專利名稱：水－汽－透過的復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種柔軟的防水的水-汽-透過的復(fù)合材料，特別適用作外裝，它顯示出兼有良好透汽性(即水-汽傳輸性)和良好耐用性。
防液體水滲過但水-汽-透過的層壓材料已知于美國專利No.3,953,566和4,194,041(W.L.Gore&Associates Inc.)。美國專利No.3,953,566是關(guān)于生產(chǎn)一種膨化多孔的聚四氟乙烯(PTFE)膜。這種膜一般因有的耐磨性差，美國專利4,194,041公開一種由一種多孔膜(特別是膨化的PTFE)，其一個表面涂有一種親水而水-汽-透過的材料，例如親水的聚氨酯連續(xù)層組成的材料，它的耐磨性也是差的，其他防水的水-汽-透過的同樣也耐磨性差的材料也有商品供應(yīng)，這些包括織物上涂有聚氨酯，聚氨酯膜層壓在織物上和聚酯膜-織物的組合物。
這樣的材料常常包括一個襯里來保護所用材料的聚氨酯涂面以抗磨擦，用作襯里之物一般用膠粘劑粘貼在聚氨酯涂面上。然而襯里使材料的重量、體積和價格增加。在某些應(yīng)用中，可能不希望有襯里。然而，這會造成把軟的聚氨酯直接暴露于磨擦力的缺點。
美國專利No.5,026,591公開一種棚料(膨化PTFE或微孔聚丙烯)上涂一種連續(xù)的親水的材料(熱熔的親水的聚氨酯或聚氨酯丙烯酸酯)并在涂層中直接壓入一種基質(zhì)(一種無紡聚酰胺，一種多棉混紡等)隨即令涂層固化。其目的是提供一種在棚料與基質(zhì)之間夾有一層連續(xù)的無泄漏的親水的涂層。
美國專利No.4,925,732公開一種制鞋的層壓材料的生產(chǎn)。它是由一對透潮的材料(例如皮革和織物)用一種透潮的膠粘劑(例如一種聚氨酯膠粘劑)粘在一起。
歐洲專利No.0465817公開一種用作保護材料的層壓物，它是由涂有水-汽-透過的膠粘劑層的PTFE液體阻攔層，活性炭球和一種半埋在膠粘劑層中的網(wǎng)組成的。網(wǎng)罩住活性炭球防其被機械性剝落，這種網(wǎng)的典型厚度約為0.5mm(500μ)。
防液體水透過的防水材料對制造雨衣界的技術(shù)人員是熟知的，很清楚，所謂防水外裝所需的防水程度取決于所遭受的天氣條件，這里引述一個適當?shù)姆浪囼?Suter試驗)，一個可以接受的防水指標是在1.4磅/時2(0.1千克/厘米2)或更典型些2.0磅/時2(0.14千克/厘米2)壓力下沒有水穿過樣品的跡象。這也是對一種多孔材料憎水性的衡量。
一種水-汽-透過的材料的好處在于穿著者身上出的汗能被允許從衣裝內(nèi)通過該材料排出而防止在外裝內(nèi)積聚液體水而造成粘糊糊的感覺。為了被承認是水-汽-透過的，該柔軟基質(zhì)一般應(yīng)有水-汽-透過率至少1000，優(yōu)選大于1500，更優(yōu)選大于3000克/米2/日。然而，某些基質(zhì)，超過100,000克/米2/日的數(shù)值也是可能的。本發(fā)明的柔軟的復(fù)合材料的總體水-汽-透過通常略低于此(例如5000到12000克/米2/日或?qū)δ承┗|(zhì)高達30000克/米2/日)，但一般說來，它的水-汽-透過率只可是在上述規(guī)定范圍內(nèi)。
一種適宜的防水-汽-透過的柔軟膜是被公開在美國專利No.3,953,566中，它公開一種多孔膨化聚四氟乙烯(PTFE)材料。這種膨化多孔PTFE微結(jié)構(gòu)的特征是節(jié)點被微纖連續(xù)起來。如果必要，膨化PTFE的防水性還可藉浸漬一種憎水浸漬劑，例如低分子量全氟化合物和丙烯酸或甲基丙烯酸的全氟烷基酯，來增強，這種浸漬劑也是憎油的，浸漬劑能被涂在膨化PTFE的節(jié)點和微纖上。防水的水-汽-透過的膜也可以是一種微孔材料諸如高分子量微孔聚乙烯或聚丙烯，微孔聚氨酯或聚酯。
再者，防水的水-汽-透過的膜可以包括一種防水的水-汽-透過的親水的涂層，如公開在美國專利No.4,194,041中的類型，膜和涂層合在一起形成一種基質(zhì)，這樣的親水的涂層一般是憎油的。柔軟膜可以是美國專利No.3,953,566所公開的膨化PTFE。
這些被描述的材料實質(zhì)上是傳統(tǒng)的。
本發(fā)明的目的是提供不需保護襯里而耐磨性良好的防水的水-汽-透過的復(fù)合材料。
按照本發(fā)明提供一種為制外裝或類似物用的復(fù)合內(nèi)襯材料包含
(a)一種防水的水汽-透過的柔軟基質(zhì)，它具有第一和第二兩個面。
(b)一種織物固定在基質(zhì)的所說的第一面，以及(c)在基質(zhì)的第二面上有眾多離散的耐磨的聚合物顆粒以不連續(xù)的圖案分布其上，這些顆粒抵御對柔軟基質(zhì)的磨擦。
按照本發(fā)明的進一步方面，此復(fù)合材料是被體現(xiàn)在外裝諸如帽子、手套和鞋子。
按照本發(fā)明的進一步方向是提供一種為外裝或類似物所用，由一種柔軟、防水、水-汽-透過的基質(zhì)，其第一面固定有一種織物并在第二面上分布看眾多耐磨聚合物顆粒組成一種不連續(xù)圖案以抵御對基質(zhì)磨擦的復(fù)合內(nèi)襯材料的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明作出的貢獻是在柔軟的基質(zhì)上提供一種不連續(xù)的耐磨內(nèi)襯從而保護水-汽-透過的柔軟基質(zhì)免受磨擦。因此，驚人地發(fā)現(xiàn)，采用一種由不連續(xù)的耐磨聚合物圖案組成的耐磨層，其本身就足以提供耐磨性和耐用性，而不需要用傳統(tǒng)的襯里，由耐磨聚合物構(gòu)成的復(fù)合材料的表面層在制造外裝時是處于被里層，也就是說它最靠近穿著者的皮膚，已驚人地發(fā)現(xiàn)，耐磨材料的不連續(xù)圖案，在提供必要的濕汽透過性同時，足以抵抗在摺曲時被它自己或其他同時存在的材料(例如穿著者所穿的其他外裝)磨損。
為本發(fā)明的目的，優(yōu)選那些具有較大的耐磨性的聚合物以光滑、圓形、無棱角表面的顆粒作為內(nèi)襯顆粒。再者，光滑圓潤的顆粒所組成的外裝最里層，將使穿著者有舒適的感覺的避免擦傷皮膚或內(nèi)衣。
本發(fā)明實施方案將以與伴隨的插圖互相參照的實例來闡述，其中

圖1是按本發(fā)明的第一個實施方案的復(fù)合內(nèi)襯材料平視放大圖的一個片斷；圖2是圖1A-A線上從截面視圖；圖3是本發(fā)明第二實施方案的類似圖2的一個截面視圖；圖4是本發(fā)明的摻有聚合物顆粒的復(fù)合內(nèi)襯材料掃描電鏡頂視圖；圖5是本發(fā)明的復(fù)合內(nèi)襯材料上聚合物顆粒的掃描電鏡得到的垂直截面視圖6是本發(fā)明將一種耐磨聚合物材料涂敷到一種基質(zhì)上去的設(shè)備示意圖。
參看圖1和2，一種復(fù)合內(nèi)襯材料包含有一種防水的水-汽-透過的柔軟基質(zhì)2，有一個面料4粘貼在基質(zhì)2的6面上；基質(zhì)2的另一面8牢固地嵌粘著一種耐磨的不連續(xù)的內(nèi)襯層10是眾多離散的基本上光滑無棱角的顆粒12。它們制自一種耐磨的聚合物材料諸如一種耐磨的聚氨酯。這些顆粒從基質(zhì)2的8面上突出來。制作顆粒的聚合物應(yīng)有彈性模數(shù)800psi(5.5Nmm-2)以上便提供預(yù)期的耐磨性。
基質(zhì)2是由前述美國專利No.3,953,566所公開的膨化聚四氟乙烯(PTFE)膜。這種PTFE具有多孔結(jié)構(gòu)，特征是節(jié)點用微纖連結(jié)在一起，膜2防液體水透過但是水-汽-透過的。膜2具有15g/m2的重量，其用美國專利No.5,026,591(Henn)描述的泡點測量技術(shù)測得的最大孔徑是0.2μ。
面料4用任何傳統(tǒng)方法層壓于基質(zhì)2上，面料4可以是一些已知的面料之一，諸如織成的、無紡的或針織的尼龍或聚酯織物。在應(yīng)用本復(fù)合材料作外裝時，有面料的一面朝外以賦予美的外觀和必需的機械性質(zhì)。
在圖1平視圖中，每個聚氨酯顆?；旧隙际菆A形的，從圖2看截面，則是部分球形的，有一個弧度，半徑約400μ。在本實施方案中，顆粒12是排列成重復(fù)的七點梅花形規(guī)則圖案，六即6個顆粒圍繞一個中心顆粒，在圖1中想像中的顆粒線驗證了梅花形。每個顆粒12在基質(zhì)有個截面，其直徑d大約為500μ，高程約100μ，顆粒12圍繞其中心顆粒分布在一個直徑D約1500μ的圓周上，并且相鄰兩個顆粒的中心距離約750μ，也就是說相鄰兩顆粒距離是D的一半。相鄰顆粒中心距離，顆粒直徑和顆粒高度之比，舉例說，在7.5∶5∶1到15∶10∶1之間。圖1中顆粒12約占復(fù)合材料表面積的約40％，所有以上測量結(jié)果都是從掃描電鏡的投影得到的。
圖3闡述本發(fā)明的第二個實施方案，類似于上述的那個實施方案，其相應(yīng)的組分的標號同于圖1和圖2，圖3的實施方案包括一個額外的親水涂層14的參與，這是一種防水的水-汽-透過的材料，諸如美國專利No.4,194,041所公開的水-汽-透過的聚氨酯。
圖4闡述本發(fā)明的第三個實施方案，用掃描電鏡顯示一種基質(zhì)14上具有眾多聚合物顆粒16排列成平行的行。從圖4可以看到面上每個顆粒都是圓形的，這些顆粒上還有多個微小的孔17。
圖5是圖4的顆粒16之一的垂直剖面放大像，可以看出，在縱剖面上顆粒16的輪廓基本上是部分球形并有一個空陷的內(nèi)表面18。
圖6用圖解表述一種類型適于將一層耐磨的聚合物顆粒涂布到一種柔軟基質(zhì)面上以生產(chǎn)如上述圖1至3所述的復(fù)合材料的設(shè)備。
參看圖6，一卷已層壓了紡織尼龍或聚酯面料的膨化PTFE膜20被打開并以寬140cm到150cm的坯料22進料，過閘輥24，它是用來施加一個持恒張力，而后進入壓力輥28的輥隙和一個壓印輥30。壓印輥30具有一種七粒梅花圖案凹紋，在那里接受液體的聚合物并將它以離散的聚合物顆粒形式嵌入基質(zhì)膜的坯料22，液體的聚合物材料是一種反應(yīng)活性的熱熔親水聚氨酯(下文中就指定為OLC-5T)。它是按美國專利No.5,209,969的第一實例制備的。聚氨酯OCT-5T固化后有彈性模數(shù)800psi(5.5Nmm-2)是堅韌和耐磨的，這種液體聚合物材料在40-80℃溫度下添加于同樣處在40-80℃的壓印輥30，依靠溫度保持在40-80℃的刮漿刀裝置將液體聚合物材料涂布于壓印輥30表面并楷去多余的材料，使壓印輥的凹槽充滿液體聚合物。輥筒30的旋轉(zhuǎn)，將聚合物材料被涂布到坯料22基質(zhì)膜的一個面上。
涂布了聚合物層的膜接著通過一個充油的熱輥36，加熱油的溫度保持在160-200℃，它使聚合物材料在此高溫下固化。這樣形成的復(fù)合材料于是經(jīng)過一系列空轉(zhuǎn)的輥38，復(fù)合材料在通過充滿冷水的冷卻槽42時被冷卻，然后經(jīng)空轉(zhuǎn)輥44退出并卸戴在容器輥46上，它的監(jiān)控張力在100-400N之間，成了連續(xù)的復(fù)合材料布匹，這時耐磨的聚合物顆粒至少已經(jīng)部分固化成固體物質(zhì)，因而可以把復(fù)合材料卷在一個芯子上。連續(xù)的基質(zhì)坯料通過壓印設(shè)備的速度大約為7-15米/分鐘。
應(yīng)當注意相應(yīng)于圖1-5的實施方案和圖6的加工方法只是發(fā)明的一些實例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以有如下的變化。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，原位直接將耐磨聚合物安放在柔軟基質(zhì)2上以形成耐磨層是符合愿望的。用現(xiàn)成的材料作耐磨層被發(fā)現(xiàn)是不夠滿意的。適宜的施工方法包括篩敷，噴涂或如上述圖6，描述的壓印。結(jié)果導(dǎo)致在顆粒12的層與基質(zhì)2之間形成密切結(jié)合，同時允許敷施適宜薄層的耐磨材料，聚合物材料可以熱熔、溶液涂敷或乳液涂敷以液態(tài)落在選定的面積上。液態(tài)的聚合物材料可以包括一種原位固化的預(yù)聚體，一種紫外線固化的聚合物，一種室溫硫化聚合物或一種熱塑性聚合物，適宜的彈性聚合物包括聚酯、聚氯乙烯、聚酰胺、有機硅、聚氨酯或聚氨酯-聚酯復(fù)合物，反應(yīng)活性的聚氨酯，諸如在某一溫度以上脫封的封端聚氨酯特別有用。填料只要粒度小于連接層的最小尺寸也可以用。固化的聚合物一般是耐干洗溶劑的，當基質(zhì)2包含一種親水的聚氨酯涂層14時(圖3)，耐磨聚合物固化時將與之化學(xué)相容。
從前面所述，本發(fā)明優(yōu)選一種“硬”的耐磨聚氨酯如OCT-5T作形成顆粒的聚合物材料，應(yīng)該注意到用作顆粒的聚氨酯類型其特征是與圖3的實施方案中用作親水的涂層14的“軟”聚氨酯是不同的。
在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員理解，在聚氨酯家族中存在著韌度、硬度、彈性、親水性等性質(zhì)上互異的廣范圍的聚合物。一般都知道，有足夠程度的親水性和水汽透過性適于作外裝的聚氨酯在韌度和耐磨性上是差的，反過來堅韌高耐磨的聚氨酯又缺乏作外裝用所需的水汽透過性。
在本發(fā)明中耐磨的顆粒聚合物是選自后一范疇的聚氨酯聚合物并發(fā)現(xiàn)具有彈性模數(shù)大于約800psi(5.5Nmm-2)的聚合物是作本發(fā)明耐磨顆粒的合適材料。
耐磨聚合物本身是水-汽-透過的當然最好，但這并非必需，只要它在基質(zhì)上的覆蓋面不要大到對成品總體的水-汽-透過率產(chǎn)生太大影響就行。
耐磨材料的圖案是離散的顆粒在感覺上是不連續(xù)的?；|(zhì)表面上有不被聚合物覆蓋的開放面積，一般，在柔軟基質(zhì)上被聚合物覆蓋面積的百分率為20-80％，優(yōu)選30-70％，特別優(yōu)選40-60％，應(yīng)當注意到，顆粒12之間距不宜太大，以致使磨擦達到開放面而使之磨損。
離散的顆粒的不連續(xù)布局可以是任何圖案只要其覆蓋足以保護基質(zhì)免受磨擦，但挑選圖案還要考慮到手感。
顆粒12不必如圖1和3所示都是圓形的，原則上顆?？梢允侨魏涡螤畹?，諸如方的、長方的、多邊形的等等。但是為了減少磨擦，方形，菱形或其他具有尖角的形狀是不可取的，優(yōu)選的顆粒在其垂直于基質(zhì)的截面應(yīng)是半球，部分球或截頭的半球形狀。
顆粒12的布局可以是隨機的圖案或有序的，按照一個預(yù)定的空間幾何的圖案，雖然在圖1-5中給出了顆粒的特定尺寸，應(yīng)當理解這個尺寸是可以隨使用目的加以變化的。每個顆粒就基質(zhì)截面上的最大寬度最好不超過5000μ，例如在100到1000μ范圍，優(yōu)選200-800μ，特別是400-600μ，顆粒中心之間的距離保持200-2000μ，優(yōu)選300-1500μ，最優(yōu)選400-900μ。每個顆粒高度在10-200μ范圍，優(yōu)選70-140μ，最優(yōu)選80-100μ。
本發(fā)明的材料可以用來生產(chǎn)各種產(chǎn)品包括穿著衣飾諸如外裝，包括帽、手套和鞋子。
本發(fā)明的水-汽-透過的復(fù)合材料的一個重要優(yōu)點是它們的縫接處能夠密閉，使液體水不能從防水外裝的針腳孔滲進去，辦法是靠將一條涂有熱熔膠的帶子熱壓貼在縫口內(nèi)側(cè)，然而，傳統(tǒng)材料有一個不防水的襯里來在防水膜與密封帶之間，所以不能封堵水的滲漏。
已被發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的材料有良好縫口密封性能并且密封帶與抗磨層的粘合是良好的。
本發(fā)明類型的復(fù)合材料在使用過程中，磨擦將導(dǎo)致防水復(fù)合材料出現(xiàn)漏隙，使其所制的外裝失去防水性能。測定耐磨性的適宜方法是測定直至出現(xiàn)一或更多漏洞的磨擦程度，含有耐磨層的本發(fā)明的復(fù)合材料的耐磨性(在實驗極限內(nèi))比沒有耐磨層的相應(yīng)基質(zhì)高1.5至4.0倍。在特殊環(huán)境中，耐磨性可以增加到10倍或更多。另一方面，由于耐磨層(它本身也有一定程度的水-汽-透過率)的覆蓋，基質(zhì)的濕汽透過率多少要有所降低，這種降低在前面提到的層壓襯里工藝也應(yīng)預(yù)期到的。因此，按照本發(fā)明的耐磨層能在顯著提高材料耐磨性同時，不過分降低水-汽-透過率。
令人驚異地發(fā)現(xiàn)，水-汽-透過率的降低比例小于被耐磨層覆蓋掉的面積的比例。
測定本發(fā)明的復(fù)合材料的耐磨性，防水性和水-汽-透過率的試驗，是用下列方法進行的。
試驗方法濕汽傳輸率(MVTR)的測定(醋酸鉀法)
濕汽傳輸率(MVTR)亦即水-汽-透過率的測定在一內(nèi)徑為6.5cm，體積為133ml的聚丙烯杯中，放入70ml由35重量份醋酸鉀和15重量份蒸餾水配成的溶液，-片用美國專利No.4,862,730描述的方法(Crosby并能從Newark,Delaware的W.L.Gore&Associates,Inc獲得)測得MVTR不低于85,000g/m2/24hrs的膨化PTFE膜熱封在杯口上，對杯中溶液蒙上一層緊崩的，不泄漏的屏障。
一片類似的膨化PTFE膜蒙在一個水浴裝置上，這個水浴用溫度控制室和循環(huán)水浴將溫度控制在23±0.2℃，受試樣品操作前先在23℃和50％相對濕度下調(diào)節(jié)。三個樣品安放在水浴的PTFE膜上至少平衡15分鐘。將盛醋酸鉀溶液的杯稱重到最接近的1/1000g并倒置在樣品中央。依靠水浴中水與飽和鹽溶液蒸汽壓之差的驅(qū)動力驅(qū)使水從前者向后者傳輸。20分鐘后，取下杯裝置并重新稱量到0.001克。
樣品的MVTR可以從杯裝置的重量增加計算出來，以24小時內(nèi)每平方米樣品面積所增加的克數(shù)來表達。
磨擦試驗?zāi)ゲ猎囼炇窃谟鴺藴蔅S5690,1991基礎(chǔ)上按設(shè)計ISO STCD12974-1表1，條款5.6.2編篡的方法，用Martindale磨擦機器和一個標準羊毛磨SM25來實現(xiàn)的，簡言之，試驗操作如下材料樣品的圓形試樣于12kPa的壓力下在一個雜交毛線紡織的平紋粗呢磨臺上循Lissajous形(兩個互成直角的簡諧運動的組合)作平面循環(huán)研磨，耐磨性相當于規(guī)定的終點的循環(huán)次數(shù)，磨擦機械是Martindale描述的那種類型(J.Text.Inst.1942:33.T151)。
每個樣品經(jīng)預(yù)定數(shù)目的研磨后取下來作防水試驗，在2psi(0.14kg/cm2)靜水壓力下經(jīng)受3分鐘，直至發(fā)現(xiàn)滲漏，表明防水已經(jīng)失效。試樣每研磨100次，測定一下，直到滿1000次，然后按下列間隔繼續(xù)試驗每2,000次直到總20,000次然后每5,000次直到總50,000次然后每10,000次直到總100,000次然后每20,000次。
防水試驗(Suter試驗法)
本發(fā)明樣品試驗防水用一個改良的Suter試驗儀器，它是一個低水進壓挑戰(zhàn)。試驗操作按BS3424方法29C建立。水從下面加壓于夾在兩個圓形橡皮墊圈之間的直徑11.25cm的試樣上。樣品的的親水涂層面向下，沒有親水涂層的膨化PTFE面向上，夾具，墊圈和樣品間應(yīng)保證無泄漏。變形的試樣，要在其上鋪一層增強的無紡織物。樣品的上邊是開放的，操作者能肉眼觀察，樣品下邊的水壓調(diào)到2psi(0.14kg/cm2)，觀察3分鐘，是否有水從試樣面上滲出，看無水滲出，這次試驗通過；否則表示材料防水已失效，水壓由在線壓力表指示，并可通過閥門調(diào)節(jié)。
洗滌至漏的試驗這試驗的目的是測定層壓樣品在延續(xù)的濕摺曲和磨擦后出現(xiàn)泄漏的時間。
切取全寬長的長約36cm的樣品，四面用鋸齒剪刀修剪，那些地方樣品最可能磨擦和纏結(jié)，所以所有邊都要縫上。切取足夠的樣品使總重達到900±90g，假使樣品量不足?？杉蛹又乜椢飦頊愖?00±90g之數(shù)。然后將樣品在20±2℃和65±5％相對濕度下調(diào)節(jié)4小時。調(diào)節(jié)過的樣品，沿織物寬度的5個點上用校準的靜水力學(xué)頭試驗器的1psi下試驗3分鐘，以檢查洗滌前是否有漏洞，這5個選定位點用墨水作上記號，以便每次在同一位點作試驗，試驗機具有60cm水壓分鐘的斜率并且樣品將在5個位點于1psi下作3分鐘試驗。
為每臺機器，都要準備好900±90g的樣品或樣品加加重織物，樣品按照Kenmore洗法(QL062)洗滌。在洗了約72小時后。樣品取出掛干，調(diào)節(jié)處理，然后在同樣5個位點作1psi3分鐘的靜水力學(xué)試驗，當看到第一個生長著的漏洞時，這個試驗位點就算失效了。洗/干/試的循環(huán)繼續(xù)下去，直到所有5個位點都泄漏失效。
Kenmore洗滌法(QL062)(參看上段)這里描述Kenmore洗滌機重負荷70系列如何用來連續(xù)濕摺曲和磨擦試驗。
此機器有透明通風(fēng)的有機玻璃蓋以防止連續(xù)洗滌中水的溫度超過45℃，溫度可用溫度計檢查。
機器的水面控制設(shè)在中檔，水溫控制設(shè)在冷，機器的周期選擇設(shè)定在14，它給出一個150-180rpm的攪拌速度，自動/手動指針撥在自動上，完全擰進隔離器關(guān)上蓋子。將機器的周期選擇鈕拉出來使機器充水直至切斷開關(guān)合閘，把隔離器檸開并將60±4升的水注入機器，量一下水的深度，在加入900±90g試驗樣品后把蓋關(guān)上，隔離器擰進，洗滌周期選擇鈕開到把機器設(shè)定在洗滌模式。當準備把水摔干時，把控制鈕開向自旋，水被從機器排出來，松開隔離器開關(guān)，打開蓋子，檢視樣品。
假使需要的話，每10個小時檢查一下樣品是否纏結(jié)。每24小時加冷水保持體積正確并且織物負荷重量持恒，不要讓水溫超過45℃。表1
上面表1所列六種不同層壓品名叫2層Taslan,2層有顆粒的Taslan；2層Islay,2層有顆粒的Islay；2層Milano,2層有顆粒的Milano。
2層Taslan是一種材料包含一個尼龍66的紡織面料層壓在一片膨化PTFE膜上其背面涂有一連續(xù)的如美國專利No.4,194,041描述的親水的聚氨酯涂層。
2層Islay是一種材料包含一個聚酯斜紋面料層壓在一片膨化PTFE膜上，其背面涂有一連續(xù)的如美國專利No.4,194,041描述的親水的水-汽-透過的聚氨酯涂層。
2層Milano是一種材料包含一個高韌尼龍66平紋紡織面料層壓在一片膨化PTFE膜上，其背面涂有一連續(xù)的如美國專利No.4,194,041描述的水汽-透過的聚氨酯涂層。
上述Taslan、Islay和Milano材料都可以從W.L.Gore&Associates(UK)有限公司獲得。
這幾種樣品中的每一種都用前述的測定水-汽-透過率(MVTR)，耐磨和洗滌至泄漏的試驗作了測試，比較了2層平基質(zhì)，亦即一種只有基質(zhì)和面料而無耐磨顆粒與相應(yīng)的既有基質(zhì)又有本發(fā)明的耐磨顆粒圖案者。每種樣品都作三次重復(fù)試驗。
表1顯示，有本發(fā)明的顆粒的樣品，對第一次出現(xiàn)漏洞的耐磨性，都有實質(zhì)性的提高。
表1也指出，凡有顆粒的場合，顆粒所用的聚合物是按美國專利No.5,209,969實例1所教制備的名叫OLC-5T的聚氨酯聚合物。
如圖6的圖解中所描述，本發(fā)明有物聚氨酯聚合物OLC-5T需要在200℃左右高溫，就說在160-200℃下加熱固化。
聚氨酯聚合物OLC-5T是被發(fā)現(xiàn)作為本發(fā)明采用的令人滿意的顆粒聚合物之一。然而應(yīng)當注意到其他聚合物也能滿足耐磨要求并也能和基質(zhì)相容。
聚合物顆粒如圖1所示是以七點梅花圖案嵌印在基質(zhì)上的。
從表1也能看到按本發(fā)明的制作復(fù)合材料，其水-汽-透過率(MVTR)雖不及傳統(tǒng)的2層結(jié)構(gòu)，但仍在可被接受的范圍內(nèi)。
洗滌至漏試驗是另一耐用性的試驗。它測量一種樣品在濕洗條件下經(jīng)受連續(xù)摺曲和磨擦致漏的時間。表1列出的本發(fā)明的材料的耐用性顯著高于相應(yīng)的傳統(tǒng)2層材料。
變化聚合物的嵌印圖案(用OLC-5T聚合物)對水-汽-透過率影響不大。
本發(fā)明的復(fù)合材料普遍具有與傳統(tǒng)的有襯里的3層材料相當?shù)哪陀眯?，但在舒適、手感和生產(chǎn)成本上又接近2層材料。
權(quán)利要求
1．一種用作外裝或類似物品用的復(fù)合內(nèi)襯材料，包含有(a)一種防水的，水汽-透過的有第一和第二面的柔軟基質(zhì)；(b)基質(zhì)的所說的第一面固定著一種織物；以及(c)基質(zhì)的所說的第二面有一眾多離散的耐磨的聚合物顆粒形成的一種不連續(xù)的內(nèi)襯圖案，這種顆粒使柔軟基質(zhì)耐磨。
2．一種如權(quán)利要求1所說的復(fù)合材料，其中顆粒具有一種基本上光滑、無棱角的輪廓。
3．一種如權(quán)利要求2所說的復(fù)合材料，其中每一個顆粒在基質(zhì)上的截面基本上是圓形的并在垂直于基質(zhì)的截面上基本上是部分球形的。
4．一種如權(quán)利要求1-3中任何一項所說的復(fù)合材料，其中在基質(zhì)平面上的截面的最大尺寸不超過5000μ。
5．一種如權(quán)利要求1所說的復(fù)合材料，其中所說的最大尺寸是從100到1000μ。
6．一種如權(quán)利要求5所說的復(fù)合材料，其中所說的最大尺寸是從200到800μ。
7．一種如權(quán)利要求6要求保護的復(fù)合材料，其中所說的最大尺寸是從400到600μ。
8．一種如前述權(quán)利要求之任何一項要求保護的復(fù)合材料，其中每個顆粒高度范圍為10到200μ。
9．一種如權(quán)利要求8要求保護的復(fù)合材料，其中每個顆粒高度范圍為70到140μ。
10．一種如權(quán)利要求9要求保護的復(fù)合材料，其中每個顆粒高度范圍為80到100μ。
11．一種如前述權(quán)利要求之任何一項要求保護的復(fù)合材料，其中每個顆粒的中心與相鄰顆粒中心的距離為200到2000μ。
12．一種如權(quán)利要求11所要求保護的復(fù)合材料，其中每個顆粒的中心與相鄰顆粒中心的距離為300到1500μ。
13．一種如權(quán)利要求12所要求保護的復(fù)合材料，其中每個顆粒的中心與相鄰顆粒中心的距離為400到900μ。
14．一種如前述權(quán)利要求之任何一項要求保護的的復(fù)合材料，其相鄰顆粒中心的距離、每個顆粒的最大尺寸和每個顆粒的高度的比例，落在約7.5∶5∶1到約15∶10∶1之間。
15．一種如前述權(quán)利要求之任何一項要求保護的的復(fù)合材料，其中基質(zhì)為顆粒所覆蓋的表面積百分比是20到80％。
16．一種如權(quán)利要求15要求保護的的復(fù)合材料，其中基質(zhì)為顆粒所覆蓋的表面積百分比是30到70％。
17．一種如權(quán)利要求16要求保護的的復(fù)合材料，其中基質(zhì)為顆粒所覆蓋的表面積百分比是40到60％。
18．一種如前述權(quán)利要求之任何一項要求保護的復(fù)合材料，其中基質(zhì)是一種多孔膜。
19．一種如權(quán)利要求18要求保護的復(fù)合材料，其中基質(zhì)多孔膜是膨化聚四氟乙烯。
20．一種如權(quán)利要求18或19要求保護的復(fù)合材料，其中基質(zhì)包括多孔膜和一種水-汽-透過的親水的聚合物涂層，顆粒就固定在此涂層上。
21．一種如權(quán)利要求20要求保護的復(fù)合材料，其中親水聚合物是聚氨酯或聚酯。
22．一種如前述權(quán)利要求之任何一項要求保護的復(fù)合材料，其中所說的顆粒是從一種具有彈性模數(shù)約800psi(5.5Nmm-2)以上的耐磨聚氨酯形成的。
23．一種如權(quán)利要求22要求保護的復(fù)合材料，其中形成顆粒的聚氨酯是水-汽-透過的。
24．一種如前述權(quán)利要求之任何一項所要求保護的復(fù)合材料，其中材料是防水性大于0.1Kg/cm2。
25．一種如前述權(quán)利要求之任何一項所要求保護的復(fù)合材料，其中材料是具有水-汽-透過率超過1500g/m2/日。
26．一種如前述權(quán)利要求之任何一項所要求保護的復(fù)合材料，其中顆粒分布呈眾多梅花形。
27．一種如前述權(quán)利要求之任何一項所要求保護的復(fù)合材料，其中復(fù)合材料的耐磨性至少為相應(yīng)柔軟基質(zhì)單獨的1.5倍。
28．一種外裝，包含有前述權(quán)利要求之任何一項所要求保護的復(fù)合材料。
29．一種如權(quán)利要求28要求保護的外裝，其中耐磨聚合物顆粒形成外裝的最內(nèi)邊組份而成為內(nèi)襯。
30．一種生產(chǎn)一種用于制造外裝或類似物品的復(fù)合內(nèi)襯材料的方法，包括固定一種織物至一種柔軟的，防水的，水-汽-透過的基質(zhì)的第一面，并施加一種眾多的耐磨的聚合物顆粒在基質(zhì)的第二面以形成一種不連續(xù)的內(nèi)襯圖案在所說的第二面上以賦予柔軟基質(zhì)的耐磨性。
31．一種如權(quán)利要求30要求保護的生產(chǎn)方法，包括用凹槽壓印方法涂敷聚合物顆粒。
32．一種如權(quán)利要求30或31要求保護的生產(chǎn)方法，其中顆粒具有一種基本上光滑、無棱角的輪廓。
33．一種如權(quán)利要求32要求保護的生產(chǎn)方法，其中每個顆粒在基質(zhì)平面上的截面基本上是圓形的而其垂直于基質(zhì)的截面基本上是部分球形的。
34．一種如權(quán)利要求30-33之任何一項要求保護的生產(chǎn)方法，其在基質(zhì)平面上截面的最大尺寸小于5000μ。
35．一種如權(quán)利要求34要求保護的生產(chǎn)方法，其中在基質(zhì)平面上截面的最大尺寸為100到1000μ。
36．一種如權(quán)利要求35要求保護的方法，其中在基質(zhì)平面上截面的最大尺寸是從200到800μ。
37．一種如權(quán)利要求36要求保護的方法，其中在基質(zhì)平面上截面的最大尺寸為400到600μ。
38．一種如權(quán)利要求30-37之任何一項要求保護的方法，其中每個顆粒高度為10到200μ之間。
39．一種如權(quán)利要求38要求保護的方法，其中每個顆粒高度為70到140 μ之間。
40．一種如權(quán)利要求39要求保護的方法，其中每個顆粒高度為80到100μ之間。
41．一種如權(quán)利要求30-40之任何一項要求保護的方法，其中每個顆粒的中心距相鄰的顆粒中心200到2000μ。
42．一種如權(quán)利要求41所要求保護的方法，其中每個顆粒的中心距相鄰的顆粒中心300到1500μ。
43．一種如權(quán)利要求42所要求保護的方法，其中每個顆粒的中心距相鄰顆粒中心400到900μ。
44．一種如權(quán)利要求30-43之任何一項要求保護的的方法，其相鄰顆粒中心的距離、每個顆粒的最大尺寸和每個顆粒的高度的比例落在約7.5∶5∶1到約15∶10∶1范圍之內(nèi)。
45．一種如權(quán)利要求30-44之任何一項要求保護的的方法，其中基質(zhì)表面被顆粒覆蓋的面積是20到80％。
46．一種如權(quán)利要求45要求保護的的方法，其中基質(zhì)表面被顆粒覆蓋的面積是30到70％。
47．一種如權(quán)利要求46要求保護的的方法，其中基質(zhì)表面被顆粒覆蓋的面積是40到60％。
48．一種如權(quán)利要求30-47之任何一項要求保護的方法，其中基質(zhì)是一種多孔膜。
49．一種如權(quán)利要求48要求保護的方法，其中多孔膜是膨化聚四氟乙烯。
50．一種如權(quán)利要求48或49要求保護的方法，其中基質(zhì)包含一種水-汽-透過的親水的聚合物涂層，顆粒就固定在此涂層上。
51．一種如權(quán)利要求50要求保護的方法，其中親水聚合物是聚氨酯或聚酯。
52．一種如權(quán)利要求30-51之任何一項要求保護的方法，其中所說的顆粒是一種彈性模數(shù)大于800psi(5.5Nmm-2)耐磨的聚氨酯。
53．一種如權(quán)利要求52要求保護的方法，其中形成顆粒的聚合物是一種水-汽-透過的聚氨酯。
54．一種如權(quán)利要求30-53之任何一項所要求保護的方法，其中材料是防水性大于0.1Kg/cm2。
55．一種如權(quán)利要求30-54之任何一項所要求保護的方法，其中材料具有水-汽-透過率超過1500g/m2/日。
56．一種如權(quán)利要求30-55之任何一項所要求保護的方法，其中顆粒是涂布成眾多梅花形圖案。
57．一種如權(quán)利要求30-56之任何一項所要求保護的方法，其中復(fù)合材料的耐磨性至少高于相應(yīng)柔軟基質(zhì)單獨的1.5倍。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種用于外裝或類似物品制作用的復(fù)合材料,包括一種防水的水—汽—透過的柔軟基質(zhì)(2),有織物(4)固定在基質(zhì)(2)的第一面?；|(zhì)(2)的第二面具有一耐磨的不連續(xù)的層(10)它是由眾多離散的耐磨的聚合物顆粒(12)組成的。顆粒(12)防止對柔軟基質(zhì)(2)的摩擦并在使用時形成材料的內(nèi)襯。
文檔編號B32B3/14GK1228821SQ9719739
公開日1999年9月15日 申請日期1997年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月15日
發(fā)明者戴維·喬奇·霍萊, 喬奇·克拉柯松, 約翰·艾德華·特洛巴 申請人:W·L·戈爾及合伙人(英國)有限公司