TWI793785B - 熱塑性聚胺基甲酸酯之用途及抗衝擊複合層 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種熱塑性聚胺基甲酸酯之用途。該熱塑性聚胺基甲酸酯用於形成一耐衝擊層，其中，該熱塑性聚胺基甲酸酯具有由式(I)表示的結構單元：
Figure 01_image001
(I)；於式(I)中，各個R獨立為碳數2至8的亞烷基或CH 2CH 2OCH 2CH 2，n為2至13；該結構單元的數目平均分子量為700克/莫耳至2500克/莫耳；此外，該耐衝擊層的厚度大於1.5毫米。本發明另提供一種抗衝擊複合層，其包括一基體層和設置於該基體層上的前述耐衝擊層。

Description

熱塑性聚胺基甲酸酯之用途及抗衝擊複合層
本發明係關於一種熱塑性聚胺基甲酸酯的用途，尤指一種應用於消散所受之衝擊力量之耐衝擊層的用途；本發明另關於一種含有前述耐衝擊層之抗衝擊複合層。
一般而言，手工具、手杖、球桿、槍柄、腳踏車、機車及多項運動器具等的握把通常是由堅硬的材料製成(例如金屬、塑膠硬料或是木頭等)，於使用的過程中容易傳送震動至使用者的手部，故長時間握持這些握把容易使手部感到不適。另外，人於站立、行走、運動的過程，腳部不僅須支撐人體本身的重量，還須承受腳部著地後地面回傳的作用力。此外，運動員於運動過程中，例如接球、擊球、撞擊或摔跤，身體恐會突受高衝擊力而導致受傷。另外，易碎品或精密儀器等亦可能於受到震動或碰撞時而損害。為了解決上述問題，鞋業、運動防護、設備防護及醫用防護等產業都希望能開發出有效消散震動、抵擋衝擊力量的防護用品。
舉例而言，美國發明專利第7381460號提供一種能量吸收複合材料，該能量吸收複合材料與知名抗衝擊防護材料D3O相關。該能量吸收複合材料係以溶劑型聚胺酯泡沫體(solvent-type polyurethane foam)作為基體，於該基體的製程中加入作為膨脹劑的聚硼二甲基矽氧烷(polyborodimethylsiloxane，PBDMS)，並使PBDMS均勻分布至該基體中，最後製得具有彈性可壓縮的能量 吸收複合材料。從本質上來說，該能量吸收複合材料屬於一種閉孔聚胺酯(closed-cell polyurethane，closed-cell PU)泡沫複合材料。
中華民國發明專利第I542287號(TWI542287B)則揭示一種減震材料，其係以一沒有孔洞的彈性體搭配高強度的人造纖維材料之組合，所述沒有孔洞的彈性體主要為熱固性矽橡膠(silicone rubber)。
日本發明專利申請案第2017-197736號提出一種用於減震材料的聚酯樹脂組合物，其含有由二羧酸成分和二醇成分構成的熱塑性聚酯樹脂(A)，具有特定結構之增塑劑(B)和無機填充劑(C)。
近年來，全球重視永續發展，因此「資源重複循環、再生利用」的循環經濟趨勢正蓬勃發展，其中，又以鞋業與運動器材產業最為積極。若能以熱塑性彈性體環保材料，例如熱塑性聚酯樹脂及熱塑性聚胺基甲酸酯(thermoplastic polyurethane，TPU)，替代先前技術中對環境不友善的材料(例如溶劑型PU、熱固型矽橡膠或多種材料混摻不易回收者等)，則有助於將廢棄產品中的抗衝擊防護材料回收再利用，創造綠色消費模式。
與本發明最相關的先前技術為中華民國發明專利第I697512號，其提出一種玻璃轉移溫度(glass transition temperature，Tg)介於環境溫度與體溫之間的TPU，由前述TPU製得的成型品在環境溫度下展現剛性與挺性、接觸人體時會因體溫變得柔軟有彈性，故該成型品與人體接觸時可賦予一新奇的觸感與趣味，可應用在紡織品、鞋材、裝飾品、玩具、運動用品及生活用品。前述TPU可以是一具有二羧基苯基聚酯結構單元的TPU或一具有10-(2,3-二羧基丙基)-9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO-ITA)聚酯結構單元的TPU。該專利提及由前述TPU可製得不織布薄膜和無溶劑熱熔膠，主要皆強調其與人體接觸時的柔軟舒適性而完全沒有探索所述TPU及其製品的抗衝擊性能。
有鑑於上述技術缺陷，本發明的一目的在於提供一種使用熱塑性聚胺基甲酸酯形成耐衝擊層之用途，前述耐衝擊層具有良好的抗衝擊性，可有效緩衝所承受之外來力量。
為達前述目的，本發明提供一種熱塑性聚胺基甲酸酯之用途，該熱塑性聚胺基甲酸酯用於形成一耐衝擊層，該耐衝擊層的厚度大於1.5毫米(mm)。
其中，該熱塑性聚胺基甲酸酯具有由式(I)表示的結構單元：
Figure 110136540-A0305-02-0004-1
 其中，於式(I)中，各個R獨立為碳數2至8的亞烷基(alkylene group)或CH2CH2OCH2CH2，n為2至13；該結構單元的數目平均分子量(number-average molecular weight，Mn)為700克/莫耳(g/mole)至2500g/mole。
根據本發明的TPU之良好抗衝擊能力，將上述含有如式(I)之二羧基苯基聚酯結構單元的TPU用以形成一具有特定厚度之耐衝擊層。當前述耐衝擊層承受外力衝擊時，該耐衝擊層可消除至少20%的衝擊力量，故能廣泛應用在各類需具防護能力的產品上。
較佳的，於所述TPU的整體結構中，所述由式(I)表示的結構單元佔6莫耳百分比(mole%)至25mole%。
較佳的，所述TPU具有由式(II)表示的結構單元：
Figure 110136540-A0305-02-0005-2
 其中，於式(II)中，各個R1獨立為碳數2至8的亞烷基或CH2CH2OCH2CH2，R2為
Figure 110136540-A0305-02-0005-3
或
Figure 110136540-A0305-02-0005-4
，n為2至13。
較佳的，所述TPU的Tg為10℃至40℃，更佳的，所述TPU的Tg為15℃至28℃。
較佳的，該熱塑性聚胺基甲酸酯可包含化學物質登錄號(Chemical Abstracts Service Number，CAS No.)為[2484808-99-1]的熱塑性聚胺基甲酸酯、CAS No.為[2626937-63-9]的熱塑性聚胺基甲酸酯、或其組合。
具有由式(I)表示的結構單元的TPU可使用習知的原料進行製備，只要能衍生為符合該式(I)表示的結構單元即可，並沒有特別限制。在一些實施態樣中，所述TPU可由具有如式(I)之二羧基苯基聚酯結構的二醇及二異氰酸酯作為原料進行一縮合聚合反應而得；在另一些實施態樣中，所述TPU可由具有如式(I)之二羧基苯基聚酯結構的二醇、鏈延長劑及二異氰酸酯作為原料進行一縮合聚合反應而得。此外，所述TPU的製法可通過一次式混合加熱反應而得，亦可參考TWI697512B的實施例製備而得，但不限於此。
依據本發明，所述式(I)之結構單元可衍生自具有二羧基苯基聚酯結構的二醇。前述具有二羧基苯基聚酯結構的二醇可衍生自二羧酸苯基單體和二醇單體。較佳的，該二羧酸苯基單體可包含1,2-苯二甲酸(1,2-benzenedicarboxylic acid)、1,3-苯二甲酸(1,3-benzenedicarboxylic acid)、1,4-苯二甲酸(1,4-benzenedicarboxylic acid)、苯二甲酸酐(phthalic anhydride)，或前述選 擇與己二酸之組合；較佳的，該二醇單體可包含碳數2至8的脂肪族二醇(aliphatic diol)，包括乙二醇(ethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)(如1,2-丙二醇和1,3-丙二醇)、丁二醇(butanediol)、2-甲基-1,3-丙二醇(2-methyl-1,3-propanediol)、二乙二醇(diethylene glycol)、戊二醇(pentanediol)、新戊二醇(neopentyl glycol)、己二醇(hexanediol)、1,4-環己二醇(1,4-cyclohexanediol)、2-乙基己二醇(2-ethyl hexanediol)、辛二醇(octanediol)或其任一組合。
較佳的，所述具有二羧基苯基聚酯結構的二醇可選自CAS No.為[25916-41-0]的二乙二醇-1,2-苯二甲酸聚合物(化學式為C8H6O4.C4H10O3)n)、CAS No.為[32472-85-8]的二乙二醇-苯二甲酐聚合物(例如Stepan公司商品STEPANPOL® PD-56)、CAS No.為[25036-56-0]的(二乙二醇-1,2-苯二甲酸酯)聚合物(化學式為(C12H12O5)n)或CAS No.為[27516-71-8]的1,6-己二醇-苯二甲酸聚合物(化學式(C8H6O4.C6H14O2)n)、CAS No.為[54797-78-3]的1,6-己二醇-苯二甲酐聚合物(例如Stepan公司商品STEPANPOL® PH-56)、CAS No.為[28725-71-5]的(1,6-己二醇-1,2-苯二甲酸酯)聚合物(化學式為(C14H16O4)n)。
較佳的，所述具有二羧基苯基聚酯結構的二醇具有的羥基值介於160.3毫克氫氧化鉀/克(mg KOH/g)至56.1mg KOH/g。較佳的，所述式(I)之結構單元的Mn為700g/mole至2000g/mole。
依據本發明，所述二異氰酸酯可包括二苯甲基烷-4,4-二異氰酸酯(methylene diphenyl diisocyanate，MDI)、二環己基甲烷二異氰酸酯(4,4’-methylenebis(cyclohexyl isocyanate)，HMDI)或其組合，但不限於此。其中，較佳者為MDI。
依據本發明，該鏈延長劑可以是脂肪族二醇；較佳的，該脂肪族二醇可以是碳數2至8的二醇，但不限於此。舉例而言，該脂肪族二醇可以是乙二醇、丙二醇、丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二乙二醇、戊二醇、新戊二 醇、己二醇、1,4-環己二醇、2-乙基己二醇、辛二醇或其任一組合等，但不限於此。較佳的，該鏈延長劑包括丁二醇。
較佳的，該具有二羧基苯基聚酯結構的二醇和該鏈延長劑之總莫耳數與該二異氰酸酯的莫耳數之比值為0.95至1.10，但不限於此。
較佳的，所述耐衝擊層可僅由所述TPU所構成。因前述耐衝擊層不添加可塑劑和抗衝擊助劑，故有利於將廢棄產品中的耐衝擊層回收再利用。
較佳的，所述耐衝擊層的厚度為2mm至30mm；更佳的，所述耐衝擊層的厚度為3.5mm至18mm，但不限於此。
在一些實施態樣中，所述耐衝擊層的形成方法可包含由所述TPU以熔噴法(melt blowing)成型；當所述TPU以膠粒型態以熔噴法形成不織布後，可將所述不織布裁切成所需尺寸，視需求還可將多層不織布疊置成所需的總厚度以形成該耐衝擊層。較佳的，經熔噴法成型的耐衝擊層的厚度為6mm以上。更佳的，經熔噴法成型的耐衝擊層的厚度為9.5mm以上。具體而言，於該熔噴法採用的相關參數係依機台種類設定，可參考如下：(1)當採用單排紡口熔噴機(single-line-spinneret meltblown machine)時，入料溫度(feed inlet temperature)可為175℃至185℃，噴嘴溫度(nozzle temperature)可為225℃至235℃，紡壓(die pressure)可為800磅/平方英寸(psi)至900psi；或是，(2)當採用雙排紡口熔噴機時，入料溫度為110℃至120℃，噴嘴溫度為225℃至235℃，紡壓為2500psi至3000psi；待出料後，控制滾輪速度並收取而得的不織布具有單層厚度為0.5mm至4mm，但不限於此；較佳的，該不織布的單層厚度為1mm至3mm。
在另一些實施態樣中，所述耐衝擊層的形成方法還可包含先經熔融紡絲(melt spinning)再進行熱壓成型。也就是說，所述TPU經熔融紡絲而得的紗線再經熱壓成型為耐衝擊層；較佳的，前述耐衝擊層的厚度為6mm以上； 更佳的，前述耐衝擊層的厚度為8.5mm以上。具體而言，當所述TPU以膠粒型態進行熔融紡絲，可參考如下的相關參數：入料至一設定溫度為170℃至210℃的熔壓機(extrusion part)，紡口溫度(spinneret temperature)設定在190℃至220℃，多孔紡口之孔徑L/D為0.64mm/0.32mm，導輪延伸速度為1400公尺/分鐘(m/min)至2100m/min，最後出料後得紡絲纖維，再將前述紡絲纖維熱壓形成該耐衝擊層。
另外，所述耐衝擊層亦可由3D列印而成。
較佳的，當前述耐衝擊層承受外力衝擊時，該耐衝擊層可消除20%至95%的衝擊力量；或者，在一些實施態樣中，當前述耐衝擊層承受外力衝擊時，該耐衝擊層可消除20%、35%、45%、50%、60%、70%、或80%的衝擊力量，但不限於此。
較佳的，該耐衝擊層通過歐盟標準規範EN1621-1：2012的等級1(Level 1)。EN1621-1：2012係於測試標準為23℃下施以耐衝擊層50焦耳(joule，J)的能量，若前述能量經該耐衝擊層阻擋後，平均穿透力低於35千牛頓(kN)，單次最大不得超過50kN，則定義為通過等級1的測試。
較佳的，該耐衝擊層的單位厚度之抗衝擊能力為6.0%/mm以上。「所述減少衝擊力(Fs)」係「原提供之衝擊力(F0)」扣除「穿透該耐衝擊層的衝擊力(Ft)」之差值，所述減少衝擊力之比例為「所述減少衝擊力(Fs)」與「原提供之衝擊力(F0)」的比值。因此，該耐衝擊層的單位厚度之抗衝擊能力為前述減少衝擊力之比例與該耐衝擊層之厚度(單位：mm)的比值。更佳的，該耐衝擊層的單位厚度之抗衝擊能力為6.5%/mm至20%/mm。
本發明另提供一種抗衝擊複合層。該抗衝擊複合層包括一基體層和與該基體層疊合的一第一耐衝擊層。該第一耐衝擊層係由前述具有由式(I) 表示的結構單元的熱塑性聚胺基甲酸酯所形成；並且，該第一耐衝擊層的厚度大於1.5mm。
本發明的抗衝擊複合層藉由包含具有由式(I)表示的結構單元的TPU所形成的第一耐衝擊層和一基體層相疊合，可消除至少20%的外力衝擊力量。所述抗衝擊複合層透過基體層的各種選擇，除了可提供良好抗衝擊能力，亦能滿足各類產品於外觀或使用領域的需求。
在一些實施態樣中，該第一耐衝擊層和該基體層以物理方式直接堆疊、鑲嵌、裝填或其組合，但不限於此；在另一些實施態樣中，該第一耐衝擊層和該基體層可於疊合後經一熱壓步驟而黏合；又另一些實施態樣中，該第一耐衝擊層和該基體層可透過習知的黏著方式相黏合，但不限於此。
較佳的，該基體層可為一塑膠硬質層、一皮革、一泡沫彈性體、一編織布、一不織布、一玻璃纖維層或其組合，但不限於此。舉例而言，該塑膠硬質層的材料可包括聚乙烯(polyethene，PE)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)。較佳的，該塑膠硬質層的蕭氏硬度(Shore hardness)為50D至90D，但不限於此。該泡沫彈性體的材料可包括聚胺酯、熱塑性聚烯烴(thermoplastic polyolefin，TPO)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate，EVA)或聚苯乙烯(polystyrene，PS，俗稱保麗龍)、熱塑性三元乙丙橡膠(EPDM)動態硫化彈性體(thermoplastic vulcanizate，TPV)。該編織布或該不織布的材料可包括熱塑性樹脂，但不限於此；舉例而言，所述熱塑性樹脂可以是聚酯(polyeseter)、尼龍(Nylon)、熱塑性聚烯烴(thermoplastic polyolefin，TPO)、聚胺酯或其任一組合，但不限於此。該玻璃纖維層可單獨由玻璃纖維構成，或該玻璃纖維層可包含玻璃纖維複合材；舉例而言，所述玻璃纖維複合材包含玻璃纖維和增強塑料，所述增強塑料例如PU，但不限於此。
當該基體層為該塑膠硬質層時，較佳的，該基體層的厚度為1.8mm至10mm。當該基體層為該泡沫彈性體時，較佳的，該基體層的厚度為2mm至18mm。當該基體層為該編織布或該不織布時，較佳的，該基體層的厚度為0.1mm至4mm。當該基體層為該玻璃纖維層時，較佳的，該基體層的厚度為1mm至7mm。
在一些實施態樣中，當該基體層為該塑膠硬質層時，較佳的，該第一耐衝擊層的厚度為2mm至10mm，但不限於此；當該基體層為該泡沫彈性體時，較佳的，該第一耐衝擊層的厚度為2mm至10mm，但不限於此；當該基體層為該編織布或該不織布時，較佳的，該第一耐衝擊層的厚度為2mm至16mm，但不限於此；當該基體層為該玻璃纖維層時，較佳的，該第一耐衝擊層的厚度為2mm至10mm，但不限於此。
在一些實施態樣中，該抗衝擊複合層可更包括一表層，該第一耐衝擊層夾置於該表層和該基體層之間。
較佳的，該表層可為一塑膠硬質層、一泡沫彈性體、一編織布、一不織布、一玻璃纖維層或其組合，但不限於此。該表層與前述基體層於組成、製備方法及厚度範圍上類似，可參照前述基體層進行製備。
在一些實施態樣中，該抗衝擊複合層可更包括一第二耐衝擊層，該基體層夾置於該第一耐衝擊層和該第二耐衝擊層之間，並且，該第二耐衝擊層的厚度大於1.5mm。該第二耐衝擊層同樣係由前述具有由式(I)表示的結構單元的TPU所形成。也就是說，該第一耐衝擊層和該第二耐衝擊層可以相同或不同；當該第一耐衝擊層和該第二耐衝擊層不同時，該第一耐衝擊層可以和該第二耐衝擊層採用相同的TPU但不同的耐衝擊層之形成法，或者，該第一耐衝擊層可以和該第二耐衝擊層採用相同的TPU且相同的耐衝擊層之形成法，但兩者的厚度不同。
較佳的，當該抗衝擊複合層承受外力衝擊時，該抗衝擊複合層中的該第一耐衝擊層可消除20%至95%的衝擊力量；或者，在一些實施態樣中，當該抗衝擊複合層承受外力衝擊時，該抗衝擊複合層中的該第一耐衝擊層可消除20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%或90%的衝擊力量，但不限於此。
較佳的，當該抗衝擊複合層承受外力衝擊時，該抗衝擊複合層可消除20%至99%的衝擊力量；或者，在一些實施態樣中，當該抗衝擊複合層承受外力衝擊時，該抗衝擊複合層可消除35%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%或95%的衝擊力量，但不限於此。
較佳的，該抗衝擊複合層可通過歐盟標準規範EN1621-1：2012的等級1。
更佳的，該抗衝擊複合層可通過歐盟標準規範EN1621-1：2012的等級2。EN1621-1：2012係於測試標準為23℃下施以耐衝擊層50J的能量，若前述能量經該耐衝擊層阻擋後，平均穿透力低於20kN，單次最大不得超過30kN，則定義為通過等級2的測試。
在一些實施態樣中，該抗衝擊複合層可置於一外覆體(例如一袋體)中；舉例而言，該外覆體的材質可為編織布、不織布等，但不限於此。其中，該外覆體可完全包覆該抗衝擊複合層，或者僅部分包覆該抗衝擊複合層，例如該外覆體有鏤空設計。或者，在另一些實施態樣中，該抗衝擊複合層可搭配至少一連結件使用，其中，所述連結件可為束帶、成對的魔鬼氈、成對的扣具等，但不限於此。
在一些實施態樣中，該抗衝擊複合層可應用於器具握把、人身防護設備、設備防護與醫用防護等，但不限於此。具體而言，該人身防護設備包括頭盔內襯、手套內襯、衣褲襯墊、繃帶、套帶、鞋的補強材(例如鞋面內 襯、鞋舌內襯、鞋頭前套內襯、鞋後套內襯、鞋墊、中底補強材等)、工作或運動用的防護用具(例如衝擊護具、衝擊手套、防撞墊、防摔墊、減震墊等)等產品。
1:抗衝擊複合層
1’:抗衝擊複合層
10:第一耐衝擊層
20:基體層
30:表層
圖1為本發明的抗衝擊複合層之一實施態樣的側視剖面示意圖；圖2為本發明的抗衝擊複合層之另一實施態樣的側視剖面示意圖。
以下列舉數種實施例及比較例說明本發明之實施方式，熟習此技藝者可經由本說明書之內容輕易地了解本發明所能達成之優點與功效，並且於不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更，以施行或應用本發明之內容。
《熱塑性聚胺基甲酸酯》
TPU-0
可參考TWI697512B的合成方法，亦可採用其他習知的合成方法製備具有由式(I)表示的結構單元的TPU-0，其CAS No.及分子式紀錄如下。
1. CAS No.：[2484808-99-1]
2. 分子式：(C15H10N2O2．C8H6O4．C4H10O3．C4H10O2)x
在另一些實施例中，製備耐衝擊層的TPU還可選用其他具有符合式(I)表示的結構單元的TPU，例如選用CAS No.為[2626937-63-9]之TPU，但不限於此。
《製備耐衝擊層之方法》
為了展現本發明之具有由式(I)表示的結構單元的TPU能提供良好抗衝擊能力，本發明之各實施例和各比較例的耐衝擊層僅由聚合物所形成，而未添加任何穩定劑或助劑。
製法I：熔噴法
將上述TPU-0進行造粒步驟而得TPU-0膠粒，接著，將前述TPU-0膠粒輸入一單排紡口熔噴機，以入料溫度175℃至185℃，噴嘴溫度為225℃至235℃、紡壓為800psi至900psi等條件進行熔噴，最後於室溫下以滾輪收取一單層不織布，該不織布的單層厚度約為2mm。而各實施例的耐衝擊層即係將前述不織布先裁切成一特定尺寸(長為110mm、寬為100mm)的樣品(TPU-MB)，再依所需厚度堆疊多層TPU-MB而成，例如，當包含TPU-MB之耐衝擊層的厚度為4mm時，則其係由2層TPU-MB堆疊而成。
此外，以凝膠層析儀(GPC)分析TPU-MB的Mn、重量平均分子量(Mw)及峰位分子量(Mp)，以及以差示掃描熱量分析儀(DSC)分析其Tg。
1. Mn：17185
2. Mw：37876
3. Mp：38995
4. Tg：21.84℃
實施例1至4(E1至E4)、實施例10至14(E10至E14)、實施例15和16(E15和E16)之耐衝擊層皆採用製法I之熔噴法所製成，其中，E1至E4的耐衝擊層之間的差異僅在於耐衝擊層之厚度不同；E10至E14的耐衝擊層之間的差異僅在於耐衝擊層之厚度不同；同樣的，E15和E16的耐衝擊層之間的差異僅在於耐衝擊層之厚度不同。
製法II：熔融紡絲-熱壓法
將上述TPU-0進行造粒步驟而得TPU-0膠粒，接著，將前述TPU-0膠粒輸入一熔紡機，入料至一設定溫度為170℃至210℃的熔壓機，紡口溫度為190℃至220℃、多孔紡口之孔徑L/D為0.64mm/0.32mm，導輪延伸速度為1400m/min至2100m/min等條件進行熔融紡絲後得到熔紡纖維，接著，再將前述熔紡纖維以溫度為120℃、壓力為10公斤/平方公分(kg/cm2)進行熱壓3分鐘後取出冷卻，最後形成一單層熔紡纖維熱壓布，該熔紡纖維熱壓布的單層厚度約為2mm。而各實施例即係將前述熔紡纖維熱壓布先裁切成一特定尺寸(長為110mm、寬為100mm)的樣品(TPU-H)，再依所需厚度堆疊多層TPU-H而成，例如，當包含TPU-H之耐衝擊層的厚度為4mm時，則其係由2層TPU-H堆疊而成。
此外，以凝膠層析儀(GPC)分析TPU-H的Mn、Mw、Mp，以及以差示掃描熱量分析儀(DSC)分析其Tg。
1. Mn：31093
2. Mw：69508
3. Mp：69897
4. Tg：26.25℃
實施例5至9(E5至E9)之耐衝擊層皆採用製法II之熔融紡絲-熱壓法所製成，差異僅在於耐衝擊層的厚度不同。
比較例1和2(C1和C2)、比較例7至9(C7至C9)、比較例10和11(C10和C11)係採用一酯類TPU經熔噴法製得的TPU不織布，其中，該酯類TPU購自三晃股份有限公司，商品牌號為Kuotane 300，其蕭氏硬度為90A，其Tg為-47.57℃(DSC分析而得)。
比較例4至6(C4至C6)是以上述製法I的方式製備而得的耐衝擊層，惟比較例4至6與實施例1使用的耐衝擊層的差別僅在於所得的耐衝擊層的厚度不同，比較例4至6使用的耐衝擊層之厚度皆小於1.5mm。
比較例3(C3)係採用一酯類TPU經熔融紡絲-熱壓法製得的熔紡纖維熱壓布，其中，該酯類TPU購自三晃股份有限公司，商品牌號為T7681BVM，其蕭氏硬度為68D，其Tg為-4.23℃(DSC分析而得)。
試驗例1：抗衝擊性能測試
於表1至3中，各實施例和各比較例的耐衝擊層以一衝擊試驗機(購自金頓科技股份有限公司，型號：DP1200)且搭配特定的測試條件進行抗衝擊性能測試，並將各測試所得之穿透衝擊力(Ft)、減少衝擊力(Fs)、減少衝擊力之比例和單位厚度之抗衝擊能力紀錄於表1至3中。測試條件分別為測試條件A至C，各測試條件詳細說明如下：
1. 測試條件A：將一重量5.0公斤(kg)的落槌置於高度為1.0m高的位置自由落下，而該落錘提供的位能為50J。
2. 測試條件B：將一重量5.0kg的落槌置於高度為0.5m高的位置自由落下，而該落錘提供的位能為25J。
3. 測試條件C：將一重量5.0kg的落槌置於高度為0.25m高的位置自由落下，而該落錘提供的位能為12.5J。
其中，「空白」測試係未放置任何測試樣品，直接以一特定測試條件的落槌自由落下而測得之衝擊力，即為「原提供之衝擊力(F0)」。以一特定測試條件的落槌自由落下撞擊該測試樣品，所測得之穿透該測試樣品的衝擊力即為「穿透衝擊力(Ft)」。「減少衝擊力(Fs)」則表示該測試樣品消散所承受到的衝擊力，Fs=F0-Ft。「減少衝擊力之比例」係減少衝擊力(Fs)與原提供之衝擊力(F0)的比值，減少衝擊力之比例=Fs/F0。「單位厚度之抗衝擊能力」係減 少衝擊力之比例與該耐衝擊層之厚度的比值，「單位厚度之抗衝擊能力」=(Fs/F0)/厚度。
E1至E9和C1至C3皆是於室溫(25℃±2℃)下以測試條件A進行抗衝擊性能測試，其結果皆記錄於表1中。
Figure 110136540-A0305-02-0016-5
E10至E14和C4至C9皆是於室溫(25℃±2℃)下以測試條件B進行抗衝擊性能測試，其結果皆記錄於表2中。
Figure 110136540-A0305-02-0017-6
E15、E16和C10、C11皆是於室溫(25℃±2℃)下以測試條件C進行抗衝擊性能測試，其結果皆記錄於表3中。
Figure 110136540-A0305-02-0017-7
實施例11-2(E11-2)、實施例11-3(E11-3)、實施例11-4(E11-4)所採用的耐衝擊層係與E11的耐衝擊層相同，差異僅在於選用測試條件B進行抗衝擊性能測試時，E11、E11-2至E11-4的測試溫度不同，並將測試結果記錄於表4中。
Figure 110136540-A0305-02-0018-8
《由所述TPU形成的耐衝擊層之抗衝擊性能之討論》
從表1至表3的測試結果，無論是測試條件A下的實施例1至4、測試條件B下的實施例10至14、測試條件C下的實施例15和16，具有由式(I)表示的結構單元的TPU經由熔噴法成型的耐衝擊層確實可消除至少20%的衝擊力量。同樣地，具有由式(I)表示的結構單元的TPU經由熔融紡絲法再熱壓成型的耐衝擊層同樣可消除至少20%的衝擊力量。再者，於表2中的比較例4至6的抗衝擊性能結果可知，前述耐衝擊層需要具有厚度1.5mm以上，才能具有足夠的抗衝擊能力。據此可證，本發明的由具有式(I)結構單元的TPU所形成之具有特定厚度的層體能提供良好抗衝擊能力的用途。
此外，於相同或相似之厚度的情況下，從表1中的E1和C1之比較、E2和C2之比較、E6和C3之比較，表2中的E10和C7之比較、E11和C8之比 較，以及表3中的E15和C10之比較、E16和C11之比較可知，相較於非具有式(I)結構單元的TPU所形成的耐衝擊層，由具有式(I)結構單元的TPU所形成的耐衝擊層可具有更佳的抗衝擊能力。再者，如表1中C1和C2的比較可知，若採用非具有式(I)結構單元的TPU所形成的耐衝擊層，當厚度漸增時，其單位厚度之抗衝擊能力是明顯下降的，然而，如表1中的E1和E3之耐衝擊層，即便厚度增加，仍能維持單位厚度之抗衝擊能力。
再進一步地，由表4的實驗結果可見，相同的耐衝擊層無論是於低溫或高溫環境下皆能減少相當程度的衝擊力，其表示由具有式(I)結構單元的TPU所形成的耐衝擊層所提供之抗衝擊能力不會受限於所述TPU的Tg。
《抗衝擊複合層》
本發明的抗衝擊複合層之一實施態樣可為雙層結構，具體說明請參考圖1所示的抗衝擊複合層1。該抗衝擊複合層1包括基體層20和設置於該基體層20上的第一耐衝擊層10。
另外，本發明的抗衝擊複合層之另一實施態樣可為三層結構，具體說明請參考圖2所示的抗衝擊複合層1’。該抗衝擊複合層1’包括基體層20、設置於該基體層20上的第一耐衝擊層10，以及設置於該第一耐衝擊層10上的表層30，也就是說，該第一耐衝擊層10夾置於該表層30和該基體層10之間。
將上述TPU-0採用製法I分別形成如表5所示的厚度之第一耐衝擊層(以下簡稱為耐衝擊層)，接著將厚度為1.76mm的PP編織布分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例17和18(E17和E18)的抗衝擊複合層。將上述TPU-0採用製法I形成厚度為8.42mm的耐衝擊層，接著將厚度為2.42mm的PET編織布疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例19(E19)的抗衝擊複合層。另外，以總厚度為9.95mm之PP編織布作為比較例12(C12)，以總厚度為10.16mm之PET編織布作為比較例13(C13)。將上述E17至E19、C12和C13於室溫下(25℃±2℃)依照測 試條件A進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表5。其中，於該抗衝擊性能測試中，落槌係與該基體層的外表面(即相對於該抗衝擊層的表面)相接觸。
Figure 110136540-A0305-02-0020-9
將上述TPU-0採用製法I分別形成如表6所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為0.11mm的尼龍布分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例20和21(E20和E21)的抗衝擊複合層。將上述TPU-0採用製法II分別形成如表6所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為0.11mm的尼龍布分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例22和23(E22和E23)的抗衝擊複合層。另外，將厚度為0.11mm的尼龍布疊置於厚度4.04mm的Kuotane 300熔噴不織布上，即得到比較例14(C14)之抗衝擊複合層；將厚度為0.11mm的尼龍布疊置於厚度4.19mm的熔紡纖維熱壓布上，即得到比較例15(C15)之抗衝擊複合層。此外，將厚度為0.11mm的尼龍布作為參考例1(R1)。將上述R1、E20至E23、C14和C15於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件C進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表6。其中，於該抗衝擊性能測試中，落槌係與該基體層的外表面(即相對於該抗衝擊層的表面)相接觸。
其中，「空白」測試係未放置任何測試樣品，直接以一特定測試條件的落槌落下而測得之衝擊力，即為「原提供之衝擊力(F0)」。以一特定測試條件的落槌落下撞擊該測試樣品，所測得之穿透該測試樣品的衝擊力即為「穿透衝擊力(Ft)」。「參考例」係測試僅放置與實施例之抗衝擊複合層的基體層相同的基體層，再以一特定測試條件的落槌落下而測得之穿透衝擊力作為「參考之衝擊力(F0’)」。「耐衝擊層之減少衝擊力(Fs’)」則表示該測試樣品中的耐衝擊層負責消散所承受到的衝擊力，Fs’=F0’-Ft。「耐衝擊層之減少衝擊力之比例」係耐衝擊層之減少衝擊力(Fs’)與F0’的比值，即Fs’/F0’。「耐衝擊層之單位厚度之抗衝擊能力」係耐衝擊層之減少衝擊力之比例與該耐衝擊層之厚度的比值，「耐衝擊層之單位厚度之抗衝擊能力」=(Fs’/F0’)/厚度。
Figure 110136540-A0305-02-0021-10
將上述TPU-0採用製法I分別形成如表7所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為0.67mm的棉布分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例24和25(E24和E25)的抗衝擊複合層。另外，將上述TPU-0採用製法I分別形成如表7 所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為0.86mm的皮革分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例26和27(E26和E27)的抗衝擊複合層。將上述TPU-0採用製法I分別形成如表7所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為3.74mm的棉布手套分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例28和29(E28和E29)的抗衝擊複合層。此外，將厚度為0.67mm的棉布作為參考例2(R2)，將厚度為0.86mm的皮革作為參考例3(R3)，以及將厚度為3.74mm的棉布手套作為參考例4(R4)。將R2至R4、E24至E29於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件C進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表7。其中，於該抗衝擊性能測試中，落槌係與該基體層的外表面(即相對於該抗衝擊層的表面)相接觸。
Figure 110136540-A0305-02-0022-11
將上述TPU-0採用製法I分別形成如表8所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為1.97mm的PE硬質層分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例30和31(E30和E31)的抗衝擊複合層。另外，將上述TPU-0採用製法I分別形成如表8所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為2.3mm的TPV硬質層分別疊置於前述 耐衝擊層上，即得到實施例32和33(E32和E33)的抗衝擊複合層。此外，將厚度為1.97mm的PE硬質層作為參考例5(R5)，將厚度為2.3mm的TPV硬質層作為參考例6(R6)。將R5、R6、E30至E33於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件B進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表8。其中，於該抗衝擊性能測試中，落槌係與該基體層的外表面(即相對於該抗衝擊層的表面)相接觸。其中，該PE硬質層和TPV硬質層的說明如下：1. PE硬質層：蕭氏硬度為60D；由購自台灣塑膠工業股份有限公司，型號為HDPE 7501的PE樹脂經熱壓成型所製得；2. TPV硬質層：蕭氏硬度50D；由購自三晃股份有限公司，型號為500B50D的TPV樹脂經射出成型所製得；其中，500B50D是高度硫化的EPDM微粒分散在連續聚丙烯相中組成的高分子彈性體材料。
Figure 110136540-A0305-02-0023-12
將上述TPU-0採用製法I分別形成如表9所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為2.82mm的玻璃纖維層(濕氣硬化型PUR預浸玻纖片)分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例34和35(E34和E35)的抗衝擊複合層。此外，將厚 度為2.82mm的濕氣硬化型PUR預浸玻纖片作為參考例7(R7)。將R7、E34至E35於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件B進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表9。其中，於該抗衝擊性能測試中，落槌係與該基體層的外表面(即相對於該抗衝擊層的表面)相接觸。
Figure 110136540-A0305-02-0024-13
將上述TPU-0採用製法I分別形成如表10所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為2.15mm的PP硬質層分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例36和37(E36和E37)的抗衝擊複合層。另外，將上述TPU-0採用製法I分別形成如表10所示的厚度之耐衝擊層，接著將厚度為1.93mm的PC硬質層分別疊置於前述耐衝擊層上，即得到實施例38和39(E38和E39)的抗衝擊複合層。此外，將厚度為2.15mm的PP硬質層作為參考例8(R8)，將厚度為1.93mm的PC硬質層作為參考例9(R9)。將R8、R9、E36至E39於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件B進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表10。其中，於該抗衝擊性能測試中，落槌係與該基體層的外表面(即相對於該抗衝擊層的表面)相接觸。其中，該PP硬質層和PC硬質層的說明如下：1. PP硬質層：硬度為蕭氏硬度68D；由購自李長榮化學工業股份有限公司，型號為Globalene® 6733的PP樹脂經熱壓成型所製得； 2. PC硬質層：硬度為蕭氏硬度80D；由購自拜耳股份公司，型號為Makrolon 2405的PC樹脂經射出成型所製得。
Figure 110136540-A0305-02-0025-14
將上述TPU-0採用製法I形成厚度為2.0mm之耐衝擊層，接著將厚度為16.5mm的EVA泡沫彈性體與前述耐衝擊層疊合在一起，得到一實施例40(E40)之抗衝擊複合層；另外，將厚度2.0mm的Kuotane 300熔噴不織布與厚度為16.5mm的EVA泡沫彈性體疊合在一起，得到一比較例16(C16)之抗衝擊複合層。當抗衝擊性能測試的落槌與前述抗衝擊複合層的耐衝擊層的外表面相接觸，則編號為實施例N-1，例如實施例40-1；反之，當抗衝擊性能測試的落槌與前述抗衝擊複合層的基體層的外表面相接觸，則編號為實施例N-2，例如實施例40-2。此外，將厚度為16.5mm的EVA泡沫彈性體作為參考例10(R10)。將上述TPU-0採用製法I分別形成如表11所示的厚度之耐衝擊層，接著將前述耐衝擊層疊置於厚度為12mm的可擴展的熱塑性三元乙丙橡膠動態硫化彈性體(expandable thermoplastic vulcanizate，ETPV)泡沫彈性體上，即得到實施例41和42(E41和E42)的抗衝擊複合層，因此，進行該抗衝擊性能測試時，落槌係與 E41和E42的該耐衝擊層的外表面(即相對於該基體層的表面)相接觸。此外，將厚度為12mm的ETPV泡沫彈性體作為參考例11(R11)。R10、R11、E40-1、E40-2、E41、E42於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件A進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表11。其中，該EVA泡沫彈性體和ETPV泡沫彈性體的說明如下：1. EVA泡沫彈性體：比重為0.2；2. ETPV泡沫彈性體：蕭氏硬度為50C；由購自三晃股份有限公司，商品牌號為E342-50的ETPV樹脂經熱壓發泡所製得；E342-50是硫化的EPDM微粒分散在連續乙烯共聚物及聚烯烴嵌段共聚物之組合相中的高分子彈性體材料。
Figure 110136540-A0305-02-0026-15
實施例43(E43)、實施例46至48(E46至E48)係先將上述TPU-0以製法I形成如表12所示的厚度之耐衝擊層，再分別疊置於厚度為3.75mm的EVA泡沫彈性體、厚度為7.1mm的E342-35泡沫彈性體、厚度為3.32mm的E342-50泡沫彈性體及厚度為3.29mm的保麗龍上。因此，分別將厚度為3.75mm的EVA泡沫彈性體作為參考例12(R12)、厚度為7.1mm的E342-35泡沫彈性體作為參考例 14(R14)、厚度為3.32mm的E342-50泡沫彈性體作為參考例15(R15)及厚度為3.29mm的保麗龍作為參考例16(R16)。實施例44和45(E44和E45)係先將上述TPU-0以製法I形成如表12所示的厚度之耐衝擊層，再分別疊置於厚度為11.5mm的E342-50泡沫彈性體上；並將厚度為11.5mm的E342-50泡沫彈性體作為參考例13(R13)。R12至R16、E43至E48於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件B進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表12。其中，該保麗龍和E342-35泡沫彈性體的說明如下：1. 保麗龍：比重為0.0754；2. E342-35泡沫彈性體：蕭氏硬度為35C；由購自三晃股份有限公司，商品牌號為E342-35的ETPV樹脂經熱壓發泡所製得；E342-35是硫化的EPDM微粒分散在連續乙烯共聚物及聚烯烴嵌段共聚物之組合相中的高分子彈性體材料。
Figure 110136540-A0305-02-0027-16
將上述TPU-0採用製法I形成厚度為4.0mm之耐衝擊層，接著將厚度為7.1mm的市售抗衝擊材I(編號DS5115 HYPER KNEE/SHINxD3O)與前述耐衝擊層疊合在一起，得到一實施例49(E49)之抗衝擊複合層。另外，上述TPU-0採用製法II形成厚度為3.52mm之耐衝擊層，接著將前述耐衝擊層疊置於厚度為7.1mm的市售抗衝擊材I(編號DS5115 HYPER KNEE/SHINxD3O)上，得到一實施例50(E50)之抗衝擊複合層。此外，將厚度為7.1mm的市售抗衝擊材I作為參考例17(R17)。比較例17為市售抗衝擊材II(購自EvoShield公司，型號WTV6105BLCELBY)扣除濕氣硬化型PUR預浸玻纖片後剩餘之輔助抗衝擊層疊置於厚度為7.1mm的市售抗衝擊材I上所形成者。
將上述TPU-0採用製法I形成厚度為4.6mm之耐衝擊層，接著將市售抗衝擊材II中的濕氣硬化型PUR預浸玻纖片與前述耐衝擊層疊合在一起，得到一實施例51(E51)之抗衝擊複合層；其中，該濕氣硬化型PUR預浸玻纖片的厚度為6.75mm。此外，將厚度為6.75mm的該濕氣硬化型PUR預浸玻纖片作為參考例18(R18)。比較例18為市售抗衝擊材II。
當抗衝擊性能測試的落槌與前述抗衝擊複合層的耐衝擊層的外表面相接觸，則編號為實施例N-1，例如實施例49-1；反之，當抗衝擊性能測試的落槌與前述抗衝擊複合層的基體層的外表面相接觸，則編號為實施例N-2，例如實施例49-2。R17、R18、E49-1、E49-2、E50、E51-1、E51-2、C17-1、C17-2、C18-1、C18-2於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件A進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表13。
Figure 110136540-A0305-02-0029-17
將上述TPU-0採用製法I形成厚度為4.0mm之耐衝擊層，接著將厚度為7.1mm的市售抗衝擊材I與前述耐衝擊層疊合在一起，得到一實施例52(E52)之抗衝擊複合層。此外，將厚度為7.1mm的市售抗衝擊材I作為參考例19(R19)。另外，將上述TPU-0採用製法I形成厚度為4.6mm之耐衝擊層，接著將市售抗衝擊材II中的濕氣硬化型PUR預浸玻纖片與前述耐衝擊層疊合在一起，得到一實施例53(E53)之抗衝擊複合層；其中，該濕氣硬化型PUR預浸玻纖片的厚度為6.75mm。此外，將厚度為6.75mm的該濕氣硬化型PUR預浸玻纖片作為參考例20(R20)。比較例19為市售抗衝擊材II。當抗衝擊性能測試的落槌與前述抗衝擊複合層的耐衝擊層的外表面相接觸，則編號為實施例N-1，例如實施例52-1；反之，當抗衝擊性能測試的落槌與前述抗衝擊複合層的基體層的外表面相接觸，則編號為實施例N-2，例如實施例52-2。R19、R20、E52-1、E52-2、E53-1、E53-2、C19-1、C19-2於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件B進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表14。
Figure 110136540-A0305-02-0030-18
將上述TPU-0採用製法I形成厚度為2.01mm之耐衝擊層，接著依序將厚度為2.14mm的PP硬質層(其硬度為蕭氏硬度68D)、前述耐衝擊層和厚度為7.1mm的E342-35泡沫彈性體疊合在一起，得到一實施例54(E54)之抗衝擊複合層。實施例55(E55)和E54的抗衝擊複合層差異僅在於耐衝擊層的厚度不同，E55的耐衝擊層的厚度為4.01mm。另外，將上述TPU-0採用製法I形成厚度為4.01mm之耐衝擊層，接著依序將厚度為2.14mm的PP硬質層、前述耐衝擊層和厚度為12mm的E342-50泡沫彈性體疊合在一起，得到一實施例56(E56)之抗衝擊複合層。此外，將2.14mm的PP硬質層和厚度為7.1mm的E342-35泡沫彈性體疊合在一起，作為參考例21(R21)，以及將2.14mm的PP硬質層和厚度為12mm的E342-50泡沫彈性體疊合在一起，作為參考例22(R22)。R21、R22、E54至E56於室溫下(25℃±2℃)依照測試條件A進行抗衝擊性能測試，並將結果列於表15。
Figure 110136540-A0305-02-0031-19
試驗例2：動態衝擊吸收測試(Falling mass shock absorption test)
將參考例10、實施例40-1、比較例16-1以一材料吸震性測試儀(型號STM 479)依據落槌減震試驗法SATRA-TM142進行g值、最大減速度、回彈率、下陷深度之分析。其中，測試條件說明如下：參考例10、實施例40-1、比較例16-1中的基體層皆為EVA泡沫彈性體；衝槌質量8.5kg，高度50±0.5mm，該落錘提供的位能為4.16J，將測試樣品置於落錘下方進行能量吸收試驗，分析結果列於表16。
Figure 110136540-A0305-02-0031-20
試驗例3：回收性測試
分析製法I之熔噴法所製得的2mm之TPU-MB熔噴布和製法II之熔融紡絲-熱壓法所製得的2mm之TPU-H熔紡纖維熱壓布的Mn、Mw、Mp，將其結果列於表17中。接著，TPU-MB熔噴布和TPU-H熔紡纖維熱壓布再次分別以塑譜儀模擬重新加工混練回收後，經以12mm*12mm*2mm模具在熱壓機中模擬熱壓成型，製得TPU-MB-R熱壓片和TPU-H-R熱壓片，以上操作過程正常，得到之試片外觀正常，並分析TPU-MB-R熱壓片和TPU-H-R熱壓片的Mn、Mw、Mp，將其結果列於表17中。
Figure 110136540-A0305-02-0032-21
從表4至表15的測試結果可知，本發明之抗衝擊複合層確實可消除至少20%的衝擊力量。此外，於相同或相似之厚度的情況下，例如表6中的E21和C14之比較、E23和C15之比較，表11中的E40-1和C16-1之比較、E40-2和C16-2之比較，表13中的E49-1和C17-1之比較、E49-2和C17-2之比較、E51-1和C18-1之比較、E51-2和C18-2之比較，以及表14中的E53-1和C19-1之比較、E53-2和C19-2之比較可知，相較於非具有式(I)結構單元的TPU所形成的耐衝擊層，由具有式(I)結構單元的TPU所形成的耐衝擊層可具有更佳的抗衝擊能力。
從表6、表7的實驗結果可知，即便本發明之耐衝擊層與一般布料之基體層(例如尼龍布、棉布、皮革等)疊合形成本發明之抗衝擊複合層，所述耐衝擊層仍能維持單位厚度之抗衝擊能力，因此，有利於後續應用於製造人身防護設備。
從表8、表9、表10的實驗結果可知，即便本發明之耐衝擊層與一般塑膠硬質層疊合形成本發明之抗衝擊複合層，所述耐衝擊層仍能維持單位厚度之抗衝擊能力。甚至，於表9和表10的實驗結果看來，當基體層為玻璃纖維層、PP硬質層或PC硬質層時，所述耐衝擊層甚至還能提升單位厚度之抗衝擊能力。
從表11中的E42和表1中的E1相比，於測試條件A的情況下，本發明之抗衝擊複合層的耐衝擊層因與泡沫彈性體相疊合，故能比單獨一層之耐衝擊層具有更佳的單位厚度之抗衝擊能力。
從表13中的E51-1和C18-1之比較、E51-2和C18-2之比較，以及從表14中的E53-1和C19-1之比較、E53-2和C19-2之比較可知，本發明之抗衝擊複合層無論是於測試條件A和測試條件B的情況下，皆能比現有之市售抗衝擊材明顯具有更良好的抗衝擊能力。
從表16中的實施例40-1和參考例10、比較例16-1之比較可知，實施例40-1之抗衝擊複合層在能量吸收試驗中測得最低的g值，最小的下陷深度，故可證本發明之抗衝擊複合層具有較佳的抗衝擊能力。
此外，從表17之結果可知，由式(I)表示的結構單元之TPU所形成的耐衝擊層，經過重製後，仍能保持分子量的維持率在75%以上，據此可證，所述耐衝擊層適合回收再利用。
綜合上述試驗例之結果，含有如式(I)之二羧基苯基聚酯結構單元的TPU形成一具有特定厚度之耐衝擊層可提供良好抗衝擊能力，且包含前述耐衝擊層的抗衝擊複合層甚至可具有更佳的抗衝擊性能，實屬不可預期的效果。
上述實施例僅係為說明本發明之例示，並非於任何方面限制本發明所主張之權利範圍。本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述具體實施例。
Figure 01_image001

Claims (12)

  1. 一種熱塑性聚胺基甲酸酯之用途，該熱塑性聚胺基甲酸酯用於形成一耐衝擊層，其中，該熱塑性聚胺基甲酸酯具有由式(II)表示的結構單元：
    Figure 110136540-A0305-02-0035-28
     於式(II)中，各個R1獨立為碳數2至8的亞烷基或CH2CH2OCH2CH2；n為2至13；R2為
    Figure 110136540-A0305-02-0035-23
    或
    Figure 110136540-A0305-02-0035-24
    ；該結構單元的數目平均分子量為700克/莫耳至2500克/莫耳；該耐衝擊層的厚度大於1.5毫米。
  2. 如請求項1所述之熱塑性聚胺基甲酸酯之用途，其中，該耐衝擊層的形成方法包含由所述熱塑性聚胺基甲酸酯以熔噴法成型。
  3. 如請求項1所述之熱塑性聚胺基甲酸酯之用途，其中，該耐衝擊層的形成方法包含先經熔融紡絲再進行熱壓成型。
  4. 如請求項1所述之熱塑性聚胺基甲酸酯之用途，其中，該耐衝擊層的厚度為2毫米至30毫米。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之熱塑性聚胺基甲酸酯之用途，其中，該耐衝擊層通過歐盟標準規範EN1621-1：2012的等級1。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之熱塑性聚胺基甲酸酯之用途，其中，該耐衝擊層係應用於器具握把、人身防護設備、設備防護或醫用防護。
  7. 一種抗衝擊複合層，其包括一基體層和與該基體層疊合的一第一耐衝擊層；該第一耐衝擊層係由一熱塑性聚胺基甲酸酯所形成；其中，該熱塑性聚胺基甲酸酯具有由式(II)表示的結構單元：
    Figure 110136540-A0305-02-0036-25
     於式(II)中，各個R1獨立為碳數2至8的亞烷基或CH2CH2OCH2CH2；n為2至13；R2為
    Figure 110136540-A0305-02-0036-26
    或
    Figure 110136540-A0305-02-0036-27
    ；該結構單元的數目平均分子量為700克/莫耳至2500克/莫耳；該第一耐衝擊層的厚度大於1.5毫米。
  8. 如請求項7所述之抗衝擊複合層，其中，該基體層包含一塑膠硬質層、一皮革、一泡沫彈性體、一編織布、一不織布、一玻璃纖維層或其組合。
  9. 如請求項7所述之抗衝擊複合層，其中，該抗衝擊複合層更包括一表層，該第一耐衝擊層夾置於該表層和該基體層之間；該表層包含一塑膠硬質層、一泡沫彈性體、一編織布、一不織布、一玻璃纖維層或其組合。
  10. 如請求項7所述之抗衝擊複合層，其中，該抗衝擊複合層更包括一第二耐衝擊層，該第二耐衝擊層係由該熱塑性聚胺基甲酸酯所形成；該第二耐衝擊層的厚度大於1.5毫米；該基體層夾置於該第一耐衝擊層和該第二耐衝擊層之間。
  11. 如請求項7至10中任一項所述之抗衝擊複合層，其中，該抗衝擊複合層係應用於器具握把、人身防護設備、設備防護或醫用防護。
  12. 如請求項7至10中任一項所述之抗衝擊複合層，其中，該抗衝擊複合層通過歐盟標準規範EN1621-1：2012的等級1。
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