專利名稱：防水的且水蒸氣可透過的衣服的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有可控濕氣和水分控制能力的衣服。受權(quán)利要求書保護 和公開的本發(fā)明在外衣中具有特定應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在雨天和其他潮濕條件下穿著的防護服應(yīng)能夠通過防止水分滲入到衣 服中并通過使汗水從穿著者身上蒸發(fā)到大氣中來保持穿著者干燥。確實允 許汗液蒸發(fā)的"可透氣的"材料易于被雨水濕透，因此它們無法做到真正 的防水。油布、涂覆有聚氨酯的織物、聚氯乙烯薄膜以及其他材料是防水 的，但無法獲得令人滿意的汗水蒸發(fā)效果。
已用硅氧烷、碳氟化合物以及其他防水劑處理過的織物通常允許汗水
蒸發(fā)，但防水能力有限；在極低的壓力下水會滲透這些織物，并且在摩擦 或機械撓曲時常會自發(fā)滲漏。雨衣必須能承受雨淋和暴風雨的沖擊力，并 能承受在衣服折疊和褶皺中產(chǎn)生的壓力。
普遍認為衣服必須是"可透氣的"以達到穿著舒適的效果。有助于衣 服舒適度的兩個因素包括透過或未透過衣服的空氣量，以及從內(nèi)部透到 外部的汗水量，以使得內(nèi)衣不會變濕，從而實現(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，往往也會限制濕氣透過率。
現(xiàn)行許多防水結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用疏水涂層的多層織物結(jié)構(gòu)。該織物結(jié)構(gòu)通 常由織造織物層、納米纖維網(wǎng)類型的微孔層、以及另一織造材料或編織材 料層制成。該微孔層是用來提供目標應(yīng)用必需的合適透氣率和濕氣透過率 的構(gòu)造的功能層。有關(guān)這種構(gòu)造的實例，可參見美國專利5,217,782 、 4,535,008、 4， 560, 611和5， 204, 156。
如果要將疏水性涂層施加到織物結(jié)構(gòu)，那么該領(lǐng)域的現(xiàn)行技術(shù)均完全 適用于該應(yīng)用。需要能以較低的成本和較高的生產(chǎn)率來提供可接受水平的防水性和高濕氣透過率的織物。
已知的是，衣服要想穿著舒適，就必須適應(yīng)身體對熱調(diào)節(jié)的生理需 要。在溫暖的環(huán)境中，熱能必須從身體上散發(fā)。這主要通過以下組合來實
現(xiàn)直接熱傳導(dǎo)，其傳導(dǎo)熱量離開身體穿過織物和皮膚表面上的空氣層； 對流，其通過流動空氣以及由汗水從皮膚表面蒸發(fā)的冷卻效果使熱量離開 身體。顯著抑制熱傳遞的衣服會導(dǎo)致熱和水分的積聚，這會導(dǎo)致由發(fā)熱、 發(fā)粘、濕粘和/或出汗感覺引起的不適。在極端情況下，例如，其中防護 服會抑制在溫暖潮濕環(huán)境下開展活動期間充分的熱調(diào)節(jié)，此類衣服的不足 之處不僅會導(dǎo)致不適，還會導(dǎo)致危及生命的熱應(yīng)力。鑒于此原因，很多情 況下，衣服的不足之處使得活動受限制，以便避免由熱應(yīng)力造成的后果。
研究表明，對溫暖潮濕環(huán)境中的體力活動具有最少限制的最舒適衣服 為最能通過與環(huán)境進行空氣交換的機理而透氣的那些。(Bernard, T. E. , N. W. Gonzales, N. L. Carroll, M. A. Bryner和J. P. Zeigler. "Sustained work rate for five clothing ensembles and the relationship to air permeability and moisture vapor transmission rate." American Industrial Hygiene Conference, Toronto, 1999年6 月 ；N.W.Gonzales,"Maximum Sustainable Work for Five Protective Clothing Ensembles and the Effects of Moisture Vapor Transmission RatesandAirPermeability"Master's Thesis, College of Public Health, University of South Florida, 1998年12 月)。
體力活動會使織物和衣服撓曲。如果織物具有足夠低的氣流阻力，那 么該撓曲會產(chǎn)生抽吸作用，其會前后推拉空氣穿過織物。通過此機理，衣 服內(nèi)載有熱汽的空氣與環(huán)境空氣的交換將提供顯著的冷卻效果。對由相同 剪裁制成但在溫暖潮濕條件(溫度32°C、相對濕度60%)下氣流阻力差異 較大的防護服進行的測試顯示由具有最小氣流阻力的織物制成的衣服可 反復(fù)地允許受試者實現(xiàn)較高水平的活動而不會引起熱應(yīng)力。相反，由具有 最大氣流阻力的織物制成的衣服會將同 一 受試者的體力活動限制到最低水 平以避免熱應(yīng)力。由具有中等氣流阻力的織物制成的衣服允許受試者實現(xiàn) 中等水平的活動而無熱應(yīng)力。該中等活動水平與織物的氣流阻力息息相關(guān)。
顯然，在其中身體必須傳遞熱量和水分以保持舒適度或避免熱應(yīng)力的 條件下，希望衣服由具有低氣流阻力的織物制成。
衣服提供環(huán)境中的危險防護。防護服賦予的防護程度取決于衣服阻隔 特性的有效性。如果阻隔功能是為了防止環(huán)境微粒或流體滲入到衣服中而 接觸到穿著者，那么阻隔易于與織物孔徑相關(guān)聯(lián)。最有效的阻隔通常具有 最小孔徑。
遺憾的是，較小的孔徑通常也會導(dǎo)致較高的氣流阻力。在上面引用的 研究中，具有最高阻隔性能的衣服具有最低的氣流滲透性，反之亦然。因 此，在衣服中提供有效阻隔防護的能力以及提供低氣流阻力(即高氣流滲 透性)的能力在同一衣服中是逆相關(guān)的。
微孔薄膜已用于阻隔材料以實現(xiàn)極高流體靜壓頭阻隔性能，但卻以透 氣性為代價，使得它們的透氣率低至不可接受的程度，從而導(dǎo)致含有此類 薄膜的織物讓穿著者感覺不適。
本發(fā)明涉及一種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防水性。
發(fā)明概述
在第一實施方案中，本發(fā)明涉及具有透過濕氣的能力同時為穿著者防 水的防水可透氣衣服，該衣服包括與納米纖維層相鄰并且呈面對面關(guān)系的 第一外層織物層構(gòu)成的復(fù)合織物，其中納米纖維層包括至少一個聚合物納
米纖維的多孔層，納米纖維具有介于約50nm至約IOOO腿之間的數(shù)均直 徑，介于約lg/m2和約100g/m2的基重，并且復(fù)合織物具有介于約 1. 2mVm7min和約7. 6m7mVmin之間的弗雷澤透氣率、大于約500g/mV天 的濕氣透過率、以及至少約50cm水柱的靜壓頭。
發(fā)明詳述
術(shù)語"納米纖維層"和"納米纖維網(wǎng)，，在本文中可互換使用，并指納 米纖維的非織造纖維網(wǎng)。
如本文所用，術(shù)語"納米纖維"是指數(shù)均直徑或橫截面小于約1000nm，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。
術(shù)語"非織造材料"是指包括多根無規(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，也可以是不同纖維的組合或者是分別包 含不同材料的類似纖維的組合。
"熔噴纖維"是指通過以下方法形成的纖維將熔融熱塑性材料通過 許多細小的、通常為圓形的模具毛細管擠成熔融線或長絲，然后進入會聚 的通常為熱的和高速的氣體(如空氣)流中，使熔融熱塑性材料的長絲變 細并形成纖維。在熔噴工藝期間，熔融長絲的直徑通過牽伸空氣減小至所 需尺寸。之后，熔噴纖維由高速氣流攜帶并沉積在收集表面上以形成無規(guī) 分散的熔噴纖維的纖維網(wǎng)。這樣的工藝在例如授予Buntin等人的美國專 利3,849,241、授予Lau的美國專利4,526, 733、和授予Dodge, II等人 的美國專利5， 160， 746中有所公開，所有專利據(jù)此以引用方式并入本文。 熔噴纖維可以為連續(xù)的或不連續(xù)的。
"壓延"是將纖維網(wǎng)穿過兩個輥之間的輥隙的過程。輥可以彼此接
輥和硬輥之間形成。"軟輥"是指在為了保持兩輥在壓延機中接觸而施加 的壓力下會變形的輥。"硬輥"是具有下述表面的輥，該表面在工藝壓力 下不會發(fā)生對工藝或產(chǎn)品產(chǎn)生顯著影響的變形。"無圖案的"輥是指在能 夠制造它們的過程中具有平滑表面的輥。當纖維網(wǎng)穿過輥隙時，沒有點或 圖案使得可在纖維網(wǎng)上特意生成圖案，這不同于點粘合輥。
所謂"衣服"是指由使用者穿著以保護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、帽子、手 套、鞋子、襪子、和襯衫均被認為是符合該定義的衣服。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及一種具有維持高濕氣透過率的能力并 同時控制液態(tài)水滲透的防水衣服。該衣服包括納米纖維層，該納米纖維層 繼而包括至少一層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/n)2和約100g/iT^之間的基重。本發(fā)明還包括一種衣服，該衣服包括與納米纖維層相鄰并且呈面對面 關(guān)系的第一織物層構(gòu)成的復(fù)合材料，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且呈面對面關(guān)系并位于納米纖維層的與第一 織物層相對的側(cè)面上。
本發(fā)明的衣服還具有不大于約7. 6m3/mVmin的弗雷澤透氣率，以及根 據(jù)ASTM E-96B方法測得的大于約500g/mV天的濕氣透過率，以及至少約 50厘米水柱(cmwc)的靜壓頭。
非織造纖維網(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，在某些情況下通過熔噴法生成。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 中向溶液中的聚合物施加高電壓以生成納米纖維和非織造墊。非織造纖維 網(wǎng)還可以包括熔噴纖維。
用于制造納米纖維網(wǎng)的"電吹"工藝公開于世界專利公布WO 03/080905中，該文獻全文以引用方式并入本文。包含聚合物和溶劑的聚 合物溶液流從儲罐喂入噴絲頭的一 系列紡絲噴嘴，向噴嘴施加高電壓并且 聚合物溶液通過噴嘴被排出。同時，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)面或周邊。通常向下引導(dǎo)空氣，以形成 吹氣流，所述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)，所述纖維網(wǎng)被收集在真空室上方的接地多孔收集帶上。電吹 方法允許在相對短的時間周期內(nèi)形成商用尺寸和數(shù)量的納米纖維網(wǎng)，所述 納米纖維網(wǎng)的基重超過約lgsm，甚至高達約40gsm或更大。
本發(fā)明的織物層可以布置在收集器上以便收集和混合在織物上紡成的 納米纖維網(wǎng)，以便可將該復(fù)合材料用作本發(fā)明的織物。
可用于形成本發(fā)明的納米纖維網(wǎng)的聚合物材料并未特別限制，并包括 加聚物和縮聚物材料，例如聚縮醛、聚酰胺、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。這些種類中優(yōu)選的材料包括交聯(lián)和非交聯(lián)形式的、不同水解程度 (87%至99.5%)的聚(氯乙烯)、聚曱基丙烯酸曱酯(和其他丙烯酸類樹 脂)、聚苯乙烯、以及它們的共聚物(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)選的加成聚合物趨于是玻璃狀的(Tg高于室溫)。聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯聚合物混合
物或合金或低結(jié)晶度的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 等。當通過熔噴法形成本發(fā)明的聚合物納米纖維網(wǎng)時，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(對苯二曱酸乙二酯)的聚 酯，以及聚酰胺，例如上述尼龍聚合物。
理特性。在本發(fā)明的一個實施方案中，將初生納米纖維網(wǎng)喂入兩個無圖案 的輥之間的輥隙中，其中一個輥是無圖案的軟輥， 一個輥是無圖案的硬 輥，硬輥的溫度保持在L和乙之間，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)變時的溫度，L在本文中被定義為聚合物開始熔融的溫 度，以使得納米纖維網(wǎng)的納米纖維在穿過壓延輥隙時處于塑性狀態(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。在本發(fā)明的一個實 施方案中， 一個輥為硬金屬，例如不銹鋼，另一個是軟金屬或聚合物涂覆 的輥或硬度小于洛氏B 70的復(fù)合材料輥。纖維網(wǎng)在兩個輥之間的輥隙中 的停留時間由纖維網(wǎng)的線速度控制，所述線速度優(yōu)選地介于約lm/min和 約50m/min之間，并且兩輥之間的占有距離為纖維網(wǎng)與雙輥同時接觸時的 縱向距離。該占有距離受施加在兩輥之間的輥隙處的壓力控制，并通常以 輥的每線性橫向尺寸上的力來測定，所述占有距離優(yōu)選地介于約lmm和約 30mm之間。
此外，納米纖維網(wǎng)可被拉伸，任選地同時加熱至納米纖維聚合物的Tg 和最低乙之間的溫度。拉伸可以在將纖維網(wǎng)喂入壓延輥中之前和/或之后 進行，可以在縱向或橫向上進行，或在這兩個方向上同時進行。
將常規(guī)親水性聚合物納米纖維的納米纖維;沉積到收集/支撐纖維網(wǎng)上， 然后通過疏水處理(例如碳氟化合物材料)處理該纖維網(wǎng)的納米纖維。將 涂覆材料以極薄的層來施加時，幾乎不會導(dǎo)致下面的纖維網(wǎng)的透氣性能發(fā) 生任何變化，例如提交于2002年6月26曰、共同未決的美國臨時申請 60/391,864中所述。作為另夕l、一種選擇，可將形成的納米纖維網(wǎng)浸入涂層 材料(例如含氟表面活性劑)的溶液中，然后干燥。在本發(fā)明的 一個優(yōu)選的實施方案中，氟化表面活性劑為由杜邦公司生
產(chǎn)的Zonyl⑧系列表面活性劑中的一種。
多種天然和合成織物是已知的，并且可用作本發(fā)明的一個或多個織物 層，例如用于構(gòu)造服裝，例如運動服、耐用外衣和戶外用品、防護服等 (例如手套、圍裙、皮套褲、褲子、靴子、防潮鞋罩(gators)、襯衫、 夾克、外套、襪子、鞋子、內(nèi)衣、背心、高筒防水膠靴或褲、帽子、橡膠 長手套、睡袋、帳篷等)。通常，設(shè)計用作結(jié)實耐用的外衣的衣服由相對 疏松織造織物構(gòu)成，該織物由具有相對低強度或韌度的天然和/或合成纖 維(例如尼龍、棉、羊毛、絲綢、聚酯、聚丙烯酸類、聚烯烴等)制成。 每種纖維的拉伸強度或韌度可以小于約8克/旦尼爾(gpd),更典型地小于 約5gpd，并且在一些情況下小于約3gpd。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 復(fù)合織物，作為本發(fā)明的組成?？墒褂镁幙椊Y(jié)構(gòu)例如平紋結(jié)構(gòu)、增強平紋 結(jié)構(gòu)(具有雙或多經(jīng)線和/或綿線)、斜紋結(jié)構(gòu)、增強斜紋結(jié)構(gòu)(具有雙 或多經(jīng)線和/或綿線)、緞面結(jié)構(gòu)、增強緞面結(jié)構(gòu)(具有雙或多經(jīng)線和/或 綿線)、針織物、氈、抓絨和針刺結(jié)構(gòu)。拉伸織造結(jié)構(gòu)、格子布、多臂織 物、和提花織物也適用于本發(fā)明。
納米纖維網(wǎng)粘結(jié)到織物層表面的一部分上，并且可以通過本領(lǐng)域的技
術(shù)人員已知的任何方式粘結(jié)到織物層，例如通過粘合、加熱、使用超聲場 或通過溶劑粘合。在一個實施方案中，納米纖維網(wǎng)粘合性地粘結(jié)使用聚 合物粘合劑例如聚氨酯的溶液，然后使溶劑蒸發(fā)。在另一個實施方案中， 當納米纖維網(wǎng)直接靜電紡紗至織物層上時，剩余的靜電紡紗溶劑將用于實 現(xiàn)溶劑粘合。 實施例
靜水壓頭或"靜壓頭"(hydrohead) (ISO 811)是對織物阻止水滲透 的能力的方便量度。其以將液態(tài)水強行通過織物所需的壓力來表示，該壓 力以厘米水柱(cmwc)為單位。已知的是，靜壓頭取決于孔徑的倒數(shù)。較小 的孔徑產(chǎn)生較高的靜壓頭，而較大的孔徑產(chǎn)生較低的靜壓頭。在下述測量 中，使用每分鐘60cmwc的緩變率。法(ASTM D737)來衡量。在此測 量法中，向適當夾住的織物樣本施加124. 5N/m2 (0.5英寸水柱)的壓力 差，對所產(chǎn)生的空氣流動速率進行測量，并稱之為弗雷澤滲透率或更簡單 地稱為"弗雷澤"(Frazier)。在本文中，弗雷澤滲透率以m3/m2/min為 單位來記錄。高弗雷澤對應(yīng)于高氣流滲透率，而低弗雷澤對應(yīng)于低氣流滲 透率。
衣著的另 一個重要參數(shù)是織物將濕氣從夾克內(nèi)部排出的能力。該參數(shù) 稱作濕氣透過率(MVTR)。 ^使用ASTM E96 B方法測試納米纖維網(wǎng)的MVTR, 并以g/mV天為單位來記錄。
如果樣本經(jīng)受了壓延，那么壓延過程是在1.5磅每線性英寸(pli)的 壓力和125。C的溫度下進行的。
除非另外指明，含氟表面活性劑處理是通過浸蘸與擠壓方法，使用 0.6%的己醇作為潤濕劑，在400g水浴(其中納米纖維網(wǎng)的雙面均完全浸 入水浴中)中進行的。然后將納米纖維網(wǎng)在139°C的烘箱中干燥三分鐘。
實施例1
制備了由170gsm的4立伸尼龍平織織物(可4尋自Rose City Textiles in Portland, Oregon)和納米纖維網(wǎng)制成的雙層織物構(gòu)造，納米纖維網(wǎng) 由尼龍6,6制成并具有l(wèi)Ogsm (克/平方米)的基重。使用"288圖案"凹 版輥施加60psi的壓力，通過使用溶劑型聚氨酯粘合劑將尼龍織造織物層 壓到納米纖維網(wǎng)上來制備雙層織物構(gòu)造。然后，使用調(diào)聚氟化表面活性劑 (Zonyl 7040, DuPont， Wilmington, DE)來處理最終的雙層織物構(gòu) 造，該表面活性劑以8%的固體(原樣)溶于水浴中。使用浸蘸與擠壓方 法(其中織物構(gòu)造的雙面均完全浸入水浴中)來施加Zonyl (可從E. I. du Pont de Nemours and Company商購獲4尋)。纟求后3夸jt匕只又層才勾造通過電 加熱的烘箱，烘箱溫度為140。C,停留時間為2分45秒。
該雙層織物構(gòu)造具有190cmwc的靜壓頭，以及1397g/m7天的MVTR。
比4交實施例1
使用Zonyl 7040以如上所述的相同方式處理單層平織拉伸尼龍，并 測試靜壓頭。不具有非織造納米纖維網(wǎng)的單層織造尼龍具有僅33cmwc的 靜壓頭和1916g/m7天的MVTR。從實施例1和比較實施例1可以看出，當與耐用防水涂層聯(lián)合使用 時，納米纖維網(wǎng)可顯著增大織物構(gòu)造的靜壓頭。此外，如果需要，靜壓頭 可通過對混合納米纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)的后處理而進一步增大。
實施例2
對由尼龍6，6制成、具有25gsm基重的單層納米纖維網(wǎng)進行壓延，然 后使用Zonyl 7040以8%的固體(原樣)進行處理。然后對該處理過的 納米纖維網(wǎng)測試靜壓頭。第 一試驗未使用任何類型的納米纖維網(wǎng)支撐系 統(tǒng)，所得的靜壓頭為48cmwc。對于第二試驗，將每側(cè)邊緣上都具有兩個襯 墊的粗糙支撐篩網(wǎng)放置在測試夾具中的納米纖維網(wǎng)上。使用該篩網(wǎng)來防止 施加靜水壓時納米纖維網(wǎng)發(fā)生膨脹。使用該粗糙支撐篩網(wǎng)所得的靜壓頭為 166cmwc 。對于第三和第四試驗，使用篩孔細得多的支撐篩網(wǎng)來控制測試 期間納米纖維網(wǎng)的膨脹。使用此細孔支撐篩網(wǎng)所得的靜壓頭分別為 244cmwc和269cmwc。
實施例3
使用Zonyl 7040以8%的固體(原樣)處理由尼龍6,6制成、具有 25gsm基重的單層納米纖維網(wǎng)。第一試驗不使用任何類型的納米纖維網(wǎng)支 撐系統(tǒng)，所得的靜壓頭為40cmwc。對于第二、第三和第四試驗，將細孔支 撐篩網(wǎng)放置在測試夾具中的納米纖維網(wǎng)的頂部以阻止納米纖維網(wǎng)在測試期 間發(fā)生膨脹。所得的,爭壓頭為202cmwc、 214cmwc和202cmwc。 MVTR為 1730g/m2/天。
實施例4
對由尼龍6，6制成、具有25gsm基重的單層納米纖維網(wǎng)進行壓延，然 后使用Zonyl 7040以16%的固體(原樣)進行處理。第一試驗不使用任 何類型的納米纖維網(wǎng)支撐系統(tǒng)，所得的靜壓頭為46. 5cmwc。對于第二和第 三試驗，將細孔支撐篩網(wǎng)放置在測試夾具中的納米纖維網(wǎng)的頂部以阻止納 米纖維網(wǎng)發(fā)生膨脹。所得的靜壓頭分別為292cmwc和326cmwc。對于第四 試-驗，將170gsm的4立伸尼龍平織織物(得自Rose City Textiles, Portland, Oregon)方文置在測試夾具中的納米纖維網(wǎng)的頂部以阻止納米纖 維網(wǎng)發(fā)生膨脹。所得的靜壓頭為173cmwc。對于第五試驗，在測試夾具 中，將兩片壓延過的納米纖維網(wǎng)彼此層疊，然后用細孔支撐篩網(wǎng)覆蓋。所得的靜壓頭為550匿c。 MVTR為1586g/m7天。 實施例5
使用Zonyl 7040以16%的固體(原樣)來處理由尼龍6, 6制成、具 有25gsm基重的單層納米纖維網(wǎng)。第一和第二試驗均使用細孔支撐篩網(wǎng)來 阻止納米纖維網(wǎng)在測試夾具中發(fā)生膨脹。所得的靜壓頭分別為266cmwc和 282cmwc。對于第三試^r，通過以下方式再次處理納米纖維網(wǎng)對納米纖 維網(wǎng)再次使用浸蘸和擠壓方法，然后再次于139°C的烘箱中干燥三分鐘。 隨后使用FX3000靜壓頭測試儀對經(jīng)過兩次處理的納米纖維網(wǎng)測試靜壓 頭。在測試夾具中使用細孔支撐篩網(wǎng)來阻止納米纖維網(wǎng)在測試期間發(fā)生膨 脹。所得的靜壓頭為290cmwc。 MVTR為1708g/mV天。
實施例6
對由尼龍6, 6制成、具有25gsm基重的單層納米纖維層進行壓延，然 后使用Zonyl 7040以16%的固體(原樣)進行處理。所有三次試驗均在 測試夾具中使用細孔支撐篩網(wǎng)來阻止納米纖維網(wǎng)在測試期間發(fā)生膨脹。所 產(chǎn)生的靜壓頭為490厘米水柱(cmwc)、 454cmwc和586cmwc。 MVTR為 1701g/m7天。
實施例7
對由尼龍6，6制成、具有25gsm基重的單層納米纖維網(wǎng)進行壓延，然 后使用Zonyl 7040以28%的固體(原樣)、使用0.6%的己醇作為潤濕 劑、在200g水浴中進行處理。在第一、第二和第三試驗中，將細孔篩網(wǎng) 用于測試夾具中的納米纖維網(wǎng)上，以阻止納米纖維網(wǎng)在測試期間發(fā)生膨 脹。所得的靜壓頭分別為372cmwc、 300cmwc和318cmwc。在第四和第五試 驗中，將兩片處理過的納米纖維網(wǎng)彼此層疊在測試夾具中，然后用細孔支 撐篩網(wǎng)覆蓋。所得的靜壓頭分別為360cmwc和509cmwc。平均MVTR為 1660g/m7天。
實施例8
對由尼龍6,6制成、具有25gsm基重的單層納米纖維網(wǎng)進行壓延，然 后使用Zonyl 7040以28%的固體(原樣)、使用0.6%的己醇作為潤濕 劑、在200g水浴中進行處理。對于第一試驗，在測試夾具中使用細孔支 撐篩網(wǎng)來控制納米纖維網(wǎng)在測試期間發(fā)生的膨脹。所產(chǎn)生的靜壓頭為600c隨c。對于第二試驗，將兩片納米纖維網(wǎng)彼此層疊，并使用細孔支撐 篩網(wǎng)來測試。所產(chǎn)生的靜壓頭為750cmwc。
上述樣本的MVTR數(shù)據(jù)遠高于行業(yè)標準，并證明可向非織造納米纖維 網(wǎng)施加耐用防水處理而不會將MVTR降至不可接受的水平。
權(quán)利要求
1. 一種具有透過濕氣的能力并同時為穿著者防水的防水可透氣衣服，所述衣服包括與納米纖維層相鄰并且呈面對面關(guān)系的第一外層織物層構(gòu)成的復(fù)合織物，其中所述納米纖維層包括至少一個聚合物納米纖維的多孔層，所述納米纖維具有介于約50nm至約1000nm之間的數(shù)均直徑，介于約1g/m2和約100g/m2之間的基重，并且所述復(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、大于約500g/m2/天的濕氣透過率、以及至少約50cm水柱的靜壓頭。
2. 權(quán)利要求1的衣服，其中所述納米纖維層和所述第一織物層在它們 表面的 一部分上彼此粘結(jié)。
3. 權(quán)利要求2的衣服，其中使用溶劑基粘合劑來粘結(jié)所述各層。
4. 權(quán)利要求2的衣服，其中將所述納米纖維層直接靜電紡紗到第一織 物層的表面上，并且使用來自靜電紡紗工藝中的剩余溶劑來粘結(jié)所 述層。
5. 權(quán)利要求1的衣服，其中所述納米纖維層包含聚合物的納米纖維， 所述聚合物選自聚縮醛、聚酰胺、聚酯、纖維素醚、纖維素酯、 聚烯化硫、聚亞芳基氧化物、聚砜、改性的聚砜聚合物和它們的混 合物。
6. 權(quán)利要求1的衣服，其中所述納米纖維層包含聚合物的納米纖維， 所述聚合物選自交聯(lián)和非交聯(lián)形式的下列物質(zhì)聚(氯乙烯)、聚曱 基丙烯酸曱酯、聚苯乙烯、和它們的共聚物、聚(偏二氟乙烯)、聚 (偏二氯乙烯)、聚乙烯醇。
7. 權(quán)利要求5的衣服，其中所述聚合物選自尼龍-6、尼龍-6,6、和尼 龍6, 6-6， 10。
8. 權(quán)利要求l的衣服，其中所述納米纖維層被壓延。
9. 權(quán)利要求8的衣服，其中所述納米纖維層在與所述第一織物層接觸 的同時凈皮壓延。
10. 權(quán)利要求1的衣服，其中使用氟化表面活性劑來處理所述納米纖維 層。
11. 權(quán)利要求1的衣服，其中所述第一織物層由選自下列物質(zhì)的材料織造尼龍、棉、羊毛、絲綢、聚酯、聚丙烯酸類、聚烯烴、以及它 們的組合。
12. 權(quán)利要求l的衣服，其中所述第一織物層由韌度小于約8克/旦尼爾 (gpd)的纖維織造。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有高濕氣透過率區(qū)域同時保持防水性的防水衣服。所述衣服具有粘結(jié)至織物層并與其呈面對面關(guān)系的納米纖維層。任選地，鄰近所述納米纖維層并與其面對面地粘結(jié)第二織物層，并且所述第二織物層位于所述納米纖維層的與所述第一織物層相對的一側(cè)。所述衣服具有下述區(qū)域，所述區(qū)域具有不大于約7.6m³/m²/min的弗雷澤透氣率、根據(jù)ASTME-96B方法測得的大于約500g/m²/天的濕氣透過率、以及至少約50cm水柱的靜壓頭。
文檔編號A41D31/02GK101534667SQ200780040958
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者G·B·帕爾默, J·A·孔利, J·R·古克特, R·A·梅林 申請人:納幕爾杜邦公司