TWI584961B

TWI584961B - 可直接用於分紗的復歸反射複合膜

Info

Publication number: TWI584961B
Application number: TW104108198A
Authority: TW
Inventors: 伍樂民
Original assignee: ３Ｍ新設資產公司
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2017-06-01
Also published as: TW201632352A

Description

可直接用於分紗的復歸反射複合膜

本發明係關於一種復歸反射(retroreflective)複合膜，特別地是一種可直接用於分紗(yarn-slitting)的復歸反射複合膜。

復歸反射(retroreflective)材料的特徵在於能夠將入射到材料上的光重新導向使其反射回初始光源。該性能已使復歸反射材料廣泛用於多種交通和個人安全應用。復歸反射材料常用於多種製品，例如交通標誌、路障、車牌、路面標記和標誌帶，以及車輛和衣物的反光帶。

可製備成具有復歸反射性質的製品包括纖維、織物、材料及由其所製成的衣服。也可賦予附件和安全製品復歸反射性質。具復歸反射性質的衣服可包括膜狀塗層，該塗層包括嵌入黏著劑中的復歸反射元件，以增強衣服和穿著該衣服的人(尤其是在夜晚)的可見性。透過增強的可見性，具復歸反射性質衣服在例如具有大量車流的區域附近提供更高的安全性。施工工人、道路養護人員、行人、慢跑者和騎車者都可受益於提供這種改善的安全性的衣服。附件亦可具有復歸反射性質。

可商購得之復歸反射材料膜，例如3M^TM Scotchlite^TM反光材料，其可複合至基材上，進一步分紗而紡織成所需之物品。如美國專利申請案US 4,336,092 A所揭示，經由輥軸將已具有黏著劑之反光材料牢固地層合至支撐薄膜上，再將所得到的層合膜分紗或切割成具有一定寬度的股或纖維，最後將其纏收至線軸上。由此方式所製得之紗線可接著用於後續加工，例如製成具有復歸反射性質之織物等。

本發明係提供一種復歸反射複合膜，其包括基底膜及復歸反射膜，其中該基底膜與復歸反射膜之間具有反應性無溶劑型黏著劑層。因此，本發明之復歸反射複合膜可直接用於分紗，及具有較佳的耐熱性。除此之外，因為使用不同的複合方式，所製得之復歸反射複合膜可具有更薄之厚度，可提供更為廣泛之應用。

本發明亦提供製造該復歸反射複合膜之方法，其係包含以下步驟：(a)提供基底膜及復歸反射膜；(b)塗佈反應性無溶劑型黏著劑層在該基底膜或復歸反射膜上；(c)層壓該復歸反射膜至該基底膜上。

本發明亦關於該復歸反射複合膜之用途，係可用於製造反光紗，並進一步製成織物及衣物等。所製得之反光紗其機械強度(例如，拉伸強度、斷裂伸長率等)與現有製品相當。

發明人驚人地發現本發明所提供之復歸反射複合膜亦能克服由習知的復歸反射材料膜製備的紗所帶來的問題。詳言之，以習知的復歸反射材料膜所製得之紗較不耐熱，因該等復歸反射材料膜包含熱熔融性黏著劑。雖可藉由熱將復歸反射材料膜黏合至支撐薄膜上，但在後續程序例如紡織或者最終產品的熱處理過程中因為再度加熱，產生在機器部件上殘留熱熔融性黏著劑之問題。

此外，在儲存放置期間，由於環境的濕度與溫度作用，因分紗(yarn-slitting)程序而暴露於側邊之黏著劑亦可能發生脫膠的現象而導致紗線之間的黏合，使用過程中需要外加應力將紗線分離，因而容易斷裂。為了避免此問題，需要複捲已纏收之紗線，造成時間及金錢上成本的增加，以及可能導致翻紗的問題。

因此，本發明提供之復歸反射複合膜更適用於分紗及後續加工(例如紡織)，並至少解決及避免了部分上述缺點。

基於列舉的用途以及本發明書中的說明，熟習該項技術者能夠想像到本發明的復歸反射複合膜的各種各樣的其他用途。

本發明亦涵蓋其他方面及具體實施例。前述發明內容及以下實施方式並無意將本發明侷限於任何特定具體實施例，而係僅計畫描述本發明之一些具體實施例。

1‧‧‧復歸反射複合膜

2‧‧‧基底膜

3‧‧‧反應性無溶劑型黏著劑層

4‧‧‧復歸反射膜

5‧‧‧彈性材料層

6‧‧‧復歸反射結構層

d‧‧‧厚度

圖1：本發明復歸反射複合膜之一種具體實施例。

復歸反射複合膜

本發明之復歸反射複合膜，其包括基底膜及復歸反射膜，其中該基底膜與復歸反射膜之間具有反應性無溶劑型黏著劑層。在本發明之一實施例中，本發明之復歸反射複合膜之厚度小於或等於約0.255mm，較佳為約0.220mm至約0.255mm。習知之複合膜厚度則通常為至少約0.260mm至約0.295mm，甚至更厚。在本發明之另一實施例中，基底膜之兩側可分別具有一層復歸反射膜。

基底膜

基底膜之材質可為任何適於支撐復歸反射膜之材料，例如包含一或多種熱塑性聚合物的膜，例如聚酯類或聚碳酸酯類。在本發明之一實施例中，本發明之基底膜可為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)膜或聚2,6萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)膜。在本發明之一實施例中，本發明之基底膜厚度至少約0.025mm，較佳為約0.025至約0.060mm，最佳為約0.050 mm。

復歸反射膜

在本發明之一實施例中，本發明之復歸反射膜包含彈性材料層及復歸反射結構層。在本發明之另一實施例中，本發明之復歸反射膜厚度為至少約0.080mm，較佳為約0.080mm至約0.105mm。

彈性材料層可為任何適於承載復歸反射結構層之材料，例如橡膠或樹脂類。在本發明之一實施例中，本發明之彈性材料層包含彈性橡膠或聚胺酯(polyurethane,PU)樹脂。在本發明之另一實施例中，彈性材料層亦可進一步包含金屬或礦物等(粉狀或薄片狀)物質而增加其熱穩定性，以降低高溫下的黏性。

復歸反射結構層之結構提供復歸反射性質，例如微珠層及立體角(稜柱)層。在本發明之一實施例中，本發明之復歸反射結構層包含微珠層，其可由玻璃、非玻璃的陶瓷組合物或合成樹脂製成。在本發明之另一實施例中，復歸反射結構層係包含玻璃珠。

在本發明之一實施例中，微珠的平均直徑一般為約10μm至約200μm，較佳為約25μm至約80μm。在本發明之一實施例中，微珠的折射率可視需求調整，一般介於約1.5至約2.5，較佳為約1.91。

本發明實施例所用的復歸反射結構層可以具有位於其下方的鏡面反射部分，從而形成許多復歸反射元件。在本發明之一實施例中，該鏡面反射部分係為反射性金屬薄層或金屬化合物薄層。在本發明之一實施例中，該鏡面反射部分較佳位於復歸反射結構層的嵌入或背面部分上。術語「鏡面反射部分」是指包含能反射光，較佳能鏡面反射光的元素金屬或其化合物(例如氧化物、硫化物及氫氧化物)的部分。金屬可以通過真空沉積、蒸鍍、化學沉積或無電鍍膜法製成連續鍍層，可以使用各種金屬製得鏡面反射部分。這些金屬包括元素形式的鋁、銀、錫、鈦、鉻、鎳、鎂、銦、銅或金等；或化合物形式例如硫化鋅或二氧化鈦。在本發明之一實施例中，鋁和銀是用於鏡面反射層的較好的金屬，因為它們能提供良好的復歸反射亮度。在本發明之一實施例中，可將前述元素金屬或其化合物塗覆於復歸反射結構層之一側；在本發明之另一實施例中，前述元素金屬或其化合物係塗覆於微珠層之一側。

本發明之復歸反射膜實質上不含黏著劑。

反應性無溶劑型黏著劑

本發明中合適的反應性無溶劑型黏著劑係指施用時無需溶劑之黏著劑，因為不需溶劑，本發明製造複合膜之方法較為環保。

本發明之反應性無溶劑型黏著劑包括、但不限於反應性熱熔融黏著劑、二成分黏著劑及熱固化型黏著劑。在本發明之一實施例中，反應性熱熔融黏著劑可為聚胺酯(polyurethane,PUR)系統，該聚胺酯系統一般含有異氰酸酯(例如伸甲基雙(苯基異氰酸酯))；晶形、非定型及/或液體多元醇；固化催化劑；以及非反應性添加劑。反應性熱熔融黏著劑具有反應性基團，對例如熱、水氣、光及/或壓力等環境因素敏感。在施用後初始固體化強度(生強度)良好，後續受到環境因素時增強固化程度及黏著力。反應性熱熔融黏著劑係在加熱至一溫度(例如約110~133℃)後呈具有高黏滯性之流體，施用後在室溫下受非反應性添加劑及預聚物之冷卻而觸發固體化作用，產生初始固體化強度，而其最終強度則藉由例如熱、濕氣或二者之作用產生化學二級交聯，固化成非熱塑性黏著層而達成。

與一般熱熔融黏著劑不同的是，將該反應性熱熔融黏著劑熱熔融並施用後，在室溫下即產生一初始固體化強度，後續之熱或濕氣並不會使此反應性熱熔融黏著劑再次熔融，反而促使其進一步產生化學二級交聯，而使黏著劑之黏著強度及本身之機械強度增強。

在本發明之一實施例中，本發明之二成分黏著劑包含、但不限於俗稱AB膠之環氧樹脂類黏著劑，其係將A、B兩種液態成分混之後，兩劑相互交聯反應而固化成高強度結構層。

在本發明之一實施例中，反應性無溶劑型黏著劑為單液型熱固化環氧樹脂，此液態黏著劑需經加熱至一定的溫度才會快速產生交聯反應而固化。

圖1為本發明之一具體實施例。復歸反射複合膜(1)包括中間層(2)為基底膜，外層(4)為復歸反射膜，基底膜(2)與復歸反射膜(4)之間以反應性無溶劑型黏著劑(3)黏合，其中復歸反射膜(4)可進一步包含彈性材料層(5)及微珠層(6)(即，復歸反射結構層)。復歸反射複合膜(1)整體厚度(圖1所示之d)為約0.225mm至約0.255mm，基底膜(2)厚度可為約0.050mm，復歸反射膜(4)厚度可為約0.080mm至約0.100mm。

製造方法

本發明提供製造一種復歸反射複合膜之方法，其包含下列步驟：(a)提供基底膜及復歸反射膜；(b)塗佈反應性無溶劑型黏著劑層在該基底膜或復歸反射膜上；(c)層壓該復歸反射膜至該基底膜上。

在本發明之一實施例中，步驟(b)中塗佈該反應性無溶劑型黏著劑之方法較佳為網版印刷、凹版印刷或凸版印刷法。在本發明之另一實施例中，塗佈該反應性無溶劑型黏著劑之方法更佳為滿版方式之凹版或凸版印刷法。在本發明中，塗佈反應性無溶劑型黏著劑之量係足以黏合基底膜及復歸反射膜，且盡可能的降低厚度。在本發明之一實施例中，在步驟(c)之層壓後，所製得之復歸反射複合膜之反應性無溶劑型黏著劑層實質上幾乎不具有可測得之厚度。

用途

本發明之復歸反射複合膜可直接進行分紗，例如藉由習知之分紗機將其分割或切割成股或纖維，接著纏收至線軸上。所製得之反光紗拉伸強度為至少約0.20kg/f，較佳為至少約0.25kg/f；且斷裂伸長率為至少約30%。在本發明之一實施例中，本發明之反光紗之寬度可為約0.368mm或以下，或任何適於後續應用之寬度。

以下實例係僅用於說明本發明內容，非限制本發明之範圍。

實例1

提供PET膜作為基底膜，在其上以凹版印刷之方式塗佈上本發明所述之反應性非溶劑型黏著劑，例如濕氣固化型聚胺酯黏著劑。將包含彈性材料層及復歸反射結構層之復歸反射膜，例如3M生產之3M^TM Scotchlite^TM C420膜，分別層合至該基底膜之兩側，以獲得本發明之復歸反射複合膜。將該複合膜以為約0.368mm之寬度分紗，所獲得之反光紗厚度以ASTM D1777標準測試為約0.220mm至約0.230mm。

實例2

將實例1所製得之反光紗施以加速老化條件(如37℃，90%相對濕度，8小時)後，以ASTM D1777標準測試其厚度為約0.220mm至約0.230mm。

實例3

測量實例1及實例2之反光紗之拉伸強度及斷裂伸長率，其測量標準與結果如下頁表1所示。

由數據可得知，本發明之復歸反射複合膜(實例1)相較習知之膜厚度大幅降低約15.4%。由於本發明之復歸反射複合膜之厚度降低，因此可將本發明之復歸反射複合膜製成寬度更窄之反光紗，因而使得應用層面更廣。

此外，本發明之復歸反射複合膜在經由直接分紗後所製得之反光紗(實例1)，相較於現有層合膜所製得反光紗其厚度可大幅減少約15.4%，柔軟度大大提升，且並未損及反光紗之機械強度(例如拉伸強度及斷裂伸長率)。

施以加速老化條件之本發明之反光紗(實例2)，其厚度亦為約0.220mm至約0.230mm，其機械強度亦與老化前(實例1)之反光紗相近，顯示本發明復歸反射複合膜所製得之反光紗在一般儲存條件下，其機械強度仍不受影響(如表1所示)。