專利名稱：功能性紡織結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔性紡織結(jié)構(gòu)，適用于圍繞3維物品的固定，具有例如導(dǎo)電、導(dǎo)光和提供或者影響電磁場(chǎng)的能力。
背景技術(shù)：
已經(jīng)披露了用于某些醫(yī)療和生理監(jiān)測(cè)應(yīng)用的不同類型的柔性和彈性紡織結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)щ娀蛘哂绊戨姶艌?chǎng)。例如授予Vikram Sharma的PCT出版物WO2003/087451A2(“sharma”)披露了一種管狀針織織物系統(tǒng)，包括針織在一起的電絕緣紗線，伸展紗線和“功能”紗線以形成一種管狀針織織物。在Sharma中，該功能紗線是導(dǎo)電的，具有0.01ohm/meter-5000ohm/meter的電阻。該“功能”紗線以連續(xù)螺旋形式嵌入到該管狀針織物中，所述連續(xù)螺旋延伸由該管狀針織物形成的袖子的長(zhǎng)度。身體部分例如四肢部分被一部分管狀織物圍繞以便測(cè)量生理信息。另外，被Sharma披露的這些管狀針織物適合于用在窄彈性帶結(jié)構(gòu)中，在該結(jié)構(gòu)中功能紗線用作電信號(hào)的平行導(dǎo)體。Sharma’s的窄彈性帶結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是該功能紗線或者線必須與所有其他器件一起同時(shí)針織到該結(jié)構(gòu)中。
除了導(dǎo)電元件以外，已經(jīng)披露了用于光導(dǎo)的光纖以便結(jié)合到服裝中。例如，Sundaresan Jayaraman等人的US專利號(hào)6315009(轉(zhuǎn)讓給Georgia Tech Research Corp)(“jayaraman”)披露了全成形的連續(xù)制造服裝，包括該基礎(chǔ)織物的舒適器件和傳感器件。根據(jù)Jayaraman，該傳感器件可以是導(dǎo)電器件或者穿透?jìng)鞲衅骷＠缭摯┩競(jìng)鞲衅骷梢允枪鈱W(xué)導(dǎo)體例如塑料光纖。該Jayaraman構(gòu)造的缺點(diǎn)在于，需要同時(shí)將該彈性紗線和功能器件例如塑料光纖直接織造到該管狀織物或者服裝中。
上面的參考文件通過(guò)使用織造或者針織類型的織物結(jié)構(gòu)結(jié)合了功能器件，例如電導(dǎo)體。這樣的功能器件具有與傳統(tǒng)紡織品不好兼容性。此外，這樣的功能器件一般導(dǎo)致了在傳統(tǒng)織物成形工藝中一種的困難(例如織造，針織，無(wú)縫針織)。例如，線，小纜線和塑料光纖通常很差地與通常的紡織纖維匹配，因?yàn)樗鼈兊囊姿樾浴椥阅?shù)，延伸性和抗拉強(qiáng)度。特別地，這樣的缺點(diǎn)在期望該結(jié)構(gòu)或者服裝的彈性恢復(fù)和柔性時(shí)以及期望能洗服裝時(shí)是很顯著的。因此，需要能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或者多個(gè)缺點(diǎn)的柔性和彈性紡織結(jié)構(gòu)。
該技術(shù)繼續(xù)尋求具有能夠?qū)щ姟?dǎo)光或者影響電磁場(chǎng)以用在某些醫(yī)療和/或者生理監(jiān)測(cè)應(yīng)用以及工業(yè)和互聯(lián)應(yīng)用中的元件的結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)不具有至少一個(gè)上述的缺點(diǎn)。提供對(duì)將功能元件結(jié)合到柔性紡織結(jié)構(gòu)中無(wú)需針織或者織造這樣的元件的服裝的可洗能力是非常希望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種具有大致扁平外觀的功能性層壓件。該功能性層壓件包括織物、紙或者薄膜的第一和第二外層；至少一個(gè)與該織物或者薄膜的第一和第二外層共同延伸的功能性元件；和用于在該外層之間結(jié)合該功能性元件的粘合成分。本發(fā)明的該功能性層壓件可以是傳導(dǎo)性的并且例如能夠?qū)щ?，?dǎo)光或者提供電磁場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)功能性元件可以通過(guò)設(shè)置在該層壓件中的一個(gè)孔或者通路被暴露。
本發(fā)明還涉及一種用于制備具有大致扁平外觀的功能性層壓件的方法。該方法包括提供一段具有第一表面和第二表面的不可伸展的材料的第一件；將與所述不可伸展的材料一起延伸的至少一段功能性元件延伸和固定，并且還將該功能元件的伸展長(zhǎng)度固定到所述不可伸展的材料的第一件的大致一部分固定長(zhǎng)度上；提供具有第一表面和第二表面的不可伸展的材料的第二件，將所述不可伸展的材料的第二件固定到所述功能性元件上或者固定到與所述功能元件共同延伸的所述不可伸展的材料的第一件的第一表面的大致一部分長(zhǎng)度上，以便形成該功能性層壓件。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括在該功能性元件中形成通路使得該功能性元件的一部分可以通過(guò)該通路被暴露。


本發(fā)明將參照附圖詳細(xì)描述圖1是適于制作本發(fā)明的功能性層壓件的設(shè)備的側(cè)視圖；圖2是用于制作本發(fā)明的功能性層壓件的設(shè)備的一部分的俯視圖；圖3A和3B是本發(fā)明的功能性層壓件剖視圖，示出了在兩個(gè)織物或者其他不可伸展的材料的片材之間的功能性元件的夾層結(jié)構(gòu)；圖4本發(fā)明的功能性層壓件的邊緣截面圖；圖5A-5D是可以用于形成在該復(fù)合層壓件的外部薄片中的穿孔以暴露功能性元件的穿孔圖案的俯視圖；圖5E和5F是功能性層壓件的透視圖，其中該功能性元件的一些部分從該層壓件中的通路或者孔暴露；在圖5E中功能元件穿過(guò)細(xì)長(zhǎng)的狹縫形穿孔暴露，在圖5F中4個(gè)功能性元件穿過(guò)單個(gè)穿孔暴露；圖6A是本發(fā)明的功能性層壓件的透視圖，其中在每個(gè)端部形成z折疊以便將該功能性元件穩(wěn)定在該層壓件中；和圖6B是一種夾持結(jié)合的側(cè)視圖的截面，提供了一種在z折疊處的可能的電連接裝置，該z折疊形成在圖6A的功能性層壓件的一個(gè)端部處。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括可以是具有大致扁平表面外觀的復(fù)合織物的功能性層壓件。該層壓件可以是傳導(dǎo)性的、結(jié)實(shí)的、耐洗的并且適于圍繞3維主體固定。
本發(fā)明的該功能性層壓件一般包括(a)非織造、針織或者織造織物，紙或者薄膜的第一和第二外層，其中每個(gè)層具有相對(duì)該復(fù)合織物的內(nèi)表面(或第一表面)和外表面(或第二表面)；(b)夾在該外層之間的至少一個(gè)功能性元件；(c)用于將該第一和第二外層結(jié)合或者用于將該第一和第二外層結(jié)合到該功能性元件的粘合成分。
該非織造、針織或者織造織物，紙或者薄膜的兩個(gè)外層在一個(gè)實(shí)施例中可以具有大致相同的寬度。
另外，該粘合成分在一個(gè)實(shí)施例中可以包括大約8-70％重量的層壓件，盡管實(shí)施成僅僅部分覆蓋至少一個(gè)外層的內(nèi)表面，但是這樣的粘合劑可以滲入到每個(gè)外層的外面大約小于10％，這取決于每個(gè)外層的表面面積。
此外，該功能性元件可以大致平行于或者與該伸展和恢復(fù)元件一起延伸。
此外該功能性層壓件可以設(shè)有至少一個(gè)允許暴露至少一個(gè)功能性元件的孔或者通路。
本發(fā)明還提供了一種制作帶有扁平外觀的功能性層壓件的方法，該方法包括提供一段具有第一表面和第二表面的不可伸展的材料的第一件；將與該不可伸展的材料一起延伸的功能性元件的至少一段伸展和固定，和將該功能性元件的所伸展的段固定到所述不可伸展的材料的第一件的第一表面的大致固定長(zhǎng)度的一部分上；提供具有第一表面和第二表面的不可伸展的材料的第二件，和將所述不可伸展的材料的第二件固定到該功能性元件上，或者固定到與所述功能性元件一起伸展的不可伸展的材料的第一件的第一表面的一部分長(zhǎng)度上，從而形成了該功能性層壓件。優(yōu)選地，在功能性層壓件中設(shè)置用作一個(gè)或者多個(gè)暴露所述功能性元件的通路的穿孔或者孔。這個(gè)方法還可以包括將至少一個(gè)連接器連接到該功能性層壓件上的步驟，其中，所述連接器適于將在該層壓件中的所述至少一個(gè)功能性元件連接到選自電源和輻射源的源上。輻射可以是光輻射，選自用在數(shù)據(jù)通信的光纖中的光波。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例中，該外層大致被平面化并且在所述至少一個(gè)功能元件緊固到這個(gè)層上時(shí)固定到位。正如在本文中所使用的那樣，術(shù)語(yǔ)“平面化”是指將一部分織物、網(wǎng)狀物、或者薄膜變?yōu)榇笾缕矫娴牟⑶覜](méi)有皺褶的弄平的結(jié)構(gòu)。
正如在本文中所使用的，合適的“大致未伸展的材料”包括非織造織物、織造織物，針織織物，紙，取向或者不取向的薄膜，包括具有金屬涂層的上述的材料的變形。這些織造、非織造和針織織物可以包括短纖維或者連續(xù)纖維，包括選自聚烯烴、聚酯、聚酰胺和碳氟樹脂(polyperfluorinated olefins)的纖維。合適的薄膜可以包括聚合物，包括聚酯、聚烯烴，碳氟樹脂(polyperfluorinated olefins)，和聚酰胺。該功能性層壓件的外層的織物或者薄膜可以包括上述的大致不伸展的材料中的任何一種。
正如在本文中使用的，該術(shù)語(yǔ)“功能性”是指具有電的、光學(xué)的、磁的、化學(xué)的和/或者熱能性能的材料。
功能性材料的例子包括但不局限于具有電功能(例如導(dǎo)電性、加熱、壓電的、電致伸縮、電動(dòng)精密計(jì)時(shí)功能)的材料；具有光學(xué)功能(例如光子晶體纖維、光致發(fā)光、光傳輸、反射)的材料；磁功能(例如磁致伸縮功能)的材料；熱響應(yīng)功能(例如形狀記憶聚合物或者合金)的材料；和感覺(jué)功能(例如化學(xué)、生物、電容)的材料。這種功能性材料可以被包括在用于在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的功能性元件中。
正如在本文中使用的，合適的“功能性元件”包括絕緣的或者非絕緣種類的金屬線，其具有一個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)體，例如絞合線，軟線或者用于高頻應(yīng)用的成股的導(dǎo)體；具有圓形或者非圓形截面的單股金屬線，例如帶形線；金屬涂層聚合線和薄膜，例如Xstatic紗線和金屬化MYLAR(來(lái)自DuPOnt-Teijin Films，Hopewell，Virginia，USA)；固有傳導(dǎo)聚合物纖維例如選自聚吡咯；選自諸如CROFON的聚甲基丙烯酸甲酯的塑料光纖；和適合于以以太網(wǎng)、Fiber Channel、FDDI、ATM和Token Ring協(xié)議為基礎(chǔ)的光纖網(wǎng)絡(luò)的多模式或者單模式類型的石英玻璃光纖。合適的功能性元件還包括在PCT公開WO2004/097089A1中披露的傳導(dǎo)可伸展的復(fù)合紗線(該文件的全部?jī)?nèi)容引用在這里作為參考，后面稱為“包括被至少一個(gè)傳導(dǎo)覆蓋長(zhǎng)絲圍繞的彈性元件的導(dǎo)電復(fù)合紗線)以及在2004年4月15日申請(qǐng)的臨時(shí)申請(qǐng)US60562622中披露的彈性體組分，所述公開內(nèi)容引用在這里作為參考(下面稱為“具有可變電阻的導(dǎo)電彈性體組分”)。
正如在本文中使用的那樣，術(shù)語(yǔ)“適合于圍繞任何3維主體固定”是指該功能性層壓件是柔性，允許符合任何形狀。特別地，在該功能性層壓件是服裝或者服裝組件或者其他設(shè)置在身體的至少一部分上的可穿著物，該層壓件至少同符合身體的三維形狀的服裝或者可穿著物具有一樣的適應(yīng)性。在層壓件可適應(yīng)的符合任何三維主體方面該層壓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是固有的，以便在出現(xiàn)該層壓件復(fù)合三維形狀的任何運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該層壓件的功能性元件的性能。
正如在本文中使用的那樣，該術(shù)語(yǔ)“耐洗的”是指該功能性層壓件至少是可水洗的。特別是，在該功能性層壓件是一種可水洗的服裝或者其他設(shè)置在身體上的可水洗的的可穿著物的組件時(shí)，該層壓件結(jié)構(gòu)在多次水洗或者清洗循環(huán)后保持了該層壓件的功能性元件的性能。例如，在至少一個(gè)洗滌循環(huán)之后保持功能性元件的性能就是耐洗的。
正如在本文中使用的那樣，術(shù)語(yǔ)“傳導(dǎo)”是指至少一部分該層壓件導(dǎo)電，導(dǎo)光，或者能夠提供電磁場(chǎng)或者能夠提供對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽。
正如在本文中使用的那樣，術(shù)語(yǔ)“大致平行或者共同伸展”是指該功能性元件沿該功能性層壓件的相同方向(稱為“機(jī)器方向”)縱向伸展，而不接觸相鄰的功能性元件。這樣的大致平行或者共同延伸的元件在至少一個(gè)實(shí)施例中可以沿垂直于它們延伸的方向的方向在它們的長(zhǎng)度上大致與其他功能性元件等距。例如，當(dāng)功能性元件沿該功能性層壓件的機(jī)器方向延伸時(shí)，然后大致平行的或者共同延伸的功能性元件也在該機(jī)器方向上延伸，所述兩個(gè)元件彼此在垂直于該機(jī)器方向的方向上在其長(zhǎng)度上的一些點(diǎn)處等距。適于制作本發(fā)明的功能性層壓件的非織造織物可以具有大約10-大約100克/平方米的基重，例如約10-30克/平方米。許多類型的非織造織物適于應(yīng)用在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中。代表性的實(shí)施例包括由熱粘、紡粘和水力纏結(jié)的纖維構(gòu)成的非織造物。例如它們可以包括合成聚合纖維，例如聚烯烴，聚酯和聚酰胺纖維。
本發(fā)明的功能性層壓件包括夾在該不可伸展的材料如非織造物或者薄膜的外層之間的至少一個(gè)功能性元件的中間層。
在這個(gè)中間層中的該功能性元件在一個(gè)實(shí)施例中可以是絕緣或者不絕緣類型的金屬絲。例如可以使用單個(gè)導(dǎo)線。使用每根線多個(gè)導(dǎo)體，例如litz線或者絞合線，適于高頻電應(yīng)用。具有圓形或者非圓形截面的單股金屬線，例如帶狀線適于高電流或者其中優(yōu)選更加剛性的層壓件。另外，扁平金屬絲可以被使用，例如來(lái)自REA Magnet Wire公司，F(xiàn)ort Wayne，Indiana的扁平銅線(絕緣的或者非絕緣的)。某些金屬涂敷的聚合纖維的也可以被使用，例如，Xstatic紗線，其是從LairdSauquoit Technologies公司(300PalmStreet，Scaranton，Pennsylvania，18505)獲得的商標(biāo)為Xstatic的鍍銀紡織尼龍長(zhǎng)絲。Xstatic紗線的一個(gè)合適的類型建立在70旦尼爾(77分特)的基礎(chǔ)上，可以從INVISTAS.à.r.l Wilmington，Delaware獲得的作為產(chǎn)品ID70-XS-34X2TEX 5Z的用導(dǎo)電銀電鍍的產(chǎn)品的34個(gè)長(zhǎng)絲結(jié)構(gòu)的尼龍。另一種合適的導(dǎo)體紗線是以來(lái)自E.I.DuPont de Nemours公司，Wilmington，Delaware的ARACON知名的涂敷金屬的KEVLAR。在本發(fā)明的實(shí)施例中固有傳導(dǎo)聚合纖維族中的一些成員也是有用的，例如由聚吡咯構(gòu)成。另外，可以使用由聚甲基丙烯酸甲酯丙烯酸脂聚合物構(gòu)成的塑料光學(xué)纖維(POF)。在需要用于引導(dǎo)光的功能性元件時(shí)，可以使用POF例如CROFON。有用的POF例如可以是步長(zhǎng)指數(shù)類型(SI-POF)或者階梯指數(shù)類型(GRIN-POF)的，用于高速光通信。所述等級(jí)的多模式或者單模式類型的石英玻璃光學(xué)纖維還包括有用等級(jí)的適于建立在以太網(wǎng)、Fiber Channel、FDDI、ATM、和Token Ring協(xié)議上的光纖網(wǎng)絡(luò)的功能性元件。
另外，該功能性元件可以包括傳導(dǎo)紗線，例如Xstatic紗線或者與金屬線例如銅線扭結(jié)在一起的纖維。該功能性元件還可以包括導(dǎo)電或光學(xué)功能性復(fù)合紗線，其包括被至少一個(gè)功能性覆蓋長(zhǎng)絲或者導(dǎo)電彈性體復(fù)合物圍繞的彈性元件，所述復(fù)合物具有可變電阻，該可變電阻扭結(jié)有斯潘德克斯和/或者Xstatic紗線。
該功能性層壓件的層被粘合成分粘結(jié)在一起。在該復(fù)合件中的每一個(gè)元件應(yīng)該粘合到該復(fù)合件的至少一個(gè)另外的元件上。例如，可以將粘合劑施加到該功能元件上，而該功能性元件粘合到該外層的內(nèi)表面上。作為另一個(gè)實(shí)施例，可以將粘合劑施加到該外層中的一個(gè)的內(nèi)表面上。該粘合成分例如可以由大約8％-70％重量的復(fù)合織物構(gòu)成。在該水平之上的該功能性層壓件中的粘合劑含量在某些情況下可能是有缺點(diǎn)的，因?yàn)樵摽椢锟梢哉澈系阶陨砩稀：线m的粘合成分例如可以是熱熔粘合劑，例如苯乙烯基的嵌段共聚物，包括苯乙烯/異戊二烯和苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物?？梢酝ㄟ^(guò)其他方法進(jìn)行粘合，例如火焰層壓和激光或者超聲波焊接，如果這樣的技術(shù)可以不損害該功能性元件地實(shí)施的話。
該層壓材料每英寸寬度的功能元件的數(shù)量并不受限制并且例如能夠?yàn)?-20，例如5-10。
在圖1的側(cè)視圖中示出的設(shè)備可以用在落入本發(fā)明的范圍中的制作功能性層壓件的工藝中。圖1示出了該功能性元件5和10(銅絲)的供應(yīng)輥2和4。但是，可以想到多個(gè)供應(yīng)輥和功能性元件(例如見(jiàn)圖2，示出了功能性元件5和5’，10，10’，10”的供應(yīng)輥2，2’，4，4’，4”)。功能性元件可以在輥15和夾持輥50(或輥15’和夾持輥)之間均勻張緊從而提供穩(wěn)定性但是整體上這樣的功能性元件5基本上不伸長(zhǎng)。在圖1中，該功能性元件5和10以側(cè)面靠側(cè)面示出的并且可以在該引導(dǎo)盤25的輥表面上的任何節(jié)距上分隔。在多個(gè)功能性元件供應(yīng)到該工藝中(見(jiàn)圖2，其中示出了該工藝的機(jī)器方向M)時(shí)，可以理解到該引導(dǎo)盤25(在圖1和2)或者等效的間隔裝置可以提供每個(gè)功能性元件的定位和節(jié)距。在圖1中，大致平行的功能性元件5和10這樣示出在從輥33供應(yīng)的非織造織物35的層之一的頂部上設(shè)置。粘合劑30例如熱熔粘合劑經(jīng)由導(dǎo)管20施加到該功能性元件以及底部非織造層上。從輥33’供應(yīng)的非織造的其他層35’然后設(shè)置在輥40處的粘合處理組合的頂部上并且該組合結(jié)構(gòu)在夾持輥50處被熱壓。另外，該粘合劑30可以施加到該功能性元件上，之后將它們?cè)O(shè)置在非織造織物的層之間。當(dāng)該粘合完成時(shí)，該均勻張力大致完全被釋放并且該復(fù)合織物放松以形成所期望的結(jié)構(gòu)55。箭頭D示出了所生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)55遠(yuǎn)離該夾持輥50的行進(jìn)方向。
該熱熔粘合劑30(例如見(jiàn)圖2)可以以多種不同的方法實(shí)施。在一個(gè)方法中，該熔合的粘合劑可以作為來(lái)自噴嘴的不連續(xù)網(wǎng)通過(guò)以熔吹知名的工藝沉積(一個(gè)這樣的噴嘴22在圖2中的粘合劑導(dǎo)管20的端部示出)。在另一個(gè)方法中，該熔合的粘合劑可以以稱為螺旋噴的工藝作為來(lái)自這樣的噴嘴的固體流沉積該噴嘴沿所述網(wǎng)通過(guò)的螺旋圖案移動(dòng)。其中該粘合劑僅僅部分覆蓋該非織造層的圖案例如由熔吹或者螺旋噴生產(chǎn)的圖案可以導(dǎo)致該復(fù)合織物的均勻扁平表面外觀。“僅僅部分覆蓋”是指該粘合劑在該非織造物的一部分處存在而在相鄰部分處沒(méi)有。這也可以通過(guò)施加“點(diǎn)陣”圖案來(lái)完成。
圖3A和3B示出了具有不同的功能性元件5和5b的功能性層壓結(jié)構(gòu)。在圖3A中功能性元件5是銅線。在圖3B中，功能性元件5b是帶狀金屬絲。在圖3A和3B中，非織造織物35和35’如圖1和2所述。
該功能性層壓件可以是“耐洗的”，即其可以經(jīng)受至少一個(gè)洗循環(huán)而不會(huì)顯示出該外層(不管是聚丙烯或者聚酯纖維基的非織造物)分層，所述分層表明在該外層之間粘合的喪失。該功能性層壓件還可以是一次性的，例如當(dāng)至少一個(gè)外層包括紙時(shí)。
該功能性層壓織物在某些實(shí)施例中可以進(jìn)一步特征為耐洗性，使得其可以經(jīng)受至少大約28次洗循環(huán)而不顯示該外層分層。為了證明這樣的耐用性，下述的洗循環(huán)被使用用38-41攝氏度的水和50克“Tide”洗滌劑在Sears Kenmore系列80洗衣機(jī)中進(jìn)行30分鐘熱洗/熱漂洗，然后在Sears Kenmore系列80干燥機(jī)中在“普通/恒壓/中等”設(shè)置(達(dá)到96攝氏度(205))上進(jìn)行干燥。
該功能性層壓織物的耐洗性可以被這樣提供使用在120攝氏度下具有復(fù)合粘度的下述選擇的粘合劑(i)在該外層包括含有聚丙烯纖維的非織造織物時(shí)大約25帕斯卡秒(250泊)；和(ii)當(dāng)該外層包括含有聚酯纖維的非織造織物時(shí)大約200帕斯卡秒(2000泊)。
該復(fù)合粘度的絕對(duì)值按照下述限定在給定頻率ω和剪切應(yīng)力σ下，該復(fù)合粘度的絕對(duì)值|η*|是該彈性(G’)和粘度(G”)的平方之和的平方根被該頻率除|η*|＝√G’2+G”2/ω有用的粘合劑的軟化點(diǎn)一般期望超過(guò)90攝氏度(194)并且一般期望超過(guò)110攝氏度(230)。
在制作耐洗功能性伸展層壓織物中有用的粘合劑的實(shí)例包括含有苯乙烯基的嵌段共聚物的粘合劑，該共聚物還可以包含添加劑，例如粘結(jié)劑和操作油。在該非織造織物包括聚丙烯纖維時(shí)，該粘合劑可以包括HL-1486和HL-1470(H.B.Fuller公司)和H-2104和H2494，H-2385(Bostick公司，Milwaukee Wisconsin)。在該非織造織物包括聚酯和/或者聚丙烯纖維時(shí)，該粘合劑可以包括H2385(Bostick公司，Milwaukee Wisconsin)和NS-34-3260，NS-34-3322，NS-34-5640(National Starch公司)。所有的上述粘合劑含有苯乙烯基的嵌段共聚物。用在制作本發(fā)明的耐洗功能性層壓織物的選擇的粘合劑的復(fù)合粘度在EP1128952B1中披露(授權(quán)20031126和轉(zhuǎn)讓給E.I.Dupont deNemours和Co)，其整個(gè)內(nèi)容引入在這里作為參考。
圖5A-5D是可以結(jié)合本發(fā)明使用的穿孔圖案的俯視圖。在圖5A中，一系列的11個(gè)圓孔70a形成在標(biāo)準(zhǔn)的柵格圖案中。在圖5B中，一系列的14個(gè)圓孔70b形成在可替換的標(biāo)準(zhǔn)柵格圖案中。在圖5C中，示出了矩形狹縫穿孔72，其以其整體上垂直于保持該圖案的薄片的縱向伸展因此總體上垂直于該功能性元件的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的最長(zhǎng)側(cè)面取向。在圖5D中，示出了梯形狹縫穿孔74，其相對(duì)于保持該圖案的薄片的縱向延伸傾斜取向。該圖案的薄片在圖5A-5D中代表了可以被使用的圖案類型。其他有利的圖案可以設(shè)計(jì)用來(lái)滿足特別的要求。最好，該圖案穿過(guò)該功能性層壓件之一的外層切割，同時(shí)該層被保持在扁平和固定位置中或者之后將這樣的層組裝在該功能性層壓件中。優(yōu)選地，這樣的圖案可以穿過(guò)該功能性層壓件的兩個(gè)外層切割。
圖5E和5F是該功能性層壓件的透視圖，其中該功能性元件的一些部分從該層壓件的一個(gè)外層中的孔或者通路暴露。在圖5E中，示出兩個(gè)功能性元件76a和76b，其穿過(guò)細(xì)長(zhǎng)狹縫形穿孔74。在圖5F中示出4個(gè)功能性元件78a，78b，78c和78d，每個(gè)功能性元件穿過(guò)單個(gè)穿孔暴露。
圖6A是本發(fā)明的功能性層壓件55的透視圖，其含有兩個(gè)非織造織物35和35’，并且具有兩個(gè)功能性元件5和5’，并且包括在每個(gè)端部處的折疊部分100或者z折疊。該折疊部分100用作應(yīng)變消除以便幫助保持該功能性元件在該層壓結(jié)構(gòu)中。
該折疊部分100還允許連接裝置圍繞該折疊部分夾持。在圖6B中，層壓件的端部以截面表示，包括夾持裝置，該夾持裝置包括第一部分110和第二部分120。該夾持裝置的第一部分110設(shè)有至少一對(duì)螺紋孔，分別容納螺栓130的螺紋，從而穿過(guò)該夾持裝置120的第二部分并且與部分110的螺紋嚙合。在圖6B中，在截面圖中示出的該夾持裝置120和110的兩個(gè)部分通過(guò)該螺紋螺栓嚙合并且提供了該層壓件55的折疊部分的緊夾持。
本發(fā)明參照實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例在這些實(shí)施例中的樣品是使用表格1的非織造織物和表格2的功能性或傳導(dǎo)元件制作的。
表1

表2

每個(gè)檢測(cè)樣品如下所述被洗滌，以電測(cè)量領(lǐng)域技術(shù)人員已知方式測(cè)量電阻或者導(dǎo)電性。該耐洗檢測(cè)方法包括使用熱水(40℃)和冷水(室溫)，使用美國(guó)紡織化學(xué)和染色協(xié)會(huì)(AATCC)WOB標(biāo)準(zhǔn)粉末洗滌劑的機(jī)洗循環(huán)，在室溫下懸掛至干燥。
實(shí)施例1在如表格3的實(shí)施例1中，2-5英寸(5.1-12.7cm)寬的功能性層壓件使用圖1中簡(jiǎn)示的設(shè)備制備。該層壓件具有如表格3中示出的和表格2所描述的功能性元件。該功能性元件在張力下從輥供應(yīng)到圖1所示的設(shè)備中。0.1-0.2英寸的節(jié)距(2.5-5.8mm)如表格3所示被用于不同的實(shí)施例。該兩層非織造織物在足夠有效使所述兩個(gè)非織造織物扁平化的的張力下由輥供應(yīng)到圖1所示的設(shè)備上(例如參見(jiàn)輥33和33’)。一般地，在該粘合劑被引入之前，該傳導(dǎo)元件被引入到該結(jié)構(gòu)中。但是如表格3所示，該粘合劑在一些樣品中也在該傳導(dǎo)元件之前被引入。
對(duì)于所有的樣品，該粘合劑在接觸非織造織物的底層之前被熔噴。對(duì)于所有樣品，苯乙烯/異戊二烯嵌段共聚物基粘合劑被使用(Bostik Findley Inc.，Wawatosa，Wisconsin，USA)。該粘合劑在149攝氏度下被施加。如表格3所示使用足夠的夾持輥壓力，進(jìn)入到一對(duì)夾持輥(大致與圖1中的夾持輥50所示相同)的樣品的速度為50-200ft/min(15.2-61.0m/min)。該上和下層非織造織物和傳導(dǎo)長(zhǎng)絲被這個(gè)工藝粘合地粘結(jié)。
表格3示出了用于在經(jīng)受指定的洗滌循環(huán)次數(shù)之后50厘米長(zhǎng)度樣品的電阻數(shù)據(jù)。正如表格所示，洗滌檢測(cè)該樣品表明對(duì)于每個(gè)單個(gè)傳導(dǎo)元件來(lái)說(shuō)在直流電阻中沒(méi)有任何大的改變，除了稍微增加到小于兩倍的該洗滌前的電阻。
表3



實(shí)施例2這個(gè)實(shí)施例提供了具有至少一個(gè)改進(jìn)的外層的層壓件。正如在前面的實(shí)施例中那樣，銅基傳導(dǎo)元件，金屬線，帶和/或者鍍金屬紗線可以被插入到兩個(gè)非織造層之間。該傳導(dǎo)元件用熱熔粘合劑粘結(jié)到兩層非織造織物之間。該兩層非織造物如實(shí)施例那樣在足夠張力下在輥上供應(yīng)(例如圖1的輥33和33’)，從而有效地使所述兩個(gè)非織造織物扁平化。該傳導(dǎo)元件(銅帶)在沒(méi)有張力時(shí)處于放松狀態(tài)。該粘合劑被熔吹到該該非織造織物的底層器上。
在這個(gè)實(shí)施例中，在該外層之一中沿大致與該傳導(dǎo)元件之一共線的，例如與該兩個(gè)銅帶中的至少一個(gè)共線的路徑間隔設(shè)置穿孔。這些在該外層(非織造物)中的穿孔沿該非織造材料的長(zhǎng)度點(diǎn)狀分布。這樣的穿孔還在電學(xué)和電子學(xué)被稱為“通道”(這里該通道被構(gòu)造為一種從一個(gè)表面到另一個(gè)連通的通路并且通過(guò)該通道穿過(guò)金屬絲或者功能性元件，使得該金屬絲在這樣的通道下面)。
如圖5所示，該穿孔例如可以是矩形或者圓形截面形孔的幾何形狀，其通過(guò)“穿孔”裝置獲得。任何截面形總的來(lái)說(shuō)是適合的并且通過(guò)具有期望形狀的孔沖模容易設(shè)置。穿孔裝置可以例如包括手持裝置，其生產(chǎn)單個(gè)孔，和3孔沖紙裝置，其用于在紙中制作3-環(huán)裝訂孔?？傮w上，這樣的穿孔裝置以分步和重復(fù)方式使用以便制作一系列在該非織造物中固定間隔的孔。
另外，該非織造薄片可以通過(guò)專門的穿孔設(shè)備提供，該設(shè)備能夠在固定間隔上穿孔或者在由操作者選擇的隨機(jī)間隔上穿孔。另外，該非織造薄片可以被劃痕。這樣被穿孔或者劃痕的該非織造薄片可以以常規(guī)方式被卷繞，以便然后安裝在設(shè)備中(例如圖1所示在位置33或者33’中)。在另一個(gè)實(shí)施例中，通道可以以任何形狀直接切割未卷繞的輥的多層深度。該穿孔非織造物然后可以用于形成功能性層壓件。
該說(shuō)明書中的內(nèi)容不能被認(rèn)為限定本發(fā)明的范圍。所有的實(shí)施例僅僅是示范性的而不是限定性的。按照本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)所述教導(dǎo)的理解，上述的實(shí)施例可以被改進(jìn)?？梢约尤朐蛘呤∪ピ槐畴x本發(fā)明。因此應(yīng)該理解的是本發(fā)明需要用權(quán)利要求書的范圍衡量，可以以已經(jīng)在說(shuō)明書中描述的方式的替換方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種具有大致扁平外觀的功能性層壓件，包括(a)織物或者薄膜的第一和第二外層；(b)至少一個(gè)與該織物或者薄膜的第一和第二外層共同延伸的至少一個(gè)功能性元件；和(c)用于在兩個(gè)外層之間粘結(jié)該功能性元件的粘合成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，織物或者薄膜的外層具有大致相同的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，織物或者薄膜的每個(gè)外層具有與該功能性元件接觸的內(nèi)表面和外表面，并且該粘合劑僅僅部分覆蓋至少一個(gè)外層的內(nèi)表面并且伸入到每個(gè)層的外表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，該功能性層壓件包括至少兩個(gè)大致平行或者一起延伸的功能性元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，至少一個(gè)功能性元件的一部分通過(guò)設(shè)置在該功能性層壓件中的至少一個(gè)通路被暴露。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，該功能性元件選自絕緣的單股或者多股金屬線，非絕緣的單股或者多股金屬線，涂敷金屬的聚合纖維，固有傳導(dǎo)的聚合纖維，塑料光纖，石英玻璃光纖，和涂敷金屬的薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，該功能性元件包括至少一種具有功能性性能的材料，該至少一種材料被攙雜，扭結(jié)，芯紡或者覆蓋有至少一種具有功能性性能的其他材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功能性層壓件，其中，該具有功能性性能的材料選自金屬線，電學(xué)或者光學(xué)的功能復(fù)合紗線，其包括被至少一個(gè)功能性覆蓋長(zhǎng)絲圍繞的彈性元件，導(dǎo)電彈性體復(fù)合物，其具有可變電阻，和鍍銀的紡織尼龍長(zhǎng)絲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，該織物或者薄膜外層選自非織造織物，織造織物，針織織物，紙和聚合薄膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功能性層壓件，其中，該織物或者薄膜的外層選自非織造織物，織造織物，針織織物，紙和聚合薄膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，每個(gè)外層具有外表面，該功能性層壓件的遠(yuǎn)端被折疊回到其自身上至少一次，這樣折疊的端部被緊固到一個(gè)外層的該外表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功能性層壓件，其中，該折疊的端部被機(jī)械緊固機(jī)構(gòu)緊固，所述機(jī)械緊固機(jī)構(gòu)選自粘結(jié)，鉚接，快連接，縫合，訂書釘連接，焊接和封裝。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，該層壓件適于連接到至少一個(gè)連接器上，所述連接器能夠用于將在該層壓件中的功能性元件連接到選自電和輻射的源上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件，其中，該層壓件的至少一部分是可傳導(dǎo)的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的功能性層壓件，其中該層壓件的至少一部分是導(dǎo)電的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的功能性層壓件，其中，該層壓件的至少一部分導(dǎo)光。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的功能性層壓件，其中，該層壓件的至少一部分能夠提供電磁場(chǎng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的功能性層壓件，其中，該層壓件的至少一部分能夠提供對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽。
19.一種用于制備具有大致扁平外觀的功能性層壓件的方法，包括提供一段具有第一表面和第二表面的不可伸展的材料的第一件；將與所述不可伸展的材料一起延伸的至少一段功能性元件延伸和固定，并且將該功能元件的伸展的段固定到所述不可伸展的材料的第一件的大致一部分固定長(zhǎng)度上；提供具有第一表面和第二表面的不可伸展的材料的第二件，將所述不可伸展的材料的第二件固定到功能性元件上或者固定到與所述功能性元件共同延伸的所述不可伸展的材料的第一件的第一表面的大致一部分長(zhǎng)度上，以便形成該功能性層壓件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，至少兩個(gè)功能性元件被伸展和固定成大致平行或共同延伸。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述至少一個(gè)通路設(shè)置在該功能性層壓件中，該至少一個(gè)功能性元件的一部分通過(guò)所述通路被暴露。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述功能性元件選自絕緣的單股或者多股金屬線，非絕緣的單股或者多股金屬線，涂敷金屬的聚合纖維，固有傳導(dǎo)的聚合纖維，塑料光纖，石英玻璃光纖，和涂敷金屬的薄膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，該不可伸展的材料是織物或者薄膜，選自非織造織物，織造織物，針織織物，紙和聚合薄膜。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括對(duì)該不可延伸的材料的第一件穿孔以形成通路開口。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，該通路開口選自孔，狹縫，狹槽。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中還包括對(duì)不可伸展的材料的第二片穿孔以便形成通路開口。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，還包括如下步驟(i)該功能性層壓件的遠(yuǎn)端被折疊回到其自身上至少一次，(ii)這樣折疊的端部被緊固到一個(gè)外層的外表面上。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述機(jī)械緊固機(jī)構(gòu)選自粘結(jié)，鉚接，快連接，縫合，訂書釘連接，焊接和封裝。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，還包括將至少一個(gè)連接器連接到功能性層壓件上，所述連接器能夠用于將在該層壓件中的至少一個(gè)功能性元件連接到選自電和輻射的源上。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，還包括將電源連接到所述至少一個(gè)功能性元件上。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，還包括將所述輻射源連接到所述至少一個(gè)功能性元件上。
32.一種服裝或者可穿著物，其結(jié)合有根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性層壓件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種功能性層壓復(fù)合織物，該織物是結(jié)實(shí)的，耐洗的并且適合于圍繞3維主體固定，本發(fā)明還提供一種形成這樣織物的方法。該功能性層壓織物設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)光、提供電磁場(chǎng)或者提供對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽的功能元件。一般而言，該功能性層壓織物足夠結(jié)實(shí)以便結(jié)合到服裝中并且用于所謂的可佩戴的電子裝置。
文檔編號(hào)A41D1/00GK1968804SQ200580019800
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者Q·N·哈森吉, S·B·布爾 申請(qǐng)人:特克斯特龍尼克斯公司