TWI706853B - 聚烯烴離型膜及其製造方法、熱塑性聚氨酯複合結構 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種聚烯烴離型膜及其製造方法、熱塑性聚氨酯複合結構。聚烯烴離型膜是用於承載熱塑性聚氨酯且是由聚烯烴組成物所形成，聚烯烴組成物包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的功能性樹脂、5至150重量份的填充劑以及0.1至30重量份的添加劑。聚丙烯樹脂具有介於0.3至20g/10min之間的熔融指數。本發明所公開的聚烯烴離型膜可良好適用於承載熱塑性聚氨酯而不需要使用額外的防黏層。

Description

聚烯烴離型膜及其製造方法、熱塑性聚氨酯複合結構
本發明涉及一種聚烯烴離型膜及其製造方法以及一種熱塑性聚氨酯複合結構，特別是涉及一種用於承載熱塑性聚氨酯的聚烯烴離型膜及其製造方法以及一種包含聚烯烴離型膜的熱塑性聚氨酯複合結構。
熱塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethane)樹脂在加工期間若沒有使用承載離型膜，容易發生展平難度過高、發生粘黏等問題。再者，未使用承載離型膜而進行加工的熱塑性聚氨酯樹脂在後段印刷的過程中也會產生尺寸不穩定的缺點。
在現有技術中，已知使用下列種類的產品作為承載熱塑性聚氨酯樹脂的離型膜，以下離型膜的成本由高至低排列：(1)以傳統紙進行壓紋，再通過將特殊防黏樹脂淋膜於傳統紙上而形成的離型膜，其一般是採用雷射壓花，因此表面光亮而不易霧化；(2)以聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)膜塗佈特殊防黏樹脂而製成的離型膜，其僅適用於高光製品；以及(3)以傳統紙雙面淋膜聚乙烯(polyethylene，PE)而成的離型膜。
在上述離型膜中，三種具有不同成本及製造方式的離型膜都是在基材(例如傳統紙或是PET)上額外設置樹脂層來達到離型的效果。另外，編號(1)及(2)的離型膜成本較高且應用範圍有限，且編號(3)的離型膜表面品質普通、製造程序控制不易、批次間品質 不穩定且易產生尺寸變化或翹曲異常。換句話說，現有技術的用於熱塑性聚氨酯樹脂的離型膜仍有待改進的空間。
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聚烯烴離型膜及其製造方法、熱塑性聚氨酯複合結構，其等可以克服現有技術中必須額外使用防黏層(離型層)才能在承載熱塑性聚氨酯後達到輕易剝離的缺點。
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，提供一種聚烯烴離型膜，其是用於承載熱塑性聚氨酯且是由一聚烯烴組成物所形成，所述聚烯烴組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、5至150重量份的一填充劑以及0.1至30重量份的添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於0.3至20g/10min之間的熔融指數。
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，提供一種聚烯烴離型膜的製造方法，其包括：將一聚烯烴組成物進行混練膠化，以形成一膠化料；以及通過一膠布機將所述膠化料進行壓延，以形成所述聚烯烴離型膜。所述聚烯烴組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、5至150重量份的一填充劑以及1至30重量份的添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於0.3至20之間的熔融指數。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是，提供一種熱塑性聚氨酯複合結構，其包括一熱塑性聚氨酯層；以及一聚烯烴離型膜。所述聚烯烴離型膜是由一聚烯烴組成物所形成，所述聚烯烴組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、5至150重量份的一填充劑以及1至30重量份的添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於0.3至20之間的熔融指數。所述熱塑性聚氨酯層直接淋膜於所述聚烯烴離型膜的其中一表面上。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的聚烯烴離型膜及其製造方法、熱塑性聚氨酯複合結構，其能通過“所述聚烯烴組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、5至150重量份的一填充劑以及0.1至30重量份的添加劑”以及“所述聚丙烯樹脂具有介於0.3至20g/10min之間的熔融指數”的技術方案，以提供具有優異拉伸強度及伸長率、可回收再利用，並且在不使用額外的離型層的條件下，可以良好適用於熱塑性聚氨酯的聚烯烴離型膜。
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。
S‧‧‧熱塑性聚氨酯複合結構
1‧‧‧聚烯烴離型膜
2‧‧‧熱塑性聚氨酯層
41‧‧‧發送台
42‧‧‧壓花貼合機
43‧‧‧固化烘箱
44‧‧‧冷卻輪
45‧‧‧捲取機
46‧‧‧淋模頭
圖1為本發明實施例所提供的聚烯烴離型膜應用於承載熱塑性聚氨酯樹脂的加工流程示意圖；圖2為本發明實施例所提供的聚烯烴離型膜的製造方法的流程圖；以及圖3為本發明實施例所提供的熱塑性聚氨酯複合結構的示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“聚烯烴離型膜及其製造方法、熱塑性聚氨酯複合結構”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，本文中所使用的術語“或”，應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組合。
本發明提供一種聚烯烴離型膜，其是用於承載熱塑性聚氨酯的承載用離型膜。具體來說，本發明所提供的聚烯烴離型膜的其中一個表面可以用以與通過熔融壓出製造方法所形成的熱塑性聚氨酯層相互貼合而形成熱塑性聚氨酯複合結構。熱塑性聚氨酯複合結構可以被收捲為捲狀材料，且在熱塑性聚氨酯膜即將被使用(例如進行加工)時，其可以由聚烯烴離型膜剝離。換句話說，本發明所提供的聚烯烴離型膜相對於熱塑性聚氨酯膜必須具有適當的附著力與剝離能力。
請先參閱圖1，圖1為本發明實施例所提供的聚烯烴離型膜應用於承載熱塑性聚氨酯樹脂的加工流程示意圖。當使用本發明實施例所提供的聚烯烴離型膜作為承載熱塑性聚氨酯樹脂的離型膜時，首先可以通過發送台41(unwinder)進行底紙發紙，即，將作為離型膜的聚烯烴離型膜1輸送至壓花貼合機42(laminator)。接下來，在壓花貼合階段，通過淋膜頭46(T-die)所供給的經過熔融押出的熱塑性聚氨酯樹脂被塗佈於聚烯烴離型膜1的表面。
具體來說，淋膜頭46所供給的熱塑性聚氨酯樹脂可以是將熱塑性聚氨酯膠粒(TPU chip)由押出機(extruder，未繪示)進行押出而形成的熱塑性聚氨酯樹脂材料。如此一來，熱塑性聚氨酯樹脂被塗佈於聚烯烴離型膜1的表面，進而形成雙層結構。
接下來，包括聚烯烴離型膜1以及熱塑性聚氨酯樹脂的雙層結構被輸送至固化烘箱43，以對熱塑性聚氨酯樹脂進行烘乾，並接著通過冷卻輪44進行冷卻，進而形成包括聚烯烴離型膜1與熱塑性聚氨酯層2的雙層結構。最後，通過捲取機45(winder)進行成品的捲曲，進而生產熱塑性聚氨酯複合結構S。
請參閱圖3，圖3為本發明實施例所提供的熱塑性聚氨酯複合結構的示意圖。換句話說，圖3顯示由圖1的製造方法所製造的 呈卷狀的熱塑性聚氨酯複合結構S。熱塑性聚氨酯複合結構S包括熱塑性聚氨酯層2以及聚烯烴離型膜1，且熱塑性聚氨酯層2是直接設置於聚烯烴離型膜1的其中一表面上。換句話說，在本發明實施例所提供的熱塑性聚氨酯複合結構S中，聚烯烴離型膜1與熱塑性聚氨酯層2之間並未使用額外的防黏材料層(額外的離型層)。事實上，通過以下所說明的聚烯烴組成物以及聚烯烴離型膜1的製造方法，可以生產製造方法簡易、耐溫、硬挺、具有良好展平性、不脫層、不起皺紋、防水防潮性佳、抗靜電性佳、防污性好，特別是與熱塑性聚氨酯層2離型性佳的聚烯烴離型膜1。
在本發明的實施例中，本發明所提供的聚烯烴離型膜是由聚烯烴組成物所形成。聚烯烴組成物包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的功能性樹脂、5至150重量份的填充劑以及0.1至30重量份的添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於0.3至20g/10min之間的熔融指數。
承前所述，為了使得本發明所提供的聚烯烴離型膜1良好適用於承載熱塑性聚氨酯樹脂的應用中，用以形成聚烯烴離型膜1的聚烯烴組成物的組分必須經過選擇。在本發明的實施例中，是以聚丙烯樹脂配合使用功能性樹脂、填充劑與添加劑，以賦予所製成的聚烯烴離型膜1所欲的特性。
舉例而言，用於本發明的聚烯烴組成物的聚丙烯樹脂可以具有介於3至20g/10min之間的熔融指數(Melt Flow Index，MFI)。在本發明實施例中，可選用具有低熔點且延展性佳的聚丙烯樹脂。聚丙烯樹脂的熔點可以是介於130至165℃之間。詳細來說，針對熱塑性聚氨酯樹脂的應用，本發明是選擇具有上述特定範圍的熔融指數的聚丙烯樹脂作為聚烯烴組成物的主成分。考量到熱塑性聚氨酯樹脂的熱熔擠出溫度較高，用以承載熱塑性聚氨酯樹脂的聚烯烴離型膜1須具有足夠的耐溫性。另外，選用具有上述範圍的熔融指數的聚丙烯樹脂也有利於使用膠布機進行加工而製 造聚烯烴離型膜1。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
在本發明的實施例中，功能性樹脂是作為改質劑，且可以是具有優良延展性且熔點低的樹脂，例如具有介於0.2至30g/10min之間的熔融指數的高密度聚乙烯(HDPE)、具有介於0.3至30g/10min之間的熔融指數的線性低密度聚乙烯(LLDPE)或是低密度聚乙烯(LDPE)。在一種實施方式中，功能性樹脂可以包含上述聚乙烯樹脂的兩種以上的混合物。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
舉例而言，功能性樹脂可以包含1至50重量份的高密度聚乙烯、1至100重量份的線性低密度聚乙烯或是1至100重量份的低密度聚乙烯。值得一提的是，功能性樹脂中可以不包括高密度聚乙烯，即高密度聚乙烯的用量可為0。採用上述功能性樹脂作為聚烯烴組成物的組分可以使得所製成的聚烯烴離型膜具有良好的延展性、不脫層、不起皺且易於在其表面進行加工處理。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
在本發明實施例所提供的聚烯烴離型膜組成物中，填充劑可以是玻璃纖維、石綿纖維、碳纖維、硼纖維、雲母、矽石、滑石粉、矽酸鹽、碳酸鈣、金屬氧化物以及炭黑的一或多種。使用填充劑可以使聚烯烴離型膜具有較高強度及硬度，或是可以改良其抗括擦性或耐熱性。另外，添加劑可以是光安定劑、紫外線吸收劑、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或是乙烯基烯烴共聚物彈性體等。在本發明中，填充劑以及添加劑的種類不在此限制，且可以在達到聚烯烴離型膜所希望的特性的前提下選用及調整。
在本發明中，可以通過捏煉機(Kneader)將聚烯烴組成物混練膠化，再通過壓延機(Calender，又稱膠布機)將膠粒壓延而形成聚烯烴離型膜1。接下來，請配合圖2，以下將針對聚烯烴離型膜1的製造方法進行詳細說明。另外，有關聚烯烴離型膜1的物理特性，將於稍後進行說明。
如圖2所示，本發明所提供的聚烯烴離型膜的製造方法包括：將聚烯烴組成物進行混練膠化，以形成膠化料(步驟S100)；以及將膠化料進行壓延，以形成聚烯烴離型膜(步驟S102)。
承上所述，用於步驟S100的聚烯烴組成物可以是上述包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的功能性樹脂、5至150重量份的一填充劑以及0.1至30重量份的添加劑的聚烯烴組成物。聚烯烴組成物中的組分種類與配比都如同先前所述。舉例而言，聚丙烯樹脂可以具有介於0.3至20g/min之間的熔融指數。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
在本發明的實施例中，步驟S100可以通過捏煉機而將聚烯烴組成物中的各個組分混合、捏合以及進行膠化，藉此形成膠化料。接下來，在步驟S102中，可以通過壓延機而將膠化料壓延成形，進而生產一片狀材料。在將膠化料壓延成形後，還可以進一步將壓延而成的片狀材料同時進行拉伸、壓花以及表面處理等步驟。舉例而言，通過對片狀材料進行壓花處理，可以使得所形成的聚烯烴離型膜1的至少一個表面具有至少一壓紋，諸如髮絲紋、碳纖維紋等。在本發明的其中一個實施方式中，聚烯烴離型膜1是經過電暈(Corona)處理後的材料層。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
換句話說，聚烯烴離型膜1除了用於承載熱塑性聚氨酯樹脂(熱塑性聚氨酯層2)之外，還可以同時通過轉印技術將聚烯烴離型膜1的紋路轉印至被承載的熱塑性聚氨酯層2的表面。因此，聚烯烴離型膜1的表面的紋路可以被轉印至熱塑性聚氨酯層2的其中一表面上而形成轉印紋路。
針對不同的紋路轉移的需求，可以選用適當的壓花輪組，以生產表面可霧化或可亮化的不同紋路的聚烯烴離型膜1。舉例而言，依照不同的需求特性，可以通過特殊的ON-LINE壓紋(例如皮革紋490紋、碳纖維紋113L、細霧463紋、鏡面001紋、布紋1071、 布紋1073及粗紋005紋等)，使得聚烯烴離型膜1具有不同的外觀與表面特性。藉此，除了可以賦予所承載的熱塑性聚氨酯層2特定的紋路，還可以在不須使用抗黏劑(例如防黏樹脂)等額外的材料來達到與熱塑性聚氨酯層2相互黏貼的效果。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
接下來，將針對本發明實施例所提供的聚烯烴離型膜1的特性進行說明。具體來說，以下特性是與聚烯烴組成物的組分選用與比例，以及在聚烯烴離型膜1的製造方法中所選用的參數有關。在本發明中，適當調控聚烯烴組成物的組分及相關特性(例如熔融指數)可以獲得具有下列特性的聚烯烴離型膜1。另外，如前所述，通過選用不同的表面加工方法，可以進一步調整聚烯烴離型膜1的表面特性。
首先，本發明實施例所提供的聚烯烴離型膜1可以具有介於0.08至0.3毫米之間的厚度。另外，聚烯烴離型膜1可以具有至少2800psi的縱向拉伸強度以及至少2000psi的橫向拉伸強度，並具有至少200%的縱向伸長率以及至少40%的橫向伸長率。在本發明的其中一個實施方式中，聚烯烴離型膜1具有400%以上的縱向伸長率以及至少100%的橫向伸長率。
具體來說，具有上述特性的聚烯烴離型膜1是具備優良的機械強度以及延展性，如此一來，在用於承載通過高溫熔融押出的熱塑性聚氨酯時，可以確保產品的耐溫性、硬挺性、展平性，且在需要將熱塑性聚氨酯層2與聚烯烴離型膜1分離時提供優異的反剝離性，即，可以依需求將熱塑性聚氨酯層2自聚烯烴離型膜1剝離。
具體實驗例
以下將以本發明其中一個實施方式所提供的聚烯烴離型膜1為例，顯示本發明所提供的聚烯烴離型膜1經過測試而得的特性。
表1列出本發明中其中一種聚烯烴離型膜1的特性，以及經過測試，對於可良好適用於承載熱塑性聚氨酯層2的特性標準。在表1中，聚烯烴離型膜1的厚度為0.15mm，且其表面為霧面。由表1的內容可知，本發明所提供的聚烯烴離型膜1是可以良好適用於熱塑性聚氨酯樹脂的技術應用。
Figure 107101695-A0101-12-0009-1
在上表中，MD表縱向數值而CD表橫向數值，ER與GR分別表示聚烯烴離型膜1的兩個相對的表面。
表2列出本發明中另一種聚烯烴離型膜1的特性，以及經過測試，對於可良好適用於承載熱塑性聚氨酯層2的特性標準。在表2中，聚烯烴離型膜1的厚度為0.15mm，且其表面為亮面。由表1的內容可知，本發明所提供的聚烯烴離型膜1是可以良好適用於熱塑性聚氨酯樹脂的技術應用。
Figure 107101695-A0101-12-0009-2
Figure 107101695-A0101-12-0010-3
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的聚烯烴離型膜1、其製造方法及熱塑性聚氨酯複合結構S，其能通過“聚烯烴組成物包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的功能性樹脂、5至150重量份的填充劑以及0.1至30重量份的添加劑”以及“聚丙烯樹脂具有介於0.3至20g/10min之間的熔融指數”的技術方案，以提供具有優異拉伸強度及伸長率、可回收再利用，並且在不使用額外的離型層的條件下，可以良好適用於熱塑性聚氨酯的聚烯烴離型膜1。
更進一步來說，本發明所提供的聚烯烴離型膜1是使用特定組分配比的聚烯烴組成物所製成，另外，配合產品需求，還可以通過不同的表面處理步驟(例如使用不同的壓花輪組)而賦予聚烯烴離型膜1表面不同的表面特性(壓紋、表面張力、粗糙度等)。如此一來，聚烯烴離型膜1可以藉由相對簡單的製造方法而由壓延機所製成，且具有耐溫、硬挺、具有良好展平性、實體材質不脫層、不起皺紋、防水防潮性佳、抗靜電性佳、防污性好且具有多種紋路結構，特別是與熱塑性聚氨酯層2之間具有適當黏附性與良好離型反剝性的優點。
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，均包含於本發明的申請專利範圍內。
指定代表圖為流程圖，故無符號簡單說明

Claims (9)

  1. 一種聚烯烴離型膜，其是用於承載熱塑性聚氨酯且是由一聚烯烴組成物所形成，所述聚烯烴組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、5至150重量份的一填充劑以及0.1至30重量份的添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於0.3至20g/10min之間但不包含20g/10min的熔融指數；其中，所述聚烯烴離型膜具有至少2800psi的縱向拉伸強度以及至少2000psi的橫向拉伸強度。
  2. 如請求項1所述的聚烯烴離型膜，其中，所述聚烯烴離型膜具有介於0.08至0.3毫米之間的厚度。
  3. 如請求項1所述的聚烯烴離型膜，其中，所述聚烯烴離型膜的至少一表面上具有至少一壓紋。
  4. 如請求項1所述的聚烯烴離型膜，其中，所述功能性樹脂包含一高密度聚乙烯、一線性低密度聚乙烯以及一低密度聚乙烯之中的至少一種，且所述高密度聚乙烯具有介於0.2至30之間的熔融指數。
  5. 如請求項1所述的聚烯烴離型膜，其中，所述添加劑包括一光安定劑、一紫外線吸收劑、一乙烯醋酸乙烯酯共聚物以及一乙烯基烯烴共聚物彈性體之中的至少一種。
  6. 如請求項1所述的聚烯烴離型膜，其中，所述聚烯烴離型膜具有至少200%的縱向伸長率以及至少40%的橫向伸長率。
  7. 一種聚烯烴離型膜的製造方法，其包括：將一聚烯烴組成物進行混練膠化，以形成一膠化料，其中，所述聚烯烴組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、5至150重量份的一填充劑以及1至30重量份的添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於0.3至20之間但不包含20g/10min的熔融指數；以及 通過一膠布機將所述膠化料進行壓延，以形成所述聚烯烴離型膜；其中，所述聚烯烴離型膜具有至少2800psi的縱向拉伸強度以及至少2000psi的橫向拉伸強度。
  8. 一種熱塑性聚氨酯複合結構，其包括：一熱塑性聚氨酯層；以及一聚烯烴離型膜，所述聚烯烴離型膜是由一聚烯烴組成物所形成，所述聚烯烴組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、5至150重量份的一填充劑以及1至30重量份的添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於0.3至20之間但不包含20g/10min的熔融指數；其中，所述聚烯烴離型膜具有至少2800psi的縱向拉伸強度以及至少2000psi的橫向拉伸強度；其中，所述熱塑性聚氨酯層直接淋膜於所述聚烯烴離型膜的其中一表面上。
  9. 如請求項8所述的熱塑性聚氨酯複合結構，其中，所述聚烯烴離型膜的所述表面具有至少一紋路，且至少一所述紋路被轉印至所述熱塑性聚氨酯層的一表面上而形成一轉印紋路。
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