具有改進的排水性的復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于鞋面、鞋底或座椅套中的復(fù)合材料，其包含防水的水蒸氣可透功能層以及透氣雙層復(fù)合物，其特征在于構(gòu)造雙層復(fù)合物使得面對功能層的雙層復(fù)合物的層具有比面離功能層的雙層復(fù)合物的層更高的親水性或吸收能力。
【專利說明】具有改進的排水性的復(fù)合材料
[0001]本發(fā)明涉及具有改進的排水性，例如用于座椅套或座椅面料或者鞋面中的復(fù)合材料。
[0002]用于鞋子、座椅套或者衣服物品中的復(fù)合材料是已知的。EP0857433B1例如描述了具有外層和在該外層內(nèi)的透氣層的鞋子，其在面對鞋子內(nèi)部的面上具有至少一種織物，使用隔離物保持與外層分開。
[0003]DE 44 19 801 Al描述了各自具有外層和復(fù)合材料的衣服物品和鞋類物品。復(fù)合材料包含防水的水蒸氣可透功能層，其中透氣針織物層排列在該功能層的一面上。外層可以為來自包含皮革層、織物層、似織物層和機織物的組的至少一個代表。對于作為上部材料的外層的可能選擇是帆布、印花布、everglaze、毛巾布、天鵝絨、Manchester燈芯絨、燈芯絨、絨布、Norzon、油鞋革、正絨面革、起絨布(duvetyne)、針織物、鍛子、毛皮、人造毛皮、生皮革/光面革/漆皮或者磨面革、壓花革、皺皮革或人造革。外層僅置于復(fù)合材料上，其中外層可置于面離針織物層的功能層面或者面離功能層的針織物層面上。
[0004]W02010/149680公開了用于由3_4層構(gòu)成的鞋的外部材料，所述層即從外至內(nèi)的方向上:
[0005]用作外層的換氣層，其下為水蒸氣可透膜，所述水蒸氣可透膜下面是由復(fù)絲或單絲紗線構(gòu)成的針織物以及任選在其下面為可由親水性或疏水性材料組成的襯里，其中換氣層和針織物層都與水蒸氣可透膜層壓。
[0006]這類結(jié)構(gòu)已提供非常高的透氣性，但需要在向外輸送水分方面進行改進。
[0007]W01998/051177在圖3b中公開了用于鞋子的復(fù)合材料，其包含水蒸氣可透膜215a，由親水性材料構(gòu)成的層222c位于其上。所謂的“填充層” 222a—例如由水蒸氣可透或穿孔的氈構(gòu)成的層置于親水層222c上。最后，由疏水性材料構(gòu)成的另一層222b位于W01998/051177 的填充層 222a 上。
[0008]設(shè)計疏水層222b以在親水層222c的方向上以及因此在膜215a的方向上推動水分。
[0009]W01998/051177中提議的結(jié)構(gòu)固然產(chǎn)生更有效的排水性，但在效率方面，有些地方不能令人滿意。
[0010]因此，本發(fā)明提出用于鞋面或座椅套中的改進的復(fù)合材料。
[0011]本發(fā)明涉及復(fù)合材料，其包含防水的水蒸氣可透功能層以及透氣雙層復(fù)合物，其特征在于構(gòu)造雙層復(fù)合物使得面對功能層的雙層復(fù)合物的層具有比面離功能層的雙層復(fù)合物的層更高的親水性和吸收性。
[0012]因此，本發(fā)明的核心由親水性和吸收性梯度組成，其中親水性和吸收性在膜的方向上連續(xù)地提高。因此，技術(shù)人員通常表征為相當(dāng)疏水性的材料是否用于單獨層根本不關(guān)鍵，條件是疏水效果在膜的方向上逐層降低，因此，親水性在相同的方向上提高。
[0013]通過使用本發(fā)明復(fù)合材料，產(chǎn)生定向水分輸送，其還相對于重力(即在鞋面的具體面積中)作用。
[0014]相反，W01998/051177而是提出上部疏水層222b和與膜相鄰的親水層222c，然而，填充層222a位于這些層之間，其僅為有孔的或者水蒸氣可透的。通過使用W01998/051177中提出的層結(jié)構(gòu)，存在水蒸氣形式，而不是水的形式的水分輸送，因為設(shè)計為疏水性的層222b防水。由于該疏水層位于頂部，因此，它與腳相鄰。防水層置于可形成水的形式的多數(shù)水分的位置上。因此，在鞋中預(yù)期最高汗水出現(xiàn)的地方，實現(xiàn)非常低的液體脫除。因此，W01998/051177提供孔以將水通過層輸送離開腳。然而，這類一被動一輸送基本上僅在重力的方向上發(fā)生一即向下。另外，該輸送必須通過腳移動施加壓力而支持。因此，相對于重力輸送液體是不可能的。
[0015]本發(fā)明通過引入親水性和吸收性梯度而解決該問題，其能有效地在所有方向上，特別是還向上輸送液體(水)和水蒸氣，這在例如用于鞋面中時特別有利。
[0016]本發(fā)明的另一主題涉及衣服物品、頭巾、手套和具有外層的鞋類物品，其特征在于其至少一部分襯有本發(fā)明復(fù)合材料。
[0017]本發(fā)明的另一主題涉及例如用于車輛座椅的座椅面料，其包含本發(fā)明復(fù)合材料。
[0018]現(xiàn)有技術(shù)提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員這一知識:使用針織物或機織隔離織物和功能層，與通過腳的運動產(chǎn)生的泵吸效應(yīng)一起應(yīng)足以實現(xiàn)足夠的換氣以及同時借助功能層將鞋內(nèi)的水分改方向送向外部材料。
[0019]然而，確定這些條件不足以快速地將水分從鞋內(nèi)的所有區(qū)域排出，這本身表現(xiàn)在水分捕集器的產(chǎn)生。
[0020]此外，現(xiàn)有技術(shù)不能令人滿意地確保液體在膜的方向上排出時不會返回。
[0021]由于雙層復(fù)合物的兩層在功能層的方向上提高的親水性和吸收性，存在優(yōu)選的水分輸送方向，有效地，“單行線效應(yīng)”。水分在功能層的方向上快速且有效地輸送并通過它以水蒸氣的形式排出。
[0022]竅門在于位于面離功能層的雙層復(fù)合物的一面上的層用作對于水分的屏障層，而面對功能層的雙層復(fù)合物的層用作吸收層。由于后一層的較高親水性和吸收性，水分在功能層的方向上吸收且由于屏障層的較低親水性和吸收性而不會返回。
[0023]吸收層具有兩個功能:
[0024]1-它快速地將水分送向膜。
[0025]2-它廣泛地分配水分:吸收的水分水平前進，其中吸收效果根據(jù)DIN53924[織物浸水的速度(Velocity of soaking water of textile fabrics)(通過測定上升高度的方法)]的試驗方法測定。因此，膜在寬面積上快速地活化，因此實現(xiàn)最佳的水蒸氣輸送特征。
[0026]僅通過親水性差或梯度和吸收性差控制的屏障和吸收層的這一雙層明顯比如現(xiàn)有技術(shù)所述針織物或機織隔離織物更有效。
[0027]所需親水性和吸收性梯度基本上可以以不同的方法實現(xiàn)。除使用具有固有不同親水性的不同材料或材料組合，例如聚酯/聚酰胺或聚丙烯/聚酰胺外，也可設(shè)置梯度使得層復(fù)合物的纖維具有不同的細度和/或除細毛細管層外，存在大毛細管層。此外，此外，本領(lǐng)域已知的修整程序適于改變織物材料的親水性/疏水性以設(shè)置所需梯度。
[0028]在優(yōu)選實施方案中，透氣雙層包含至少一層非織層；更優(yōu)選透氣雙層的兩層都由非織層組成，其不同之處在于它們在功能層方向上提高的親水性。這意指面對功能差的雙層的層可例如為非織聚酰胺，且面離功能層的雙層的層為非織聚酯。雙層可由相同或不同的材料(例如聚酯或聚酰胺)組成。在雙層的兩層由相同材料組成的范圍內(nèi)，這些材料的不同之處在于例如它們的細度和/或它們的毛細作用。
[0029]在特定實施方案中，構(gòu)造本發(fā)明復(fù)合材料的雙層復(fù)合物使得面對功能層的雙層復(fù)合物的層由較細纖維(例如納米纖維、微纖維或標準纖維)的非織物形成，且雙層復(fù)合物的相對層由與面對功能層的層相比具有更粗纖維的非織物形成。
[0030]這樣，以簡單且精致的方式實現(xiàn)水分在功能層方向上的有效且快速輸送。
[0031]另外優(yōu)選這一復(fù)合材料，其特征在于雙層復(fù)合物包含聚酯作為其材料的一種，且構(gòu)造雙層復(fù)合物使得面對功能層的雙層復(fù)合物的層由具有較低聚酯含量的非織物形成，且雙層復(fù)合物的相對層由具有較高聚酯含量的非織物形成。
[0032]特別優(yōu)選雙層復(fù)合物包含聚酰胺作為另一材料。雙層復(fù)合物的層中聚酯和聚酰胺的材料含量取決于所需親水性可以為0-100%。
[0033]作為功能層，特別合適的材料為防水且水蒸氣可透的那些。為此，優(yōu)選具有例如膨脹聚四氟乙烯(ePTFE) (Gore-Tex)、聚酯、聚醚酯、聚醚氨酯、聚醚酰胺和/或聚氨酯的薄膜或膜的功能層。由聚四氟乙烯構(gòu)成的膜可以為微孔的且優(yōu)選涂有親水性聚氨酯或其它聚合物。
[0034]在另一實施方案中，由聚醚酯和/或聚酯構(gòu)成的膜可以不是多孔的，而是均勻的，其中優(yōu)選使用親水性聚酯或親水性聚醚酯。該膜(SympaTex膜)有利地具有例如1ym或15 μ m的厚度和1.27g/cm3的密度。它的特征尤其在于優(yōu)異的不透水性和在24小時內(nèi)2700g/m2以上的水蒸氣滲透性。
[0035]特別優(yōu)選具有均勻聚醚酯膜的功能層，因為它不僅具有優(yōu)異的蒸氣滲透性特征，而且提供優(yōu)異的防寒保護，特別是在用于冬鞋中時。另外，通過使用均勻的親水膜作為功能層，極大地降低通過汗水導(dǎo)致的不愉悅潮濕感覺。
[0036]在本發(fā)明主題的一個有利實施方案中，功能層包含防水的水蒸氣可透材料，其中防水的水蒸氣可透材料可以為由膨脹聚四氟乙烯構(gòu)成的膜，由聚醚酯、聚醚氨酯或聚醚酰胺構(gòu)成的膜，聚酯膜和/或微孔，優(yōu)選聚氨酯涂層。聚醚酯膜或聚酯膜可以為均勻的。
[0037]均勻的膜還擴大本發(fā)明復(fù)合物在工業(yè)化學(xué)領(lǐng)域中的使用范圍，因為其獨特的特征，即皮膚刺激的、潮濕的或腐蝕性液體不能透過它。本發(fā)明復(fù)合材料在用于化學(xué)領(lǐng)域的鞋子和工作服物品中的使用完全保護使用者以防酸和堿，而使用者不需要擔(dān)心他或她工作期間過度出汗的危險。
[0038]此外，具有由上述膜構(gòu)成的功能層的復(fù)合材料也是合適的，因為膜具有約300%的極限伸長。
[0039]當(dāng)然，本發(fā)明復(fù)合材料也可與本身常用的其它層組合。
[0040]在另一優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明復(fù)合材料的特征在于面離雙層復(fù)合物的功能層的面與針織物層或針織間隔織物相鄰。
[0041]這類針織物層容易通過常規(guī)生產(chǎn)程序生產(chǎn)，因為隔離結(jié)構(gòu)包含連接隔離織物與優(yōu)選單絲彈性或撓性絲線的針腳，作為選擇，其每種情況下可連接在一種針織物上或者與一種針織物互連。此外，形成連接織物的針腳的單絲優(yōu)選用作隔離物。
[0042]在本發(fā)明復(fù)合材料的另一優(yōu)選實施方案中，功能層可優(yōu)選逐點、逐格和/或逐條地結(jié)合在針織物層上。
[0043]在尤其優(yōu)選的實施方案中，二維經(jīng)織物可以為經(jīng)編針織物或拉舍爾經(jīng)編(Raschel)針織物，其中經(jīng)編針織物為雙面的。針織物可具有隔離條或網(wǎng)。也可生產(chǎn)具有右-右或右-左針織結(jié)構(gòu)的隔離結(jié)構(gòu)和/或針織物。由于隔離結(jié)構(gòu)可以為機織、針織或非機織層，其生產(chǎn)方法不取決于具體纖維，因為所有可能的紗線如天然纖維和/或合成纖維一復(fù)絲或單絲的合適性。因此，成本是低的。生產(chǎn)具有該復(fù)合材料的產(chǎn)品如鞋類、衣服物品、手套、頭巾的成本也相應(yīng)地為低的。
[0044]在又一優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明復(fù)合材料的特征在于面離雙層復(fù)合物的功能層的面與外層相鄰。該外層可以為來自包含皮革層、織物層、似織物層和機織物的組的至少一個代表。對于作為上部材料的外層的可能選擇是帆布、印花布、everglaze、毛巾布、天鵝絨、Manchester燈芯絨、燈芯絨、絨布、Norzon、油鞋革、正絨面革、起絨布(duvetyne)、針織物、緞子、毛皮、人造毛皮、生皮革/光面革/漆皮或者磨面革、壓花革、皺皮革或人造革。
[0045]同樣，本發(fā)明復(fù)合材料可用于具有外層的衣服物品中，其中衣服物品的至少一個部分在外層內(nèi)側(cè)襯有復(fù)合材料。還可生產(chǎn)具有外層的頭巾，其中頭巾的至少一個部分在外層內(nèi)側(cè)襯有本發(fā)明復(fù)合材料。同樣，手套可裝配有外層和本發(fā)明復(fù)合材料，其特征在于手套的至少一個部分在外層內(nèi)側(cè)裝配有本發(fā)明復(fù)合材料。
[0046]在特定實施方案中，可構(gòu)造具有外層和復(fù)合材料的鞋類，使得鞋子的至少一個部分在外層內(nèi)側(cè)襯有本發(fā)明復(fù)合材料。
[0047]在另一優(yōu)選實施方案中，復(fù)合材料的特征在于面離功能層的雙層復(fù)合物的面與襯里或襯層相鄰。
[0048]這類襯層是已知的，其中襯層可以為毛巾布層、山羊/綿羊/牛/豬皮革襯里、天鵝絨襯里、駝毛襯里、針織或機織毛皮層，或者有利地由棉、新羊毛、合成纖維和/或再生和/或改性纖維素構(gòu)成的針織或機織物層。
[0049]尤其優(yōu)選襯里為親水性的。甚至更優(yōu)選親水性從襯里起在功能層的方向上經(jīng)由透氣雙層復(fù)合物提高。這樣，確保功能層方向上有效的吸收效果和良好的水分輸送。
[0050]具有開孔或有孔結(jié)構(gòu)的襯層可具有疏水性修飾；因此水分可容易且快速地透過孔至屏障層和/或吸收層。
[0051]本發(fā)明的其它特征、方面和優(yōu)點從以下兩個優(yōu)選實施方案的描述中使用示意圖1和2中獲得。圖中相同的數(shù)字表示相同的組分。
[0052]圖1以優(yōu)選層結(jié)構(gòu)示意性地顯示代表本發(fā)明復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，如它用于例如座椅套中。
[0053]箭頭I顯示通過層結(jié)構(gòu)的親水性提高的方向。箭頭2和4詳述水分或水蒸氣在層結(jié)構(gòu)中的流動方向。水分或水蒸氣3本身顯示為小圓圈。層40表示座椅的外部材料如皮革。由層10 (也指定為屏障層)和具有較高親水性的層15 (也指定為活性高吸收層)組成的透氣雙層復(fù)合物與層20 (功能層或膜)相鄰。針織間隔織物，層50位于膜上。從彎箭頭4可以看出屏障層10確保水分或水蒸氣3不能一或者至少不實質(zhì)性地一流回。在整個層結(jié)構(gòu)上形成親水性和吸收性梯度。
[0054]圖2以優(yōu)選層結(jié)構(gòu)示意性地顯示代表本發(fā)明復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)。如它例如用于鞋子中。
[0055]箭頭I顯示通過層結(jié)構(gòu)的親水性提高的方向。箭頭2和4詳述水分或水蒸氣在層結(jié)構(gòu)中的流動方向。水分或水蒸氣3本身顯示為小圓圈。層5表示鞋子的襯里，例如聚酯或聚酰胺針織物或非機織聚酯。由層10 (也指定為屏障層)和具有較高親水性的層15 (也指定為活性高吸收層)組成的透氣雙層復(fù)合物與層20 (功能層或膜)相鄰。作為層30的外層位于膜上，即針織物、機織物、非織物或皮革。從彎箭頭4可以看出屏障層10確保水分或水蒸氣3不能一或者至少不實質(zhì)性地一流回。在整個層結(jié)構(gòu)上形成親水性和吸收性梯度。
[0056]在兩個實施方案中，層10、高吸收層15和膜20之間的協(xié)作是決定性的。特別地，由于吸收層15具有比屏障層更高的親水性這一事實，在功能層(膜)20的方向上產(chǎn)生水分脫除的加速?；钚愿呶諏右虼舜_保水分僅在膜的方向上移動，且水分或汗水廣泛分布并進入膜中。膜通過水分輸送而強烈活化。膜越濕，它更透氣。
[0057]圖3示意性地顯示水分或水蒸氣輸送一不同于現(xiàn)有技術(shù)一也可相對于重力方向發(fā)生。例如，襯里5、親水性屏障層10、活性高吸收層15、膜20和針織物30的從下至上的順序顯示水分的脫除如何從下至上進行。
[0058]圖4和圖5顯示不同的層，特別是吸收層15如何在毛細作用下快速地吸收水并將它廣泛分布。
[0059]在圖4和圖5中，層與圖1和2的描述中的那些相同，即從左至右:40(座椅的外部材料)或5(鞋子的襯里)、10(屏障層)、15(活性高吸收層)；20(功能層或膜)；50(座椅中的針織間隔織物)和30(鞋子中的外層)。 實施例
[0060]提供本發(fā)明復(fù)合材料，其包含由組成為83%聚酰胺/17%聚酯(可例如由WilhelmTextil,Pirmasens,德國得到)的針織物構(gòu)成的襯里(5)。另外,復(fù)合材料包含非機織材料(可例如由Hassan，土耳其得到)作為由親水性屏障層(10)和吸收層(15)構(gòu)成的雙層，其中親水性屏障層(10)的面積由100%聚酯組成，吸收層(15)由80%聚酯/20%聚酰胺構(gòu)成。來自SympaTex，Unterfdhring (德國)的聚醚酯膜用作功能層(20)。作為外層(30)的由100%聚酯構(gòu)成的針織物(可例如由Matthes&Ammann, Me β stetten-Tieringen,德國得到)位于功能層(20)的另一面上。
[0061]下表顯示由襯里5、親水性屏障層10和活性高吸收層15組成的上述復(fù)合材料的單獨層一基于DIN53924測量一在不同時間間隔的上升高度。使用測量結(jié)果，可以看出在膜的方向上產(chǎn)生親水性和吸收性梯度。
[0062]表
[0063]
【權(quán)利要求】
1.用于鞋面、鞋底或座椅套中的復(fù)合材料，其包含防水的水蒸氣可透功能層以及透氣雙層復(fù)合物，其特征在于構(gòu)造雙層復(fù)合物使得面對功能層的雙層復(fù)合物的層具有比面離功能層的雙層復(fù)合物的層更高的親水性和吸收性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其特征在于親水性和吸收性在功能層的方向上連續(xù)地提聞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的復(fù)合材料，其特征在于雙層復(fù)合物的兩層由非織物、針織物、機織物或其組合組成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項的復(fù)合材料，其特征在于構(gòu)造雙層復(fù)合物使得面對功能層的雙層復(fù)合物的層由由較細纖維構(gòu)成的非織物形成，且雙層復(fù)合物的相對層由由較粗纖維構(gòu)成的非織物形成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項的復(fù)合材料，其特征在于雙層復(fù)合物包含聚酯作為其材料的一種，且構(gòu)造雙層復(fù)合物使得面對功能層的雙層復(fù)合物的層由具有較低聚酯含量的非織物形成，且雙層復(fù)合物的相對層由具有較高聚酯含量的非織物形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的復(fù)合材料，其特征在于雙層復(fù)合物包含聚酰胺作為另一材料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項的復(fù)合材料，其特征在于選擇單獨層使得建立在功能層的方向上提高的親水性和吸收性梯度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項的復(fù)合材料，其特征在于功能層為由膨脹聚四氟乙烯(ePTFE) (Gore-Tex)、聚醚酯、聚醚酰胺、聚醚氨酯、聚酯和/或聚氨酯構(gòu)成的薄膜或膜。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項的復(fù)合材料，其特征在于面離雙層復(fù)合物的功能層的面與針織物或針織間隔織物相鄰。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項的復(fù)合材料，其特征在于面離功能層的雙層復(fù)合物的面與襯里相鄰。
11.包含根據(jù)權(quán)利要求9的復(fù)合材料的座椅套。
12.包含根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合材料的衣服物品、頭巾、手套和鞋類物品。
【文檔編號】A43B7/08GK104039188SQ201280058832
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年10月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月5日
【發(fā)明者】M·穆哈欣, L-M·帕韋列斯庫 申請人:辛帕特克斯技術(shù)有限公司