TWI861994B - 高分子膜 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種高分子膜，由多元醇、異氰酸酯及擴鏈劑所組成，該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量含量比例為80.00~100.00：70.00~90.00：10.00~20.00，該多元醇之平均官能度大於等於2，該擴鏈劑之平均官能度大於2。藉此，具有較佳之結構強度及多維度上的良好吸震緩衝能力。
Description
本發明是有關於一種薄膜，特別是有關於一種高分子膜。
日常生活中，有眾多領域之物品或應用，例如衣物（衣、褲、鞋面、彈性帶）、墊體、殼體、套體等物件，皆有拉伸變化速率、回彈速度、吸震效果等需求，藉以達到緩衝、輔助支持、防止損傷等功能。
一般而言，常用塑膠或橡膠等材質製作上述衣物墊體、殼體、套體等物件。以廣泛使用的熱塑性聚氨酯（thermoplastic polyurethane, TPU）為例，其反彈能力皆大於20%，吸震緩衝效果不佳；此外，其低速拉動材料所需的力較大，變形量越大所需的拉力急遽增加，若應用於穿戴物件上時，無法在身體靜止或運動時提供適當之拉變特性、有效支撐、有效吸震等性能，具有較差之人體工學表現，穿著舒適性較差。
因此，有必要提供一種新穎且具有進步性之高分子膜，以解決上述問題。
本發明之主要目的在於提供一種高分子膜，具有較佳之結構強度、優良之拉變特性及多維度上的良好吸震緩衝能力。
為達成上述目的，本發明提供一種高分子膜，由多元醇、異氰酸酯及擴鏈劑所組成，該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量含量比例為80.00~100.00：70.00~90.00：10.00~20.00，該多元醇之平均官能度大於等於2，該擴鏈劑之平均官能度大於2。
以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。
請參考圖1至4，其顯示本發明之一實施例，本發明之高分子膜1由多元醇、異氰酸酯及擴鏈劑所組成，該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量含量比例為80.00~100.00：70.00~90.00：10.00~20.00，該多元醇之平均官能度大於等於2，該擴鏈劑之平均官能度大於2。其中，該異氰酸酯之平均官能度亦可為大於2。其中，只有官能度為1的分子只能生成二聚物，官能度為2的單體可以生成線型聚合物，官能度大於2的分子可以生成立體型聚合物。而立體型聚合物比線型聚合物有更高的強度。本發明之高分子膜1之多元醇平均官能度大於等於2及擴鏈劑的平均官能度大於2，因此可形成立體型聚合物，具有較佳之結構強度及多維度上的良好吸震緩衝能力。
該多元醇為聚醚多元醇或聚酯多元醇，該擴鏈劑為1.4丁二醇（1.4-butanediol）、1.6己二醇（1.6-hexanediol）、一縮二乙二醇（diethylene glycol）、一縮二丙二醇（dipropylene glycol）、1,2,3, 一丙三醇（1,2,3,-propanetriol）或三羥甲基丙烷（trimethylolpropane），該多元醇與該擴鏈劑相異。該多元醇之分子量為300至2000，該異氰酸酯之分子量為320至400，該擴鏈劑之分子量為90至400。較佳地，該多元醇之分子量為500至1200，該異氰酸酯之分子量為350至370，該擴鏈劑之分子量為200至300。該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量比例為85.00~95.00：75.00~85.00：13.00~17.00，較佳地，該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量比例為90.00：79.00：15.00。
該高分子膜1之反彈能力為不大於20%，該反彈能力定義為一反彈高度相較於一下落高度之百分比，該下落高度為一物體距離該高分子膜1之高度，該反彈高度為該物體經該高分子膜1反彈而距離該高分子膜1之高度。較佳地，該反彈能力為12~14%。相較於一般習知高分子膜（例如TPU）之反彈能力皆大於20%，本發明之高分子膜1明顯具有更佳的吸震緩衝效果。
再參考圖5，其為該高分子膜1與習知代號為95A TPU膜之低速拉伸測試結果，其中係以每分鐘25公釐（mm）之拉伸速度進行測試。由圖5中之曲線可明顯看出，習知代號為95A TPU膜之低速拉動材料所需的力較大，變形量越大所需的拉力急遽增加，拉伸變形量為12公分（cm）時之拉力遽增至約2.200公斤重（kgf）；反觀本發明之高分子膜1（圖5中以HOLDKUICK名稱表示），其低速拉動材料所需的力相對非常小，拉伸變形量為12公分時之拉力僅需約0.400公斤重（僅為習知代號為95A TPU膜之0.182倍），適合穿戴物件對於活動度及舒適性之需求。
在本實施例中，該高分子膜1包括多個通孔10，該多個通孔10為多角形且均勻分佈於該高分子膜1，省料、質輕、降低成本、且可提供良好的物理通透（例如透氣、透液等）效果。該多個通孔10例如為六角孔，當然亦可為圓孔或其他形狀之通孔。然而，該高分子膜1亦可不具有任何通孔，具有全面性的吸震緩衝效果。
該高分子膜1為剪應力與剪應變呈非線性關係之彈性體。在不同拉伸速度之測試中，例如在夾持間距為20公釐，以每分鐘100公釐之拉伸速度進行測試，習知代號為95A TPU膜之降伏點應力為每平方公分63.248公斤重，以每分鐘3000公釐之拉伸速度進行測試，習知代號為95A TPU膜之降伏點應力為每平方公分67.678公斤重，二種條件下的降伏點應力差距極小，亦即在受到外界快慢拉力時，吸收能量的能力及反彈作用之差異不大，吸震緩衝效果較差；反觀本發明之高分子膜1，在夾持間距為20公釐，以每分鐘100公釐之拉伸速度進行測試，其降伏點應力為每平方公分13.984公斤重，以每分鐘3000公釐之拉伸速度進行測試之降伏點應力為每平方公分33.205公斤重，二種條件下的降伏點應力差距為2倍以上，亦即在受到外界快慢拉力時，吸收能量的能力及反彈作用之差異極大，吸震緩衝效果較佳。藉此，在受到外界衝擊力時，可大量且快速吸收能量，且能減少反彈作用，進一步提升吸震緩衝效果。
該高分子膜1可結合應用於各種領域中之衣物（衣、褲、鞋面、彈性帶）、墊體、殼體、套體等物件上。例如，該高分子膜1結合於之織物或布料，可依據不同區塊之拉伸變化速率、回彈速度、吸震緩衝效果等需求，無論是在身體靜止或運動時，提供適當之拉變特性、有效支撐、有效吸震等性能，具有絕佳之人體工學表現，對穿著舒適性有顯著提升。
1:高分子膜
10:通孔
圖1為本發明一實施例之示意圖。
圖2為本發明一實施例之拉伸狀態示意圖。
圖3為圖1之局部放大圖。
圖4為圖2之局部放大圖。
圖5為低速拉伸測試結果圖。
1:高分子膜
10:通孔
Claims (9)
- 一種高分子膜，由多元醇、異氰酸酯及擴鏈劑所組成，該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量含量比例為80.00~100.00：70.00~90.00：10.00~20.00，該多元醇之平均官能度大於等於2，該多元醇之分子量為300至2000，該異氰酸酯之分子量為320至400，該擴鏈劑之分子量為90至400，該擴鏈劑為1.4丁二醇(1.4-butanediol)、1.6己二醇(1.6-hexanediol)、一縮二乙二醇(diethylene glycol)、一縮二丙二醇(dipropylene glycol)、1,2,3,一丙三醇(1,2,3,-propanetriol)或三羥甲基丙烷(trimethylolpropane)。
- 如請求項1所述的高分子膜，其中該多元醇之分子量為500至1200，該異氰酸酯之分子量為350至370，該擴鏈劑之分子量為200至300。
- 如請求項1所述的高分子膜，其中該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量比例為85.00~95.00：75.00~85.00：13.00~17.00。
- 如請求項3所述的高分子膜，其中該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量比例為90.00：79.00：15.00。
- 如請求項1所述的高分子膜，其中該高分子膜之反彈能力為不大於20%，該反彈能力定義為一反彈高度相較於一下落高度之百分比，該下落高度為一物體距離該高分子膜之高度，該反彈高度為該物體經該高分子膜反彈而距離該高分子膜之高度。
- 如請求項5所述的高分子膜，其中該反彈能力為12~14%。
- 如請求項1所述的高分子膜，其中該多元醇為聚醚多元醇或聚酯多元醇，該多元醇與該擴鏈劑相異。
- 如請求項2所述的高分子膜，其中該多元醇、該異氰酸酯及該擴鏈劑之重量比例為85.00~95.00：75.00~85.00：13.00~17.00；該高分子膜之反彈能力為12~14%，該反彈能力定義為一反彈高度相較於一下落高度之百分比，該下落高度為一物體距離該高分子膜之高度，該反彈高度為該物體經該高分子膜反彈而距離該高分子膜之高度；該高分子膜包括多個通孔，該多個通孔可為多角形或圓形且均勻分佈於該高分子膜；該多元醇為聚醚多元醇或聚酯多元醇，該多元醇與該擴鏈劑相異。
- 如請求項1至8任一項所述的高分子膜，其為剪應力與剪應變呈非線性關係之彈性體。
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