РАСТЯЖИМЫЕ И ПРОНИЦАЕМЫЕ НЕТКАНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ ПЕРЧАТКИ
EXTENSIBLE AND PERMEABLE NON-WOVEN PROTECTIVE GLOVES

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Множество видов и типов защитных перчаток известны в данной области. В зависимости от типа окружающей среды, характера работы или желаемых свойств, эти перчатки выполнены из разнообразных материалов, включающих тканые материалы, кожу, натуральный латекс или синтетические полимерные эластомерные материалы или комбинации таких материалов.
Перчатки, выполненные из тканых материалов, в общем, позволяют коже пользователя дышать через материал, так что потоотделение от руки может впитываться тканью. Вязаные перчатки часто предпочтительны, поскольку они позволяют относительно удобную посадку на руке пользователя. Кроме того, вязаные перчатки демонстрируют по меньшей мере некоторую степень природной гибкости, чтобы соответствовать перемещению рук пользователя. Процессы трикотажной вязки, используемые для создания тканых трикотажных перчаток, являются обычно медленными и дорогостоящими.
Перчатки, которые требуют повышенной защиты от текучих веществ, химических веществ или микроорганизмов, обычно включают барьерный слой, который является непроницаемым для нежелательных веществ. Например, хирургические, смотровые или рабочие перчатки обычно выполнены с использованием натурального или синтетического резинового латекса или других эластичных полимерных мембран. К сожалению, хорошие барьерные свойства таких материалов делают перчатки, в общем, не дышащими. Потовые выделения остаются между перчаткой и кожей пользователя и образуют неприятную и некомфортную среду для кожи. Высокая влажность, которая образуется между кожей пользователя и перчаткой, может иметь вредное воздействие на здоровье кожи. Перчатки такого типа могут содержать порошкообразные вещества, расположенные в них, чтобы способствовать впитыванию влаги. Кроме того, становясь непригодными с течением времени, порошкообразные вещества могут вызывать аллергическую реакцию кожи пользователя и/или могут не подходить для чувствительной среды, такой как операционная комната или чистая комната.
В общем, известно, что конкретные преимущества получены при выполнении защитных изделий одежды из многослойного материала, состоящего из тканеподобного материала (например, тканый материал) и эластомерного или пленочного материала, тканый или другой тканеподобный материал обычно используют в качестве подкладочного слоя и соединяют с эластомерной мембраной или пленкой в качестве барьерного верхнего покрытия. Обычно подкладки или подкладочные слои для таких защитных изделий являются, в общем, толстыми, поэтому изделия, выполненные таким способом обычно имеют плохую гибкость и сидят на пользователе свободно.
Использование нетканых материалов в конструкции перчаток также известно. Однако предыдущие перчатки, выполненные из нетканых материалов, обычно не имеют достаточной гибкости, чтобы позволить точную посадку и отсутствие контроля за поверхностными свойствами, такими как мягкость, удобство и текстура, особенно за разницей между наружной и внутренней поверхностями. Кроме того, настоящие перчатки на основе нетканого материала обычно производят вместе, посредством двухстадийного процесса поворачивания и вырубки, который может обеспечить относительно широкие и прочные швы. Для таких перчаток обычно процесс выворачивания осуществляют для выворачивания перчатки, чтобы спрятать швы. Однако это приводит к тому, что швы располагаются у кожи пользователя. Кроме того, процесс производства является трудозатратным и относительно медленным и дорогостоящим. Кроме того, имеющиеся в настоящее время перчатки часто создают неудобные выпуклости в области ладони на перчатке, когда пользователь закрывает ее или его руку. Это ограничивает использование перчаток в конкретных применениях, где используют бесшовные тканые трикотажные перчатки.
Настоящее изобретение обеспечивает улучшенную конструкцию перчаток, которые включают нетканый материал и имеют хорошую гибкость, чтобы позволить удобную посадку (надевание) для пользователя.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Как используют здесь, выражение «нетканый материал или полотно» означает полотно, имеющее структуру отдельных волокон или нитей, которые взаимно переплетены, но не идентифицируемым образом, как трикотажный материал. Нетканые материалы или полотна были образованы в различных процессах, таких как, например, процессы дутьевого формования, процессы фильерного производства и процессы кардного соединения. Вес основы нетканых материалов обычно выражается в унциях материала на квадратный ярд (унц/кв.ярд) или грамм на квадратный метр (г/кв.м), а диаметры волокон обычно выражают в микронах, (следует отметить, что для перевода из унц/кв.ярд в г/кв.м, следует умножить унц/кв.ярд на 33,91).
Как используют здесь, выражение «термопластичный» означает пластиковый материал, который может плавиться. Волокна в термопластичном материале, если присутствуют, стремятся к размягчению при повышенных температурах.
Как используют здесь, «волокна фильерного производства» относятся к волокнам небольшого диаметра, которые образованы путем экструдирования расплавленных термопластичных материалов в виде элементарных нитей из множества тонких, обычно круглых капилляров фильеры с диаметром экструдируемых нитей, затем быстро уменьшающимся до волокон, как, например, в патентах США №4340563, Appel и др., и №3692618, Dorschner и др., №3802817, Matsuki и др., №3338992 и 3341394, Kinney, №3502763, Hartman и патенте США №3542615, Dobo и др., полное содержание которых включено сюда во всей полноте посредством ссылки для всех целей. Фильерные волокна, в общем, являются непрерывными и имеют диаметры, в общем, выше 7 микрон, более конкретно между около 10 микрон и около 20 микрон. Как используют здесь, выражение «выдуваемые из расплава волокна» означает волокна, образованные путем экструдирования расплавленного термопластичного материала через множество тонких, обычно круглых, капилляров пресс-формы в виде расплавленных нитей или волокон в сходящиеся высокоскоростные, обычно горячие, потоки газа (например, воздуха), которые размягчают волокна расплавленного термопластичного материала для снижения их диаметра, который может быть диаметром микроволокон. Затем выдуваемые из расплава волокна переносятся высокоскоростным потоком газа и размещаются на собирающей поверхности с образованием полотна произвольно расположенных выдуваемых из расплава волокон. Такой процесс описан, например в патенте США №3849241, Butin и др., полное содержание которого включено сюда посредством ссылки для всех целей. Выдуваемые из расплава волокна представляют собой микроволокна, которые могут быть непрерывными или прерывистыми, с диаметром, в общем менее 10 микрон.
Как используют здесь, выражение «композитный» относится к материалу, который может быть многокомпонентным материалом или многослойным материалом. Эти материалы могут включать, например, соединенные с растягиванием многослойные материалы, соединенные с сужением многослойные материалы или любые их комбинации.
Как используют здесь, выражением «соединенный с растягиванием многослойный материал» относится к композитному материалу, имеющему по меньшей мере два слоя, из которых один слой является собираемым в складки слоем, а другой - эластичным слоем. Эти слои соединяют вместе, когда эластичный слой растянут из его исходного состояния так, что при ослаблении слоев (отсутствии растяжения), собираемый слой собирается в складки. Такой многослойный композитный эластичный материал может быть растянут до такой степени, что неэластичный материал, собирающийся в складки между местами соединения, позволяет удлинять эластичный материал. Один вид такого соединенного с растягиванием многослойного материала описан, например, в патенте США №4720415, Vander Wielen и др., полное содержание которого включено сюда посредством ссылки для всех целей. Другие композитные эластичные материалы описаны в патенте США №4789699, Kieffer и др., №4781966, Taylor и др, и №4657802, Моrmаn и др., и 4655760, Morman и др., содержания которых включены сюда полностью посредством ссылки. Выражение «многослойный материал, соединенный с растягиванием» является достаточно широким, включающим «многослойный материал, соединенный с сужением».
Как используется здесь, «сужение» или «сужение с растягиванием» взаимозаменяемо относятся к способу удлинения нетканого материала, в общем, в машинном направлении, для уменьшения его ширины (в поперечном машинном направлении) управляемым образом до желаемой степени. Управляемое растягивание может осуществляться при низкой комнатной температуре или повышенных температурах и ограничивается увеличением общего размера в направлении растягивания до удлинения, требуемого для повреждения материала, которое в большинстве случаев составляет от около 1,2 до 1,6 раз. При ослаблении, полотно стягивается, но не возвращается к его исходным размерам. Такой процесс описан, например, в патенте США №4443513, Meither and Notheis, №4965122, 4981747 и 5114781, Morman и №5244482, Hassenboehler Jr. и др., все содержание которых включено сюда полностью посредством ссылки для всех целей.
Как используют здесь, выражение «обратимо сужаемый материал» относится к материалу, который имеет свойства растяжимости и возврата, образуемые сужением материала, затем нагреванием суженного материала и охлаждением материала. Такой процесс описан в патенте США №4965122, Моrmаn, настоящего заявителя, все содержание которого включено сюда полностью посредством ссылки для всех целей. Как используют здесь, «многослойный материал, соединенный с сужением» относится к композитному материалу, имеющему по меньшей мере два слоя, в котором один слой является сужаемым, неэластичным слоем, а другой слой является эластичным слоем. Эти слои соединяют вместе, когда неэластичный слой находится в растянутом (суженном) состоянии. Примеры многослойных материалов, соединенных с сужением, представлены, например, в патенте США №5226992, 4981747, 4965122 и 5336545, Morman, все содержание которых включено сюда полностью посредством ссылки для всех целей.
Как используют здесь, выражение «совместно отформованный» означает выдуваемый из расплава материал, к которому добавлен по меньшей мере один другой материал в процессе выдувания из расплава. Выдуваемый из расплава материал может быть выполнен из различных полимеров, включающих эластомерные полимеры. Различные дополнительные материал могут быть добавлены к выдуваемым из расплава волокнам в процессе формования, включая, например, пульпу, сверхвпитывающие частицы, целлюлозу или штапельные волокна. Процессы совместного формования показаны в патентах США настоящего заявителя №4818464, Lau и №4100324, Anderson и др., все содержание которых включено сюда полностью посредством ссылки для всех целей.
Как используют здесь, выражение «ультразвуковое соединение» относится к процессу, в котором материалы (волокна, полотна, пленки и т.д.) соединяют путем пропускания материалов между ультразвуковым волноводом и опорным валком. Пример такого процесса показан в патенте США №4374888, Bornslaeger, полное содержание которого включено сюда посредством ссылки для всех целей.
Как используют здесь, выражение «эластичный» относится к любому материалу, включающему пленку, волокно, нетканое полотно или их комбинацию, который при приложении смещающего усилия растягивается до растягиваемой смещенной длины, которая составляет около 110 процентов или в полтора раза от его длины в ослабленном, нерастянутом состоянии, и который будет восстанавливаться по меньшей мере на 15 процентов его удлинения при освобождении от растягивающего, смещающего усилия.
Как используют здесь, выражение «удлиняемый и стягиваемый» относится к способности материала удлиняться при растягивании и стягиваться при высвобождении. Удлиняемыми и стягиваемыми материалами являются те, которые при приложении смещающего усилия могут растягиваться до длины в растягиваемом, смещенном состоянии и которые будут восстанавливать участок, предпочтительно по меньшей мере около 15 процентов, их удлинения при высвобождении растягивающего, смещающего усилия.
Как используют здесь, выражение «эластомер» или «эластомерный» относится к полимерным материалам, которые имеют свойства растяжимости и могут восстанавливаться.
Как используют здесь, выражение «растягивать» относится к способности материала удлиняться при приложении смещающего усилия. Процент растягивания представляет собой разницу между исходным размером материала и тем же размером после растягивания или удлинения материала после приложения смещающего усилия. Процент растягивания может выражаться как [(длина в растянутом состоянии+примерная исходная длина)/примерная исходная длина]* 100. Например, если материал, имеющий исходную длину один (1) дюйм, растягивают на 0,50 дюйма, то есть до длины в удлиненном состоянии 1,50 дюйм, можно сказать, что материал был растянут на 50 процентов.
Как используют здесь, выражение «восстанавливать» или «восстанавливаемый» относится к стягиванию растянутого материала при ограничении смещающего усилия, после растягивания материала при приложении смещающего усилия. Например, если материал, имеющий длину в расслабленном, несмещенном состоянии один (1) дюйм удлиняют на 50 процентов путем растягивания до длины в полтора (1,5) дюйма, материал будет иметь растянутую длину, то есть 150 процентов от его длины в расслабленном состоянии. Если этот примерный растянутый материал стягивается, то есть возвращается к длине одна целая, одна десятая дюйма (1,1) после высвобождения смещающего и растягивающего усилия, материал будет восстанавливаться на 80 процентов (0,4 дюйма) от его удлинения.
Как используют здесь, термин «полимер», в общем, включает гомополимеры, сополимеры, такие как, например, блок, графт, неупорядоченные полимеры, полимеры с регулярным чередованием мономерных единиц, триммеры, и т.д. и их смеси и модификации, но не ограничивается ими. Кроме того, пока специально не ограничено другое, термин «полимер» должен включать все возможные геометрические конфигурации молекулы. Эти конфигурации включают изотактическую, синдиотактическую и произвольные симметрии, но не ограничиваются ими.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Различные признаки и преимущества изобретения будут изложены частично в последующем описании или могут быть очевидны из описания, или могут быть получены из практического применения изобретения.
Обеспечена уникальная конфигурация защитной перчатки, выполненной по существу из многослойного материала, который придает желаемые преимущества указанной перчатке. Многослойный материал включает множество эластичных прядей и первое нетканое полотно, прикрепленное к прядям в ослабленном состоянии множества эластичных прядей и первого нетканого полотна, так что по меньшей мере одна складка образована в первом нетканом полотне. Многослойный материал также включает второе нетканое полотно, которое прикреплено аналогичным образом к множеству эластичных прядей, как и первое нетканое полотно.
В конкретном варианте выполнения, многослойный материал образован в форме перчатки, по меньшей мере частично посредством швов, образованных с помощью ультразвукового соединения. Соединительные швы могут быть потайными швами, имеющими минимальный размер по высоте, например, менее 1 мм. Кроме того, упрочняющие соединения могут быть приложены к многослойному материалу, чтобы упрочнить один или более потайных шовных соединений в еще одном примерном варианте выполнения.
Эластичные пряди выполнены так, чтобы образовывать проходы, через которые жидкость сможет протекать через многослойные материалы. Первое и второе нетканые полотна являются проницаемыми для жидкости, так чтобы получить соединенный с растягиванием многослойный материал, который является проницаемым для жидкости. Перчатка может быть проницаемой для жидкости и газа (воздуха) в конкретном примерном варианте выполнения. Множество эластичных прядей являются растяжимыми, чтобы придать растяжимость в по меньшей мере одном направлении многослойного материала, соединенного с растягиванием.
Еще один примерный вариант выполнения существует в перчатке, описанной выше, в котором первое и второе нетканые полотна выполнены из одного и того же материала и имеют одинаковые физические свойства.
Настоящее изобретение также охватывает способ выполнения защитной перчатки, такой как перчатка, описанная выше. Способ предусматривает стадию обеспечения первого и второго проницаемых для жидкости многослойных материалов, соединенных с растягиванием, которые имеют эластичный слой, выполненный из множества эластичных прядей. Эластичный слой расположен между собираемыми в складки слоями, которые включают первое и второе нетканые полотна. Способ также предусматривает стадию соединения первого и второго проницаемых для жидкости многослойных материалов, соединенных с растягиванием, друг с другом в форме перчатки, с образованием потайных шовных соединений вокруг перчатки.
После соединения, перчатка может быть вывернута, так что соединительные швы расположены на внутренней стороне перчатки. При формировании с потайными шовными соединениями, потайные шовные соединения могут быть образованы с помощью одновременной операции разрезания и сваривания, в которой не используют выворачивания. Альтернативно, выворачивание может быть произведено, даже если образовано потайное шовное соединение.
Стадия соединения может быть выполнена с помощью любого традиционного средства. В конкретном варианте выполнения используют ультразвуковое соединение. Многослойные материалы могут быть соединены и разрезаны в желаемую форму перчатки в одной стадии процесса, такого как процесс ультразвукового сваривания. В другом варианте выполнения, материалы могут быть разрезаны и соединены посредством традиционного процесса формования или вырубки прессом.
Эти и другие признаки, объекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятны со ссылкой на последующее описание и прилагаемую формулу изобретения. Сопровождающие чертежи, которые включены сюда и составляют часть этого описания, показывают варианты выполнения изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Полное описание настоящего изобретения, включая лучшие варианты его выполнения, предназначенное для специалиста в данной области, изложено более конкретно в остальной части описания, в которой сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в перспективе защитного изделия, которое представляет собой перчатку в соответствии с одним примерным вариантом выполнения.
Фиг.1а - вид в перспективе перчатки по Фиг.1 с упрочняющими соединениями, нанесенными на нее.
Фиг.2 - покомпонентный вид в перспективе различных слоев многослойного материала, соединенного с растягиванием, который используют для формирования защитного изделия, в соответствии с одним примерным вариантом выполнения.
Фиг.2а - покомпонентный вид в перспективе, аналогичный Фиг.2, но с эластичным слоем, выполненным в виде сетки.
Фиг.3 - вид в перспективе слоев по Фиг.2, в собранной форме. Здесь многослойный материал, соединенный с растягиванием, имеет складки, образованные в нетканых слоях в расслабленном состоянии.
Фиг.4 - подробный вид в перспективе шва, образованного в области манжеты перчатки.
Фиг.5 - подробный вид в перспективе потайного шовного соединения, образованного в области манжеты перчатки.
Фиг.6 - вид в перспективе защитного изделия, которое представляет собой перчатку, в соответствии с одним примерным вариантом выполнения. Здесь перчатка не имеет пальцев.
Фиг.7 - схематическая иллюстрация способа производства защитного изделия в соответствии с одним примерным вариантом выполнения.
Фиг.8 - схематическая иллюстрация способа производства защитного изделия в соответствии с альтернативным примерным вариантом выполнения.
Повторное использование ссылочных позиций в настоящем описании и чертежах предназначено для обозначения одних и тех же или аналогичных признаков или элементов изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Ссылки теперь будут сделаны более подробно на варианты выполнения изобретения, один или более примеров которых показаны на чертежах. Каждый пример представлен для пояснения изобретения и не предназначен для ограничения изобретения. Например, признаки, показанные или описанные как часть одного варианта выполнения, могут быть использованы с другим вариантом выполнения для обеспечения третьего варианта выполнения. Подразумевается, что настоящее изобретение включает эти и другие модификации и изменения.
Следует понимать, что диапазоны, упомянутые здесь, включают все диапазоны, расположенные в описанном ранее диапазоне. По существу, все диапазоны, упомянутые здесь, включают все поддиапазоны, включенные в упомянутые диапазоны. Например, диапазон от 100 до 200 также включает диапазон от 110-150, 170-190 и 153-162. Кроме того, все пределы, упомянутые здесь, включают все другие пределы, включенные в упомянутые пределы. Например, предел до 7 включает также предел до 5, до 3 и до 4,5.
Ссылаясь на чертежи в общем, обеспечивается защитная перчатка 10, имеющая участок, обращенный к телу, который выполнен для закрывания руки пользователя. Следует понимать, что перчатка не ограничивается назначенным применением и может быть полезна для использования во множестве любых других условий работы. Обращенный к телу участок перчатки 10 выполнен из соединенного с растягиванием многослойного материала 12, который предпочтительно является паропроницаемым и может растягиваться, чтобы позволить удобную посадку и перемещение на руке пользователя. Обращенный к телу участок также может быть проницаемым для жидкости и воздуха. Перчатка 10 может быть выполнена из одного или более участков, которые соединены друг с другом посредством потайного шва. Нетканые материалы можно использовать в перчатке 10 для обеспечения перчатки, напоминающей трикотажную, которая имеет более низкую стоимость, чем настоящие трикотажные или тканые перчатки, при этом обеспечивая желаемые свойства посадки на руку. Перчатка 10, выполненная из нетканого материала, может быть более предпочтительной, чем обычная трикотажная тканая перчатка, поскольку нетканая перчатка 10 может быть выполнена посредством непрерывного процесса производства и может быть менее дорогостоящей. Нетканые материалы могут быть обеспечены в рулонах и подаваться в область соединения преобразующего оборудования для соединения в желаемую форму, как будет описано. Обычные трикотажные перчатки выполняют по одной за раз в более медленном процессе.
На фиг.1 показан примерный вариант выполнения перчатки 10, которая может быть образована из соединенного с растягиванием многослойного материала 12. На Фиг.2 показаны различные компоненты соединенного с растягиванием многослойного материала 12, который можно использовать для производства перчатки 10. Эластичный слой 36 соединенного с растягиванием многослойного материала 12 может быть выполнен из множества эластичных прядей 14. Можно использовать любой вид эластичных прядей 14 в соответствии с примерными вариантами выполнения. Например, эластичные пряди 14 могут представлять собой LYCRA, которые производит компания E.I. DuPont, Вильмингтон, Делавэр. Хотя эластичный слой 36 описан как представляющий собой множество эластичных прядей 14, он может включать другие элементы, помимо эластичных прядей 14. Например, эластичный слой 36 может включать наполнитель или связующий агент, который действует для удержания эластичных прядей 14 по отношению друг к другу. Эластичные пряди 14 могут растягиваться и быть прикреплены к одному или более из собираемых в складки слоев 38 и 40, когда находятся в растянутом состоянии. Собираемые в складки слои 38 и 40 могут быть первым нетканым полотном 16 и вторым нетканым полотном 18. В соответствии с одним примерным вариантом выполнения, эластичные пряди 14 могут быть растянуты, а затем покрыты собираемыми в складки слоями 38 и 40, которые представляют собой эластичнее нетканые волокна на обеих его сторонах. Эластичные нетканые волокна могут представлять собой KRATON, которые производит компания KRATON Polymers, Хьюстон, Техас. Эластичные нетканые волокна могут распыляться на эластичные пряди 14, когда эластичные пряди 14 находятся в растянутом состоянии. Другие виды соединенного с растягиванием многослойного материала 12, который можно использовать в соответствии с конкретными примерными вариантами выполнения настоящего изобретения, описаны, например, в патентах США №5385775 и 4720415 и в патентной заявке США №20020104606, все из которых включены сюда полностью посредством ссылки для всех целей.
Следует понимать, однако, что собираемые в складки слои 38 и 40 могут быть любым типом нетканого полотна в соответствии с различными примерными вариантами выполнения. Как показано на Фиг.2, соединенный с растягиванием многослойный материал 12 выполнен так, что первое нетканое полотно 16 прикреплено к одной стороне эластичных прядей 14, при этом второе нетканое полотно 18 прикреплено к другой стороне.
Первое и второе нетканые полотна 16 и 18 могут быть гибкими листовыми материалами, которые могут обеспечить желаемые барьерные, приятные для кожи и эластичные свойства, при этом также улучшая общее тактильное эстетическое ощущение для пользователя, путем снижения жесткости, часто обнаруживаемой у нетканых материалов и свойств липкости и трудности надевания, связанных с субстратами на основе латекса. При данной структуре некоторых нетканых материалов, гофрирование контактной поверхности помогает снизить площадь поверхности, действительно контактирующей с кожей пользователя, делая изделие 10 более легким для надевания и снятия. Физическая структура нетканых материалов также может производить капиллярное действие для забирания влаги от кожи пользователя; следовательно, удаление любого ощущения влажности или липкости и поддержание ощущения сухости и комфорта.
Складки также могут действовать для улучшения прохождения воздуха между перчаткой 10 и кожей пользователя.
После прикрепления первого нетканого полотна 16 и/или второго нетканого полотна 8 соединенный с растягиванием многослойный материал 12 может быть высвобожден, так что эластичные пряди 14 возвращаются к их нормальной длине, таким образом, заставляя первое и второе нетканое полотно 16 и 18 собираться в складки. На Фиг.3 показан соединенный с растягиванием многослойный материал 12 в ослабленном положении, в котором складки 20 образованы в первом и втором нетканом полотне 16 и 18. Складки 20 могут продолжаться через все нетканое полотно 16 или 18, так что они присутствуют по существу на обеих сторонах нетканого полотна 16 или 18. Соединенный с растягиванием многослойный материал 12, таким образом, имеет некоторую степень скрытой растяжимости, которая позволяет соединенному с растягиванием многослойному материалу 12 функционировать в качестве перчатки 10 или другого защитного изделия, так что перемещение участка тела пользователя вызывает растягивание в соединенном с растягиванием многослойном материале 12, при этом поддерживая удобную посадку на пользователе. Соединенный с растягиванием многослойный материал 12 может сидеть плотно на коже пользователя как в ослабленном, так и затем в растянутом состоянии, когда пользователь перемещает участок его или ее тела. Перчатка 10 может быть выполнена так, что пленка отсутствует.
Как показано на Фиг.2, эластичные пряди 14 могут быть расположены так, чтобы быть параллельными или образовывать форму решетчатого или сетчатого типа, как показано, например, на Фиг.2а. Для параллельных прядей эластичность может быть одноразмерной, а двухразмерная эластичность может быть обеспечена за счет эластичных волокон в первом и втором нетканых полотнах 16 и 18. Если полотна с эластичными волокнами могут быть образованы путем распыления волокон перпендикулярно параллельным прядям, образуется микроструктура, подобная трикотажной, и может быть проницаемой для пара и жидкости. Решетчатый тип расположения по Фиг.2а позволит соединенному с растягиванием многослойному материалу 12 растягиваться в различных направлениях и может также включать дополнительное растяжение от нетканых полотен 16 и 18. По существу, эластичные пряди 14 можно видеть как сетчатые каркасы, которые эквивалентны сетчатым структурам, образованным в тканых продуктах в процессе трикотажной вязки, но с улучшенной поверхностной гибкостью и структурными изменениями. Однако, в соответствии с другими примерными вариантами выполнения, эластичные пряди 14 могут быть расположены в любом желаемом направлении, так чтобы соответствовать растяжению в различных направлениях.
На Фиг.4 показан вырезанный участок внутренней стороны перчатки 10 в соответствии с одним примерным вариантом выполнения. Здесь первый соединенный с растягиванием многослойный материал 42 прикреплен ко второму соединенному с растягиванием многослойному материалу 44, таким образом, образуя шов 24. Шов 24 может иметь высоту 26, которая составляет до 5 мм в длину в соответствии с некоторыми примерными вариантами выполнения. Альтернативно, высота 26 шва 24 может быть до трех миллиметров, до двух миллиметров, или менее одного миллиметра в соответствии с некоторыми примерными вариантами выполнения. Высота 26 шва 24 может влиять на удобство пользователя в процессе ношения перчатки 10. Например, если высота 26 шва 24 является относительно большой, пользователь будет чувствовать шов 24 при ношении перчатки 10 и может испытывать дискомфорт от этого. Кроме того, высота 26 шва 24 также может мешать удалению перчатки 10 с пользователя или может препятствовать надеванию перчатки 10. Перчатка 10 может быть вывернута, чтобы поместить шов 24 на внутренней стороне и наружной стороне, по желанию.
В соответствии с одним примерным вариантом выполнения настоящего изобретения, первый и второй соединенные с растягиванием многослойные материалы 42 и 44 могут быть соединены друг с другом посредством одного или более «потайных» шовных соединений 28, как показано на Фиг.5. Здесь швы образованы между первым и вторым соединенными с растягиванием многослойными материалами 42 и 44, так чтобы обеспечить высоту, в общем, равную 1 мм или менее. Потайное шовное соединение 28 позволяет большую степень удобства для пользователя перчатки 10, поскольку пользователь не почувствует дискомфорта от какого-либо шва при ношении перчатки 10. Кроме того, потайное шовное соединение может позволить более легкое надевание и удаление перчатки 10 с руки пользователя, поскольку швы 24 не будут препятствовать надеванию и удалению. Потайные шовные соединения 28 могут быть предпочтительны тем, что они обеспечивают перчатку 10, которая может иметь такое же качество, как тканая трикотажная перчатка в отношении ощущений и удобства при ношении. Кроме того, растяжимость перчатки 10 также может обеспечить желаемые свойства посадки на руку и позволить легкое надевание и удаление перчатки 10.
В конкретном варианте выполнения, потайные шовные соединения 28 могут быть менее 500 микрометров (мкм) по ширине и около 500 мкм в высоту 26. Потайное шовное соединение 28 также может быть менее 400 или 300 мкм по ширине и 400 или 300 мкм в высоту 26. Предпочтительно, потайное шовное соединение 28 составляет менее 100 мкм по ширине и 100 мкм по высоте 26. В некоторых примерных вариантах выполнения ширина потайного шовного соединения 28 может быть уже около 50 мкм. Шириной и высотой 26 потайного шовного соединения 28 можно управлять, например, путем изменения ширины и высоты узора перчатки на соединительном волноводе или соединительном валке или ультразвуковой сшивающей матрице.
Относительно ультразвукового соединения нетканых перчаток 10, напоминающих трикотажные, соединительный шов 24 вдоль краев может иметь влияние на поддержание эластичности прядей. Вероятно, некоторые пряди могут быть свободно отрезаны от шва 24 и не поддерживать их полную эластичность после надевания перчатки 10 на руку при растягивании. Для традиционного сшивающего производства, промежуток между проколами иглы может не полностью фиксировать пряди в фиксированном положении. После сшивания, перчатку отрезали от нетканых листов с помощью процесса отсекания штампом. Этот процесс может оставлять пряди 14 вдоль режущих краев, которые становятся свободными. Чтобы поддерживать эластичность прядей 14, авторы настоящего изобретения полагают, что линии шва 24 в нетканых перчатках 10, типа трикотажных, функционируют в качестве крепления для прядей 14, чтобы предотвратить ослабление прядей 14 при формировании линий шва 24. В одном варианте выполнения, линии шва 24 могут быть образованы путем применения ультразвукового устройства разрезания/сварки перчатки, в котором плоский конец присутствует для разрезания в угловом наклоне для одновременной сварки. Наклонная часть устройства может только расплавить нетканые полотна 16 и 18 и пряди 14, так что пряди 14 тесно связаны друг с другом, чтобы предотвратить образование свободных прядей 14. Предпочтительно, свободные пряди 14 могут составлять менее 50% после разрезания/сварки, и в некоторых вариантах выполнения, менее 75%, и в некоторых вариантах выполнения, менее 85%, и в некоторых вариантах выполнения менее 90%.
Поскольку перчатки 10 могут иметь множество разных размеров и форм, установки для ультразвукового соединения, такие как соединительное устройство с погружением, могут быть неспособны разместить всю перчатку для руки на лицевой стороне волновода. Например, перчатка 10, размером 7×10 дюймов не может быть произведена с помощью соединительного устройства, которое поддерживает волновод, размером 6×9. Это особенно справедливо для перчаток больших размеров, когда размер выходит за пределы заданного ультразвукового соединительного устройства. В этому случае, авторы настоящего изобретения обнаружили, что можно обеспечить более чем один волновод для изготовления перчатки 10. В некоторых вариантах выполнения, два волновода могут потребоваться для изготовления перчатки 10. В других вариантах выполнения, может быть необходимо четыре волновода. Каждый волновод может иметь лицевую поверхность для соединения одной области перчатки 10. Альтернативно, лицевая поверхность перчатки может быть размещена на большом опорном валке и использовать меньший волновод для соединения перчатки в одном или более импульсе.
Также возможно выполнение перчаток в форме 3D или других изделий путем растягивания одного многослойного материала 42 или 44 в процессе соединения. В этом случае, растягиваемый многослойный материал сокращается до его нормальной длины и заставляет перчатку 10 иметь 3D форму. Такой процесс соединения особенно подходит для формирования перчатки, которая имеет открытые кончики пальцев, как показано на Фиг.6.
Также вероятно, что перчатка 10 в форме 3D может быть образована путем размещения первого многослойного материала 42 на опорный валок в форме руки, в вакууме. Второй многослойный материал 42 может быть соединен разрезанием/сваркой на первом многослойном материале 42 с образованием перчатки 10 в 3D форме.
Ссылаясь на Фиг.la, множество упрочняющих соединений 30 может быть нанесено на перчатку 10, чтобы упрочнить перчатку 10 в важных областях. Как показано на Фиг.1а, упрочняющие соединения 30 наносят на манжету перчатки 10 и на области между пальцами и большим пальцем перчатки 10 для дальнейшего упрочнения потайного шовного соединения 28. Это может быть в случае, когда потайное шовное соединение 28 будет открыто, чтобы вызвать разделение первого и второго соединенных с растягиванием многослойных материалов 42 и 44 перчатки 10, таким образом, делая присутствие упрочняющих соединений 30 желательным. Однако следует понимать, что в соответствии с другими примерными вариантами выполнения, эти упрочняющие соединении 30 не используют. Упрочняющие соединения 30 могут быть выполнены в любой форме, но предпочтительно в форме, которая поможет пользователю разместить перчатку 10 на руке.
Перчатки 10 можно использовать в качестве отдельного продукта или можно использовать в качестве основной перчатки, на которую надевают дополнительную перчатку. Кроме того, перчатку 10 можно использовать в качестве внутреннего слоя перчатки для других применений.
На Фиг.7 показан процесс производства перчатки 10 в соответствии с одним примерным вариантом выполнения. Здесь первый и второй соединенный с растягиванием многослойные материалы 42 и 44 вытягивают в направлении друг друга и формируют в перчатку 10 с помощью стадии 48 ультразвукового соединения. Стадия 48 ультразвукового соединения и связанные с ней стадии производства могут осуществляться так, как показано и описано в патентной заявке США №11/118078, поданной 29 апреля 2005 года, полное содержание которой включено сюда посредством ссылки полностью и для всех целей. Стадия 48 ультразвукового соединения по Фиг.7 может использовать режущий волновод 52, расположенный на одной стороне первого соединенного с растягиванием многослойного материала 42, тогда как опорный валок 54, в этом случае цилиндр, имеющий узор перчаток на нем, расположен смежно второму соединенному с растягиванием многослойному материалу 44. Режущий волновод 52 может перемещаться во взаимодействие с многослойными материалами 42 и 44 для одновременного соединения и разрезания многослойных материалов 42 и 44, чтобы формировать потайное шовное соединение 28 на них. Вращающийся валок 54 может быть выполнен, чтобы обеспечить край, который является плоским для разрезания и сторону под углом для сварки, как показано и описано в вышеупомянутой патентной заявке США №11/118,078.
Перчатки 10 могут быть расположены так, что отверстие для руки пользователя расположено на крае многослойных материалов 42 и 44. Уже сформированные перчатки 10 могут быть удалены с многослойных листов и сброшены в ящик 56 для сбора. Перчатки 10 могут еще находиться в ламинированном материале 42 и 44 на Фиг.7 сразу после режущего волновода 52, но не показаны для ясности. Отверстия 58 выполняют, когда перчатки 10 удалены. Процесс, показанный на Фиг.7, может быть непрерывным циклическим процессом, так что перчатки 10 могут быть произведены на высокой скорости. Альтернативно, прерывистый процесс формирования перчаток 10 также может быть использован, при желании, в соответствии с другими примерными вариантами выполнения. На Фиг.8 показан альтернативный примерный вариант выполнения, в котором перчатки 10 формируют с помощью производственного процесса, в котором стадия 48 соединения представляет собой ультразвуковой волновод, который образует перчатки 10 из многослойных материалов 42 и 44.
Стадия выворачивания может быть осуществлена для переворачивания перчатки 10, так что потайные шовные соединения 28, которые имеют какую-либо высоту, затем помещают на внутренней стороне перчатки 10. Однако стадия выворачивания не является необходимой в соответствии с другими примерными вариантами выполнения. Например, перчатка 10 может быть выполнена и размещена так, что высота потайных шовных соединений 28 расположена на наружной стороне перчатки 10. Кроме того, потайные шовные соединения 28 могут быть образованы так, что они не имеют высоты. В этом случае стадия выворачивания может не быть необходимой, поскольку швов не будет ни на внутренней, ни на наружной стороне перчатки 10. При применении стадии 48 соединения, которая формирует потайные шовные соединения 28, процесс производства может быть упрощен, поскольку может быть исключена дополнительная стадия выворачивания.
Перчатка 10 может быть, в общем, образована различными способами. Например, в одном варианте выполнении, перчатка 10 может иметь единую структуру из одного куска, соединенного с растягиванием многослойного материала. В некоторых вариантах выполнения, некоторые участки могут быть более растяжимыми, чем другие, и в некоторых областях могут быть более упругими, а значит, более прочными, чем в других. Каждый участок может быть идентичным или разным, в зависимости от желаемых свойств перчатки 10.
Первое и второе нетканые полотна 16 и 18 могут быть одинаковыми или разными в соответствии с различными примерными вариантами выполнения. Может быть предпочтительно в некоторых примерных вариантах выполнения обеспечить внутренний слой перчатки 10, который может быть либо первым, либо вторым нетканым полотном 16 или 18, выполненным из материала, который является мягким, поскольку этот слой будет контактировать с кожей пользователя. Первое и второе нетканое полотно 16 и 18 могут быть одинакового или разного цвета в соответствии с различными примерными вариантами выполнения. Использование первого или второго нетканого полотна 16 и 18 в качестве внутреннего слоя перчатки 10 может исключить необходимость в защитных агентах для кожи, таких как пудра, которые присутствуют в других типах перчаток. Однако следует понимать, что в конкретных примерных вариантах выполнения перчатки 10 эти агенты для защиты кожи, такие как пудра, могут использоваться по желанию.
Соединенный с растягиванием многослойный материал 12 может быть растянут на 200%-300%. Альтернативно, соединенный с растягиванием многослойный материал 12 может растягиваться от 50%-200% в соответствии с другими примерными вариантами выполнения. Кроме того, соединенные с растягиванием многослойные материалы 12 могут растягиваться до 400% в соответствии с другими вариантами выполнения.
Соединенные с растягиванием многослойные материалы 12 являются проницаемыми для жидкости и позволяют обеспечить дышащую способность для кожи пользователя в процессе использования. Соединенный с растягиванием многослойный материал 12 имеет поры или отверстия, которые позволяют жидкостям и газам проходить через них.
Соединенный с растягиванием многослойный материал 12 может позволить легко изготавливать защитные изделия 10 с использованием высокоскоростных технологий производства. Полагают, что адаптация растяжимого, соединенного с растягиванием во многих направлениях многослойного материала 12 для настоящих изделий 10, может обеспечить как преимущество удобной посадки за счет гибкости и снизить количество используемого материала, что можно перевести в экономию материала до по меньшей мере около 5-10%. Это может позволить производить экономичные одноразовые изделия 10 для одного или ограниченного использования. Эластичная природа соединенного с растягиванием многослойного материала 12 позволяет более легкое его формование для соответствия трехмерности, например, руки, в случае перчатки 10, что позволяет руке сгибаться и перемещаться более естественно, чем в традиционных плоских перчатках.
Все слои 36, 38 и 40 могут быть соединены вместе с использованием различных либо термических, либо химических, ультразвуковых, либо физико/механических средств. Хотя описано присутствие трех слоев 36, 38 и 40, следует понимать, что дополнительные слои могут быть включены в соответствии с другими примерными вариантами выполнения. По существу настоящее изобретение включает примерные варианты выполнения, в которых три или более, четыре или более, пять или более или шесть или более слоев могут быть включены в соединенный с растягиванием многослойный материал 12. Предпочтительно изделие 10 образует полый корпус с отверстием, которое удобно садится без спутывания в гибких местах, таких как вдоль изгибов пальцев или между отдельными пальцами перчатки 10, и без лишнего скольжения или плотного связывания, например, в запястье или лодыжке перчатки или в изделии для ноги, соответственно.
В перчатке 10, одно из нетканых полотен 16 или 18 может служить в качестве либо нижней перчатки, либо подкладки. Общая проблема, связанная с ношением изделий или предметов, выполненных из натурального резинового латекса поверх закрытой кожи, состоит в появлении различных кожных аллергических реакций (например, раздражающий дерматит, замедленная кожная гиперчувствительность (IV тип аллергии), и непосредственная реакция (I тип аллергии)), которые, как предполагают, вызываются белками в резиновом латексе. При использовании нетканой подкладки такие аллергические реакции могут быть сведены к минимуму и/или исключены за счет устранения непосредственного контакта кожи с латексом. Вместо непосредственного контакта с латексной резиной, кожа пользователя может касаться внутренней поверхности, которая имеет нетканый слой прядей из длинных непрерывных волокон. Нетканая подкладка может обеспечить ощущение мягкой ткани или «подобное хлопку», которое значительно более комфортно для пользователя, чем непосредственный контакт кожи с латексом или пластиковыми пленками. Нетканая подкладка также обеспечивает дополнительные преимущества по сравнению с латексными перчатками без подкладки или без прокладки, посредством впитывания влаги и исключения условий, требуемых для специальных надеваемых покрытий. Поскольку нетканый материал обычно имеет более низкий коэффициент трения относительно пластиковых пленок или латексных мембран, перчатка 10 с внутренней подкладкой из нетканого материала может облегчить надевание или снятие перчатки, позволяя руке пользователя легко скользить внутрь и наружу перчатки. Не требуется никакого кукурузного крахмала или талька для таких перчаток, поскольку нетканый слой не липкий и не устойчив к влажности кожи, как резина или другие полимерные латексные композиции. С другой стороны, страдает качество латексных перчаток, что возникает из-за неравномерностей по толщине для различных производств. Перчатки 10 по настоящему изобретению также могут обеспечить более равномерную толщину для удобства и улучшенного контроля, повышая качество и воспроизводимость в процессе производства, поскольку нетканое полотно может быть предварительно произведено.
Различные типы материалов на основе полимера из уровня техники можно использовать для выполнения нетканых материалов, напоминающих ткань. Основная подложка или основное нетканое волокнистое полотно может быть образовано из материалов, которые могут включать, например, искусственные волокна, волокна пульпы, термо-механическую пульпу или смеси таких материалов, так что полотно имеет свойства схожести с тканью. Гибкий листовой материал можно использовать для формирования нетканых полотен. Нетканые полотна материалов, подходящие для использования в настоящем изобретении, могут быть, например, выбраны из группы, состоящей из материалов фильерного производства (спанбонд), выдуваемых из расплава, фильерных-выдуваемых из расплава-фильерных многослойных материалов, материалов совместного формования, фильерный-пленка-фильерный многослойный материал, бикомпонентный материал фильерного производства, бикомпонентный выдуваемый из расплава материал, двухсоставный фильерный материал, двухсоставный выдуваемый из расплава материал, соединенное кардное бикомпонентное полотно, крученые волокна, уложенные в воздушном потоке, и их комбинации.
Нетканые полотна 16 и 18 могут включать непрерывные волокна и могут также включать различные эластомерные компоненты, такие как эластичные многослойные материалы. Например, подходящие эластичные многослойные материалы могут включать соединенные с растягиванием и соединенные с сужением многослойные материалы (или альтернативно, обратимо суженный материал в других примерных вариантах выполнения). Альтернативно, волокнистые нетканые полотна, образованные с помощью процессов экструзии, таких как фильерное производство и выдувание из расплава, и с помощью механических процессов сухого формования, таких как переплетение и кардование, используемые в комбинации с микроволокнистыми слоями, можно использовать в качестве компонентов. Поскольку эти материалы и производство этих компонентов часто могут быть недорогими относительно стоимости тканых или трикотажных компонентов, эти продукты могут быть одноразовыми.
2
2
2
2
2
2
Нетканые материалы, которые можно использовать в соединенных с растягиванием многослойных материалах 12, перед преобразованием в такие многослойные материалы, предпочтительно имеют вес основы между около 10 г/м и 50 г/м, или даже более предпочтительно между около 12 г/м и 25 г/м. В альтернативном варианте выполнения такие нетканые материалы имеют вес основы между около 15 г/м и 20 г/м. Кроме того, допускается более высокий вес основы.
Различные материалы, которые могут быть использованы для изготовлении эластичного слоя 36 и собираемых в складки слоев 38 и 40, могут быть найдены в патентной заявке США №11/011,716 под названием «Дышащие защитные изделия», которая была подана 14 декабря 2004 года. Полное содержание патентной заявки США №11/011,716 включено сюда полностью посредством ссылки для всех целей. Любые определения, найденные в настоящей заявке предпочтительно по сравнению с определениями в патентной заявке США №11/011,716.
2
2
2
2
Наружное нетканое полотно 16 или 18 может быть фильерным или соединенным переплетением в воздушном потоке полотном, выполненным из бикомпонентных полиэтиленовых/полипропиленовых волокон в расположении сторона к стороне. Наружный слой может иметь вес основы от около 34 г/м до около 169 г/м, и более конкретно, может иметь вес основы от около 68 г/м до около 136 г/м. Альтернативно сам наружный слой может быть слоистой или многослойной структурой. Например, можно использовать два совместных процесса, в которых слой большего диаметра формируют на слое меньшего диаметра волокон.
2
2
2
2
2
2
Соединенный с растягиванием многослойный материал 12 может включать эластичные пряди 14, выполненные из эластомерного материала, расположенного между двумя полипропиленовыми слоями 16 и 18 фильерного производства. Эластичные пряди 14 могут быть, например, выполнены из сополимера стирол-этилен бутилен-стирол, такого как KRATON G2740, доступный от компании Krayton Polymer Company. Соединенный с растягиванием многослойный материал 12 может иметь вес основы от около 34 г/м до около 169 г/м, более конкретно от около 51 г/м до около 85 г/м, и более конкретно, от около 68 г/м до около 102 г/м.
Следует понимать, что перчатки 10 в соответствии с изобретением могут включать любую комбинацию дополнительных признаков, в зависимости от назначенного использования перчаток. Например, наружная поверхность перчаток 10 может быть обработана или покрыта композицией против скольжения, которая улучшает способность захватывания перчатки. Ссылаясь на Фиг.1, композиция 17 против скольжения была добавлена к участку ладони перчатки. Композиция 17 против скольжения выполнена из нетканого материала или кожи. Композиция против скольжения может быть нанесена в виде любого желаемого узора и может быть нанесена в любой подходящей стадии процесса при производстве перчаток 10 или после окончательного формирования перчаток 10.
Хотя и описано в отношении перчатки 10 или изделия для ног с целью иллюстрации, настоящее изобретение не ограничивается ими. Другие типы изделий могут быть сформированы из материалов, описанных в соответствии с настоящей технологией и конструкцией. Эти другие изделия могут включать одноразовые защитные изделия для разных рабочих условий, и/или где свойства, такие как дополнительная прочность, комфорт, защита кожи и отсутствие порошкообразных добавок, как описано в настоящем изобретении, являются предпочтительными. Медицинские или терапевтические изделия, такие как маски для лица, головные уборы (например, просторные колпаки, хирургические шапочки и колпаки), спецодежда, изделия для лабораторий, нижнее белье, фартуки и куртки, платья, шторы, перевязочные материалы, бандажи, стерилизационные повязки, косметические подушечки, постельные принадлежности для пациентов, листы для носилок и колясок и т.п. Кроме того, защитное изделие 10 не обязательно должно быть одноразовым в соответствии с другими вариантами выполнения.
Хотя настоящее изобретение было описано в связи с конкретными вариантами выполнения, следует понимать, что объекты, охватываемые настоящим изобретением, не должны ограничиваться только этими конкретными вариантами выполнения. Напротив, объекты настоящего изобретения включают все альтернативы, модификации и эквиваленты, которые могут быть включены в объем и сущность прилагаемой формулы изобретения.