专利名称：一种具有保温功能的防水透湿薄膜及其制造方法
技术领域：
本发明是关于一种具有保温功能的防水透湿薄膜及其制造方法。本发明尤其涉及一种将相变微胶囊混入防水透湿材质中以制成具持温功能的防水透湿薄膜及其制造方法。
背景技术：
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早期从事户外活动的服装材料大都是使用自然材料所制成，但随着科技的发展，目前大多数户外服装都采用先进的人造材料，只有像羽绒这样极少数的有着无可替代优越性能的自然材料被保存了下来。户外运动服装对材料的苛刻要求使得只有极少数的高科技先进村料被用于现代户外运动服装。对于从事户外活动服装的要求，一般来说需具备保温、防水透湿、轻便等。所谓防水透湿材料通常是指在布料的内层涂布一层胶质，常被应用的材质包含聚异氰酸盐树脂(PU)、聚乙烯(PE)、压克力等；而保温材料，通常是夹在衣服的夹层中，以其有保存空气的特性，达到保温的效果，常被使用的材料包含羽绒、化纤棉类等。虽然使用这些材料做成的衣服有不错的保暖效果，但制成的衣物却常过于厚重，因此近年来已有人利用物质相变化吸热的原理，将相变物质(phase-change materials，PCM)加入纺织品中，藉由相变物质达到保温的效果。
相变物质，是一种能藉由改变其物理状态吸收或释放大量热能的物质，例如，自固相转变为液相。典型的相变物质，可以自固相转变为液相，亦可自液相再转变为固相。石蜡烃(paraffin hydrocarbons)常被当作相变物质使用，其可于想要的温度或更高的温度中吸热融化。
相变物质于受热时，会吸收热能藉由物理的相变化将热能储存于其中，当持续受热时相变物质会慢慢由固相转变为液相，为避免其变为液相后流失，一般借由高分子材料包覆相变物质，使其成为微胶囊化的之相变物质，由于相变物质包覆于高分子材料中，可使相变物质于吸热产生相变化时，不致因变成液相而流失，而无法重复使用。
目前相变微胶囊已被使用于纺织物品上，如美国第5585475号专利(US No5585475)案中，揭示将相变物质并入聚合物中混纺成纤维，以进一步用以制备衣物或寝具。另外，在美国第5366801号专利(US No5366801)及美国第6099894号专利(US No6099894)案中，亦公开将相变微胶囊与聚合物混合后涂布于纤维表面或纺织品的表面，以制备出具保温效果的衣服。此外，在美国第6207738号专利(US No6207738)案中，则公开另一种以湿式涂布加工方式，将相变物质涂布于织品上，制造出具有持温效果的衣物。
但上述这些将相变物质藉由混纺或涂布覆盖于纺织品表面的公知方式，制造步骤上皆较为繁琐，这会造成制造上的困扰及增加制造成本的支出，使得这一类衣物的价格高居不下。因此，寻求一种较低廉的制造方式，便成为目前研发上的新方向。
发明内容
本发明的目的是通过将具有保温效果的相变微胶囊混入具有防水透湿的材质中，经成膜机以压出或吹膜方式成膜后，以制成具有保温功能的防水透湿薄膜。
本发明的另一目的是提供一种较为简便制造程序，以降低制造成本。
本发明的又一目的是借由本发明所述的方法制备出较为轻薄且兼具有防水透湿及保温效果的衣物。
为达上述之目的，一种具有保温功能的防水透湿薄膜及其制造方法，其中该制造方法可借由下述的步骤来达到。
首先，先选用适合的相变物质。接着将此相变物质与聚合物混合以制备出含有相变物质的微胶囊。
再选用适当的防水透湿材质。之后，再将此防水透湿材质加热至其溶融使其成溶融状态。
接着，将前述经微胶囊化具有蓄热保温效果的相变材料混入此溶融状态的防水透湿材料中，使其均匀分散。之后将其冷却至室温，使此混合的液态高分子固化。再将其借助粉碎机粉碎成混有相变微胶囊的塑料粒。
最后，将上述所制得的塑料粒经成膜机以压出或吹膜，即可制成兼具有防水透湿及保温效果的塑料薄膜。
进一步可将上述所得兼具有防水透湿及保温效果的织品进行剪裁即可制得兼具有防水透湿及保温效果且十分轻薄的衣物。
其中，可作为上述防水透湿的材质包含但不仅限于热塑聚异氰酸盐树脂(TPU)、聚乙烯及压克力等。可用作上述相变微胶囊中相变物质的材质在此并没有特别的限制，可依不同用途中的环境温度及其操作温度而定。一般常用的相变物质可以举出的例子，包括石蜡类碳水化合物直链烷类、高级醇类等物质，但不仅限于此。这些相变物质可借由公知的制造方式制成微胶囊化的相变物质，以进行进一步的加工与应用。
图1本发明兼具防水透湿及持温效果之衣物的制作流程图。
图2为本发明所述的相变微胶囊的剖面示意图。
图3为根据本发明所述的制备方法所制得的塑料薄膜剖面示意图。
图中11-步骤
12-步骤13-步骤14-步骤15-步骤16-步骤17-步骤21-相变物质22-微胶囊30-塑料薄膜31-防水透湿材质具体实施方式
本发明的目的及所具功效，兹配合附图将本发明较佳实施例做进一步的详细说明如下。
图1为本发明兼具防水透湿及保温效果的衣物的制作流程图。其中，选用防水透湿材料步骤11，系选择适当的防水透湿材料，其可选自热塑聚异氰酸盐树脂、聚乙烯及压克力等其中之一。溶融防水透湿材料步骤12，是将步骤11的防水透湿材料溶融，所使用的加热温度及加热时间，可依所选用的防水透湿材料不同而做适当的调整，只要可使其完全呈现液相的高分子溶液时即可，在此并没有做特别的限定。选用微胶囊化相变材料步骤13，可选用任何目前已知及未知具蓄热保温效果经微胶囊化的相变材料，选用的种类在此并没有做特别的限定。将防水透湿材料混入微胶囊化相变材料中的步骤14，是将步骤13的微胶囊化相变材料混入步骤12中已溶融之防水透湿材料中，使其均匀分散。冷却步骤15，是将步骤14中混有相变微胶囊的高分子溶液，使用冷却系统(例如，水浴)，将温度降低使其再回复固相即可，例如室温。粉碎步骤16，是将步骤15中混有相变微胶囊的防水透湿材料以粉碎机粉碎，使其成为混有相变微胶囊的塑料粒。最后，借由成膜步骤17将步骤16中所制得之塑料粒加入成膜机中，以压出或吹膜方式成膜。此即可制得具有保温功能的防水透湿塑料薄膜。此薄膜可进一步剪裁制成衣物，或贴合于其它布料材质的外侧或内侧，以制成兼具防水透湿及保温效果的衣物。
图2为本发明中所述的含有相变物质的微胶囊22，其中心部分即为相变物质21。可用于此相变物质的材料在此并没有特别的限制，可依不同用途中的环境温度及其操作温度而定。一般常用的相变物质可以举出的例子，包括石蜡类碳水化合物、直链烷类、高级醇类等物质，但不仅限于此。例如人体所使用的纺织品适用的相变物质融点范围约在30℃左右，因此可选用高级醇中的十二醇及十四醇以调配制造出融点在30℃左右的相变微胶囊。
图3为根据本发明所述的方法所制成之塑料薄膜30。其中含有相变物质21的微胶囊22均匀分散于防水透湿材料31中。可用做于此防水透湿的材质包含但不仅限于热塑聚异氰酸盐树脂、聚乙烯及压克力等。
上述相变微胶囊22与防水透湿材料31的混合比例，以两者之总和为100份时，相变微胶囊22为5～70份，较佳为20～40份。
本发明将借由参考下列的实施例做进一步的说明，这些实施例并不限制本发明前面所公开的内容。熟知本发明的技艺者，可做稍微改良与修饰，但仍不脱离本发明之范畴。
实施例1兼具防水透湿及保温效果塑料膜之制备取6份三聚氰胺及21份甲醛(37％)，加入73份的水中，于60℃下加热1小时后可获得乳液1。
取2份聚乙烯醇，加入40份的水中，加热至60℃后，再加入2.5份的十二醇及2.5份的十四醇，以搅拌均质机于6,000rpm的条件下进行乳化5分钟，以获得一乳液2。
将乳液2加入乳液1中，以1N盐酸水溶液调整至pH＝6。之后再于60℃下加热反应4小时。
将上述经反应后的溶液，以氨水调整至pH＝9。待温度降至室温后将其以滤网过滤，并使所得之沉淀物干燥。此即可得到含有相变物质的微胶囊。
取70份的热塑聚异氰酸盐树脂加热使其溶融，将上述经干燥的微胶囊30份加入其中，以双螺杆混炼机混合，使相变微胶囊均匀分散于溶融的聚异氰酸盐树脂中。之后，进行干燥造粒，以制成含有相变物质的塑料粒。
最后，将此含有相变物质的塑料粒以吹膜机吹出约25μm厚度的塑料薄膜。
权利要求
1.一种具有保温功能的防水透湿薄膜的制造方法，其步骤包含选用适当的防水透湿材质；将该防水透湿材质加热溶融；选用适当的经微胶囊化的相变材料；将该经微胶囊化的相变材料混入此溶融状态的该防水透湿材料中，使其均匀分散；冷却后借由粉碎机粉碎成混有该经微胶囊化的相变材料的塑料粒；借由成膜机制成塑料薄膜。
2.如权利要求1所述的方法，其中该相变微胶囊与该防水透湿材质的混合比例，以两者之总和为100份时，相变微胶囊为5～70份。
3.如权利要求1所述的方法，其中该相变微胶囊与该防水透湿材质的混合比例，以两者之总和为100份时，相变微胶囊为20～40份。
4.如权利要求1所述的方法，其中该防水透湿材质为选自热塑聚异氰酸盐树脂、聚乙烯及压克力等其中之一。
5.如权利要求1所述的方法，其中该成膜机制成塑料膜的方式包含压出或吹膜。
6.一种含有相变物质且具有防水功效的塑料粒，其借由下述步骤制备选用适当的防水透湿材质；将该防水透湿材质加热溶融；选用适当的经微胶囊化的相变材料；将该经微胶囊化的相变材料混入此溶融状态的该防水透湿材料中，使其均匀分散；冷却后借由粉碎机粉碎成混有该经微胶囊化的相变材料的塑料粒。
7.如权利要求6所述的含有相变物质且具有防水功效的塑料粒，其中该相变微胶囊与该防水透湿材质的混合比例，以两者之总和为100份时，相变微胶囊为5～70份。
8.如权利要求6所述的含有相变物质且具有防水功效的塑料粒，其中该相变微胶囊与该防水透湿材质的混合比例，以两者之总和为100份时，相变微胶囊为20～40份。
9.如权利要求6所述的含有相变物质且具有防水功效的塑料粒，其中该防水透湿材质选自热塑聚异氰酸盐树脂、聚乙烯及压克力等其中之一。
10.一种具有保温功能的防水透湿薄膜，其借由下述步骤所制备选用适当的防水透湿材质；将该防水透湿材质加热溶融；选用适当的经微胶囊化的相变材料；将该经微胶囊化的相变材料混入此溶融状态的该防水透湿材料中，使其均匀分散；冷却后借由粉碎机粉碎成混有该经微胶囊化的相变材料的塑料粒；借由成膜机制成塑料薄膜。
11.如权利要求10所述的防水透湿薄膜，其中该相变微胶囊与该防水透湿材质的混合比例，以两者之总和为100份时，相变微胶囊为5～70份。
12如权利要求10所述的防水透湿薄膜，其中该相变微胶囊与该防水透湿材质的混合比例，以两者之总和为100份时，相变微胶囊为20～40份。
13.如权利要求10所述的防水透湿薄膜，其中该防水透湿材质选自热塑聚异氰酸盐树脂、聚乙烯及压克力等其中之一。
14.如权利要求10所述的防水透湿薄膜，其中该成膜机制成塑料膜的方式包含压出或吹膜。
全文摘要
本发明提供一种具有保温功能的防水透湿薄膜及其制造方法。本发明利用具有防水透湿功能的材料经加热溶融后，混入具有保温功能的相变微胶囊，使相变微胶囊均匀分散于其中，经冷却后粉碎即可制成含有相变微胶囊的塑料粒。再将此塑料粒经成膜机，以压出或吹膜的方式成膜，此即可获得具保温功能的防水透湿薄膜。
文档编号C08J5/18GK1524894SQ0310471
公开日2004年9月1日 申请日期2003年2月25日 优先权日2003年2月25日
发明者吴介人 申请人:正隆股份有限公司