相關申請的交叉引用
本申請要求2014年9月12日申請的名稱為“具有防水阻隔的織物(fabrichavingawaterproofbarrier)”的美國臨時專利申請第62/049,644號的優(yōu)先權(quán),其全部公開內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。
本文中的實施方式涉及服裝和運動用品,更具體地,涉及在基底織物的朝向外的表面上具有疏水性防水阻隔的織物。
背景技術(shù):
具有防水織物的服裝通常包括基底織物和耦合至基底織物的親水性防水膜。防水膜防止水從基底織物的朝向外的表面?zhèn)鬟f到基底織物的朝向身體的表面,并且該防水膜通常耦合至織物的朝向身體的表面。如果防水膜與皮膚直接接觸,則對用戶而言會感到不舒服,并且水(例如汗液)可在內(nèi)表面上聚集,使得織物感覺濕粘和潮濕。這通常通過添加作為服裝的最內(nèi)層的襯里材料來解決。另外,基底織物的朝向外的表面可以吸收水,給予其濕透的外觀且增加基底織物的重量。為了解決這個問題,可以將耐久拒水劑涂層或化合物施加于基底織物的朝向外的表面以產(chǎn)生珠效應(beadingeffect),但是水可能仍然最終浸透(saturate)基底織物。
附圖說明
通過以下詳細說明結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求書,將更容易理解實施方式。在附圖的所有圖中,借助于實施例而非限制性地圖示實施方式。
圖1a和圖1b圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的兩個實施例的截面圖,一者是具有基底織物以及耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔(圖1a),且一者是具有基底織物及耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔、以及耦合至疏水性防水阻隔的朝向外的表面的耐磨涂層或?qū)?圖1b);
圖2a-2c圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的三個截面圖,其顯示圖1a中所圖示的防水織物的作用機制(例如圖2a)和常規(guī)防水織物的兩個實施例(圖2b和2c)的作用機制;
圖3a-3c圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的三個實施例的截面圖,其包括:具有基底織物及耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔、以及在疏水性防水阻隔的朝向外的表面上的耐久拒水劑(dwr)涂層的實施方式(圖3a);具有基底織物及耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔、耦合至疏水性防水阻隔的朝向外的表面的耐磨涂層或?qū)?、以及耦合至耐磨涂層或?qū)拥膁wr試劑的實施方式(圖3b);以及具有基底織物及耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔、在疏水性防水阻隔的朝向外的表面上的dwr試劑、以及耦合至dwr試劑的耐磨涂層或?qū)拥膶嵤┓绞?圖3c);
圖4a-4c圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的三個截面圖,其顯示圖3a中所圖示的防水織物的作用機制(例如圖4a)和常規(guī)防水織物的兩個實施例的作用機制(圖4b和4c);
圖5圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的實施例的截面圖,該防水織物具有:基底織物及耦合至其朝向外的表面的第一疏水性防水阻隔、以及耦合至基底織物的朝向身體的表面的第二疏水性防水阻隔;
圖6a-6c圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的三個截面圖,其顯示圖5中所圖示的防水織物的作用機制(例如圖6a)和常規(guī)防水織物的兩個實施例的作用機制(圖6b和6c);
圖7a-7c圖示根據(jù)各實施方式的具有防水接縫的防水軟殼或毛絨織物(fleecefabric)的三個實施例,其包括:具有基底織物、毛絨或軟殼織物、以及dwr試劑的實施方式,其中,接縫使用施加至基底織物的朝向外的表面的防水帶進行密封(圖7a);具有有耦合至朝向身體的表面的防水阻隔的基底織物的實施方式,其中,接縫通過切削毛絨或軟殼層、且將防水帶施加至防水阻隔的朝向身體的表面來防水(圖7b);以及其中防水阻隔直接耦合至毛絨或軟殼層的朝向外的表面、且接縫通過將防水帶粘結(jié)至防水膜的朝向外的表面來密封的實施方式(圖7c);
圖8a和8b圖示根據(jù)各實施方式的防水隔熱材料(waterproofinsulatedmaterial)的兩個實施例,其包括:具有通過外部基底織物和內(nèi)部襯里織物定界的隔熱層(insulatinglayer)、粘結(jié)至外部基底織物的朝向身體的表面的防水阻隔、dwr涂層或?qū)?、以及通過粘結(jié)至外部基底織物的朝向外的表面的防水帶來防水的接縫的實施方式(圖8a);具有通過外部基底織物和內(nèi)部襯里織物定界的隔熱層、粘結(jié)至外部基底織物的朝向外的表面的防水阻隔、以及通過粘結(jié)至防水阻隔的朝向外的表面的防水帶來防水的接縫的實施方式(圖8b);
圖9a-9c是圖示根據(jù)各實施方式的以下圖示:與本文所述的防水織物的實施方式相比的各種市售防水織物的水蒸汽透過率(圖9a)、與市售織物相比的圖9a的防水織物透過水蒸汽的百分率(圖9b)、以及以組合形式呈現(xiàn)的圖9a和9b中所示的數(shù)據(jù)(圖9c);以及
圖10圖示根據(jù)各實施方式測試如本文中所述的防水織物的一個實施方式的結(jié)果。
具體實施方式
在以下詳細描述中,對形成此處的一部分的、且其中通過描述可實施的實施方式而顯示的附圖進行參考。應當理解,可以利用其他實施例,并且可在不偏離范圍的情況下做出結(jié)構(gòu)或邏輯改變。因此,以下詳細描述不應以限制性意義來理解,并且實施方式的范圍由所附權(quán)利要求書及它們的等同物來限定。
可以可有助于理解實施方式的方式將各種操作描述為依次的多個不連續(xù)操作;然而,描述的次序不應被解釋為暗示這些操作是次序相依的。
描述可使用基于視角的描述,諸如上/下、后/前和頂/底。這樣的描述僅僅用于方便討論并且不意圖限制所公開的實施方式的應用。
可以使用術(shù)語“耦合(coupled)”和“連接(connected)”以及它們的派生詞。應當理解,這些術(shù)語不意欲作為彼此的同義詞。實情是,在特定的實施方式中,“連接”可以用于指示兩個或兩個以上元件彼此直接實體接觸。“耦合”可以指兩個或兩個以上元件直接實體接觸。然而,“耦合”也可以意味著兩個或兩個以上元件未彼此直接接觸,但是仍然彼此協(xié)作或相互作用。
為了描述的目的,“a/b”形式或“a和/或b”形式的短語是指(a)、(b)或(a和b)。為了描述的目的,“a、b和c中的至少一個”形式的短語是指(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)或(a、b和c)。為了描述的目的,“(a)b”形式的短語是指(b)或(ab),即,a是可選元件。
描述可使用術(shù)語“實施方式(enbodiment)”或“實施方式(enbodiments)”,其可以各自指相同或不同實施方式中的一個或多個。此外,如關于實施方式所使用的術(shù)語“包含(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”及其類似物是同義的,并且通常旨在作為“開放式(open)”術(shù)語(例如,術(shù)語“包括(including)”應當被解釋為“包括但不限于(includingbutnotlimitedto)”,術(shù)語“具有”應當被解釋為“具有至少(havingatleast)”,術(shù)語“包括(includes)”應當被解釋為“包括但不限于(includesbutnotlimitedto)”等)。
關于本文中任何復數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用,本領域技術(shù)人員可以如對上下文和/或申請而言適當?shù)?,將復?shù)解釋為單數(shù)和/或?qū)螖?shù)解釋為復數(shù)。為了清楚起見,本文中可以明確闡述各種單數(shù)/復數(shù)置換。
各種實施方式提供防水織物,其可防止織物的朝向外的表面的濕透(wetting-out)或浸透(saturation),并且在某些特定實施方式中還可允許來自用戶身體的濕氣(例如,汗液和水蒸汽)的芯吸(wicking)?,F(xiàn)有的防水織物通常包括基底織物和與基底織物耦合的防水膜,例如親水性防水膜。親水性防水膜防止水從基底織物的朝向外的表面?zhèn)鬟f至基底織物的朝向身體的表面,并且該防水膜通常耦合至織物的朝向身體的表面。在大多數(shù)實例中,選擇親水性膜,使得其將吸收汗液,這是因為該膜面向皮膚。將防水膜設置在基底織物的朝向身體的表面上,防止防水膜在使用期間被損壞(例如,磨損或摩耗),但是它也產(chǎn)生問題。
例如,如果防水膜與皮膚直接接觸,則對于用戶而言會感覺不舒服,并且水(比如汗液)可在膜的朝向身體的表面上聚集,給予織物不舒服的濕粘感覺。置于防水膜和用戶身體之間的單獨織物襯里有時出于這個原因而與防水織物結(jié)合使用。
另外,因為基底織物的朝向外的表面通常暴露于元素(elements),所以它可能吸收水(例如,來自雨水和其它降水),給予其濕透的外觀并且增加基底織物的重量。可以將耐久拒水劑(durablewaterrepellant,dwr)例如c8氟碳化合物施加至基底織物的朝向外的表面,以產(chǎn)生珠效應,但是水可能仍然最終浸透基底織物,這是因為dwr通常會隨著使用而逐漸磨掉。這可以產(chǎn)生防水織物已經(jīng)失效的印象,特別是當朝向外的表面的浸透伴隨著積聚在朝向身體的表面上的濕氣時。在本文所述的各種實施方式中,基底織物可包括疏水性防水阻隔,該疏水性防水阻隔耦合至基底織物的朝向外的表面,而不是耦合至朝向身體的表面。在實施方式中,防水阻隔或膜是可透氣的,通過允許空氣和濕氣蒸汽通過阻隔/膜來防止水分子通過。在一些實施方式中,基底織物可具有一種或一種以上功能性質(zhì),例如芯吸或透氣性(breathability),和/或可用芯吸化合物或其它功能化合物處理以增強基底織物的一種或一種以上功能性質(zhì)。
例如,在一些實施方式中,基底織物可以是芯吸織物。如本文所使用,術(shù)語“芯吸織物(wickingfabric)”是指,當與水的接觸角小于90度時,表面變濕(例如,并且水在織物上擴散)的織物。在一些實施方式中,基底織物的朝向身體的表面可以用芯吸化合物涂覆、浸漬或印刷,該化合物可以用于在整個全部或一部分的基底織物中增強芯吸和濕氣分散。使用的芯吸化合物的特定非限制性例子包括聚乙二醇和聚對苯二甲酸乙二醇酯的共聚物、以及親水性聚氨酯的稀釋溶液。
在一些實施方式中,芯吸化合物可以連續(xù)覆蓋圖案形式沉積,而在其它實施方式中,芯吸化合物可以連續(xù)或非連續(xù)圖案形式施加。在特定實施方式中,基底織物可具有其它功能特性,例如熱引導、冷卻或隔熱(insulation),和/或其它功能化合物和/或元件可施加至基底織物的朝向身體的表面,例如在美國專利第8,453,270號中公開的熱管理材料在美國專利第8,510,871號中公開的全息熱管理材料、和/或美國專利申請公開第2013/0133353號的冷卻元件,所有文獻出于所有目的以引用的方式并入本文中。
在各種實施方式中,耦合至基底織物的朝向外的表面的疏水性防水阻隔可以是無孔的或微孔的,并且可包括塑料聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚酯和/或聚四氟乙烯。在各種實施方式中,可以將疏水性防水阻隔覆蓋在基底織物的朝向外的表面上,這可以是有利的,這是因為使用覆蓋處理而不是層壓處理可以避免對額外的粘合劑層的需要,并且即使當基底織物具有紋理表面時,其也可以確保疏水性防水阻隔和基底織物之間有強粘結(jié)。在其它實施方式中,可以將疏水性防水阻隔層壓或印刷在基底織物的朝向外的表面上。在各種實施方式中,疏水性防水阻隔可防止環(huán)境水或濕氣(例如,降水等)到達基底織物的朝向外的表面。
在一些實施方式中,可以將額外的耐磨涂層或?qū)?例如聚氨酯或聚碳酸酯層)覆蓋或罩印在疏水性防水阻隔的朝向外的表面上,以例如增加防水阻隔的耐磨性。在一些實施方式中,耐磨涂層或?qū)邮歉叻肿恿烤郯滨セ蚓厶妓狨?。如本文所使用,術(shù)語“高分子量聚氨酯或聚碳酸酯層”是指具有高楊氏模量和高固體組成(比如大于25%,例如35-35%)的涂布材料。在特定的實施方式中,高分子量聚氨酯或聚碳酸酯層可以是超高分子量聚乙烯(uhmwpe),如本文所使用的該術(shù)語是指熱塑性聚乙烯的子集,也稱為高模量聚乙烯(hmpe)或高性能聚乙烯(hppe),其具有極長的鏈,分子量通常在2至6百萬之間。在各種實施方式中,較長的鏈可用于通過增強分子間相互作用來更有效地將負載轉(zhuǎn)移至聚合物主鏈,產(chǎn)生非常堅韌的材料,其具有目前制造的任何熱塑性塑料中最高的沖擊強度。
在其它實施方式中,耐磨層可以是低分子量聚氨酯或聚碳酸酯層。例如,聚氨酯或聚碳酸酯層可以提供具有高疏水性并且允許濕氣蒸汽傳遞的耐久表面。在一些實施方式中,耐磨涂層或?qū)涌梢允遣贿B續(xù)層。例如,在一些實施方式中,耐磨涂層或?qū)涌梢圆贿B續(xù)圖案(例如網(wǎng)格、條紋)形式、或者以圓點、正方形、星形、圓形、三角形、字母、單詞、徽標或其他形狀的重復或隨機圖案形式施加。在一些實施方式中,耐磨涂層或?qū)涌梢圆贿B續(xù)圖案形式使用,以使基底織物的透氣性最大化,并且在各種實施方式中,耐磨涂層或?qū)涌筛采w防水織物的約15-50%的表面積。在特定實施方案中,耐磨涂層或?qū)涌梢园伭虾?或當織物暴露于濕氣時產(chǎn)生顏色變化,和/或耐磨涂層或?qū)涌梢栽鰪姺浪椢锏某蛲獾谋砻娴募y理。
因此,在各種實施方式中,將防水阻隔設置在基底織物的朝向外的表面上,可以允許芯吸基底織物面向使用者的皮膚,其中其可以從皮膚上芯吸汗液。另外,將防水阻隔設置在基底織物的外表面上還可以防止基底織物吸收來自環(huán)境的降水或其它濕氣。在各種實施方式中,該特征組合可以產(chǎn)生即對于使用者而言是舒適的又有效地保持防水性并且防止基底織物“濕透(wetting-out)”的芯吸防水織物。在各種實施方式中,將防水阻隔設置在基底織物的朝向外的表面上還能夠產(chǎn)生防水可透氣的隔熱材料,例如防水可透氣的毛絨織物(fleecefabric)和防水可透氣的絨毛隔熱織物(down-insulatedfabrics),這在本發(fā)明公開之前是不可能的。
在一些實施方式中,例如,防水阻隔和/或耐磨涂層或?qū)訉κ褂谜邅碚f是可見的,并且在一些實施方式中,防水阻隔和/或耐磨涂層或?qū)涌僧a(chǎn)生可見或紋理圖案。在特定實施方式中,防水阻隔和/或耐磨涂層或?qū)涌梢院幸环N或一種以上顏料或著色劑,或者當織物暴露于濕氣時可產(chǎn)生顏色變化。在其它實施方式中,防水阻隔和/或耐磨涂層或?qū)涌梢栽鰪姺浪椢锏某蛲獾谋砻娴募y理。在一些實施方式中,防水阻隔和/或耐磨涂層或?qū)涌梢栽O置在耦合至基底織物的拉鏈的一部分上,并且可以增強拉鏈的性能和/或防水性。
在一些實施方式中,防水織物可以形成制品(例如服裝或身體裝備、運動裝備、手套、頭飾或鞋類的制品)的一部分,并且由此可以在所公開的防水織物的兩片或兩片以上之間包含一個或一個以上接縫。在各種實施方式中,將疏水性防水阻隔設置在防水織物的朝向外的表面上可以允許織物中的任何接縫被密封(例如,使用耦合至/粘結(jié)至疏水性防水阻隔的防水帶密封)在防水織物的朝向外的表面上,而不是密封在防水織物的朝向身體的表面上。與傳統(tǒng)的朝向身體的表面接縫密封相比,密封在外部表面上的防水織物中的任何接縫賦予若干優(yōu)點。例如,當將基底織物設置在朝向外的表面上時,水可能浸潤(infiltrate)并且最終浸透(saturate)織物(例如通過“濕透”),這可導致織物膨脹、或以其它方式削弱織物和來自織物內(nèi)部的防水阻隔和/或防水帶之間的粘結(jié)。由于基底織物負載有水,水可行進至位于帶下面的縫合部(stitching),例如,這可以導致接縫的防水性的劣化。在一些實施方式中可導致接縫帶剝離和/或可導致水沿著接縫/縫合部的進入。
另外,常規(guī)防水織物具有暴露的縫合部,其可以吸引水通過針孔進入并且允許水吸收至縫隙(thread)中。相反,當將防水阻隔設置在防水織物的朝向外的表面上時,防水帶或其它接縫密封件將向可能不借由基底織物的浸透而減弱的水浸潤(infiltration)提供阻隔。此外,這種外部密封防止水進入縫合部并且保護縫合部免受磨損(這在常規(guī)防水織物構(gòu)造中可導致縫合斷裂)。
在各種實施方式中,防水帶和疏水性防水阻隔之間的粘結(jié)可以直接形成,而在其他實施方式中,防水膠帶可以施加在耐磨涂層或?qū)由?。在一些實施方式中,因為耐磨涂層或?qū)涌梢允遣贿B續(xù)的,所以將防水帶施加在耐磨涂層或?qū)由峡梢栽试S防水帶在耐磨涂層中的不連續(xù)區(qū)域中直接粘結(jié)至疏水性防水阻隔。在各種實施方式中,防水膠帶可與耐磨涂層或?qū)雍褪杷苑浪韪魞烧咝纬删o固防水粘結(jié)。
在一些實施方式中,防水織物可進一步包括施加至防水阻隔的朝向外的表面和/或耐磨涂層或?qū)拥某蛲獾谋砻?例如,遠離用戶的皮膚)上的耐久拒水劑(dwr)試劑。在各種實施例中,dwr可以是氟碳系、石蠟系、或硅系。在一些實施方式中,硅系和石蠟系dwr可以具有優(yōu)于常規(guī)的氟碳系dwr(例如全氟化碳,也稱為pfc)的優(yōu)點,這是因為一些氟碳化合物可能引起對可能的環(huán)境和/或健康作用的影響。硅系和石蠟系dwr不含pfc,因此對環(huán)境和/或健康沒有這些潛在的不良作用。在一些實施方式中,dwr試劑可以施加至(例如,印刷在,層壓至和/或涂布在)防水阻隔和/或耐磨涂層或?qū)由?,以進一步增強防水織物的表面上的成珠。在一些實施方式中,勝于施加至防水阻隔和/或耐磨涂層或?qū)拥某蛲獾谋砻?,dwr可以分散在防水阻隔中,例如以氟碳或硅酮(silicone)形式分散在聚氨酯膜中。在一些實施方式中,dwr試劑可以施加至疏水性防水阻隔,并且耐磨涂層或?qū)涌梢允┘釉赿wr試劑上。
除了增強濕氣成珠(moisturebeading)之外,額外的dwr試劑還可以在使用期間幫助保護防水阻隔免受損壞(例如,增加耐磨性)。在一些實施方式中,試劑可為使用者可見,并且在一些實施方式中,dwr試劑可以連續(xù)涂層形式或以連續(xù)或不連續(xù)圖案形式施加。在特定的實施方式中,dwr試劑可以含有顏料和/或當織物暴露于濕氣時產(chǎn)生顏色變化,和/或dwr試劑可以增強防水織物的朝向外的表面的紋理。
雖然上面描述了dwr,但是在實施方式中,可以去除dwr試劑。許多dwr試劑具有環(huán)境影響,并且額外的處理需要處理時間和費用。在各種實施方式中,可以通過防水阻隔的高疏水性來實現(xiàn)從服裝中去除dwr試劑,其中服裝甚至在無dwr試劑的情況下仍保持其防水性。
在另外其它實施方式中,防水織物可以包括在基底織物的朝向外的表面上的第一疏水性防水阻隔和在基底織物的朝向身體的表面上的第二疏水性防水阻隔。盡管該實施方式不具有放置芯吸基底織物相抵于使用者皮膚的優(yōu)點,但是它提供了在制造上的區(qū)別,其中接縫可按在現(xiàn)有外套織物情況下所完成般密封在內(nèi)部表面上。另外,該實施方式允許使用非常薄和/或重量輕的基底織物,這是因為它被夾在兩個疏水性防水阻隔之間。
圖1a和1b圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的兩個實施例的截面圖,一者具有基底織物和耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔(圖1a),以及一者具有基底織物、耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔、以及耦合到疏水性防水阻隔的朝向外的表面的耐磨涂層或?qū)?圖1b)。如圖1a所示,防水織物100a包括具有朝向外的表面104a和朝向身體的表面106a的基底織物102a。在各種實施方式中,基底織物102a可具有芯吸性質(zhì),或可用芯吸化合物進行處理(例如,涂布、浸漬或印刷)。在各種實施方式中,設置基底織物102a使得一個表面朝向身體,這可允許基底織物將汗液和/或其它濕氣芯吸遠離身體,產(chǎn)生干燥感覺。在一些實施方式中,基底織物102a可具有其它功能特性,例如熱引導(例如,熱傳導或熱反射)、冷卻或隔熱。在一些實施方式中,基底織物可以用芯吸化合物處理或涂布以增強芯吸。
在各種實施方式中,防水阻隔108a可以耦合(例如,覆蓋、層壓、印刷等)在基底織物102a的朝向外的表面104a上,形成針對滲透至基底織物102a中的濕氣的阻隔。將防水阻隔108a設置在朝向外的表面104a上防止基底織物102a“濕透”,這可以給予使用者以織物100a的防水能力已經(jīng)失效的印象。
如圖1b所示,在另一個實施方式中,防水織物100b包括具有朝向外的表面104b和朝向身體的表面106b的基底織物102b、耦合至基底織物102b的朝向外的表面104b的防水阻隔108b(形成針對滲透至基底織物102b中的濕氣的阻隔),以及耦合至防水阻隔108b的朝向外的表面的耐磨涂層或?qū)?10b。雖然耐磨涂層或?qū)?10b被描繪為連續(xù)的涂層或?qū)?,但是在一些實施方式中,其可以不連續(xù)的涂層或?qū)有问绞┘?,使得其覆蓋防水阻隔的約15-50%的表面積。在各種實施方式中,耐磨涂層或?qū)?10b可以隨機或重復圖案形式施加,并且可以網(wǎng)格或系列的條紋、或者圓點、方框、三角形、星形、字母、單詞、徽標或其類似物的重復圖案形式在視覺上對使用者為清楚的。在一些實施方式中,耐磨涂層或?qū)涌梢允侵模蛘呖梢栽谂c水接觸時產(chǎn)生顏色變化。
圖2a-2c圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的三個截面圖,其顯示圖1a中所圖示的防水織物的作用機制(例如圖2a)和常規(guī)防水織物的兩個實施例的作用機制(圖2b和2c)。在圖2a中,防水阻隔208a防止防水織物200a“濕透”,而基底織物202a芯吸來自使用者皮膚的汗液并且允許其在整個織物中擴散,從而有利于蒸發(fā)并且使?jié)駶櫢凶钚』?/p>
相比之下,圖2b中所示的常規(guī)防水織物200b將防水阻隔物208b設置在基底織物202b的朝向身體的表面上,從而防止基底織物202b吸收汗液,并且在防水織物200b的內(nèi)部表面上截留汗液。另外,由于基底織物202b的朝向外的表面不具有防水阻隔,故而水可浸透基底織物202b,給予其“濕透”外觀和非防水性的感覺。
同樣地,圖2c中所示的常規(guī)防水織物200c將防水阻隔208c設置在基底織物202c的朝向身體的表面上,從而防止基底織物202c吸收汗液,并且在防水織物200c的內(nèi)部表面上截留汗液。另外,盡管防水織物200c在基底織物202c的朝向外的表面上包括dwr試劑210c,但是水最終可能滲透dwr試劑并且浸透基底織物202c,給予其“濕透”外觀和非防水性的感覺。
圖3a-3c圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的三個實施例的截面圖,其包括:具有基底織物及耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔、以及在疏水性防水阻隔的朝向外的表面上的耐久拒水劑涂層的實施方式(圖3a);具有基底織物及耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔、以及耦合至疏水性防水阻隔的朝向外的表面的耐磨涂層或?qū)?、以及耦合至耐磨涂層或?qū)拥哪途镁芩畡┩繉拥膶嵤┓绞?圖3b);以及具有基底織物及耦合至其朝向外的表面的疏水性防水阻隔、在疏水性防水阻隔的朝向外的表面上的耐久拒水劑涂層、以及耦合至耐久拒水劑涂層的耐磨涂層或?qū)拥膶嵤┓绞?圖3c)。
如圖1a中所圖示的防水織物100a,圖3a中所圖示的防水織物300a包括具有朝向外的表面304a和朝向身體的表面306a的基底織物302a。在各種實施方式中,基底織物302a可具有芯吸性質(zhì),或可用芯吸化合物進行處理(例如,涂布、浸漬或印刷)。在各種實施方式中,疏水性防水阻隔308a可耦合(例如,覆蓋、層壓、印刷等)在基底織物302a的朝向外的表面304a上,形成針對滲透至基底織物302a的朝向外的表面304a中的濕氣的阻隔。如上所述,將防水阻隔308a設置在朝向外的表面304a上防止基底織物302a“濕透”,這可以給予使用者織物300a的防水能力已失效的印象。另外,可以將dwr試劑312a(例如,在一些實施方式中,其可以不連續(xù)圖案形式施加)施加至(例如,沉積在、印刷在、層壓至和/或涂布在)防水阻隔308a的朝向外的表面,從而增強防水織物300a的外表面上的水成珠和/或耐磨性。
在圖3b中所描繪的實施方式中,防水織物300b包括具有朝向外的表面304b和朝向身體的表面306b的基底織物302b、耦合至基底織物302b的朝向外的表面304b的疏水性防水阻隔308b、以及耦合至疏水性防水阻隔308b的耐磨涂層或?qū)?10b。另外,將dwr試劑312b施加至耐磨涂層或?qū)?10b的朝向外的表面,從而增強防水織物300b的外表面上的水成珠。
在圖3c中所描繪的實施方式中,防水織物300c包括具有朝向外的表面304c和朝向身體的表面306c的基底織物302c、耦合至基底織物302c的朝向外的表面304c的疏水性防水阻隔308c、以及耦合至疏水性防水阻隔308c的dwr試劑312c。另外,耐磨涂層或?qū)?10c施加至dwr試劑312c的朝向外的表面,從而增強防水織物300b的外表面上的耐磨性。
圖4a-4c圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的三個截面圖,其顯示圖3a中所圖示的防水織物的作用機制(例如,圖4a)和常規(guī)防水織物的兩個實施例的作用機制(圖4b和4c)。如圖4a所示,防水阻隔408a和dwr試劑410a可共同起作用,以防止防水織物400a“濕透”,而基底織物402a芯吸來自使用者皮膚的汗液。
相比之下,圖4b中所示的常規(guī)防水織物400b將防水阻隔408b設置在基底織物402b的朝向身體的表面上,從而防止基底織物402b吸收汗液,并且在防水織物400b的內(nèi)表面上截留汗液。另外,因為基底織物402b的朝向外的表面不具有防水阻隔,故而水可浸透基底織物402b,給予其“濕透”外觀和非防水性的感覺。
同樣地,圖4c所示的常規(guī)防水織物400c將防水阻隔408c設置在基底織物402c的朝向身體的表面上。盡管防水織物400c在基底織物402c的朝向外的表面上包括dwr試劑410c,但是水最終可能滲透dwr試劑(或者dwr試劑可能逐漸磨損掉),并且水可能浸透基底織物402c,給予其“濕透”外觀和非防水性的感覺。
圖5圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的另一實施例的截面圖。在本實施方式中,除了在基底織物502的朝向外的表面504上的疏水性防水阻隔508a之外,防水織物500還包括在基底織物502的朝向身體的表面506上的第二疏水性防水阻隔508b。盡管該實施方式不具有設置芯吸基底織物502相對于使用者皮膚的優(yōu)點,但是它提供了在制造上的優(yōu)點,其中接縫可按在現(xiàn)有外套織物情況下所完成般被密封在內(nèi)表面上。另外,可以使用非常薄和/或輕量的基底織物502,因為它被夾在兩個疏水性防水阻隔508a、508b之間。
圖6a-6c圖示根據(jù)各實施方式的防水織物的三個截面圖,其顯示圖5中所圖示的防水織物的作用機制(圖6a)和常規(guī)防水織物的兩個實施例的作用機制(圖6b和6c)。如圖6a所示,第一防水阻隔608a防止防水織物600a“濕透”,第二防水阻隔608b設置在基底織物602a的朝向身體的表面上,并且允許由防水織物600a制成的制品使用常規(guī)的接縫密封技術(shù)。
相比之下,圖6b中所示的常規(guī)防水織物600b將防水阻隔608c設置在基底織物602b的朝向身體的表面上。因此,由于基底織物602b的朝向外的表面不具有防水阻隔,故而水可浸透基底織物602b,給予其“濕透”的外觀和非防水性的感覺。
同樣地,圖6c所示的常規(guī)防水織物600c將防水阻隔608d設置在基底織物602c的朝向身體的表面上。盡管防水織物600c在基底織物602c的朝向外的表面上包括dwr試劑612c,但是水最終可能滲透dwr試劑并且浸透基底織物602c,給予其“濕透”外觀和非防水性的感覺。
在各種實施方式中,本文所述的各種防水織物的優(yōu)點是織物層中的接縫(例如可存在于服裝的袖套和主體之間)可通過將防水帶直接粘結(jié)至疏水性防水阻隔的朝向外的表面來防水。圖7a-7c圖示根據(jù)各實施方式的具有防水接縫的防水軟殼或毛絨織物的三個實施例,其包括:具有基底織物、毛絨或軟殼織物、以及dwr試劑的實施方式,其中,接縫用施加至基底織物的朝向外的表面的防水帶進行密封(圖7a);具有帶有耦合至朝向身體的表面的防水阻隔的基底織物的實施方式,其中,接縫通過切削毛絨或軟殼層且將防水帶施加至防水阻隔的朝向身體的表面來防水(圖7b);以及其中防水阻隔直接耦合至毛絨或軟殼層的朝向外的表面且接縫通過將防水帶粘結(jié)至防水膜的朝向外的表面來密封的實施方式(圖7c)。在圖7a所圖示的實施例中,將基底材料702a粘結(jié)至毛絨或軟殼織物718a,并且將dwr試劑712施加至基底織物702a的朝向外的表面??稍O置在服裝、身體裝備、鞋類或體育用品的制品中的多個位置中的任何一處的接縫714a貫穿材料700a的全部厚度,并且用粘結(jié)至基底織物702a的防水帶716a密封在基底材料702a的朝向外的表面上。
在所圖示的實施例中,水(由箭頭指示)可能最終通過dwr試劑712浸潤基底織物702a,并且可能導致防水膠帶716a和基底織物702a之間的粘結(jié)劣化。在一些實施方式中,這可能最終導致水在接縫714a處進入和/或防水膠帶716a的剝離和接縫714a的防水失效。
圖7b所圖示的實施例中,基底材料702b的朝向身體的表面粘結(jié)至防水阻隔708b,該防水阻隔708b又粘結(jié)至毛絨或軟殼織物718b。接縫714b貫穿材料700b的全部厚度,并且用防水帶716b密封在防水阻隔708b的朝向身體的表面上。為了接近防水阻隔708b的朝向身體的表面,在施加防水帶716b之前,將毛絨或軟殼織物718b切削(例如,切除)以露出防水阻隔708b。這在制造過程中需要額外的步驟,并且還留下服裝、身體裝備、鞋類或運動設備的制品缺乏毛絨或軟殼織物718b的隔絕的區(qū)域。另外,防水材料700b遭遇圖2b和4b中所圖示的織物的相同的缺點,即,基底織物702b的濕透。
相比之下,圖7c中所圖示的防水隔熱材料避免了這些問題。在圖7c所圖示的實施例中,防水阻隔708c粘結(jié)至毛絨或軟殼織物718c。接縫714c貫穿防水隔熱材料700c的全部厚度,并且用防水帶716c密封在防水阻隔708c的朝向外的表面上。這防止了與圖7c所圖示的基底織物的濕透相關的問題,并且還允許強粘結(jié)在防水阻隔708c和防水帶716c之間形成,這確保接縫714c不會劣化和失效。
圖8a和8b圖示根據(jù)各實施方式的防水隔熱材料的兩個實施例,其包括:具有通過外部基底織物和內(nèi)部襯里織物定界的隔熱層、粘結(jié)至外部基底織物的朝向身體的表面的防水阻隔、dwr涂層或?qū)?、以及用粘結(jié)至外部基底織物的朝向外的表面的防水帶來防水的接縫的實施方式(圖8a);以及具有通過外部基底織物和內(nèi)部襯里織物定界的隔熱層、粘結(jié)至外部基底織物的朝向外的表面的防水阻隔、以及用粘結(jié)至防水阻隔的朝向外的表面的防水帶來防水的接縫的實施方式(圖8b)。在圖8a所圖示的實施例中,隔熱層820a(其可以包括天然隔熱材料、合成隔熱材料或兩者的組合)通過外部基底織物802a在朝向外的表面上定界,且通過襯里織物822a在朝向身體的表面上定界。基底織物802a的朝向身體的表面粘結(jié)至防水阻隔808a,并且基底織物802a的朝向外的表面可用dwr試劑涂布。接縫814a貫穿材料800a的全部厚度,并且用防水帶816a密封在基底織物802a的朝向外的表面上。
在所圖示的實施例中,水(由箭頭指示)可能最終通過dwr試劑812浸潤基底織物802a,并且可能導致防水帶816a和基底織物802a之間的粘結(jié)劣化。在一些實施方式中,這可能最終導致防水帶816a的剝離和接縫814a的防水失效。
相比之下,圖8b中所圖示的防水隔熱材料避免了這些問題。在圖8b所圖示的實施例中,隔熱層820b(其可以包括天然隔熱材料、合成隔熱材料或兩者的組合)通過外部基底織物802b在朝向外的表面上定界,并且通過襯里織物822b在朝向身體的表面上定界。在一些實施方式中,合成和天然隔熱材料的特定配置可以如在美國申請第14/286,869號中所公開般使用,該申請以全文引用的方式并入本文中。
基底織物802b的朝向外的表面粘結(jié)至防水阻隔808b。接縫814b貫穿隔熱材料800b的全部厚度,并且通過在防水帶816b和防水阻隔808b的朝向外的表面之間形成粘結(jié)來密封。該結(jié)構(gòu)防止基底織物802b濕透,并且還允許強粘結(jié)在防水阻隔808b和防水帶816b之間形成,這確保接縫814b不會劣化和失效。
實施例
實施例1:穿過防水織物的水蒸氣透過率的測試
水蒸氣透過測試通常使用其中將織物樣品密封在含水的杯子的頂部上的裝置進行,并且將該杯子的重量作為時間函數(shù)以重量分析方式監(jiān)測。記錄樣品的環(huán)境溫度、相對濕度和氣流速率。通常,杯子和環(huán)境是相同的溫度。在本發(fā)明實施例中,定制的加熱杯子固持器通過在杯子基部周圍包覆鋁箔襯里的可撓性加熱器來構(gòu)建。杯子從thwing-albertinstrument公司獲得,并且為ez-cup蒸汽壓力計滲透性杯(vapometerpermeabilitycup),深度2”(零件第68-3000號)。加熱器從mcmaster-carr獲得,并且超可撓性超薄加熱片材(super-flexibleultra-thinheatsheet)2”×10”(零件第8009t12號)用于加熱杯子。通過放置在加熱杯子固持器的內(nèi)表面上水平面處的k型熱電偶來監(jiān)測杯子溫度。具有水和織物的完全組裝的杯子在升高的杯子溫度下、在環(huán)境腔室(lunairetenneybtrc)中平衡30分鐘,隨后收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以質(zhì)量對時間形式從預加熱杯子中收集。質(zhì)量對時間曲線的斜率借由織物面積歸一化,以給出水蒸汽透過率(wvtr)。在測試期間,將杯子保持在直立配置。每個杯子在每一測試開始時含有80ml去離水h2o(填充~1”),其持續(xù)2.5小時,每30分鐘進行測量。外部表面上的杯子溫度保持在35.0℃,平衡后的水溫為34.6-34.9℃,環(huán)境溫度為24.8±0.4℃,環(huán)境相對濕度為51.0±4.7%,且氣流測試90秒間隔并且發(fā)現(xiàn)其在0和59fpm之間變化。所有樣品經(jīng)受相同的測試條件。
圖9a-9c是圖示根據(jù)各實施方式的以下圖示:與本文所述的防水織物的實施方式相比的各種市售防水織物的水蒸汽透過率(圖9a)、與市售織物相比的圖9a的防水織物透過水蒸汽的百分比(圖9b)、以及以組合形式呈現(xiàn)的圖9a和9b中所示的數(shù)據(jù)(圖9c)。圖9a圖示mvtr的測量值,其中,從每一織物樣品取得2-3個測量。當與其它市售織物相比時,本申請中公開的織物(例如,columbiaoutdryextremetm)經(jīng)測定具有較快的wvtr。圖9b顯示與對照織物相比,columbiaoutdryextremetm織物透過水蒸汽較快的百分比,其中,百分比計算為((wvtr測試織物)-(wvtr對照織物))/(wvtr對照織物)。發(fā)現(xiàn)測試織物(例如,columbiaoutdryextremetm)與對照織物相比透過水蒸汽快17-74%。
實施例2:防水織物的物理性能的測試
圖10圖示測試如本文所述的防水織物的一個實施方式的結(jié)果。如圖10所示,當與常規(guī)防水織物相比時,該防水織物顯示出在jisl1099b1mvtr的測試上改進35%(例如,參見“濕蒸汽透過(moisturevaportransmission)”并且比較條件1(其是測試織物(“涂層側(cè)作為正面”,其顯示出6,346g/m2/24hr的濕蒸汽透過率(moisturevaportransmissionrate,mvtr))與條件2(其是對照織物(“涂層側(cè)作為背面”,其顯示出4,712g/m2/24hr的mvtr)))。此外,在該測試中檢查的防水織物不包括施加至基底織物的芯吸整理劑(wickingfinish),因此本領域技術(shù)人員將期望:防水織物具有這種芯吸整理劑,以顯示出甚至更大的改進。
雖然本文中已經(jīng)圖示和描述了特定實施方式,但是本領域技術(shù)人員將了解:在不偏離范圍的情況下,可用經(jīng)計算以達成相同目的的廣泛多種替代和/或均等實施方式或?qū)嵤﹣砣〈@示和描述的實施方式。本領域技術(shù)人員將容易理解:可以非常廣泛的多種方式來實施實施方式。本申請意欲涵蓋本文中所論述的實施方式的任何修改或變化。因此,顯然意欲僅由權(quán)利要求書及其均等物來限制實施方式。