TW201912360A - 防水透濕多功能聚氨酯複合套 - Google Patents
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Abstract
一種防水透濕多功能聚氨酯複合套，至少包含一套體與PU包覆層，前述套體係為具有複數網孔之套體；前述PU包覆層係由含有聚乙二醇結構之聚氨酯原料一體成型包覆在前述套體之全部或部分之內表面及外表面，以形成一聚氨酯複合套，前述PU包覆層之內側設霧化表面，以增加使用者穿戴該複合套之乾爽舒適感；如此，利用不同材質之套體，即可使本發明之複合套除了防水及透濕功能外，更兼具有強韌度、鋼性、彈性、隔熱、導電性等性質。
Description
本發明係為一種將特殊織物套體結合聚氨酯彈性體薄膜所組成之複合套；尤指一種將具備有防水透濕抗菌抗靜電之聚氨酯材料經過特殊溶劑烯釋，使各種套設有特殊織物套體之模具得以涵浸於該聚氨酯烯釋液中使其均勻覆蓋於模具表面，再透過烘乾程序，以製成具有特殊強韌度、鋼性、彈性、隔熱、導電性等性質之防水透濕多功能聚氨酯複合套。
目前市面上所大量被使用的薄膜套，例如醫護人員用於阻隔、保護之乳膠薄膜套；工業用之防汙、防水之乳膠薄膜套；一般使用之清潔打掃用之乳膠薄膜套；或是各種橡膠薄膜套等。由於該等習知乳膠或橡膠薄膜套的透濕性非常差，因此當使用者穿戴該等乳膠薄膜一段時間後，會因為穿戴處的排汗被累積於手套內，而產生潮濕、悶熱之不舒服感，且穿戴處的皮膚被自已的汗水長時間浸泡後容易腫漲、破皮或過敏，且容易濕生細菌，故乳膠或橡膠材質的薄膜套均不利於長時間的穿戴使用。
再者，該乳膠或橡膠材質的薄膜套亦存在有易產生靜電、穿戴處亦無法使用觸控螢幕、材料不易分解等問題。且天然橡膠乳膠皆是用橡膠樹（Hevea brasiliensis）的乳狀汁液所提煉製造，其中的某些蛋白質可能會引起某些人過敏反應，包含過敏原直接與皮膚接觸所引發之過敏，以及沾染有過敏原之手套粉塵微粒經由呼吸進入人體而引發之過敏，因此在使用上相當不便利。
此外，如台灣發明公開第201315399號「防水透濕套及其製作方法」，該防水透濕套之製作方法係提供一模具，該模具係呈一預定形狀；將該模具浸泡於一含聚氨酯（polyurethane,PU）之膠料中，以於該模具之表面形成有一第一膠膜；再乾燥該第一膠膜，以及將該第一膠膜自該模具上剝離，以製得對應該預定形狀之防水透濕套。其中，該含聚氨酯之膠料係包含二氧化矽（silica）、多孔聚矽氧（silicone）、一溶劑、或其組合，且該溶劑係為二甲基甲醯胺（dimethyl formaldehyde,DMF）、甲苯（toluene）、丙酮（acetone）、丁酮（methyl ethyl ketone,MEK）、乙酸乙酯（ethyl acetate,EAC）、乙酸丁酯（butyl acetate,BAC）、水、或其組合。
然而，經本案發明人實際測試該防水透濕套之製法後發現，以該製法及材料所製成之防水透濕套，其厚度太厚、彈性差且強度不足，稍微用力拉扯即會斷裂，且其厚度亦導致手套的透濕效果不理想，故其係為一失敗的聚氨酯（PU）套體，且目前市面上及各文獻中亦未有人研發出具有特殊強韌度、鋼性、彈性、隔熱、導電性等性質之防水透濕多功能聚氨酯複合套。
目前，市面上所販售的PU複合套產品有兩種類型，第一種是將一般布手套之部分（即手指內部到掌心部分，手指背部與手背的部分則無）拿去涵浸或塗佈PU，形成一種僅部分外表面覆蓋有PU之複合式防滑手套，由於受到該習知聚氨酯（PU）材料特性之影響，且其所使用的布手套較密實，PU難以滲透，故該套體僅於布手套之部分外表面形成一較厚的PU膜，無法達到內外包覆PU的效果，使得其防水透濕性非常差，且該套體表面之PU在烘乾成膜的過程中，因高溫所產生的溶劑氣體會自該PU膜表面衝出，並形成複數孔洞，使該布手套的PU膜可增加磨擦力，但也因此使該PU膜的防水性、透濕性及美觀受到影響而變差，且太厚的PU膜彈性不佳，用途受到更多限制，不具實用性。
第二種習知PU複合套則是預先壓製成形一PU平面膜，再將該PU平面膜進行裁切，利用高週波熱壓貼合方式將該裁切的PU膜與其它布料黏成一手套，其缺點是加工成本高、結構強度差、彈性不一致、外觀非常醜、不環保、穿戴時的感覺不一致、黏澀不舒服，且僅得於部分位置有PU材料的特性，故該PU複合套整體的防水透濕性非常差，亦不具實用性及經濟效益。
或如發明人先前申請之新型專利第M543046號「防水透濕多功能聚氨酯複合套」，該套體係由含有聚乙二醇結構之聚氨酯原料一體成型製成，利用聚氨酯套體所含有之聚乙二醇結構，使套體可確實達到防止液態水滲入、透水蒸氣、抗溶劑等功效，再輔以其它聚氨酯材料之添加物，即可使套體具有高彈性、高強度、抗菌、抗靜電、可調色之多功能功效；惟，因該套體係為一體成形製成之單一層薄膜套，雖然其相較於習知PU套體具有更佳的防水、透濕、抗溶劑等功效，但該薄膜明無法因應特殊之強韌度、鋼性、彈性、隔熱、導電性等性質之需求進行調整。
為此，本發明者，針對前揭習知各種PU套體所存在的問題，及對於PU套體之特殊強韌度、鋼性、彈性、隔熱、導電性等性質之需求，而發明本案。
本發明之目的，係利用含有聚乙二醇（PEG）結構的聚醚多元醇之聚氨酯（PU）材料，將具有複數網孔之特殊材料編織而成之套體，依照油性稀釋溶劑與水性稀釋溶劑之不同，搭配適當的涵浸技術、水中成膜技術與烘乾技術，以製成一套體1之部分或全部之內表面與外表面完全包覆有PU包覆層2之防水透濕多功能聚氨酯複合套，該多功能複合套不但保有該含有該特殊PU材質之特性，並可藉由夾層之套體的特性來大幅增加提高該複合套之物理性質，具有最佳的實用性與經濟效益。
本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套，至少包含一套體與PU包覆層，前述套體係為具有複數網孔之套體；前述PU包覆層係由含有聚乙二醇結構之聚氨酯原料一體成型包覆在前述套體之全部或部分之內表面及外表面，以形成一聚氨酯複合套，前述PU包覆層之內側設霧化表面，以增加使用者穿戴該複合套之乾爽舒適感。
本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述PU包覆層係將含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料，利用設置有霧化表面之模具，將前述套體套設於該模具上，再以涵浸技術將聚氨酯稀釋原料滲透套體之網孔並同時包覆套體之全部或部分之內表面及外表面，再以水中成膜技術使PU包覆層成膜，並將該套體包覆於其中，再經烘乾製成此防水透濕多功能聚氨酯複合套；前述含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料係以油性稀釋溶劑進行稀釋作業。
本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述PU包覆層係將含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料，利用設置有霧化表面之模具，將前述套體套設於該模具上，再以涵浸技術將聚氨酯稀釋原料滲透套體之網孔並同時包覆套體之全部或部分之內表面及外表面，使該套體包覆於其中，再經烘乾製成此防水透濕多功能聚氨酯複合套；前述含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料係以水為溶劑進行稀釋作業。
本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述模具得預先涵浸聚氨酯烯釋液原料，並製成一PU薄膜，再將前述套體套設於該模具之PU薄膜上，再以涵浸技術將聚氨酯稀釋原料滲透套體之網孔並同時包覆套體之全部或部分之內表面及外表面，及融合內層之PU薄膜，使該套體包覆於其中，達到增加PU包覆層之內層厚度之功效。
本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述套體得為由人造化學纖維、天然纖維、金屬纖維、陶瓷纖維或玻璃纖維編織而成之套體；或可為穿設有複數網孔之塑膠或橡膠套體。
為了更進一步了解本發明，該最佳之防水透濕多功能聚氨酯複合套之實施方式如圖式１及２所示，至少包含：
套體1，係為具有複數網孔之套體，例如由人造化學纖維、天然纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維等材料編織而成之套體，或可為穿設有複數網孔之塑膠、橡膠套體，均無不可，使套體具有最佳的強韌度、鋼性、彈性、隔熱、導電性等特性。前述套體1得為手套、鞋套、頭套、指套、關節套、手臂套、腿套、衣服、褲子或其它各種人體可穿載之套體結構，均無不可。
PU包覆層2，係由含有聚乙二醇（PEG）結構之聚氨酯（PU）原料一體成型包覆在前述套體1之全部或部分之內表面及外表面，以形成一聚氨酯複合套，由於聚乙二醇具有親水透濕的特性，故利用該含有聚乙二醇之聚氨酯原料得使該複合套具有高透濕效果，並可同時保持聚氨酯材料之良好的拉伸、抗撕裂、彈性等特性，使該PU包覆層2可搭配各種套體1使用；且聚氨酯材料係為可分解的材質，因此得使該複合套達到環境保護之功效。前述PU包覆層2之內側設霧化表面20，以增加使用者穿戴該複合套之乾爽舒適感。
前述聚氨酯（PU）原料得添加矽油(silicon oil)、二氧化矽粉末(silica)、異氰酸酯基（-N=C=O）的硬化劑、二氧化鈦粉末、抗菌劑、染色劑之任一以上組合之添加物，以提升PU包覆層2之多功能性，端視需求而定。其中，於聚氨酯原料中添加矽油（silicon oil）可提供複合套具有油滑手感與防止薄膜間沾黏之效果，且具有PU包覆層2與模具間的離型效果，有助於PU包覆層2之脫模；其中，於聚氨酯原料中添加二氧化矽粉末（silica）可提供PU包覆層2之乾爽手感，防止PU包覆層2間之沾黏，並使PU包覆層2表面消光；其中，於聚氨酯原料中添加含異氰酸酯基（-N=C=O）的硬化劑可進一步加強PU包覆層2之物理特性、機械強度；其中，前述二氧化鈦係為良好的電子傳遞材料，於聚氨酯原料中添加二氧化鈦可產生抗靜電（即導電性）的效果，並可讓使用者穿戴該複合套直接操作電子產品之觸控介面，且該二氧化鈦可使PU包覆層2呈現白色，使複合套更為美觀又不需添加染劑；其中，於聚氨酯原料中添加抗菌劑可使PU包覆層2具有抑制細菌、黴菌繁殖孳生的效果，且抗菌劑亦可使醫療、衛生工作者減少因間接接觸到病菌、黴菌的機會，以含有聚乙二醇結構之聚氨酯原料所製成之PU包覆層2除了可以排出水氣，該水氣因蒸發而帶走的大量熱氣更可使複合套內保持乾爽並減少細菌與黴菌的滋生，再輔以抗菌劑的作用即可使細菌和黴菌的孳生降至最低；其中，於聚氨酯原料中添加染色劑即可依照不同使用需求將各種不同尺寸、形狀、厚度及功能性之PU包覆層2調配成特定的顏色，以增加複合套之辯識性。
前述防水透濕多功能聚氨酯複合套之製法，第一步驟，係將前述含有聚乙二醇（PEG）結構的聚醚多元醇之聚氨酯（PU）原料加入烯釋溶劑，以形成聚氨酯烯釋液；前述烯釋溶劑得為油性稀釋溶劑（例如二甲基甲醯胺（DMF）、含有二甲基甲醯胺之混合溶劑等各種油性稀釋溶劑）或水（可為純水或含水之混合物）。
再設置前述套體1之模具，前述模具設霧化表面，由於模具之霧化表面較為粗糙，得使烘乾後之PU包覆層2因材料收縮而可減少與模具的接觸面積，如此即可使套體成品易於脫模，且利用該模具之霧化表面得使PU包覆層2之內側形成霧化表面20，以減少PU包覆層2與皮膚的接觸面積，達到乾爽舒適之穿戴效果，並可讓使用者長時間穿戴也不會感到不適（若使用光滑表面之模具，該在光滑表面成膜的聚氨酯薄膜會與模具沾黏，使得套體成品會有沾黏不易脫模，以及穿戴時會產生粘澀感覺的缺點）；前述模具得由金屬、木材、陶瓷、或其他可製成模具之材料所製成。
第二步驟，係將套體1套入模具，再將該套設有套體1之模具之全部或部分涵浸於前述聚氨酯烯釋液中，由於套體1之網孔可使聚氨酯烯釋液滲透到其內表面，因此該套體1之內表面及外表面即可均勻包覆該聚氨酯烯釋液；為提升套體1內表面之PU包覆層2的厚度，可於前述套體1套入模具之前，預先將該模具涵浸聚氨酯烯釋液，並製成一所需特定厚度之PU薄膜（可透過多次涵浸來調整PU薄膜的厚度），再將套體1套入該模具上之PU薄膜，再將該套設有套體1之模具之全部或部分涵浸於前述聚氨酯烯釋液中，即可達到增加套體1內表面之PU包覆層2厚度之功效。
前述模具之涵浸作業得將模具直立涵浸入裝有聚氨酯烯釋液的桶槽中，再將模具緩慢提出，讓模具表面均勻的覆蓋上一層聚氨酯烯釋液，並使多餘的聚氨酯烯釋液滴流回桶槽中，之後再將模具轉至與涵浸方向相反的方向，並緩慢旋轉，使聚氨酯烯釋液往反方向流動，並在模具的表面流平、覆蓋的更均勻，即可避免套體成品厚度不一致的問題。
第三步驟，當前述聚氨酯烯釋液係使用油性溶劑時，係將該均勻覆蓋聚氨酯烯釋液之模具放人水中進行水中成膜作業，且利用水可將聚氨酯烯釋液之部分溶劑交換至水中，並利用PU與水不相容的特性使PU析出成膜。需注意的是，由於設置有複數網孔之套體並非一平整面，故PU的整體分佈並非均勻（網孔處的PU量最多），若模具於涵浸程序後係被直接送入烘箱內烘乾（即乾式加工法），即會產生因溶劑烘乾揮發速率之不同，而導致套體網孔處之膜面受到該較慢被烘出之溶劑蒸氣侵蝕與穿孔，使得膜面產生瑕疵，影響PU包覆層2防水透濕效果，故聚氨酯烯釋液使用油性溶劑時必需使用水中成膜技術，之後才可將其烘乾。
另，需特別注意者，當前述聚氨酯烯釋液係以水為溶劑時，由於水會將聚氨醴稀釋液溶解沖散，故該均勻覆蓋聚氨酯烯釋液之模具並不適用水中成膜技術，且因為水溶劑不會在烘乾過程中產生侵蝕聚氨酯並形成穿孔之問題，故該均勻覆蓋聚氨酯烯釋液之模具僅需於烘箱中直接烘乾即可，無須使用水中成膜技術。
第四步驟，將離開水槽之模具送入烘箱，並將多餘的水分與殘留之溶劑烘乾即可完成本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套。若需增加套體1外表面之PU包覆層2之厚度，使其具有較佳的拉伸強度、抗撕裂強度與抗水壓穩定度，則可重覆前述第二步驟至第四步驟，透過多次涵浸與成膜程序即可達到調整套體1外表面之PU包覆層2之厚度之目的。
值得一提的是，本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套經由多次涵浸與成膜程序所製成之厚度較厚的複合套，其透濕度並不會因厚度的增加而大幅度的降低，並可減少厚度對複合套透濕度的影響，以確保皮膚所排出的汗水皆可排出複合套外，保持皮膚的乾爽；且該複合套的防水性更可達到高抗水壓的標準，讓此複合套可因應各種強韌度、鋼性、彈性、隔熱、導電性等需求，作為各種工業、商業、農業、養殖業、醫療業、美容業、餐飲業或特殊工作用途使用。又，本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套亦具有抗溶劑的特性，其可讓使用者在穿戴過程中達到阻隔溶劑侵蝕的效果，避免皮膚直接受到溶劑的侵蝕，使該防水透濕多功能聚氨酯複合套之應用範圍可更廣泛，實用性更高。
是以，本發明利用含有聚乙二醇（PEG）結構的聚醚多元醇之聚氨酯（PU）材料，將具有複數網孔之特殊材料編織而成之套體1，依照油性稀釋溶劑與水性稀釋溶劑之不同，搭配適當的涵浸技術、水中成膜技術與烘乾技術，以製成一套體1之部分或全部之內表面與外表面完全包覆有PU包覆層2之防水透濕多功能聚氨酯複合套（如圖１及２之實施例所示之足套之部分之內表面與外表面完全包覆有PU包覆層2），該多功能複合套不但保有該含有該特殊PU材質（PEG結構的聚醚多元醇之PU）之特性（防止液態水滲入、透水蒸氣、抗溶劑、高彈性、高強度、抗菌、抗靜電、可調色等），並可藉由夾層之套體1的特性來大幅增加提高該複合套之物理性質（強韌度、鋼性、彈性、隔熱、導電性等），具有最佳的實用性與經濟效益，為本案之組成。
前述之實施例或圖式並非限定本發明之態樣或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。
1‧‧‧套體
2‧‧‧PU包覆層
20‧‧‧霧化表面
圖１是本發明之防水透濕多功能聚氨酯複合套之足套實施例之示意圖。 圖２是圖１之Ａ－Ａ剖視圖。
Claims (10)
- 一種防水透濕多功能聚氨酯複合套，至少包含： 套體，係為具有複數網孔之套體； PU包覆層，係由含有聚乙二醇結構之聚氨酯原料一體成型包覆在前述套體之全部或部分之內表面及外表面，以形成一聚氨酯複合套，前述PU包覆層之內側設霧化表面，以增加使用者穿戴該複合套之乾爽舒適感；前述PU包覆層係將含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料，利用設置有霧化表面之模具，將前述套體套設於該模具上，再以涵浸技術將聚氨酯稀釋原料滲透套體之網孔並同時包覆套體之全部或部分之內表面及外表面，再以水中成膜技術使PU包覆層成膜，並將該套體包覆於其中，再經烘乾製成此防水透濕多功能聚氨酯複合套；前述含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料係以油性稀釋溶劑進行稀釋作業。
- 一種防水透濕多功能聚氨酯複合套，至少包含： 套體，係為具有複數網孔之套體； PU包覆層，係由含有聚乙二醇結構之聚氨酯原料一體成型包覆在前述套體之全部或部分之內表面及外表面，以形成一聚氨酯複合套，前述PU包覆層之內側設霧化表面，以增加使用者穿戴該複合套之乾爽舒適感；前述PU包覆層係將含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料，利用設置有霧化表面之模具，先將該模具預先涵浸聚氨酯烯釋液原料，並製成一PU薄膜，再將前述套體套設於該模具之PU薄膜上，再以涵浸技術將聚氨酯稀釋原料滲透套體之網孔並同時包覆套體之全部或部分之內表面及外表面，及融合內層之PU薄膜，再以水中成膜技術使PU包覆層成膜，並將該套體包覆於其中，再經烘乾製成此防水透濕多功能聚氨酯複合套；前述含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料係以油性稀釋溶劑進行稀釋作業。
- 一種防水透濕多功能聚氨酯複合套，至少包含： 套體，係為具有複數網孔之套體； PU包覆層，係由含有聚乙二醇結構之聚氨酯原料一體成型包覆在前述套體之全部或部分之內表面及外表面，以形成一聚氨酯複合套，前述PU包覆層之內側設霧化表面，以增加使用者穿戴該複合套之乾爽舒適感；前述PU包覆層係將含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料，利用設置有霧化表面之模具，將前述套體套設於該模具上，再以涵浸技術將聚氨酯稀釋原料滲透套體之網孔並同時包覆套體之全部或部分之內表面及外表面，使該套體包覆於其中，再經烘乾製成此防水透濕多功能聚氨酯複合套；前述含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料係以水性稀釋溶劑進行稀釋作業。
- 一種防水透濕多功能聚氨酯複合套，至少包含： 套體，係為具有複數網孔之套體； PU包覆層，係由含有聚乙二醇結構之聚氨酯原料一體成型包覆在前述套體之全部或部分之內表面及外表面，以形成一聚氨酯複合套，前述PU包覆層之內側設霧化表面，以增加使用者穿戴該複合套之乾爽舒適感；前述PU包覆層係將含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料，利用設置有霧化表面之模具，先將該模具預先涵浸聚氨酯烯釋液原料，並製成一PU薄膜，再將前述套體套設於該模具之PU薄膜上，再以涵浸技術將聚氨酯稀釋原料滲透套體之網孔並同時包覆套體之全部或部分之內表面及外表面，及融合內層之PU薄膜，使該套體包覆於其中，再經烘乾製成此防水透濕多功能聚氨酯複合套；前述含有聚乙二醇結構之聚氨酯稀釋原料係以水性稀釋溶劑進行稀釋作業。
- 根據申請專利範圍第1至4項任一項所述之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述套體係為由人造化學纖維、天然纖維、金屬纖維、陶瓷纖維或玻璃纖維編織而成之套體。
- 根據申請專利範圍第1至4項任一項所述之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述套體係為穿設有複數網孔之塑膠或橡膠套體。
- 根據申請專利範圍第1至4項任一項所述之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述聚氨酯原料中係添加矽油，使套體具有油滑手感、防止薄膜間沾黏、及輔助套體脫模之功效；前述聚氨酯原料中係添加二氧化矽粉末，使套體具有乾爽手感，且可防止套體間之沾黏，並使套體表面消光。
- 根據申請專利範圍第1至4項任一項所述之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述聚氨酯原料中係添加含異氰酸酯基（-N=C=O）的硬化劑，以進一步加強套體之物理特性與機械強度。
- 根據申請專利範圍第1至4項任一項所述之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述聚氨酯原料中係添加二氧化鈦，使套體產生抗靜電的效果，並可讓使用者於穿戴套體時可直接操作電子產品之觸控介面，且得讓套體呈現白色。
- 根據申請專利範圍第1至4項任一項所述之防水透濕多功能聚氨酯複合套，其中前述聚氨酯原料中係添加抗菌劑，使套體具有抑制細菌、黴菌繁殖孳生的效果。
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