專利名稱：由復(fù)合織物制作的用于防氣候的服裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明背景相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2003年7月7日提交的美國臨時申請系列號60/485527的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及具有伸展性的透氣織物，這種織物特征適用于防氣候服裝等。所述復(fù)合織物基本上全部是聚酯或者全部是尼龍并且可再循環(huán)利用。本發(fā)明也涉及由所公開的織物制作的具有伸展性的防水透氣可循環(huán)利用的服裝。
背景技術(shù)：
的描述防水透氣織物及由其制作的服裝為已知。一次性雨衣公開于美國專利4783856、3665518和2620477號。適用于雨衣或帳篷的柔韌性多層產(chǎn)品公開于美國專利4493870號。一種透氣防水外套公開于美國專利5533210號。透氣防水外套可購自例如Schofiel、The NorthFace、Patagonia、Columbia等生產(chǎn)商的商品。
用于雨具的防水織物也可被設(shè)計為具有伸展性，如美國專利4761324、公開的日本專利申請JP 2002-004176A和JP 2002-004178A所述，或者參見如對Schoeller-Stretchlight織物的描述。
受到對環(huán)境污染的日益關(guān)注所驅(qū)動，近年來大量的注意力已集中在可再循環(huán)利用廢舊物品方面。對再循環(huán)利用的需求已經(jīng)擴展到消費品上，包括服裝?？稍傺h(huán)利用外套已在Sport Premiere Magazine(1993年5月)和在美國專利5533210號中公開。在Sport PremiereMagazine中描述的Schofiel產(chǎn)品由兩種不同的聚合物組成，并且雖然每一種聚合物可再循環(huán)利用，但兩種聚合物組分必須在再循環(huán)利用前分離。這個額外的步驟增加了再循環(huán)利用方法的費用和復(fù)雜性。當(dāng)可再循環(huán)利用時，在US 5533210中描述的外套缺乏當(dāng)今服裝在運動風(fēng)格、舒適、適合和靈活性方面所需要的伸展性。
仍然需要防水然而透氣干燥舒適的織物，其伸展性使得穿著輕便和舒適并且也可再循環(huán)利用，因此對環(huán)境具有最小的影響。另外，需要由這樣的織物制作的防氣候服裝。
本發(fā)明概述本發(fā)明一方面提供了一種具有伸展性的可再循環(huán)利用的防水透氣多層復(fù)合織物，所述織物具有至少一層機織、針織或非織造結(jié)構(gòu)的織物層，所述織物層包含1％-100％重量的伸展-回縮聚酯雙組分纖維；在所述織物層上或鄰近于所述織物層的含聚酯的彈性防水膜或涂層。所述多層復(fù)合織物充分不含非聚酯成分，這樣再循環(huán)利用作為可再循環(huán)利用聚酯來源的多層復(fù)合織物不需要分離步驟。因為基本上所有形成織物的層基本上包含相同的聚合物(即聚酯)，因此織物可再循環(huán)利用，并且不需要分離各種組分以再循環(huán)利用所述織物。在這種情況下，織物也可包括少量的輔助材料并且仍可再循環(huán)利用。
在另一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種具有伸展性的可再循環(huán)利用、防水透氣服裝，所述服裝包含與一種或更多種含有聚酯的針織結(jié)構(gòu)的襯里織物聯(lián)合使用的本發(fā)明的多層復(fù)合織物。從所描述的織物制作的服裝也是防水、透氣并具有伸展性，并且提供優(yōu)異的防氣候性能，同時穿著也非常舒適。由于具有合適的薄膜或涂層，這種服裝也可用于提供對微生物例如病毒和細菌的防護。當(dāng)服裝基本上所有的配件，例如線、縫口帶、花邊、綜線、拉繩栓、緊固件、鈕扣、襯里、絕緣物、襯墊和任選其它的附件也包含聚酯時，服裝本身可再循環(huán)利用而不需要分離其各種配件再進行再循環(huán)利用。在這種情況下，所述服裝也可包括少量的輔助材料并且仍可再循環(huán)利用。
在另一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種具有伸展性的可再循環(huán)利用、防水、透氣多層復(fù)合織物，所述織物具有至少一層機織、針織或非織造結(jié)構(gòu)的織物層，所述織物層包含1％-100％重量的伸展-回縮聚酰胺雙組分纖維；和在所述織物層上或鄰近于所述織物層的包含聚酰胺的彈性防水薄膜或涂層。這個實施方案的多層復(fù)合織物充分不含非聚酰胺成分，使得再循環(huán)利用所述作為可再循環(huán)利用聚酰胺來源的多層復(fù)合織物不需要分離步驟。
本發(fā)明另外提供了一種具有伸展性的可再循環(huán)利用的防水透氣的服裝，所述服裝用本發(fā)明的多層復(fù)合聚酰胺織物并結(jié)合包含聚酰胺的針織結(jié)構(gòu)的襯里織物制作。
還考慮了其他實施方案，其中具有伸展性的防水透氣的復(fù)合織物基本上所有的層基本上包括一種聚合物類型，并且具有伸展性的防水透氣服裝的基本所有配件基本上包括一種聚合物類型，優(yōu)選與織物具有相同的類型。因為基本上包含一種聚合物類型，這些織物和服裝也可再循環(huán)利用。不受限制，這些聚合物類型可包括例如聚烯烴和聚氨酯。
通過把聚合物解聚為其單體組分或者通過使所述聚合物熔融并重新加工可進行在此公開的織物或服裝的再循環(huán)利用。用于再循環(huán)利用聚酯的方法例如在美國專利5051528、5225130、6056901和6472557號中公開并引用于此。用于再循環(huán)利用聚酰胺的方法例如在美國專利5266694、5302756、5310905和6087494號中公開并引用于此。
本發(fā)明的詳細描述在本文中使用的術(shù)語“防水”指物理上防止水侵入通過層的能力。通過靜水壓力實驗測定紡織品抵抗水浸透能力在國際標準實驗方法ISO 811，“防水性”中描述。
在本文中使用的術(shù)語“透氣”指能夠輸送水蒸汽通過其厚度的薄膜、涂層或多層復(fù)合織物。這可例如用微孔結(jié)構(gòu)、單片親水結(jié)構(gòu)或兩者的結(jié)合實現(xiàn)。透氣性的測定在國際標準實驗方法ISO 11092“織物原料-生理作用-在穩(wěn)態(tài)條件下熱和水蒸汽抗性的測量(SweatingGuarded-Hotplate Test)”中描述。
本發(fā)明定義的“多層復(fù)合織物”意指成品織物包括至少兩種不同的織物層，這些層已經(jīng)被層疊在一起或者其中一層涂布在另一層上。優(yōu)選第一織物層是機織、針織或非織造的伸展回縮雙組分纖維的織物，第二織物層是彈性、防水、透氣薄膜或者涂層，基本上與第一層織物含有相同的聚合物。在所述多層復(fù)合織物中可任選包括另外的織物層。
在本文中使用的“雙組分纖維”意指其中相同類型的兩種聚合物以并排或偏心皮芯型結(jié)構(gòu)存在的織物，并且包括卷曲纖維和具有仍未實現(xiàn)的可能的卷曲性的纖維。
“纖維”在其含義中包括長絲和短纖維兩者。
術(shù)語“并排”橫截面是指雙組分纖維的兩個組分基本上沿著它們的長度排列并且極少部分的一種組分處于另一種組分的凹陷部分中。
在本發(fā)明雙組分裝飾紗中使用的聚酯雙組分的兩種聚酯可具有不同的組成，例如2G-T(聚對苯二甲酸乙二酯)和3G-T(聚對苯二甲酸丙二酯)(優(yōu)選)或2G-T與4G-T(聚對苯二甲酸丁二酯)，并且優(yōu)選具有不同的特性粘度?；蛘?，所述各種組成可相似，例如聚對苯二甲酸乙二酯均聚酯和聚對苯二甲酸乙二酯共聚多酯，任選也具有不同的粘度。
包含本發(fā)明纖維的聚酯之一或兩者可以是共聚多酯，并且2G-T或“聚對苯二甲酸乙二酯”和3G-T或者“聚對苯二甲酸丙二酯”在它們的含義內(nèi)包括這樣的共聚多酯。例如可使用共聚對苯二甲酸乙二酯，其中用于制備所述共聚多酯的共聚單體選自具有4-12個碳原子的線形、環(huán)狀和分支的脂族二羧酸(例如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸和1，4-環(huán)丁烷二甲酸)、除對苯二甲酸以外并具有8-12個碳原子的芳族二羧酸(例如間苯二甲酸和2，6-萘二甲酸)、具有3-8個碳原子的線形、環(huán)狀和分支的脂族二醇(例如1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-環(huán)己二醇)和具有4-10個碳原子的脂族和芳脂族醚二醇(例如氫醌雙-(2-羥乙基)醚或者具有低于約460的分子量的聚乙二醇醚，包括二乙二醇醚)。所述共聚單體可以不損害本發(fā)明益處的量存在，例如基于總的聚合物成分的約0.5-15摩爾％水平存在。間苯二甲酸、戊二酸、己二酸、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇為優(yōu)選的共聚單體。
所述共聚多酯也可用較少量的其它共聚單體制備，條件是這些共聚單體對纖維的芯吸效應(yīng)不產(chǎn)生不利影響。這樣的其它共聚單體包括5-磺基間苯二甲酸酯鈉鹽、3-(2-磺乙基)己二酸鈉鹽及其二烷基酯，其可以約占總聚酯0.2-4摩爾％的量加入。為了得到改善的酸染色性，所述共聚多酯也可與聚合型仲胺添加劑例如聚(6，6，-亞氨基-雙-1，6-亞己基-對苯二甲酰胺)及其與1，6-己二胺的共聚酰胺混合，優(yōu)選為磷酸及其亞磷酸鹽。
合適的均聚酰胺包括(但不限于)聚己二酰己二胺均聚物(尼龍66)、聚己內(nèi)酰胺均聚物(尼龍6)、聚庚內(nèi)酰胺均聚物(尼龍7)、尼龍10、聚十二烷內(nèi)酰胺均聚物(尼龍12)、聚己二酰丁二胺均聚物(尼龍46)、聚癸二酰己二胺均聚物(尼龍610)、正十二烷二酸與1，6-己二胺的聚酰胺均聚物(尼龍612)和1，2-十二烷二胺與正十二烷二酸的聚酰胺均聚物(尼龍1212)。用于形成上述均聚物的單體的共聚物和三元共聚物也適合于本發(fā)明。
合適的共聚多酰胺包括(但不限于)用于形成上述均聚酰胺的單體的共聚物。另外，其它合適的共聚多酰胺包括例如與尼龍6、尼龍7、尼龍10和/或尼龍12接觸和緊密混合的尼龍66。示例性的聚酰胺也包括由以下組分制備的共聚物二羧酸組分，例如對苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸或癸二酸；酰胺組分，例如聚對苯二甲酰己二胺、聚己二酰2-甲基戊二胺、聚己二酰2-乙基丁二胺或聚間苯二甲酰己二胺；二胺組分，例如1，6-己二胺和2-甲基-1，5-戊二胺以及1，4-雙(氨基甲基)環(huán)己烷。優(yōu)選雙組分紗的一種組分為尼龍66與聚己二酰2-甲基戊二胺(MPMD)共聚合的共聚多酰胺。通過使己二酸、1，6-己二胺和MPMD聚合可制備這種共聚多酰胺。最優(yōu)選雙組分紗的一種組分為尼龍66與聚己二酰2-甲基-1，5-戊二胺共聚合的共聚多酰胺，并且第二種組分為尼龍66。
對于所述雙組分纖維的外橫截面不存在特別的限制，其可以是圓形、橢圓形、三角形、‘雪人(snowman)’等。當(dāng)依據(jù)長軸標繪時，”雪人”橫截面可以被描述為具有一個長軸、一個短軸并在短軸的長度上具有至少兩個最大值的并排橫截面。
本發(fā)明纖維也可包括或加入常規(guī)添加劑，例如抗靜電劑、抗氧化劑、殺菌劑、耐火劑、染料、光穩(wěn)定劑和消光劑如二氧化鈦，前提是它們不會有損于本發(fā)明的益處。
適合于本發(fā)明的彈性薄膜或涂層包括由共聚醚酯和共聚醚酯共混物制備的那些彈性薄膜或涂層。這些薄膜和用于生產(chǎn)它們的樹脂是已知的并可通過購買得到。合適的共聚醚酯和共聚醚酯共混物可購自E.I.Dupont de Nemours and Company，Wilmington，Delaware，USA。合適的薄膜也可以是雙層或多層的薄膜。
用于生產(chǎn)所述彈性薄膜的優(yōu)選的共聚醚酯具有大量的通過酯鍵頭-尾連接的重復(fù)的長鏈酯單元和短鏈酯單元。所述長鏈酯單元由下式表示 和所述短鏈酯單元由下式表示
其中a)G為從平均分子量為約400-3500的聚環(huán)氧烷二醇除去末端羥基后剩下的二價基團，其中在所述一種或多種共聚醚酯中加入的聚環(huán)氧烷二醇的環(huán)氧乙烷基團的量占共聚醚酯總重量的約20至約68％重量，優(yōu)選約25至約68％重量。
b)R為從分子量小于約300的二羧酸除去羧基后剩下的二價基團。
c)D為從分子量小于約250的二醇除去羥基后剩下的二價基團。
其中所述共聚醚酯含有約25至約80％重量的短鏈酯單元。
按照ASTM E96-66(方法BW)，優(yōu)選所述共聚醚酯具有至少約2500、優(yōu)選至少約3500、更優(yōu)選約3500至約20000gm.mil/m2/24hr的透潮率(MVTR)。
如在此使用的術(shù)語“加入共聚醚酯中的環(huán)氧乙烷基團”意指在長鏈酯單元中(CH2-CH2-O-)基團占總共聚醚酯的重量百分數(shù)。計數(shù)共聚醚酯中所述環(huán)氧乙烷基團以確定在聚合物中衍生自聚環(huán)氧烷二醇而不是通過低分子量二醇引入到共聚醚酯中的環(huán)氧乙烷基團的量。
在本文中使用的術(shù)語“長鏈酯單元”當(dāng)被用于聚合物鏈中的單元時，指長鏈二醇與二羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物。合適的長鏈二醇為具有末端(或者盡可能接近末端)羥基和具有約400至約3500、尤其具有約600至約1500分子量的聚環(huán)氧烷二醇。
用于制備所述共聚醚酯的聚環(huán)氧烷二醇優(yōu)選應(yīng)包含環(huán)氧乙烷基團，其量占共聚醚酯總量約20至約68，優(yōu)選約25至約68，更優(yōu)選約30至約55％重量。所述環(huán)氧乙烷基團賦予聚合物易于滲透濕氣的性質(zhì)，通常在共聚醚酯中具有更高百分比的環(huán)氧乙烷，則透水性更高?？梢允褂煤休^少部分的第二種聚環(huán)氧烷二醇的環(huán)氧乙烷無規(guī)共聚物或嵌段共聚物。代表性的長鏈二醇包括聚環(huán)氧乙烷二醇、環(huán)氧乙烷封端的聚環(huán)氧丙烷二醇，聚環(huán)氧乙烷二醇與其它二醇的混合物，例如環(huán)氧乙烷封端的聚環(huán)氧丙烷二醇和/或聚環(huán)氧丁烷二醇使得到的共聚醚酯具有至少約25％重量的環(huán)氧乙烷基團。優(yōu)選由具有約600至1500的分子量的聚環(huán)氧乙烷二醇制備的共聚醚酯，因為它們結(jié)合了優(yōu)越的濕氣滲透性和有限的水溶脹性，并且當(dāng)形成薄膜時，它們在廣泛的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)有用的性質(zhì)。
用于共聚醚酯的聚合物鏈單元的術(shù)語“短鏈酯單元”指具有少于約550的分子量的低分子量化合物或者聚合物鏈單元。它們通過使低分子量的二醇或二醇的混合物(MW低于約250)與二羧酸反應(yīng)形成上式(II)表示的酯單元來制備。
反應(yīng)形成適用于制備共聚醚酯的短鏈酯單元的低分子量二醇是無環(huán)、脂環(huán)和芳族二羥基化合物。優(yōu)選的化合物是具有2-15個碳原子的二醇，例如乙二醇、丙二醇、異丁二醇、1，4-T二醇、1，4-戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，6-己二醇和1，10-癸二醇、二羥基環(huán)己烷、環(huán)己烷二甲醇、間苯二酚、氫醌、1，5-二羥基萘等。尤其優(yōu)選的低分子量二醇是含有2-8個碳原子的脂族二醇，最特別的是1，4-T二醇?？捎玫碾p酚有雙(對-羥基)聯(lián)苯、雙(對-羥基苯基)甲烷和雙(對-羥基苯基)丙烷。也可用二醇的等價酯形成衍生物(例如可使用環(huán)氧乙烷或碳酸亞乙酯替代乙二醇)。在本文中使用的術(shù)語“低分子量二醇”應(yīng)解釋為包括這樣的等價酯形成衍生物；然而，條件是分子量適合于二醇而不適合于其衍生物。
與上述長鏈二醇和低分子量二醇反應(yīng)產(chǎn)生共聚醚酯的二羧酸是低分子量(即分子量小于約300)的脂族、脂環(huán)族或者芳族二羧酸。在本文中使用的術(shù)語“二羧酸”包括具有兩個官能羧基的二羧酸的酸等價物，其在與二醇形成共聚醚酯聚合物的反應(yīng)中的行為基本上類似于二羧酸。這些等價物包括酯類和酯形成衍生物，例如酰鹵和酸酐。所述分子量要求適合于酸而不適合于其等價酯或酯形成衍生物。因此，分子量大于300的二羧酸的酯或者分子量大于300的二羧酸的酸等價物也包括在內(nèi)，條件是所述酸具有低于約300的分子量。所述二羧酸可含有任何取代基或各種取代基的組合，這些取代基基本上不影響共聚醚酯聚合物的形成和聚合物在本發(fā)明組合物中的使用。
在本文中使用的術(shù)語“脂族二羧酸”意指具有兩個羧基，各與飽和碳原子連接的羧酸。如果羧基連接的碳原子是飽和的并且處于環(huán)中，那么所述酸是脂環(huán)族羧酸。具有共軛不飽和度的脂族或脂環(huán)族酸通常由于會發(fā)生均聚反應(yīng)而不能使用。但也可以使用一些不飽和酸例如馬來酸。
在本文中使用的術(shù)語芳族二羧酸為具有兩個連接于芳族碳環(huán)結(jié)構(gòu)中的碳原子的羧基的二羧酸。兩個官能羧基不必一定要連接于相同的芳環(huán)，并且當(dāng)存在多于一個環(huán)時，它們可被脂族或芳族二價基團或者如-O-或-SO2-等二價基團連接。
可使用的代表性脂族和脂環(huán)族酸有癸二酸、1，3-環(huán)己烷二甲酸、1，4-環(huán)己烷二甲酸、己二酸、戊二酸、4-環(huán)己烷-1，2-二甲酸、2-乙基辛二酸、環(huán)戊烷二甲酸、十氫-1，5-萘二甲酸、4，4’-雙環(huán)己基二甲酸、十氫-2，6-萘二甲酸、4，4’-亞甲基雙環(huán)己基甲酸、3，4-呋喃二甲酸。優(yōu)選的酸為環(huán)己烷二甲酸和己二酸。
代表性的芳族二羧酸包括鄰苯二甲酸，對苯二甲酸和間苯二甲酸，聯(lián)苯甲酸，具有兩個苯核的取代二羧基化合物，例如雙(對-羧基苯基)甲烷、對-羥基-1，5-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸、4，4’-磺?；?lián)苯甲酸和C1-C12烷基及其環(huán)取代衍生物，例如鹵代、烷氧基和芳基衍生物。也可使用羥基酸，例如對-(β-羥基乙氧基)苯甲酸，前提是同時存在有芳族二羧酸。
芳族二羧酸對于制備用于本發(fā)明的共聚醚酯聚合物是優(yōu)選的類型。在芳族酸中，還優(yōu)選具有8-16個碳原子的那些芳族酸，尤其是單獨的對苯二甲酸或其與鄰苯二甲酸和/或間苯二甲酸的混合物。
所述共聚醚酯含有約25至80％重量的對應(yīng)于上式(II)的短鏈酯單元，剩余部分為對應(yīng)于上式(I)的長鏈酯單元。當(dāng)所述共聚醚酯含有少于約25％重量的短鏈酯單元時，則結(jié)晶速率變得非常慢并且共聚醚酯發(fā)粘和難以處理。當(dāng)存在多于約80％重量的短鏈酯單元時，則所述共聚醚酯通常變得太粘稠。所述共聚醚酯優(yōu)選含有約30-60，優(yōu)選約40-60％重量的短鏈酯單元，剩余部分為長鏈酯單元。通常，隨著共聚醚酯中短鏈酯單元百分含量增加，聚合物具有更高的拉伸強度和模量，并且透潮率降低。最優(yōu)選至少約70％在上式(I)和(II)中由R表示的基團為1，4-亞苯基和至少約70％在上式(II)中由D表示的基團為1，4-亞丁基，并且不是1，4-亞苯基的R基團與不是1，4-亞丁基的D基團的百分數(shù)總合不超過30％。如果第二種二羧酸用于制備所述共聚醚酯，則選用的酸為間苯二甲酸，并且如果使用第二種低分子量二醇，則選用的二醇為1，4-丁二醇或1，6-己二醇。
可以使用兩種或更多種共聚醚酯彈性體的共混物或混合物。用于共混物的各種共聚醚酯彈性體不需要均符合上文對高彈體公開的數(shù)值范圍內(nèi)。然而，兩種或多種共聚醚酯彈性體共混物的平均重量必須符合本文所要求的共聚醚酯的數(shù)值。例如，在含有相等量的兩種共聚醚酯彈性體的混合物中，一種共聚醚酯可含有60％重量的短鏈酯單元和另一種共聚醚酯可含有30％重量的短鏈酯單元，這樣平均含有45％重量的短鏈酯單元。
可通過多種方法調(diào)節(jié)共聚醚酯的MVTR。共聚醚酯的層厚度影響MVTR，層越厚，MVTR越高。共聚醚酯中短鏈酯單元的百分數(shù)增加導(dǎo)致MVTR降低，而且由于所述聚合物具有更高結(jié)晶性，導(dǎo)致所述層的拉伸強度提高。
通過ASTM方法D-412測定，共聚醚酯彈性體的楊氏模量優(yōu)選為1000-14000磅/平方英寸，通常為2000-10000磅/平方英寸。所述模量可由共聚醚酯彈性體中短鏈部分與長鏈部分的比率和選擇用于制備共聚醚酯的共聚單體來調(diào)節(jié)。具有相對低模量的共聚醚酯通常具有更好的伸展回縮并且賦予層壓結(jié)構(gòu)美感，對于所述層壓結(jié)構(gòu)來說所述結(jié)構(gòu)的勁度和懸垂性是重要的。
優(yōu)選所述共聚醚酯彈性體由對苯二甲酸和間苯二甲酸的酯或酯的混合物、1，4-丁二醇和聚1，4-丁二醇醚或環(huán)氧乙烷封端的聚環(huán)氧丙烷二醇制備，或者由對苯二甲酸的酯例如對苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇和聚環(huán)氧乙烷二醇制備。更優(yōu)選所述共聚醚酯彈性體由對苯二甲酸的酯例如對苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇和聚環(huán)氧乙烷二醇制備。
將二羧酸或它們的衍生物和聚合物二醇以與在反應(yīng)混合物中存在的相同摩爾比率摻合到最終產(chǎn)物中。實際上摻入的低分子量二醇的量相當(dāng)于在反應(yīng)混合物中存在的二酸與聚合物二醇的摩爾數(shù)差額。當(dāng)使用低分子量二醇的混合物時，摻入的每一種二醇的量基本上是存在的二醇的量、它們的沸點和相對反應(yīng)活性的函數(shù)。摻入的二醇的總量也是二酸與聚合物二醇的摩爾數(shù)差額。在此描述的共聚醚酯彈性體可方便地通過常規(guī)酯交換反應(yīng)制備。一種優(yōu)選的方法包括在催化劑存在下，于150℃-160℃加熱芳族酸的酯例如對苯二甲酸二甲酯與聚環(huán)氧烷二醇和摩爾過量的低分子量二醇(1，4-丁二醇)，隨后蒸餾出交換反應(yīng)形成的甲醇。繼續(xù)加熱直到甲醇放出完全。依溫度、催化劑和二醇過量而定，該聚合反應(yīng)在幾分鐘至幾小時內(nèi)完成。這種產(chǎn)物為低分子量預(yù)聚物，該產(chǎn)物可通過以下描述的方法轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿恿抗簿勖氧?。這樣的預(yù)聚物也可通過多種可選用的酯化或者酯交換方法制備。例如，長鏈二醇可與高或低分子量的短鏈酯均聚物或共聚物在催化劑存在下反應(yīng)，直到發(fā)生隨機化分布。所述短鏈酯均聚物或共聚物可由以上二甲酯和低分子量的二醇的酯交換反應(yīng)制備，或者由游離酸與乙酸二醇酯的酯交換反應(yīng)制備?；蛘撸龆替滜ス簿畚锟赏ㄟ^例如合適的酸、酐或酰氯與二醇的直接酯化，或者通過其它方法例如酸與環(huán)醚或碳酸酯的反應(yīng)制備。顯然所述預(yù)聚物也可通過在長鏈二醇存在下實施這些方法來制備。
然后通過蒸餾過量的短鏈二醇將生成的預(yù)聚物轉(zhuǎn)化為高分子量產(chǎn)物。這個方法稱作“縮聚作用”。在該蒸餾期間發(fā)生另外的酯交換以提高分子量和隨機化分布共聚醚酯單元的排列。如果在抗氧劑例如1，6-雙-[(3，5-二叔丁基-4-羥基苯酚)丙酰氨基]-己烷或1，3，5-三甲基-2，4，6-三[3，5-二叔丁基-4-羥基芐基]苯存在下這個最終的蒸餾或縮聚作用在小于1mm壓力和240℃-260℃下進行少于2小時，通常得到最好的結(jié)果。多數(shù)實際的聚合技術(shù)取決于酯交換反應(yīng)完成聚合反應(yīng)。為了避免在高溫下的過度的處理時間而可能發(fā)生的不可逆熱降解，最好使用用于酯交換反應(yīng)的催化劑。雖然可使用廣泛種類的催化劑，但優(yōu)選有機鈦酸酯例如鈦酸四丁酯，其可單獨使用或與乙酸鎂或鈣聯(lián)合使用。絡(luò)合物鈦酸鹽，例如衍生自堿金屬或堿土金屬醇鹽的和鈦酸酯的絡(luò)合物鈦酸鹽也非常有效。無機鈦酸鹽例如鈦酸鑭、乙酸鈣/三氧化銻混合物和醇鋰和醇鎂為其它可用的催化劑的實例。
酯交換聚合反應(yīng)通常在熔化狀態(tài)下進行而不加入溶劑，但是可使用惰性溶劑以便于在低溫下從所述物質(zhì)中除去揮發(fā)性組分。這種技術(shù)在預(yù)聚物制備(例如通過直接酯化)期間尤其重要。然而，某些低分子量二醇(例如丁二醇)在聚合反應(yīng)期間可通過共沸蒸餾方便地除去。其它特別的聚合反應(yīng)技術(shù)例如雙酚與雙酰鹵和雙酰鹵封端的線形二醇的界面聚合可被用于制備特殊的聚合物。分批和連續(xù)方法兩者可被用于共聚醚酯聚合物制備的任何階段。預(yù)聚物的縮聚作用也可通過加熱細分的固體預(yù)聚物的固相方法完成，加熱在真空或惰性氣流下進行以除去釋放出的低分子量二醇。這個方法具有減少降解的優(yōu)點，因為它必須在低于預(yù)聚物的軟化點的溫度下使用。主要缺點是需要長時間以達到要求的聚合度。
盡管所述共聚醚酯具有許多合乎需要的性質(zhì)，有時需要穩(wěn)定這些組合物以進一步抗熱或光引發(fā)的降解。這通過向共聚醚酯組合物中加入穩(wěn)定劑而容易地達到。令人滿意的穩(wěn)定劑包括酚類，尤其是位阻酚類和它們的衍生物、胺類和它們的衍生物，尤其是芳胺類。
用作穩(wěn)定劑的代表性的酚衍生物包括4，4′-雙(2，6-二叔丁基苯酚)、1，3，5-三甲基-2，4，6-三[3，5-二叔丁基-4-羥基芐基]苯和1，6-雙[(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰氨基]己烷。位阻酚類和共穩(wěn)定劑例如硫聯(lián)二丙酸或硫聯(lián)二亞磷酸的二月桂酯(diaurylthiodipropionate orphosphite)的混合物特別有用。通過加入少量顏料或摻入光穩(wěn)定劑例如苯并三唑紫外線吸收劑可改善光穩(wěn)定性。加入位阻胺光穩(wěn)定劑例如正丁基(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)丙二酸雙(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)酯(通常占共聚醚酯的0.05-1.0％重量)在制備具有光降解抗性的組合物中特別有用。
為了制備層壓織物，首先制備所述織物和薄膜或者涂層，然后將它們層壓在一起或者將一層涂布在另一層上。
通常將所述織物機織或針織，然后洗滌、染色并熱定型，最后進行層壓。洗滌除去浸潤劑和紡絲油劑沉積物，若細心選擇合適的粘合劑或者紡絲油劑則這個步驟也可不必進行。
薄膜通過常規(guī)鑄塑或擠塑制備。也可通過吹塑制備。
彈性薄膜可被直接層壓到織物基體上或者可使用粘合劑以增強所述彈性薄膜與織物基體之間的粘合性。合適的粘合劑包括聚氨酯、聚醚聚氨酯、乙烯共聚物和聚硅氧烷。合適的聚氨酯粘合劑可購自Henkel，商標為Liofol。合適的乙烯共聚物粘合劑可購自DuPont，商標為Bynel。所述粘合劑優(yōu)選以5-100g/m2的比例使用并且可通過任何常規(guī)方法置于所述織物基體與彈性薄膜之間。所述粘合劑可與所述彈性薄膜一起共擠壓到織物基體上。粘合劑可為熱固化型、濕固化型、時間固化型、溶劑型或熱熔型粘合劑，或者它可為另外已知形式的粘合劑或者粘結(jié)劑，并且它可為單組分或多組分。在多組分粘合劑的情況中，各種將混合在一起以實施固化的成分如果需要可被分開涂布到薄膜和織物基體上以延長使用壽命。
層壓可以多種方法實現(xiàn)?？墒褂脷庖r刮刀或輥襯刮刀涂布法將粘合劑涂布到織物基體上或涂布到薄膜上或者兩者上，或者可使用任何已知的方法噴涂或印制到織物基體上。一般地，所述粘合劑作為不連續(xù)的薄膜使用。加工期間應(yīng)選擇粘合劑的溫度以產(chǎn)生合適的粘度和在粘合劑固化時合適的固化速度。
在以下粘合劑的施用方法中，將織物基體和彈性薄膜結(jié)合在一起并且采用一個輥或一系列輥、壓力墊、棒或其它裝置施加壓力，使得生成的層壓制品形成內(nèi)聚結(jié)構(gòu)。然后可實施任何必要的固化方法。
通常也可使用其它的工業(yè)制備方法，例如涂布方法。
層壓或涂布層后，可將Teflon油劑施用于所述多層復(fù)合織物上，以賦予其抗水性。
“服裝”意指分類在服裝類別下的各種物品，例如外套、雨披、襯衫或褲子，并且也包括如手套、連指手套、帽子、襪子或鞋類等配件，所有這些均被穿在外部。一般穿著所述服裝以提供氣候防護作用，以防護濕氣例如水、雨、雪或者其它類型的降水，在具有合適的薄膜或者涂層的情況下，所述服裝也可用于提供防護微生物例如病毒和細菌。
用多層復(fù)合織物制作的服裝也可具有普通或新穎的設(shè)計。在優(yōu)選的實施方案中，基本上服裝的所有配件例如線、縫口帶、花邊、綜線、拉繩栓、緊固件、鈕扣、襯里、絕緣物、襯墊和任選的其它附件包含與織物基本相同的聚合物以簡化服裝的再循環(huán)利用。在最優(yōu)選的實施方案中，基本上服裝的所有配件和織物基本上包含聚酯。
可使用織物層的組合制作完整1的成品服裝。一般的織物體系結(jié)構(gòu)包括雙層的面料(其中所述面料被層壓到薄膜上)、雙層的襯里織物(其中所述襯里織物被層壓到薄膜上)、三層的織物(其中一般地所述面料被層壓到薄膜上，并且然后所述襯里織物被層壓到薄膜的背面)和一個drop襯里。在這樣的結(jié)構(gòu)中，所有的元件被松散地裝配成服裝，所述薄膜一般被連接到輕質(zhì)非織造品上，給予其結(jié)構(gòu)支持。在另一個實施方案中，織物覆蓋了熔融的或溶解的彈性薄膜，而不是被層壓到所述薄膜上。所述服裝也可包括其它功能層，例如絕緣層或棉絮層(batting)。
在本文中公開的織物或服裝可通過常規(guī)方法再循環(huán)利用?？蓪⒕埘タ椢锘蚓埘シb撕碎，或者轉(zhuǎn)化為更小的碎片，然后熔融并再加工得到聚酯聚合物?；蛘?，撕碎的聚酯織物或服裝可經(jīng)聚酯解聚并回收其單體組分進行處理，例如采用甲醇分解。聚酰胺織物或服裝也可被撕碎，然后熔融并再加工得到聚酰胺聚合物。通過例如酸-或堿-催化的解聚、氨解作用，或者用單羧酸處理的方法，聚酰胺織物或服裝也可被解聚為一種或更多種單體。
實驗方法通過很好建立的標準實驗方法ISO 811測定織物的防水性。這個實驗包括向一個小的(100cm2)織物樣品施用一個靜水壓頭(水柱)。在標準條件下，使所述織物樣品一面受到一個持續(xù)增加的水壓，直到在三個地方發(fā)生水滲透。記錄在第三個地方水滲透織物的壓力(mm)。如下表1所示，對多層織物的水壓最小值大于1000mm并且優(yōu)選大于10000mm。ISO 811詳細描述了這種測量方法。
用標準實驗方法ISO 11092可得到絕對透氣性的客觀量度，該標準說明了在穩(wěn)態(tài)條件下測量用于服裝和其它用途的物品例如織物、薄膜、涂層和多層部件的耐熱性和水蒸氣抗性的方法。為了測定水蒸氣抗性(也稱作對蒸發(fā)傳遞的抗性)，用水蒸氣可滲透但是液體水不可滲透的膜覆蓋在電加熱多孔板上。將供給加熱板的水蒸發(fā)并使其作為蒸汽通過膜，使得沒有液體水接觸受試樣品。對于膜上的樣品，要求用來保持板恒定溫度的熱流是水蒸發(fā)速率的量度，由此測定受試樣品的水蒸氣抗性(M2·Pa/W)。如表1中舉例說明，本發(fā)明的多層復(fù)合織物的水蒸氣抗性一般低于36M2·Pa/W，優(yōu)選具有兩層結(jié)構(gòu)的織物的水蒸氣抗性在2-20M2·Pa/W之間，和具有三層結(jié)構(gòu)的織物的水蒸氣抗性在5-30M2·Pa/W之間。在ISO 11092中給出如何用這個方法實施測量的細節(jié)。
按ISO 15496標準規(guī)定的透潮率(MVTR)按照ASTM StandardE96-66、方法BW(反向的水方法，23℃)測定。標準E96-66使得能夠以圖表的形式計算測定材料的透潮率，單位為g/(m2·24h)。當(dāng)受試材料在使用中一面被浸濕，但是其中液壓頭相對不重要并且濕度受到毛細管和水蒸氣擴散壓力控制的情況下使用方法BW。如在表1中顯示的那樣，本發(fā)明的MVTR速率一般大于500g/(m2·24h)，并且對于2-層復(fù)合織物優(yōu)選在4000-10000g/(m2·24h)之間和對于3-層復(fù)合織物優(yōu)選在2000-4500g/(m2·24h)之間。如何用這個方法實施測量的細節(jié)在ASTM標準E96-66中給出。
使用通用機電實驗和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實施恒定速率的伸展拉伸實驗，測定織物伸展和伸展紡織織物的回縮。一種合適的機電實驗和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可購自Instron Corp，100 Royall Street，Canton，Massachusetts，02021 USA。采用這種儀器測量兩種織物性質(zhì)織物伸展(TTM 076)和織物永久變形(TTM 077)(變形)?？傻玫降目椢锷煺故怯?-30牛頓之間的具體載荷引起的伸長量并表達為在以300mm/分鐘的速率伸展時最初的織物樣品的長度變化百分數(shù)?？椢镉谰米冃问强椢飿悠吩?0％織物最大伸展下維持30分鐘，然后使之松弛60分鐘后未恢復(fù)的長度。當(dāng)80％織物最大伸展大于35％的織物伸長時，則將這個實驗限制到35％伸長。然后所述織物永久變形表達為最初長度的百分數(shù)。彈性織物在伸展方向上的伸長或最大伸展采用三周期實驗方法測定。所測量的最大伸長為在30牛頓載荷下于第三實驗周期測定的受試樣品的最大伸長與最初樣品長度的比率。這個第三周期值與所述織物樣品的手動伸長一致。
下表1中概述了本發(fā)明多層復(fù)合織物呈現(xiàn)的性質(zhì)的最小和優(yōu)選的范圍值。
表1

權(quán)利要求
1.一種具有伸展性的可再循環(huán)利用、防水多層復(fù)合織物，所述多層復(fù)合織物包括(a)至少一層包含約1％至100％重量的雙組分纖維的織物層；和(b)在所述織物層上或鄰近于所述織物層的彈性涂層或者薄膜；其中再循環(huán)利用所述作為再循環(huán)利用聚酯或者聚酰胺來源的多層復(fù)合織物不需要分離步驟。
2.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，其中所述雙組分纖維為聚酯。
3.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，其中一種或多種所述雙組分纖維為共聚多酯。
4.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，其中所述彈性涂層為具有大量的通過酯鍵頭-尾連接的重復(fù)長鏈酯單元和短鏈酯單元的共聚醚酯。
5.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，其中所述彈性涂層或薄膜包含選自聚酯、聚酰胺、共聚多酯和共聚多酰胺的物質(zhì)。
6.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，其中所述雙組分纖維為聚酯雙組分纖維，所述彈性涂層或薄膜包含具有大量的通過酯鍵頭-尾連接的重復(fù)長鏈酯單元和短鏈酯單元的共聚醚酯彈性涂層，其中所述長鏈酯單元由下式表示 和所述短鏈酯單元由下式表示 其中a)G為從選自以下的化合物除去末端羥基后剩下的二價基團聚環(huán)氧乙烷二醇、環(huán)氧乙烷封端的聚環(huán)氧丙烷二醇或聚環(huán)氧乙烷二醇與環(huán)氧乙烷封端的聚環(huán)氧丙烷二醇和/或聚環(huán)氧丁烷二醇的混合物；b)R為從選自以下的化合物除去羧基后剩下的二價基團間苯二甲酸、癸二酸、1，3-環(huán)己烷二甲酸、1，4-環(huán)己烷二甲酸、己二酸、戊二酸、4-環(huán)己烷-1，2-二甲酸、2-乙基辛二酸、環(huán)戊烷二甲酸、十氫-1，5-萘二甲酸、4，4′-雙環(huán)己基二甲酸、十氫-2，6-萘二甲酸、4，4′-亞甲基雙環(huán)己基甲酸和3，4-呋喃二甲酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、聯(lián)苯甲酸、雙(對-羧基苯基)甲烷、對-羥基-1，5-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸和4，4′-磺酰基聯(lián)苯甲酸；c)D為從選自以下的二醇化合物除去羥基后剩下的二價基團乙二醇、丙二醇、異丁二醇、1，4-丁二醇、1，4-戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，6-己二醇、二羥基環(huán)己烷、環(huán)己烷二甲醇、間苯二酚、氫醌、1，5-二羥基萘、1，4-丁二醇、雙(對-羥基)聯(lián)苯、雙(對-羥基苯基)甲烷或雙(對-羥基苯基)丙烷；并且其中所述多層復(fù)合織物充分不含輔助材料，使得再循環(huán)利用所述作為聚酯來源的多層復(fù)合織物不需要分離步驟。
7.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，其中所述雙組分纖維為聚酯雙組分纖維，所述彈性防水薄膜或者涂層包含聚酯，并且其中所述多層復(fù)合織物充分不含非聚酯組分，使得再循環(huán)利用所述作為可再循環(huán)利用聚酯來源的多層復(fù)合織物不需要分離步驟。
8.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，所述多層復(fù)合織物具有大于約1％的織物伸長率、低于約1％的織物變形、小于約36M2·Pa/W的水蒸氣抗性、至少約500g/(m2·24h)的MVTR和大于約1000mm的水滲透壓。
9.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，所述多層復(fù)合織物具有約5至200％的織物伸長率、低于約1％的織物變形、約2至20M2·Pa/W的水蒸氣抗性、約4000至10000g/(m2·24h)的MVTR和大于約10000mm的水滲透壓。
10.權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物，所述多層復(fù)合織物具有約5至200％的織物伸長率、低于約1％的織物變形、約5至30M2·Pa/W的水蒸氣抗性、約2000至4500g/(m2·24h)的MVTR和大于約10000mm的水滲透壓。
11.一種包含權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物的服裝。
12.權(quán)利要求11的服裝，所述服裝還包括包含可再循環(huán)利用聚合物的針織、機織或非織造結(jié)構(gòu)的襯里織物。
13.權(quán)利要求11的服裝，其中所述雙組分纖維為聚酰胺。
14.權(quán)利要求11的服裝，其中所述雙組分纖維為聚酯。
15.一種包含權(quán)利要求8的多層復(fù)合織物的服裝。
16.一種包含權(quán)利要求1的多層復(fù)合織物的服裝，其中所述彈性涂層為共聚醚酯。
17.一種具有伸展性的可再循環(huán)利用的防水透氣多層復(fù)合織物，所述多層復(fù)合織物包括(a)至少一層機織、針織或非織造結(jié)構(gòu)的織物層，所述織物層包含約1％至100％重量的伸展-回縮聚酰胺雙組分纖維，和(b)包含聚酰胺的彈性防水薄膜或涂層；其中所述多層復(fù)合織物充分不含非聚酰胺成分，使得再循環(huán)利用所述作為可再循環(huán)利用聚酰胺來源的多層復(fù)合織物不需要分離步驟。
18.一種具有伸展性的可再循環(huán)利用的防水透氣服裝，所述服裝包含權(quán)利要求17的多層復(fù)合織物，并且還包括含聚酰胺的針織、非制造或機織結(jié)構(gòu)的襯里織物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有伸展性的防水透氣、可再循環(huán)利用的多層復(fù)合織物，所述多層復(fù)合織物尤其適用于防氣候服裝等，所述服裝具有至少一層機織、針織或非織造的伸展－回縮雙組分纖維的面料，相同聚合物的彈性防水薄膜或者涂層，和任選的編織結(jié)構(gòu)的襯里織物。所述復(fù)合織物使用回收聚酯或聚酰胺的傳統(tǒng)技術(shù)再循環(huán)利用。同時還公開了由這種織物制作的服裝。
文檔編號D06N3/12GK1871124SQ200480019263
公開日2006年11月29日 申請日期2004年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月7日
發(fā)明者T·G·杜默 申請人:因維斯塔技術(shù)有限公司