ТКАНЬ И МНОГОСЛОЙНАЯ ТКАНЕВАЯ СТРУКТУРА
FABRIC AND MULTILAYER FABRIC STRUCTURE

Область техники, к которой относится изобретение
Заявка относится к усовершенствованной ткани, выполненной из комплексных нитей, с высокой воздухопроницаемостью и с уменьшенным поглощением воды (намокаемостью). Кроме того, заявка относится к тканевой структуре, содержащей барьерный слой, при этом тканевая структура демонстрирует высокую воздухопроницаемость или большую способность к пропусканию водяного пара и уменьшенное поглощение воды.
Предпосылки создания изобретения
Желательны ткани для одежды, обладающие сниженной способностью к поглощению воды после контакта с ней. Нити для тканей могут состоять из комплексов элементарных волокон или из штапельных волокон. Подобные нити в виде пучков волокон/элементарных нитей содержат пустоты между волокнами/элементарными нитями. В том случае, когда нить входит в контакт с жидкостью, подобной воде, большая часть жидкости впитывается в пустоты нити. Данный процесс впитывания приводит к получению текстильного материала, который будет мокрым, тяжелым и который очень часто будет трудно высушить.
Одна возможность преодоления данного недостатка заключается в получении тканей с гидрофобными покрытиями обычно на основе фторированных углеводородов. Но эти ткани теряют свою гидрофобность после всего нескольких стирок.
Другой возможный способ обработки текстильного материала для придания ему водоотталкивающих свойств раскрыт в документе ЕР 1264036 В1 на имя «W.L. Gore & Associates GmbH». В документе ЕР 1264036 В1 описана ткань, состоящая из нитей, которые образованы из элементарных волокон, при этом ткань имеет промежутки (пустые пространства) между нитями. Нити по существу полностью покрыты силиконовым покрытием, но силиконовое покрытие не полностью заполняет отверстия/промежутки между нитями. Поверхности нитей полностью покрыты силиконом, как и точки переплетения нитей. Текстильный материал с покрытием обладает высокой гидрофобностью вследствие того, что используемый силикон является гидрофобным. С другой стороны, полное покрытие нитей приводит к утрате текстильного характера ткани. Мягкость ткани и ощущение текстильного материала при восприятии ткани на ощупь (туше или текстильная фактура ткани) отсутствует, а получающееся в результате ощущение липкости ткани с покрытием не всегда желательно.
Документ US 5418051 А, переуступленный компании «Nextec Applications, Inc.», относится к гибкому пористому холсту, который содержит внутреннее покрытие из силиконовой полимерной композиции. Холст может содержать волокна в виде мононитей, нитей штапельных волокон или тому подобного. Холст может представлять собой ткань, которая представляет собой тканый материал или нетканый материал с волокнами, которые могут иметь любой желательный состав. Холст содержит отверждаемое силиконовое полимерное пропитывающее вещество, которое присутствует в виде пленки, или покрытия, или слоя в холсте, который охватывает, по меньшей мере, часть волокон холста. Промежутки в зоне внутреннего покрытия большей частью заполнены или закупорены пропитывающим веществом. Наружные поверхности холста по существу свободны от пропитывающего вещества. Силиконовый полимер, который по существу полностью обволакивает волокна холста и образует внутренний слой, означает то, что силиконовый полимер расположен большей частью на поверхностных участках волокон во внутренней части холста. Вследствие наличия внутреннего покрывающего слоя волокна наружных поверхностей холста не будут иметь покрытия и, следовательно, будут обладать способностью впитывать воду в холст. Для избежания этого фторсодержащее соединение используют для пропитывания холста перед нанесением силиконового полимера. Известно, что подобные пропитанные холсты теряют свои водоотталкивающие свойства (гидрофобность) после всего нескольких стирок. Кроме того, подобные холсты с внутренним покрывающим слоем не являются воздухопроницаемыми, поскольку промежутки в зоне внутреннего слоя заполнены силиконовым полимером.
Настоящее изобретение позволяет преодолеть недостатки, описанные выше.
Одна цель настоящего изобретения заключается в создании усовершенствованной ткани и тканевой структуры, имеющей очень малую степень поглощения воды (намокаемость).
Другая цель настоящего изобретения заключается в создании ткани с очень малой степенью поглощения воды и высокой воздухопроницаемостью.
Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в создании ткани с очень малой степенью поглощения воды, высокой воздухопроницаемостью и ощущением мягкого текстильного материала на ощупь (мягкое туше).
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в создании ткани и тканевой структуры с очень малой степенью поглощения воды, большой способностью к пропусканию водяного пара и водонепроницаемостью.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением созданы ткань согласно пункту 1 формулы изобретения, тканевая структура согласно пункту 41 формулы изобретения и способ согласно пункту 52 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения относятся к вариантам осуществления указанной ткани и указанной тканевой структуры.
В соответствии с первым аспектом изобретения ткань содержит нити и промежутки между нитями, при этом промежутки между нитями имеют среднюю ширину более 100 мкм. По меньшей мере, одна из нитей состоит из множества волокон. Указанная, по меньшей мере, одна нить имеет пустоты между волокнами, при этом пустоты заполнены полимерным материалом. Промежутки остаются открытыми, а размер промежутков такой же, как перед обработкой.
В соответствии с изобретением может быть обработана ткань сама по себе или может быть обработана ткань, присоединенная к барьерному слою с образованием тканевой структуры, например, в виде многослойного материала (шестой аспект изобретения).
В одном варианте осуществления все нити ткани состоят из множества волокон и имеют пустоты между волокнами, которые заполнены полимерным материалом.
Заполнение пустот между волокнами полимерным материалом предотвращает поглощение воды указанными пустотами. Полимерный материал находится по существу только в пустотах нити и обволакивает волокна, находящиеся внутри по отношению к наружной поверхности указанной нити. Следовательно, наружная поверхность указанной нити остается по существу не измененной и, по меньшей мере, частично свободной от полимерного материала. «По меньшей мере, частично свободная от полимерного материала» означает то, что небольшие участки полимерного материала могут оставаться на участках наружной поверхности нити в виде очень тонкого слоя после процесса пропитывания. Это приводит к получению ткани с по существу неизмененным туше текстильного материала (неизмененной текстильной фактурой), что означает, что текстильный характер/свойство ткани сохраняется и сама ткань представляет собой мягкий материал, с хорошим качеством на ощупь, прочным захватом и без ощущения липкости на ощупь.
Подобные нити и соответствующие ткани с указанными заполненными пустотами предотвращают впитывание жидкости в нить. Жидкость может прилипать только к наружной поверхности нити, но не может «смачивать» объем пустот внутри нити. Следовательно, степень поглощения воды тканью является очень низкой. Степень поглощения воды тканью составляет менее 50%, менее 40%, менее 30%, менее 20% или менее 10% в соответствии с испытанием по методу Бундесманна (Bundesmann) (DIN EN 29865, 1991).
Для гарантирования воздухопроницаемости и проницаемости по отношению к водяному пару выбранные ткани имеют промежутки между нитями со средней шириной более 100 мкм, которые остаются открытыми даже после процесса заполнения, по меньшей мере, одной нити. В дополнительном варианте осуществления промежутки имеют среднюю ширину от 150 мкм до 250 мкм. Ширина промежутков по существу не изменяется, и они остаются открытыми даже после заполнения пустот. Это приводит к высокой воздухопроницаемости ткани по изобретению и высокой проницаемости данной ткани по отношению к водяному пару.
2
2
2
Воздухопроницаемость превышает 300 л/м/с в одном варианте осуществления. В дополнительном варианте осуществления воздухопроницаемость превышает 500 л/м/с и, более того, превышает 1000 л/м/с.
Кроме того, ткань имеет степень отталкивания химикатов, превышающую 90% (EN-ISO 6530).
В соответствии со вторым аспектом изобретения ткань содержит нити и промежутки между нитями, при этом промежутки между нитями имеют среднюю ширину более 100 мкм. По меньшей мере, одна из нитей состоит из множества волокон. Указанная, по меньшей мере, одна нить имеет пустоты между волокнами, и пустоты заполнены полимерным материалом, при этом промежутки остаются открытыми, при этом ткань характеризуется степенью поглощения воды, составляющей менее 20%, в соответствии с проводимым в течение последующих 10 минут испытанием на устойчивость к воздействию дождя по методу Бундесманна, указанным в DIN EN 29865 (1991). В одном варианте осуществления степень поглощения воды обработанной тканью составляет менее 10%.
2
2
В соответствии с третьим аспектом изобретения ткань содержит нити и промежутки между нитями, при этом промежутки между нитями имеют среднюю ширину более 100 мкм. По меньшей мере, одна из нитей состоит из множества волокон. Указанная, по меньшей мере, одна нить имеет пустоты между волокнами, при этом пустоты заполнены полимерным материалом, причем промежутки остаются открытыми, при этом ткань имеет степень поглощения воды менее 20% в соответствии с проводимым в течение последующих 10 минут испытанием на устойчивость к воздействию дождя по методу Бундесманна, указанным в DIN EN 29865 (1991), и воздухопроницаемость (EN ISO 9237, 1995) ткани более 500 л/м/с. В дополнительном варианте осуществления воздухопроницаемость ткани превышает 1000 л/м/с.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения ткань содержит нити и промежутки между нитями, при этом промежутки между нитями имеют среднюю ширину более 100 мкм. По меньшей мере, одна из нитей состоит из множества волокон. Указанная, по меньшей мере, одна нить содержит пустоты между волокнами, при этом пустоты заполнены полимерным материалом. Проницаемый для водяного пара слой примыкает к одной стороне указанной ткани с возможностью образования тканевой структуры. Проницаемый для водяного пара слой может представлять собой проницаемый для водяного пара барьерный слой или проницаемый для водяного пара слой текстильного материала. Указанный барьерный слой также может быть не проницаемым для жидкостей и/или газонепроницаемым. В большинстве вариантов осуществления барьерный слой представляет собой мембрану или пленку и соединен, по меньшей мере, с одним поддерживающим слоем текстильного материала.
2
Термин «проницаемый для водяного пара слой» означает любой слой, который обеспечивает пропускание водяного пара через указанный слой. Он может представлять собой слой текстильного материала или барьерный слой, как описано здесь. Барьерный слой может иметь проницаемость по отношению к водяному пару, измеренную как сопротивляемость пропусканию водяного пара (Ret), составляющую менее 20 (м×Па)/Вт.
2
2
Термин «барьерный слой» в используемом здесь смысле означает пленку, мембрану или покрытие, которая(-ое) образует барьер как минимум для проникновения воздуха и в идеальном случае для некоторого ряда других газов, например, опасных газообразных химических соединений. Барьерный слой является воздухонепроницаемым и/или газонепроницаемым. Барьерный слой считается воздухонепроницаемым, если он имеет воздухопроницаемость менее 25 л/м, в определенных вариантах осуществления он считается воздухонепроницаемым, если он имеет воздухопроницаемость менее 5 л/м (EN ISO 9237, 1995). В дополнительном варианте осуществления барьерный слой также создает барьер как минимум для проникновения жидкой воды и в идеальном случае для ряда опасных жидких химических соединений. Слой считается не проницаемым для жидкостей, если он предотвращает проникновение жидкой воды под давлением, по меньшей мере, 0,13 бар. Минимальное давление, при котором начинается проникновение воды, измеряют на образце барьерного слоя исходя из таких же условий, которые описаны в связи со стандартом ISO (ИСО) 811, описанным здесь.
В еще одном варианте осуществления барьерный слой содержит, по меньшей мере, одну проницаемую для водяного пара и воздухонепроницаемую мембрану для обеспечения свойств воздухонепроницаемости, но проницаемости по отношению к водяному пару («дышащих» свойств). Предпочтительно мембрана также является не проницаемой для жидкостей, по меньшей мере, водонепроницаемой.
Водонепроницаемая и проницаемая для водяного пара, гибкая мембрана, пригодная для использования здесь, раскрыта в патенте США № 3953566, в котором раскрыт пористый вспененный политетрафторэтиленовый (PTFE - ПТФЭ) материал. Вспененный пористый политетрафторэтилен имеет микроструктуру, характеризующуюся наличием узлов, соединенных друг с другом фибриллами. При желании водонепроницаемость может быть усилена за счет покрытия вспененного политетрафторэтилена гидрофобным и/или олефобным покрывающим материалом.
Водонепроницаемая и проницаемая для водяного пара мембрана также может представлять собой микропористый материал, такой как микропористый полиэтилен или полипропилен с высокой молекулярной массой, микропористые полиуретаны, или сложные полиэфиры, или гидрофильный монолитный полимер, такой как полиуретаны.
Комбинация барьерного слоя с тканью по изобретению позволяет создать одежду, которая обеспечивает хороший комфорт и способствует водостойкости. Под «одеждой» понимается любое изделие, которое можно носить, включая обувь, головные уборы, перчатки, рубашки, куртки, брюки и т.д.
В соответствии с пятым аспектом изобретения ткань содержит нити и промежутки между нитями, при этом промежутки между нитями имеют среднюю ширину более 100 мкм. По меньшей мере, одна из нитей состоит из множества волокон. Указанная, по меньшей мере, одна нить имеет пустоты между волокнами, при этом пустоты заполнены полимерным материалом, состоящим из, по меньшей мере, одного силикона (кремнийорганического соединения). Проницаемая для водяного пара и не проницаемая для жидкой воды мембрана, состоящая из пористого вспененного политетрафторэтилена (ePTFE), расположена рядом с одной стороной ткани. В одном варианте осуществления мембрана присоединена путем ламинирования, по меньшей мере, к одному несущему слою текстильного материала посредством использования, по меньшей мере, одного прерывистого слоя клея.
В соответствии с шестым аспектом изобретения тканевая структура содержит, по меньшей мере, два слоя. Первый слой представляет собой ткань, содержащую нити и промежутки между нитями, при этом промежутки между нитями имеют среднюю ширину более 100 мкм. По меньшей мере, одна из нитей состоит из множества волокон. Второй слой представляет собой проницаемый для водяного пара барьерный слой, присоединенный к одной стороне первого слоя. Указанная нить имеет пустоты между волокнами, при этом пустоты заполнены полимерным материалом.
Барьерный слой также может быть не проницаемым для жидкостей и/или воздухонепроницаемым.
Два слоя скреплены вместе посредством, по меньшей мере, одного клея с образованием тканевой многослойной структуры (ламината).
Полимерный материал может быть выбран из группы, включающей в себя силикон, неразбухающий полиуретан, аморфный перфторполимер или их смеси. Полимерный материал должен иметь очень низкую вязкость для обеспечения возможности его впитывания за счет капиллярных сил в пустоты нити. Кроме того, низкая вязкость предотвращает образование сплошных пленок между промежутками ткани. Следовательно, промежутки сохраняются открытыми даже после обработки. Полимерные материалы, возможные для использования, имеют вязкость перед заполнением пустот менее 3000 мПа/с. В дополнительном варианте осуществления вязкость полимерного материала составляет менее 2000 мПа/с. В другом варианте осуществления вязкость полимерного материала составляет менее 1000 мПа/с. Кроме того, полимерный материал по существу не обладает никакими способностями к набуханию и/или растворению в жидкостях. Полимерный материал может быть или не быть сшитым.
Промышленно производимые и имеющиеся на рынке аморфные перфторполимеры известны как Teflon AF (DuPont), Hyflon AD (Solvay Solexis) и Cytop (Asahi Glass). Teflon AF представляет собой семейство аморфных фторполимеров, производимых компанией DuPont, которые получают совместной полимеризацией 2,2-бис-трифторметил-4,5-дифтор-1,3-диоксола (PDD) с другими фторсодержащими мономерами. В настоящее время промышленно производимые сорта Teflon AF представляют собой сополимеры 2,2-бис-трифторметил-4,5-дифтор-1,3-диоксола (PDD) и тетрафторэтилена (TFE) и известны как Teflon AF1600 и Teflon AF2400.
В определенных вариантах осуществления полимерный материал состоит, по меньшей мере, из одного силикона.
В настоящем изобретении описана усовершенствованная ткань, которая обеспечивает повышенный комфорт и защиту. Благодаря заполненным пустотам в нити и открытым промежуткам между нитями ткань больше не впитывает воду и демонстрирует очень низкую степень поглощения воды, характеризуется более быстрым процессом повторной сушки, отсутствием «мостиков холода» и очень малым увеличением веса после дождя. Кроме того, ткань имеет высокую проницаемость по отношению к водяному пару благодаря открытым промежуткам.
Пропитанная ткань в соответствии с изобретением обеспечивает также огнестойкость и неплавкость. Неплавкость очень полезна при применениях ткани для пожарных. Неплавкость подтверждается испытанием с загнутой кромкой (NFPA 1971).
Пропитанная ткань по данному изобретению имеет повышенную огнестойкость по сравнению с необработанной тканью. Повышенная огнестойкость поддерживается посредством силикона в качестве наполнителя, поскольку используемый силикон имеет высокий предельный кислородный индекс (LOI - limited oxygen index). Предельный кислородный индекс силикона составляет приблизительно 24-35. Один способ определения огнестойкости ткани с покрытием описан в стандарте DIN-EN 532 (1994), в котором описан способ определения распространения пламени на текстильных изделиях и текстильных материалах.
В соответствии с седьмым аспектом изобретения описан способ минимизации степени поглощения воды тканью, включающий следующие этапы, на которых:
а) получают ткань, содержащую нити и промежутки между нитями, при этом указанные промежутки имеют среднюю ширину более 100 мкм, причем, по меньшей мере, одна из указанных нитей состоит из множества волокон и имеет пустоты между волокнами;
b) получают жидкий полимерный материал, имеющий вязкость менее 3000 мПа/с;
с) заполняют пустоты указанным полимерным материалом, оставляя промежутки открытыми.
Дополнительная операция d) включает в себя отверждение указанной ткани после операции с). Также можно обработать ткань так, чтобы она стала гидрофобной после операции d).
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает поперечное сечение необработанной нити с множеством волокон.
Фиг.2 показывает поперечное сечение необработанной нити с множеством волокон после контакта с жидкостью.
Фиг.3 показывает ткань по изобретению.
Фиг.4 показывает поперечное сечение обработанной нити в соответствии с изобретением.
Фиг.5 показывает поперечное сечение обработанной нити в соответствии с изобретением после контакта с жидкостью.
Фиг.6 показывает вариант осуществления изобретения, в котором показан барьерный слой, присоединенный к ткани.
Фиг.6А показывает вариант осуществления изобретения, в котором барьерный слой соединен со слоем текстильного материала.
Фиг.6В показывает вариант осуществления изобретения, в котором образована тканевая структура, которая содержит двухслойный ламинат.
Фиг.6С показывает вариант осуществления изобретения, в котором образована тканевая структура, которая содержит трехслойный ламинат.
Фиг.7 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию (SEM) поперечного сечения необработанной нити в ткани.
Фиг.8 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию поперечного сечения той же необработанной нити, что и на фиг.7, в большем масштабе.
Фиг.9 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию поперечного сечения обработанной нити той же самой ткани, что и на фиг.7 и 8.
Фиг.10 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию поперечного сечения той же обработанной нити, что и на фиг.9, в большем масштабе.
Фиг.11 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию поверхности обработанной ткани по фиг.9 и 10.
Фиг.12 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию поперечного сечения тканевой многослойной структуры (ламината).
Фиг.13 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию поперечного сечения тканевой многослойной структуры (ламината) по фиг.12 в большем масштабе.
Подробное описание изобретения
В данном изобретении описана ткань 10 с уменьшенным поглощением воды (намокаемостью) нитей 20, используемых в ткани 10, в результате повышенной гидрофобности нитей 20. В частности, в данном изобретении описана ткань 10, которая обработана для предотвращения удерживания какой-либо жидкости в открытых пустых пространствах, по меньшей мере, одной нити 20, которая состоит из множества волокон и из которой выполнена ткань 10. Изобретение главным образом позволяет предотвратить капиллярное смачивание, по меньшей мере, одной нити 20, используемой в ткани 10.
Намокаемость (водопоглощение) означает количество воды, поглощенной тканью 10 при погружении ее в воду в течение заданного промежутка времени. Отношение массы воды, поглощенной тканью 10, к массе сухой ткани представляет собой степень поглощения воды.
Фиг.1 показывает в схематическом сечении типовую нить для тканей, которая сама представляет собой пучок волокон или элементарных волокон (нитей) 50.
тканью
ткань
Под «» понимается материал, изготовленный из нитей. В частности, термин «» в используемом здесь смысле относится к полотняной структуре (тканой или нетканой), состоящей из нитей с промежутками между нитями.
нить
Термин «» в используемом здесь смысле относится к непрерывной пряди, состоящей из множества волокон, элементарных нитей или тому подобного в виде пучка, такой, какая может быть пригодной для вязания, ткачества или может быть использована иным образом для образования ткани. Нить представляет собой некоторое количество элементарных волокон (нитей), которые скручены вместе (пряжа), или некоторое количество элементарных волокон, которые уложены вместе без скручивания (некрученая нить). Нить состоит из множества соединенных или сцепленных друг с другом волокон, имеющих пустоты, образованные между ними. Нить также может состоять из одного единственного элементарного волокна (мононити).
пустота
Термин «» в используемом здесь смысле относится к пустому пространству/объему между волокнами или элементарными волокнами нити. Пустое пространство также может быть описано как капиллярное пространство между волокнами в нити. Пустоты обычно заполнены воздухом. Средний размер пустого пространства может составлять от 0 до 10 мкм в зависимости от того, насколько плотно волокна/элементарные нити расположены в нити.
волокно
Термин «» в используемом здесь смысле относится к длинному, гибкому, образующему одно целое, природному или искусственному нитевидному предмету, такому как моноволокно, штапельное волокно, непрерывное элементарное волокно или тому подобное. Волокна можно рассматривать как имеющие форму элементов, которые могут быть образованы известными способами, или тому подобного.
элементарное волокно
Термин «» в используемом здесь смысле относится к волокну неопределенной длины.
ламинат
Термин «» (или многослойная структура) в используемом здесь смысле относится, по меньшей мере, к двум отдельным слоям, которые скреплены посредством клея или иным образом.
тканевая структура
Термин «» в используемом здесь смысле относится к ткани, которая расположена, по меньшей мере, рядом, по меньшей мере, с одним проницаемым для водяного пара слоем. Указанный проницаемый для водяного пара слой может свисать неприкрепленным рядом с тканью. В конкретном варианте осуществления, по меньшей мере, один проницаемый для водяного пара слой присоединен, по меньшей мере, к одной стороне ткани. В одном конкретном варианте осуществления ткань расположена рядом с ламинатом, содержащим барьерный слой, подобный описанному здесь. В другом конкретном варианте осуществления тканевая структура представляет собой ламинат (многослойный материал), образованный из ткани и, по меньшей мере, одного барьерного слоя, подобного описанному здесь.
Нить 20 на фиг.1 состоит из множества волокон 50 с несколькими пустотами 60 между отдельными волокнами 50 нити 20. Когда нить 20 входит в контакт с жидкостью, подобной воде, жидкость сначала будет находиться на наружной поверхности 22 нити 20, а затем проникает между волокнами 50 и заполняет объем пустот нити 20.
Нить выбрана из группы, состоящей из полиолефинов, полиамидов, сложного полиэфира, регенерированной целлюлозы, ацетилцеллюлозы, гидратцеллюлозных волокон, ацетатов, арамидных волокон, стекловолокон, модакриловых волокон, хлопка, шерсти, шелка, льна, джута и их смесей. Волокна нити содержат комплексы элементарных непрерывных волокон, штапельные волокна или их комбинации. Волокна, используемые для образования ткани, не текстурированы. В одном варианте осуществления изобретения нить содержит элементарные волокна, образованные из сложного полиэфира. В другом варианте осуществления нить содержит 50% полиэфирных штапельных волокон и 50% штапельных волокон из регенерированной целлюлозы, подобных Lyocell. Нить, предназначенная для использования для образования ткани, может быть изготовлена посредством использования ряда способов по предшествующему уровню техники. Линейная плотность используемых нитей предпочтительно составляет от 80 дтекс до 300 дтекс до процесса заполнения или пропитывания.
Нить 20 содержит, например, полиэфирное или полиамидное волокно, которое не текстурировано, но имеет степень крутки, составляющую приблизительно 600 витков/м.
Ткань также может содержать нити, состоящие из одного моноволокна. Подобные нити, состоящие из одного моноволокна, не имеют пустот и, следовательно, не могут быть «заполнены». Ткань может содержать смесь нитей, состоящих из множества волокон, и нитей, состоящих из одного моноволокна.
В конкретном варианте осуществления все нити ткани состоят из множества волокон.
2
Фиг.2 показывает нить 20 с множеством волокон 50, при этом объем пустот нити 20 полностью заполнен жидкостью 40, подобной воде. В результате нить 20 будет более тяжелой, чем прежде, и ткань 10, образованная из нити 20, приобретает нежелательный вес. Во многих случаях существует возможность того, что количество поглощаемой воды будет доходить до более чем 100 г/м. Почти невозможно быстро удалить жидкость из пустот 60.
2
2
Фиг.3 показывает ткань 10 в соответствии с данным изобретением. Ткань 10 состоит из нитей 20, которые образуют тканый материал из нитей, проходящих в направлении основы и в направлении утка. В данном варианте осуществления все из нитей 20 сами по себе представляют собой пучки волокон или элементарных волокон 50 с промежутками 30 между нитями 20. Нить 10 создана таким образом, что даже после процесса заполнения промежутки 30 между нитями 20 остаются незаполненными и, следовательно, могут продолжать способствовать комфорту носителя, поскольку влага может проходить от тела наружу через промежутки 30. Данные промежутки 30 должны иметь размер более 100 мкм для обеспечения высокой проницаемости по отношению к водяному пару и воздухопроницаемости. В одном варианте осуществления промежутки 30 обеспечивают воздухопроницаемость, составляющую, по меньшей мере, 300 л/м/с. В дополнительном варианте осуществления промежутки 30 обеспечивают воздухопроницаемость, составляющую, по меньшей мере, 500 л/м/с.
В данном изобретении нити 20 заполнены/пропитаны полимерным материалом 70, который проникает между волокнами или элементарными волокнами 50 каждой нити 20 и заполняет объем пустот между ними (см. фиг.4). В одном варианте осуществления пустоты 60 нити 20 полностью заполнены полимерным материалом 70. В дополнительном варианте осуществления пустоты 60 в основном заполнены полимерным материалом 70, таким образом, некоторые пустоты 60, особенно в центре нити 20, могут остаться незаполненными. В определенном варианте осуществления, по меньшей мере, волокна 50, находящиеся внутри по отношению к наружной поверхности 22 нити 20, заделаны в полимерный материал 70. В данном варианте осуществления поверхность 22 нити 20 по существу свободна от полимерного материала 70.
В другом варианте осуществления полимерный материал 70 образует, по меньшей мере частично, тонкий наружный поверхностный слой вокруг наружной поверхности 22 нити 20.
Благодаря заполнению пустот 60 нитей жидкость, подобная воде, не может проницать между волокнами 50 или элементарными волокнами 50 нити. Следовательно, поглощение воды тканью 10 уменьшается в значительной степени.
Полимерный материал 70 состоит из, по меньшей мере, одного кремнийорганического соединения (силикона). В другом примере полимерный материал 70 состоит, по меньшей мере, из одного неразбухающего полиуретана. В дополнительном варианте осуществления полимерный материал 70 состоит из аморфного перфторполимера, подобного Teflon AF.
Полимерный материал 70 перед заполнением пустот 60 существует в виде жидкости, имеющей вязкость (исходную вязкость), составляющую менее 3000 мПа/с. В другом варианте осуществления полимерный материал 70 перед заполнением пустот 60 существует в виде жидкости, имеющей вязкость, составляющую менее 2000 мПа/с. В дополнительном варианте осуществления полимерный материал 70 перед заполнением пустот 60 существует в виде жидкости, имеющей вязкость, составляющую менее 1000 мПа/с. Вязкость, составляющая менее 3000 мПа/с, менее 2000 мПа/с, менее 1000 мПа/с для полимерного материала 70, гарантирует то, что полимерный материал 70 сможет проникать между волокнами или элементарными волокнами 50, заполняя пустоты 60 и одновременно оставляя промежутки 30 свободными. Низкая вязкость полимерного материала 70 может быть достигнута, среди прочего, посредством использования известных растворителей, подобных ксилолу или бензину. Растворители могут быть добавлены в полимерный материал 70 в таких количествах, какие требуются для получения заданной вязкости.
В одном варианте осуществления силиконы используются в качестве полимерного материала 70. Используемые силиконы могут представлять собой силиконы типа RTV (вулканизирующиеся при комнатной температуре), силиконы типа LSR (жидкие силиконовые каучуки) или их смеси. Данные силиконы состоят из двух частей, которые смешивают перед использованием.
Процесс отверждения силиконов типа RTV (вулканизирующихся при комнатной температуре) начинается в момент смешивания при комнатной температуре, но он ускоряется при повышении температуры. Температура для хорошего отверждения составляет от 120°С до 180°С.
Силиконы типа LSR (жидкие силиконовые каучуки) требуют высокой температуры для отверждения, что означает температуру от 160°С до 200°С.
Время отверждения зависит от количества силикона в нитях, производительности технологической линии, длины зоны нагрева и выбранной температуры зоны нагрева.
Полимерный материал 70, в особенности силиконы, может (могут) содержать одну или несколько добавок. Используемые добавки могут представлять собой отражающие средства (вещества), средства (вещества), придающие стойкость к действию плесени, средства (вещества), изменяющие туше (фактуру ткани), средства (вещества), регулирующие вязкость, средства (вещества), регулирующие реологические свойства, средства (вещества), придающие гибкость, поглотители ультрафиолетовых лучей, наполнители, электропроводящие средства (вещества), теплопроводящие средства (вещества), средства (вещества), поглощающие излучение, огнезащитные средства (вещества) и средства (вещества), отражающие излучение.
Огнезащитные средства могут представлять собой соединения бора, тригидрат оксида алюминия, оксиды сурьмы с галогеносодержащими соединениями, гидроксид магния и органические или неорганические соединения фосфора.
Ткань без покрытия используется в качестве основы для нанесения полимерного материала 70.
2
2
2
Ткань 10 имеет массу текстильного материала, составляющую от 20 до 500 г/м. В одном варианте осуществления ткань 10 имеет массу (вес) от 75 до 350 г/м. В дополнительном варианте осуществления масса (вес) ткани без покрытия составляет приблизительно 100 г/м.
Ткань 10 может представлять собой тканый материал или трикотаж. Она может быть изготовлена с основной нитью 14 и уточной нитью 16 с плотностью от 10 до 40 нитей на сантиметр.
2
Количество нанесенного полимерного материала 70 составляет приблизительно 35-55 г/м в зависимости от массы ткани. Остающиеся промежутки 30 имеют средний диаметр, который по существу не изменяется по сравнению с исходной тканью 10, поскольку полимерный материал 70 находится только в пустотах 60 между волокнами или элементарными волокнами 50 нитей. В некоторых вариантах осуществления существует возможность того, что тонкий поверхностный слой полимерного материала будет частично оставаться вокруг наружной поверхности 22 нитей 20, но это оказывает незначительное влияние на диаметр промежутков 30.
Ткань 10 на фиг.3 представляет собой тканый материал 12, изготовленный из нитей 20, состоящих из множества волокон 50. Между переплетенными нитями и местами переплетения нитей образован ряд промежутков 30. Данные промежутки 30 имеют среднюю ширину более 100 мкм и гарантируют высокую проницаемость по отношению к водяному пару и воздухопроницаемость ткани 10 по изобретению. Поперечные сечения нитей 20 показывают, что каждая нить 20 состоит из множества волокон или элементарных волокон 50. Пустоты 60 между волокнами 50 заполнены полимерным материалом 70 (см. также фиг.4) для предотвращения проникания жидкости в объем пустот нитей 20. Полимерный материал может состоять, по меньшей мере, из одного силикона.
Ткань 10 по изобретению пропитана полимерным материалом 70 таким образом, что преобладающее количество полимерного материала 70 заполняет объем пустот нитей 20. Следовательно, текстильный характер ткани 10 остается не измененным по сравнению с необработанной тканью. Кроме того, средняя ширина промежутков 30 остается по существу не измененной, и, следовательно, показатели проницаемости по отношению к водяному пару (способности «дышать») и воздухопроницаемости по-прежнему являются очень высокими. С другой стороны, степень поглощения воды значительно снижается.
В дальнейшем будет описан способ получения пропитанной ткани по изобретению.
Жидкий полимерный материал подают в виде пропитывающего раствора с вязкостью, составляющей менее 3000 мПа/с. В конкретном варианте осуществления полимерный материал содержит растворитель для обеспечения низкой вязкости. Пропитывающий раствор находится между двумя хромированными валиками, при этом только один валик движется (валик для нанесения покрытия). Другой верхний валик остается неподвижным. Раствор дозированно подают на валик для нанесения покрытия посредством точной установки зазора между верхним валиком и валиком для нанесения покрытия, находящимся под ним. Зазор между валиками составляет от приблизительно 50 до 150 мкм в зависимости от толщины соответствующей ткани. Раствор «вытирается» с валика для нанесения покрытия тканью, когда она проходит вокруг валика для нанесения покрытия, при этом она входит в контакт с пропитывающим раствором, который затем проникает в структуру нити ткани. Любой избыточный раствор будет оставаться на валике для нанесения покрытия, при этом промежутки между нитями будут оставаться открытыми и свободными от раствора. После этого процесс отверждения происходит в печи при температурах от 120°С до 160°С в течение промежутка времени, составляющего приблизительно 2 минуты, в некоторых вариантах осуществления - в течение промежутка времени, составляющего 1 минуту.
В качестве пропитывающего раствора может быть использован любой полимерный материал с вязкостью не более 3000 мПа/с. Полимерный материал перед входом в контакт с тканью существует в виде жидкости, имеющей вязкость (исходную вязкость), составляющую менее 3000 мПа/с. В другом варианте осуществления полимерный материал перед входом в контакт с тканью существует в виде жидкости, имеющей вязкость, составляющую менее 2000 мПа/с. В дополнительном варианте осуществления полимерный материал перед входом в контакт с тканью 10 существует в виде жидкости, имеющей вязкость, составляющую менее 1000 мПа/с.
Фиг.4 показывает поперечное сечение нити 20 в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Пустоты 60 между волокнами 50 заполнены полимерным материалом 70. Это приводит к получению поперечного сечения, в котором волокна 50 полностью «заделаны» в полимерный материал 70. Фиг.4 показывает один вариант осуществления изобретения, в котором полимерный материал 70 сконцентрирован в середине поперечного сечения, и наружная поверхность 22 нити 20 остается без полимерного материала 70. Также существует возможность того, что наружная поверхность 22 будет покрыта, по меньшей мере частично, тонким поверхностным слоем полимерного материала 70.
Фиг.5 показывает ситуацию, когда жидкость 40, подобная воде, контактирует с тканью 10 в соответствии с изобретением. Поскольку пустоты 60 нити 20 ткани 10 заполнены полимерным материалом 70, жидкость может входить в контакт только с наружной поверхностью 22 нити 20. Заполненные пустоты 60 нити 20 предотвращают поглощение жидкости 40 нитью.
Фиг.6 показывает ткань 10 в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, в котором, по меньшей мере, один проницаемый для водяного пара слой 90 расположен рядом с одной стороной указанной ткани 10 с образованием тканевой структуры. Существует возможность добавления поддерживающего слоя 86 текстильного материала, по меньшей мере, к одной стороне проницаемого для водяного пара слоя 90. Поддерживающий слой 86 текстильного материала может образовывать самый дальний внутренний слой одежды, который направлен к носителю. Поддерживающий слой 86 текстильного материала может быть прикреплен, по меньшей мере, к одной стороне слоя 90 или может свисать неприкрепленным рядом со слоем 90.
(двухслойную ткань с наружным слоем, защищающим от влаги, и внутренним слоем, впитывающим пот и обладающим воздухопроницаемостью)
В одном варианте осуществления изобретения проницаемый для водяного пара слой 90 может представлять собой барьерный слой. В дополнительном варианте осуществления изобретения проницаемый для водяного пара слой 90 может представлять собой, по меньшей мере, один слой текстильного материала. Указанный слой текстильного материала также может быть присоединен к одной стороне ткани 10 посредством, по меньшей мере, одного шва или, по меньшей мере, одного клея. Предпочтительно самый дальний внутренний слой в одежде может быть образован указанным слоем текстильного материала и самый дальний наружный слой может быть образован указанной тканью 10 по изобретению. Назначение слоя текстильного материала главным образом состоит во впитывании пота носителя, и подобные ткани могут представлять собой так называемую ткань push-pull .
Барьерный слой может представлять собой мембрану, пленку или ламинат, содержащий политетрафторэтилен (PTFE - ПТФЭ), вспененный политетрафторэтилен, полиуретаны или другие пригодные основы.
2
Ткань со стороны, противоположной той, которая образует будущую наружную сторону одежды, может находиться рядом с другим слоем для образования многослойного композиционного материала. В одном примере ткань посредством ламинирования присоединена к другому слою или покрыта другим слоем. Например, одна сторона ткани может быть прикреплена или приклеена к барьерному слою, подобному водонепроницаемой, проницаемой для водяного пара пленке или мембране, такой как сплошная пленка из «дышащего» полиуретана или сложного полиэфира и простого полиэфира или пористый, в особенности микропористый, полиэтилен, или полипропилен, или полиуретан. Один вариант осуществления мембраны или пленки состоит из мембраны из вспененного политетрафторэтилена (ePTFE), раскрытой в патенте США 3953566, которая имеет пористую микроструктуру, характеризующуюся наличием узлов, соединенных друг с другом фибриллами. Мембрана противодействует пропусканию жидкой воды через нее, но является проницаемой для водяного пара. Мембрана может иметь массу (вес) от 1 до 100 г/м. В мембране или пленке, содержащей вспененный политетрафторэтилен, вспененный политетрафторэтилен может быть пропитан гидрофобным пропитывающим веществом. На вспененном политетрафторэтилене может быть предусмотрен непрерывный слой пленки или покрытия из водостойкого, проницаемого для водяного пара материала, такого как проницаемый для водяного пара полиуретан такого типа, как раскрытый в патенте США 4194041. Непрерывный слой проницаемого для водяного пара полимера представляет собой гидрофильный полимер в том смысле, что он обеспечивает перемещение молекул воды, и будет назван здесь гидрофильным полимером. Гидрофильный слой обеспечивает избирательное перемещение воды за счет диффузии, но он не обеспечивает прохода жидкости под давлением или воздушного потока. Следовательно, влага, то есть водяной пар, перемещается, но непрерывный слой полимера предотвращает проход жидкой воды и таких вещей, как присутствующие в воздухе частицы, микроорганизмы, масла или другие загрязняющие вещества.
В одном варианте осуществления проницаемый для водяного пара барьерный слой может быть присоединен непосредственно к одной стороне ткани 10. Непосредственное присоединение барьерного слоя к ткани 10 может быть выполнено посредством использования прерывистого слоя клея. В дополнительных вариантах осуществления присоединение (прикрепление) может быть выполнено посредством использования, по меньшей мере, одного шва, подобного клеевым швам, сварным швам или швам, полученным стачиванием.
Ткань 10 в соответствии с изобретением может быть соединена с проницаемым для водяного пара барьерным слоем для обеспечения воздухонепроницаемости и/или непроницаемости по отношению к жидкостям.
воздухонепроницаемый
2
2
Барьерный слой является, по меньшей мере, воздухонепроницаемым в одном варианте осуществления изобретения. Термин «» означает то, что барьерный слой или ткань 10 в сочетании с барьерным слоем имеет воздухопроницаемость, составляющую менее 25 л/м, в некоторых вариантах осуществления - менее 5 л/м.
не проницаемый для жидкостей
В дополнительном варианте осуществления барьерный слой является не проницаемым для жидкостей. Термин «» означает, что барьерный слой или ткань 10 в сочетании с барьерным слоем имеет минимальное капиллярное давление, при котором начинается проникновение воды, составляющее >0,13 бар.
В другом варианте осуществления обработанная ткань 10 присоединена к воздухонепроницаемому, не проницаемому для жидкостей и проницаемому для водяного пара барьерному слою.
Фиг.6А показывает вариант осуществления изобретения, в котором образована тканевая структура 80, которая содержит слой 10 ткани и проницаемый для водяного пара слой 90. Проницаемый для водяного пара слой 90 образован из барьерного слоя 92 и, по меньшей мере, одного поддерживающего слоя 86 текстильного материала. Поддерживающий слой 86 текстильного материала может быть или тканым материалом, нетканым материалом, или трикотажным материалом и может быть образован из множества разных материалов, таких как сложный полиэфир, полиамид, полиолефины и тому подобное. Поддерживающий слой 86 текстильного материала прикреплен к одной стороне барьерного слоя 92.
В одном варианте осуществления изобретения барьерный слой 92 и поддерживающий слой 86 текстильного материала образуют многослойный ламинат, что означает, что отдельные слои, образующие ламинат, могут быть скреплены посредством клея или могут быть соединены иным образом.
В дополнительном варианте осуществления барьерный слой 92 может быть предусмотрен, помимо поддерживающего слоя 86 текстильного материала, с другим слоем текстильного материала, прикрепленным посредством клея к барьерному слою 92 со стороны барьерного слоя 92, противоположной по отношению к поддерживающему слою 86 текстильного материала. Данный трехслойный ламинат может также свисать неприкрепленным рядом со слоем 10 ткани или может быть прикреплен к ткани 10 посредством клея.
Фиг.6В показывает вариант осуществления изобретения, в котором тканевая структура 80 образована из двухслойного ламината 85. Ламинат 85 содержит проницаемый для водяного пара барьерный слой 92 и слой 10 тканой пропитанной ткани в соответствии с изобретением. Соединение между барьерным слоем 92 и слоем 10 ткани образовано посредством прерывистого слоя клея 95, например, в виде точечно нанесенного клея, клея, нанесенного в виде сетки или в виде клеящего порошка.
В другом примере изобретения ламинат 85 образуют посредством использования слоя необработанной ткани, и после этого ламинат пропитывают полимерным материалом в соответствии с изобретением. Таким образом, пустоты нитей в ткани заполняются полимерным материалом, но промежутки слоя 10 ткани остаются открытыми, и барьерный слой 92 остается необработанным.
Фиг.6С показывает ламинат 85 по фиг.6В, в котором с другой стороны барьерного слоя 92 размещен поддерживающий слой 86 текстильного материала. В данном варианте осуществления поддерживающий слой 86 текстильного материала присоединен к барьерному слою 92 посредством прерывистого слоя клея 95 с образованием трехслойного ламината. Поддерживающий слой 86 текстильного материала может быть прикреплен к барьерному слою 92 перед процессом пропитывания или после процесса пропитывания в соответствии с изобретением.
Одежда может иметь вид брюк, курток, головных уборов, или перчаток, или тому подобного.
Для получения одежды или детали одежды обработанная ткань 10 и проницаемый для водяного пара слой 90 могут представлять собой отдельные части или проницаемый для водяного пара барьерный слой 90 может быть прикреплен к обработанной ткани 10.
В одном варианте выполнения изобретения промежутки имеют среднюю ширину от 150 мкм до 250 мкм.
В другом варианте выполнения изобретения полимерный материал состоит, по меньшей мере, из одного силикона.
В другом варианте выполнения изобретения огнезащитные средства представляют собой соединения бора, тригидрат оксида алюминия, оксиды сурьмы с галогенсодержащими соединениями, гидроксид магния и органические или неорганические соединения фосфора.
В еще одном варианте выполнения изобретения ткань имеет степень непроницаемости для химических веществ более 90%.
В другом варианте выполнения изобретения волокна содержат комплексы непрерывных элементарных волокон, штапельные волокна или их комбинации.
В еще одном варианте выполнения изобретения ткань выполнена в виде трикотажа или тканого материала.
В другом варианте выполнения изобретения, по меньшей мере, одна нить выбрана из группы, состоящей из полиолефинов, полиамидов, сложного полиэфира, регенерированной целлюлозы, ацетилцеллюлозы, гидратцеллюлозных волокон, ацетатных волокон, акриловых волокон, арамидных волокон, стекловолокон, модакриловых волокон, хлопка, шерсти, шелка, льна, джута и их смесей.
В еще одном варианте выполнения изобретения, по меньшей мере, одна нить содержит элементарные волокна, выполненные из сложного полиэфира.
2
В другом варианте выполнения изобретения ткань имеет вес 20-500 г/м.
2
В предпочтительном варианте выполнения изобретения ткань имеет вес 75-350 г/м.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения воздухонепроницаемый, не проницаемый для жидкостей и проницаемый для водяного пара, барьерный слой присоединен к одной стороне ткани.
2
В еще одном варианте выполнения изобретения барьерный слой является воздухонепроницаемым с воздухопроницаемостью менее 25 л/м.
2
Предпочтительно барьерный слой является воздухонепроницаемым с воздухопроницаемостью менее 5 л/м.
Более предпочтительно барьерный слой является не проницаемым для жидкостей с давлением, при котором начинается проникновение воды, равным 0,13 бар.
В другом варианте выполнения изобретения барьерный слой прикреплен к одной стороне ткани посредством использования прерывистого слоя клея.
В еще одном варианте выполнения изобретения барьерный слой прикреплен посредством, по меньшей мере, одного шва к одной стороне ткани.
В другом варианте выполнения изобретения полимерный материал перед заполнением пустот существует в виде жидкости, имеющей вязкость менее 3000 мПа/с.
Предпочтительно полимерный материал перед заполнением пустот существует в виде жидкости, имеющей вязкость менее 2000 мПа/с.
Более предпочтительно полимерный материал перед заполнением пустот существует в виде жидкости, имеющей вязкость менее 1000 мПа/с.
В еще одном варианте выполнения изобретения тканевая структура содержит, по меньшей мере, два слоя:
а. первый слой, содержащий ткань, содержащую:
i. нити и промежутки между нитями;
ii. при этом промежутки между нитями имеют среднюю ширину более 100 мкм;
iii. при этом, по меньшей мере, одна нить состоит из множества волокон и имеет пустоты между волокнами;
b. и второй слой, содержащий проницаемый для водяного пара барьерный слой, присоединенный, по меньшей мере, к одной стороне первого слоя,
с. при этом пустоты заполнены полимерным материалом.
В другом варианте выполнения изобретения первый слой и второй слой скреплены вместе посредством, по меньшей мере, одного клея.
В еще одном варианте выполнения изобретения барьерный слой является не проницаемым для жидкостей.
Предпочтительно барьерный слой является газонепроницаемым.
Более предпочтительно барьерный слой является воздухонепроницаемым.
В другом варианте выполнения изобретения барьерный слой содержит пористую мембрану, выполненную из вспененного политетрафторэтилена (ePTFE).
В еще одном варианте выполнения изобретения полимерный материал выбран из группы, состоящей из силиконов, неразбухающего полиуретана, аморфного перфторполимера и их смесей.
В другом варианте выполнения изобретения полимерный материал содержит, по меньшей мере, один силикон.
В предпочтительно варианте выполнения промежутки имеют среднюю ширину от 150 мкм до 250 мкм.
В другом варианте выполнения изобретения ткань имеет степень поглощения воды менее 50%.
Предпочтительно ткань имеет степень поглощения воды менее 20%.
Пример 1
Используют ткань, изготовленную из нити из 100% сложного полиэфира (PES). Ткань представляет собой тканый текстильный материал, изготовленный из филаментной (комплексной) нити со степенью крутки, составляющей приблизительно 600 витков на метр и дтекс100f36×2. Нить не текстурирована. Промежутки между нитями имеют диаметр, составляющий приблизительно 180-230 мкм в направлении основы и утка. Подобный тканый текстильный материал поставляет компания SR-Webatex GmbH, Германия.
Фиг.7 и 8 показывают полученные сканирующим электронным микроскопом микрофотографии поперечного сечения нити по примеру 1 перед пропитыванием при разных увеличениях.
Фиг.7 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию нескольких необработанных нитей 20 в виде пучков волокон в тканой структуре с промежутками 30 между нитями 20. Каждая нить 20 содержит множество волокон 50 в виде элементарных волокон.
Фиг.8 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию поперечного сечения необработанной нити 20 по фиг.7, состоящей из множества волокон 50, в большем масштабе. Между волокнами 50 нити 20 и в поперечном сечении нити 20 имеется ряд пустот 60 разных размеров.
Ткань 10 была пропитана раствором силикона посредством использования описанного выше способа. Раствор силикона представляет собой SilGel 612 от компании Wacker Chemie AG, Германия, и имеет вязкость 1000 мПа/с. Толщина слоя раствора силикона на валике для нанесения покрытия составляет около 70 мкм (= величине зазора между валиками). Время отверждения ткани 10 после обработки составляло около 1 мин при температуре 160°С.
Фиг.9 показывает обработанные нити 20 тканого текстильного материала. Наружная поверхность нити 22 частично покрыта очень тонким поверхностным слоем силиконового материала. Поперечное сечение нити 20 показывает, что пустоты 60 между волокнами 50 заполнены силиконовым материалом, служащим в качестве полимерного материала 70. Промежутки 30 между нитями 20 открыты и не заполнены силиконовым материалом.
Фиг.10 показывает обработанную нить по фиг.10 при большем увеличении. Пустоты 60 между волокнами 50 заполнены силиконовым материалом (полимерным материалом) 70, и не остается по существу никакого незаполненного объема пустот. Все волокна 50 заделаны в полимерный материал 70. Следовательно, никакой другой материал, подобный жидкости, не может быть поглощен внутри нити 20 между волокнами 50.
Фиг.11 показывает изображение поверхности обработанной пропитанной тканой ткани 12 в соответствии с данным примером. Нити 14 основы и уточные нити 16 образуют тканую ткань 12 с промежутками 30 между нитями 14, 16. Промежутки 30 ткани 12 открыты и не закрыты силиконовым материалом. Следовательно, ткань по-прежнему является проницаемой для водяного пара и воздухопроницаемой. Кроме того, видна структура пучков волокон каждой нити 20. Следовательно, только волокна 50, находящиеся внутри по отношению к наружной поверхности 22, заделаны в силиконовый материал 70, и наружная поверхность 22, по меньшей мере частично, свободна от полимерного материала 70.
В таблице 1 показаны технические характеристики ткани 10 перед обработкой и после обработки.
Таблица 1
Вес, г/м<sup>2</sup>
Паропроницаемость(скорость пропускания водяного пара), г/м<sup>2</sup>/24 ч(в соответствии с DIN EN ISO 15496)
Воздухопроницаемость, л/м<sup>2</sup>/с(в соответствии с DIN EN ISO 9237
Необработанная ткань
приблизительно 103
приблизительно 36000
>2800
Обработанная ткань
133-143
21000-29000
1900 - >2800
2
Количество силикона, наносимого в качестве полимерного материала 70, составляет приблизительно 30-40 г/м. Проницаемость по отношению к водяному пару (способность «дышать») для обработанной ткани 10 уменьшилась, но по-прежнему высока. Причина уменьшения заключается в том, что пустоты 60 нити 20 больше не доступны для пропускания водяного пара, поскольку пустоты 60 закрыты полимерным материалом 70. Пропускание водяного пара осуществляется только через промежутки 30 между нитями 20. Воздухопроницаемость для необработанной и обработанной ткани 10 одинакова, поскольку ширина промежутков 30 обработанной ткани такая же, как у необработанного материала, представляющего собой ткань.
В таблице 2 показаны степени поглощения воды для необработанной и обработанной ткани в соответствии с двумя способами.
Таблица 2
Поглощение водыИспытание I, %(в соответствии с DIN EN 29865)
Поглощение водыИспытание II, %(в соответствии с DIN EN 29865)
Необработанная ткань
33-38
6-8
Обработанная ткань
7-10
0-0,5
Ткань обработанная и после 10 стирок в домашних условиях при 60°С<sup>*</sup><sup>*</sup>(в соответствии с DIN EN 6330,2А)
10-16
0,5-2
Основное различие между Испытанием I и Испытанием II заключается в том, что в Испытании II ткань встряхивали после испытания по методу Бундесманна для удаления жидкости, подобной каплям жидкости, которые прилипли к поверхности ткани. Что касается Испытания I, то следует отметить, что обработанная ткань демонстрирует снижение степени поглощения воды до менее 10%. Даже после нескольких циклов стирки в домашних условиях степень поглощения воды остается ниже 20%. Результаты Испытания II показывают, что обработанная ткань по существу не поглощает воду.
Ткань в соответствии с изобретением была подвергнута испытанию на скольжение. Результаты приведены в таблице 3:
Таблица 3 показывает результаты испытания на скольжение.
Таблица 3
Образец
Тканьпо примеру 1,необработанная
Тканьпо примеру 1,обработанная
Сравнительная ткань, покрытая силикономв соответствии с Европейским патентомЕР 1264036
1
17°
19°
56°
2
18°
21°
55°
3
16°
20°
59°
Испытание на скольжение было разработано для демонстрации улучшенного туше (характеристики на ощупь, фактуры) текстильного материала, которое демонстрирует ткань или тканевый слой ламината в соответствии с изобретением.
Ткань для сравнения изготовлена в соответствии с Европейским патентом 1264036. Подобная ткань содержит тканый текстильный материал, изготовленный из нитей с промежутками между нитями. Нити по существу полностью покрыты силиконовым покрытием, но силиконовое покрытие не полностью заполняет промежутки между нитями. Поверхность нитей полностью покрыта силиконом.
Свойства необработанной ткани и обработанной ткани по примеру 1 в отношении туше/характеристики (фактуры) текстильного материала после испытания на скольжение по существу одинаковые. Следовательно, ощущение текстильного материала, создаваемое тканью по изобретению, сохраняется также после пропитывания силиконовым материалом. В качестве сравнения ткань, нити которой полностью покрыты силиконовым материалом, характеризуется численным результатом испытания, который приблизительно в три раза больше, что показывает, что текстильная характеристика очень плохая.
Пример 2
Была использована необработанная ткань, подобная описанной в примере 1. Ткань была присоединена посредством ламинирования к водостойкому и проницаемому для водяного пара барьерному слою посредством использования стандартного процесса ламинирования. Пористая мембрана, изготовленная из вспененного политетрафторэтилена, была использована в качестве барьерного слоя 90. Мембрана была изготовлена в соответствии с патентами США 3953566 и 4187390 и была покрыта непрерывным слоем проницаемого для водяного пара, гидрофильного полиуретана, подобного описанному в патенте США 4194041. Полученная в результате мембрана далее будет названа мембраной из вспененного политетрафторэтилена с покрытием. Для создания двухслойного ламината ткань по примеру 1 была присоединена путем ламинирования к образованной из вспененного политетрафторэтилена стороне выполненной из вспененного политетрафторэтилена мембраны с покрытием посредством использования точечного рисунка нанесения полиуретанового клея, как описано в патенте США 4532316. Получающийся в результате ламинат представляет собой водонепроницаемый, проницаемый для водяного пара ламинат.
Ламинат был пропитан раствором силикона SilGel 612 от компании «Wacker Chemie AG», имеющим вязкость 1000 мПа/с. Был использован такой же способ, как описанный в примере 1. В процессе пропитывания текстильная сторона ламината была направлена в сторону валика для нанесения покрытия для входа в контакт с силиконовым раствором для пропитывания.
Фиг.12 и 13 показывают полученные сканирующим электронным микроскопом микрофотографии поперечного сечения подобного обработанного ламината при разных увеличениях.
Фиг.12 показывает полученные сканирующим электронным микроскопом микрофотографии поперечного сечения двухслойного ламината 85 в соответствии с примером 2, пропитанного силиконовым материалом 70 в соответствии с изобретением. Тканая ткань 12 образует первый слой ламината 85. Мембрана 84 из вспененного политетрафторэтилена с покрытием образует второй слой ламината 85. Оба слоя скреплены вместе посредством использования клея, нанесенного прерывисто. Поверхность 22 нитей 20 по существу не имеет никакого силиконового материала, но пустоты между элементарными волокнами 50 заполнены силиконовым материалом 70. Промежутки 30 между нитями 20 и поверхность мембраны 84 из вспененного политетрафторэтилена с покрытием свободны от силиконового материала 70, и, следовательно, ламинат 85 будет по-прежнему проницаемым для водяного пара также после процесса пропитывания.
Фиг.13 показывает полученную сканирующим электронным микроскопом микрофотографию обработанной нити 20 по фиг.12 при большем увеличении. Пустоты между волокнами 50 заполнены силиконовым материалом 70, и не осталось никакого объема открытых пустот. Следовательно, никакой другой материал, подобный жидкости, не может быть поглощен внутри нити 20 и между волокнами 50.
В таблице 4 показаны технические характеристики ламината перед обработкой и после обработки.
Таблица 4
Вес, г/м<sup>2</sup>
Паропроницаемость(скорость пропускания водяного пара), г/м<sup>2</sup>/24 ч(в соответствии с DIN EN ISO 15496)
Воздухопроницаемость, л/м<sup>2</sup>/с(в соответствии с DIN EN ISO 9237
Необработанный ламинат
приблизительно 145
14500-15000
<5
Обработанный ламинат
175-185
9000-14000
<5
2
Количество силикона, нанесенного на ламинат, составляет приблизительно  30-40 г/м. Проницаемость по отношению к водяному пару (способность «дышать») для обработанного ламината по-прежнему очень высока и близка к диапазону значений для необработанного ламината. Мембрана из вспененного политетрафторэтилена с покрытием сама не демонстрирует никакой воздухопроницаемости, следовательно, ламинат в необработанном и обработанном состоянии также не является воздухопроницаемым.
В таблице 5 показаны степени поглощения воды для необработанного и обработанного ламината в соответствии с двумя способами:
Таблица 5
Поглощение водыИспытание I, %(в соответствии с DIN EN 29865)
Поглощение водыИспытание II, %(в соответствии с DIN EN 29865)
Необработанный ламинат
35-40
28-35
Обработанный ламинат
11-15
2-5
Ламинат обработанный и после 10 стирок в домашних условиях при 60°С<sup>*</sup><sup>*</sup>(в соответствии с DIN EN 6330,2А)
16-22
7-12
Обработанный ламинат в соответствии с изобретением и в соответствии с Испытанием I демонстрирует степень поглощения воды менее 20%, и в соответствии с Испытанием II демонстрирует действительно лучшую степень поглощения воды менее 10%. Кроме того, после 10 циклов стирки в домашних условиях значения степени поглощения воды по-прежнему остаются ниже 20%.
Методики испытаний
Воздухопроницаемость
2
2
Для определения воздухопроницаемости ткани (текстильного материала) используют установку для испытаний, которая может измерять поток воздуха через ткань. Образцы размешают между двумя кольцами, в результате чего получают зону тестирования площадью 100 см. Воздух всасывается через образец при постоянном давлении 100 Па. В данном случае количество воздуха, проходящего через образец, измеряют и рассчитывают в л/м/с. Метод испытаний описан в Европейском стандарте EN ISO 9237.
Скорость пропускания водяного пара
Метод испытаний для определения скорости пропускания водяного пара для ткани
2
2
2
Скорость пропускания водяного пара (MVTR) для ткани в соответствии с изобретением была определена в соответствии с EN ISO 15496 в г/м/24 ч. Для того чтобы ткань можно было считать проницаемой для водяного пара, ткань, как правило, должна иметь проницаемость по отношению к водяному пару, которая составляет, по меньшей мере, 1000, предпочтительно составляет более 1500 и более предпочтительно - составляет более 3000 г/м/24 ч, и может составлять свыше 15000 г/м/24 ч.
Метод испытаний для определения сопротивляемости пропусканию водяного пара (RET) для барьерного слоя
2
2
Сопротивляемость пропусканию водяного пара (Ret) представляет собой особое свойство материала листовых структур или композиционных материалов, которое определяет тепловой поток, обусловленный скрытой теплотой испарения, через заданную зону при постоянном градиенте парциального давления. Барьерный слой в соответствии с изобретением является проницаемым для водяного пара, если он имеет сопротивляемость Ret пропусканию водяного пара, составляющую менее 150 (м×Па)/Вт. Барьерный слой предпочтительно имеет значение Ret, составляющее менее (м×Па)/Вт. Проницаемость по отношению к водяному пару измеряют сухим способом Hohenstein MDM, который описан в описании стандартного испытания No. BPI 1.4 (1987), разработанного Институтом физиологии одежды Хоэнштайн (Bekleidungsphysiologisches Institut e. V. Hohenstein).
Ширина промежутков
2
2
2
Обработанная ткань содержит промежутки между нитями, которые обусловливают воздухопроницаемость, составляющую более 300 л/м/с, более 500 л/м/с и более 1000 л/м/с. Данные промежутки имеют ширину, составляющую, по меньшей мере, 100 мкм. Ширина означает наименьшее расстояние между двумя нитями в ткани. Следовательно, наименьший возможный промежуток в соответствии с изобретением имеет размеры 100×100 мкм. В одном варианте осуществления промежутки имеют ширину, составляющую 100-1000 мкм.
Для определения ширины промежутков используют микроскоп (например, микроскоп Цейса (Zeiss)). Образцы размещают под микроскопом, и ширину измеряют предпочтительно при 50-кратном увеличении в сочетании с программой электронного измерения расстояний. Может быть использовано любое дополнительное пригодное увеличение.
Водонепроницаемость
Измерение водонепроницаемости выполняют в соответствии с Международным стандартом ISO 811. В одном варианте осуществления барьерный слой обладает стойкостью к давлению воды, составляющему до 0,13 бар.
Поглощение воды
В одном способе определения характеристик поглощения воды для текстильных структур используется испытание дождеванием в соответствии с методом Бундесманна (DIN EN 29865) (1991). Устройство для дождевания создает дождь, определяемый объемом воды, размером капель и расстоянием от устройства для дождевания до испытываемых образцов. Испытание проходит в течение 10 минут.
Степень поглощения воды (Испытание I)
для ткани и ламината определяют в соответствии со следующим способом:
1. Определяют массу образца (ткани/ламината).
2. Выполняют испытания дождеванием по методу Бундесманна в течение 10 минут.
3. Быстро вращают (осуществляют центрифугирование) образца в течение 15 с.
4. Определяют массу образца.
5. Рассчитывают увеличения массы в % по отношению к образцу перед испытанием дождеванием по методу Бундесманна.
испытания для определения степени поглощения воды (Испытание II)
В дополнительном варианте осуществления  образцы обрабатывают следующим образом:
1. Определяют массу образца (ткани/ламината).
2. Выполняют испытания дождеванием по методу Бундесманна в течение 10 минут.
3. Быстро вращают (осуществляют центрифугирование) образца в течение 15 с.
4. Встряхивают образец 5 раз в вертикальном направлении.
5. Высушивают образец в течение 5 мин. при температуре внутри помещения (20°С/при относительной влажности 65%).
6. Определяют массу образца.
7. Рассчитывают увеличения массы в % по отношению к образцу перед испытанием дождеванием по методу Бундесманна.
Измерение степени поглощения воды в соответствии с Испытанием I и Испытанием II выполняли на образцах необработанной ткани и ламината, на образцах обработанной ткани и ламината в соответствии с изобретением и на обработанных тканях и ламинатах в соответствии с изобретением и после 10 циклов стирки в домашних условиях при 60°С.
Стирка в домашних условиях
Стирку выполняли посредством цикла стирки в домашних условиях при 60°С в соответствии с Международным стандартом ISO 6330/2А (1984).
Испытание на скольжение
Испытание показывает в принципе сопротивление поверхности материала относительно другого материала. В области тканей и текстильных материалов данное сопротивление называют «фактурой (туше) текстильного материала» или, другими словами, «липкостью текстильного материала». Это означает то, что чем более липким является текстильный материал на ощупь, тем в меньшей степени он сравним с нормальной фактурой типового текстильного материала.
Устройство для испытаний содержит шлифованную пластину (25×50 см), которая может перемещаться в интервале от 0° до 90° и имеет первый край и второй край, противоположный первому краю, и металлическую пластину (10×10 см) с массой 100 г. Если шлифованная пластина перемещается, первый край смещается вниз и второй край смещается вверх.
Испытание на скольжение выполняют в соответствии со следующими этапами:
1. Фиксируют образец с размерами 25×50 см на поверхности шлифованной пластины. В том случае, если образец представляет собой ламинат, тканевая сторона должна быть внешней поверхностью.
2. Вычерчивают две линии от края до края поверхности образца, при этом первую линию вычерчивают на расстоянии 5 см от первого края пластины и образца, вторую линию - на расстоянии 35 см от первого края пластины и образца.
3. Размещают металлическую пластину на поверхности образца в зоне второго края шлифованной пластины.
4. Перемещают шлифованную пластину до тех пор, пока металлическая пластина не начнет скользить вдоль поверхности образца и пройдет через две линии в пределах приблизительно 5 с.
5. Определяют угол наклона пластины.
6. Повторяют испытания 3 раза.
Угол наклона пластины представляет собой меру сопротивления образца. Большой угол наклона характеризует высокое сопротивление образца относительно металлической пластины. Установлено, что текстильная фактура (туше) подобного образца является плохой. Малый угол наклона показывает низкое сопротивление образца относительно металлической пластины, и в данном случае установлено, что текстильная фактура является хорошей.
Вязкость полимерного материала
Вязкость полимерного материала можно измерять посредством вращательного измерительного устройства (вискозиметра), например, от компании «Rheotec» или «Brookfield».
Вышеизложенное иллюстрирует то, каким образом может быть реализовано и использовано настоящее изобретение, без намерения ограничить объем настоящего изобретения.
Несмотря на то, что определенные варианты осуществления настоящего изобретения были проиллюстрированы и описаны здесь, настоящее изобретение не должно быть ограничено подобными иллюстрациями и описаниями. Должно быть очевидным то, что изменения и модификации могут быть включены и осуществлены как часть настоящего изобретения в пределах объема притязаний нижеприведенной формулы изобретения.