涂層織物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂層織物，特別是能夠用于例如制造防護(hù)性休閑服裝、袋子和皮箱的 防水透氣性涂層紡織品。
【背景技術(shù)】
[0002] 紡織品的防水透氣性涂層和層壓制品在現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知。與涂層和層壓制品 有關(guān)的術(shù)語"防水"和"透氣"分別是指液體水不能滲透和水蒸氣能滲透。這賦予穿著者以高 舒適度，防止服裝內(nèi)部的汗水凝結(jié)，并同時(shí)提供防水屏障以在所有類型的天氣下保持穿著 者干爽。
[0003] 以注冊商標(biāo)GORE-TEX出售的材料是基于膨脹型聚四氟乙烯膜（例如，美國專利 3953583)，以產(chǎn)生能夠?qū)訅旱娇椢锷系奈⒖啄?。膜中的孔隙為水分子?0000倍，從而允許 蒸氣通過，同時(shí)膜的極其低的表面能賦予高防水性能。
[0004] 基于聚氨酯的微孔涂層也是本領(lǐng)域中已知的，正如美國專利4560611、5520998、 5626950和5692936所描述的。這些基于聚氨酯的微孔涂層是通過將聚氨酯溶液直接涂覆到 織物上，然后使溶液凝固以在聚合物結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生微孔的網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行制備。
[0005] 另一組涂層是基于親水性聚氨酯。這些親水性聚氨酯通常被直接涂覆到織物上， 并且依靠于將親水性鏈段結(jié)合到聚合物鏈中。來自汗水的水分子因此能夠經(jīng)由逐步過程從 穿著者的衣服內(nèi)部通過聚合物層進(jìn)行擴(kuò)散，并且被輸送到外部環(huán)境。這些親水性層的功能 性依賴于透氣性服裝內(nèi)部建立的潮濕環(huán)境。服裝內(nèi)部的濕度越高，水分子通過聚合物層的 擴(kuò)散速率越快。這些類型的聚氨酯涂層通常含有親水性鏈段和疏水性鏈段以分別引入透氣 性和防水性。
[0006] 存在與微孔膜和親水性涂層相關(guān)的許多問題。由于土壤、洗滌劑和身體油污染孔 隙，微孔膜的性能可能隨時(shí)間推移而變差。以這種方式堵塞孔隙降低膜的透氣性，并且也能 夠改變膜的表面化學(xué)性質(zhì)，從而提高液體水滲透的可能性。Gore試圖解決這個(gè)問題，通過將 非常薄的親水性聚氨酯層涂覆到微孔PTFE的頂部作為保護(hù)層，以防止微孔層受污染。
[0007] 也存在與親水性的基于聚氨酯的透氣性涂層有關(guān)的問題。最主要的問題是親水性 聚氨酯透氣性涂層在水中易于溶脹。由于其本身的性質(zhì)，水分子被吸引到聚合物中的親水 性鏈段。水分子因此能夠使聚合物內(nèi)的親水性鏈段"溶劑化"并使膜溶脹。這能夠賦予穿著 者以"濕冷的"感覺以及涂層強(qiáng)度的損失。在嚴(yán)重的情況下，它能夠?qū)е聦?duì)織物本身的粘附 性損失，從而引起脫層。這在服裝經(jīng)受嚴(yán)酷的含水環(huán)境時(shí)是很常見的。
[0008] 通過考慮上述情況，已經(jīng)得到本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 根據(jù)本發(fā)明，存在一種涂層織物，其中，所述涂層包括彈性體的、可熱固化的硅橡 膠組合物，該硅橡膠組合物含有多孔無機(jī)填料，所述填料具有高到足以產(chǎn)生滲濾多孔結(jié)構(gòu) 的負(fù)載，所述滲濾多孔結(jié)構(gòu)是水蒸氣可滲透的。
[0010]在滲濾體系中，氣體能夠經(jīng)由一系列孔洞或路徑穿過多孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在整個(gè)橡 膠涂層中實(shí)現(xiàn)多孔性。制劑中使用的無機(jī)填料的本質(zhì)是含有多個(gè)微米和亞微米孔隙作為其 結(jié)構(gòu)的主要部分的顆粒。在硅橡膠制劑中，低于一定的填料水平時(shí)，這些顆粒并不靠近彼 此。然而，當(dāng)一定水平或量的填料被結(jié)合到橡膠基質(zhì)中時(shí)，在多孔顆粒彼此足夠接近處獲得 混合基質(zhì)化合物，以允許水蒸氣通過各個(gè)多孔顆粒直接穿過連續(xù)的混合基質(zhì)涂層，即，"滲 透閾值"達(dá)到在整個(gè)混合橡膠/填料基質(zhì)中產(chǎn)生真正的滲濾結(jié)構(gòu)的程度。對(duì)于任何給定的體 系，低于"滲透閾值"時(shí)，不存在連續(xù)的連接組分，但高于滲濾閾值時(shí)，存在達(dá)到體系尺寸的 規(guī)模的連接組分。不像其它滲濾體系，由于硅橡膠的疏水本質(zhì)和低表面能，本發(fā)明往往不允 許液體水通過(多達(dá)至少2000mm的靜水壓頭壓力）。
[0011]在其最簡單的方面，所提出的發(fā)明的"滲濾結(jié)構(gòu)"能夠被描述為：多孔填料顆粒在 整個(gè)混合基質(zhì)化合物中的互聯(lián)性，這能夠產(chǎn)生連續(xù)的多孔連接路徑，以允許水蒸氣分子穿 過整個(gè)橡膠基質(zhì)，從而產(chǎn)生透氣性。
[0012] 有機(jī)硅復(fù)合溶液能夠被涂覆到天然或合成的織物上，該天然或合成的織物可以為 機(jī)織、無紡或針織的，并且包括例如聚酯或聚酰胺。涂覆過程可以涉及直接涂覆到織物基材 上。本發(fā)明的涂層織物包括能夠用于制造諸如防護(hù)性休閑服裝、袋子和皮箱的各種制品的 防水的透氣性涂層紡織品。
[0013] 由于繞著主鏈中硅-氧鍵旋轉(zhuǎn)的能量為零，硅橡膠表現(xiàn)出氣體滲透性。加之聚合物 鏈的外側(cè)上的多個(gè)甲基(這反過來賦予防水性），分子間相互作用非常低，產(chǎn)生聚合物鏈之 間的大的自由體積，從而允許氣體分子擴(kuò)散通過聚合物基質(zhì)。然而，單獨(dú)硅橡膠的滲透性的 水平自身不足以產(chǎn)生防水的透氣性膜。本發(fā)明的涂層織物因此結(jié)合多孔填料，該多孔填料 通過在硅橡膠組合物內(nèi)形成滲濾結(jié)構(gòu)而補(bǔ)充硅橡膠的可滲透性能，以產(chǎn)生真正的水蒸氣可 透過而液體水不可透過的膜。
[0014] 對(duì)于所提出的發(fā)明的涂覆在紡織品表面上的防水的透氣性硅橡膠復(fù)合材料，提出 了能夠根據(jù)最終用途制造不同結(jié)構(gòu)的涂層織物。同時(shí)提出了單織物涂層結(jié)構(gòu)與多織物層結(jié) 構(gòu)。硅橡膠涂層可被設(shè)置在多層結(jié)構(gòu)中相鄰的織物之間和/或在該結(jié)構(gòu)的外部上。下面提及 了本發(fā)明的一些可能的實(shí)施方式：
[0015] 1、單織構(gòu)(2層），包括在一側(cè)上涂覆有機(jī)硅復(fù)合材料的一種織物(例如，聚酯/聚酰 胺(尼龍)）。這將是最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，打算例如用于制造在登山夾克、徒步夾克和露營夾克。
[0016] 2、雙織構(gòu)（三層壓體），包括層壓到第二內(nèi)襯織物（聚酯）的外層織物(例如，聚酯/ 聚酰胺(尼龍）），其間夾有有機(jī)硅復(fù)合材料層。這種雙織構(gòu)將是更耐用的織物，打算例如用 于水上運(yùn)動(dòng)皮膚式潛水服、干式潛水服和帆船/游艇運(yùn)動(dòng)的潛水服/夾克。據(jù)設(shè)想，這種耐用 的織物結(jié)構(gòu)也能夠用于例如戶外工人的重型工作服。
[0017] 3、雙織構(gòu)(三層壓體)織物，由外織物、內(nèi)織物(例如，聚酰胺、聚酯/聚酰胺(尼龍）） 和其間的有機(jī)硅涂層構(gòu)成。這種類型的結(jié)構(gòu)將用于要求耐用性和阻燃性的應(yīng)用場合。
[0018] 硅橡膠涂層是理想地在織物上直接涂覆的溶液類制劑。硅橡膠組合物含有以下聚 硅氧烷和固體填料?？蛇x地，有機(jī)硅橡膠含有催化劑，粘合劑和/或粘合促進(jìn)劑，和溶劑中的 任一種。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，橡膠涂層可以包括如下的各種組分：
[0020] 化合物 份（g) (A)硅橡膠（固體) 100 (B )填料 50-丨50;可選地80-丨20 (C )催化劑 0_.5-7_:0 (取決于有機(jī)碰固化體系）1 (D) 枯合劑/粘合促進(jìn)劑 2.25-4.50 (E) 溶劑 200-400 2
[0021] 1上述制劑可以基于縮合、過氧化物或加成固化型有機(jī)硅，這將決定催化劑(有機(jī) 錫、過氧化物或鉑型）的類型和數(shù)量。
[0022] 2溶劑水平基于產(chǎn)生35~50%固體的溶液的固體橡膠的phr。也可以使用甲苯中預(yù) 混合的有機(jī)硅聚合物溶液，這將減少其它溶劑的所需量。
[0023]本發(fā)明的透氣性硅橡膠涂層，因?yàn)樗诤h(huán)境中不溶脹并且沒有損失三層壓結(jié) 構(gòu)中的粘附力，所以相比于透氣性的聚氨酯體系具有優(yōu)勢。因?yàn)樗枪柘鹉z的固有屬性，該 涂層還具有優(yōu)異的耐老化性(例如，不水解，PU體系的另一個(gè)問題)和優(yōu)異的柔韌性和低溫 性能。
[0024] 由于有機(jī)硅制劑中使用的硅藻土填料的高孔隙率，透氣性硅橡膠復(fù)合材料具有極 好的多孔性質(zhì)。復(fù)合材料的高孔隙率和表面積提高了將其它功能設(shè)計(jì)到透氣性涂層中的可 能性。可能性包括：
[0025]