TWI483975B - 多層布與其形成方法 - Google Patents

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Description

多層布與其形成方法
本發明係關於含有透氣防水薄膜的多層布，更特別關於其形成方法。
聚四氟乙烯(PTFE)是氟取代聚乙烯(PE)中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸、抗鹼、與抗各種有機溶劑的特點，且幾乎不溶於所有的溶劑。同時，PTFE具有耐高溫的特點，它的摩擦係數極低，所以可作潤滑作用，亦為不沾鍋和水管內層的理想塗料。在布料應用上，聚四氟乙烯具有防水透氣性。一般而言，若要讓PTFE膜附著於布料上，通常需採用點膠或面膠等方式黏著PTFE膜與布料。若點膠的密度過低，易讓PTFE膜自布料上脫落。若點膠的密度過高(或採用面膠)，則會影響PTFE膜的透氣度。此外，在形成膠狀物於PTFE膜上後，均需在短時間內加工以避免膠狀物硬化而失去黏著特性。換言之，PTFE層與膠狀物在加工前是分開存放，在加工時才結合在一起。如此一來，即使採用相同的PTFE膜與膠狀物，也可能因加工參數的差異，而無法確保每次加工形成的PTFE膜/膠/布料具有一致的品質。
綜上所述，目前亟需新的方式黏合PTFE膜與布料。
本發明一實施例提供一種多層布的形成方法，包括：混合聚四氟乙烯粉末、乙烯單體、煤油、與Ziegler-Natta催化劑形成黏稠的混合物；以三道滾輪壓合混合物後形成薄膜；加熱薄膜的表面，使乙烯單體在Ziegler-Natta催化劑的作用下發生聚合反應形成多個鏈狀的聚乙烯，且鏈狀的聚乙烯之主鏈與聚四氟乙烯互相嵌置，其中鏈狀的聚乙烯之末端突出於薄膜的表面並聚集成塊；施加不規則的局部光源能量至薄膜的表面，以碎裂所述的聚集成塊的聚乙烯的末端；加熱碎裂後的聚乙烯末端，使其熔融成膠後熱壓合至布料。
本發明另一實施例提供一種多層布，包括：透氣防水薄膜，包括：膜狀的聚四氟乙烯；以及多個鏈狀的聚乙烯，其中鏈狀的聚乙烯的主鏈嵌置于膜狀的聚四氟乙烯中，且鏈狀的聚乙烯的末端露出膜狀的聚四氟乙烯的表面且未聚集成塊，以及布料，其中布料與透氣防水薄膜之間以鏈狀的聚乙烯的末端黏合。
10‧‧‧薄膜
11‧‧‧鏈狀的聚乙烯
11A‧‧‧鏈狀的聚乙烯的末端聚集成塊
11B‧‧‧鏈狀的聚乙烯的主鏈
11C‧‧‧鏈狀的聚乙烯的末端
13‧‧‧膜狀的PTFE
15‧‧‧熱風
17‧‧‧滾筒
19、19’‧‧‧布料
21‧‧‧能量
100‧‧‧透氣防水薄膜
第1、2、4、及5圖係本發明一實施例中，形成透氣防水薄膜的製程剖視圖。
第3圖係對應第2圖的上視圖。
第6圖係對應第5圖的上視圖。
第7至9圖係本發明一實施例中，形成透氣防水薄膜的製程剖視圖。
第10至11圖係本發明一實施例中，形成多層布的剖視圖。
如第1圖所示，本發明一實施例將PTFE(聚四氟乙烯)粉末、乙烯單體、煤油、及Ziegler-Natta催化劑混合後形成黏稠的混合物，再經由三道滾輪將混合物壓合成薄膜10。。在本發明一實施例中，Ziegler-Natta催化劑的主催化劑為TiCl4 ，副催化劑為三乙基鋁。
接著如第2圖所示，加熱薄膜10的上表面，使薄膜10中殘留的煤油朝薄膜10的上表面移動，連帶使乙烯單體朝薄膜的上表面移動。在加熱過程中，混摻在PTFE粉末中的乙烯單體將在Ziegler-Natta催化劑的作用下進行原位聚合反應，形成鏈狀的聚乙烯11於膜狀的PTFE 13中。由於煤油帶動乙烯單體朝薄膜上表面移動，而導致鏈狀的聚乙烯11的末端與膜狀的PTFE 13產生固相分離。鏈狀的聚乙烯11的末端將會露出膜狀的PTFE 13的表面並聚集成塊11A，而鏈狀的聚乙烯11的主鏈11B將會嵌入膜狀的PTFE 13中。第3圖是第2圖結構的上視圖。由第3圖可知，在膜狀的PTFE 13表面上，鏈狀的聚乙烯末端聚集成塊11A呈不規則排列。上述加熱薄膜10使聚乙烯11的末端與膜狀的PTFE 13固相分離的溫度，約介於125℃至140℃之間。若加熱的溫度過低，則無法使聚乙烯的末端與PTFE產生相分離。若加熱的溫度過高，則鏈狀的聚乙烯末端聚集成塊11A的程度過大。
接著如第4圖所示，施加不規則(比如不定點不定時)的局部光源能量21於膜狀的PTFE 13的上表面上。此時膜狀的PTFE 13的上表面上的鏈狀的聚乙烯末端聚集成塊11A，將被不規則的局部光源能量21碎裂而形成聚乙烯的末端11C，如第5圖所 示。值得注意的是，若施加光源能量至膜狀的PTFE 13的所有的表面上，則可能裂解所有鏈狀的聚乙烯11的末端11C。這將使鏈狀的聚乙烯無法露出膜狀的PTFE 13的上表面。另一方面，若不施加不規則的局部光源能量21於膜狀的PTFE 13的上表面上，鏈狀的聚乙烯末端聚集成塊11A將會使膜狀的PTFE 13失去透氣特性。
第6圖是第5圖結構的上視圖。由第6圖可知，在膜狀的PTFE 13之表面上，鏈狀的聚乙烯的末端11C呈不規則排列。防水透氣薄膜100中的聚乙烯與PTFE可長久共存，不會像聚乙烯/PTFE的雙層結構在短時間存放後產生分層(delaminate)的問題。
雖然在上述實施例中，鏈狀的聚乙烯的末端11C僅出現於膜狀的PTFE 13的上表面，但亦可出現於膜狀的PTFE 13的下表面。如第7圖所示，加熱薄膜10的上下表面，使乙烯單體朝薄膜10的上下表面移動。同時薄膜10中的Ziegler-Natta催化劑與乙烯單體將進行原位聚合反應，形成鏈狀的聚乙烯11。鏈狀的聚乙烯11的末端與膜狀的PTFE 13相分離。鏈狀的聚乙烯11的末端將會露出膜狀的PTFE 13的表面並聚集成塊11A，而鏈狀的聚乙烯11的主鏈11B將會嵌入膜狀的PTFE 13中。
接著如第8圖所示，施加不規則(比如不定點不定時)的局部光源能量21於膜狀的PTFE 13的上表面與下表面上。此時膜狀的聚四氟乙烯13的上表面與下表面上鏈狀的聚乙烯末端聚集成塊11A，將被不規則的局部能量21碎裂而形成聚乙烯末端11C，如第9圖所示，形成表面熱融膠特性。
接著如第10圖所示，施加熱風15至第5圖之透氣的防 水薄膜100其上表面，使聚乙烯末端11C熔融成膠。在一實施例中，熱風15的溫度介於480℃至590℃之間，而施加熱風15的時間介於1~2秒之間。若熱風15的溫度過高及/或施加熱風15的時間過長，則貼合布手感會變硬。若熱風15的溫度過低及/或施加熱風15的時間過短，則無法使聚乙烯末端11C熔融成膠。在本發明其他實施例中，可採用其他方式取代熱風15，比如微波等加熱方式。接著以雙重滾筒17將布料19與施加熱風15後之透氣的防水薄膜100熱壓合形成雙層布。在本發明一實施例中，滾筒17的溫度介於110℃至180℃之間，滾筒17之間的間距介於0.02mm至0.04mm之間，而滾筒17轉速介於6m/s至8m/s之間。若滾筒17的溫度過高、間距過小、及/或轉速過慢，則可能產生手感過硬等問題。若滾筒17的溫度過低、間距過大、及/或轉速過快，則可能產生貼不牢的問題。在本發明一實施例中，布料19包括針織布、短纖梭織布、或長纖平織布。舉例來說，熱壓合後的雙層布可為短纖梭織布/PTFE膜、針織布/PTFE膜、或長纖平織布/PTFE膜，且布料19與PTFE膜之間以熔融成膠的聚乙烯末端11C黏合。
如第11圖所示，施加熱風15至第9圖之透氣的防水薄膜100其上表面與下表面，使聚乙烯末端11C熔融成膠。在一實施例中，熱風15的溫度介於480℃至590℃之間，而施加熱風15的時間介於1~2秒之間。若熱風15的溫度過高及/或施加熱風15的時間過長，則貼合布手感會變硬。若熱風15的溫度過低及/或施加熱風15的時間過短，則無法使聚乙烯末端11C熔融成膠。在本發明其他實施例中，可採用其他方式取代熱風15，比如微波等加熱方式。接著以雙重滾筒17將布料19、施加熱風15後之透氣的防水薄膜 100、與布料19’熱壓合成三層布料。在本發明一實施例中，滾筒17的溫度介於110℃至180℃之間，滾筒17之間的間距介於0.02mm至0.04mm之間，而滾筒17轉速介於6m/s至8m/s之間。若滾筒17的溫度過高、間距過小、及/或轉速過慢，則可能產生手感過硬等問題。若滾筒17的溫度過低、間距過大、及/或轉速過快，則可能產生貼不牢的問題。在本發明一實施例中，布料19與19’各自包括針織布、短纖梭織布、或長纖平織布。舉例來說，熱壓合後的三層布可為短纖梭織布/PTFE膜/針織布、針織布/PTFE膜/針織布、長纖平織布/PTFE膜/針織布、或其他三層布，且布料19(及19’)與PTFE膜之間以熔融成膠的聚乙烯末端11C黏合。
15‧‧‧熱風
17‧‧‧滾筒
19、19’‧‧‧布料
100‧‧‧透氣防水薄膜

Claims (8)

  1. 一種多層布，包括：一透氣防水薄膜，包括：一膜狀的聚四氟乙烯；以及多個鏈狀的聚乙烯，其中該些鏈狀的聚乙烯的主鏈嵌置于該膜狀的聚四氟乙烯中，且該些鏈狀的聚乙烯的末端露出該膜狀的聚四氟乙烯的表面且未聚集成塊，以及一布料，其中該布料與該透氣防水薄膜之間以該些鏈狀的聚乙烯的末端黏合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多層布，其中該布料包括針織布、短纖梭織布、或長纖平織布。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多層布，其中位於該膜狀的聚四氟乙烯的表面上的該些鏈狀的聚乙烯末端呈不規則排列。
  4. 一種多層布的形成方法，包括：混合聚四氟乙烯粉末、乙烯單體、煤油、與Ziegler-Natta催化劑形成一黏稠的混合物；以三道滾輪壓合該混合物後形成一薄膜；加熱該薄膜的一表面，使乙烯單體在Ziegler-Natta催化劑的作用下發生聚合反應形成多個鏈狀的聚乙烯，且該些鏈狀的聚乙烯之主鏈與聚四氟乙烯互相嵌置，其中該些鏈狀的聚乙烯之末端突出於該薄膜的該表面並聚集成塊；施加不規則的局部光源能量至該薄膜的該表面，以碎裂 所述的聚集成塊的該些聚乙烯的末端；加熱碎裂後的聚乙烯末端，使其熔融成膠後熱壓合至一布料。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之多層布的形成方法，其中加熱該薄膜的上表面的温度介於125℃至140℃之間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之多層布的形成方法，其中加熱碎裂後的聚乙烯末端之溫度介於480℃至590℃之間。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之多層布的形成方法，其中該布料包括針織布、短纖梭織布、或長纖平織布。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之多層布的形成方法，其中位於該膜狀的聚四氟乙烯的表面上的碎裂後的聚乙烯末端呈不規則排列。
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