顺应性微孔纤维和含有该纤维的编织织物的制作方法
【专利说明】顺应性微孔纤维和含有该纤维的编织织物 发明领域
[0001] 本发明一般涉及顺应性微孔纤维，更具体而言涉及具有节点和原纤维结构的高透 气性的顺应性微孔纤维。还提供含有顺应性微孔纤维的编织织物。
[0002] 发明背景
[0003] 防水透气性的服装是本领域众所周知的。这些服装通常由多层构成，所述多层中 各层均具有特定的功能。例如，服装可使用外层纺织物层、防水层、透气膜层和内层纺织物 构成。外层纺织物层和内层纺织物层向透气膜层提供保护。但是，添加外层织物层和内层织 物层不仅会增加服装制品的重量，还会在外表面上产生具有潜在高吸水率的材料。外层织 物层对水的吸收能够形成通过织物以及通向穿着者的导热性和水的温度通路。在穿着者处 于寒冷环境的情况下，这可能是不利的，且寒冷会转移至穿着者的身体。另外，水吸收可导 致服装内部的冷凝，使穿着者感到潮湿。另外，外层织物的颜色在吸水后可能褪色或变深， 从而损害服装的美学外观。另外，根据外层织物，织物本身可能需要长的干燥时间，迫使穿 着者忍受更长时间的由吸水带来的不便。此外，用于内层和外层的常规织物的纤维由多纤 丝纤维构成，使得水和/或污染物能够存在于纤丝之间。另外，为了透气性，多纤丝纤维在织 物中是松散堆积的，因此水能够不合期望地填充纤维之间的空间。
[0004] 因此，本领域中对如下纤维存在需求:其用来制作用于高透气性服装的编织织物， 具有高水挤入压力且具有低吸水率。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供如下编织织物：其包括经向和炜向膨胀型聚四氟乙烯 (ePTFE)纤维，所述纤维具有节点和原纤维的微孔结构，其中，ePTFE纤维的宽度超过基于编 织织物的经支或炜支而分配给ePTFE纤维的宽度。该宽度的差异导致ePTFE纤维在其自身之 上折叠，以符合经向纤维和炜向纤维的交叉之间的编织间距。ePTFE纤维可以是单纤丝纤 维。所述ePTFE纤维的密度低于约1.2克/立方厘米且纵横比大于约15,具有基本为矩形的横 截面构造。有利的是，ePTFE编织织物同时具有高湿气渗透速率和高水挤入压力。具体而言， 所述编织织物的湿气渗透速率大于约10, 〇〇〇克/平方米/24小时，且水挤入压力大于约 lkPa。因此，所述编织织物是高透气性的，具有低吸水率且高度防水。
[0006] 本发明的另一个目的在于提供如下编织织物:其包括多个经向纤维和炜向纤维， 其中经向纤维和炜向纤维各自包括膨胀型聚四氟乙烯纤维，所述聚四氟乙烯纤维的密度低 于约1.2克/立方厘米，且具有基本为矩形的横截面构造。ePTFE纤维可以是单纤丝纤维。所 述经向ePTFE纤维和炜向ePTFE纤维中的至少一种的纵横比可大于约15。在至少一个示例性 实施方式中，ePTFE纤维的宽度大于所述编织织物每英寸上的炜纱数量。进一步，所述编织 织物的平均刚度小于约300g且吸水率小于30gsm。经向纤维和炜向纤维可具有氟化丙烯酸 酯涂层，以使得编织织物呈疏油性。可将含氟聚合物膜或其他功能性膜或保护层固定在编 织织物的与氟化丙烯酸酯涂层相反的一侧。在一些实施方式中，纺织物可被固定在含氟聚 合物膜上以形成层叠制品。在其他实施方式中，可在不涂覆涂层的情况下将含氟聚合物膜 和/或纺织物固定于编织织物上。
[0007] 本发明的进一步的目的在于提供如下编织织物:其包括膨胀型聚四氟乙烯纤维的 经向纤维和炜向纤维，所述纤维的纵横比大于约15且基本具有为矩形的横截面构造。所述 编织织物的水挤入压力大于约lkPa，且湿气渗透速率大于约10，000克/平方米/24小时。 ePTFE纤维可以是单纤丝纤维。另外，所述纤维的编织前厚度小于约100微米，编织前宽度小 于约4.0mm，且编织前密度小于约1.0克/立方厘米。进一步，所述ePTFE纤维具有节点和原纤 维结构，其中节点通过限定贯穿所述纤维的通路的原纤维而相互连接。所述原纤维的长度 可以是约5微米-约120微米。
[0008] 本发明的另外一个目的还在于提供如下编织织物:其包括经向和炜向含氟聚合物 纤维，其中经向含氟聚合物纤维和炜向含氟聚合物纤维中的至少一种呈现沿着纤维长度的 折叠构造。在至少一个示例性实施方式中，含氟聚合物纤维是ePTFE纤维，其密度低于约1.2 克/立方厘米且基本为矩形构造。在示例性实施方式中，所述ePTFE纤维的编织前密度低于 约〇. 85克/立方厘米。所述编织织物的湿气渗透速率大于约10，000克/平方米/24小时，且水 挤入压力大于约lkPa。另外，所述编织织物的撕裂强度至少为30N且平均刚度低于约300g。 在至少一个示例性实施方式中，含氟聚合物纤维的宽度超过基于所述编织织物的经支或炜 支而分配给含氟聚合物纤维的宽度。
[0009] 本发明的另外一个目的还在于提供如下编织织物:其包括顺应性经向和炜向含氟 聚合物纤维，其中经向纤维和炜向纤维中的至少一种具有形成贯穿纤维的通路的节点和原 纤维结构。所述原纤维的长度可以是约5微米-约120微米。在至少一个实施方式中，含氟聚 合物纤维是ePTFE纤维，其编织前密度低于约1.0克/立方厘米，在其他实施方式中，低于约 〇. 85克/立方厘米。所述纤维的顺应性能够使纤维自身卷曲和/或折叠，以符合编织构造中 经向纤维和炜向纤维的交叉之间的编织间距。另外，功能性膜或保护层，例如含氟聚合物 膜，可被固定于ePTFE编织织物上。在一些实施方式中，纺织物被固定在含氟聚合物膜上以 形成层叠制品。
[0010]本发明的另一个目的在于提供包括膨胀型聚四氟乙烯的单纤丝纤维。ePTFE单纤 丝纤维的密度低于或等于约1.0克/立方厘米，厚度低于约100微米，宽度低于约4.0mm，纵横 比大于约15,且基本为矩形横截面构造。另外，所述纤维的韧性大于约1.6cN/dte X，断裂强 度至少约为1.5N。所述ePTFE单纤丝纤维上可具有氟化丙烯酸酯涂层，或其他的疏油性处 理。另外，所述ePTFE单纤丝纤维具有节点和原纤维构造，其中节点和原纤维限定贯穿所述 纤维的通路。所述原纤维的长度可以是约5微米-约120微米。进一步，所述ePTFE单纤丝纤维 是顺应性的，从而在编织构造中，ePTFE单纤丝纤维在自身之上折叠以符合编织织物中经向 纤维和炜向纤维的交叉之间的编织间距。这种ePTFE单纤丝纤维用于本发明的示例性实施 方式中，以形成如下编织织物:其可最终用于需要高湿气通过率和高水挤入压力（即高透气 性和尚度防水)的制品。
[0011]本发明的一个优势在于，即使ePTFE纤维是紧密编织的情况下，ePTFE编织织物也 具有尚透气性和尚水挤入压力。
[0012] 本发明的另一个优势在于，ePTFE纤维可被紧密编织成高度透气却具有低空气渗 透率的编织织物。
[0013] 本发明的优势还在于，编织织物是素淡(quiet)、柔软且可悬垂的。
[0014] 本发明的另一个优势在于，ePTFE纤维的高纵横比使得织物的单位面积重量变低， 能够更容易且更高效地重塑形，并能够在炜密(picks per inch)和经密(ends per inch) 更小的编织织物中获得高防水性。
[0015] 本发明的一个特性在于，所述ePTFE纤维自身卷曲和/或折叠，以符合编织织物中 经向纤维和炜向纤维的交叉之间的编织间距。
[0016] 本发明的特性还在于，由ePTFE纤维构成的编织织物具有平整或基本平整的编织 式样，且具有相应的光滑表面。
[0017] 本发明的特性还在于，ePTFE纤维具有基本为矩形的横截面构造，特别是在编织之 、r ' 刖。
[0018] 附图简要说明
[0019] 考虑到以下本发明的详细说明，特别是结合附图，可以更清楚地了解本发明的优 点，其中：
[0020] 图1是按照本发明的一个示例性实施方式在1000倍放大下拍摄的示例性ePTFE纤 维的顶部表面的扫描电子显微照片(SEM);
[0021] 图2是在1000倍放大下拍摄的图1所示的ePTFE纤维的一侧的扫描电子显微照片；
[0022] 图3是在150倍放大下拍摄的图1所示的纤维的2/2斜纹编织织物的顶部表面的扫 描电子显微照片；
[0023]图4是在150倍放大下拍摄的图3所示的编织织物的一侧的扫描电子显微照片； [0024]图5是在150倍放大下拍摄的图3所示的其上具有氟化丙烯酸酯涂层的2/2斜纹编 织织物的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0025]图6是在150倍放大下拍摄的图5所示的编织织物的一侧的扫描电子显微照片； [0026]图7是在150倍放大下拍摄的图5所示的其上层叠有ePTFE膜的2/2斜纹编织织物的 顶部表面的扫描电子显微照片；
[0027]图8是在100倍放大下拍摄的图7所示的制品的一侧的扫描电子显微照片；
[0028]图9是在1000倍放大下拍摄的图7所示的织物的一侧的扫描电子显微照片；
[0029]图10是按照本发明的另一个示例性实施方式在150倍放大下拍摄的层叠于纺织物 的图5所示的编织织物的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0030]图11是在100倍放大下拍摄的图10所示的制品的一侧的扫描电子显微照片；
[0031]图12是在500倍放大下拍摄的图10所示的制品的一侧的扫描电子显微照片；
[0032]图13是按照本发明的一个示例性实施方式在150倍放大下拍摄的其上层叠有 ePTFE膜的编织织物的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0033]图14是在100倍放大下拍摄的图13所示的制品的一侧的扫描电子显微照片；
[0034]图15是在300倍放大下拍摄的图13所示的制品的一侧的扫描电子显微照片；
[0035]图16是按照本发明的一个示例性实施方式在150倍放大下拍摄的平纹编织织物的 顶部表面的扫描电子显微照片；
[0036]图17是在250倍放大下拍摄的图16所示的织物的一侧的扫描电子显微照片；
[0037]图18是在150倍放大下拍摄的图16所示的其上具有氟化丙烯酸酯涂层的平纹编织 织物的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0038]图19是在250倍放大下拍摄的图18所示的编织织物的一侧的扫描电子显微照片；
[0039] 图20是按照本发明的一个示例性实施方式在150倍放大下拍摄的层叠有ePTFE膜 和纺织物的图16所示的编织织物的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0040] 图21是在250倍放大下拍摄的图20所示的制品的侧视视角的扫描电子显微照片；
[0041] 图22是按照本发明的另一个示例性实施方式在1000倍放大下拍摄的示例性ePTFE 纤维的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0042]图23是在1000倍放大下拍摄的图22所示的ePTFE纤维的一侧的扫描电子显微照 片；
[0043]图24是在150倍放大下拍摄的图22所示的ePTFE纤维的2/2斜纹织物的顶部表面的 扫描电子显微照片；
[0044]图25是在200倍放大下拍摄的图24所示的织物的一侧的扫描电子显微照片；
[0045]图26是在150倍放大下拍摄的图16所示的其上具有氟化丙烯酸酯涂层的斜纹编织 织物的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0046]图27是在200倍放大下拍摄的图26所示的织物的一侧的扫描电子显微照片；
[0047]图28是按照本发明的进一步的实施方式在1000倍放大下拍摄的示例性ePTFE纤维 的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0048]图29是在1000倍放大下拍摄的图28所示的纤维的一侧的扫描电子显微照片；
[0049]图30是在150倍放大下拍摄的图26所示的ePTFE纤维的2/2斜纹编织织物的顶部表 面的扫描电子显微照片；
[0050]图31是在150倍放大下拍摄的图30所示的织物的一侧的扫描电子显微照片；
[00511图32是在1000倍放大下拍摄的高密度对比性ePTFE纤维的顶部表面的扫描电子显 微照片；
[0052]图33是在1000倍放大下拍摄的图32所示的纤维的编织织物的一侧的扫描电子显 微照片；
[0053]图34是在150倍放大下拍摄的利用对比性高密度ePTFE的纤维的对比性2/2斜纹编 织织物的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0054]图35是在150倍放大下拍摄的图34所示的织物的一侧的扫描电子显微照片；
[0055] 图36是在1000倍放大下拍摄的示例性纤维的顶部表面的扫描电子显微照片；
[0056] 图37是在1000倍放大下拍摄的图36所示的纤维的一侧的扫描电子显微照片；
[0057] 图38是在150倍放大下拍摄的图36所示的纤维的编织织物的顶部表面的扫描电子 显微照片；
[0058]图39是在150倍放大下拍摄的图38所示的织物的一侧的扫描电子显微照片；
[0059]图40是描绘了编织构造中折叠成折叠构造以适应分配给纤维的空间的示例性纤 维的侧视示意图；
[0060]图41是描绘了编织构造中折叠成折叠构造以适应分配给纤维的空间的示例性纤 维的俯视示意图；
[0061 ]图42是在150倍放大下拍摄的具有40X40经炜密度的示意性平纹编织织物的顶部 表面的扫描电子显微照片；
[0062]图43是在150倍放大下拍摄的图42所示的编织织物的一侧的扫描电子显微照片； [0063]图44是在300倍放大下拍摄的图42所示的编织织物的一侧的扫描电子显微照片；
[0064]图45是在400倍放大下拍摄的图42所示的编织织物的一侧的扫描电子显微照片； [0065]图46是在1000倍放大下拍摄的对比性无孔ePTFE纤维的顶部表面的扫描电子显微 照片；
[0066]图47是在1000倍放大下拍摄的图46所示的纤维的一侧的扫描电子显微照片；
[0067]图48是在150倍放大下拍摄的图46所示的纤维的编织织物的扫描电子显微照片； [0068]图49是在150倍放大下拍摄的图48所示的编织织物的一侧的扫描电子显微照片； [0069]图50是在150倍放大下拍摄的对比性高密度ePTFE的纤维的对比性编织织物的顶 部表面的扫描电子显微照片；
[0070] 图51是在150倍放大下拍摄的图50所示的编织织物的侧部表面的扫描电子显微照 片；以及
[0071] 图52是用于说明间隙宽度的测量的扫描电子显微照片。
[0072] 定义
[0073]本文