專利名稱：具有排流層的衣服的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含復(fù)合織物的衣服，該復(fù)合織物具有多孔排流層和纖維阻流層、以及任選的包封復(fù)合織物的外織物層和/或內(nèi)織物層。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，人們希望使衣服能夠不易受到流體例如水、血液和油的透濕，尤其是在高壓點(diǎn)或高壓區(qū)域例如肘部和褲的座區(qū)。眾所周知，向衣服中摻入可透氣并且防水的膜可在賦予衣服透氣性的同時(shí)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)膜已被用于該應(yīng)用中。隨著時(shí)間的推移，身體油脂和流出物形式的污垢可堵塞薄膜中的孔，從而嚴(yán)重影響膜的性能。人們?cè)鴩L試通過向所述膜涂覆允許水蒸汽通過的聚合物以便對(duì)該膜進(jìn)行保護(hù)，但這會(huì)導(dǎo)致衣服的透氣性下降。因此，需要在壽命和舒適性之間進(jìn)行權(quán)衡。人們希望提供具有改善的抗流體透濕性能的舒適的衣服，尤其是在高壓區(qū)具有所述性能。發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含復(fù)合織物的衣服，該復(fù)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(nèi)部。發(fā)明詳述術(shù)語“衣服”是指由使用者穿著以覆蓋或保護(hù)使用者身體的某些部位免受天氣或體外環(huán)境中的其他因素影響的任何物品。例如外套、夾克、褲子、帽子、手套、鞋子、襪子、和襯衫都被認(rèn)為是符合該定義的衣服。術(shù)語“排流”層是指這樣的層，其中流體可輕易地在整個(gè)層的平面通過并且可穿過層。所謂“穿過層”是指流體進(jìn)入層的一側(cè)，并且從層的另一側(cè)流出。流體在整個(gè)排流層平面通過比穿過阻流層具有更小的流動(dòng)阻力。術(shù)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(jìn)入層的一側(cè)，并且從層的另一側(cè)流出。流體穿過阻流層比在整個(gè)排流層平面通過具有更大的流動(dòng)阻力。術(shù)語“叢絲薄膜-原纖片”是指多個(gè)細(xì)的、帶狀、無規(guī)長(zhǎng)度薄膜-原纖元件的三維整體網(wǎng)絡(luò)，并且具有小于約4微米的平均薄膜厚度以及小于約25微米的中值原纖寬度。在叢絲結(jié)構(gòu)中，薄膜-原纖元件一般與該結(jié)構(gòu)的縱向軸線共延對(duì)齊，并且它們以不規(guī)則的間隔在貫穿該結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度、寬度和厚度的多個(gè)位置間歇聯(lián)合與分離以形成連續(xù)的三維網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)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制備的紡粘片材料。術(shù)語“非織造材料”是指包含多根無規(guī)分布的纖維的纖維網(wǎng)。纖維通常可以彼此粘結(jié)，或者可以不粘結(jié)。纖維可以是短纖維或連續(xù)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(gòu)成的類似纖維的組合。當(dāng)用于描述層的位置時(shí)，術(shù)語“外，，是指背向穿著者的衣服的面向。術(shù)語“內(nèi)”是指面向使用者的一側(cè)。
術(shù)語“壓延”是指使纖維網(wǎng)穿過兩個(gè)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?！盁o圖案的”棍是指在能夠制造它們的過程中具有平滑表面的輥。當(dāng)纖維網(wǎng)通過輥隙時(shí)，沒有點(diǎn)或圖案使得在纖維網(wǎng)上特意生成圖案，這不同于點(diǎn)粘合輥。本發(fā)明涉及包含復(fù)合織物的衣服，該復(fù)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(nèi)部。排流層通過如下方式限制經(jīng)受力或壓力的流體例如被在肘部、座區(qū)等處被壓縮擠進(jìn)的流體穿過阻流層而發(fā)生的流體透濕減小流體穿透排流層的壓力，使得排流層經(jīng)受顯著減小的流體壓力。排流層為柔性結(jié)構(gòu)，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(gè)排流層平面通過并且遠(yuǎn)離壓縮區(qū)域。此外，應(yīng)當(dāng)指出的是復(fù)合織物在阻流層兩側(cè)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(wǎng)、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(wǎng)非織造材料、濕法成網(wǎng)非織造材料、射流噴網(wǎng)和閃紡非織造材料。本發(fā)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(shù)語“紡粘非織造材料”是指由長(zhǎng)絲形成的非織造纖維網(wǎng)，這些長(zhǎng)絲被擠出、拉伸、并沉積在連續(xù)的收集表面上。可通過任何若干種方法實(shí)現(xiàn)結(jié)合， 所述方法包括點(diǎn)結(jié)合或圖案結(jié)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并且包括可熔紡的熱塑性聚合物(例如聚烯烴、聚酯、聚酰胺、以及它們的組合)的聚合材料制成。優(yōu)選的聚烯烴包括聚乙烯和聚丙烯。優(yōu)選的聚酯包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。優(yōu)選的聚酰胺包括尼龍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(rùn)濕排流層和/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并且具有高芯吸速率，以便流體將被快速傳送而遠(yuǎn)離透入點(diǎn)。排流層是任選地織構(gòu)化的、縐紋的、壓花的或壓延的，以引導(dǎo)和促進(jìn)流體通過整個(gè)排流層平面并且遠(yuǎn)離壓縮區(qū)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(dòng)以避免流體穿過衣服并接觸穿著者。阻流層是閃紡聚烯烴叢絲薄膜-原纖片。優(yōu)選的聚烯烴是聚乙烯。阻流層可以是織構(gòu)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(jié)合。合適的結(jié)合技術(shù)的實(shí)例包括粘合劑結(jié)合、 熱結(jié)合例如點(diǎn)結(jié)合和超聲波結(jié)合，然而也可利用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何用于結(jié)合的方法。在粘合劑結(jié)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(yōu)選地，與復(fù)合織物中所用的纖維的耐化學(xué)品性和耐熱性相比，粘合劑應(yīng)當(dāng)具有類似的或更好的耐化學(xué)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、基于丙烯酸酯、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制備的共聚物、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?？墒褂貌煌姆椒▽⑴帕鲗右哉澈蟿┓绞浇Y(jié)合到阻流層。例如，可首先在某一層的所需區(qū)域中涂覆粘合劑，然后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(jìn)層的一些孔中。如果粘合劑是可交聯(lián)的，則粘合劑會(huì)由于受熱而發(fā)生交聯(lián)， 因而使排流層和阻流層發(fā)生機(jī)械連結(jié)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，排流層和阻流層使用合適的層壓技術(shù)來結(jié)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(gè)在其表面上可具有凸起圖案以在層壓體中產(chǎn)生點(diǎn)結(jié)合圖案。在復(fù)合織物中，排流層引導(dǎo)受壓流體通過整個(gè)排流層平面，并且阻止流體穿過阻流層的流動(dòng)?？梢詫?duì)有關(guān)兩個(gè)層相對(duì)特征的綜合觀察進(jìn)行描述。排流層的平均流孔徑優(yōu)選地大于阻流層的平均流孔徑，以使流體穿過排流層的流動(dòng)比穿過阻流層更加容易。排流層的平均流孔徑優(yōu)選地為約1至約6，000微米，并且阻流層的平均流孔徑優(yōu)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(dòng)。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(gè)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(yōu)選地大于阻流層的厚度。排流層的厚度優(yōu)選地為約0. 08至約4mm，并且阻流層的厚度優(yōu)選地為約0. 08至約2mm。層的硬度或抗壓性能是在施加壓力后層保持完整的度量。對(duì)于排流層，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(duì)纖維直徑仔細(xì)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。由于希望使排流層保持良好的抗壓性能，因此優(yōu)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于阻流層中所使用的纖維。排流層的纖維直徑優(yōu)選地為約3至約2，000微米，以及阻流層的纖維直徑優(yōu)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(yuǎn)離阻流層，排流層優(yōu)選地具有比阻流層更低的靜水壓頭。排流層的靜水壓頭優(yōu)選地為約3至約300cm水柱，以及阻流層的靜水壓頭優(yōu)選地為約3至約 400cm水柱。為了穿著者的舒適度，希望本發(fā)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(yōu)選地為約300至約3，000cm7cm2/min。復(fù)合織物在衣服中任選地位于外織物層和內(nèi)織物層之間。有許多種天然織物和合成織物是已知的并且可用作外織物層和內(nèi)織物層。通常，設(shè)計(jì)用作耐用外衣的衣服由相對(duì)疏松織造的織物構(gòu)成，該織物由具有相對(duì)低強(qiáng)度或韌度的天然纖維和/或合成纖維(例如棉、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸類、聚烯烴、以及它們的組合)制成，每種纖維可具有小于約8克/旦尼爾(gpd)，更典型小于約5gpd，以及在某些情況下小于約3gpd的拉伸強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(fā)明的組成。編織結(jié)構(gòu)例如平紋結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)平紋結(jié)構(gòu)(具有雙或多經(jīng)線和/或緯紗)、斜紋結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)斜紋結(jié)構(gòu)(具有雙或多經(jīng)線和/或緯紗)、緞面結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)緞面結(jié)構(gòu)(具有雙或多經(jīng)線和/或緯紗)均可使用。拉伸織造織物、格子布、多臂織物、和提花織物也適用于本發(fā)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(nèi)織物層。非織造片材的實(shí)例包括紡粘纖維網(wǎng)、熔噴纖維網(wǎng)、多方向多層的梳理成網(wǎng)纖維網(wǎng)、氣流法纖維網(wǎng)、濕法成網(wǎng)纖維網(wǎng)、射流噴網(wǎng)法纖維網(wǎng)和包括一種以上的非織造片材的復(fù)合纖維網(wǎng)?？赏ㄟ^任何已知的方法例如以粘合劑方式、熱方式、使用超聲波場(chǎng)或通過溶劑結(jié)合，將復(fù)合織物在其表面的一部分上結(jié)合到內(nèi)織物層和/或外織物層。可任選地使用一種或多種粘合劑將復(fù)合織物結(jié)合到內(nèi)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(huán)中，該粘合劑在受熱時(shí)會(huì)軟化，然后在冷卻時(shí)硬化。這種熱塑性粘合劑的一個(gè)實(shí)例為熱熔性粘合劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)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(jié)，然后使溶劑蒸發(fā)。為了改善復(fù)合織物和包括復(fù)合織物的衣服的抗流體透濕性，可用本領(lǐng)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并且使外織物層成為疏水性的和疏油性的?？捎欣靥峁?duì)外織物層的親水性處理以增大排流層的芯吸速率。測(cè)試方法平均流？丨,徑和泡點(diǎn)根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)E 1294-89 "Standard Test Method for Pore Size Characteristics of Membrane Filters Using Automated Liquid Porosimeter”進(jìn)行測(cè)量，其通過利用ASTM標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)F 316中的自動(dòng)泡點(diǎn)法使用毛細(xì)流動(dòng)孔隙率計(jì)(Porous Materials, Inc. (PMI)，Ithaca, NY)大致測(cè)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(gè)樣品(40mm直徑)用低表面張力流體“Sillwick”潤(rùn)濕，該流體具有20. 1達(dá)因/厘米的表面張力，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(gè)樣品置于支架中的16mm直徑開口上，并且施加氣壓差將流體從樣品除去。潤(rùn)濕流量等于干燥流量(無潤(rùn)濕溶劑下的流量)的二分之一處的壓差用于利用提供的軟件來計(jì)算平均流孔徑。泡點(diǎn)是指最大的孔徑。纖維盲徑桉如下方法測(cè)量。為各細(xì)旦纖維層樣本采集十張放大5，000倍的掃描電鏡(SEM)圖像。由照片測(cè)量十一(11)個(gè)清晰可辨的細(xì)旦纖維的直徑并進(jìn)行記錄。不包括瑕疵(即，細(xì)纖維的凸塊、聚合物球、細(xì)纖維的交叉處)。計(jì)算每個(gè)樣本的平均(中值)纖維直徑。厚度通過ASTM D1777測(cè)量，其據(jù)此以引用方式并入本文，并且記錄為密耳并轉(zhuǎn)化成微米。弗雷澤透氣率為多孔材料透氣率的度量并以單位ftVmin/ft2記錄。其測(cè)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(tǒng)內(nèi)以將空氣通過樣本的流量限制到可測(cè)量的程度?？卓诔叽缛Q于材料的孔隙率。弗雷澤透氣率也稱為弗雷澤孔隙率， 其采用具有校準(zhǔn)過的孔口的Sierman W. Frazier Co.雙壓力計(jì)測(cè)量，單位為ft7ft2/min。靜水壓頭是在靜杰負(fù)載下片材抵抗液杰水滲入的度量。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(cè)試器(SDL18 Shirley Hydrostatic Head Tester)上(由 Shirley Developments Limited, Stockport, England 制造)。對(duì)樣品102. 6cm2剖面的一側(cè)以60+/-3cm/min的速率泵水，直到樣品的三個(gè)區(qū)域被水滲入。靜水壓力的測(cè)量以英寸記錄，并轉(zhuǎn)化成國際標(biāo)準(zhǔn)單位，以厘米水柱給出。測(cè)試一般符合ASTM D 583(1976年11月公布撤回)。
權(quán)利要求
1.包含復(fù)合織物的衣服，所述復(fù)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(nèi)部。
2.權(quán)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(wǎng)、以及它們的組合。
3.權(quán)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(quán)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、聚酰胺、以及它們的組合。
5.權(quán)利要求1的衣服，其中所述排流層為非吸收性的。
6.權(quán)利要求1的衣服，其中所述排流層為吸收性的。
7.權(quán)利要求1的衣服，其中所述排流層是織構(gòu)化的、縐紋的、壓花的或壓延的以促進(jìn)流體在整個(gè)所述排流層的平面通過。
8.權(quán)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(quán)利要求1的衣服，其中所述聚烯烴是聚乙烯。
10.權(quán)利要求1的衣服，其中所述阻流層是織構(gòu)化的、縐紋的、壓花的或壓延的。
11.權(quán)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(quán)利要求1的衣服，其中所述排流層通過粘合劑結(jié)合、熱結(jié)合、超聲波結(jié)合、溶劑結(jié)合或它們的任何組合的方式結(jié)合到所述纖維阻流層。
13.權(quán)利要求1的衣服，其中所述復(fù)合織物為壓延的。
14.權(quán)利要求1的衣服，其中所述排流層的平均流孔徑大于所述纖維阻流層的平均流孔徑。
15.權(quán)利要求1的衣服，所述衣服還包括外織物層和/或內(nèi)織物層，所述外織物層鄰近所述排流層設(shè)置，與所述阻流層相對(duì)，所述內(nèi)織物層鄰近所述阻流層設(shè)置，與所述排流層相對(duì)。
16.權(quán)利要求15的衣服，其中所述外織物層和內(nèi)織物層為非織造織物。
17.權(quán)利要求15的衣服，其中所述外織物層和內(nèi)織物層包含聚合物纖維，所述聚合物選自棉、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸類、聚烯烴、以及它們的組合。
18.權(quán)利要求15的衣服，其中所述外織物層和內(nèi)織物層通過粘合劑結(jié)合、熱結(jié)合、超聲波結(jié)合、溶劑結(jié)合或它們的任何組合的方式結(jié)合到所述復(fù)合織物。
19.權(quán)利要求15的衣服，其中任何層是用含氟化合物處理過的。
20.包含復(fù)合織物的衣服，所述復(fù)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(nèi)部。
21.權(quán)利要求20的衣服，所述衣服還包括外織物層和/或內(nèi)織物層，所述外織物層鄰近所述排流層設(shè)置，與所述阻流層相對(duì)，所述內(nèi)織物層鄰近所述阻流層設(shè)置，與所述排流層相對(duì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含復(fù)合織物的衣服，所述復(fù)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(nèi)部。
文檔編號(hào)D01F6/04GK102427937SQ201080020948
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者R·A·梅林 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司