TWI507291B - 製造撥油微孔膜之方法 - Google Patents

Description

製造撥油微孔膜之方法

本發明實施例涉及一種織物用的微孔薄膜，尤其涉及織物用的撥油微孔薄膜。

目前，將若干防水透氣(WPB)薄膜貼合至織物以製成外衣用的織物，其通常不僅防水且透氣。該等材料的實施例包括聚四氟乙烯(PTFE)以及聚乙烯(PE)。因為該等WPB薄膜通常具親油性，易於吸收污染物(如油、洗滌劑等)，其反而會損害薄膜的複數微孔。該等污染物的影響為容易使該薄膜更具親水性，從而明顯地降低織物的防水性。

使用撥油(如抗油)化學製品處理該等WPB薄膜。然而，該等WPB薄膜本身抗水且排斥化學製品，很難獲得高水準的撥油性。此外，經由薄膜貼合後的織物將比薄膜更易於吸收並吸收大部分撥油化學製品。使得進一步減少了由該薄膜吸收的撥油化學製品的量，並增加了織物的硬度。

本發明提供了一種織物用微孔薄膜及製備該微孔薄膜的方法。可使用一處理劑處理該微孔薄膜以增強其撥油性。該處理劑可包括一相對高濃度的撥油(抗油)成分以提高該薄膜的抗油性。此外，該處理劑可包括一高濃度潤濕成分，如異丁醇(IBA)及/或異丙醇(IPA)，用以促進該薄膜對抗油成分的吸收及/或抗油成分滲透至該薄膜的複數個微孔。相對於現有方法，高濃度撥油成分及/或潤濕成分可使薄膜對疏油成分有更高的吸收作用。

在一些實施例中，該薄膜可貼合至該織物，使薄膜一側為外露側。在該薄膜貼合至該織物之後，將該處理劑塗佈至該薄膜的外露側。該織物可使薄膜固定，從而幫助處理劑的塗佈。在一些實施例中，該處理劑可通過一密合滾件塗佈至該薄膜的外露側。塗佈該處理劑至薄膜的外露側可防止 及/或降低該織物對該處理劑的吸收。因此，可使用更高濃度的撥油成分及/或潤濕成分。

在其他實施例中，該處理劑可獨立地應用至該薄膜(如在該薄膜貼合至該織物之前)，這樣可防止該處理劑由織物吸收。

該薄膜可透過任何合適的方法如點貼合法貼合至該織物，例如，透過一熱膠點熔接，該薄膜可貼附至該織物，藉以施加熱及壓力以產生貼合。

該薄膜和織物可結合形成一多層防水透氣材料。在一些實施例中，該等附加層可疊加至該薄膜及/或織物。例如，該等多層材料可為2層材料或3層材料。

經由處理劑處理過後，該防水透氣材料可為高度撥油(如具有高抗油性)，該薄膜的撥油性可防止污染，從而保護該薄膜及/或織物的防水性能。該防水透氣材料可適於各種各樣的應用，例如服裝(如外衣、鞋類、手套、帽子等)及/或戶外運動用品(如帳篷、背包、睡袋、皮箱)。

在下述詳細說明中，將參考附圖進行說明，所述附圖構成說明書的一部分，透過所實施的說明實施例顯示。可以理解的是，在不脫離本範圍內可使用其他實施例進行結構或邏輯改變。因此，以下詳細描述不應構成限制，且該等實施例的範圍由所附申請專利範圍及其等效限定。

各種操作可描述為依次進行的多項個別的操作，從而在一定程度上有助於理解實施例；然而，操作順序不應詮釋為該等操作順序為有依附關係的順序。

本說明書可使用視角描述，如上/下，後/前，頂/底。該等說明僅用於幫助討論並不旨在限制本案實施例的應用。

可使用術語“結合”和“連接”及其衍生詞。應理解的是，該等術語不旨在互為同義詞。而是，在特定實施例中，“連接”可用於表示兩個或多個元件彼此直接物理或電性接觸。“結合”可指兩個或多個元件直接物理或電學接觸。然而，“結合”還可指兩個或多個元件彼此不直接接觸，但仍相互配合或相互作用。

為了描述本發明，“A/B”或“A及/或B”形式的用語指的是(A)、(B)或(A和B)等三種情況。為了描述本發明，“至少一A，B和C”形式的用語指的是(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A，B和C)等七種情況。為了描述本發明，“(A)B”形式的用語指的是(B)或(AB)等二種情況，即A為一可選的元件。

本發明可使用術語“實施例”或“多個實施例”，其中“多個實施例”可指一個或多個相同或不同的實施例。此外，關於實施例使用的術語“包含”、“包括”、“具有”等為同義詞。

在各種實施例中，提供了一種織物用微孔薄膜及製備該微孔薄膜的方法。可使用一處理劑處理該微孔薄膜以增強其撥油性。該處理劑可包括一相對高濃度的撥油(抗油)成分以提高該薄膜的抗油性。此外，該處理劑可包括一高濃度潤濕成分，如異丁醇(IBA)及/或異丙醇(IPA)，用以促進該薄膜對抗油成分的吸收及/或抗油成分滲透至該薄膜的複數個微孔。相對於現有方法，高濃度撥油成分及/或潤濕成分可使薄膜對疏油成分有更高的吸收作用。

該處理劑塗佈於薄膜可產生具有高撥油性的薄膜。例如，在美國紡織化學家與染色加協會(American Association of Textile Chemists and Colorists)的測試方法118(AATCC 118)下，此處所述的薄膜的撥油性可提高大約一滿點。在利用AATCC 118所執行的測試中，相對於利用現有技術的5B的撥油性，發現根據本發明描述的方法處理的PE薄膜具有6A的撥油性水準。

在一些實施例中，該薄膜可貼合至該織物，使薄膜一側為外露側。在該薄膜貼合至該織物之後，將該處理劑塗佈至該薄膜的外露側。該織物可使薄膜固定，從而幫助處理劑的塗佈。在一些實施例中，該處理劑可通過一密合滾件塗佈至該薄膜的暴露側。塗佈該處理劑至薄膜的外露側可防止及/或降低該織物對該處理劑的吸收。因此，可使用更高濃度的撥油成分及/或潤濕成分。

在其他實施例中，該處理劑可獨立地應用至該薄膜(如在該薄膜貼合至該織物之前)，這樣可防止該處理劑由織物吸收。

在各種實施例中，該微孔薄膜可為防水透氣(WPB)薄膜(也稱為膜)。例如，在一些實施例中，該WPB薄膜可由聚乙烯(PE)及/或聚四氟乙烯(PTFE)製成。

該薄膜可透過任何合適的方法如點貼合法貼合至該織物，例如，透過一熱膠點熔接，該薄膜可貼附至該織物，藉以施加熱及壓力以產生貼合。

該薄膜和織物可結合形成一多層防水透氣材料。在一些實施例中，該等附加層可疊加至該薄膜及/或織物。例如，該等多層材料可為2層材料或3層材料。

經由處理劑處理過後，該防水透氣材料可為高度撥油(如具有高抗油性)，該薄膜的撥油性可防止污染，從而保護該薄膜及/或織物的防水性能。該防水透氣材料可適於各種各樣的應用，例如服裝(如外衣、鞋類、手套、帽子等)及/或戶外運動用品(如帳篷、背包、睡袋、皮箱)。

該處理劑可包括一些設計用以幫助增強該薄膜抗油及/或抗水性的成分。在一實施例中，該處理劑包括一個或多個抗油成分(如撥油碳氟化合物)、交聯聚合物(如TP-10)、潤濕成分(如IBA及/或IPA)及/或水。相對於習知處理化合物，處理劑中抗油成分及/或潤濕成分的濃度可大幅增加。例如，習知處理化合物包括10%抗油成分以及1%至2%的潤濕劑。本發明描述的處理劑可包括25%或更高(如在一些實施例中30%或更高)濃度的抗油成分，及/或20%或更高濃度的潤濕劑。交聯聚合物的濃度可與習知處理劑所使用的濃度相似，以及水的濃度可降低。

因為該薄膜被處理時，而未使織物明顯接觸處理劑(如透過只處理該薄膜的外露側及/或在貼合至織物之前處理該薄膜)，從而讓使用較高濃度的抗油成分及/或潤濕成變成可能。該薄膜的吸收性明顯比織物低。在紡織廠通常避免高濃度抗油成分及/或潤濕成分，因為其可使該織物吸收過多的化學製品，從而產生因為可燃性增加而導致的起火危險。此外，如果該織物接觸高濃度的抗油成分及/或潤濕成分，該織物可能會變硬。

因此，使用處理劑處理該薄膜而不使該織物接觸處理劑(例如僅將處理劑塗佈至薄膜的外露側及/或將織物與薄膜分離處理)可允許使用較高濃度的抗油成分及/或潤濕成分。較高濃度的抗油成分及/或潤濕成分可使薄膜 吸收更多的疏油成分，從而賦予經由處理劑處理的織物有更好的疏油性。例如，根據AATCC 118油滴測試，該抗油性可提高大約一滿點。

在一非限制的實例中，抗油成分的濃度以處理劑的重量百分比及/或體積百分比測量，可高於或等於25%，如高於或等於30%。由於該薄膜的抗水性，該潤濕成分具有足夠高的濃度以確保透過運載碳氟化合物的水滲透至薄膜的該等微孔。假使低於大約20%，不足量的潤濕成分將無法獲得適當的滲透作用。在一些實施例中，潤濕成分的濃度以重量百分比及/或體積百分比測量，可大於或等於約20%，如大約25%。在一實施例中，潤濕成分的濃度可大於或等於30%，如大約35%。

在一實施例中，該處理劑的成分式子如下：

可使用任何適宜的抗油成分、交聯聚合物及潤濕成分。例如，合適的抗油成分可包括AG-E060，其為旭硝子公司(AsahiGuard)製造的氟化疏油化合物、旭硝子公司(AsahiGuard)的E082以及/或大金工業株式會社(Daikin)的Unidyne TG5543及/或TG-5541。該交聯聚合物包括旭硝子公司(AsahiGuard)製造的TP-10、Meisei Chemical公司的Meikanate ST及/或Farsmat公司的Faragent CL324。

該潤濕成分可為例如IBA及/或IPA。在一些實施例中，IBA較佳用作潤濕成分，因為IBA比IPA更穩定，由於IBA具有108攝氏度的較高沸點(相對於IPA的82.4攝氏度)。較高的沸點使得IBA蒸發緩慢，從而可有助於保持滴定。另外，IPA比IBA具有較大易燃的危險性。

參見第1圖，提供了一種製備處理劑及塗佈該處理劑至織物的方法。在一些實施例中，在具有至少兩個混合操作過程中製備該處理劑。在第一混合步驟102中，結合並混合水及交聯聚合物。然後，在第二混合步驟104中，將抗油成分及潤濕成分與經由第一混合步驟102混合後的溶液混合以產生處理劑。在一些實施例中，該潤濕成分可在第一混合步驟102及/或另一混合步驟中混合。在一些實施例中，在正常室溫下執行該第一混合步驟102及/或第二混合步驟104。

已發現在添加抗油成分之前混合交聯聚合物和水可減小及/或消除經由交聯聚合物隨著時間推移所引發處理劑部分的固化。例如，在一些環境下，該交聯聚合物的活性劑可自身結合，從而改變溶液的滴定並產生抗油化學製品簇。在第二混合步驟104中混合抗油成分之前，在第一混合步驟102中混合交聯聚合物及水可防止/降低其凝固作用，當處理大量薄膜(如大於500碼)時尤其有用。如果該處理劑以不同於上述順序之順序混合，則隨著時間推移該交聯聚合物將引發處理劑部分固化。凝固物可能附著在塗佈滾件上，並且可能破壞及/或干擾處理劑塗佈至薄膜。

在其他實施例中，藉由同時混合所有成分，該處理劑可在單一操作步驟中製備。

在塗佈步驟106中，製備該處理劑之後，該處理劑可塗佈至微孔薄膜，例如聚乙烯薄膜。利用滾件如密合滾件及/或另一塗佈裝置如可噴灑塗佈裝置，可將該劑塗佈至該薄膜的一面或兩面。

然後，於固化步驟108，將處理過後的薄膜乾燥及/或固化。在一些實施例中，將該處理後的薄膜置於烘箱中於固化溫度下固化。在與織物分開處理薄膜(如在薄膜貼合至織物之前)的實施例中，該固化溫度可為大約55攝氏度(55℃)至大約65℃，如大約60℃。固化溫度明顯高於60℃或65℃將導致薄膜大幅收縮。

在塗佈處理劑之前，將薄膜貼合至織物的實施例中，在大約95℃至大約105℃，如100℃的固化溫度下固化該處理的薄膜。在一些實施例中，該處理後的薄膜可固化大約一至兩分鐘。在固化前將薄膜貼合至織物可防止薄膜大幅收縮。

在一些實施例中，藉由自動處理設備執行該處理劑的塗佈步驟106及固化步驟108。該處理設備包括一個或多個用於塗佈該處理劑的滾件，並經由輸送帶或其他裝置傳輸該處理過後的薄膜至及/或通過用於乾燥及固化的乾燥箱/烘箱。

在一些實施例中，該處理劑的塗佈步驟106及/或固化步驟108可重複一次或多次。例如，該處理劑可塗佈並固化至該薄膜兩次。重複該塗佈步驟106及/或固化步驟108可提高該薄膜的抗油性。

第2圖圖示說明了密合滾件200，適合用於塗佈符合各種實施例所描述的處理劑202。處理劑202可置於槽204中。在一些實施例中，透過上述一個或多個混合操作，在該槽中製備該處理劑。在其他實施例中，可先製備處理劑202，然後將其置於槽204中。

第一滾件206可部分浸入處理劑202中。在一些實施例中，第一滾件206可為凹版印刷滾件。第一滾件206可包括墊子，如由吸收材料組成，可用以吸收處理劑202。薄膜208可置於第一滾件206的上面。在一些實施例中，薄膜208可先貼合至織物210。在其他實施例中，薄膜208獨立地通過密合滾件200(如在結合至織物210之前)。第一滾件206可旋轉，從而使處理劑202接觸薄膜208的外露側212。在一些實施例中，密合滾件200可包括第二滾件214以幫助處理劑202塗佈至薄膜208。

處理劑202可包括高濃度的抗油化合物及/或潤濕成分以促進薄膜208對抗油化合物的吸收。在一些實施例中，密合滾件200可將處理劑202塗佈至薄膜208的外露側212而使得少量或無處理劑202滲透至織物210。因此，可達到製備具有高撥油性的薄膜208而不使織物210變硬的效果。在一實施例中，薄膜208可具有大約6A的撥油性。

在一些實施例中，可對薄膜208及/或織物210執行額外的處理步驟，例如，可對薄膜208及/或織物210進行耐久抗水(DWR)處理。在一些實施例中，該DWR處理可結合至處理劑202的塗佈。該DWR處理可包括大約8%濃度的DWR化學製品以及大約1%濃度的交聯劑。在一些實施例中，該DWR化學製品可結合此次描述的處理劑。或者，該DWR處理可與抗油處理劑分離處理。該DWR處理可藉由任何合適的裝置處理，例如使薄膜 208及/或織物210通過墊子及/或槽，再利用一個或多個夾持滾件、密合滾件系統、及/或噴灑塗佈裝置。

在各種實施例中，薄膜208和織物210可結合形成多層防水透氣材料。在一些實施例中，該防水透氣材料可為2層或3層材料，藉由任何適合的方法如點貼合法，將該薄膜貼附至該織物。例如，該薄膜可藉由一熱黏膠熔接合法貼附至該織物，藉此施加熱及壓力以產生貼合。

由於使用處理劑處理，該防水透氣材料可為高度撥油(如具有高抗油性)。薄膜208的撥油性可防止污染，從而保護薄膜208及/或織物210的防水性能。該防水透氣材料可適於各種各樣的應用，例如服裝(如外衣、鞋類、手套、帽子等)及/或戶外運動用品(如帳篷、背包、睡袋、皮箱)。

儘管本發明已說明並描述了一些實施例，熟悉本領域的技術人員理解的是，在不脫離範圍的情況下，各種變更及/或同等的實施例或實施以實現相同目的可替代上述所顯示及描述的實施例。熟悉本領域的技術人員應理解的是實施例可以各種方式實施。該申請旨在覆蓋本發明討論的實施例的任何修飾和變更。因此，顯而易見的是僅通過申請專利範圍及同等的實施例用以限制該等實施例。

本申請案主張在2012年1月27日提交的美國臨時專利申請第61/591,728號，發明名稱為“Apparatus and Method for Oil Repellent Micro-Porous Film”以及在2011年7月21日提交的美國臨時專利申請第61/510,428號，發明名稱為“Oil Repellent Finishing of Micro-Porous Film”的優先權，透過引用將其全部範圍結合到本發明。

102‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

200‧‧‧密合滾件

202‧‧‧處理劑

204‧‧‧槽

206‧‧‧第一滾件

208‧‧‧薄膜

210‧‧‧織物

212‧‧‧外露側

214‧‧‧第二滾件

第1圖為依據各種實施例製備撥油處理劑及塗佈該處理劑至微孔薄膜的方法；以及第2圖為依據各種實施例用於塗佈撥油處理劑至微孔薄膜的密合滾件。

102‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

Claims (16)

1. 一種方法，包含：塗佈一處理劑至一微孔薄膜，該處理劑具有至少25%濃度的抗油成分，並具有至少30%濃度的潤濕成分；以及貼合該微孔薄膜至一織物以形成一防水透氣織物。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含先混合該潤濕成分、水及一交聯聚合物，然後與該抗油成分混合，以製備該處理劑。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該潤濕組分包含異丙醇。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該潤濕組分包含異丁醇。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含固化該處理過後的薄膜。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之方法，進一步包含反覆塗佈該處理劑至該薄膜以及固化該經處理劑處理過後的薄膜。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中在該微孔薄膜貼合至該織物之前，將該處理劑塗佈至該微孔薄膜。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中在該微孔薄膜貼合至該織物之後，將該處理劑塗佈至該微孔薄膜包括將該處理劑塗佈至該微孔薄膜的一外露側，而不將該處理劑塗佈至該織物的一外露側。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中藉由一密合滾件將該處理劑塗佈至該薄膜。
10. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該微孔薄膜包含一防水透氣的微孔薄膜。
11. 一種方法，包含：貼合一微孔薄膜至一織物，該薄膜具有一外露側；以及塗佈一處理劑至該薄膜的該外露側而不將該處理劑塗佈至該織物的一外露側，該處理劑具有至少25%濃度的抗油成分及至少20%濃度的潤濕成分。
12. 依據申請專利範圍第11項所述之方法，其中該處理劑藉由一密合滾件塗佈至該薄膜。
13. 依據申請專利範圍第11項所述之方法，進一步包含先混合水和一交聯聚合物，然後與該抗油成分混合，以製備該處理劑。
14. 依據申請專利範圍第11項所述之方法，其中該潤濕成分包含異丁醇。
15. 依據申請專利範圍第11項所述之方法，其中該抗油成分的濃度大約為30%，以及該潤濕成分的濃度大約為21%。
16. 依據申請專利範圍第11項所述之方法，其中該薄膜包含聚乙烯。