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DMF-Free環保PU解決方案:水性PU與無溶劑PPU
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DMF-Free環保PU:水性PU與無溶劑PPU

介紹&案例

大洋塑膠的DMF-Free環保PU產品分為以下2種材料:
(A) 水性PU合成皮革、剝離皮/膜/高發泡膜、貝斯、與樹脂 (Waterborne Polyurethane或Water-Based Polyurethane,簡稱WBPU)。
(B) 無溶劑預聚合PU合成皮革、剝離皮/膜、與樹脂 (無溶劑Prepolymer Polyurethane,簡稱PPU)。

自1998年起,大洋塑膠便展開了一系列的R&D,嘗試提供更具附加價值、更環保的素食PU合成皮革解決方案,並成功開發出水性PU與無溶劑PPU合成皮革技術(看 PU產業知識→水性PU V.S. 溶劑型PU )。 兩者皆可透過不同組合的樹脂、離型紙、表面處理、印刷、壓紋、色料、發泡倍率、與基材或底布做出客製化產品,也可添加防霉、抗菌、除臭、耐酒精、與其他功能。並且,我們也大幅降低了能源與水資源耗用、VOC揮發性有機化合物與二氧化碳的排放、和工業廢水。這些綠色、變化多元的產品品項,讓我們為客戶提供了更完整、量身訂做的問題解決方案。我們的經驗與技術儲備使我們得以為客戶解決問題,例如製作產品符合美國加州第65號法案(CA Proposition 65)、國際環保紡織協會的OEKO-TEX Standard 100產品級別1級、以及歐洲REACH規範。

案例1:客戶舊有材料無法通過DMF測試(看PU產業知識→DMF二甲基甲醯胺):他們需要DMF濃度低於500 ppm、100 ppm、10 ppm、或未檢出。大洋塑膠產品完全不使用DMF,檢測可達n.d., not detected(未檢出)。
案例2:客戶為嬰幼兒產品尋找材料,需要低致敏性、無DMF析出、無限用物質移行析出的PU,以通過OEKTO-TEX Standard 100產品級別1級附錄4的標準。我們已完成客戶所託。
案例3: 客戶於別處購入的他廠水性PU手感偏僵硬或如同紙張,或在皮料折時產生粗紋。我們提供了柔軟、滑順的水性PU合成皮革。
案例4: 客戶自別處購入之他廠水性PU合成皮的物理強度(物性)差,無法通過客戶的耐曲折與剝離強度測試。透過不同樹脂組合與水性PU和PPU產品搭配,我們提供了高耐曲折(10萬下)、高剝離強度(隨著不同接著和基材,可達每3公分7~9公斤)的環保素食PU合皮。大洋塑膠的水性PU甚至可應用於需要耐衝擊強度的籃球、美式足球、橄欖球、棒球、與壘球。附註:「剝離強度」泛指多層材料結合後是否會被外力剝離分層的強度,也可稱為「接著強度」、「貼合牢度」等。
案例5: 客戶自他廠尋找到的水性PU或環保PU容易在短時間內分解、無法耐久。我們提供了可耐水解5、7、10年的水性PU與無溶劑PPU。
案例6: 客戶並非要PU合成皮,而是需要特殊產品。我們研發出了高發泡PU、PU膜、剝離皮、PU混合樹脂。

水性PU(水性聚氨酯):水性PU合成皮革、膜、樹脂

水性聚氨酯(聚氨酯通稱PU),或水性PU,是PU聚氨酯高分子分散於水中,形成乳化狀的液態PU樹脂(看PU產業知識→PU樹脂)。我們使用水性PU樹脂為原料製作水性PU合成皮革(合皮)、水性PU膜與PU剝離皮、水性高發泡PU、與水性PU貝斯。在製作PU合皮的過程與原料上,自1960-1970年代起被普偏採用的傳統溶劑型PU系統使用大量的DMF有機溶劑(看PU產業知識→DMF二甲基甲醯胺)與加熱水槽(看PU產業知識→溶劑型PU合皮的濕式∕濕法製程與凝固成型、水性PU V.S. 溶劑型PU)。與之相反,大洋塑膠的水性PU產品皆無DMF,大幅削減了能源與水資源耗用、大大降低了VOC揮發性有機化合物與二氧化碳排放量,且幾乎不產生工業廢水。我們也從我們的系統中剔除了許多存在於舊溶劑型系統中的有害物質原料。水性PU是環保、低致敏、輕量、多變的材料,搭配我們的技術與研發,可從非常柔軟的手感做到非常硬挺的PU產品。
  • 大洋塑膠的水性PU技術有何特殊?

    1. 我們的水性PU麂皮、牛巴戈色牢度(AATCC 8第3.5-4級)、撥水、耐磨優於DMF溶劑型濕式PU牛巴戈(色牢度2-3級)。
    2. 我們的水性PU膜與剝離皮:厚度0.1-0.8 mm。DMF溶劑型的通常是0.3-0.7 mm。
    3. 我們的水性PU高發泡:厚度0.2-1.7 mm高發泡泡層,發泡倍率大於傳統溶劑型PU。
    4. PU泡層發泡倍率與比重可調整。
    5. PU發泡與泡層產品表面平整,而DMF溶劑型PU泡層則因製程限制而可能有布紋。
    6. 我們提供泡層表面平整的貝斯(泡層+底布),底布纖維毛羽不外露。
    7. 耐水解5、7、10年。耐黃變4-5級。產品可調性與跨度大:可從柔軟垂墜感做到硬挺高強度的產品。
    8. 我們合成自己的水性PU樹脂以控管PU合皮品質。
  • 我們的水性PU產品

    1. 水性PU合成皮革(Eco Light®合皮):水性PU樹脂製作的環保素食合皮。原料與製程皆無DMF有毒溶劑(看PU產業知識→DMF二甲基甲醯胺),也不會產生如同 DMF溶劑型PU合皮般的大量工業廢水(看PU產業知識→水性PU V.S.溶劑型PU)。產品屬性:無DMF、低致敏、輕量。特殊功能:可做防霉、抗菌、耐酒精、除臭、快速散熱(涼感)等。



    2. 水性PU膜∕剝離皮(Eco Light®膜):PU膜的結構可以是面層+泡層、只有面層、或只有泡層(看PU產業知識→PU 合皮結構)。因製程限制,溶劑型PU普遍只能做0.3-0.7 mm厚度,但我們能做到0.1-0.8 mm。我們的水性PU膜可做成薄膜、表面層、或緩衝材。特殊功能:透濕、透氣、抗菌、防霉、耐酒精、除臭、快速散熱(涼感)等。



    3. 水性PU高發泡:發泡倍率高於傳統溶劑型濕式PU泡層,由水性PU樹脂發泡而成。我們可做出更大跨度的厚度與發泡倍率。溶劑型PU泡層厚度大約0.3-0.6 mm。我們的水性PU高發泡為0.2-1.7 mm。因為有更輕的比重與更高的發泡倍率,我們的水性PU高發泡非常透氣透濕。其他功能:可做防霉、抗菌、除臭、耐酒精、快速散熱(涼感)等。



    4. 水性PU貝斯(Eco Light®貝斯):「貝斯」是由泡層+底布組成的材料(看PU產業知識→PU合皮結構)。客戶本身不製作泡層+底布材料,而是使用我們的貝斯和面層做貼合。在溶劑型系統中,因為製程限制,泡層表面可能會不平整,甚至有時底布纖維與毛羽可能露出。但是,大洋塑膠的製程則可做出更平整的表面。



    5. 水性聚氨酯樹脂∕水性PU樹脂:無DMF。我們在合成PU高分子時,加入了親水基,讓PU粒子得以分散於水中成為白色乳化狀的液態樹脂。.



    6. 對水性PU的負面刻板印象?不同廠商之水性PU品質與技術經驗差異非常大,有些品質不佳,形塑了大眾對水性PU的負面刻板印象:僵硬、如同紙般的手感、摺痕粗大、物理性強度不佳(物性低,例如耐曲折、耐磨不佳等)、容易短時間內變黏或分解成小碎片(此現象稱為「水解」)等等。市面上有些其他的水性PU可能如此。但是,大洋塑膠1998年開始研發水性PU,累積了幾十年的技術與經驗,並在這幾十年間堅持對水性PU投入研發,解決了許多痛點,達成了更高的技術門檻。所以,我們的水性PU不同於坊間對水性PU的負面印象,已經應用在籃球、美式足球、橄欖球、棒球、壘球、運動手套、冰刀鞋、傢俱、電子產品、衣服、鞋類等,可從非常柔軟做到非常硬挺的不同產品手感與強度。.

無溶劑PPU(無溶劑預聚合聚氨酯):無溶劑PPU合成皮革、膜、樹脂

大洋塑膠的另一項環保PU產品為無溶劑預聚合聚氨酯,也就是無溶劑PPU。它是一種無溶劑的PU系統,但卻不只與傳統溶劑型PU不同,也與水性PU不同。我們將PPU樹脂合成到預聚合狀態,將之塗佈,加熱烘乾,並與底布貼合,便成了無溶劑PPU合成皮革,簡稱無溶劑PPU合皮。在加熱的階段,樹脂會從預聚合狀態繼續交聯,形成一層3D立體網狀的分子結構,也就是在PPU合皮底布上的固體PU層。在我們合成PPU樹脂的過程,不使用任何溶劑或DMF有機溶劑 (看PU產業知識→DMF二甲基甲醯胺),且PPU的分子量較水性PU大。換言之,PPU是一種無DMF、無溶劑、接近100%固含量(固成份)的PU樹脂,而PPU合皮的物理強度(物性)較水性PU更高,有時甚至高過DMF傳統溶劑型PU。因此,大洋塑膠的PPU也可稱為Eco Solid®。如同水性PU,PPU系統是無DMF、低致敏,大幅減少了水資源與能源的耗用、VOC揮發性有機化合物與二氧化碳排放量,且幾乎不產生工業廢水。PPU合皮環保、低致敏、結實、有韌性、反撥彈性高、且耐久。它的手感接近TPU,但較TPU更為耐熱。
  • 大洋塑膠的PPU技術有何特殊?

    1. PPU樹脂:無溶劑、無DMF的預聚合PU。手感接近高固PU(看PU產業知識→PU 樹脂),但高固PU也是溶在DMF溶劑內,黏度高,且有時需加入更多溶劑為塗佈加工降低樹脂黏度。反之,PPU樹脂黏度與pot life(適用期)更容易處理,適合加工,無需額外添加溶劑。
    2. PPU合成皮革:可達10萬下耐曲折、每3公分7-10公斤的剝離強度(貼合牢度)、耐水解10年。
    3. 與水性PU互補:提供較水性PU高的反撥彈性、韌性、挺度、耐曲折、耐寒曲折、剝離強度(貼合牢度)、及比重,甚至有時高過溶劑型PU。
    4. 以PPU做的鏡面合成皮革不會有摺痕,並能保持高亮度。
    5. 發泡倍率與比重可依應用目標與物性強度要求而進行調整。
  • 我們的無溶劑PPU產品

    1. PPU合成皮革(Eco Solid®合皮):PPU樹脂所做的環保素食合成皮革。PPU沒有使用溶劑,所以它無溶劑、無DMF。具有較水性PU更高的反撥彈性、韌性、挺度、耐曲折、耐寒曲折、剝離強度(貼合牢度)、及比重,甚至有時高過傳統溶劑型PU。適合應用於傢俱、汽車、以及需要高強度物性的產品。



    2. PPU膜∕剝離皮(Eco Solid®膜):厚度0.1-0.4 mm。適合需要反撥彈性、硬挺、或耐久性的應用,例如傢俱。



    3. PPU樹脂:合成至中間分子量、可繼續聚合完成的無溶劑預聚合聚氨酯分子鏈。因為此聚氨酯仍為預聚合狀態,樹脂便可在無溶劑、無DMF的條件下維持液態。它的分子量大於水性PU,且幾乎接近100%固含量(固成份),因此擁有著高強度物性,尤其是反撥彈性、韌性、硬挺度、及耐久性。PPU樹脂的應用涵蓋PPU合皮、PPU膜、PPU塗佈、及PU或其他產業的接著與貼合。相較溶劑型PU,它是無溶劑、無DMF、更乾淨、更綠色環保的選擇。



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