TWI699283B - 耐燃布料及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種耐燃布料及其製造方法。本發明的耐燃布料包括：一基布層、一耐燃層、一防潑水層以及一聚氯乙烯層。基布層具有一第一表面以及相對於第一表面的一第二表面。耐燃層設置於基布層的第一表面上。防潑水層設置於基布層的第二表面上，以使基布層被設置於耐燃層以及防潑水層之間。聚氯乙烯層設置於耐燃層上。據此，本發明所提供的耐燃布料相較於現有技術具有更佳的接著強度，符合耐燃訴求，且能得到輕薄的厚度。
Description
本發明涉及一種耐燃布料及其製造方法，特別是涉及一種應用於耐燃醫療床罩的聚氯乙烯耐燃布料及其製造方法。
聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)是現今人造聚合物中最重要且使用最普遍的一種。主要在於聚氯乙烯具有優異的變異性，可因應不同的用途加入可塑劑及添加劑來改變其物理或化學特性。聚氯乙烯的最大特徵為添加液狀可塑劑後，玻璃轉化溫度(Tg)即開始下降，因而具有良好的塑化特性，可製成半硬質至軟質具有廣泛彈性率的材料，適合各種製品使用。再者，PVC加工範圍非常廣，由不同聚合度搭配各類改質劑使用，可以獲得完全不同物性的產品，因而被廣泛使用。
一般高分子的燃燒原理，從巨觀現象而言，經由受熱、分解、燃燒以及傳播等步驟週而復始的連鎖反應；從微觀現象而言，主要是受氫自由基(H‧)及氫氧自由基(OH‧)所引發的一連串連鎖反應。因此要使高分子耐燃程度提升，則必須阻隔材料受熱，阻絕氧氣或防止其傳播，即隔絕燃燒的三要素；另一方面，也可以從破壞其連鎖反應著手，捕捉氫自由基及氫氧自由基，目前大多具阻燃效果的耐燃產品所使用的方法以及機制，即是基於上述的原理。以鹵素(Br、Cl)系阻燃劑為例，其主要在於捕捉可燃性的自由基；磷酸酯系阻燃劑則是形成聚磷酸的耐燃層以阻隔氧氣，並促進高分子炭化，減少可燃性氣體產生，為固相的保護作用。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種新的耐燃布料，本發明所提供的耐燃布料可以通過其各層的成分選用以及組成配比而得到相較於現有技術更輕薄、且具有優異的阻燃效果的耐燃布料。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種耐燃布料，其包括：一基布層、一耐燃層、一防潑水層以及一聚氯乙烯層。基布層具有一第一表面以及相對於所述第一表面的一第二表面。耐燃層設置於所述基布層的所述第一表面上。防潑水層設置於所述基布層的所述第二表面上，以使所述基布層位於所述耐燃層以及所述防潑水層之間。聚氯乙烯層設置於所述耐燃層上。其中，所述聚氯乙烯層至少包括100重量份的聚氯乙烯、60至90重量份的可塑劑、1至3重量份的液態安定劑、10至20重量份的三氧化二銻、20至40重量份的無機阻燃劑以及0.5至1.5重量份的固體防霉劑。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種耐燃布料的製造方法，其包括：提供一基布層，所述基布層具有一第一表面以及相對於所述第一表面的一第二表面；塗佈步驟：通過一裱糊機塗佈一耐燃膠料於所述基布層的所述第一表面，以形成一耐燃層；浸洗步驟：通過所述裱糊機浸洗一防潑水膠料於所述基布層的所述第二表面，以形成一防潑水層；成型步驟：通過一膠布機將一聚氯乙烯膠料製成一聚氯乙烯層；以及貼合步驟：貼合所述聚氯乙烯層與所述防潑水層；其中，所述聚氯乙烯膠料至少包括100重量份的聚氯乙烯、60至90重量份的可塑劑、1至3重量份的液態安定劑、10至20重量份的三氧化二銻、20至40重量份的無機阻燃劑以及0.5至1.5重量份的固體防霉劑。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的一種耐燃布
料及其製造方法，其能通過“所述聚氯乙烯膠料至少包括100重量份的聚氯乙烯、60至90重量份的可塑劑、1至3重量份的液態安定劑、10至20重量份的三氧化二銻、20至40重量份的無機阻燃劑以及0.5至1.5重量份的固體防霉劑”的技術方案，以使本發明的耐燃布料符合耐燃訴求，且能得到輕薄的厚度，更可提升其接著強度。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
Z:耐燃布料
1:基布層
11:第一表面
12:第二表面
2:耐燃層
3:防潑水層
4:壓延層
圖1為本發明的耐燃布料的結構示意圖；圖2為本發明的耐燃布料的製造方法的一具體實施例的流程圖；圖3為本發明的耐燃布料的製造方法的另一具體實施例的流程圖；以及圖4為本發明的耐燃布料的製造方法的又具體實施例的流程圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關耐燃布料及其製造方法的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或信號等，但這些元件或信號不應受這些術語限制。
這些術語乃用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，如本文中所使用，術語“或”視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的所有組合。
首先，請參閱圖1所示，圖1為本發明的耐燃布料的結構示意圖，耐燃布料Z包括：基布層1、耐燃層2、防潑水層3以及聚氯乙烯層4。具體而言，基布層1具有第一表面11以及相對於第一表面11的第二表面12；耐燃層2設置於基布層1的第一表面11上；防潑水層3設置於基布層1的第二表面12上，以使基布層1位於耐燃層2以及防潑水層3之間；而聚氯乙烯層4其設置於耐燃層2上。
於一具體實施例中，基布層1可以選自尼龍布、聚酯纖維布、棉布、玻璃纖維布、聚酯尼龍纖維混紡紗布及其他不同組成纖維的混紡紗布。然而，聚酯類型布料的顏色容易混到膠料上，因此，較佳的，基布層1是尼龍基布，較適合與聚氯乙烯膠料相互作用，並有較佳的黏著效果，且可避免染色的情況，適於製備白色布料。
於一具體實施例中，耐燃層2至少包括100重量份的樹脂、3至5重量份的架橋劑、7至14重量份的鹵素阻燃劑以及2至5重量份的乳化粉。具體來說，樹脂是聚胺酯(Polyurethane，PU)，是指主鏈中含有胺基甲酸酯特徵單元的高分子；架橋劑可選自具有N=C=O的官能基的架橋劑；鹵素阻燃劑可選自溴系阻燃劑或氯系阻燃劑；乳化粉可增加耐燃層2的黏度，以避免耐燃層2滲透至基布層1，然而若添加過多則會造成耐燃層2的接著力下降。
於一具體實施例中，防潑水層3至少包括100重量份的水以及10至20重量份的粉態阻燃劑，其中，粉態阻燃劑較佳是選自含鹵素阻燃劑，可同時增加耐燃效果。
於一具體實施例中，聚氯乙烯層4至少包括100重量份的聚氯乙烯、60至90重量份的可塑劑、1至3重量份的液態安定劑、10至20重量份的三氧化二銻、20至40重量份的無機阻燃劑以及
0.5至1.5重量份的固體防霉劑。
較佳地，可塑劑可以是熱塑性聚胺酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)，在高分子結構主鏈上含有許多氨基甲酸酯基團(-NHCOO-)的聚合物，主要是由多元醇、擴練劑和二異氫酸酯反應製成，可塑劑可增加材料的柔軟性或使材料液化，且相較於一般可塑劑較為環保無毒，屬於綠色環保型塑膠材料。其中，可塑劑可加入10%的氯化石蠟，提高耐燃效果。
液態安定劑可以是鋇-鋅(Ba-Zn)系液態安定劑，其可賦予聚合物在加工期間具有優良耐熱性與加工性，使用鋇-鋅(Ba-Zn)系液態安定劑更優於鋇-鎘-鋅系熱安定劑，可避免鎘毒性問題。三氧化二銻(Sb2O3)是一種白色立方晶系晶體的無機化合物，其沸點為1425℃，難溶於水，常用於阻燃用途。然而，若僅使用三氧化二銻效果並無法產生較佳的阻燃效果，進一步配合其他無機阻燃劑效果更佳，較佳地，三氧化二銻與無機阻燃劑的總合為50重量份。無機阻燃劑較佳可以使用氫氧化物，如氫氧化鋁或氫氧化鎂。氫氧化物的阻燃原理在於降低可燃聚合物濃度，換言之，阻燃效果隨著添加量的增加而增強，然而填充量過大會降低物質的強度。更佳地，無機阻燃劑可以是氫氧化鋁，其具有能與多種物質產生協同作用、不揮發、無毒、無腐蝕性以及價格低廉的優點。固體防霉劑是用以防止微生物引起發黴的藥劑，舉例而言，酚類(如苯酚)、氯酚類(如五氯酚)、有機汞鹽(如油酸苯基汞)、有機銅鹽(如8-羥基喹啉銅)、有機錫鹽(如氯化三乙或三丁基錫)、無機鹽硫酸銅、氯化汞以及氟化鈉。
聚氯乙烯層4除了上述組分之外，也可依據所欲得到製品需求加入色料(例如染料、顏料或色粒)，以增加美觀或迎合特殊用途，使用比例則可依據所需顏色進行調配。於本發明一實施例中，色料包括0.26重量份的黑色色料、0.6重量份的紅色色料及1.026重量份的藍色色料。
為了解決前述的技術問題，本發明復提供另外一技術方案，本發明的耐燃布料的製造方法的流程圖，如圖2所示，首先，步驟S100提供基布層，基布層具有第一表面以及相對於第一表面的第二表面；S102塗佈步驟：通過裱糊機塗佈耐燃膠料於基布層的第一表面；S104浸洗步驟：通過裱糊機浸洗防潑水膠料於基布層的第二表面；S106成型步驟：通過膠布機將聚氯乙烯膠料製成聚氯乙烯層；以及S108貼合步驟：貼合聚氯乙烯層與防潑水層。較佳地，S102塗佈步驟在S104浸洗步驟之前，若先S104浸洗步驟再S102塗佈步驟會產生黏性不佳的情況。
如圖3所示，S102塗佈步驟後進一步包括S103烘乾步驟：於120℃至160℃的溫度下加熱烘乾。具體而言，S102塗佈步驟可使用30至120目的裱糊機糊輪及30至50g/m2的上膠量塗佈耐燃膠料於基布層的第一表面，並經過10至30秒的加工時間，於120℃至160℃的溫度下加熱烘乾。同樣地，S104浸洗步驟後進一步包括S105烘乾步驟：於130℃至170℃的溫度下加熱烘乾。具體而言，S104浸洗步驟使用裱糊機30至50g/m2的潑水量浸洗防潑水膠料於基布層的第二表面，並經過10至30秒的加工時間，於130℃至170℃的溫度下加熱烘乾，捲曲得到本發明的耐燃布料半成品糊布。
如圖4所示，為本發明的耐燃布料的製造方法的另一具體實施例的流程圖，首先，步驟S200提供基布層，基布層具有第一表面以及相對於第一表面的第二表面；S202塗佈步驟：通過裱糊機塗佈耐燃膠料於基布層的第一表面；S204浸洗步驟：通過裱糊機浸洗防潑水膠料於基布層的第二表面；S205混煉步驟：通過攪拌機於80℃至120℃的溫度下，均勻攪拌聚氯乙烯膠料4至6分鐘，再通過壓延機於130℃至170℃的溫度下混煉聚氯乙烯膠料3至6分鐘；S206成型步驟：將聚氯乙烯膠料維持於120℃至160℃的溫度2至4分鐘，再通過膠布機形成聚氯乙烯層；以及S208貼合步
驟：貼合聚氯乙烯層與防潑水層。
換句話說，S206成型步驟之前可包括S205混煉步驟，預先處理聚氯乙烯膠料。S205混煉步驟的攪拌速率較佳是1500至2500RPM，並於80℃至120℃的溫度下，可使聚氯乙烯膠料均勻混合，再通過壓延機於130℃至170℃的溫度下混煉聚氯乙烯膠料3至6分鐘使其膠化，即可進行S206成型步驟，先保溫控料維持於120℃至160℃的溫度2至4分鐘，利於後續通過膠布機出料形成聚氯乙烯層。出料形成的聚氯乙烯層即可立即接續S208貼合步驟與前述半成品糊布以防潑水層面進行貼合，得到本發明的耐燃布料。
藉由本發明的耐燃布料的製造方法，本發明的耐燃布料可得到輕薄型膠布，厚度是介於0.17mm至0.19mm，相較於現有技術的0.21mm更輕薄，且具有每3公分1.5公斤(1.5kg/3cm)的接著強度，顯著地高於現有技術所製備的輕薄耐燃布料。
為了更詳細說明本發明的耐燃布料的製造方法，本發明提供第一實施例，依據下表1、表2及表3的組成比例製備而成。
首先，提供尼龍基布，使用30至120目上糊輪的裱糊機及40g/m2的上膠量塗佈耐燃膠料於尼龍基布的第一表面，並經過20秒的加工時間，於140℃的溫度下加熱烘乾後收卷。使用裱糊機以40g/m2的潑水量浸洗防潑水膠料於尼龍基布的第二表面，並經過20秒的加工時間，於150℃的溫度下加熱烘乾，捲曲得到本發明的耐燃布料半成品糊布。
通過高速攪拌機於100℃的溫度下，以2000RPM的速率均勻攪拌聚氯乙烯膠料4至6分鐘，再通過壓延機於150℃的溫度下混煉聚氯乙烯膠料3至6分鐘，隨即送入粗、細輪於140℃的溫度2至4分鐘保溫控料，再經輸送帶送入膠布機，經特定厚度及寬度控制形成聚氯乙烯層，即出料與半成品糊布貼合，得到本發明的
耐燃布料。
本發明的耐燃布料經厚生公司中央實驗室分析檢驗，得到總厚度0.18mm，以及每3公分1.5公斤(1.5kg/3cm)的接著強度，燃燒測試無餘燃。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的一種耐燃布料及其製造方法，其能通過“所述聚氯乙烯膠料至少包括100重量份的聚氯乙烯、60至90重量份的可塑劑、1至3重量份的液態安定劑、10至20重量份的三氧化二銻、20至40重量份的無機阻燃劑以及0.5至1.5重量份的固體防霉劑”以及特定的製備方法步驟的技術方案，以使本發明的耐燃布料符合耐燃訴求，且能得到輕薄的厚度，更可提升其接著強度。
具體來說，本發明所得的耐燃布料厚度是介於0.17mm至0.19mm，在現有技術下，一般耐燃醫療床罩產品可製成0.21mm的厚度，然而，若欲得到更輕薄的產品，則會降低其耐燃或機械特性，本發明不僅克服難以降低耐燃布料厚度的困難，更具有每3公分1.5公斤(1.5kg/3cm)的接著強度，顯著地高於現有技術所製備的輕薄耐燃布料。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包括於本發明的申請專利範圍內。
Z‧‧‧耐燃布料
1‧‧‧基布層
11‧‧‧第一表面
12‧‧‧第二表面
2‧‧‧耐燃層
3‧‧‧防潑水層
4‧‧‧壓延層
Claims (8)
- 一種耐燃布料，其包括：一基布層，其具有一第一表面以及相對於所述第一表面的一第二表面；一耐燃層，其設置於所述基布層的所述第一表面上；一防潑水層，其設置於所述基布層的所述第二表面上，以使所述基布層位於所述耐燃層以及所述防潑水層之間；以及一聚氯乙烯層，其設置於所述耐燃層上；其中，所述聚氯乙烯層至少包括100重量份的聚氯乙烯、60至90重量份的可塑劑、1至3重量份的液態安定劑、10至20重量份的三氧化二銻、20至40重量份的無機阻燃劑以及0.5至1.5重量份的固體防霉劑；其中，所述防潑水層至少包括100重量份的水以及10至20重量份的粉態阻燃劑。
- 如請求項1所述的耐燃布料，其中，所述基布層是一尼龍基布。
- 如請求項1所述的耐燃布料，其中，所述耐燃層至少包括100重量份的樹脂、3至5重量份的架橋劑、7至14重量份的鹵素阻燃劑以及2至5重量份的乳化粉。
- 一種耐燃布料的製造方法，其包括：提供一基布層，所述基布層具有一第一表面以及相對於所述第一表面的一第二表面；塗佈步驟：通過一裱糊機塗佈一耐燃膠料於所述基布層的所述第一表面，以形成一耐燃層；浸洗步驟：通過所述裱糊機浸洗一防潑水膠料於所述基布層的所述第二表面，以形成一防潑水層；成型步驟：通過一膠布機將一聚氯乙烯膠料製成一聚氯乙烯層；以及 貼合步驟：貼合所述聚氯乙烯層與所述防潑水層；其中，所述聚氯乙烯膠料至少包括100重量份的聚氯乙烯、60至90重量份的可塑劑、1至3重量份的液態安定劑、10至20重量份的三氧化二銻、20至40重量份的無機阻燃劑以及0.5至1.5重量份的固體防霉劑；其中，所述耐燃布料的厚度是介於0.17mm至0.19mm。
- 如請求項4所述的耐燃布料的製造方法，其中，所述塗佈步驟進一步包括：於120℃至160℃的溫度下加熱烘乾。
- 如請求項4所述的耐燃布料的製造方法，其中，所述浸洗步驟進一步包括：於130℃至170℃的溫度下加熱烘乾。
- 如請求項4所述的耐燃布料的製造方法，還進一步包括：混煉步驟：通過一攪拌機於80℃至120℃的溫度下，均勻攪拌所述聚氯乙烯膠料4至6分鐘，再通過一壓延機於130℃至170℃的溫度下混煉所述聚氯乙烯膠料3至6分鐘。
- 如請求項4所述的耐燃布料的製造方法，其中，所述成型步驟進一步包括：所述聚氯乙烯膠料維持於120℃至160℃的溫度2至4分鐘，再通過所述膠布機形成所述聚氯乙烯層。
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