多功能织物制造技术

提供一种包括多孔纤维的织物。所述多孔纤维由包含包括基体聚合物的连续相的热塑性组合物形成。微米包含物添加剂和纳米包含物添加剂也可以离散区域形式的分散在所述连续相中，其中，在所述组合物中限定出多孔网络，所述多孔网络包括多个具有约800纳米或更小的平均横截面尺寸的纳米孔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2013年6月12日递交的序列号为61/833,985的美国临时申请和2013年11月22日递交的序列号为61/907,552的美国临时申请的优先权，将其整体引入本文作为参考。
技术介绍
织物常常用于针对极端温度、风、雨、雪和其它环境条件提供防护。不幸地，传统的织物硬且笨重并且也可能会锁住水分。为了避免这些缺陷中的至少一些缺陷，已经开发出允许除去蒸汽的薄的透气织物。不幸地，与大量传统类型的透气织物相关的共有问题之一是它们通常不是多功能的。例如，大部分的透气织物可具有非常有限的防水性或隔热性能。进一步地，这样的织物倾向于是相对非柔性的并且在使用中还会发出噪音。因此，目前存在对包含能够提供多种益处如透气性、防水性、隔热性、柔性等的材料的织物的需求。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方案，公开了一种织物，其包括多个多孔纤维，所述多孔纤维由包括含基体聚合物的连续相的热塑性组合物形成。微米包含物添加剂和纳米包含物添加剂以离散区域的形式分散在连续相中，并且在所述组合物中限定出多孔网络，所述多孔网络包含多个纳米孔，所述纳米孔具有约800纳米或更小的平均横截面尺寸。在一个实施方案中，所述织物可以是包含纱线的织造织物或针织织物，其中，至少一部分所述纱线包含多孔纤维。如果需要，所述织物还可包含纺织纤维(例如普通的非弹性纺织纤维、弹性纺织纤维、或其组合)。例如，复合材料可包含由所述多孔纤维和所述纺织纤维的组合形成的纱线，和/或所述复合材料可以包含由多孔纤维形成的纱线和由纺织纤维形成的纱线。本专利技术的其它特征和方面将在下方更详细地讨论。附图简要说明参照附图，在说明书的剩余部分中更具体地阐述针对本领域普通技术人员而言的本专利技术的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳方式，其中：图1是可以在本专利技术的一个实施方案中用来形成纤维的方法的示意图；图2是可以包含本专利技术的织物的外套的一个实施方案的透视图；图3是可以由本专利技术的织物形成的用于鞋子的衬垫的俯视图；图4是图3的鞋子衬垫的横截面视图；图5是可以由本专利技术的织物形成并靠近外墙壁布置的建筑物隔热材料的一个实施方案的透视图；图6是实施例8(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的纤维在液氮中冷冻断裂后的扫瞄式电子显微镜(SEM)显微照片(1,000X)；图7是实施例8(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的纤维在液氮中冷冻断裂后的SEM显微照片(5,000X)；以及图8是实施例8(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的纤维表面的SEM显微照片(10,000X)。在本说明书和附图中的附图标记的重复使用旨在代表本专利技术的相同或类似的特征或元件。具体实施方式现在将详细参照本专利技术的各种实施方案，其一个或多个实施例在以下阐述。每个实施例以解释本专利技术而不是限制本专利技术的方式提供。事实上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可以在本专利技术中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的部分说明或描述的特征，可以用于另一个实施方案以产生又一个实施方案。因此，本发明打算覆盖落入所附权利要求及其等价方案的范围内的这样的修改和变化。一般而言，本专利技术涉及包括多种纤维的织物。适合的织物可包括例如织造织物、针织织物、非织造织物(例如纺粘纤网、熔喷纤网、粘合梳理纤网、湿法纤网、气流法纤网、共成形纤网、水力缠结纤网等)等等。所述纤维可以是单个短纤维或者纤丝(连续纤维)，以及由这样的纤维形成的纱线。纱线例如可包括绞合在一起的多个短纤维(“纺纱”)、铺设在一起但未绞合的纤丝(无捻纱)、铺设在一起且一定程度绞合的纤丝、绞合或未绞合的单个纤丝(“单丝”)等。纱线可以是经或未经纹理化处理的。不论织物的具体性质如何，其均可提供多种功能。例如，所述纤维是多孔的且限定出多孔网络，所述多孔网络例如可以占每立方厘米纤维的约15％至约80％，在一些实施方案中占约20％至约70％，和在一些实施方案中占约30％至约60％。这样的高孔体积的存在能够允许所产生的织物通常是水蒸气可渗透的，从而允许这样的蒸汽在使用过程中从身体逸出。织物的水蒸气渗透性可以其相对高的水蒸气透过率(“WVTR”)表征，该水蒸气透过率是如以克/平方米/24小时(g/m2/24hr)为单位测量的水蒸气透过材料的速率。例如，所述织物可呈现出约300g/m2-24小时或更高，在一些实施方案中约500g/m2-24小时或更高，在一些实施方案中约1,000g/m2-24小时或更高，和在一些实施方案中约3,000至约15,000g/m2-24小时的WVTR，如根据ASTME96/96M-12，程序B或INDA测试程序IST-70.4(01)所确定的。除了允许蒸汽通过以外，纤维的相对高的孔体积还能够显著降低纤维的密度，这能够允许使用仍实现良好性能的更轻的、柔性更好的材料。例如，所述组合物可具有相对低的密度，如约1.2克/立方厘米(“g/cm3”)或更低，在一些实施方案中约1.0g/cm3或更低，在一些实施方案中约0.2g/cm3至约0.8g/cm3，和在一些实施方案中约0.1g/cm3至约0.5g/cm3。尽管是高度多孔且通常水蒸气可渗透的，但本专利技术人已经发现，多孔网络可被认为是“闭孔”网络，使得大部分的孔之间并未限定出弯曲的通道。这样的结构可以帮助限制经过织物的流体的流动，以使得其通常可以是流体(例如液态水)不可渗透的。在这方面，织物可具有如根据ATTCC127-2008确定的、约50厘米(“cm”)或更高，在一些实施方案中约100cm或更高，在一些实施方案中约150cm或更高，以及在一些实施方案中约200cm至约1000cm的相对高的静水压值。纤维中的大部分孔也可以具有“纳米级”尺寸(“纳米孔”)，如具有约800纳米或更小，在一些实施方案中约1至约500纳米，在一些实施方案中约5至约450纳米，在一些实施方案中约5至约400纳米，以及在一些实施方案中约10至约100纳米的平均横截面尺寸的那些。术语“横截面尺寸”通常是指孔的特征尺寸(例如宽度或直径)，所述特征尺寸与孔的主轴线(例如长度)基本正交，并且通常还与拉伸过程中所施加的应力的方向基本正交。这样的纳米孔例如可以占纤维中总孔体积的约15vol.％或更多，在一些实施方案中约20vol.％或更多，在一些实施方案中约30vol.％至约100vol.％，以及在一些实施方案中约40vol.％至约90vol.％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种织物，其包括多个多孔纤维，其中，所述纤维由包含包括基体聚合物的连续相的热塑性组合物形成，并且进一步地，其中微米包含物添加剂和纳米包含物添加剂以离散区域的形式分散在所述连续相内，其中，在所述组合物中限定出多孔网络，所述多孔网络包括多个具有约800纳米或更小的平均横截面尺寸的纳米孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.12 US 61/833985;2013.11.22 US 61/9075521.一种织物，其包括多个多孔纤维，其中，所述纤维由包含包括基体
聚合物的连续相的热塑性组合物形成，并且进一步地，其中微米包含物添
加剂和纳米包含物添加剂以离散区域的形式分散在所述连续相内，其中，
在所述组合物中限定出多孔网络，所述多孔网络包括多个具有约800纳米
或更小的平均横截面尺寸的纳米孔。
2.根据权利要求1的织物，其中，所述织物呈现出约300g/m2-24小
时或更大的水蒸气透过率，约0.02至约0.10瓦特/米-开尔文的热导率，和/
或约50厘米或更大的静水压值。
3.根据权利要求1或2所述的织物，其中，所述微米包含物添加剂是聚
合的。
4.根据权利要求3所述的织物，其中，所述微米包含物添加剂包括聚烯
烃。
5.根据权利要求4所述的织物，其中，所述聚烯烃是丙烯均聚物、丙烯
/α-烯烃共聚物、乙烯/α-烯烃共聚物或其组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，所述基体聚合物的
溶解度参数与所述微米包含物添加剂的溶解度参数之比为约0.5至约1.5，
所述基体聚合物的熔体流动速率与所述微米包含物添加剂的熔体流动速率
之比为约0.2至约8，和/或所述基体聚合物的杨氏弹性模量与所述微米包
含物添加剂的杨氏弹性模量之比为约1至约250。
7.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，所述纳米包含物添
加剂是聚合的。
8.根据权利要求7所述的织物，其中，所述纳米包含物添加剂是官能化
的聚烯烃。
9.根据权利要求7或8所述的织物，其中，所述纳米包含物添加剂是反
应性的。
10.根据权利要求9所述的织物，其中，所述纳米包含物添加剂是聚环
氧化物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，所述微米包含物添
加剂基于连续相的重量占组合物的约1wt.％至约30wt.％。
12.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，所述纳米包含物添
加剂基于连续相的重量占组合物的约0.05wt.％至约20wt.％。
13.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，所述热塑性组合物
还包含界面改性剂。
14.根据权利要求13所述的织物，其中，所述界面改性剂具有在40℃
的温度下测定的约0.7至约200厘沲的运动粘度。
15.根据权利要求13或14所述的织物，其中，所述界面改性剂是疏水
的。
16.根据权利要求13、14或15中任一项所述的织物，其中，所述界面
改性剂是硅氧烷、硅氧烷-聚醚共聚物、脂肪族聚酯、芳香族聚酯、亚烷基
二醇、链烷二醇、氧化胺、脂肪酸酯或其组合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·A·托波尔卡雷夫，R·J·麦克尼尼，N·T·肖勒，M·M·姆莱茨瓦，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US