具有排流層的衣服的製作方法

2023-05-26 11:37:46 1

專利名稱：具有排流層的衣服的製作方法
技術領域：
本發明涉及包含複合織物的衣服，該複合織物具有多孔排流層和纖維阻流層、以及任選的包封複合織物的外織物層和/或內織物層。
背景技術：
長期以來，人們希望使衣服能夠不易受到流體例如水、血液和油的透溼，尤其是在高壓點或高壓區域例如肘部和褲的座區。眾所周知，向衣服中摻入可透氣並且防水的膜可在賦予衣服透氣性的同時使衣服防水，從而讓使用者感覺更加舒適。例如膨脹的聚四氟乙烯(ePTFE)膜已被用於該應用中。隨著時間的推移，身體油脂和流出物形式的汙垢可堵塞薄膜中的孔，從而嚴重影響膜的性能。人們曾嘗試通過向所述膜塗覆允許水蒸汽通過的聚合物以便對該膜進行保護，但這會導致衣服的透氣性下降。因此，需要在壽命和舒適性之間進行權衡。人們希望提供具有改善的抗流體透溼性能的舒適的衣服，尤其是在高壓區具有所述性能。發明概述本發明涉及包含複合織物的衣服，該複合織物包括多孔排流層和閃紡聚烯烴叢絲薄膜-原纖片的纖維阻流層，其中纖維阻流層面向衣服的內部。發明詳述術語「衣服」是指由使用者穿著以覆蓋或保護使用者身體的某些部位免受天氣或體外環境中的其他因素影響的任何物品。例如外套、夾克、褲子、帽子、手套、鞋子、襪子、和襯衫都被認為是符合該定義的衣服。術語「排流」層是指這樣的層，其中流體可輕易地在整個層的平面通過並且可穿過層。所謂「穿過層」是指流體進入層的一側，並且從層的另一側流出。流體在整個排流層平面通過比穿過阻流層具有更小的流動阻力。術語「阻流」層是指這樣的層，其中流體不能輕易地穿過層。所謂「穿過層」是指流體進入層的一側，並且從層的另一側流出。流體穿過阻流層比在整個排流層平面通過具有更大的流動阻力。術語「叢絲薄膜-原纖片」是指多個細的、帶狀、無規長度薄膜-原纖元件的三維整體網絡，並且具有小於約4微米的平均薄膜厚度以及小於約25微米的中值原纖寬度。在叢絲結構中，薄膜-原纖元件一般與該結構的縱向軸線共延對齊，並且它們以不規則的間隔在貫穿該結構的長度、寬度和厚度的多個位置間歇聯合與分離以形成連續的三維網絡。傳統上，叢絲薄膜-原纖片是通過聚烯烴聚合物溶液的閃蒸紡絲法製備的紡粘片材料。術語「非織造材料」是指包含多根無規分布的纖維的纖維網。纖維通常可以彼此粘結，或者可以不粘結。纖維可以是短纖維或連續纖維。纖維可包含一種材料或多種材料， 也可以是不同纖維的組合或者是分別由不同材料構成的類似纖維的組合。當用於描述層的位置時，術語「外，，是指背向穿著者的衣服的面向。術語「內」是指面向使用者的一側。
術語「壓延」是指使纖維網穿過兩個輥之間的輥隙的工藝。輥可以彼此接觸，或者可以在輥表面之間有固定的或可變的間隙。「無圖案的」棍是指在能夠製造它們的過程中具有平滑表面的輥。當纖維網通過輥隙時，沒有點或圖案使得在纖維網上特意生成圖案，這不同於點粘合輥。本發明涉及包含複合織物的衣服，該複合織物包括多孔排流層和閃紡聚烯烴叢絲薄膜-原纖片的纖維阻流層，其中纖維阻流層面向衣服的內部。排流層通過如下方式限制經受力或壓力的流體例如被在肘部、座區等處被壓縮擠進的流體穿過阻流層而發生的流體透溼減小流體穿透排流層的壓力，使得排流層經受顯著減小的流體壓力。排流層為柔性結構，其厚度、平均流孔徑以及硬度或抗壓性能足以使流體迅速在整個排流層平面通過並且遠離壓縮區域。此外，應當指出的是複合織物在阻流層兩側可具有排流層。排流層可選自非織造織物、織造織物、針織織物、三維篩網、以及它們的組合。所述非織造織物可選自紡粘非織造材料、梳理非織造材料、針刺非織造材料、氣流成網非織造材料、溼法成網非織造材料、射流噴網和閃紡非織造材料。本發明的非織造織物尤其有用類型的是紡粘非織造材料。如本文所用，術語「紡粘非織造材料」是指由長絲形成的非織造纖維網，這些長絲被擠出、拉伸、並沉積在連續的收集表面上。可通過任何若干種方法實現結合， 所述方法包括點結合或圖案結合、在高壓下壓延紡粘非織造材料或使紡粘非織造材料穿過飽和蒸汽室。排流層可由無特別限制並且包括可熔紡的熱塑性聚合物(例如聚烯烴、聚酯、聚醯胺、以及它們的組合)的聚合材料製成。優選的聚烯烴包括聚乙烯和聚丙烯。優選的聚酯包括聚對苯二甲酸乙二醇酯。優選的聚醯胺包括尼龍6和尼龍6，6。排流層還可包括抗靜電劑、抗微生物劑、加工添加劑、著色劑等。排流層的材料可為非吸收性的和多孔的，以便在流體透入到排流層的情況下，流體不太可能完全潤溼排流層和/或透入到阻流層。作為另外一種選擇，排流層的材料可為吸收性的並且具有高芯吸速率，以便流體將被快速傳送而遠離透入點。排流層是任選地織構化的、縐紋的、壓花的或壓延的，以引導和促進流體通過整個排流層平面並且遠離壓縮區域。排流層可用含氟化合物處理以幫助抵抗某些溶劑的透入。阻流層可抵抗流體完全穿過層的流動以避免流體穿過衣服並接觸穿著者。阻流層是閃紡聚烯烴叢絲薄膜-原纖片。優選的聚烯烴是聚乙烯。阻流層可以是織構化的、縐紋的、壓花的或壓延的。阻流層可用含氟化合物處理以幫助抵抗某些溶劑的透入。排流層和阻流層可任選地彼此相結合。合適的結合技術的實例包括粘合劑結合、 熱結合例如點結合和超聲波結合，然而也可利用本領域的技術人員已知的任何用於結合的方法。在粘合劑結合的情形中，所用的粘合劑可為多種粘合劑中的任何粘合劑，包括分散體和合成膠乳。優選地，與複合織物中所用的纖維的耐化學品性和耐熱性相比，粘合劑應當具有類似的或更好的耐化學品性和耐熱性。合適的粘合劑體系包括以下共聚物的含水陰離子分散體丁二烯丙烯腈共聚物、基於丙烯酸酯、乙烯基和偏二氯乙烯聚合物的共聚物和通過乳液聚合作用製備的共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、以及丁二烯、苯乙烯和乙烯基吡啶的三元共聚物。可使用不同的方法將排流層以粘合劑方式結合到阻流層。例如，可首先在某一層的所需區域中塗覆粘合劑，然後使另一層與第一層上的粘合劑接觸。施加足夠的熱和壓力以使粘合劑流進層的一些孔中。如果粘合劑是可交聯的，則粘合劑會由於受熱而發生交聯， 因而使排流層和阻流層發生機械連結。在一個優選的實施方案中，排流層和阻流層使用合適的層壓技術來結合，例如使材料在足以熔融粘合劑的溫度下穿過輥隙。夾輥中的一個在其表面上可具有凸起圖案以在層壓體中產生點結合圖案。在複合織物中，排流層引導受壓流體通過整個排流層平面，並且阻止流體穿過阻流層的流動。可以對有關兩個層相對特徵的綜合觀察進行描述。排流層的平均流孔徑優選地大於阻流層的平均流孔徑，以使流體穿過排流層的流動比穿過阻流層更加容易。排流層的平均流孔徑優選地為約1至約6，000微米，並且阻流層的平均流孔徑優選地為約0. 2至約50微米。阻流層的厚度必須至少足以抵抗流體流動。然而，排流層的厚度可以是任何厚度， 前提條件是流體可在整個排流層平面流過。一般來講，排流層越厚，可傳送離開的流體量越大。排流層的厚度優選地大於阻流層的厚度。排流層的厚度優選地為約0. 08至約4mm，並且阻流層的厚度優選地為約0. 08至約2mm。層的硬度或抗壓性能是在施加壓力後層保持完整的度量。對於排流層，層的抗壓性能越好，層保持的開口就越大或孔就越多以及可傳送的流體就越多。對纖維直徑仔細的選擇，可以影響硬度或抗壓性能。一般來講，纖維直徑越大，層的抗壓性能就越好。由於希望使排流層保持良好的抗壓性能，因此優選地使用大直徑纖維。 通常，排流層中所使用的纖維的直徑大於阻流層中所使用的纖維。排流層的纖維直徑優選地為約3至約2，000微米，以及阻流層的纖維直徑優選地為約1至約40微米。為了使阻流層能夠阻止流體穿過阻流層，希望阻流層具有很高的靜水壓頭。相反， 為了使排流層能夠傳送流體遠離阻流層，排流層優選地具有比阻流層更低的靜水壓頭。排流層的靜水壓頭優選地為約3至約300cm水柱，以及阻流層的靜水壓頭優選地為約3至約 400cm水柱。為了穿著者的舒適度，希望本發明的衣服是透氣的。衣服的弗雷澤透氣率可以為約0. 1至約3，000cm7cm2/min，但是透氣率優選地為約300至約3，000cm7cm2/min。複合織物在衣服中任選地位於外織物層和內織物層之間。有許多種天然織物和合成織物是已知的並且可用作外織物層和內織物層。通常，設計用作耐用外衣的衣服由相對疏鬆織造的織物構成，該織物由具有相對低強度或韌度的天然纖維和/或合成纖維(例如棉、聚醯胺、聚酯、聚丙烯酸類、聚烯烴、以及它們的組合)製成，每種纖維可具有小於約8克/旦尼爾(gpd)，更典型小於約5gpd，以及在某些情況下小於約3gpd的拉伸強度或韌度。此類材料可具有多種有益特性，例如可染性、透氣性、亮度、舒適度，以及在某些情況下的耐磨性。可使用不同的編織結構和不同的編織密度來形成幾種可供選擇的織造織物作為本發明的組成。編織結構例如平紋結構、增強平紋結構(具有雙或多經線和/或緯紗)、斜紋結構、增強斜紋結構(具有雙或多經線和/或緯紗)、緞面結構、增強緞面結構(具有雙或多經線和/或緯紗)均可使用。拉伸織造織物、格子布、多臂織物、和提花織物也適用於本發明。
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作為另外一種選擇，非織造織物可用作外織物層和可選的內織物層。非織造片材的實例包括紡粘纖維網、熔噴纖維網、多方向多層的梳理成網纖維網、氣流法纖維網、溼法成網纖維網、射流噴網法纖維網和包括一種以上的非織造片材的複合纖維網。可通過任何已知的方法例如以粘合劑方式、熱方式、使用超聲波場或通過溶劑結合，將複合織物在其表面的一部分上結合到內織物層和/或外織物層。可任選地使用一種或多種粘合劑將複合織物結合到內織物層和/或外織物層。一種適用的粘合劑是熱塑性粘合劑，在若干次加熱和冷卻循環中，該粘合劑在受熱時會軟化，然後在冷卻時硬化。這種熱塑性粘合劑的一個實例為熱熔性粘合劑。在一個實施方案中，複合織物使用聚合物粘合劑 (例如聚氨酯)的溶液粘合性地粘結，然後使溶劑蒸發。為了改善複合織物和包括複合織物的衣服的抗流體透溼性，可用本領域已知的含氟化合物來處理外織物層以改善所述層的流體排斥性並且使外織物層成為疏水性的和疏油性的。可有利地提供對外織物層的親水性處理以增大排流層的芯吸速率。測試方法平均流？丨,徑和泡點根據ASTM標準編號E 1294-89 "Standard Test Method for Pore Size Characteristics of Membrane Filters Using Automated Liquid Porosimeter」進行測量，其通過利用ASTM標準編號F 316中的自動泡點法使用毛細流動孔隙率計(Porous Materials, Inc. (PMI)，Ithaca, NY)大致測量具有 0· 05 μ m 至 300 μ m 的孔徑直徑的膜的孔徑特性。單個樣品(40mm直徑)用低表面張力流體「Sillwick」潤溼，該流體具有20. 1達因/釐米的表面張力，將樣品在23英寸汞柱的真空下浸入流體中最少20 分鐘。將每個樣品置於支架中的16mm直徑開口上，並且施加氣壓差將流體從樣品除去。潤溼流量等於乾燥流量(無潤溼溶劑下的流量)的二分之一處的壓差用於利用提供的軟體來計算平均流孔徑。泡點是指最大的孔徑。纖維盲徑桉如下方法測量。為各細旦纖維層樣本採集十張放大5，000倍的掃描電鏡(SEM)圖像。由照片測量十一(11)個清晰可辨的細旦纖維的直徑並進行記錄。不包括瑕疵(即，細纖維的凸塊、聚合物球、細纖維的交叉處)。計算每個樣本的平均(中值)纖維直徑。厚度通過ASTM D1777測量，其據此以引用方式併入本文，並且記錄為密耳並轉化成微米。弗雷澤透氣率為多孔材料透氣率的度量並以單位ftVmin/ft2記錄。其測量在0. 5 英寸的水壓差下通過材料的氣流體積。將孔口安裝在真空系統內以將空氣通過樣本的流量限制到可測量的程度。孔口尺寸取決於材料的孔隙率。弗雷澤透氣率也稱為弗雷澤孔隙率， 其採用具有校準過的孔口的Sierman W. Frazier Co.雙壓力計測量，單位為ft7ft2/min。靜水壓頭是在靜傑負載下片材抵抗液傑水滲入的度量。將7英寸X7英寸 (17. 78cmX 17. 78cm)的樣品安裝在 SDL 18 Shirley 靜水壓頭測試器(SDL18 Shirley Hydrostatic Head Tester)上(由 Shirley Developments Limited, Stockport, England 製造)。對樣品102. 6cm2剖面的一側以60+/-3cm/min的速率泵水，直到樣品的三個區域被水滲入。靜水壓力的測量以英寸記錄，並轉化成國際標準單位，以釐米水柱給出。測試一般符合ASTM D 583(1976年11月公布撤回)。
權利要求
1.包含複合織物的衣服，所述複合織物包括多孔排流層和閃紡聚烯烴叢絲薄膜-原纖片的纖維阻流層，其中所述纖維阻流層面向所述衣服的內部。
2.權利要求1的衣服，其中所述排流層選自非織造織物、織造織物、針織織物、三維篩網、以及它們的組合。
3.權利要求2的衣服，其中所述非織造織物為紡粘非織造材料。
4.權利要求1的衣服，其中所述排流層包含聚合物纖維，所述聚合物選自聚烯烴、聚酯、聚醯胺、以及它們的組合。
5.權利要求1的衣服，其中所述排流層為非吸收性的。
6.權利要求1的衣服，其中所述排流層為吸收性的。
7.權利要求1的衣服，其中所述排流層是織構化的、縐紋的、壓花的或壓延的以促進流體在整個所述排流層的平面通過。
8.權利要求1的衣服，其中所述排流層是用含氟化合物處理過的。
9.權利要求1的衣服，其中所述聚烯烴是聚乙烯。
10.權利要求1的衣服，其中所述阻流層是織構化的、縐紋的、壓花的或壓延的。
11.權利要求1的衣服，其中所述阻流層是用含氟化合物處理過的。
12.權利要求1的衣服，其中所述排流層通過粘合劑結合、熱結合、超聲波結合、溶劑結合或它們的任何組合的方式結合到所述纖維阻流層。
13.權利要求1的衣服，其中所述複合織物為壓延的。
14.權利要求1的衣服，其中所述排流層的平均流孔徑大於所述纖維阻流層的平均流孔徑。
15.權利要求1的衣服，所述衣服還包括外織物層和/或內織物層，所述外織物層鄰近所述排流層設置，與所述阻流層相對，所述內織物層鄰近所述阻流層設置，與所述排流層相對。
16.權利要求15的衣服，其中所述外織物層和內織物層為非織造織物。
17.權利要求15的衣服，其中所述外織物層和內織物層包含聚合物纖維，所述聚合物選自棉、聚醯胺、聚酯、聚丙烯酸類、聚烯烴、以及它們的組合。
18.權利要求15的衣服，其中所述外織物層和內織物層通過粘合劑結合、熱結合、超聲波結合、溶劑結合或它們的任何組合的方式結合到所述複合織物。
19.權利要求15的衣服，其中任何層是用含氟化合物處理過的。
20.包含複合織物的衣服，所述複合織物包括紡粘非織造材料的多孔排流層和閃紡聚烯烴叢絲薄膜-原纖片的纖維阻流層，其中所述纖維阻流層面向所述衣服的內部。
21.權利要求20的衣服，所述衣服還包括外織物層和/或內織物層，所述外織物層鄰近所述排流層設置，與所述阻流層相對，所述內織物層鄰近所述阻流層設置，與所述排流層相對。
全文摘要
本發明涉及包含複合織物的衣服，所述複合織物包括多孔排流層和閃紡聚烯烴叢絲薄膜-原纖片的纖維阻流層，其中所述纖維阻流層面向所述衣服的內部。
文檔編號D01F6/04GK102427937SQ201080020948
公開日2012年4月25日 申請日期2010年5月11日 優先權日2009年5月13日
發明者R·A·梅林 申請人:納幕爾杜邦公司