TWI573834B - 生質系防水膜層之組成物及其應用 - Google Patents

Description

生質系防水膜層之組成物及其應用

本發明是有關於一種防水膜層，且特別是有關於一種生質系防水膜層。

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織物之表面及/或防水織物之間的縫合處，以達到防水之功效。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豪雨之水壓。

其次，習知之防水膜貼覆於織物時，若貼覆所用之黏著層與防水膜之間的黏著性不佳，防水膜與黏著層則易分離，而降低其防水特性。

再者，於戶外運動時，為了克服地形地貌之變化， 人們須進行大量之肢體伸展。伸展所產生之應力則會造成防水膜拉伸破裂，而使得雨水由破裂處滲透至織物內層，進而失去防水之功效。

此外，為了滿足環保之需求，一般係使用生物可分解材料(例如：聚乳酸)來製作防水膜。然而，聚乳酸之機械性質較為硬脆，所製得之防水膜的拉伸斷裂率與剝離強度較差，而降低防水膜之功效。

有鑑於此，亟需提供一種生質系防水膜層之組成物及其應用，以克服習知之生質系防水膜層之組成物及其應用的上述問題。

因此，本發明之一態樣是在提供一種生質系防水膜層之組成物，其包含第一聚乳酸、聚酯熱塑性彈性體及以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體。

本發明之另一態樣是在提供一種生質系防水複合膜，其包含生質系防水膜層及生質系膠層，其中生質系防水膜層包含如前所述之生質系防水膜層之組成物。

根據本發明之一態樣，提出一種生質系防水膜層之組成物。在一實施例中，此組成物包含第一聚乳酸、聚酯熱塑性彈性體及以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體。第一聚乳酸之熔點可為145℃至175℃。以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體之熔融指數則可為3g/min至7g/10min。

基於前述第一聚乳酸與聚酯熱塑性彈性體之總使 用量為100重量份，第一聚乳酸之使用量為25重量份至50重量份，聚酯熱塑性彈性體之使用量為50重量份至75重量份，且以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體之使用量為5重量份至20重量份。

依據本發明之一實施例，前述之第一聚乳酸的熔點可為155℃至175℃。

依據本發明之另一實施例，前述之聚酯熱塑性彈性體可包含但不限於聚對苯二甲酸乙二酯與聚對苯二甲酸丁二酯之共聚物、聚酯聚醚系共聚物、其他適當之聚酯熱塑性彈性體或上述材料之任意組合。

依據本發明之又一實施例，前述以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體係選自於由以馬來酸酐接枝之聚乙二醇、以馬來酸酐接枝之聚丙烯、其他適當之聚烯烴彈性體或上述材料之任意混合。

依據本發明之再一實施例，前述以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體的使用量為10重量份至20重量份。

根據本發明之另一態樣，提出一種生質系防水複合膜。在一實施例中，此生質系防水複合膜包含生質系防水膜層及生質系膠層。生質系防水膜層包含前述之生質系防水膜層的組成物。生質性膠層則係設置於生質系防水膜層之一表面，其中生質系膠層包含第二聚乳酸及熱塑性高分子。

前述之第二聚乳酸可為一結晶態聚乳酸或非結晶態聚乳酸，而熱塑性高分子之熔點則可為110℃至120℃。 基於前述第二聚乳酸及熱塑性高分子之總使用量為100重量份，第二聚乳酸之使用量為25重量份至50重量份，而熱塑性高分子之使用量為50重量份至75重量份。前述之生質系防水複合膜係利用雙層共押成型製程製得。

依據本發明之一實施例，前述生質系防水複合膜之耐水壓值係不低於14200毫米水柱高(mmH₂O)。

依據本發明之另一實施例，前述生質系防水膜層與生質系膠層之熔點差值係不超過60℃。

依據本發明之又一實施例，前述結晶態聚乳酸之熔點係145℃至175℃。

依據本發明之再一實施例，前述生質系防水複合膜之剝離強度不低於1200(克力/2.5公分；gf/2.5cm)，且生質系防水複合膜之拉伸斷裂伸長率不低於150%。

應用本發明之超撥水性溶凝膠之製造方法及其應用，其係藉由添加以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體，以製得具有良好特性之生質系防水膜層，並使用此生質系防水膜層製備生質系防水複合膜。

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。

本發明所稱之「生質系防水膜層」係指所使用之組 成物符合日本生質塑料協會(Japan BioPlastics Association；JBPA)對於生質系塑料之組成物的規範。其規範標準係基於塑料之總重量為100重量份，若塑料中之生物可分解材料的重量大於25重量份時，所製得之塑料即可被稱之為「生質系塑料」。

本發明之生質系防水複合膜包含生質系防水膜層及設於其一表面之生質系膠層，其中生質系防水膜層及生質系膠層分別包含生質系防水膜層之組成物及生質系膠層之組成物，以下分別析述之。

生質系防水膜層之組成物

前述生質系防水膜層之組成物包含第一聚乳酸、聚酯熱塑性彈性體及以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體。

在一實施例中，上述第一聚乳酸可使用任何習知之聚乳酸種類，其熔點以145℃至175℃為宜，然以155℃至175℃為較佳。倘若第一聚乳酸之熔點低於145℃，第一聚乳酸與聚酯熱塑性彈性體之熔點的差值過大，於形成生質系防水膜層時，熔點較高之聚酯熱塑性彈性體的黏度較高，而熔點較低之第一聚乳酸的黏度較低，進而增加兩者之流動性的差異，因此難以形成生質系防水膜層。若第一聚乳酸之熔點高於175℃時，第一聚乳酸之機械性質較為硬脆，而降低所製得之生質系防水膜層的伸長率。

前述之聚酯熱塑性彈性體則可包含但不限於聚對苯二甲酸乙二酯與聚對苯二甲酸丁二酯之共聚物、聚酯聚 醚系共聚物、其他適當之聚酯熱塑性彈性體或上述材料之任意混合。於本發明之一實施例，聚酯熱塑性彈性體可選用荷蘭DSM公司製作，型號為VT3108之聚酯熱塑性彈性體(Thermoplastic Polyester Elastomer；TPEE)。

基於第一聚乳酸與聚酯熱塑性彈性體之總使用量為100重量份，前述第一聚乳酸之使用量為25重量份至50重量份，且聚酯熱塑性彈性體之使用量為50重量份至75重量份。

前述之聚酯熱塑性彈性體可使所製得之生質系防水膜層變得較為柔軟，而使其具有較佳之機械性質。

倘若前述聚酯熱塑性彈性體之使用量小於50重量份時，第一聚乳酸之使用量將大於50重量份，而使得所製得之生質系防水膜層變的較為硬脆，進而降低其機械性質，以致伸展時容易破裂而無法有效防水。

若聚酯熱塑性彈性體之使用量大於75重量份時，第一聚乳酸之使用量將小於25重量份，而使所製得之生質系防水膜層無法滿足前述JBPA對於「生質系塑料」之規範。

前述以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體的熔融指數可為3g/10min至7g/10min，且其可包含但不限於以馬來酸酐接枝之聚乙二醇、以馬來酸酐接枝之聚丙烯、其他適當之以馬來酸酐接枝的聚烯烴彈性體或上述材料之任意混合。

前述以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體可為乙烯-辛烯彈性體。一具體實施例可為杜邦公司製造，型號為Engage 8100、Engage 8999或Engage 7387之商品。再一實施例可為三井化學公司製造，型號為DF710、DF740、DF605、DF610、艾克森5061或艾克森5371之商品。

基於前述第一聚乳酸與聚酯熱塑性彈性體之總使用量為100重量份，以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體的使用量為5重量份至20重量份，然以10重量份至20量份為較佳。

前述以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體中之馬來酸酐基團可增加前述之第一聚乳酸與聚酯熱塑性彈性體之相容性，進而提升所製得之生質系防水膜層的機械性質。

基於以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體之使用量為100重量份，前述馬來酸酐基團之含量為1重量份至5重量份。若馬來酸酐基團之含量不落入前述之範圍時，以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體的彈性將會降低，而使所製得之生質系防水膜層變的較為硬脆。

以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體中之聚烯烴主鏈則可提升所製得之生質系防水膜層的斷裂伸長率，而增加其機械性質。

若以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體的使用量小於5重量份時，因馬來酸酐基團之含量不足，而使得第一聚乳酸與聚酯熱塑性彈性體無法均勻混合。

另外，若前述以馬來酸酐接枝之使用量大於20重量份時，過多之聚烯烴彈性體會增加所製得之生質性防水膜層的流動性，而降低所製得之生質系防水膜層的成膜 性，進而不利於後續之製程。

生質系膠層之組成物

本發明之生質系防水複合膜之生質系膠層包含一組成物，且此組成物包含第二聚乳酸及熱塑性高分子。

第二聚乳酸可為任何習知結晶態聚乳酸或非結晶態聚乳酸之種類，其中結晶態聚乳酸之熔點可為145℃至175℃。第二聚乳酸與前述之第一聚乳酸可為相同或不相同。

前述之熱塑性高分子的熔點可為110℃至120℃。熱塑性高分子可包含但不限於聚酯高分子、醋酸乙烯系高分子、聚乙烯高分子、聚乙烯醇高分子、壓克力系高分子、聚醯胺高分子、其他適當之熱塑性高分子或上述高分子材料之任意混合。

基於第二聚乳酸與熱塑性高分子之總使用量為100重量份，第二聚乳酸之使用量為25重量份至50重量份，且熱塑性高分子之使用量為50重量份至75重量份。

倘若第二聚乳酸之使用量小於25重量份時，熱塑性高分子之使用量相對將大於75重量份，所製得之生質系膠層無法滿足前述「生質系」之規範。

若第二聚乳酸之使用量大於50重量份時，熱塑性高分子之使用量相對將小於50重量份，所製得之生質系膠層將變得較為硬脆，而降低其機械性質。

生質系防水複合膜

在一例示中，本發明之生質系防水複合膜係利用前述生質系防水膜層之組成物及生質系膠層之組成物，經由一雙層共押成型製程而製得，其中生質系防水膜層與生質系膠層的熔點差值不超過60℃。

若前述生質系防水膜層與生質系膠層的熔點差值超過60℃時，熔點較高者之黏度較大，熔點較低者之黏度較小，而增加兩者之流動性的差值，因此難以藉由雙層共押成型製程來製得生質系防水複合膜。

前述製得之生質系防水複合膜具有較佳之耐水壓值、剝離強度及拉伸斷裂伸長率。舉例而言，根據JIS L 1092之檢測規範，前述所製得之生質系防水複合膜的耐水壓值不低於14200毫米水柱高(mmH₂O)。其次，根據ASTM D 2724之檢測標準，所製得生質系防水複合膜之剝離強度不低於1200(克力/2.5公分；gf/2.5cm)，且依據ASTM D 882之檢測規範，所製得之生質系防水複合膜的拉伸斷裂伸長率係不低於150%。

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。

製備生質系防水複合膜

以下係根據第1表製備實施例1至實施例5及比較例1至比較例2之生質系防水複合膜。

實施例1

首先，將30重量份之第一聚乳酸、70重量份之聚酯熱塑性彈性體與20重量份之以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體，以及30重量份之第二聚乳酸與70重量份之熱塑性高分子加至雙層共押成型機中，以分別擠壓成型為生質系防水膜層及生質系膠層，即可雙層共押成型為實施例1之生質系防水複合膜。所得生質系防水複合膜之拉伸斷裂伸長率、剝離強度及耐水壓分別以下述之評價方式檢測，其評價結果如第1表所示。

實施例2至5

實施例2至5係使用與實施例1之生質系防水複合膜的製作方法相同之製備方法，不同之處在於實施例2至5係改變生質系防水複合膜中原料的種類與使用量，其配方及評價結果如第1表所示，在此不另贅述。

比較例1

比較例1則僅係利用熱塑性高分子來製備單層結構之防水膜。所製得之防水膜係利用與實施例1之評價方式相同的方法來進行評價。其配方及評價結果如第1表所示，在此不另贅述。

比較例2

比較例2則係直接利用與實施例1之評價方式相同的方法來評價BEMIS公司製造，型號為ST-306之市售產品。此市售產品之結構係包含防水層與膠層，其評價結果如第1表所示，在此不另贅述。

評價方式

前述之拉伸斷裂伸長率、剝離強度及耐水壓之評價方式分別係根據ASTM D 882、ASTM D 2724及JIS L 1092之檢測標準來進行評價，

請參閱第1表，其係表列實施例1至5及比較例1與2之組成成份、其使用量與上述之評價結果。

根據第1表之結果可知，本發明之生質系防水複合膜滿足前述JBPA對於「生質系塑料」之規範標準。

其次，當以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體之使用量為5重量份至20重量份時，生質系防水膜層中之第一聚乳酸與聚酯熱塑性彈性體可均勻混合，而使得所製得之生質系防水複合膜具有良好之拉伸斷裂伸長率、剝離強度及耐水壓。

再者，相較於比較例1與2，本發明之生質系防水複合膜具有不低於14200mmH₂O之耐水壓特性，不低於150%之拉伸斷裂伸長率，以及不低於1200gf/2.5cm之剝離強度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，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。

Claims (8)

1. 一種生質系防水膜層之組成物，包含：一第一聚乳酸，其中該第一聚乳酸之熔點係145℃至175℃；一聚酯熱塑性彈性體，選自於由聚對苯二甲酸乙二酯與聚對苯二甲酸丁二酯之共聚物、聚酯聚醚系共聚物及其任意組合所組成之一族群；以及一以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體，選自於由以馬來酸酐接枝之聚乙二醇、以馬來酸酐接枝之聚丙烯及其任意組合所組成之一族群，其中該以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體之熔融指數係3g/10min至7g/10min，基於該以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體之一使用量為100重量份，該馬來酸酐基團之一使用量為1重量份至5重量份，且其中基於該第一聚乳酸與該聚酯熱塑性彈性體之總使用量為100重量份，該第一聚乳酸之一使用量為25重量份至50重量份，該聚酯熱塑性彈性體之一使用量為50重量份至75重量份，且該以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體之一使用量為5重量份至20重量份。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生質系防水膜層之組成物，其中該第一聚乳酸之熔點係155℃至175℃。
3. 如申請專利範圍第1項所述之生質系防水膜層之組成物，其中該以馬來酸酐接枝之聚烯烴彈性體之一使用量 為10重量份至20重量份。
4. 一種生質系防水複合膜，包含：一生質系防水膜層，其包含如申請專利範圍第1至3項中之任一項所述之生質系防水膜層之組成物；以及一生質系膠層，設於該生質系防水膜層之一表面，其中該生質系膠層包含一第二聚乳酸及一熱塑性高分子，該第二聚乳酸係一結晶態聚乳酸或一非結晶態聚乳酸，該熱塑性高分子之熔點係110℃至120℃，且基於該第二聚乳酸及該熱塑性高分子之總使用量為100重量份，該第二聚乳酸之一使用量為25重量份至50重量份，而該熱塑性高分子之一使用量為50重量份至75重量份，且其中該生質系防水複合膜係利用一雙層共押成型製程製得。
5. 如申請專利範圍第4項所述之生質系防水複合膜，其中該生質系防水複合膜之一耐水壓值係不低於14200毫米水柱高(mmH₂O)。
6. 如申請專利範圍第4項所述之生質系防水複合膜，其中該生質系防水膜層與該生質系膠層之一熔點差值係不超過60℃。
7. 如申請專利範圍第4項所述之生質系防水複合膜， 其中該結晶態聚乳酸之熔點係145℃至175℃。
8. 如申請專利範圍第4項所述之生質系防水複合膜，其中該生質系防水複合膜之一剝離強度每2.5公分不低於1200克力(gf/2.5cm)，且該生質系防水複合膜之一拉伸斷裂伸長率不低於150%。