順應(yīng)性微孔纖維和含有該纖維的編織織物的制作方法
【專利說明】順應(yīng)性微孔纖維和含有該纖維的編織織物 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明一般涉及順應(yīng)性微孔纖維，更具體而言涉及具有節(jié)點(diǎn)和原纖維結(jié)構(gòu)的高透 氣性的順應(yīng)性微孔纖維。還提供含有順應(yīng)性微孔纖維的編織織物。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 防水透氣性的服裝是本領(lǐng)域眾所周知的。這些服裝通常由多層構(gòu)成，所述多層中 各層均具有特定的功能。例如，服裝可使用外層紡織物層、防水層、透氣膜層和內(nèi)層紡織物 構(gòu)成。外層紡織物層和內(nèi)層紡織物層向透氣膜層提供保護(hù)。但是，添加外層織物層和內(nèi)層織 物層不僅會增加服裝制品的重量，還會在外表面上產(chǎn)生具有潛在高吸水率的材料。外層織 物層對水的吸收能夠形成通過織物以及通向穿著者的導(dǎo)熱性和水的溫度通路。在穿著者處 于寒冷環(huán)境的情況下，這可能是不利的，且寒冷會轉(zhuǎn)移至穿著者的身體。另外，水吸收可導(dǎo) 致服裝內(nèi)部的冷凝，使穿著者感到潮濕。另外，外層織物的顏色在吸水后可能褪色或變深， 從而損害服裝的美學(xué)外觀。另外，根據(jù)外層織物，織物本身可能需要長的干燥時間，迫使穿 著者忍受更長時間的由吸水帶來的不便。此外，用于內(nèi)層和外層的常規(guī)織物的纖維由多纖 絲纖維構(gòu)成，使得水和/或污染物能夠存在于纖絲之間。另外，為了透氣性，多纖絲纖維在織 物中是松散堆積的，因此水能夠不合期望地填充纖維之間的空間。
[0004] 因此，本領(lǐng)域中對如下纖維存在需求:其用來制作用于高透氣性服裝的編織織物， 具有高水?dāng)D入壓力且具有低吸水率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供如下編織織物：其包括經(jīng)向和煒向膨脹型聚四氟乙烯 (ePTFE)纖維，所述纖維具有節(jié)點(diǎn)和原纖維的微孔結(jié)構(gòu)，其中，ePTFE纖維的寬度超過基于編 織織物的經(jīng)支或煒支而分配給ePTFE纖維的寬度。該寬度的差異導(dǎo)致ePTFE纖維在其自身之 上折疊，以符合經(jīng)向纖維和煒向纖維的交叉之間的編織間距。ePTFE纖維可以是單纖絲纖 維。所述ePTFE纖維的密度低于約1.2克/立方厘米且縱橫比大于約15,具有基本為矩形的橫 截面構(gòu)造。有利的是，ePTFE編織織物同時具有高濕氣滲透速率和高水?dāng)D入壓力。具體而言， 所述編織織物的濕氣滲透速率大于約10, 〇〇〇克/平方米/24小時，且水?dāng)D入壓力大于約 lkPa。因此，所述編織織物是高透氣性的，具有低吸水率且高度防水。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的在于提供如下編織織物:其包括多個經(jīng)向纖維和煒向纖維， 其中經(jīng)向纖維和煒向纖維各自包括膨脹型聚四氟乙烯纖維，所述聚四氟乙烯纖維的密度低 于約1.2克/立方厘米，且具有基本為矩形的橫截面構(gòu)造。ePTFE纖維可以是單纖絲纖維。所 述經(jīng)向ePTFE纖維和煒向ePTFE纖維中的至少一種的縱橫比可大于約15。在至少一個示例性 實(shí)施方式中，ePTFE纖維的寬度大于所述編織織物每英寸上的煒紗數(shù)量。進(jìn)一步，所述編織 織物的平均剛度小于約300g且吸水率小于30gsm。經(jīng)向纖維和煒向纖維可具有氟化丙烯酸 酯涂層，以使得編織織物呈疏油性。可將含氟聚合物膜或其他功能性膜或保護(hù)層固定在編 織織物的與氟化丙烯酸酯涂層相反的一側(cè)。在一些實(shí)施方式中，紡織物可被固定在含氟聚 合物膜上以形成層疊制品。在其他實(shí)施方式中，可在不涂覆涂層的情況下將含氟聚合物膜 和/或紡織物固定于編織織物上。
[0007] 本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供如下編織織物:其包括膨脹型聚四氟乙烯纖維的 經(jīng)向纖維和煒向纖維，所述纖維的縱橫比大于約15且基本具有為矩形的橫截面構(gòu)造。所述 編織織物的水?dāng)D入壓力大于約lkPa，且濕氣滲透速率大于約10，000克/平方米/24小時。 ePTFE纖維可以是單纖絲纖維。另外，所述纖維的編織前厚度小于約100微米，編織前寬度小 于約4.0mm，且編織前密度小于約1.0克/立方厘米。進(jìn)一步，所述ePTFE纖維具有節(jié)點(diǎn)和原纖 維結(jié)構(gòu)，其中節(jié)點(diǎn)通過限定貫穿所述纖維的通路的原纖維而相互連接。所述原纖維的長度 可以是約5微米-約120微米。
[0008] 本發(fā)明的另外一個目的還在于提供如下編織織物:其包括經(jīng)向和煒向含氟聚合物 纖維，其中經(jīng)向含氟聚合物纖維和煒向含氟聚合物纖維中的至少一種呈現(xiàn)沿著纖維長度的 折疊構(gòu)造。在至少一個示例性實(shí)施方式中，含氟聚合物纖維是ePTFE纖維，其密度低于約1.2 克/立方厘米且基本為矩形構(gòu)造。在示例性實(shí)施方式中，所述ePTFE纖維的編織前密度低于 約〇. 85克/立方厘米。所述編織織物的濕氣滲透速率大于約10，000克/平方米/24小時，且水 擠入壓力大于約lkPa。另外，所述編織織物的撕裂強(qiáng)度至少為30N且平均剛度低于約300g。 在至少一個示例性實(shí)施方式中，含氟聚合物纖維的寬度超過基于所述編織織物的經(jīng)支或煒 支而分配給含氟聚合物纖維的寬度。
[0009] 本發(fā)明的另外一個目的還在于提供如下編織織物:其包括順應(yīng)性經(jīng)向和煒向含氟 聚合物纖維，其中經(jīng)向纖維和煒向纖維中的至少一種具有形成貫穿纖維的通路的節(jié)點(diǎn)和原 纖維結(jié)構(gòu)。所述原纖維的長度可以是約5微米-約120微米。在至少一個實(shí)施方式中，含氟聚 合物纖維是ePTFE纖維，其編織前密度低于約1.0克/立方厘米，在其他實(shí)施方式中，低于約 〇. 85克/立方厘米。所述纖維的順應(yīng)性能夠使纖維自身卷曲和/或折疊，以符合編織構(gòu)造中 經(jīng)向纖維和煒向纖維的交叉之間的編織間距。另外，功能性膜或保護(hù)層，例如含氟聚合物 膜，可被固定于ePTFE編織織物上。在一些實(shí)施方式中，紡織物被固定在含氟聚合物膜上以 形成層疊制品。
[0010]本發(fā)明的另一個目的在于提供包括膨脹型聚四氟乙烯的單纖絲纖維。ePTFE單纖 絲纖維的密度低于或等于約1.0克/立方厘米，厚度低于約100微米，寬度低于約4.0mm，縱橫 比大于約15,且基本為矩形橫截面構(gòu)造。另外，所述纖維的韌性大于約1.6cN/dte X，斷裂強(qiáng) 度至少約為1.5N。所述ePTFE單纖絲纖維上可具有氟化丙烯酸酯涂層，或其他的疏油性處 理。另外，所述ePTFE單纖絲纖維具有節(jié)點(diǎn)和原纖維構(gòu)造，其中節(jié)點(diǎn)和原纖維限定貫穿所述 纖維的通路。所述原纖維的長度可以是約5微米-約120微米。進(jìn)一步，所述ePTFE單纖絲纖維 是順應(yīng)性的，從而在編織構(gòu)造中，ePTFE單纖絲纖維在自身之上折疊以符合編織織物中經(jīng)向 纖維和煒向纖維的交叉之間的編織間距。這種ePTFE單纖絲纖維用于本發(fā)明的示例性實(shí)施 方式中，以形成如下編織織物:其可最終用于需要高濕氣通過率和高水?dāng)D入壓力（即高透氣 性和尚度防水)的制品。
[0011]本發(fā)明的一個優(yōu)勢在于，即使ePTFE纖維是緊密編織的情況下，ePTFE編織織物也 具有尚透氣性和尚水?dāng)D入壓力。
[0012] 本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于，ePTFE纖維可被緊密編織成高度透氣卻具有低空氣滲 透率的編織織物。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)勢還在于，編織織物是素淡(quiet)、柔軟且可懸垂的。
[0014] 本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于，ePTFE纖維的高縱橫比使得織物的單位面積重量變低， 能夠更容易且更高效地重塑形，并能夠在煒密(picks per inch)和經(jīng)密(ends per inch) 更小的編織織物中獲得高防水性。
[0015] 本發(fā)明的一個特性在于，所述ePTFE纖維自身卷曲和/或折疊，以符合編織織物中 經(jīng)向纖維和煒向纖維的交叉之間的編織間距。
[0016] 本發(fā)明的特性還在于，由ePTFE纖維構(gòu)成的編織織物具有平整或基本平整的編織 式樣，且具有相應(yīng)的光滑表面。
[0017] 本發(fā)明的特性還在于，ePTFE纖維具有基本為矩形的橫截面構(gòu)造，特別是在編織之 、r ' 刖。
[0018] 附圖簡要說明
[0019] 考慮到以下本發(fā)明的詳細(xì)說明，特別是結(jié)合附圖，可以更清楚地了解本發(fā)明的優(yōu) 點(diǎn)，其中：
[0020] 圖1是按照本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式在1000倍放大下拍攝的示例性ePTFE纖 維的頂部表面的掃描電子顯微照片(SEM);
[0021] 圖2是在1000倍放大下拍攝的圖1所示的ePTFE纖維的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0022] 圖3是在150倍放大下拍攝的圖1所示的纖維的2/2斜紋編織織物的頂部表面的掃 描電子顯微照片；
[0023]圖4是在150倍放大下拍攝的圖3所示的編織織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片； [0024]圖5是在150倍放大下拍攝的圖3所示的其上具有氟化丙烯酸酯涂層的2/2斜紋編 織織物的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0025]圖6是在150倍放大下拍攝的圖5所示的編織織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片； [0026]圖7是在150倍放大下拍攝的圖5所示的其上層疊有ePTFE膜的2/2斜紋編織織物的 頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0027]圖8是在100倍放大下拍攝的圖7所示的制品的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0028]圖9是在1000倍放大下拍攝的圖7所示的織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0029]圖10是按照本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施方式在150倍放大下拍攝的層疊于紡織物 的圖5所示的編織織物的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0030]圖11是在100倍放大下拍攝的圖10所示的制品的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0031]圖12是在500倍放大下拍攝的圖10所示的制品的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0032]圖13是按照本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式在150倍放大下拍攝的其上層疊有 ePTFE膜的編織織物的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0033]圖14是在100倍放大下拍攝的圖13所示的制品的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0034]圖15是在300倍放大下拍攝的圖13所示的制品的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0035]圖16是按照本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式在150倍放大下拍攝的平紋編織織物的 頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0036]圖17是在250倍放大下拍攝的圖16所示的織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0037]圖18是在150倍放大下拍攝的圖16所示的其上具有氟化丙烯酸酯涂層的平紋編織 織物的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0038]圖19是在250倍放大下拍攝的圖18所示的編織織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0039] 圖20是按照本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式在150倍放大下拍攝的層疊有ePTFE膜 和紡織物的圖16所示的編織織物的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0040] 圖21是在250倍放大下拍攝的圖20所示的制品的側(cè)視視角的掃描電子顯微照片；
[0041] 圖22是按照本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施方式在1000倍放大下拍攝的示例性ePTFE 纖維的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0042]圖23是在1000倍放大下拍攝的圖22所示的ePTFE纖維的一側(cè)的掃描電子顯微照 片；
[0043]圖24是在150倍放大下拍攝的圖22所示的ePTFE纖維的2/2斜紋織物的頂部表面的 掃描電子顯微照片；
[0044]圖25是在200倍放大下拍攝的圖24所示的織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0045]圖26是在150倍放大下拍攝的圖16所示的其上具有氟化丙烯酸酯涂層的斜紋編織 織物的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0046]圖27是在200倍放大下拍攝的圖26所示的織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0047]圖28是按照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方式在1000倍放大下拍攝的示例性ePTFE纖維 的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0048]圖29是在1000倍放大下拍攝的圖28所示的纖維的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0049]圖30是在150倍放大下拍攝的圖26所示的ePTFE纖維的2/2斜紋編織織物的頂部表 面的掃描電子顯微照片；
[0050]圖31是在150倍放大下拍攝的圖30所示的織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[00511圖32是在1000倍放大下拍攝的高密度對比性ePTFE纖維的頂部表面的掃描電子顯 微照片；
[0052]圖33是在1000倍放大下拍攝的圖32所示的纖維的編織織物的一側(cè)的掃描電子顯 微照片；
[0053]圖34是在150倍放大下拍攝的利用對比性高密度ePTFE的纖維的對比性2/2斜紋編 織織物的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0054]圖35是在150倍放大下拍攝的圖34所示的織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0055] 圖36是在1000倍放大下拍攝的示例性纖維的頂部表面的掃描電子顯微照片；
[0056] 圖37是在1000倍放大下拍攝的圖36所示的纖維的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0057] 圖38是在150倍放大下拍攝的圖36所示的纖維的編織織物的頂部表面的掃描電子 顯微照片；
[0058]圖39是在150倍放大下拍攝的圖38所示的織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0059]圖40是描繪了編織構(gòu)造中折疊成折疊構(gòu)造以適應(yīng)分配給纖維的空間的示例性纖 維的側(cè)視示意圖；
[0060]圖41是描繪了編織構(gòu)造中折疊成折疊構(gòu)造以適應(yīng)分配給纖維的空間的示例性纖 維的俯視示意圖；
[0061 ]圖42是在150倍放大下拍攝的具有40X40經(jīng)煒密度的示意性平紋編織織物的頂部 表面的掃描電子顯微照片；
[0062]圖43是在150倍放大下拍攝的圖42所示的編織織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片； [0063]圖44是在300倍放大下拍攝的圖42所示的編織織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0064]圖45是在400倍放大下拍攝的圖42所示的編織織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片； [0065]圖46是在1000倍放大下拍攝的對比性無孔ePTFE纖維的頂部表面的掃描電子顯微 照片；
[0066]圖47是在1000倍放大下拍攝的圖46所示的纖維的一側(cè)的掃描電子顯微照片；
[0067]圖48是在150倍放大下拍攝的圖46所示的纖維的編織織物的掃描電子顯微照片； [0068]圖49是在150倍放大下拍攝的圖48所示的編織織物的一側(cè)的掃描電子顯微照片； [0069]圖50是在150倍放大下拍攝的對比性高密度ePTFE的纖維的對比性編織織物的頂 部表面的掃描電子顯微照片；
[0070] 圖51是在150倍放大下拍攝的圖50所示的編織織物的側(cè)部表面的掃描電子顯微照 片；以及
[0071] 圖52是用于說明間隙寬度的測量的掃描電子顯微照片。
[0072] 定義
[0073]本文