涂层织物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂层织物，特别是能够用于例如制造防护性休闲服装、袋子和皮箱的 防水透气性涂层纺织品。
【背景技术】
[0002] 纺织品的防水透气性涂层和层压制品在现有技术中众所周知。与涂层和层压制品 有关的术语"防水"和"透气"分别是指液体水不能渗透和水蒸气能渗透。这赋予穿着者以高 舒适度，防止服装内部的汗水凝结，并同时提供防水屏障以在所有类型的天气下保持穿着 者干爽。
[0003] 以注册商标GORE-TEX出售的材料是基于膨胀型聚四氟乙烯膜（例如，美国专利 3953583)，以产生能够层压到织物上的微孔膜。膜中的孔隙为水分子大20000倍，从而允许 蒸气通过，同时膜的极其低的表面能赋予高防水性能。
[0004] 基于聚氨酯的微孔涂层也是本领域中已知的，正如美国专利4560611、5520998、 5626950和5692936所描述的。这些基于聚氨酯的微孔涂层是通过将聚氨酯溶液直接涂覆到 织物上，然后使溶液凝固以在聚合物结构中产生微孔的网络来进行制备。
[0005] 另一组涂层是基于亲水性聚氨酯。这些亲水性聚氨酯通常被直接涂覆到织物上， 并且依靠于将亲水性链段结合到聚合物链中。来自汗水的水分子因此能够经由逐步过程从 穿着者的衣服内部通过聚合物层进行扩散，并且被输送到外部环境。这些亲水性层的功能 性依赖于透气性服装内部建立的潮湿环境。服装内部的湿度越高，水分子通过聚合物层的 扩散速率越快。这些类型的聚氨酯涂层通常含有亲水性链段和疏水性链段以分别引入透气 性和防水性。
[0006] 存在与微孔膜和亲水性涂层相关的许多问题。由于土壤、洗涤剂和身体油污染孔 隙，微孔膜的性能可能随时间推移而变差。以这种方式堵塞孔隙降低膜的透气性，并且也能 够改变膜的表面化学性质，从而提高液体水渗透的可能性。Gore试图解决这个问题，通过将 非常薄的亲水性聚氨酯层涂覆到微孔PTFE的顶部作为保护层，以防止微孔层受污染。
[0007] 也存在与亲水性的基于聚氨酯的透气性涂层有关的问题。最主要的问题是亲水性 聚氨酯透气性涂层在水中易于溶胀。由于其本身的性质，水分子被吸引到聚合物中的亲水 性链段。水分子因此能够使聚合物内的亲水性链段"溶剂化"并使膜溶胀。这能够赋予穿着 者以"湿冷的"感觉以及涂层强度的损失。在严重的情况下，它能够导致对织物本身的粘附 性损失，从而引起脱层。这在服装经受严酷的含水环境时是很常见的。
[0008] 通过考虑上述情况，已经得到本发明。
【发明内容】
[0009] 根据本发明，存在一种涂层织物，其中，所述涂层包括弹性体的、可热固化的硅橡 胶组合物，该硅橡胶组合物含有多孔无机填料，所述填料具有高到足以产生渗滤多孔结构 的负载，所述渗滤多孔结构是水蒸气可渗透的。
[0010]在渗滤体系中，气体能够经由一系列孔洞或路径穿过多孔结构。本发明在整个橡 胶涂层中实现多孔性。制剂中使用的无机填料的本质是含有多个微米和亚微米孔隙作为其 结构的主要部分的颗粒。在硅橡胶制剂中，低于一定的填料水平时，这些颗粒并不靠近彼 此。然而，当一定水平或量的填料被结合到橡胶基质中时，在多孔颗粒彼此足够接近处获得 混合基质化合物，以允许水蒸气通过各个多孔颗粒直接穿过连续的混合基质涂层，即，"渗 透阈值"达到在整个混合橡胶/填料基质中产生真正的渗滤结构的程度。对于任何给定的体 系，低于"渗透阈值"时，不存在连续的连接组分，但高于渗滤阈值时，存在达到体系尺寸的 规模的连接组分。不像其它渗滤体系，由于硅橡胶的疏水本质和低表面能，本发明往往不允 许液体水通过(多达至少2000mm的静水压头压力）。
[0011]在其最简单的方面，所提出的发明的"渗滤结构"能够被描述为：多孔填料颗粒在 整个混合基质化合物中的互联性，这能够产生连续的多孔连接路径，以允许水蒸气分子穿 过整个橡胶基质，从而产生透气性。
[0012] 有机硅复合溶液能够被涂覆到天然或合成的织物上，该天然或合成的织物可以为 机织、无纺或针织的，并且包括例如聚酯或聚酰胺。涂覆过程可以涉及直接涂覆到织物基材 上。本发明的涂层织物包括能够用于制造诸如防护性休闲服装、袋子和皮箱的各种制品的 防水的透气性涂层纺织品。
[0013] 由于绕着主链中硅-氧键旋转的能量为零，硅橡胶表现出气体渗透性。加之聚合物 链的外侧上的多个甲基(这反过来赋予防水性），分子间相互作用非常低，产生聚合物链之 间的大的自由体积，从而允许气体分子扩散通过聚合物基质。然而，单独硅橡胶的渗透性的 水平自身不足以产生防水的透气性膜。本发明的涂层织物因此结合多孔填料，该多孔填料 通过在硅橡胶组合物内形成渗滤结构而补充硅橡胶的可渗透性能，以产生真正的水蒸气可 透过而液体水不可透过的膜。
[0014] 对于所提出的发明的涂覆在纺织品表面上的防水的透气性硅橡胶复合材料，提出 了能够根据最终用途制造不同结构的涂层织物。同时提出了单织物涂层结构与多织物层结 构。硅橡胶涂层可被设置在多层结构中相邻的织物之间和/或在该结构的外部上。下面提及 了本发明的一些可能的实施方式：
[0015] 1、单织构(2层），包括在一侧上涂覆有机硅复合材料的一种织物(例如，聚酯/聚酰 胺(尼龙)）。这将是最基础的结构，打算例如用于制造在登山夹克、徒步夹克和露营夹克。
[0016] 2、双织构（三层压体），包括层压到第二内衬织物（聚酯）的外层织物(例如，聚酯/ 聚酰胺(尼龙）），其间夹有有机硅复合材料层。这种双织构将是更耐用的织物，打算例如用 于水上运动皮肤式潜水服、干式潜水服和帆船/游艇运动的潜水服/夹克。据设想，这种耐用 的织物结构也能够用于例如户外工人的重型工作服。
[0017] 3、双织构(三层压体)织物，由外织物、内织物(例如，聚酰胺、聚酯/聚酰胺(尼龙）） 和其间的有机硅涂层构成。这种类型的结构将用于要求耐用性和阻燃性的应用场合。
[0018] 硅橡胶涂层是理想地在织物上直接涂覆的溶液类制剂。硅橡胶组合物含有以下聚 硅氧烷和固体填料。可选地，有机硅橡胶含有催化剂，粘合剂和/或粘合促进剂，和溶剂中的 任一种。
[0019] 在本发明的一个实施方式中，橡胶涂层可以包括如下的各种组分：
[0020] 化合物 份（g) (A)硅橡胶（固体) 100 (B )填料 50-丨50;可选地80-丨20 (C )催化剂 0_.5-7_:0 (取决于有机碰固化体系）1 (D) 枯合剂/粘合促进剂 2.25-4.50 (E) 溶剂 200-400 2
[0021] 1上述制剂可以基于缩合、过氧化物或加成固化型有机硅，这将决定催化剂(有机 锡、过氧化物或铂型）的类型和数量。
[0022] 2溶剂水平基于产生35~50%固体的溶液的固体橡胶的phr。也可以使用甲苯中预 混合的有机硅聚合物溶液，这将减少其它溶剂的所需量。
[0023]本发明的透气性硅橡胶涂层，因为它在含水环境中不溶胀并且没有损失三层压结 构中的粘附力，所以相比于透气性的聚氨酯体系具有优势。因为它是硅橡胶的固有属性，该 涂层还具有优异的耐老化性(例如，不水解，PU体系的另一个问题)和优异的柔韧性和低温 性能。
[0024] 由于有机硅制剂中使用的硅藻土填料的高孔隙率，透气性硅橡胶复合材料具有极 好的多孔性质。复合材料的高孔隙率和表面积提高了将其它功能设计到透气性涂层中的可 能性。可能性包括：
[0025]