦克、衛星、飛機的塗層以及用於任何需要具有增強的隱蔽性的材料的場合。對特定波長反射率低的材料可吸收該波長的大部分，因而使其在受到該特定波長的光照射時更不易被探測到。例如，在本發明中發現，在基材中混合活性粒子(例如活性碳)提高了基材吸收IR光的能力。圖5顯示幾種不同材料對各種波長的總反射率(%)。從圖5可看出，在同樣的波長範圍下，膜樣品41－6－3(圖5中標記為80_80_PVC_6_41_03)比其他材料的反射率更低。
本發明揭露一種活性粒子增強膜及其製造方法。對所有熟習此技藝者而言，本發明明顯地可以作出多種修改及變化而不脫離本發明的精神和範圍。因此，本發明包括該些修改及變化，且其皆被包括在下附之申請專利範圍及其均等者中。
圖1顯示根據本發明的一些實施例的原理來製造活性粒子增強膜所需採用的步驟的流程圖；圖2顯示根據本發明的一些實施例的原理可用於製備活性粒子增強膜的混合物之特定配方；圖3顯示由根據本發明的一些實施例的原理進行的實驗所獲得的數據；圖4顯示由根據本發明的一些實施例的原理進行的另一個實驗所獲得的數據；圖5顯示由根據本發明的一些實施例的原理進行的又一個實驗所獲得的數據。

Claims (67)

  1. 一種防水透氣膜，包括：一基材溶液；複數個活性粒子，該些活性粒子係與該基材溶液接觸，其中該些活性粒子能改善該基材溶液的直立杯水氣穿透率(MVTR)(g/m2 天)至多242%，及具有在粒子表面引發化學或物理反應的能力；以及至少一種可移除的包封材料，其係使用可有效地防止該些活性粒子之至少其實質部分在去除該可移除的包封材料之前失活的用量，其中該可移除的包封材料是可去除，以重新活化該些活性粒子的至少一部分而改善該膜的透氣性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該基材當轉化為非溶液狀態時展現出防水性。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜至少部分係由於該活性粒子而具有抗靜電性。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜至少部分係由於該活性粒子而具有隱蔽性。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜至少部分係由於該活性粒子而具有氣味吸附性。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其 中，該膜至少部分係由於該活性粒子而具有快速乾燥性。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該基材溶液係選自聚胺基甲酸酯溶液、聚丙烯酸溶液、對苯二甲酸1,3-丙二醇酯溶液及其任何合適的組合所成組群。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該些活性粒子包括活性碳。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該些活性粒子包括沸石。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該些活性粒子係選自活性碳、氧化鋁、活性氧化鋁、矽膠、蘇打灰、三水合鋁、小蘇打、肉桂酸對甲氧基-2-乙氧基乙酯、西諾沙酯、氧化鋅、沸石、二氧化鈦、分子過濾器型材料及其任何合適的組合所成組群。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該些活性粒子構成該膜的0%以上(不含0)，75%以下。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該些活性粒子構成該膜的30至50%。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該些活性粒子構成該膜的0%以上(不含0)，30%以下。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該些活性粒子構成該膜的0%以上(不含0)，50%以下。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜是紗線或織物。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜是塑膠材料。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜是服裝品。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜是織物。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜是經塗覆的織物。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜是塗覆在ePTFE上。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜是經塗覆的服裝品。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜包括不織布膜。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜是積層膜。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該膜係選自袋、泡沫、塑膠部件、內裝飾品、毛毯、地毯、墊、板、毛巾、地毯、寵物床、床墊、 墊子、窗簾、篩檢程式、鞋、鞋墊、尿布、襯衫、褲子、上衣、內衣、防護衣及其任何合適的組合所成組群。
  25. 如申請專利範圍第1項所述之防水透氣膜，其中，該可移除的包封材料是一第一可移除的包封材料，並且該膜更包括一第二可移除的包封材料。
  26. 一種防水組合物，包括：一基材；複數個活性粒子，該些活性粒子係與該基材接觸，其中該些活性粒子可改善該組合物的水氣運送能力，及具有在粒子表面引發化學或物理反應的能力；以及至少一種可移除的包封材料，其係使用可有效地防止該些活性粒子之至少其實質部分在去除該可移除的包封材料之前失活的用量，且其中該可移除的包封材料是可去除，以重新活化該些活性粒子的至少一部分而改善該組合物的水氣運送能力。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子構成該組合物的0%以上(不含0)，75%以下。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子構成該組合物的30至50%。
  29. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物， 其中，該些活性粒子構成該組合物的0%以上(不含0)，30%以下。
  30. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子構成該組合物的25至75%。
  31. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子構成該組合物的0%以上(不含0)，50%以下。
  32. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該基材當轉化為非溶液狀態時展現出防水性。
  33. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該組合物至少部分係由於該些活性粒子而具有抗靜電性。
  34. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該組合物至少部分係由於該些活性粒子而具有隱蔽性。
  35. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該組合物至少部分係由於該些活性粒子而具有氣味吸附性。
  36. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該組合物至少部分係由於該些活性粒子而具有快速乾燥性。
  37. 如申請專利範圍第26項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子係選自活性碳、氧化鋁、活性氧化鋁、矽膠、蘇打灰、三水合鋁、小蘇打、肉桂酸對 甲氧基-2-乙氧基乙酯、西諾沙酯、氧化鋅、沸石、二氧化鈦、分子過濾器型材料及其任何合適的組合所成組群。
  38. 一種防水透氣膜的製造方法，該方法包括：以至少一種可移除的包封材料來包封複數個活性粒子，以製造經包封的活性粒子，其中，該等活性粒子具有在粒子表面引發化學或物理反應的能力；將該些經包封的粒子與一基材溶液混合而得到一混合物溶液；以及將該混合物溶液轉化為非溶液形式，以製造該透氣膜，其中該膜至少部分係由於混合有該些活性粒子而具有透氣性。
  39. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該基材溶液當轉化為非溶液狀態時更展現出防水性。
  40. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該膜至少部分係由於混合有該些活性粒子而具有抗靜電性。
  41. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該膜至少部分係由於混合有該些活性粒子而具有快速乾燥性。
  42. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該膜至少部分係由於混合有該些活 性粒子而具有氣味吸附性。
  43. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該膜至少部分係由於混合有該些活性粒子而具有隱蔽性。
  44. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該包封步驟和該混合步驟係在單一步驟中進行。
  45. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，更包括從該些經包封的活性粒子去除至少部分的該包封材料。
  46. 如申請專利範圍第45項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該去除步驟包括溶解該包封材料。
  47. 如申請專利範圍第45項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該去除步驟包括蒸發該包封材料。
  48. 如申請專利範圍第45項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該包封材料係使該些活性粒子失活，並且該去除步驟包括重新活化該些活性粒子。
  49. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該基材溶液係選自聚胺基甲酸酯溶液、聚丙烯酸溶液、對苯二甲酸1,3-丙二醇酯溶液及其任何合適的組合所成組群。
  50. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該些活性粒子包括活性碳。
  51. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的 製造方法，其中，該些活性粒子包括沸石。
  52. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該些活性粒子係選自抗細菌粒子、抗病毒粒子、抗微生物粒子、抗真菌粒子及其任何合適的組合所成組群。
  53. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該些活性粒子係選自活性碳、氧化鋁、活性氧化鋁、矽膠、蘇打灰、三水合鋁、小蘇打、肉桂酸對甲氧基-2-乙氧基乙酯、西諾沙酯、氧化鋅、沸石、二氧化鈦、分子過濾器型材料及其任何合適的組合所成組群。
  54. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該些活性粒子構成該膜的0%以上(不含0)，75%以下。
  55. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該些活性粒子構成該膜的30至50%。
  56. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中，該些活性粒子構成該膜的0%以上(不含0)，30%以下。
  57. 如申請專利範圍第38項所述之防水透氣膜的製造方法，其中該包封步驟包括：以一第一可移除的包封材料來包封該些活性粒子；以及以一第二可移除的包封材料來包封該些活性粒 子。
  58. 一種防水組合物，包括：一基材；複數個活性粒子，該些活性粒子係與該基材接觸，其中該些活性粒子可改善該組合物的抗靜電性；及至少一種可移除的包封材料，其係使用可有效地防止該些活性粒子之至少其實質部分在去除該可移除的包封材料之前失活的用量，且其中該可移除的包封材料是可去除，以重新活化該些活性粒子的至少一部分而改善該組合物的抗靜電性。
  59. 如申請專利範圍第58項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子包括活性碳。
  60. 如申請專利範圍第58項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子包括沸石。
  61. 如申請專利範圍第58項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子構成該組合物的30至50%。
  62. 如申請專利範圍第58項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子構成該組合物的0%以上(不含0)，30%以下。
  63. 一種防水組合物，包括：一基材；複數個活性粒子，該些活性粒子係與該基材接觸，其中該些活性粒子可改善該組合物的隱蔽性；及 至少一種可移除的包封材料，其係使用可有效地防止該些活性粒子之至少其實質部分在去除該可移除的包封材料之前失活的用量，且其中該可移除的包封材料是可去除，以重新活化該些活性粒子的至少一部分而改善該組合物的隱蔽性。
  64. 如申請專利範圍第63項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子包括活性碳。
  65. 如申請專利範圍第63項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子包括沸石。
  66. 如申請專利範圍第63項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子構成該組合物的30至50%。
  67. 如申請專利範圍第63項所述之防水組合物，其中，該些活性粒子構成該組合物的0%以上(不含0)，30%以下。
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