本發(fā)明相關(guān)于一種防水透濕薄膜，尤指一種可提高透濕效率的防水透濕薄膜。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)有技術(shù)中，為了讓使用者的身體能保持干爽，防水透濕布料會被用來做成機(jī)能性衣物。當(dāng)使用者穿著上述機(jī)能性衣物時，身體排出的汗水形成水蒸氣后可通過防水透濕布料向外界擴(kuò)散，以避免使用者感到悶熱，而外界的雨或霧等水滴卻無法通過防水透濕布料，以避免使用者的身體被淋濕，進(jìn)而同時達(dá)到防水與透濕的效果。一般而言，防水透濕布料有兩種制作方式，一種是于布料上涂布具防水透濕特性的功能層以進(jìn)一步形成防水透濕布料，一種是利用高分子材料形成具防水透濕特性的薄膜以直接作為防水透濕布料。防水透濕布料隨著材質(zhì)及結(jié)構(gòu)的不同而有不同的透濕效率。如何提高防水透濕布料的透濕效率，一直是業(yè)界中相當(dāng)重要的課題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種可提高透濕效率的防水透濕薄膜，以解決先前技術(shù)的問題。本發(fā)明防水透濕薄膜包含一聚氨酯基質(zhì)，一第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料，以及一第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料。該聚氨酯基質(zhì)是由包含聚乙二醇的高分子材料所聚合而成。該第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料具有多個氧化鎢微粒及/或復(fù)合氧化鎢微粒，分散在該聚氨酯基質(zhì)中。第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料具有多個摻銻氧化錫微粒，分散在該聚氨酯基質(zhì)中。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料在該防水透濕薄膜中的重量百分比介于0.5%和10%之間，該第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料在該防水透濕薄膜中的重量百分比介于0.5%和10%之間。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該聚氨酯基質(zhì)是由聚乙二醇、異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑所聚合而成。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該聚氨酯基質(zhì)是由聚乙二醇混合聚酯多元醇、異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑所聚合而成。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該聚氨酯基質(zhì)是由聚乙二醇混合聚醚多元醇、異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑所聚合而成。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及該第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料的平均粒徑小于50微米。該第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及該第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料的次佳平均粒徑小于10微米。該第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及該第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料的最佳平均粒徑小于0.1微米。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該防水透濕薄膜另包含一第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料，具有多個被摻銻二氧化錫包覆的二氧化鈦微粒，分散在該聚氨酯基質(zhì)中。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料在該防水透濕薄膜中的重量百分比介于0.5%和10%之間，該第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料在該防水透濕薄膜中的重量百分比介于0.5%和10%之間，該第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料在該防水透濕薄膜中的重量百分比介于0.5%和10%之間。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明防水透濕薄膜添加有不同紅外線吸收波長范圍的紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料，以提高防水透濕薄膜于太陽光照射后的溫度上升幅度，進(jìn)而加強(qiáng)防水透濕薄膜擴(kuò)散水蒸氣的能力。因此本發(fā)明防水透濕薄膜有較佳的透濕效率。附圖說明圖1是本發(fā)明防水透濕薄膜的第一實(shí)施例的示意圖。圖2是本發(fā)明薄膜涂布裝置的第二實(shí)施例的示意圖。附圖標(biāo)記說明：100、100’防水透濕薄膜；110聚氨酯基質(zhì)；120第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料；130第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料；140第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。請參考圖1，圖1是本發(fā)明防水透濕薄膜的第一實(shí)施例的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明防水透濕薄膜100包含一聚氨酯基質(zhì)110、一第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120以及一第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料130。聚氨酯基質(zhì)110是由包含聚乙二醇(polyethyleneglycol,peg)的高分子材料所聚合而成，舉例來說，聚氨酯基質(zhì)可以是由聚乙二醇、異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑所聚合而成；或者聚氨酯基質(zhì)可以是由聚乙二醇混合聚酯多元醇、異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑所聚合而成；或者聚氨酯基質(zhì)可以是由聚乙二醇混合聚醚多元醇、異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑所聚合而成。由于聚乙二醇是一種親水性高分子材料，因此當(dāng)聚乙二醇和其他高分子材料聚合成聚氨酯基質(zhì)時，聚氨酯基質(zhì)具有透濕性。再者，聚氨酯基質(zhì)又可防止水滴通過，因此聚氨酯基質(zhì)可以同時提供防水及透濕功能。第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120具有多個氧化鎢微粒及/或復(fù)合氧化鎢微粒分散在聚氨酯基質(zhì)110中。第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120的氧化鎢微粒可以是由化學(xué)式wyoz表示，w是鎢，o是氧，2.2<z/y<3。而第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料110中的復(fù)合氧化鎢微粒可以是由化學(xué)式mxwyoz表示，m是h、he、堿金屬、堿土金屬、稀土類元素、cs、zr、cr、mn、fe、ru、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga、in、tl、si、ge、sn、pb、sb、b、f、p、s、se、br、te、ti、nb、v、mo、ta、re、hf、os、bi和i中選出一種以上之元素，w是鎢，o是氧，0.001<x/y<1，2.2<z/y<3。第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料130具有多個摻銻氧化錫微粒分散在聚氨酯基質(zhì)110中。本發(fā)明防水透濕薄膜100的透濕效率可以由以下擴(kuò)散公式表示：其中j為擴(kuò)散通量，d為擴(kuò)散系數(shù)，c為濃度，x為距離。換句話說，擴(kuò)散系數(shù)d越大，本發(fā)明防水透濕薄膜擴(kuò)散水蒸氣的能力就越強(qiáng)，亦即本發(fā)明防水透濕薄膜100的透濕效率越高。由于擴(kuò)散系數(shù)d和溫度正相關(guān)，因此當(dāng)本發(fā)明防水透濕薄膜100的溫度越高時，本發(fā)明防水透濕薄膜100的透濕效率越高。由于本發(fā)明防水透濕薄膜100中包含第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120及第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料130，因此當(dāng)本發(fā)明防水透濕薄膜100被太陽光照射時，第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120及第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料130會將太陽光中的紅外線轉(zhuǎn)換成熱能，以使防水透濕薄膜100的溫度上升較快，進(jìn)而提高本發(fā)明防水透濕薄膜100的透濕效率。另外，由于第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120中氧化鎢微粒及/或復(fù)合氧化鎢微粒的紅外線吸收波長范圍是介于900納米到1700納米之間，而第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料130中摻銻二氧化錫微粒的紅外線吸收波長范圍是介于1700納米到2300納米之間，因此本發(fā)明防水透濕薄膜100具有較大的紅外線吸收波長范圍(介于900納米到2300納米之間)，進(jìn)而使得本發(fā)明防水透濕薄膜100于太陽光照射下可以具有較佳的溫度上升效果，以進(jìn)一步提高透濕效率。在本發(fā)明防水透濕薄膜100中，第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120的光熱轉(zhuǎn)換最佳濃度是介于5g/m2和6g/m2之間，舉例來說，當(dāng)干膜厚度為15μm時，干膜重量每米平方約為15克，以最佳添加濃度計(jì)算，第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料占總重量的百分比介于33%和40%之間；當(dāng)添加量小于40%時，隨著添加濃度增加，防水透濕薄膜100因吸收紅外線而造成的溫度上升將隨之增加；當(dāng)添加量大于40%時，因吸收紅外線而造成的溫度上升已不隨添加濃度增加而增加。第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料的光熱轉(zhuǎn)換最佳濃度介于10和12g/m2之間，舉例來說，當(dāng)干膜厚度為15μm時，干膜重量每米平方約為15克，以最佳添加濃度計(jì)算，第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料占總重量的百分比介于67%和80%之間；當(dāng)添加量小于80%時，隨著添加濃度增加，防水透濕薄膜100因吸收紅外線而造成的溫度上升將隨之增加；當(dāng)添加量大于80%時，因吸收紅外線而造成的溫度上升已不隨添加濃度增加而增加。但以考量本發(fā)明防水透濕薄膜100的透濕效率而言，第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料于紅外線光熱轉(zhuǎn)換薄膜中的重量百分比最佳介于0.5%和10%之間。請參考圖2，圖2是本發(fā)明防水透濕薄膜的第二實(shí)施例的示意圖。如圖2所示，本發(fā)明防水透濕薄膜100’除了包含聚氨酯基質(zhì)110、第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120以及第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料130外，還包含一第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料140。第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料140具有多個被摻銻氧化錫包覆的二氧化鈦微粒分散在聚氨酯基質(zhì)110中。由于二氧化鈦微粒是白色，而摻銻氧化錫微粒是藍(lán)色，第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料140除了可以將紅外線轉(zhuǎn)換成熱能外，亦可以增加防水透濕薄膜100’的白度。如此，本發(fā)明防水透濕薄膜100’于色彩上可以有更多的變化。以下為本發(fā)明各個實(shí)施例的說明：實(shí)施例1：本發(fā)明防水透濕薄膜的制作方法可以是先將第一與第二外線光熱轉(zhuǎn)換材料分別和聚氨酯混合以制成分別包含第一與第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料的高分子母粒。其中第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料是摻銫氧化鎢微粒，且銫與鎢的摩爾比為0.33:1，第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料是摻銻氧化錫微粒。將分別包含第一與第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料的高分子母粒再依照預(yù)定比例混合制成本發(fā)明防水透濕薄膜。舉例來說，將第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料與一聚氨酯基質(zhì)利用高速混和機(jī)充分拌勻后，令一雙軸擠出機(jī)于160℃至190℃的溫度下將拌勻后的紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料與聚氨酯基質(zhì)共混擠出，以制得一第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒。第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料與聚氨酯基質(zhì)的重量比為1:0.1:8.9，亦即以第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒的總重量為基準(zhǔn)，第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料的含量為10重量百分比。第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒的制備方法與第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒概同。于制備紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒時，亦可添加一分散劑，該分散劑包含聚醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯-聚硅氧烷、聚酰胺蠟、氧化聚烯蠟、聚酯蠟或其組合。更具體而言，該分散劑包含聚乙二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己內(nèi)酯-聚硅氧烷、氧化聚乙烯蠟、聚乙烯-乙酸乙烯酯蠟或其組合，藉由分散劑可改善紅外線轉(zhuǎn)換材料中微粒的分散性，有利于降低紅外線轉(zhuǎn)換材料中微粒的粒徑，提供較高透光率的薄膜。實(shí)施例1再將所制得的第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒、第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒及聚氨酯基質(zhì)以5:5:90的重量比拌合獲得一拌合物，令一雙層吹膜機(jī)于140℃至170℃的溫度下進(jìn)行造膜作業(yè)；該拌合物經(jīng)單軸擠出機(jī)由內(nèi)層擠出口擠出，而低密度聚乙烯經(jīng)單軸擠出機(jī)由外層擠出口擠出，雙層膜經(jīng)冷卻后由收卷輪進(jìn)行收卷，再剝除低密度聚乙烯，以取得一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯薄膜，該薄膜厚度為25μm。但本發(fā)明薄膜制備方法不限于此，也可將第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料與一分散劑及丁酮充分混和后，令一濕式研磨機(jī)研磨制得一第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換漿料。第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料、分散劑與丁酮的重量比為1:0.1:8.9，亦即以該第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒的總重量為基準(zhǔn)，該第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料的含量為10重量百分比。第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換漿料的制備方法與第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換漿料概同。本發(fā)明實(shí)施例1亦可取其第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換漿料、第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換漿料與溶劑型聚氨酯基質(zhì)以5:5:90的重量比例均勻混和獲得一拌合物，利用刮刀式涂布機(jī)將拌合物均勻涂布于離型膜上，將涂布有拌合物的離型膜放置于80℃烘箱中，將其溶劑去除后取得一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯薄膜，其薄膜厚度為25μm。實(shí)施例2：實(shí)施例2與實(shí)施例1概同。其第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料、第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及聚氨酯基質(zhì)以0.5:2.5:97的重量比混和制得一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯薄膜。實(shí)施例3：實(shí)施例3另將第三外線光熱轉(zhuǎn)換材料和聚氨酯混合以制成第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒。第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒的制備方法與第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯母粒概同。實(shí)施例3與實(shí)施例1概同。其第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料、第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料、第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及聚氨酯基質(zhì)以0.5:2:0.5:97的重量比混和制得一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯薄膜。實(shí)施例4：實(shí)施例4與實(shí)施例1概同。其第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料、第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及聚氨酯基質(zhì)以1.5:3.5:95的重量比混和制得一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯薄膜。實(shí)施例5：實(shí)施例5與實(shí)施例1概同。其第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料、第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及聚氨酯基質(zhì)以3.5:6.5:90的重量比混和制得一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯薄膜。實(shí)施例6：實(shí)施例6與實(shí)施例1概同。其第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料、第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料及聚氨酯基質(zhì)以5:10:85的重量比混和制得一紅外線光熱轉(zhuǎn)換聚氨酯薄膜。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120在防水透濕薄膜中的重量百分比是介于0.1%和10%之間，第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料130在防水透濕薄膜中的重量百分比是介于0.1%和10%之間，而第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料在防水透濕薄膜中的重量百分比是介于0.1%和10%之間。本發(fā)明透濕度量測方法是準(zhǔn)備一壓克力材質(zhì)的可掀蓋箱子，箱子內(nèi)添加少量的水并放置一溫濕度計(jì)，可隨時記錄箱內(nèi)溫濕度。于透濕杯內(nèi)裝干燥氯化鈣，氯化鈣主要功能是將透濕杯內(nèi)的濕度維持于一低濕度狀態(tài)，而壓克力箱是提供環(huán)境一高濕度狀態(tài)。透濕度量測時，透濕杯口朝上，使杯口上披覆的薄膜曝露于太陽光照射下。因透濕杯內(nèi)外環(huán)境濕度差，造成一濕度梯度，使環(huán)境的水氣經(jīng)由薄膜擴(kuò)散進(jìn)入透濕杯內(nèi)。于固定時間下量測透濕杯總重量并計(jì)算透濕度。請參考表一。表一是不同配方比例的防水透濕薄膜于太陽光照射下的透濕度量測結(jié)果。表一配方比例比較例1比較例2比較例3實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料(wt%)0010.50.50.51.53.55第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料(wt%)0100.52.523.56.510第三紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料(wt%)000000.5000聚氨酯基質(zhì)(wt%)1009999999797959085與比較例1之溫差(℃)01.10.82.24.13.74.65.35.5透濕度(g/m2*24hr)514552075239549059885702554953084952該實(shí)施例與比較例的防水透濕膜厚度為25μm，由表一的透濕度量測結(jié)果可知，實(shí)施例1至5的防水透濕薄膜相較于比較例2至3的防水透濕薄膜在太陽光照射下的透濕度較高。由于本發(fā)明實(shí)施例1至5的防水透濕薄膜具有兩種以上不同紅外線吸收波長范圍的紅外線光熱轉(zhuǎn)換微粒，而比較例2至3的防水透濕薄膜分別只具有單一紅外線吸收波長范圍的紅外線光熱轉(zhuǎn)換微粒，因此本發(fā)明實(shí)施例1至5的防水透濕薄膜的紅外線吸收波長范圍較大，具有較佳的紅外線光熱轉(zhuǎn)換效率，使其薄膜溫度較高，進(jìn)而可以提供較高的透濕效率。實(shí)施例6說明當(dāng)紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料總含量的重量百分比為15%，溫度無明顯上升，且因透濕基質(zhì)含量較低，導(dǎo)致透濕率大幅下降。故由表一可得知紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料最佳總含量為0.5%和5%之間。另一方面，第一紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料120及第二紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料130在本發(fā)明防水透濕薄膜中的最佳總含量比例亦可以用最佳濃度(g/m2)表示，舉例來說，當(dāng)干膜厚度為15μm時，干膜重量每米平方約為15克，其紅外線光熱轉(zhuǎn)換材料于防水透濕膜中的最佳總含量濃度是介于0.075g/m2和0.75g/m2之間。相較于先前技術(shù)，本發(fā)明防水透濕薄膜添加有不同紅外線吸收波長范圍的紅外線光熱轉(zhuǎn)換微粒，以提高防水透濕薄膜于太陽光照射后的溫度上升幅度，進(jìn)而加強(qiáng)防水透濕薄膜擴(kuò)散水蒸氣的能力。因此本發(fā)明防水透濕薄膜有較佳的透濕效率。以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12