CN105729918A

CN105729918A - 一种可呼吸式单向导湿防护材料及在制备纺织用品中的应用

Info

Publication number: CN105729918A
Application number: CN201410765740.4A
Authority: CN
Inventors: 刘艳新; 宋学礼
Original assignee: Zhejiang Weixing Industrial Development Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Weixing Industrial Development Co Ltd; Weixing Co Ltd
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2034-12-12
Also published as: CN105729918B

Abstract

本发明提供了一种可呼吸式单向导湿防护材料，包括拒水面料层；设置在所述拒水面料层上的热熔粘合网，所述热熔粘合网的熔点至少低于所述拒水面料层熔点或分解温度15℃；设置在所述热熔粘合网上的静电纺纳米纤维层，所述热熔粘合网的熔点至少低于所述静电纺纳米纤维层熔点或分解温度15℃，所述静电纺纳米纤维层中至少包括两种聚合物，且至少有一种为热塑性聚合物，所述静电纺纳米纤维层中的聚合物中至少两种聚合物的熔点至少相差15℃。在本发明中，热熔粘合网使得防护材料具有较高的耐静水压-反渗水性能和透汽透湿性能；静电纺纳米纤维层极高的孔隙率进一步提高透湿透汽性能。因此，本发明提供的防护材料的透汽透湿性能具有较好的持久性。

Description

一种可呼吸式单向导湿防护材料及在制备纺织用品中的应用

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种可呼吸式单向导湿防护材料及其在制备纺织用品中的应用。

背景技术

可呼吸式单向导湿防护材料(Breathable&moistureunidirectionallypermeableprotectivematerials)，是指一定压力的外界雨水不能渗透、而人体散发的汗汽却能通过材料扩散或传递到外界的一种特殊材料，可防止汗汽/水蒸汽在人体表面和织物之间积聚、冷凝，使人体没有潮湿闷热的不适感觉，仍然保持干爽、温暖。这种织物不仅能满足严寒、雨雪、大风等恶劣环境中人体活动需要，也适用于人们日常生活需求，具有广阔的发展前景。随着人们生活水平的提高、户外活动的普及和运动服、消防服、特种工作服及军用服装对舒适性、功能性服装需要的增长，全球对可呼吸式单向导湿防护材料的需求逐年增加，市场需求巨大。

商用可呼吸式单向导湿防护材料有三种类型：(1)拒水性高密织物；(2)涂层整理织物；(3)微孔薄膜层压复合织物。拒水性高密织物(纯棉、涤纶/棉混纺、纯涤纶或涤纶/锦纶双组分劈裂)是最早的可呼吸式单向导湿防护材料，1940年英国Shirley研究所发明的Ventile织物是这类防水透湿织物的典型代表。由于拒水性高密织物密度大，织物的撕裂性能差，纺纱必须经特殊处理，生产成本高，加工困难，透湿效果虽佳，但是耐静水压、防水效果较差。涂层整理织物是在材料表面形成一层厚度为70μm～100μm的聚氨酯(PU/TPU)薄膜，使织物的表面孔隙被涂层剂封闭或减小到一定程度，从而赋予织物一定的防水透湿性能。但这类织物耐水压、透湿性、防风性和保暖性都较差，且对涂层剂和设备等有一定特殊要求。微孔薄膜层压复合织物是根据水滴与水蒸气分子大小相差悬殊，设计织物微孔膜上的微孔直径小于水滴而大于水蒸气分子，织物外侧的水滴不会穿过织物渗透到织物内侧，而人体本身散发的汗汽则能够通过微孔扩散到外部，从而使织物具备单向导湿的功能。微孔技术法的典型代表织物是1976年美国戈尔(Gore)公司发明的Gore-Tex织物，其Gore-Tex薄膜是由拒水性膨体聚四氟乙烯(ePTFE)双向拉伸微孔薄膜构成，虽然其防水透湿性能测试数据显示高达10000g/cm²·24h的透湿量，但那是在实验室条件下存在极大的湿度差情况下才得出的数据，真正穿着过程中，无孔亲水PU膜的分子内导湿速度很慢，远不如汗液通过微孔通道直接蒸法速度快，因此服用舒适性并不理想。

现有技术中还公开了采用PU通过湿法或干法技术首先制成微孔膜，再通过层压复合技术与织物的面料和里料复合在一起，制成单向导湿防护材料的方法。但是，微孔膜层压技术需要采用热熔胶粘合技术实现单向导湿膜和织物的面料和里料的层压复合，工艺较复杂，容易导致微孔堵塞，降低材料的透湿透汽性能、服用舒适性会降低。

目前，最新出现了静电纺纳米纤维微孔膜替代ePTFE双向拉伸膜、PU薄膜或PU涂层的新型单向导湿防护材料。和市场上现有的ePTFE双向拉伸膜和PU膜复合层压技术一样，这种经典纺纳米纤维微孔膜都是采用热熔胶(点胶涂层)工艺，将单向导湿膜材与织物的面料和里料结合在一起的。额外的热熔胶涂层工艺增加了成本和工艺复杂性，也容易导致复合材料的微孔堵塞，导致复合层压织物的透湿透汽、舒适性能下降。

综上所述，现有技术公开的单向导湿防护材料均采用微孔膜(ePTFE双向拉伸膜)或PU膜(微孔膜/无孔膜)通过点状分布热熔胶与拒水性织物面料或里料复合在一起，洗涤后容易堵塞微孔，降低该防护材料的透汽透湿性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单向导湿防护材料及其在制备纺织用品中的应用，本发明提供的单向导湿防护材料具有较长期的透气透湿性能。

本发明提供了一种可呼吸式单向导湿防护材料，包括拒水面料层；

设置在所述拒水面料层上的热熔粘合网，所述热熔粘合网的熔点至少低于所述拒水面料层熔点或分解温度15℃；

设置在所述热熔粘合网上的静电纺纳米纤维层，所述热熔粘合网的熔点至少低于所述静电纺纳米纤维层熔点或分解温度15℃，所述静电纺纳米纤维层中包括至少两种聚合物，且至少一种聚合物为热塑性聚合物，所述静电纺纳米纤维层中的聚合物中至少两种聚合物的熔点至少相差15℃。

优选的，还包括设置在所述静电纺纳米纤维层上的次热熔粘合网，所述次热熔粘合网的熔点至少低于所述静电纺纳米纤维层熔点或分解温度15℃；

设置在所述次热熔粘合网上的里料，所述次热熔粘合网的熔点至少低于所述里料熔点或分解温度15℃。

优选的，所述热熔粘合网的纤维细度为10nm～2000nm；

所述次热熔粘合网的纤维细度为10nm～2000nm。

优选的，所述热熔粘合网的孔眼最长长度小于热熔粘合网中纤维的长度；

所述次热熔粘合网的孔眼尺寸小于次热熔粘合网中纤维的长度。

优选的，所述热熔粘合网和次热熔粘合网的材质独立地选自聚丙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚偏氟乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、CoPET和共聚酰胺中的一种或几种。

优选的，所述热熔粘合网的孔眼最长长度为0.1mm～10mm；

所述热熔粘合网的孔眼分布密度为100孔/cm²～10000孔/cm²；

所述次热熔粘合网的孔眼最长长度为0.1mm～10mm；

所述次热熔粘合网的孔眼分布密度为100孔/cm²～10000孔/cm²。

优选的，所述静电纺纳米纤维层中的热塑性聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、热塑性聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚苯硫醚、聚烯烃、聚氯乙烯、聚醚酮、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯并咪唑、聚碳酸酯、聚甲醛、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少两种。

优选的，所述拒水面料层的厚度为0.01mm～0.5mm；

所述热熔粘合网的厚度为0.01mm～0.1mm；

所述静电纺纳米纤维层的厚度为20μm～70μm；

所述次热熔粘合网的厚度为0.01mm～0.1mm；

所述里料的厚度为0.01mm～0.5mm。

优选的，所述静电纺纳米纤维层中的纳米纤维直径为80nm～800nm；

所述静电纺纳米纤维层的克重为1g/m²～10g/m²；

所述静电纺纳米纤维层的孔隙率为80％～94％。

本发明提供了上述技术方案所述的可呼吸式单向导湿防护材料在制备纺制用品中的应用。

本发明提供了一种可呼吸式单向导湿防护材料，包括拒水面料层；设置在所述拒水面料层上的热熔粘合网，所述热熔粘合网的熔点至少低于所述拒水面料层熔点或分解温度15℃；设置在所述热熔粘合网上的静电纺纳米纤维层，所述热熔粘合网的熔点至少低于所述静电纺纳米纤维层熔点或分解温度15℃，所述静电纺纳米纤维层中至少包括两种聚合物，且至少有一种为热塑性聚合物，所述静电纺纳米纤维层中的聚合物中至少两种聚合物的熔点至少相差15℃。本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料中包括热熔粘合网，与现有技术相比，所述热熔粘合网不会像热熔胶那样完全融化，粘合后热熔粘合网的骨架依然存在，不会堵塞微孔，使得到的防护材料具有较高的耐静水压-反渗水性能和防风保暖性能，并且不显著降低电纺膜固有的高透汽透湿性能；即使在微孔有一定程度的堵塞的情况下，由于本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料中还包括静电纺纳米纤维层，其具有极高的孔隙率，也不会对透湿透汽性能产生显著的负面影响。因此，本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料的透汽透湿性能具有较好的持久性。

另外，由于热熔粘合网骨架的存在，是得到的防护材料具有较强的机械强度，且耐水洗次数较多。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可呼吸式单向导湿防护材料的结构示意图。

具体实施方式

设置在所述热熔粘合网上的静电纺纳米纤维层，所述热熔粘合网的熔点至少低于所述静电纺纳米纤维层熔点或分解温度15℃，所述静电纺纳米纤维层中至少包括两种聚合物，且至少有一种为热塑性聚合物，所述静电纺纳米纤维层中的聚合物中至少两种聚合物的熔点至少相差15℃。

本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料中包括热熔粘合网，与现有技术相比，所述热熔粘合网不会像热熔胶那样完全融化，粘合后热熔粘合网的骨架依然存在，不会堵塞微孔，使得到的防护材料具有较高的耐静水压-反渗水性能和防风保暖性能，并且不显著降低电纺膜固有的高透汽透湿性能；即使在微孔有一定程度的堵塞的情况下，由于本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料中还包括静电纺纳米纤维层，其具有极高的孔隙率，也不会对透湿透汽性能产生显著的负面影响。因此，本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料的透汽透湿性能具有较好的持久性。另外，由于热熔粘合网骨架的存在，是得到的防护材料具有较强的机械强度，且耐水洗次数较多。

参见图1，图1为本发明实施例提供的可呼吸式单向导湿防护材料的离体结构示意图，其中10为拒水面料层，20为热熔粘合网，30为静电纺纳米纤维层，40为次热熔粘合网，50为里料，60为水分子，具体的可以是水汽和/或汗气，70为水分子从里层向外层排出的通道方向，80为液珠，具体的可以是雨滴和/或水滴，90表示液珠冲向可呼吸式单向导湿防护材料的拒水面料层后、不能渗透到材料内部、转而沿箭头方向回弹，100表示风冲向可呼吸式单向导湿防护材料的拒水面料后、不能渗透到材料内部、转而沿箭头方向反弹。

本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料包括拒水面料层，本发明对所述拒水面料层的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的拒水性织物面料即可。在本发明中，所述拒水面料层优选为纯棉细支纱高密织物、化纤超细纤维的细支高密织物和棉纱与化纤的混纺细支高密织物中的一种或几种；在本发明中，所述化纤超细纤维优选包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚丙烯腈(PAN)、醋酸纤维素、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一种或几种。在本发明的实施例中，所述拒水面料层可具体为高弹斜纹-春亚纺，也可以为珠地网眼布-唐盛。

在本发明中，所述拒水面料层的厚度优选为0.01mm～0.5mm，更优选为0.05mm～0.4mm，最优选为0.1mm～0.3mm。

在本发明中，所述拒水面料层优选经过等离子体处理或磨毛处理。本发明对所述等离子体处理或磨毛处理的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的等离子体处理或磨毛处理的技术方案即可。在本发明中，所述等离子体处理的电压优选为50kV～220kV，更优选为60kV～210kV，最优选为70kV～200kV；所述等离子体处理的功率优选为0.1kW～2kW，更优选为0.5kW～1.5kW；所述等离子体处理的射频优选为0.1MHz～4MHz，更优选为0.5MHz～3MHz，最优选为1MHz～2MHz；所述等离子体处理的时间优选为1min～10min。

本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料包括设置在所述拒水面料层上的热熔粘合网，所述热熔粘合网的熔点至少低于上述技术方案所述拒水面料层熔点或分解温度15℃。在本发明中，所述热熔胶粘合网的熔点优选低于所述拒水面料层熔点或分解温度15℃～50℃，更优选为20℃～40℃，最优选为25℃～30℃。本发明采用热熔粘合网作为粘合剂，热压后，所述热熔粘合网将相邻的两层牢固的粘合在一起，同时网络骨架并不会被破坏，因此不会堵塞微孔。

在本发明中，所述热熔粘合网的材质优选包括热塑性聚合物中的一种或几种，更优选包括但不限于聚丙烯(PP)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚酰胺(PA)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乳酸(PLA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、科佩特聚酰胺纤维(CoPET)和共聚酰胺(CoPA)中的一种或几种。

在本发明中，所述热熔粘合网优选由热塑性聚合物长丝或短纱经编针织制得；本发明对所述经编针织的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的经编针织的技术方案即可，在本发明的实施例中，所述经编针织组织结构可采用变化经平、变化经缎和变化经斜组织织制。在本发明中，所述热熔粘合网的表面上有孔眼，本发明对所述热熔粘合网上的孔眼形状没有特殊的限制，本领域技术人员可根据需要经编针织任何形状的孔眼；在本发明的实施例中，所述孔眼可为方形、圆形、菱形、六角形、柱条形或波纹形。

在本发明中，所述热熔粘合网中的纤维细度优选为微米级或纳米级，具体的，所述热熔粘合网的纤维细度优选为10nm～2000nm，更优选为50nm～1900nm，最优选为100nm～1500nm。在本发明中，所述热熔粘合网的孔眼最长长度优选小于热熔粘合网中纤维的长度；具体的，所述热熔粘合网的孔眼最长长度优选为0.1mm～10mm，更优选为1mm～8mm，最优选为3mm～5mm。在本发明中，所述热熔粘合网的孔眼分布密度优选为100孔/cm²～10000孔/cm²，更优选为200孔/cm²～9000孔/cm²，最优选为500孔/cm²～8000孔/cm²。在本发明中，所述孔眼在热熔粘合网表面均匀分布。在本发明中，所述热熔粘合网的厚度优选为0.01mm～0.1mm，更优选为0.05mm～0.08mm。

在本发明的实施例中，所述热熔粘合网的材质可为CoPA或EVA，所述CoPA热熔粘合网的熔融温度范围为115℃～130℃，所述CoPA热熔粘合网的克重为24g/m²；所述EVA热熔粘合网的熔融温度范围为65℃～85℃，所述EVA热熔粘合网的克重为24g/m²。本发明对所述热熔粘合网的来源没有特殊的限制，采用上述技术方案所述热熔粘合网的市售商品金科，如可以采用上海天洋热熔胶有限公司生产的型号为W106W80的热熔粘合网。

在本发明中，所述热熔粘合网结构轻薄，且具有致密的孔眼结构，在压烫过程中，升温软化处于半熔融状态时，在压力的作用下将与其相邻的两层紧密地固结在一起，在纤维交叉点处得到点粘合结构，与现有技术采用的热熔胶粘合剂相比，不会发生团块状分布，从而不易堵塞微孔，在增强机械性能的同事不显著降低透湿透汽性能。在本发明中，所述热熔粘合网的使用使得到的可呼吸式单向导湿防护材料具有更高的剥离强度，更好的透湿透汽性能和保暖性能。

本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料包括设置在所述热熔粘合网上的静电纺纳米纤维层，所述热熔粘合网的熔点至少低于所述静电纺纳米纤维层熔点或分解温度15℃，所述静电纺纳米纤维层中至少包括两种聚合物，所述两种聚合物中至少有一种为热塑性聚合物，两种聚合物的熔点至少相差15℃。在本发明中，所述静电纺纳米纤维层经热熔粘合网粘合后，具有了极高的耐静水压性能和反渗水能力，不会堵塞纳米纤维层材料的微孔，不影响其固有的高透气透湿舒适性，且耐多次水洗。而且，在本发明中，组成所述静电纺纳米纤维层的热塑性聚合物具有良好的化学稳定性和热稳定性，在熔融前不会发生热裂解、氧化或降解。

在本发明中，所述静电纺纳米纤维层的材质中的非热塑性聚合物优选包括但不限于再生纤维素、再生蛋白质和壳聚糖中的一种或几种；所述静电纺纳米纤维层的材质中的热塑性聚合物优选包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚酯、聚酰胺(PA)、聚丙烯腈(PAN)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)、聚醚酮(PEK)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯并咪唑(PBI)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(SAN)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的一种或几种；在本发明中，所述聚酯优选包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)；在本发明中，所述聚烯烃优选包括但不限于聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)。在本发明的实施例中，当所述热塑性聚合物包括PVDF时，可具体包括PVDF①和/或PVDF②。

在本发明中，所述静电纺纳米纤维层的材质优选包括双组份聚合物，所述双组份聚合物中至少包括一种热塑性聚合物，双组份聚合物的熔点至少相差15℃。在本发明的实施例中，所述静电纺纳米纤维层中的聚合物可以是不同种类聚合物，也可以为不同分子量、取向度或结晶度的同种聚合物，只要两种聚合物的熔点至少相差15℃即可。在本发明中，所述静电纺纳米纤维层中的聚合物中至少两种聚合物的熔点优选相差15℃～50℃，更优选为20℃～40℃，最优选为25℃～35℃；优选的，在本发明中，所述静电纺纳米纤维层包括两种聚合物，所述两种聚合物的熔点优选相差15℃～50℃，更优选为20℃～40℃，最优选为25℃～35℃。

在本发明中，为了获得更好的单向导湿性能，所述静电纺纳米纤维层中的双组份聚合物优选至少包括一种拒水性聚合物；具体的，在本发明的实施例中，所述静电纺纳米纤维层中的双组份聚合物一份为亲水性聚合物，另一份为拒水性聚合物；在本发明另外的实施例中，所述静电纺纳米纤维层中的双组份聚合物均为拒水性聚合物。

在本发明中，所述静电纺纳米纤维层由聚合物纺丝溶液经静电纺制成，本发明对所述静电纺的方法和使用的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的静电纺的技术方案即可。在本发明的实施例中，可采用多针头(喷嘴)式静电纺、气泡(泡沫式)静电纺、转辊式静电纺、金属线(丝)静电纺、螺旋线(弹簧)式静电纺、螺旋叶片式静电纺、锯齿式静电纺、圆盘式静电纺、离心式静电纺、电磁场辅助式、(热)气流辅助式静电纺或超声波震荡式静电纺进行静电纺纳米纤维层的纺制。在本发明的实施例中，优选采用多针头式静电纺的技术方案进行静电纺纳米纤维层的纺制；所述多针头式静电纺优选采用卧式双排8针头静电纺丝装置，有效工作宽度优选为30cm；所述多针头式静电纺采用的设备优选包括高压电源、微量注射泵、横动装置、喷丝装置、旋转接收滚筒、电机及驱动器和金卤灯；所述横动装置的横动东城优选为30cm，所述喷丝装置上均匀设置有多排针孔，所述旋转接收滚筒的有效长度优选为30cm，所述旋转接收滚筒的周长优选为50cm，所述全卤灯用作照明用；在本发明中，所述静电纺的针头型号优选为20号。在本发明的实施例中，所述双排针头中每排优选为4个，双排针头分别设置在两个纺丝板上，两个纺丝板之间的水平距离优选为3cm～10cm，更优选为5cm～8cm；所述两个纺丝板之间的垂直距离优选为10cm～15cm，更优选为12cm。

在本发明中，所述聚合物纺丝溶液优选包括聚合物和溶剂，本领域技术人员可根据需要选择合适的聚合物种类和对应的溶解聚合物的溶剂体系。在本发明中，所述聚合物纺丝溶液中的溶剂优选包括DMF、丙酮、TFA和DCM中的两种以上，更优选为DMF和丙酮、TFA和DCM。在本发明中，所述聚合物纺丝溶液的质量浓度优选为5wt％～20wt％，更优选为8wt％～15wt％。

在本发明的实施例中，当所述聚合物为PVDF时，所述溶剂优选为DMF和丙酮的混合溶剂，所述DMF和丙酮的体积比优选为(5～8):(2～5)，最优选为7:3；当所述聚合物为PET时，所述溶剂优选为TFA和DCM的混合溶剂，所述TFA和DCM的体积比优选为(4～8):(2～6)，更优选为6:4；当所述聚合物为TPU时，所述溶剂优选为DMF和丙酮的混合溶剂，所述DMF和丙酮的体积比优选为(5～8):(2～5)，最优选为7:3。在本发明的实施例中，当所述聚合物为PVDF①时，所述聚合物纺丝溶液的质量浓度优选为5wt％～15wt％，更优选为8wt％～10wt％；当所述聚合物为PVDF②时，所述聚合物纺丝溶液的质量浓度优选为8wt％～15wt％，更优选为10wt％～12wt％；当所述聚合物为PET时，所述聚合物纺丝溶液的质量浓度优选为10wt％～20wt％，更优选为15wt％～18wt％；当所述聚合物为TPU时，所述聚合物纺丝溶液的质量浓度优选为10wt％～15wt％，更优选为12wt％～13wt％。

在本发明中，所述静电纺的喂液流速优选为1.0mL/h～3.0mL/h，更优选为1.5mL/h～2.0mL/h；所述静电纺的纺丝电压优选为20kV～40kV，更优选为25kV～35kV；所述静电纺的接收距离优选为10cm～30cm，更优选为13cm～25cm；所述静电纺的纺丝时间优选为2h～5h，更优选为3h～4h。在本发明的实施例中，本领域技术人员可根据聚合物种类的不同，选择合适的静电纺参数，如当所述聚合物包括PVDF①和PVDF②时，所述PVDF①静电纺的流速为1.5mL/h，所述PVDF①静电纺的纺丝电压为35kV，所述PVDF①静电纺的接收距离为25m，所述PVDF①静电纺的时间为3h，所述PVDF②静电纺的流速为1.5mL/h，所述PVDF②静电纺的纺丝电压为30kV，所述PVDF②静电纺的接收距离为25cm，所述PVDF②静电纺的时间为3h。在本发明另外的实施例中，当所述聚合物包括PVDF②和PET时，所述PVDF②静电纺的流速为1.5mL/h，所述PVDF②静电纺的纺丝电压为30kV，所述PVDF②静电纺的接收距离为25cm，所述PVDF②静电纺的时间为3h，所述PET静电纺的流速为1.5mL/h，所述PET静电纺的纺丝电压为25kV，所述PET静电纺的接收距离为13cm，所述PET静电纺的时间为3h。在本发明其他的实施例中，当所述聚合物包括PVDF②和TPU时，所述PVDF②静电纺的流速为1.5mL/h，所述PVDF②静电纺的纺丝电压为30kV，所述PVDF②静电纺的接收距离为25cm，所述PVDF②静电纺的时间为3h，所述TPU静电纺的流速为1.5mL/h，所述TPU静电纺的纺丝电压为25kV，所述TPU静电纺的接收距离为13cm，所述TPU静电纺的时间为3h。

在完成所述静电纺后，本发明优选将得到的电纺膜进行热轧，得到静电纺纳米纤维层。在本发明中，所述热轧的压力优选为0.1kPa～0.5kPa，更优选为0.3kPa～0.4kPa；所述热轧的温度优选为120℃～150℃，更优选为130℃～140℃，最优选为135℃；所述热轧的时间优选为5s～15s，更优选为8s～12s，最优选为10s。

在本发明中，所述静电纺纳米纤维层的厚度优选为20μm～70μm，更优选为30μm～60μm，最优选为40μm～50μm；所述静电纺纳米纤维层中的纳米纤维直径优选为80nm～800nm，更优选为100nm～700nm，最优选为150nm～600nm；所述静电纺纳米纤维层的克重优选为1g/m²～10g/m²，更优选为3g/m²～8g/m²，最优选为5g/m²～6g/m²；所述静电纺纳米纤维层的孔隙率优选为80％～94％，更优选为85％～90％。

在本发明中，所述静电纺纳米纤维层中的孔道为弯曲孔道，与现有技术中公开的商用PETT双拉膜和PU涂层形成的直通孔相比，本发明中的静电纺纳米纤维层更利于防水防风，但不阻碍透汽透湿性能。而且，在本发明中，所述静电纺纳米纤维层中的低熔点聚合物组分可以在粘合的过程中充当热轧粘合剂的作用，能够增加得到的可呼吸式单向导湿防护材料的耐静水压，提高了可呼吸式单向导湿防护材料的防水防风性能。

本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料优选还包括设置在所述静电纺纳米纤维层上的次热熔粘合网，所述次热熔粘合网的熔点至少低于所述静电纺纳米纤维层熔点或分解温度15℃。在本发明中，所述次热熔粘合网的来源、材质、物性参数与上述技术方案所述热熔粘合网的来源、材质和物性参数一致，在此不再赘述。

本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料优选还包括设置在所述次热熔粘合网上的里料，所述次热熔粘合网的熔点至少低于所述里料熔点或分解温度15℃。本发明对所述里料的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的里料即可。在本发明中，所述次热熔粘合网的熔点优选低于所述里料熔点或分解温度15℃～50℃，更优选为20℃～40℃，最优选为25℃～35℃。在本发明中，所述里料的厚度优选为0.01mm～0.5mm，更优选为0.05mm～0.4mm，最优选为0.1mm～0.3mm。

在本发明中，所述里料的材质优选为聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或几种。本发明对所述里料的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的里料的经编或纬编针织技术方案即可。在本发明的实施例中，所述里料的组织结构可采用基本的经平、经绒、经缎或经斜；也可以采用变化经平、变化经缎、变化经斜、双经平、双经绒、双经缎或经平绒。

在本发明中，所述里料优选经过等离子体处理或磨毛处理。本发明对所述等离子体处理或磨毛处理的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的等离子体处理或磨毛处理的技术方案即可。在本发明中，所述等离子体处理的电压优选为50kV～220kV，更优选为60kV～210kV，最优选为70kV～200kV；所述等离子体处理的功率优选为0.1kW～2kW，更优选为0.5kW～1.5kW；所述等离子体处理的射频优选为0.1MHz～4MHz，更优选为0.5MHz～3MHz，最优选为1MHz～2MHz；所述等离子体处理的时间优选为1min～10min。

本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料的制备方法优选包括以下步骤：

将熔点至少相差15℃的两种或两种以上聚合物进行静电纺，得到静电纺纳米纤维层，所述聚合物中至少一种聚合物为热塑性聚合物；

将拒水面料层、热熔粘合网和静电纺纳米纤维层依次叠加，压烫得到可呼吸式单向导湿防护材料。

本发明采用上述技术方案所述的静电纺制备静电纺纳米纤维层的方法，制备得到静电纺纳米纤维层，在此不再赘述。

得到静电纺纳米纤维层以后，本发明将上述技术方案所述拒水面料层、热熔粘合网和静电纺纳米纤维层依次叠加，压烫得到可呼吸式单向导湿防护材料。在本发明中，所述拒水面料层的表层向外设置。本发明根据热熔粘合网的种类，选择合适的压烫温度、压强和时间；在本发明的实施例中，当所述热熔粘合网的材质为Co-PA时，所述压烫的温度优选为120℃～140℃，更优选为125℃～135℃，最优选为130℃；所述压烫的压强优选为0.5kPa～0.8kPa，更优选为0.6kPa～0.7kPa；所述压烫的时间优选为10s～20s，最优选为12s～18s，最优选为15s。在本发明其他的实施例中，当所述热熔粘合网的材质为EVA时，所述压烫的温度优选为100℃～120℃，更优选为105℃～115℃，最优选为120℃；所述压烫的压强优选为0.5kPa～0.8kPa，更优选为0.6kPa～0.7kPa；所述压烫的时间优选为10s～20s，最优选为12s～18s，最优选为15s。

优选的，本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料还包括次热熔粘合网和里料时，本发明将拒水面料层、热熔粘合网、静电纺纳米纤维层、次热熔粘合网和里料依次叠加。在本发明中，所述拒水面料层的表层向外设置，所述里料的外层向内设置。本发明的实施例中，根据热熔粘合网和次热熔粘合网的材质，选择合适的压烫温度、压强和时间，在此不再赘述。

本发明还提供了上述技术方案所述可呼吸式单向导湿防护材料或上述技术方案所述的可呼吸式单向导湿防护材料在制备纺织用品中的应用。本发明对所述纺织用品的种类没有特殊的限制，具体的可以为登山服、冲锋衣、风雨衣、宇航服、生化防护服、滑雪服、自行车服、摩托车服、冲浪服、鞋帽手套、护腰、护腕或护膝，还可以为户外帐篷、汽车蓬盖、野营帐篷、睡袋、建筑膜材、广告灯箱、室内壁纸、沙发布、床单被罩、枕头、窗帘、手术服、特种劳动服、特警服、野战军装、消防服或手术服。

本发明检测得到的可呼吸式单向导湿防护材料的性能，具体为：

采用万能强力机对本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料的剥离强度进行测试，具体测试方法为：将实验样品剪取5个长×宽为25mm×200mm的长方形试样，试样两端用气动夹头夹好，预加张力0.2cN，有效剥离长度为100mm，剥离速率为100mm/min，每组试样测试5次，计算其算术平均值，得到待测试样的剥离强度；

根据标准号为GB/T4744-1997《纺织品织物抗渗水性测定静水压试验》，测试得到的可呼吸式单向导湿防护材料的耐静水压值，测试面积为100cm²，升压速率为600mmH₂O/min；

采用INSTRON型万能强力测试仪检测得到的可呼吸式单向导湿防护材料的拉伸性能，测试样品尺寸为10mm×150mm，将测试样品在温度为18℃、相对湿度为50％的大气条件下平衡24h，测试样品夹持长度为50mm，拉伸速度为40mm/min，每一待测试样测试5组，计算其算术平均值，得到待测试样的拉伸性能；

采用美国标准ASTME96方法(BW)测试本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料的透湿性能：将待测试样按透湿杯直径剪取5个圆形试样，在本发明的实施例中，所述透湿杯的直径可具体为7.4cm，调湿和测试条件为：温度23℃±2℃、相对湿度50％±2％和风速2.8m/s；将剪取的5个圆形试样预调湿24h，将调湿后的试样与装有一定量蒸馏水的透湿杯组装好，迅速称量组装好的透湿杯的质量，记为M0(g)；然后将称量好的透湿杯再次倒置放入测试箱中；经过1h后，再次对透湿杯进行称量，记为M1(g)，根据公式(I)计算得到待测试样的透湿量：

WVT＝24(M0-M1)/ST(I)

式(I)中，WVT为透湿量，单位为g/m²·24h；

S为测试面积，单位为m²；

T为测试时间，单位为h。

采用多平板式织物保暖测试仪检测得到可呼吸式单向导湿防护材料进行保暖性能评价，测试面积为300mm×300mm，实验前预调湿24h，测试与调湿条件为温度20℃±2℃、相对湿度65％±2％，每组试样测试3次，计算3次测试的算术平均值，得到可呼吸式单向导湿防护材料的保暖性能测试结果。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

下述实施例中用到的原料、试剂、设备与仪器信息如表1和表2所示，表1为本发明实施例中用到的实验药品明细，表2为本发明实施例中用到的仪器设备明细。

表1本发明实施例中用到的实验药品明细

名称	规格	厂家
			PVDF①	工业级	美国苏威
PVDF②	工业级	美国杜邦
			PET	工业级	美国杜邦
N，N-二甲基甲酰胺	分析纯	天津光复科技发展有限公司
			三氟乙酸	分析纯	天津光复科技发展有限公司
二氯甲烷	分析纯	天津市福晨化学试剂厂
			丙酮	分析纯	天津市福晨化学试剂厂

表2本发明实施例中用到的仪器设备明细。

在下述实施例中，按照表3～表6中所示的原料和工艺参数进行可呼吸式单向导湿防护材料的制备，其中表3为本发明实施例中静电纺丝溶液参数，表4为本发明实施例中静电纺丝工艺参数，表5为本发明实施例中用到的拒水面料层的结构参数，表6为本发明实施例中用到的热熔粘合网的结构性能参数。

表3本发明实施例中静电纺丝溶液参数

纺丝溶液	纺丝液浓度(wt％)	溶剂体系	溶剂体积比例
				PVDF①	8	DMF:丙酮	7：3
PVDF②	10	DMF:丙酮	7：3
				PET	15	TFA:DCM	6：4
TPU	12	DMF:丙酮	7：3

表4本发明实施例中静电纺丝工艺参数

纺丝溶液	纺丝电压(kV)	接收距离(cm)	针头号(#)
				PVDF①	35	25	20
PVDF②	30	25	20
				PET	22	20	20
TPU	25	13	20

表5本发明实施例中用到的拒水面料层的结构参数

面料名称	成分	组织	密度(根/10cm)	厚度或克重	纱细度
						高弹斜纹/春亚纺	100％涤纶	2/2斜文	47×42	0.29mm	75D
珠地网眼布/唐盛	100％涤纶	纬编	21×21	135g/m²	21S

表6本发明实施例中用到的热熔粘合网的结构性能参数

实施例1

将表5中所示高弹斜纹-春亚纺进行等离子体处理，等离子体处理电压为50V，处理时间为1min，处理功率0.1kW，处理射频为0.1MHz，将经过等离子体处理的高弹斜纹-春亚纺作为面料；

将聚合物PVDF①和聚合物PVDF②分别按照表3所示各自的纺丝液浓度配制得到50mL纺丝溶液，采用双排八针头进行静电纺纳米纤维层的纺制，其中两种纺丝溶液相间排列，静电纺丝流速为1.5mL/h，静电纺PVDF①的电压为35kV，静电纺PVDF②的电压为30kV，静电纺PVDF②的接收距离为25cm，针头型号为20号，静电纺丝时间为3h；

得到电纺膜后，本发明测试得到的电纺膜的厚度为50μm，其中PVDF纳米纤维的平均细度为440nm；

采用型号为YG607A型平板式压烫仪将得到的电纺膜在0.3kPa和135℃的条件下热轧10s，得到静电纺纳米纤维层，本发明检测得到的静电纺纳米纤维层的厚度为25μm；

以得到的静电纺纳米纤维层作为里层、以上述等离子体处理后的高弹斜纹-春亚纺为面料、以表6所示的克重为24g/m²的材质为EVA的热熔粘合网为粘合剂，在130℃、和0.6kPa的条件下压烫15s，得到三层可呼吸式单向导湿防护材料。

本发明按照上述性能测试方法，对得到的三层可呼吸式单向导湿防护材料的相关物理机械性能进行测试，结果显示，本实施例制备得到的三层可呼吸式单向导湿防护材料的保暖率为33.56％、传热系数为15.09W/m²·℃、克罗值为0.36m²·℃/W、耐静水压值为9000mmH₂O、透湿量为9500g/m²·24h、抗剥离强度为14.15N/2.5cm。

实施例2

采用实施例1的技术方案制备三层可呼吸式单向导湿防护材料，不同的是，本实施例中采用克重为24g/m²、材质为CoPA的热熔粘合网作为粘合剂，在110℃和0.6kPa的条件下压烫15s。

本发明按照上述性能测试方法，对得到的三层可呼吸式单向导湿防护材料的相关物理机械性能进行测试，结果显示，本实施例得到的三层可呼吸式单向导湿防护材料的保暖率为31％、传热系数为16.96W/m²·℃、克罗值为0.38m²·℃/W，耐静水压值>10000mmH₂O、透湿量为9000g/m²·24h，抗剥离强度为15.02N/2.5cm。

实施例3

将珠地网眼布-唐盛进行磨毛处理后备用；

将聚合物PVDF和聚合物PET分别按照表3所示各自的纺丝液浓度配制得到50mL纺丝溶液，采用双排八针头进行静电纳米纤维层的纺制，其中一排含有聚合物PVDF②纺丝液的四个针头采用25cm的接收距离，另一排含有聚合物PET纺丝溶液的四个针头采用20cm的接收距离，两排针头分别位于两个纺丝板上，板间水平距离控制为5cm，垂直距离为5cm，纺丝时间为3h，静电纺丝流速为1.5mL/h，静电纺PVDF②的电压为30kV，静电纺PET的电压为25kV，静电纺PET的接收距离为13cm，针头型号为20号，得到电纺膜；

本发明检测得到的电纺膜的厚度为52μm，其中的纳米纤维的平均细度为500nm；

采用型号为YG607A型平板式压烫仪对得到的电纺膜在0.3kPa和135℃的条件下热轧10s，得到静电纺纳米纤维层，本发明检测得到的静电纺纳米纤维层的平均厚度为24μm；

将磨毛处理后的珠地网眼布-唐盛面料、克重为12g/m²的CoPA热熔粘合网、静电纺纳米纤维层、克重为12g/m²的CoPA热熔粘合网和织物里料依次叠加，采用表6中热熔粘合网对应的热轧粘合条件，进行层压复合，得到五层可呼吸式单向导湿防护材料。

本发明按照上述性能测试方法，对得到的五层可呼吸式单向导湿防护材料的相关物理机械性能能进行测试，结果显示，本实施例得到的五层可呼吸式单向导湿防护材料的保暖率为40.67％、传热系数为14.10W/m²·℃、克罗值为0.80m²·℃/W、耐静水压值为>10000mmH₂O、透湿量为8670g/m²·24h、抗剥离强度为25.17N/2.5cm。

实施例4

采用实施例3的技术方案制备五层可呼吸式单向导湿防护材料，不同的是，本实施例中静电纺纳米纤维层的纺制采用聚合物PVDF②和聚合物TPU，采用双排八针头进行纺制，其中一排含有聚合物PVDF②纺丝溶液的四个针头采用25cm的接收距离，另一排含有聚合物TPU纺丝溶液的四个针头采用13cm的接收距离，两排针头分别位于两个纺丝板上，板间水平距离10cm，垂直距离12cm，纺丝时间3h，静电纺丝流速1.5mL/h、静电纺PVDF②的纺丝电压为30kV，静电纺TPU的纺丝电压为25kV，针头型号为20号；纺制得到电纺膜；

本发明检测得到的电纺膜的平均厚度为49μm，其中的纳米纤维的平均细度为550nm。

利用YG607A型平板式压烫仪将得到的电纺膜在0.3kPa和135℃下热轧10s，得到静电纺纳米纤维层，本发明检测得到的静电纺纳米纤维层的平均厚度为23μm。

按照实施例3中各层的种类和设置方式，叠加后进行层压复合，得到五层可呼吸式单向导湿防护材料。

本发明按照上述性能测试方法，对得到的五层可呼吸式单向导湿防护材料的相关物理机械性能能进行测试，结果显示，本实施例得到的五层可呼吸式单向导湿防护材料的保暖率为45.18％、传热系数为13.48W/m²·℃、克罗值为0.81m²·℃/W、耐静水压值为>10000mmH₂O、透湿量为8900g/m²·24h、抗剥离强度为27.19N/2.5cm。

实施例5

采用实施例3的技术方案制备五层可呼吸式单向导湿防护材料，不同的是，本实施例中静电纺纳米纤维层的纺制采用聚合物PVDF①和聚合物PVDF②，采用双排八针头进行纺制，两种聚合物溶液相间排列，纺丝时间3h，静电纺丝流速为1.5mL/h、静电纺PVDF①的纺丝电压为35kV，静电纺PVDF②的纺丝电压为30kV、接收距离为25cm、针头型号为20号；纺制得到电纺膜；

本发明检测得到的电纺膜的平均厚度为51μm，其中的PVDF纳米纤维的平均细度为450nm。

利用YG607A型平板式压烫仪将得到的电纺膜在0.3kPa和135℃下热轧10s，得到静电纺纳米纤维层，本发明检测得到的静电纺纳米纤维层的平均厚度为26μm。

将磨毛处理后的高弹斜纹-春亚纺、克重为12g/m²的EVA热熔粘合网、静电纺纳米纤维层、克重为12g/m²的EVA热熔粘合网和织物里料依次叠加，采用表6中热熔粘合网对应的热压粘合条件，进行层压复合，得到五层可呼吸式单向导湿防护材料。

本发明按照上述性能测试方法，对得到的五层可呼吸式单向导湿防护材料的相关物理机械性能能进行测试，结果显示，本实施例得到的五层可呼吸式单向导湿防护材料的保暖率为34.47％、传热系数为16.23W/m²·℃、克罗值为0.41m²·℃/W、耐静水压值为>10000mmH₂O、透湿量为9700g/m²·24h、抗剥离强度为26.76N/2.5cm。

由以上实施例可知，本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料中包括热熔粘合网，与现有技术相比，所述热熔粘合网不会像热熔胶那样完全融化，粘合后热熔粘合网的骨架依然存在，不会堵塞微孔，使得到的防护材料具有较高的耐静水压-反渗水性能和防风保暖性能，并且不显著降低电纺膜固有的高透汽透湿性能；即使在微孔有一定程度的堵塞的情况下，由于本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料中还包括静电纺纳米纤维层，其具有极高的孔隙率，也不会对透湿透汽性能产生显著的负面影响。因此，本发明提供的可呼吸式单向导湿防护材料的透汽透湿性能具有较好的持久性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可呼吸式单向导湿防护材料，包括拒水面料层；

2.根据权利要求1所述的可呼吸式单向导湿防护材料，其特征在于，还包括设置在所述静电纺纳米纤维层上的次热熔粘合网，所述次热熔粘合网的熔点至少低于所述静电纺纳米纤维层熔点或分解温度15℃；

3.根据权利要求1或2所述的可呼吸式单向导湿防护材料，其特征在于，所述热熔粘合网的纤维细度为10nm～2000nm；

所述次热熔粘合网的纤维细度为10nm～2000nm。

4.根据权利要求1或2所述的可呼吸式单向导湿防护材料，其特征在于，所述热熔粘合网的孔眼最长长度小于热熔粘合网中纤维的长度；

5.根据权利要求1或2所述的可呼吸式单向导湿防护材料，其特征在于，所述热熔粘合网和次热熔粘合网的材质独立地选自聚丙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚偏氟乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、CoPET和共聚酰胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的可呼吸式单向导湿防护材料，其特征在于，所述热熔粘合网的孔眼最长长度为0.1mm～10mm；

所述热熔粘合网的孔眼分布密度为100孔/cm²～10000孔/cm²；

所述次热熔粘合网的孔眼最长长度为0.1mm～10mm；

所述次热熔粘合网的孔眼分布密度为100孔/cm²～10000孔/cm²。

7.根据权利要求1或2所述的可呼吸式单向导湿防护材料，其特征在于，所述静电纺纳米纤维层中的热塑性聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、热塑性聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚苯硫醚、聚烯烃、聚氯乙烯、聚醚酮、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯并咪唑、聚碳酸酯、聚甲醛、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少两种。

8.根据权利要求1或2所述的可呼吸式单向导湿防护材料，其特征在于，所述拒水面料层的厚度为0.01mm～0.5mm；