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熱熔膠膜及其製造方法暨應用

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TWI537450B

Taiwan

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Inventor
許喬智
郭儒謙

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2014 TW

Application TW103146097A events
2016-06-11
Application granted

Description

熱熔膠膜及其製造方法暨應用
本發明是有關於一種熱熔膠膜及其製造方法暨應用,且特別是有關於一種具有良好彈性回復率及耐水壓之熱熔膠膜及其製造方法暨應用。
由於對生活品質之重視,人們常於假日至戶外進行休閒運動。為了預防戶外臨時下雨,或著因淋雨造成身體不適,而使得遊玩的興致減低,人們常穿著具有防水機能的織物,以有效解決前述之困境。
習知具有防水機能之織物一般係將防水膜貼覆於基布之間的縫合處,以形成防水複合織物,而達到防水之功效。然而,習知之防水膜存在以下缺點。首先,隨著自然環境之變遷,超大豪雨或大豪雨之發生係越來越頻繁,而使得習知之防水膜難以抵擋較大之水壓。
其次,當使用者穿著防水複合織物伸展肢體時,伸展所產生之應力則會造成防水膜拉伸。由於防水膜之彈性回復率較差,而易使得基布產生皺褶而外觀不佳。
一般為了解決前述防水複合織物的縫線滲水之缺陷,業者利用黏合膜黏合基布,藉此取代縫線縫合。惟一般所使用之黏合膜的彈性回復率與耐水壓特性皆不佳,具有黏合膜之防水複合織物仍無法滿足防水之需求,且當具有黏合膜之防水複合織物伸展後,因黏合膜之彈性回復率不佳,使得基布之外觀仍易產生皺褶。
有鑑於此,亟須提供一種熱熔膠膜及其製造方法暨應用,以改進習知熱熔膠膜及其製造方法暨應用之上述缺陷。
因此,本發明之一目的是在提供一種熱熔膠膜之製造方法,此熱熔膠膜之製造方法係利用混練裝置混合包含聚酯樹脂及馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚合物的組成物,以製得熱熔膠膜。
本發明之另一目的是在提供一種熱熔膠膜,其係利用前述之方法製得。
本發明之又一目的是在提供一種防水複合織品之製造方法,其係藉由熱壓步驟及熱熔膠膜黏合基布,以製得防水複合織品。
本發明之再一目的是在提供一種防水複合織品,其係利用前述之方法製得。
根據本發明之一態樣,提出一種熱熔膠膜之製造方法。此方法係先提供組成物,並對此組成物進行混練步 驟,以形成熔融物,其中混練步驟之混練溫度係150℃至170℃。然後,對熔融物進行押出步驟,即可製得熱熔膠膜,且此熱熔膠膜係一單層膜。
前述之組成物包含聚酯樹脂及馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物。
於160℃時,前述聚酯樹脂之熔融黏度為50帕斯卡‧秒(Pa‧s)至600Pa‧s。
前述之苯乙烯系共聚物係由軟鏈段共聚物及硬鏈段聚合物共聚合而成。基於馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之含量為100重量百分比,馬來酸酐之含量為1重量百分比至2重量百分比,且硬鏈段基團之含量為15重量百分比至40重量百分比。
基於前述組成物之使用量為100重量百分比,聚酯樹脂之使用量為55重量百分比至70重量百分比,且馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物的使用量為30重量百分比至45重量百分比。
依據本發明之一實施例,前述之聚酯樹脂係熱塑性聚酯樹脂,且熱塑性聚酯樹脂可包含但不限於共聚酯聚合物、聚醚聚酯聚合物、聚醯胺聚酯聚合物或上述材料之任意組合。
依據本發明之另一實施例,前述聚酯樹脂之分子量為5000g/mole至20000g/mole。
依據本發明之又一實施例,前述苯乙烯系共聚物係由苯乙烯、乙烯及丁烯嵌段共聚合而成,前述軟鏈段共 聚物係由乙烯及丁烯嵌段共聚合而成,且苯乙烯系共聚物之二末端基團可分別為硬鏈段聚合物。
依據本發明之再一實施例,基於前述組成物之使用量為100重量百分比,聚酯樹脂之使用量為55重量百分比至65重量百分比,馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物的使用量為35重量百分比至45重量百分比,且熱熔膠膜之彈性回復率不低於90%。
依據本發明之又另一實施例,於150℃時,前述組成物之熔融黏度為68Pa‧s至250Pa‧s。
根據本發明之另一態樣,提出一種熱熔膠膜。此熱熔膠膜係利用前述之製造方法製得,其中熱熔膠膜具有不低於90%之彈性回復率。
根據本發明之又一態樣,提出一種防水複合織品之製造方法。此方法係先提供如前所述之熱熔膠膜,並將此熱熔膠膜設置於二基布間。其中,此些基布之一者具有第一貼合區域,另一者具有第二貼合區域,且熱熔膠膜分別對準第一貼合區域及第二貼合區域。
然後,對第一貼合區域及第二貼合區域進行熱壓步驟,使前述之熱熔膠膜黏合基布,以形成防水複合織品,其中熱壓步驟之熱壓溫度為140℃至160℃。
所製得之熱熔膠膜具有不低於1200gf/2.5cm之剝離強度,不低於13500mmH2O之耐水壓及不低於90%之彈性回復率。
依據本發明之一實施例,前述基布之材料可包 含但不限於聚酯纖維、尼龍、彈性纖維或上述材料之任意混合。
依據本發明之另一實施例,前述之基布可包含但不限於梭織布、平織布或上述材料之任意混合。
根據本發明之再一態樣,提出一種防水複合織品。此防水複合織品係利用前述之方法製得,且防水複合織品之熱熔膠膜具有不低於1200gf/2.5cm之剝離強度,不低於13500mmH2O之耐水壓及不低於90%之彈性回復率。
應用本發明熱熔膠膜及其製造方法暨應用,其係利用混練裝置混合聚酯樹脂及馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物,以製得同時具有熱壓黏合及良好機械性質等之特性的熱熔膠膜,而不須縫線即可黏合基布,進而製得防水複合織品。
100‧‧‧方法
110、120、130、140‧‧‧步驟
200‧‧‧方法
210、220、230、240‧‧‧步驟
301‧‧‧基布
301a‧‧‧第一貼合區域
302‧‧‧基布
302a‧‧‧第二貼合區域
303‧‧‧熱熔膠膜
〔圖1〕係繪示依照本發明之一實施例之熱熔膠膜的製造方法。
〔圖2〕係繪示依照本發明之一實施例之防水複合織品的製造方法。
〔圖3〕係繪示依照本發明之一實施例進行對準步驟時,熱熔膠膜及二基布的側視圖。
以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應用的發明概念,其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明,並非用以限定本發明之範圍。
請參照圖1,其係繪示依照本發明之一實施例之熱熔膠膜的製造方法。在此實施例中,方法100係先提供組成物,並對此組成物進行混練步驟,以形成熔融物,如步驟110及120所示。其中,此組成物包含聚酯樹脂及馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物。
於160℃時,前述聚酯樹脂之熔融黏度為50帕斯卡‧秒(Pa‧s)至600Pa‧s。在一實施例中,聚酯樹脂之分子量可為5000g/mole至20000g/mole。
前述之聚酯樹脂可為熱塑性聚酯樹脂,且此熱塑性聚酯樹脂可包含但不限於共聚酯聚合物、聚醚聚酯聚合物、聚醯胺聚酯聚合物、此些材料之任意混合或其他適當之聚酯樹脂。
前述之苯乙烯系共聚物係由軟鏈段共聚物及硬鏈段聚合物共聚合而成。在一實施例中,苯乙烯系共聚物係由苯乙烯、乙烯及丁烯嵌段共聚合而成。其中,軟鏈段共聚物係由乙烯及丁烯嵌段共聚合而成,硬鏈段聚合物係由苯乙烯聚合而成,且苯乙烯系共聚物之二末端基團分別可為硬鏈段聚合物。
前述之硬鏈段聚合物可改良熱熔膠膜之機械性質,而提升熱熔膠膜之耐水壓及成膜性;且前述之軟鏈段共 聚物可改良熱熔膠膜之彈性係數,而增進熱熔膠膜之彈性回復率。
於馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物中,馬來酸酐係藉由共價鍵鍵結於苯乙烯系共聚物之軟鏈段共聚物上。
其次,馬來酸酐基團可與前述聚酯樹脂之鏈段中的羰基(carbonyl)之氧原子或末端基之-OH的氧原子產生分子間之作用力,而使得聚酯樹脂及馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物產生鍵結,進而提升熱熔膠膜之功效。
基於馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之含量為100重量百分比,馬來酸酐之含量為1重量百分比至2重量百分比,且硬鏈段聚合物之含量為15重量百分比至40重量百分比。
倘若馬來酸酐之含量小於1重量百分比時,聚酯樹脂不易與苯乙烯系共聚物鍵結,而使得兩者仍為獨立未產生鍵結之化合物,進而降低組成物之成膜性,因此難以製得熱熔膠膜。若馬來酸酐之含量大於2重量百分比時,過多之馬來酸酐並不會更進一步提升所製得之熱熔膠膜的效能,而徒增熱熔膠膜之製造成本。
.倘若前述硬鏈段聚合物之含量小於15重量百分比時,過少之硬鏈段聚合物會降低組成物之機械性質,而降低所製得之熱熔膠膜的效能。若硬鏈段聚合物之含量大於40重量百分比時,軟鏈段共聚物之含量相對減少,而減少馬來酸酐可鍵結之位置,進而降低苯乙烯系共聚物之馬來酸酐含量,因此降低組成物之成膜性。
在一實施例中,於150℃時,前述組成物之熔融黏度可為68Pa‧s至250Pa‧s。
若前述組成物之熔融黏度小於68Pa‧s時,所製得之組成物的流動性過高,則組成物之成膜性降低。若熔融黏度大於250Pa‧s時,則組成物之熔融黏度過高,造成接續進行之混練步驟的混練溫度須相對提高才可能使得組成物具有適當的熔融黏度,進而造成製造成本的增加。
基於組成物之使用量為100重量百分比,前述聚酯樹脂之使用量為55重量百分比至70重量百分比,馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之使用量為30重量百分比至45重量百分比。
若聚酯樹脂之使用量小於55重量百分比(即馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之使用量大於45重量百分比)時,過少之聚酯樹脂及過多之苯乙烯系共聚物會降低組成物之接著性質,而降低所製得之熱熔膠膜的剝離強度。
倘若聚酯樹脂之使用量大於70重量百分比(即馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之使用量小於30重量百分比)時,過多之聚酯樹脂及過少之苯乙烯系共聚物會降低組成物之機械性質,而降低所製得之熱熔膠膜的彈性回復率、耐水壓及成膜性等之功效。
此外,當馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物的含量減少時,馬來酸酐之含量亦相對減少,而降低聚酯樹脂與馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之間的鍵結,進而使得兩者仍為獨立未產生鍵結之化合物,因此難以製得熱熔膠膜。
在另一實施例中,基於組成物之使用量為100重量百分比,前述聚酯樹脂之使用量為55重量百分比至65重量百分比,馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之使用量為35重量百分比至45重量百分比。在此實施例中,熱熔膠膜之彈性回復率不低於90%。
當進行前述之混練步驟時,混練步驟之混練溫度為150℃至170℃,以獲得較佳之成膜性。
在一實施例中,混練步驟可藉由雙螺桿混練機進行,或其他可混練組成物之設備來進行,以使組成物可熔融並藉由押出步驟製得熱熔膠膜。
若前述之混練溫度小於150℃時,前述之組成物無法完全熔融,而無法押出製得熱熔膠膜。倘若混練溫度大於170℃時,雖然組成物可完全熔融,但其熔融黏度過低,而降低組成物之成膜性,進而無法製得熱熔膠膜。
請繼續參照圖1,進行步驟120後,對前述之熔融物進行押出步驟,以製得熱熔膠膜,如步驟130及140所示。所製得之熱熔膠膜係一單層膜。
在一具體例中,藉由前述之方法所製得之熱熔膠膜具有不低於90%之彈性回復率。
請參照圖1及圖2,其中圖2係繪示依照本發明之一實施例之防水複合織品的製造方法。在此實施例中,方法200係先提供前述方法100所製得之熱熔膠膜,如步驟210所示。
請參照圖2及圖3,其中圖3係繪示依照本發明 之一實施例進行對準步驟時,熱熔膠膜及二基布的側視圖。接著,進行對準步驟,如步驟220所示。在對準步驟中,將熱熔膠膜303設置於基布301及302之間,其中基布301具有第一貼合區域301a,基布302具有第二貼合區域302a,且熱熔膠膜303分別對準第一貼合區域301a及第二貼合區域302a。
在一實施例中,前述基布可包含但不限於梭織布、針織布、上述種類之任意混合或其他適當之基布種類。
其次,基布之材料可包含但不限於聚酯纖維、尼龍、彈性纖維、上述材料之任意混合或其他適當之基布材料。
請繼續參照圖2及圖3,進行步驟220後,對前述之第一貼合區域301a及第二貼合區域302a進行熱壓步驟,以製得防水複合織品,如步驟230及240所示。其中,熱壓步驟之熱壓溫度可為140℃至160℃。
若熱壓溫度小於140℃時,前述之組成物無法完全熔融,而降低組成物之黏合特性,進而無法製得防水複合織品。若熱壓溫度大於160℃時,前述之基布由於高溫的影響,基布之外觀會產生皺褶,而使所製得防水複合織品之外表不美觀。
在一具體例中,前述方法所製得防水複合織品中之熱熔膠膜具有不低於1200gf/2.5cm之剝離強度、不低於13500mmH2O之耐水壓及不低於90%之彈性回復率。
以下利用實施例以說明本發明之應用,然其並 非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。
製備防水複合織品
以下係根據第1表製備實施例1至實施例4及比較例1至比較例4之防水複合織品。
實施例1
首先,將55重量百分比之聚酯樹脂及45重量百分比之馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物(其中馬來酸酐之含量為0.68重量百分比,且硬鏈段基團之含量為9重量百分比)加至雙螺桿混練機中。然後,將混練機之第一段溫度設定為168℃,第二段溫度設定為158℃,第三段溫度設定為155℃,並進行混練。
接著,以3cc/rpm之螺桿吐出量進行押出步驟,以製得實施例1之熱熔膠膜,且其厚度為125μm。
將前述製得之熱熔膠膜設置於二聚酯基布間,並以145℃之熱壓溫度進行前述之熱壓步驟,即可製得實施例1之防水複合織品。所製得之防水複合織品以下述「剝離強度」、「耐水壓」及「彈性回復率」等之評價方法進行評價,所得評價結果如第1表所示。
實施例2至實施例4及比較例1至比較例4
實施例2至實施例4及比較例1至比較例4係使用與實施例1之防水複合織品的製作方法相同之製備方法及相同之各組成物,不同之處在於實施例2至實施例4及比較例1至比較例4係改變熱熔膠膜之各組成物的使用量及防水複合織品的熱壓溫度,其中比較例4不使用馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物,且其使用量、製程參數及評價結果如第1表所示,在此不另贅述。
評價項目 1.剝離強度
所製得防水複合織品之熱熔膠膜的剝離強度係利用美國材料試驗協會(American Society for Testing and Materials;ASTM)之D2724法來量測。
所使用之儀器為Gotech公司所製造之拉力試驗機,其中樣品寬度為25公釐,且拉伸速度為30公釐/秒。
2.耐水壓
所製得防水複合織品之熱熔膠膜的耐水壓係利用日本工業規格(Japanese Industrial Standards;JIS)之L1092法量測。
其係分別紀錄出現前三個水珠時之水壓值,並計算其平均值,即可測得熱熔膠膜之耐水壓。
3.彈性回復率
所製得防水複合織品之熱熔膠膜的彈性回復率 係利用美國材料試驗協會(American Society for Testing and Materials;ASTM)之D412法來量測,且此彈性回復率係指樣品被拉伸100%後所測得之彈性回復率。
所使用之儀器為Gotech公司所製造之拉力試驗機,將樣品拉伸5次,分別紀錄其彈性回復率,並計算平均值。
由第1表之結果可知,當聚酯樹脂之使用量為55重量百分比至70重量百分比,且馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物的使用量為30重量百分比至45重量百分比時,所製得之防水複合織品的熱熔膠膜具有不低於1200gf/2.5cm之剝離強度及不低於13500mmH2O之耐水壓。
其次,當聚酯樹脂之使用量為55重量百分比至70重量百分比,且馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物的使用量為30重量百分比至45重量百分比時,所製得之防水複合織品的熱熔膠膜具有不低於90%之彈性回復率。
由上述之實施例可知,本發明藉由混練聚酯樹脂及馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物可製得同時具有「熱壓黏合」及「良好機械性質」等之功效的熱熔膠膜。
其次,本發明之熱熔膠膜可藉由熱壓步驟有效黏合基布,而無須藉由縫合或其他方式來結合基布,而可解決習知縫線滲水之缺陷,且熱熔膠膜之良好耐水壓亦可有效提升防水複合織品之防水性。
再者,本發明之熱熔膠膜具有良好之彈性回復率,而可避免基布之外觀因肢體活動產生皺褶,進而使防水 複紡織品之外觀更加美觀。
此外,由於本發明之熱熔膠膜係利用可回收之聚酯樹脂及苯乙烯系共聚物製得,故本發明之熱熔膠膜可回收再利用,而降低材料對環境之污染。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧方法
110、120、130、140‧‧‧步驟

Claims (10)
Hide Dependent

  1. 一種熱熔膠膜之製造方法,包含:提供一組成物,其中在150℃時,該組成物之一熔融黏度為68Pa‧s至250Pa‧s,且該組成物包含:一聚酯樹脂,其中在160℃時,該聚酯樹脂之一熔融黏度為50帕斯卡‧秒(Pa‧s)至600Pa‧s;以及馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物,其中該苯乙烯系共聚物係由一軟鏈段共聚物及一硬鏈段聚合物共聚合而成,且基於該馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之一含量為100重量百分比,該馬來酸酐之一含量為1重量百分比至2重量百分比,且該硬鏈段基團之一含量為15重量百分比至40重量百分比,且其中基於該組成物之一使用量為100重量百分比,該聚酯樹脂之一使用量為55重量百分比至70重量百分比,該馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之一使用量為30重量百分比至45重量百分比;對該組成物進行一混練步驟,以形成一熔融物,其中該混練步驟之一混練溫度為150℃至170℃;以及對該熔融物進行一押出步驟,以製得該熱熔膠膜,其中該熱熔膠膜係一單層膜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱熔膠膜之製造方法,其中該聚酯樹脂係一熱塑性聚酯樹脂,且該熱塑性聚酯樹脂係選自於由共聚酯聚合物、聚醚聚酯聚合物、聚醯胺聚酯聚合物及上述之任意組合所組成之一族群。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之熱熔膠膜之製造方法,其中該聚酯樹脂之一分子量為5000g/mole至20000g/mole。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之熱熔膠膜之製造方法,其中該苯乙烯系共聚物係由苯乙烯、乙烯及丁烯嵌段共聚合而成,該軟鏈段共聚物係由乙烯及丁烯嵌段共聚合而成,且該苯乙烯系共聚物之二末端基團分別為該硬鏈段聚合物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之熱熔膠膜之製造方法,其中基於該組成物之一使用量為100重量百分比,該聚酯樹脂之一使用量為55重量百分比至65重量百分比,該馬來酸酐改質之苯乙烯系共聚物之一使用量為35重量百分比至45重量百分比,且該熱熔膠膜之彈性回復率不低於90%。
  6. 一種熱熔膠膜,利用如申請專利範圍第1至5項中之任一項所述之方法製得,其中該熱熔膠膜具有不低於90%之彈性回復率。
  7. 一種防水複合織品之製造方法,包含:提供如申請專利範圍第6項所述之熱熔膠膜;將該熱熔膠膜設於二基布間,該些基布之一者具有一第一貼合區域,該些基布之另一者具有一第二貼合區域,且該熱熔 膠膜分別對準該第一貼合區域及該第二貼合區域;以及對該第一貼合區域及該第二貼合區域進行一熱壓步驟,使該熱熔膠膜黏合該些基布,以形成該防水複合織品,其中該熱壓步驟之一熱壓溫度為140℃至160℃,且其中該熱熔膠膜具有1269gf/2.5cm至1497gf/2.5cm之一剝離強度,不低於13500mmH2O之一耐水壓及不低於90%之一彈性回復率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之防水複合織品之製造方法,其中該些基布之一材料係選自於由聚酯纖維、尼龍、彈性纖維以及上述之任意組合所組成之一族群。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之防水複合織品之製造方法,其中該些基布係選自於由梭織布、針織布以及上述之任意組合所組成之一族群。
  10. 一種防水複合織品,利用如申請專利範圍第7至9項中之任一項所述之方法製得,其中該防水複合織品之一熱熔膠膜具有1269gf/2.5cm至1497gf/2.5cm之一剝離強度,不低於13500mmH2O之一耐水壓及不低於90%之一彈性回復率。