单向芯吸基材制造技术

本发明专利技术提供了一种具有单向水分输送特性的基材，所述基材包括流体渗透性结构，且包括：内侧表面；及吸收容量比内侧表面更高的外侧表面，其中所述内侧表面具有在至少一个区段上连续延伸的疏水表面层，所述疏水表面层具有预定厚度，使用中所述预定厚度可提供接触水分的基本疏水特性，同时允许水分接触基材的内侧表面，进而通过疏水表面层芯吸到基材中；其中所述基材分别包括分别在内侧表面和外侧表面之间延伸的疏水通道和亲水通道。

Unidirectional core absorbing material

The present invention provides a substrate with a one-way water transport characteristic, including a fluid permeable structure, including the inner surface, and the outer surface of a higher absorption capacity than the inner surface, wherein the inner surface has a hydrophobic surface layer extending continuously on at least one section, the hydrophobic surface layer. With predetermined thickness, the predetermined thickness can provide the basic hydrophobicity of the contact water, while water is allowed to contact the inner surface of the substrate, and then sucked into the substrate by a hydrophobic surface layer; the substrate includes a hydrophobic channel and a hydrophilic channel, respectively, extending between the inner surface and the outer surface, respectively.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单向芯吸基材交叉引用本专利技术申请主张2016年9月3日提交的申请号为2015903609的澳大利亚临时专利申请的优先权。上述申请在此通过引用的方式整体并入本文。
本专利技术主要涉及一种多孔或渗透性基材，以及一种生产具有单向液体输送特性的多孔或渗透性基材的方法。本专利技术特别适用于纤维基基材(例如，服装和衣服中的织物)，根据该示例性应用，下文可方便地公开本专利技术。但应理解，本专利技术不限于该应用，而是可用于需单向液体输送特性的多种应用中(例如，多孔膜)。
技术介绍
下文讨论了本专利技术的背景，以便更好地理解本专利技术。但应理解，该讨论并非承认或允许任何所提及的材料为截止本申请案优先权日期已公布、已知或公知常识的一部分。棉可使服装和衣服具有舒适性，包括棉纤维的天然回潮率、蒸汽输送和空气渗透性/透气性。但由于棉吸水性高，因而尚未广泛用于休闲性服饰。人们希望此类服装中的织物将水分从皮肤上吸走或输送到服装的外侧，通过蒸发进行分散。棉的高吸收性会导致服装过于润湿、沉重，干燥期长，贴在皮肤上，会导致穿着者的自由移动不舒适，并限制自由移动。润湿织物干燥速度缓慢，也会使细菌有更多时间发生作用，因吸收的汗液而产生恶臭。在休闲性服饰中使用棉的另一种选择是在服饰中使用疏水合成纤维。多种处理化学品可商购获得，用于在普通疏水热塑性合成服装中产生液体水分的芯吸。但具有吸湿排汗功能的聚酯纤维等合成纤维，在失效时，无法为穿着者提供与棉制服装相同的舒适度。由于水分存在纤维表面上，因此当液体水分相对较低时，聚酯纤维几乎不吸收纤维中的水分，且容易使人感到湿气。另外，许多合成服装会具有臭味遗留的问题。一些贴近皮肤的吸水性产品中，棉也不作为优选。例如，成人和婴儿尿布和卫生巾的顶片中，棉不作为优选。通常，顶片是由合成纤维形成的非织造织物。体液须通过顶片并进入吸收芯，在吸收芯中被吸收。为了使此类产品的用户具有最大舒适度，人们希望体液沿Z方向(即，与织物平面垂直的法线)的芯吸并远离皮肤的水分输送效应最大化。理想的情况是顶片保持干燥。因此，有利地，可使用具有较低吸收容量但包括芯吸性能的棉或其他纤维素材料来制备产品。编号为US7,008,887B2的美国专利提供了一种芯吸纤维素织物，称为WICKINGWINDOWSTM织物。该织物使用织物处理方案形成，是将疏水图案印刷到经处理的织物内表面上。所得到的结构包括具有两个功能区段的机织或针织织物，即：处理成具有不连续疏水性的内侧表面，包括经疏水处理、未经疏水处理或其他方法(例如，具有冲孔或芯吸窗口中具有嵌入亲水纤维的疏水顶层)的纱段；及吸收容量比内侧表面更高的外侧表面，该织物具有从内侧表面到外侧表面的亲水纤维通道，用于芯吸与织物内侧表面到织物外侧表面接触的液体。该结构在疏水层内侧表面至亲水层具有未经处理的芯吸窗口或织物通道(孔口、未经处理的纤维或类似物)，所述亲水层可从内侧表面向外侧表面吸湿任何水分，以便蒸发。织物可从内侧表面到外侧表面进行有效的芯吸，而通过芯吸窗口通道产生的内层上的不连续疏水性可使湿气双向输送。因此，与普通棉织物相比，虽然贴近身体的服装表面干燥率可提高50％且贴附力较低，但服装仍会让人感觉到润湿且紧贴在皮肤上，原因是湿气可从织物输送到用户的皮肤上。若织物变得过饱和或完全润湿，织物的水分含量会阻挡身体侧的空气/湿气渗透，导致不透气感，完全失去湿度管理能力。因此，人们希望提供另一种芯吸织物，优选地，可解决芯吸纤维织物(例如，芯吸窗口)已知的一个或多个缺点。
技术实现思路
第一方面，本专利技术提供了一种具有单向水分输送特性的基材，所述基材包括流体渗透性结构，且包括：内侧表面；及吸收容量比内侧表面更高的外侧表面，其中所述内侧表面具有在至少一个区段上连续延伸的疏水表面层，所述疏水表面层具有预定厚度，使用中所述预定厚度可提供接触水分的基本疏水特性，同时允许水分接触基材的内侧表面，进而通过疏水表面层芯吸到基材中；其中所述基材分别包括分别在内侧表面和外侧表面之间延伸的疏水通道和亲水通道。本专利技术提供了一种具有有效定向水分输送能力的功能性基材。本专利技术的多孔或渗透性基材的构造明显增强了基材的湿度管理能力，从基材内侧向外侧的水分输送具有不可逆的方向性。就此而言，使用中，亲水通道有助于从基材的内侧表面到外侧表面芯吸与基材内侧表面接触的液体。疏水通道可确保即使亲水通道完全润湿，基材仍保持透气性和透湿性。因此，织物具有从内表面到外表面的单向水分输送能力，即使在过饱和状态下也具有对空气和湿气的持续渗透性。本专利技术的基材可从基材内侧(或体侧)向基材外侧(外表面)主动地转移水分(例如，汗或汗液)，而防止外表面上的水分发生芯吸回到基材内侧。这有效地避免了水分在身体表面积聚，即使穿着者大量出汗，也能保持干爽和舒适的状态。有利地，内侧和外侧表面的润湿性不同，也会在水分从基材蒸发时在基材两侧(即，内侧和外侧)之间产生温差，从而使织物的可湿性表面冷却(即“自冷”效应)。因此，本专利技术中基材的构造可增强此类基材的湿度管理能力、自冷效应和透气性。将本专利技术与其他现有的芯吸织物(例如，芯吸窗口)进行比较，本专利技术中基材的其中一个通道包括连续的疏水表面层，其中基材仍包括多个穿过基材的渗透性非润湿“通道”(即，疏水通道)和可湿性亲水通道。根据本专利技术制成的织物可主动地将汗水/湿气从身体表面转移出去，但由于具有连续的疏水表面层(即，“永不干燥”)而完全消除了润湿和粘着感。不管润湿状态如何，非润湿疏水通道都能确保高透气性和透湿性。新颖的水分输送特性也可使热流从皮肤侧流向表面(即，“自冷”)。该功能可使织物主动地将汗水/湿气从身体表面转移出去，留下理想的干燥微环境。基材具有从基材内侧到外侧的定向水分传输效应。专利技术人已发现，可通过基材一侧上的疏水表面层仅渗入基材该侧表面中很小的深度，增强定向水分输送效应，由此在基材的内侧上形成仅具有很小厚度的层。这导致基材一侧上连续覆盖有疏水特性，优选地，渗入基材厚度不超过150μm，优选地，渗入基材厚度不超过100μm，更优选地，渗入基材厚度不超过70μm。为了使基材在完全润湿状态下的透气性最大化，疏水图案处理剂应在基材厚度上延伸相当大的深度，优选地，超过基材厚度的70％，更优选地，超过基材厚度的90％，甚至更优选地，超过基材厚度的99％，更优选为基材厚度的99.5％。同样，可通过基材一侧上的疏水表面层仅渗入基材该侧表面中很小的深度，增强定向水分传输效应。在实施例中，优选地，疏水表面层的厚度为20至100μm，优选为30至70μm。优选地，疏水通道沿着基材的长度和宽度按图案布置，从而使疏水通道和亲水通道间隔开。可使用任何数量的合适图案。在一些实施例中，根据用途，图案可为不规则。但若图案不规则，则应分布到整个功能性区域。在一些实施例中，图案包括规则重复图案。例如，在一些实施例中，疏水通道在整个基材的长度和宽度上布置成规则阵列的间隔区段。优选地，疏水通道分别布置成由亲水通道间隔开。更优选地，亲水通道包围疏水通道并使其间隔开。在一些实施例中，疏水通道在内侧表面和外侧表面之间形成由亲水通道包围的柱体。在完全润湿的条件下，基材中疏水通道与亲水通道的比例对于确定基材的透气性很重要。在完全润湿的条件下，优选地，基材的透气性高于等效未处理的基材。与亲水通道相比，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有单向水分输送特性的基材，所述基材包括流体渗透性结构，且包括：内侧表面；及吸收容量比内侧表面更高的外侧表面；其中所述内侧表面具有在至少一个区段上连续延伸的疏水表面层，所述疏水表面层具有预定厚度，使用中所述预定厚度可提供接触水分的基本疏水特性，同时允许水分接触基材的内侧表面，进而通过疏水表面层芯吸到基材中；其中所述基材分别包括分别在内侧表面和外侧表面之间延伸的疏水通道和亲水通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.03 AU 20159036091.一种具有单向水分输送特性的基材，所述基材包括流体渗透性结构，且包括：内侧表面；及吸收容量比内侧表面更高的外侧表面；其中所述内侧表面具有在至少一个区段上连续延伸的疏水表面层，所述疏水表面层具有预定厚度，使用中所述预定厚度可提供接触水分的基本疏水特性，同时允许水分接触基材的内侧表面，进而通过疏水表面层芯吸到基材中；其中所述基材分别包括分别在内侧表面和外侧表面之间延伸的疏水通道和亲水通道。2.根据权利要求1所述的基材，其特征在于至少一个疏水通道或疏水表面层包含超疏水通道。3.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于疏水表面层的厚度为20至100μm，优选为30至70μm。4.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于基材内侧的累积单向输送能力指数(R)(通过AATCC测试方法195-2011)至少为200，优选至少为300，更优选至少为400。5.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于疏水通道分别由亲水通道间隔开。6.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于疏水通道沿着基材的长度和宽度按图案布置，优选为规则重复图案。7.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于疏水通道在整个基材的长度和宽度上布置成规则阵列的间隔区段。8.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于疏水通道在内侧表面和外侧表面之间形成由亲水通道包围的柱体。9.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于疏水通道按图案布置，比例占图案侧面总表面积的30-70％，优选为40-60％，更优选为45-55％，甚至更优选约为50％。10.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于疏水通道中的疏水表面层和表面的水分接触角高于150度。11.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于水分从基材蒸发时，完全润湿的基材内侧表面和外侧表面之间的表面温度差为至少2℃，优选为至少3℃。12.根据上述任一权利要求所述的基材，其特征在于基材的整体湿度管理能力(OMMC)值(通过AATCC测试方法195-2011测量)为≥0.4，优选为≥0.5。13.一种可使亲水性基材产生单向水分输送特性的方法，所述基材具有流体渗透性，具有内侧表面和相对的外侧表面，所述方法包括以下步骤：按预定的图案，在至少一部分基材厚度上且穿过所述基材的至少一部分厚度上施加疏水处理剂，所述图案包括分别在内侧表面和外侧表面之间延伸的经处理的疏水通道和未处理的亲水通道；将疏水处理剂涂层施加到基材内侧表面上，施加涂层以产生具有预定厚度的疏水表面层，从而产生接触水分的基本疏水性，同时可使接触内侧表面的芯吸水分通过所述涂层芯吸到所述基材中；由此产生经处理的基材，所述基材可从基材的内侧表面到外侧表面芯吸与基材内侧表面接触的液体。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于可将疏水处理图案施加到整个基材。15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于疏水通道在整个基材的长度和宽度上布置成规则阵列的间隔区段。16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于疏水处理图案可使用电喷涂、喷墨印刷、丝网印刷、印模印刷、块印刷、辊印刷、热转印印刷、照相印刷、放电印刷、双面印刷、转印印刷、等离子体处理或其组合中的至少一种来施加。17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其特征在于将疏水处理剂涂覆到基材的内侧表面可使用电喷涂、喷墨印刷、丝网印刷、印模印刷、块印刷、辊印刷、热转印印刷、照相印刷、放电印刷、双面印刷、转印印刷、等离子体处理或其组合中的至少一种来施加。18.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于可使用电喷涂来实现疏水处理图案和将疏水处理剂涂覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：林同，王宏霞，周华，
申请(专利权)人：迪肯大学，棉花研究开发公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU