[发明专利]共挤压防水透湿薄膜结构及纺织品

说明书

技术领域

本发明是涉及一种高分子材料，更特别地涉及一种共挤压防水透湿薄膜结构及应用此薄膜结构的纺织品(Co-extruded water-proof andmoisture-permeable film structure and textile)。

背景技术

热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane，TPU)是一种高抗张强度且柔软的弹性体合成树脂，具有耐磨、耐低温、不龟裂、不易从被附着物表面脱落等特性。其加工不使用溶剂且具有可分解性，符合环保要求，用途广泛，尤其在纺织物及成衣加工贴合方面，相当实用。在薄膜加工方面，为了达到较低的厚度(＜20μm)与较佳均一性(精度±15％)，通常采用吹膜(blown film)的加工方式。

由于聚氨酯表面的摩擦力大，在薄膜卷曲、拉平的过程中，常会遇到薄膜成块(film blocking)的问题，致薄膜破损，严重影响良率。传统上，多利用添加技术解决此一问题，然而，添加剂的用量过大，造成高成本且经常无法满足工艺需求。另由于聚氨酯本身也会吸收水气，遂在制造薄膜的过程中，免不了又会产生模具堵塞(die-build-up)的问题，造成工艺中断。

因此，如何有效解决工艺的薄膜成块(film blocking)与模具堵塞(die-build-up)的问题，且能制作出兼具防水透湿功能的薄膜材料，是技术人员努力追求的目标。

目前，有关透湿性聚氨酯的专利，主要以导入亲水性官能基团至高分子结构中为出发点，配合上各种可以增加水分穿透的手段，如添加吸水性的粉体或创造间隙孔洞等，或是以交联结构或刚硬芳香族来弥补亲水链段造成的机械强度不足，来达到高透湿性、可加工应用的目的。有关透湿防水聚氨酯的专利相当多，当中以外添加物或后段加工方式改性的文献占多数，反而纯粹的原料配方的专利较少见。

US-6790926公开了透湿性聚氨酯的配方及其薄膜制法与应用领域，其中在原料组成方面，除了使用高重量百分比的EO(ethylene oxide)链段的聚醚多元醇(polyether polyol)(含聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG))、4，4-二异氰酸二苯甲烷(4，4-methylene bisphenyl diisocyanate，MDI)、小分子链延长剂，并利用芳香族二元醇(araliphatic diol)(含苯环结构)来提高树脂的软化点、强度及降低薄膜沾粘性。

US-2004092696使用含有EO链段的聚醚反应中间体(两末端为OH官能基)，配合作为链延长剂的芳香族二元醇(加强软硬段的相分离)合成聚氨酯，可使树脂具有较高的熔融温度、强度，并具有抗静电性。本专利也指出高的熔点可使树脂进行熔融纺丝。该纤维成品具有高延伸率、透湿性、耐热性及可加工性。

US-2003195293则为透湿、水性聚氨酯的专利，其强调使用含侧链EO与含主链EO的多元醇合成聚氨酯，因为高分子结构本身已具有许多亲水EO链段，所以在水分散阶段并无需要添加乳化剂或胺类中和剂，故无溶剂、低分子挥发物的污染问题。此水性聚氨酯应用在创伤披覆材、织物上具有良好透湿性。此外，配方可与其它高分子混用增加结构的强度。

JP-2000220076公开的聚氨酯组成配方中，整体树脂含有EO官能基至少20wt％以上，可应用于溶剂型聚氨酯的涂布。为了避免EO链段集中于多元醇软段上而造成强度下降，使用的二元醇链延长剂也含有EO链段，属于聚氨酯硬段的结构，使透湿基团分布更平均、强度较高。

DE-4442380利用两种或多种聚醚聚氨酯进行热熔融混合，其中一种必为含透湿性聚乙二醇的聚氨酯，其余则根据强度补强需求而选用，专利中并限定树脂整体的EO含量与聚醚聚氨酯混合比例。聚酯聚氨酯因透湿性差，所以被排除在使用种类外。

DE-4339475由聚醚多元醇合成聚氨酯，其EO重量比在35～60wt％之间，且聚氨酯熔融流动指数需低于70，以方便加工涂布。小分子链延长剂的二元醇部分包括有醚与酯两类，然并未直接使用聚酯作为大分子的多元醇。

US-5254641以硬度为75A～92A、含聚乙二醇的聚氨酯与5～20wt％的聚醚-酰胺(polyether-amide)或聚醚-酯(polyether-ester)混合加工制作透湿膜，聚醚-酰胺或聚醚-酯的高强度可改善聚氨酯强度不足的问题。