水蒸氣可透過的防風(fēng)衣服的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00780041067. 8,申請(qǐng)日為申請(qǐng)日2007年11月2日，發(fā)明名稱 為"水蒸氣可透過的防風(fēng)衣服"的中國專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及包括水分和空氣控制層的多層水分和氣流控制衣服。受權(quán)利要求書保 護(hù)和公開的本發(fā)明在外套服裝中具有特定應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003] 在雨天和其他潮濕環(huán)境下穿著的防護(hù)服應(yīng)使穿著者排出的汗蒸發(fā)到空氣中，從而 使穿著者保持干燥。允許汗液蒸發(fā)的"可透氣的"材料易于被雨水淋濕，因此它們不能真正 地防水。油布、聚氨酯涂覆的織物、聚氯乙烯薄膜和其他材料是防水的，但是不能達(dá)到滿意 的汗液蒸發(fā)效果。
[0004] 普遍認(rèn)為衣服必須是"可透氣的"以便于穿著舒適。有助于衣服舒適度的兩個(gè)因 素包括：透過或未透過衣服的空氣量，以及從內(nèi)部向外部透出的汗量，以便內(nèi)衣不會(huì)變濕， 由此實(shí)現(xiàn)自然蒸發(fā)冷卻的效果。然而，即便是最新開發(fā)的采用微孔薄膜的可透氣織物制品， 如果要控制透氣率，往往也會(huì)限制濕氣透過率。
[0005] 本發(fā)明涉及用于衣服的層狀材料，該材料可以在具有高蒸汽透過率的情況下提供 可控的透氣率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及具有透過濕氣的能力并且可為穿著者防風(fēng)的衣著 制品，該制品包括與納米纖維層相鄰并且呈面對(duì)面關(guān)系的至少一層織物層構(gòu)成的復(fù)合織 物，其中納米纖維層包括至少一個(gè)聚合物納米纖維的多孔層，所述聚合物納米纖維具有介 于約50nm至約lOOOnm之間的數(shù)均直徑，介于約lg/m2和約100g/m2之間的基重，并且其中 復(fù)合織物具有介于約1. 2m3/m2/min和約7. 6m3/m2/min之間的弗雷澤透氣率，以及大于約 500g/m2/天的濕氣透過率。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明包括與織物層相鄰的納米纖維層，并且任選地納米纖 維層粘結(jié)到織物層表面的至少一部分上。術(shù)語"納米纖維層"和"納米纖維網(wǎng)"在本文中可 互換使用。
[0008] 如本文所用，術(shù)語"納米纖維"是指具有小于約lOOOnrn，甚至小于約800nm，甚至介 于約50nm和500nm之間，并且甚至介于約100和400nm之間的數(shù)均直徑或橫截面的纖維。 如本文所用，術(shù)語"直徑"包括非圓形形狀的最大橫截面。
[0009] 術(shù)語"非織造材料"是指包含許多無規(guī)分布的纖維的纖維網(wǎng)。纖維通?？梢员舜?粘結(jié)，或者可以不粘結(jié)。纖維可以是人造短纖維或連續(xù)纖維。纖維可包含一種材料或多種 材料，可以是多種纖維的組合或者是分別包含不同材料的類似纖維的組合。
[0010] "壓延"是將纖維網(wǎng)穿過兩個(gè)輥之間的輥隙的過程。輥與輥可以互相接觸，或者在 輥與輥表面之間有固定的或可變的間隙。"無圖案的"棍是指在用于制造它們的工藝的能力 范圍內(nèi)具有平滑表面的輥。當(dāng)纖維網(wǎng)穿過輥隙時(shí)，沒有點(diǎn)或圖案使得可在纖維網(wǎng)上特意生 成圖案，這不同于點(diǎn)粘合輥。
[0011] 所謂"衣著制品"或"衣服"是指由使用者穿著以保護(hù)使用者身體的某些部位免受 氣候或體外環(huán)境中的其他因素影響的任何物品。例如外套、夾克、褲、帽、手套、鞋、襪、和襯 衫均被認(rèn)為是符合該定義的衣著制品或衣服。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及具有高濕氣透過率（MVTR)并同時(shí)具有有限的和 受控的透氣率的衣服。該衣服包括納米纖維層，該納米纖維層繼而包括至少一個(gè)聚合物納 米纖維的多孔層，所述聚合物納米纖維具有介于約lg/m2和約100g/m2之間的基重。
[0013] 本發(fā)明的衣服是一種復(fù)合織物，該復(fù)合織物包括與納米纖維層相鄰并且呈面對(duì)面 關(guān)系的至少第一織物層，并且任選地還包括第二織物層，該第二織物層與納米纖維層相鄰 并呈面對(duì)面關(guān)系的位于納米纖維層上且位于與第一織物層相對(duì)的側(cè)面上。
[0014] 本發(fā)明的衣服還包括一些區(qū)域，其中弗雷澤透氣率不大于約7. 6m3/m2/min，并且根 據(jù)ASTME-96B方法測得的濕氣透過率大于約500g/m2/天。
[0015] 納米纖維網(wǎng)可主要包括或僅包括通過靜電紡紗生成的納米纖維，例如通過傳統(tǒng) 的靜電紡紗或電吹，并且在某些情況下通過熔噴方法生成。傳統(tǒng)的靜電紡紗是美國專利 4, 127, 706中所述的技術(shù)，該專利全文并入本文中，其中向聚合物溶液施加高電壓以生成納 米纖維和非織造墊。
[0016] 用于生成納米纖維網(wǎng)的"電吹"方法公開于美國專利公布2005-0067732A1中，該 文獻(xiàn)全文以引用方式并入本文。包含聚合物和溶劑的聚合物溶液流從儲(chǔ)罐喂入噴絲頭內(nèi)的 一系列紡絲噴嘴，向噴嘴施加高電壓并且聚合物溶液從中通過而排出。同時(shí)，任選加熱的壓 縮空氣由空氣噴嘴排出，空氣噴嘴設(shè)置在紡絲噴嘴的側(cè)面中或周邊上。通常向下引導(dǎo)空氣， 以形成吹氣流，吹氣流包裹住新排出的聚合物溶液并將其前送，并且有助于形成纖維網(wǎng)，纖 維網(wǎng)被收集到真空室上方的接地多孔收集帶上。電吹方法使得在相對(duì)短的時(shí)間周期內(nèi)將基 本上連續(xù)的納米纖維形成商用尺寸和數(shù)量的納米纖維網(wǎng)，其基重超過約lg/m2,甚至高達(dá)約 40g/m2或更大。
[0017] 本發(fā)明的織物層組分可以布置在收集器上以便收集和混合在織物層上紡成的納 米纖維網(wǎng)，使得織物層/納米纖維網(wǎng)的復(fù)合材料被用作本發(fā)明的織物。作為另外一種選擇， 納米纖維網(wǎng)可單獨(dú)收集，任選地經(jīng)過后處理，例如壓延、涂覆等，然后與一個(gè)或多個(gè)織物層 結(jié)合。
[0018] 對(duì)可用于形成納米纖維網(wǎng)的納米纖維的聚合物材料沒有具體限制，該聚合物材料 包括加聚物和縮聚物，例如聚縮醛、聚酰胺（包括高級(jí)芳香族聚酰胺，例如間位芳綸和對(duì) 位芳綸）、聚酯、聚烯烴、纖維素醚和酯、聚烯化硫、聚亞芳基氧化物、聚砜、改性的聚砜聚合 物、以及它們的混合物。優(yōu)選的聚合物包括交聯(lián)和非交聯(lián)形式的、不同水解程度（87%至 99.5%)的聚（氯乙烯）、聚甲基丙烯酸甲酯（和其他丙烯酸類樹脂）、聚苯乙烯、和它們的 共聚物（包括ABA型嵌段共聚物）、聚（偏二氟乙烯）、聚（偏二氯乙烯）、聚乙烯醇。優(yōu)選 的加聚物趨于為玻璃狀的0；大于室溫）。聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯聚合物 混合物或合金或低結(jié)晶度聚偏氟乙烯和聚乙烯醇材料便是如此。一類優(yōu)選的聚酰胺縮聚物 為尼龍材料，例如尼龍-6、尼龍-6, 6、尼龍6, 6-6, 10等。當(dāng)通過熔噴形成本發(fā)明的聚合物 納米纖維網(wǎng)時(shí)，可使用能夠熔噴形成納米纖維的任何熱塑性聚合物，包括例如聚（對(duì)苯二 甲酸乙二酯）的聚酯、聚烯烴和聚酰胺，例如上面所列的尼龍聚合物。
[0019] 本發(fā)明的初生納米纖維網(wǎng)可經(jīng)受壓延以便為本發(fā)明的織物賦予所需的物理特性， 如提交于2006年9月20日的共同未決的美國專利申請(qǐng)11/523,827中所公開，該專利申請(qǐng) 全文以引用方式并入本文。初生納米纖維網(wǎng)可送入兩個(gè)無圖案的輥之間的輥隙，其中一個(gè) 輥是無圖案的軟輥，一個(gè)輥是無圖案的硬輥，硬輥的溫度保持在TjPTM之間，其中Tg在本 文中被定義為聚合物由玻璃態(tài)向橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度，在本文中被定義為聚合物開始熔 融的溫度，使得納米纖維網(wǎng)的納米纖維在穿過壓延輥隙時(shí)處于塑性狀態(tài)。輥的組成和硬度 可以變化，以生成織物的所需最終使用特性。一個(gè)輥可以是硬金屬，例如不銹鋼，另一個(gè)是 軟金屬或聚合物涂覆的輥或硬度小于洛氏B70的復(fù)合材料輥。纖維網(wǎng)在兩個(gè)輥之間的輥 隙中的停留時(shí)間由纖維網(wǎng)的線速度控制，優(yōu)選介于約lm/min和約50m/min之間，并且兩棍 之間的占有面積為纖維網(wǎng)與雙輥同時(shí)接觸時(shí)