TWI664082B - 於聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料 - Google Patents

Abstract

一種於聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，包括一膠膜、一黏膜以及一聚氨酯膜，且黏膜包含丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸分別添加10至50重量份、10至60重量份、以及10至95重量份，並以5至40重量份溶劑混合，而二氨基二苯甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪的使用量分別0.01至20重量份，並加入0.01至5重量份的起始劑，以及選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺之分散體中任一種作為添加劑混入並反應而獲得。

Description

於聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料

本發明係與熱塑性聚氨酯（TPU）有關，尤指一種對於撥水布具有高貼合性的聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料。

按，熱塑性聚氨酯（Thermoplastic polyurethanes，TPU）是一種彈性體，現已被廣泛運用於紡織布料及鞋材、服飾等領域上，通常係透過如感壓膠（Pressure Sensitive Adhesive，PSA）等薄膜的方式，並加以如高週波黏合於服飾的布料、或是鞋子上，可作為如商標或其它裝飾、或是進一步提供防水透濕等效果。

惟，如圖1所示，由於傳統的熱塑性聚氨酯在運用於薄膜上，其與如纖維等布料間的黏結係為暫態式黏結（temporary adhesion），其主要僅以聚氨酯高分子鏈1a與二異氰酸鹽化合物2a相連結，但對於與薄膜或欲應用的黏結部位上沒有提供其它的鏈結，所以黏結性並不佳。此外，若透過如光學顯微鏡下，可看其與布料間存在空隙而未完全貼合，且容易產生明顯的氣泡及孔洞；而透過如掃描式電子顯微鏡（SEM）下，也能發現其與布料間明顯仍然呈現分離的狀態。這代表著傳統熱塑性聚氨酯的貼合性不佳，在實際透過如剝離強度拉力等試驗下，也可以發現現有的熱塑性聚氨酯在貼合性上仍然不足，實際產品的使用往往也容易發現有剝離的現象。

此外，現有的熱塑性聚氨酯也都含有二異氰酸鹽，不僅在上述熱塑性聚氨酯與布料間的黏合製程中會產生氰化物自由基，因而對於環境或是人體都有相當程度的傷害，故亦較不甚理想。

有鑑於此，本發明人係為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的，在於可提供一種聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其係透過選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺之分散體中任一種作為添加劑，以取代傳統具有二異氰酸鹽化合物硬化劑，以提高熱塑性聚氨酯（TPU）於高溫下的耐熱性、以及於高溫時的熱穩定性，同時因無二異氰酸鹽而較為環保並對人體無害。

本發明之另一目的，在於可提供一種聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其係可配合應用於如纖維等布料上，可提高與布料之強鍵結效果。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，包括一由丙烯酸樹脂構成的膠膜、一固著而複合於膠膜上的黏膜、以及一供黏膜備製於上的聚氨酯膜，且黏膜包含由丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、二氨基二苯甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪之分散物混和而成；其中，丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸分別添加10至50重量份、10至60重量份、以及10至95重量份，並以5至40重量份溶劑混合，而二氨基二苯甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪的使用量分別0.01至20重量份，並加入0.01至5重量份的起始劑，以及選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺之分散體中任一種且使用量為0.01至0.5重量份作為添加劑混入並反應而獲得。

根據上述黏膜的成分列表如下：

	內容物	重量份(Parts by weight)
成分A	丙烯酸丁酯	10至50
丙烯酸甲酯	10至60
丙烯酸	10至95
成分B	溶劑	5至40
成分C	二氨基二苯甲烷	0.01至20
鄰苯二甲酸酐	0.01至20
1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪	0.01至20
成分D	起始劑	0.01至5
成分E	添加劑(選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺中之任一種)	0.01至5

為了使　貴審查委員能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱圖2，係本發明之結構示意圖。本發明係提供一種聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，可直接塗佈於膠接表面上使用、或備製成帶狀而捆繞為一捆，如一般使用的膠帶等。且該感壓膠於製程時係為層疊結構，包括一由丙烯酸酯構成的膠膜4、一固著而複合於該膠膜4上的黏膜5、以及一供該黏膜5備製於上的聚氨酯膜6，但完成後因膠合而難以分層，且於黏膜5與聚氨酯膜6間因利用四乙烯五胺7，來提高聚丙烯高分子與聚氨酯高分子之結合性與相容性，藉以避免脫膠與相分離等問題產生。

承上所述，該膠膜4可以是單純的膜片（沒有附著於任何載體或基材上），直接舖於膠接表面來成型。而該黏膜5大體係包含由丙烯酸丁酯（butyl acrylate）、丙烯酸甲酯（methyl acrylate）、丙烯酸（acrylic acid）、二氨基二苯甲烷（Diaminodiphenylmethane）、鄰苯二甲酸酐（phthalic acid anhydride）、1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪（Triacryloylhexahydro-1,3,5-triazin）之分散物混和而成。而在具體的實施方式中，丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸係分別添加30重量份、35重量份、以及90重量份，並以25重量份溶劑混合。所述溶劑則可為甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸正丁酯、甲酸正戊酯、甲酸異戊酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯。

上述二氨基二苯甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪等分散物亦可為粉末或顆粒，且各種的使用量皆在5重量份。同時，再加入為0.5重量份的起始劑，所述起始劑係為光起始劑或熱起始劑，並可選自過硫酸鉀（potassium persulfate）、偶氮二異丁腈（Azobisisbutyronitrile）及安息香双甲醚（Benzildimethylketal）之任一種。最後，再選自四乙烯五胺（tetnaethylene pentamine）、氨基環己烷（Diaminocyclohexane）、二氨基二苯甲烷（Diminodiphenylmethane）、間二甲苯二胺（metaxylenediamine）及異佛爾酮二胺（Isophoronedicamine）之分散體中任一種作為添加劑，其使用量為0. 5重量份混入並反應而獲得。

此外，該黏膜5在另一實施例中，其中的丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸係分別添加25重量份、40重量份、以及90重量份，並以25重量份溶劑混合。上述二氨基二苯甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪等分散物的的使用量皆在5重量份，再加入0.5重量份的起始劑，並選自四乙烯五胺（tetnaethylene pentamine）、氨基環己烷（Diaminocyclohexane）、二氨基二苯甲烷（Diminodiphenylmethane）、間二甲苯二胺（metaxylenediamine）及異佛爾酮二胺（Isophoronedicamine）之分散體中任一種作為添加劑，其使用量為0.5重量份混入並反應而獲得本發明另一實施例。

再者，前述膠膜4可由溶劑型丙烯酸酯感壓膠構成，其主要成分可由丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、醋酸乙酯、正己烷、異丙醇及過氧化苯甲酰(BPO)所構成，作為一實施例。然而，由於本發明所採用的膠膜4可由已知的成份及配方構成，故以上僅作為舉例之一。另外，前述聚氨酯膜6即為熱塑性聚氨酯（TPU）所構成。

是以，藉由上述之構造組成，即可得到本發明聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料。

此外，如圖3所示，係為本發明另一實施例之結構示意圖。其中，亦可進一步於上述膠膜4或聚氨酯膜6上附著一離形層8、或各別附著一離形層8，於使用時只要撕下該離形層8，即可藉由聚氨酯膜6應用於如纖維等布料上來使用，藉以提高與布料之強鍵結效果。

據此，如圖4所示，本發明與如纖維等布料間的黏結係為自由基化學式黏結，其除了原具備的聚氨酯高分子鏈1外，還可進一步提供如二氨基二苯甲烷2及四乙烯五胺3，以提供作為與薄膜或欲應用的黏結部位作黏結強度上的提升，因此除了具有提高熱塑性聚氨酯（TPU）於高溫下的耐熱性、以及於高溫時的熱穩定性，且因無二異氰酸鹽而較為環保並對人體無害外，還可以進一步提高黏結性，以獲得一舉數得之效。尤其透過四乙烯五胺，可提高聚丙烯高分子與聚氨酯高分子之結合性與相容性，藉以避免脫膠與相分離等問題產生。

承上所述，在具體的實驗數據中，本發明可使初黏力由約80g/cm提升至約200g/m左右（依循國際測試標準JISZ0237），此為其黏結性較佳的實驗數據。另外，通過本發明的黏膜5與膠膜4複合後，使得膠膜4可藉由黏膜5而提升其可延性、或因此具有較佳的可延性，以增進其產業利用上之價值。

綜上所述，本發明確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術、手段等變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

1a‧‧‧聚氨酯高分子鏈

2a‧‧‧二異氰酸酯化合物

1‧‧‧聚氨酯高分子鏈

2‧‧‧二氨基二苯甲烷

3‧‧‧四乙烯五胺

4‧‧‧膠膜

5‧‧‧黏膜

6‧‧‧聚氨酯膜

7‧‧‧四乙烯五胺

8‧‧‧離形層

圖1係習知為暫態式黏結之示意圖。

圖2係本發明之結構示意圖。

圖3係本發明另一實施例之結構示意圖。

圖4係本發明為自由基化學式黏結之示意圖。

Claims (10)

1. 一種聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，包括一由丙烯酸樹脂構成的膠膜、一固著而複合於該膠膜上的黏膜、以及一供該黏膜備製於上的聚氨酯膜，且該黏膜包含由丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、二氨基二苯甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪之分散物、以及溶劑、起始劑及添加劑混和而成； 其中，丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸分別添加10至50重量份、10至60重量份、以及10至95重量份，並以5至40重量份溶劑混合，而二氨基二苯甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪分別為0.01至20重量份，並加入0.01至5重量份的起始劑，以及選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺之分散體中任一種且使用量為0.01至0.5重量份作為添加劑混入並反應而獲得。
2. 如申請專利範圍第１項所述之聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其中該膠膜係由溶劑型丙烯酸酯感壓膠構成。
3. 如申請專利範圍第１項所述之聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其中所述丙烯酸的使用量係為90重量份。
4. 如申請專利範圍第１項所述聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其中所述溶劑係為甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸正丁酯、甲酸正戊酯、甲酸異戊酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯。
5. 如申請專利範圍第１項所述聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其中所述二氨基二苯甲烷、鄰苯二甲酸酐或1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪的使用量係分別為5重量份。
6. 如申請專利範圍第１項所述之聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其中所述起始劑係為光起始劑或熱起始劑。
7. 如申請專利範圍第１項所述之聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其中所述起始劑為過硫酸鉀、偶氮二異丁腈或安息香双甲醚。
8. 如申請專利範圍第１、６或７項所述之聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其中所述起始劑的使用量為0.5重量份。
9. 如申請專利範圍第１項所述之聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其更進一步於該膠膜上附著一離形層。
10. 如申請專利範圍第１或９項所述之聚氨酯薄膜上備製無二異氰酸之感壓膠複合材料，其更進一步於該聚氨酯膜上附著一離形層。