CN111448060A - 可热封的、不渗透液体的织物 - Google Patents

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Abstract

一种用于防护服的透气的阻隔织物，当重叠并通过热封而密封在一起时，该织物形成不渗透液体的接缝；以及由此形成的接缝。所述透气的阻隔织物为可热封的、不渗透液体的织物，其由具有第一熔点的透气的、不渗透液体的热塑性膜层和结合到所述热塑性膜层的第一表面的非纺织层组成。所述非纺织层具有比所述热塑性膜层的所述第一熔点高的第二熔点。具有第二熔融温度的第二非纺织层可以结合到所述热塑性膜层的、与所述第一表面相对的第二表面，使得内部膜层具有比外部非纺织层低的熔点。所述可热封的、不渗透液体的织物具有由ASTM E96‑00确定的、至少800g/m2/天的湿气透过率。

Description

可热封的、不渗透液体的织物
技术领域
本公开涉及一种当重叠并通过热封而密封在一起时形成不渗透液体的接缝的透气的阻隔织物、由此形成的接缝、以及制造和使用该织物的相关方法。
背景技术
为防护服的穿着者提供保护以免受外部环境影响的、和/或为外部环境提供保护以免受防护服的穿着者影响的防护服需要是透气的，并且同时是不渗透液体的，以提供必要的阻隔性能。例如，医学领域中使用的诸如外罩(gown)、布单(drape)、口罩和手套的防护服可以保护穿着者免受环境因素的影响，该环境因素例如血液、体液和其他液体以及液体中携带的病毒、细菌和其他微生物或微生物体。在医学领域和其他领域中使用的防护服、例如洁净室衣物也可以提供保护，以免受由穿戴者释放到环境中的诸如皮肤、或血液、体液和其他液体以及病毒、细菌和其他微生物或微生物体的颗粒物质的影响。
如本文所用，术语“防护服”应被广义地理解为是指提供一种或多种前述类型的阻隔保护的所有类型的服装，且术语“不渗透液体的”应被广义地理解为是指对液体、例如血液和其他体液以及对液体中携带的病毒、细菌和其他微生物或微生物体的阻隔。透气性是服装或织物在防止液体穿过它的情况下允许水蒸气穿过它的能力，且可互换地表示为“湿气透过率(moisture vapor transmission rate)”(MVTR)或“水蒸气透过率(water vaportransmission rate)”(WVTR)。
用于防护服的、具有期望性能的多层、透气的、不渗透液体的织物以及这些织物的热封是已知的。例如，授予帕洛莫(Palomo)的美国专利申请第7,390,376号公开了多层医用织物、例如手术衣，其具有热封接缝，该接缝具有与多层基材相似的耐流体渗透性的特性，不需要额外的缝合或粘合密封技术。帕洛莫的多层医用织物结构具有三层-非纺织物/不渗透膜/非纺织物-其中，外部非纺织物层具有比内部不渗透膜层的熔融温度低的熔融温度。通过使外部非纺织物层的层在重叠时熔融、并防止内部不渗透膜层熔融，来将热封接缝密封制成为不渗透的。
然而，在本领域中需要形成热封接缝的多层织物和制造具有热封接缝的防护服的方法，该热封接缝利用更低的能量并允许更快的密封时间，同时表现出与多层织物相同的透气性和不渗透液体性能。
发明内容
本公开指向一种多层、透气、不渗透液体的织物，当重叠并通过热封而密封在一起时，该织物在不牺牲多层、透气、不渗透液体的织物的阻隔性能的情况下，可形成不渗透液体的接缝；由此形成的接缝；以及制造和使用该织物的相关方法。该多层、透气、不渗透液体的织物可用于制造各种防护服、例如医用外罩、布单、口罩、手套或需要对诸如血液和其他体液的液体以及对液体中携带的病毒、细菌和其他微生物或微生物体进行阻隔保护的其他产品，其具有更低的能量成本和更快的密封时间，因此实现了成本效率和制造效率。
根据本公开的第一方面，一种可热封的、不渗透液体的织物包括：具有第一熔点的透气的、不渗透液体的热塑性膜层；和结合到所述热塑性膜层的第一表面的非纺织层。所述非纺织层具有第二熔点，所述第二熔点高于所述热塑性膜层的所述第一熔点，熔点之间的差值小于15℃或小于10℃。具有所述第二熔点或不同熔点的第二非纺织层可以结合到所述热塑性膜层的、与所述第一表面相对的第二表面。所述热塑性膜层为单层膜或多层膜，所述热塑性膜层包括：亲水性透气树脂的中心芯层，所述中心芯层具有第一湿气透过率(MVTR)，并且包括所述多层膜的重量的约70-80％；和第二透气树脂的外层，所述外层具有小于所述中心芯层的所述第一MVTR的第二MVTR，各外层包括占所述多层膜的重量的约10-15％。
本文所公开的可热封的、不渗透液体的织物的特征在于以下有利的阻隔性能：(a)由ASTM E96-00确定的总MVTR为至少800g/m2/天、或至少1,000g/m2/天、或至少1,200g/m2/天、或至少1,400g/m2/天；(b)膜层和非纺织层之间的湿剥离强度至少为55g/25mm；(c)根据ASTM测试方法F1670和F1671，通过了织物对合成血液和其他微生物渗透的抗性的测试方法。
根据本公开的另一方面，防护服由可热封的、不渗透液体的织物构造，以形成至少一个不渗透液体的接缝，所述不渗透液体的接缝包括：第一可热封的、不渗透液体的织物，其具有第一边缘；和第二可热封的、不渗透液体的织物，其具有第二边缘，所述第二可热封的、不渗透液体的织物与所述第一可热封的、不渗透液体的织物一同布置，并且热封到所述第一可热封的、不渗透液体的织物，以形成共用接缝边缘，其中所述第一可热封的、不渗透液体的织物的非纺织层密封到所述第二可热封的、不渗透液体的织物的非纺织层。所述接缝是透气的，且通过了合成血液和病毒渗透的标准化测试，并且所述接缝具有至少2磅/英寸的接缝密封强度。
本公开的另一方面为一种用于防护服的不渗透液体的、密封的接缝。所述接缝包括可热封的、不渗透液体的织物的第一部分，其具有第一边缘。所述可热封的、不渗透液体的织物如上所述由具有第一熔点的透气的、不渗透液体的热塑性膜层和结合至所述热塑性膜层的第一表面的非纺织层组成，所述非纺织层具有高于所述热塑性膜层的第一熔点的第二熔点。具有第二边缘的所述可热封的、不渗透液体的织物的第二部分被布置成所述第二边缘热封至所述第一部分的所述第一边缘以形成共用接缝边缘，其中，所述第一部分的非纺织层在所述共用接缝边缘处密封到所述第二部分的非纺织层。
本公开的另一方面是一种制造防护服中的透气的、不渗透液体的接缝的方法。在该方法中，形成可热封的、不渗透液体的织物的第一部分，并如上所述该第一部分由具有第一熔点的透气的、不渗透液体的热塑性膜层和结合至所述热塑性膜层的第一表面的非纺织层组成，所述非纺织层具有高于所述热塑性膜层的所述第一熔点的第二熔点，且具有至少800g/m2/天的通过ASTM E96-00确定的总湿气透过率(MVTR)。形成所述可热封的、不渗透液体的织物的第二部分。所述第一部分与所述第二部分重叠以形成共用接缝边缘，其中所述第一部分的非纺织层与所述第二部分的非纺织层接触。然后将所述共用接缝边缘热封以形成不渗透流体的阻隔接缝，所述阻隔接缝具有与所述可热封的、不渗透液体的织物的所述第一部分和所述第二部分相同的不渗透液体的阻隔性能。在该方法中，所述热封步骤不需要高的密封温度，并且可以在约160℃至约190℃的密封温度和约1至3.5秒的较短的密封时间下实现，从而提供了制造效率和成本效率。可以使用任何类型的热封装置来施加热量和压力以形成接缝，并且形成接缝的方法可以合并到常规的制造系统中，且包括在目前用于生产可受益于形成不渗透液体的接缝的防护服其他产品的接缝形成步骤和设备中。例如，合适的装置包括加热和冷却所制成的各接缝的脉冲加热器或密封条。诸如温度和压力的工艺参数可以根据可热封的、不渗透液体的织物的层的组成而变化。例如，可以使用在160-190℃范围内、优选在160℃-170℃范围内的密封温度，以及在50-70磅/平方英寸(psi)范围内、优选约65-70psi的压力。热量和压力可以施加1-3.5秒、优选约1.3-1.7秒的停留时间。在优选的工艺中，冷却之后，热封装置、例如钳口(jaw)或夹子(nip)的温度应为约70-90℃、优选为约85-90℃。确切的温度和压力将取决于织物的组分的性质和停留时间。接缝密封强度可根据可热封的、不渗透液体的织物的基重而变化。对于基重约70gsm，接缝密封强度可以在3至4.6磅/英寸的范围内。对于基重约50gsm，接缝密封强度可以在2.8至3.8磅/英寸的范围内。
本公开还指向一种形成可热封的、不渗透液体的织物的方法。在该方法中，挤出具有第一熔点的透气的、不渗透液体的热塑性膜层，并且将具有第二熔点的非纺织层结合到所述热塑性膜层的第一表面，所述第二熔点比所述热塑性膜层的所述第一熔点高。可替代地，可以形成非纺织层，并且可以将透气的、不渗透液体的热塑性膜层挤出到非纺织膜层上。
在下面的详细描述中，将参考附图说明本公开中的各个实施方案的其他目的、特征和优点。
附图说明
图1是具有透气的、不渗透液体的热塑性膜层和非纺织层的可热封的、不渗透液体的织物的截面图。
图2是在两个非纺织层之间具有透气的、不渗透液体的热塑性膜层的可热封的、不渗透液体的织物的立体图。
图3是可由可热封的、不渗透液体的织物形成的防护服的图示。
图4是沿着图3中线4-4截取的防护服中的不渗透液体的密封件的示例性实施方案的局部放大截面图。
具体实施方式
在下面的详细描述和附图中，参照防护服，尤其是医用外罩，描述了可热封的、不渗透液体的织物的各种实施方案，以说明本公开中的一般原理。本领域技术人员将认识到，本公开可以用任何类型的防护服和在其他类似的应用或环境中和/或用说明性实施方案的其他类似或等同变型来实践。应当注意，在此不详细描述本公开领域的普通技术人员通常已知的那些方法、程序、组件或功能。
如本文所使用的，在数值的上下文中，术语“约”是指可以将特定值修改+/-10％。关于范围的端点，修饰语“约”是指可以将较低的端点降低10％，以及可以将较高的端点增加10％。还可以预期，在本申请中公开的各数值或范围可以是绝对的，即可以删除修饰语“约”。
参照图1和图2，可热封的、不渗透液体的织物10由至少两个具有不同熔点的层组成。如本文所用的术语熔点是指使材料变成液体的特定温度或温度范围。织物10中的至少一个层是非纺织层12；且织物10中的至少一个层是透气的、不渗透液体的热塑性膜层14。膜层14具有第一熔点；且非纺织层12具有第二熔点，该第二熔点高于膜层14的第一熔点。非纺织层12和膜层14的熔点之间的差值不应太大，优选小于15℃、或更优选小于10℃，使得可热封的、不渗透液体的织物10中的所有层均可以熔融在一起。图2示出了具有第二非纺织层12的可热封的、不渗透液体的织物10，膜层14夹在第一非纺织层12和第二非纺织层12之间。第二非纺织层12可以与第一非纺织层12相似地组成，或者根据最终用途，第二非纺织层12可以具有不同的组成。
非纺织层12和膜层14通过适用于本文所公开类型的可热封的、不渗透液体的织物10的粘合剂而结合在一起。例如，热熔压敏粘合剂，诸如具有氢化烃(hydrogenatedhydrocarbon)的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(styrene-isoprene-styrene，SIS)橡胶，可以用制造热塑性聚合物的设备进行加工。这种粘合剂的实施例为从意大利米兰的萨瓦雷专用粘合剂(SavaréSpecialty Adhesives)可获得的SAVARE CB710和从明尼苏达州圣保罗的H.B.富勒公司(H.B.Fuller company)可获得的HB富勒1023。粘合剂可以通过本领域已知的任何方法而施用或涂覆到膜层14的一个表面或两个表面上，或施用或涂覆到将结合至膜层14的非纺织层12的表面上。粘合剂的熔点在约140℃至约160℃的范围内。
非纺织层12可以由适合于期望的最终用途、优选适合于防护服的任何材料组成。用于非纺织层12的合适材料包括但不限于非纺织材料，例如纺熔(spun melt)(例如纺熔聚乙烯、聚丙烯及其共聚物)；纺粘聚丙烯和包括聚乙烯、聚丙烯及其共聚物的纺粘双组分纤维；梳理的水刺(spun-laced)或纺熔聚酯；以及熔喷聚丙烯和包括聚乙烯、聚丙烯及其共聚物的熔喷双组分纤维；或它们的组合，例如以纺粘-熔喷-纺粘(spunbond-meltblown-spunbond，SMS)的构造。在公开的示例性实施方案中，非纺织层12由于其疏水性而包括聚丙烯，并且具有在约136℃至165℃的范围内的熔点。非纺织层12为膜层14提供结构支撑和保护，并且非纺织层12的表面可以上釉(glaze)以减少落絮(linting)。可以例如根据沙哈(Shah)的共同拥有的美国专利第9,290,877号('877专利)中描述的方法进行上釉。在下文中对此进行了解释，尽管本公开不限于这些步骤中的任何步骤(它们仅代表技术人员可以用于进行上釉工艺的几种选择中的一种)。上釉工艺形成外上釉表面(例如，其中热塑性双组分纤维至少部分变平)，其减少了透气的阻隔织物的毛絮(lint)产生或颗粒脱落数。如本文所使用的术语“上釉”表面和相似表达定义了通过向所述表面施加热量和压力而获得的表面。不希望受到任何理论的束缚，认为各层的外表面的上釉处理引起了该层的外部区域的熔融和随后的再固化。热量和压力可以通过加热器平滑辊的圆周表面施加在该层的表面的与加热器辊接触的那部分上，例如美国专利第9,290,877号('877专利)的第6栏第19-30行中所述的。压力可以通过调节'877专利的图2中示出的机器和上釉辊的相对速度来改变。根据纺粘层中使用的聚合物的熔点，加热的平滑辊的表面温度可以在290至330°F(143.3-165℃)、优选为300至330°F(148.9-169.5℃)的范围内。优选地，上釉表面通过将外部纺粘层的外表面加热到热塑性双组分纤维的熔融温度、或加热到热塑性双组分纤维的与加热器平滑辊或类似上釉设备接触的那些部分的熔融温度来获得。
膜层14可以是单层或多层单片(monolithic)透气膜。在任何公开的示例性实施方案中，膜层14是具有至少三层构造的多层单片透气膜，该至少三层构造由夹在外层18之间的包括亲水性透气树脂的中心芯层16组成，该外层18包括比中心芯层16中的树脂更疏水(或更不亲水，因此更不透气)的透气树脂。中心芯层16具有比膜层14的外层18的湿气透过率(MVTR)大的MVTR。外层18可以由相同的树脂组成以形成A-B-A构造，或者可以由不同的树脂组成以形成A-B-C构造。在膜层14的示例性构造中，中心芯层16包括膜层14的重量的约70-80％，外层18包括膜层14的重量的约10-15％。例如，膜层14的A-B-A或A-B-C结构可以具有如下的其层的重量百分比分布：10-80-10、或15-70-15、或12.5-75-12.5。膜层14应该是薄的，例如，在约0.333密耳(mil)至0.666mil之间，优选地约为0.5mil。
膜层14可以由透气的、不渗透液体的、形成单片膜并且具有用于本文公开的可热封的、不渗透液体的织物10的期望的熔点的任何材料制成，优选地，熔点低于非纺织层12的熔点。令人惊讶地，已经确定，通常用于注射成型应用的树脂可以形成为适用于可热封的、不渗透液体的织物10的膜层14的薄膜，该薄膜在比非纺织层12更低的温度下熔融，并仍然提供期望的不渗透液体的阻隔性能。例如，从特拉华州威尔明顿市的杜邦公司(DuPont deNemours Co.)可获得的一种或多种
Figure BDA0002487591340000061
透气聚合物(聚醚嵌段酰胺(polyetherblock amides))。例如，膜层14可以由
Figure BDA0002487591340000062
G3548树脂单独地组成，或者
Figure BDA0002487591340000063
G3548树脂可以用作中心芯层16，且
Figure BDA0002487591340000064
4056树脂可以用作外层18。这些树脂具有为150℃(G4056)和156℃(G3548)的熔融温度，从而得到膜层14，其具有约156℃的熔融温度。中心芯层16中较高熔点的
Figure BDA0002487591340000071
G3548树脂具有2140g/m2/天的MVTR。外层18中较低熔点的
Figure BDA0002487591340000072
G4056树脂具有440g/m2/天的MVTR。因此，膜层14的外层18比膜层14的中心芯层16更不透气且更疏水。这种构造允许如在实际使用中所见的湿润状态中，膜层14充分粘附到与其相邻的非纺织层12，但仍保持其透气性。如在该上下文中使用的，术语“单片膜”可以理解为是指例如无孔固体聚合物薄膜(membrane)，该薄膜由于其亲水性能而允许水蒸气通过。
当构造可热封的、不渗透液体的织物10时，膜层14中的树脂可以同时全部挤出、并在一个步骤工艺中结合到非纺织层12的表面，或者在挤出膜层14之后，可以使用本领域中已知的任何方法将非纺织层12向下铺设在膜层14上。在示例性实施方案中，可热封的、不渗透液体的织物10的总基重(basis weight)在约47-77克/平方米(grams per squaremeter，gsm)之间。根据ASTM D 3776测量基重。第一非纺织层12的基重为约23-29gsm，膜层14的基重为约10-18gsm，第二非纺织层12的基重为约12-23gsm，并且这些层用重量为约0.5-3gsm的粘合剂结合在一起，该粘合剂在第一非纺织层12和膜层14之间以及在第二非纺织层12和膜层14之间分摊。粘合剂不必均分。第一非纺织层12可以用于形成防护服的外层，第二非纺织层12可以用于形成防护服的内层。
本文所公开的可热封的、不渗透液体的织物10具有零小孔(pinhole)，为透气的且不渗透液体的，通过了合成血液渗透(synthetic blood penetration)(ASTM F1670)和病毒渗透(ASTM F1671)的标准化测试，因此符合血液和病毒阻隔的AAMI4等级，并且其特征为具有表I中所示的在防护服中形成热封的其他有利性能：
表I
Figure BDA0002487591340000073
用没有变化的耐水性：静水压力测试AATCC 127-2003测量静水压头性能。该测试方法测量在静水压力下织物对水渗透的抗性。它适用于所有类型的织物，而与对其表面施用的处理无关。该测试方法背后的原理是，使测试织物的表面经受以恒定速率增加的静水压力，直到其表面上出现三个泄漏点为止。测试织物的外侧暴露于用Textest FX3000静水压头测试仪的测试。该仪器使用电控泵向测试织物以60mbar/min施加静水压力。小心处理测试织物样品(sample)，以免任何折叠或污染。在测试前，将样品在21±2℃和65±2％RH下处理至少4小时。必须指定暴露于水的测试样本(specimen)的表面。确保与测试样本接触的水被调节为21±2℃。将测试织物样品切成20×20厘米的尺寸，以进行适当的夹持。在夹持测试织物样品之前，夹持表面必须干燥。夹持测试织物，使待测试的表面面向水。选择60mbar/min的速率，并按下开始按钮。忽略与夹持环的边缘相邻约3mm内出现的水滴。记录水滴在三个不同位置处渗入织物时的静水压力。
也称为水蒸气透过率(WVTR)的湿气透过率(MVTR)用于描述可热封的、不渗透液体的织物10的透气性，并根据ASTM E96-00进行测量。按照该标准，评估了直径为4.125英寸(10.5厘米)的圆形非纺织样品。样品分别放置在装有100mL蒸馏水的80×40mm蒸发皿上，然后用胶带固定至蒸发皿侧部。称量蒸发皿以及样品和蒸馏水(初始重量)。然后将蒸发皿放在受控的环境中(73.4±1.8oF/23±1℃，50±2％RH％)24小时。24小时后，对蒸发皿、样品和剩余的水重新称重(最终重量)并计算差值。对于标准的24小时间隔，水分损失除以所测试的样品的面积(0.00312平方米)。
可热封的、不渗透液体的织物10的湿剥离强度是非纺织层12和膜层14之间的粘附力的度量，并测量为将非纺织层12和膜层14分开所需的拉力的量。使用具有很小变化的ASTM 904-96测试方法测量剥离强度。它使用茨维克(Zwick)拉伸测试仪(佐治亚州，亚特兰大，肯内索，Zwick美国公司，型号z2.5)，并记录分开层压材料(laminate)的组分层所需的力。剥离强度是使用特定宽度的织物(对于本研究，为2英寸)而测量的，并以恒定的延伸率来拉伸。从层压样品中随机选择2英寸×6英寸样本。然后将层压样品浸泡在蒸馏水中30秒。然后，将测试样本的腿部(leg)夹持在拉伸测试机的平行钳口中。钳口的间距不断增加以施加力，从而将两层剥离开。将层手动地分开约2英寸的距离，然后将其安装在钳口中。十字头速度(crosshead speed)为12英寸/min。记录分层(de-laminate)的平均力(g/25mm)作为剥离强度。
用ASTM F1670和ASTM F1671测试方法测量可热封的、不渗透液体的织物10的血液和病毒阻隔性能。针对防护衣物中使用的材料对合成血液渗透的抗性的ASTM F1670标准测试方法是一种用于评估材料在连续接触条件下对合成血液(体液相似物)渗透的抗性的测试方法。结果将是基于合成血液渗透的视觉检查的通过或未通过(fail)。在测试中，从测试织物随机提取各侧上的3英寸方形样本。该装置由渗透测试单元(penetration test cell)组成，其具有单元主体和连接到单元支承件的凸缘盖。单元主体放置在底侧上，并连接到单元支承件和管。合成血液通过管施加。织物样品放置在单元主体和凸缘盖之间，使得织物样品将单元主体和凸缘盖分开并进行划分。凸缘由透明盖覆盖，如果流体穿过织物，则该流体可以对测试人员是可见的。该单元水平放置在实验室工作台上；样品插入渗透单元中，使织物的测试侧朝着单元主体，该单元主体将填充有合成血液。组装该单元的组件，并在测试单元中将螺栓扭紧至13.6N-m。渗透单元将以垂直位置放置在测试装置中。之后，渗透单元将填充有60mL的合成血液。执行此测试时不使用屏幕。观察通过织物的血液渗透5分钟。如果没有泄漏，则将空气管线连接到渗透单元，并施加13.8kPs/s的压力并保持一分钟。观察任何泄漏。转变压力，如果此时泄漏是不可见的，则再观察样本额外的54分钟。如果在此期间未观察到泄漏，则将样品通过测试。如果在此测试期间观察到流体通过样品的任何泄漏，则测试将停止，并且该样品未通过合成血液渗透测试。
除使用的介质是Phi-X174噬菌体而不是合成血液之外，使用Phi-X174噬菌体渗透作为测试系统针对防护衣物中使用的材料对血源性(blood-borne)病原体渗透的抗性的ASTM F1671标准测试方法与ASTM F1670相似。
小孔计数测试是通过将约2-3平方米织物的宽样品铺在工作台上来完成的。使用泡沫垫将有色酒精溶液铺在整个样品上。如果存在小孔，则有色酒精溶液将穿过小孔处的膜，并将污染样品的下侧。计算存在的小孔数量(由下侧上的有色酒精污点数量确定)，并在测量样品尺寸后，计算并记录每平方英尺的小孔数量。
以下实施例说明了具有夹在两个非纺织层12之间的膜层14的可热封的、不渗透液体的织物10的改进的性能。
实施例A和B：
实施例A和B中所示的可热封的、不渗透液体的织物10都包括非纺织层12，该非纺织层12包含纺粘聚丙烯并且具有约165℃的熔点。膜层14包括
Figure BDA0002487591340000101
G5348的单层，其具有约156℃的熔点，低于非纺织层12的熔点，并且膜层14具有2140g/平方米/天(24小时)的MVTR。在实施例A和B中，将形成防护服20(如图3所示)的外表面的第一非纺织层12具有28克/平方米的基重，且将形成防护服20的内表面的第二非纺织层12具有18克/平方米的基重。实施例A中的膜层14具有12克/平方米的基重，实施例B中的膜层14具有10克/平方米的基重。在两个实施例中，用于将层结合在一起的粘合剂具有2克/平方米的重量。两个实施例均通过了合成血液渗透和病毒渗透测试(ASTM F1670和ASTM F1671)，并且没有小孔。表II示出了实施例A和B的性能。
表II
Figure BDA0002487591340000102
实施例C和D：
实施例C和D中所示的可热封的、不渗透液体的织物10均包括非纺织层12，该非纺织层12包含纺粘聚丙烯并且具有约165℃的熔点。膜层14包括
Figure BDA0002487591340000103
G5348的中心芯层16，其具有约156℃的熔点和2140克/平方米/天(24小时)的MVTR；和两个
Figure BDA0002487591340000104
G4056的外层18，其具有约150的熔点和440克/平方米/天的MVTR。膜层14的所有层具有比非纺织层12的熔点低的熔点。在这些实施例中，出于美观目的，将蓝色颜料添加到膜层14，这不影响织物的性能。在实施例C和D中，将形成防护服20(如图3所示)的外表面的第一非纺织层12具有29克/平方米的基重，且将形成防护服20的内表面的第二非纺织层12具有23克/平方米的基重。实施例C中的膜层14具有18克/平方米的基重，实施例D中的膜层14具有为15克/平方米的基重。在这些实施例中，用于将层结合在一起的粘合剂具有3克/平方米的重量。两个实施例C和D均通过了合成血液渗透和病毒渗透测试(ASTM F1670和ASTM F1671)，并且没有小孔。表III示出了实施例C和D的性能。
表III
Figure BDA0002487591340000111
实施例E：
实施例E中所示的可热封的、不渗透液体的织物10包括非纺织层12，该非纺织层12包含纺粘双组分纤维、并且具有约136℃的熔点。膜层14包括：
Figure BDA0002487591340000112
G5348的中心芯层16，其具有约156℃的熔点和2140克/平方米/天(24小时)的MVTR；和两个
Figure BDA0002487591340000113
G4056的外层18，其具有约150的熔点和440克/平方米/天的MVTR。膜层14的所有层具有比非纺织层12的熔点低的熔点。在这些实施例中，出于美观目的，将蓝色颜料添加到膜层14，这不影响织物的性能。将形成防护服20(如图3所示)的外表面的第一非纺织层12具有28克/平方米的基重，且将形成防护服20的内表面的第二非纺织层12具有20克/平方米的基重。膜层14具有15克/平方米的基重。在该实施例中，用于将层结合在一起的粘合剂具有3克/平方米的重量。该实施例通过了合成血液渗透和病毒渗透测试(ASTM F1670和ASTM F1671)，并且没有小孔。表IV示出了实施例E的性能。
表IV
Figure BDA0002487591340000114
Figure BDA0002487591340000121
实施例F和G：
实施例F和G中所示的可热封的、不渗透液体的织物10均包括非纺织层12，该非纺织层12包含纺粘-熔喷-纺粘聚丙烯，其具有约165℃的熔点。膜层14包括：
Figure BDA0002487591340000122
G5348的中心芯层16，其具有约156℃的熔点和2140克/平方米/天(24小时)的MVTR；和两个
Figure BDA0002487591340000123
G4056的外层18，其具有约150的熔点和440克/平方米/天的MVTR。膜层14的所有层具有比非纺织层12的熔点低的熔点。在这些实施例中，出于美观目的，将蓝色颜料添加到膜层14，这不影响织物的性能。在实施例F和G中，将形成防护服20(如图3所示)的外表面的第一非纺织层12具有23克/平方米的基重，且将形成防护服20的内表面的第二非纺织层12具有12克/平方米的基重。实施例F中的膜层14具有15.5克/平方米的基重，实施例G中的膜层14具有13.5克/平方米的基重。在这些实施例中，用于将层结合在一起的粘合剂具有3克/平方米的重量。实施例F和G均通过了合成血液渗透和病毒渗透测试(ASTM F1670和ASTMF1671)，并且没有小孔。表V示出了实施例F和G的性能。
表V
Figure BDA0002487591340000124
参照图3和图4，本文公开的可热封的、不渗透液体的织物10可用于形成具有至少一个热封接缝22的防护服20，该热封接缝22表现出与织物10相同的不渗透液体的阻隔性能，但是比之前的织物使用更少的能量和时间。附图示出了示例性的医用外罩，但不限于此，因为本公开可以应用于任何类型的防护服20。为了在密封接缝时保持可热封的、不渗透液体的织物10的不渗透液体的阻隔性能，优选沿接缝的整个长度的连续密封。接缝22的尺寸可以根据密封装置的尺寸以及防护服20的大小和形状而变化。可以使用任何类型的热封装置来施加热量和压力以形成接缝22，并且形成接缝22的方法可以合并到常规的制造系统中，且包括在目前用于生产可受益于形成不渗透液体的接缝的防护服其他产品的接缝形成步骤和设备中。例如，合适的装置包括加热和冷却所制成的各接缝的脉冲加热器、超声焊接装置或密封条。诸如温度和压力的工艺参数可以根据可热封的、不渗透液体的织物10的层的组成而变化。例如，可以使用在160-190℃范围内、优选在160℃-170℃范围内的密封温度，以及在50-70磅/平方英寸范围内、优选65-70psi的压力。热量和压力可以施加1-3.5秒、优选1.3-1.7秒的停留时间。在优选的工艺中，冷却之后，热封装置、例如钳口或夹子的温度应为约70-90℃，优选为85-90℃。确切的温度和压力将取决于织物10的组分的性质和停留时间。
接缝22是通过使可热封的、不渗透液体的织物10的第一部分24与可热封的、不渗透液体的织物10的第二部分26重叠以形成重叠区域28而形成的，其中在密封过程中，第一部分24和第二部分26中的每一个中的较高熔点的非纺织层12(与膜层14相比)在重叠区域处彼此直接接触。重叠区域28可以为如图4所示的部分重叠(尽管本公开不限于此，但是接缝可以通过将织物在其自身上折叠以使得边缘对齐或使得它们重叠而形成)，或者第一部分和第二部分可以是完全重叠的，可以密封这些部分的一个边缘，然后第一部分24和第二部分26可以关于密封接缝折叠，以打开这些部分，并在防护服20中形成接缝22。如图4所示，在具有两个非纺织层12的实施例中，在各接缝22处，在第一部分24上形成防护服20的外表面的非纺织层12直接接触在第二部分26上形成防护服的内表面的非纺织层12。可替代地，如果这些部分完全重叠，则形成防护服20的外表面的非纺织层12彼此直接接触。当在等于或高于非纺织层12的熔点的温度下、且因此在高于膜层14的熔点的温度下，向重叠区域28施加热量后，所有的层将熔融在一起以形成接缝22，该接缝22保持热封的、不渗透液体的织物10的透气和不渗透液体的阻隔性能。
本文公开的各实施例形成接缝22，该接缝通过了合成血液渗透和病毒渗透测试(ASTM F1670和ASTM F1671)，且具有大于2磅/英寸的接缝密封强度。接缝密封强度根据可热封的、不渗透液体的织物10的基重而变化。例如，对于基重约70gsm，接缝密封强度在3至4.6磅/英寸之间变化。例如，对于基重约50gsm，接缝密封强度在2.8至3.8磅/英寸之间变化。表VI示出了由实施例C-G的可热封的、不渗透液体的织物10形成的接缝22的处理参数和所得性能。
表VI
Figure BDA0002487591340000141
使用对ASTM D1683纺织服装织物的缝合接缝失效的标准测试方法进行了轻微修改的测试，来测量通过热封可热封的、不渗透液体的织物10的两个边缘部分而形成的接缝22的接缝密封强度。标准的茨维克拉伸测试仪((佐治亚州，亚特兰大，肯尼索)茨维克美国公司，型号z2.5)用于该测试。取一个1英寸×6英寸(1英寸宽，6英寸长)的矩形样品，并使接缝22放置在样品的中间。将机器的夹具之间的距离调整为1英寸。在边缘处夹持样品，使得标距长度为1英寸。一旦将织物放置在两个钳口之间，钳口就以恒定的延伸率、以12英寸/分钟的速率分开。确保没有夹具滑动。破坏样品的力以磅/英寸为单位记录。
当然，鉴于对用于实现本公开中的原理的各种实施方案的以上描述，可以设计出许多其它的修改和变型。旨在所有这些修改和变型被认为是在如所附权利要求书中限定的本公开的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种可热封的、不渗透液体的织物，其包括：
具有第一熔点的透气的、不渗透液体的热塑性膜层；和结合到所述热塑性膜层的第一表面的非纺织层，所述非纺织层具有比所述热塑性膜层的所述第一熔点高的第二熔点；
所述可热封的、不渗透液体的织物具有由ASTM E96-00确定的、至少800g/m2/天的总湿气透过率(MVTR)。
2.根据权利要求1所述的织物，其中，所述第一熔点与所述第二熔点之间的差值小于15℃。
3.根据权利要求2所述的织物，其中，所述第一熔点与所述第二熔点之间的所述差值小于10℃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，所述热塑性膜层为多层膜，所述多层膜包括：亲水性透气树脂的中心芯层，其具有第一MVTR；和第二透气树脂的外层，其具有比所述中心芯层的所述第一MVTR小的第二MVTR。
5.根据权利要求4所述的织物，其中，所述中心芯层包括所述多层膜的重量的约70-80％，并且各所述外层包括占所述多层膜的重量的约10-15％。
6.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其还包括具有第二熔点的第二非纺织层，所述第二非纺织层结合至所述热塑性膜层的第二表面，使得所述热塑性膜层位于所述非纺织层之间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，由ASTM E96-00确定的总MVTR至少为至少1,000g/m2/天。
8.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，所述织物在所述膜层和所述非纺织层之间具有至少55g/25mm的湿剥离强度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的织物，其中，根据ASTM测试方法F1670和F1671，所述织物通过了针对所述织物对合成血液渗透的抗性的测试方法。
10.一种由前述权利要求中任一项所述的可热封的、不渗透液体的织物构造的防护服。
11.根据权利要求10所述的防护服，其具有至少一个不渗透液体的接缝，所述不渗透液体的接缝包括：
第一可热封的、不渗透液体的织物，其具有第一边缘；和
第二可热封的、不渗透液体的织物，其具有第二边缘，所述第二可热封的、不渗透液体的织物与所述第一可热封的、不渗透液体的织物一同布置，并且热封到所述第一可热封的、不渗透液体的织物，以形成共用接缝边缘，其中，所述第一可热封的、不渗透液体的织物的所述非纺织层密封到所述第二可热封的、不渗透液体的织物的所述非纺织层。
12.一种用于防护服的不渗透液体的密封的接缝，所述接缝包括：
可热封的、不渗透液体的织物的第一部分，所述可热封的、不渗透液体的织物由具有第一熔点的透气的、不渗透液体的热塑性膜层和结合至所述热塑性膜层的第一表面的非纺织层组成，所述非纺织层具有比所述热塑性膜层的第一熔点高的第二熔点，所述可热封的、不渗透液体的织物具有通过ASTM E96-00确定的、至少800g/m2/天的总湿气透过率(MVTR)，所述第一部分具有第一边缘；和
所述可热封的、不渗透液体的织物的第二部分，其具有第二边缘，所述第二边缘与所述第一部分的所述第一边缘一同布置，并热封到所述第一部分的所述第一边缘，以形成共用接缝边缘，其中，所述第一部分的所述非纺织层在所述共用接缝边缘处密封到所述第二部分的所述非纺织层。
13.根据权利要求13所述的不渗透液体的密封的接缝，其中，所述第一熔点与所述第二熔点之间的差值小于15℃。
14.根据权利要求12或13所述的不渗透液体的密封的接缝，其中，所述可热封的、不渗透液体的织物中的所述热塑性膜层为多层膜，所述多层膜包括：亲水性透气树脂的中心芯层，其具有第一MVTR；和第二透气树脂的外层，其具有比所述中心芯层的所述第一MVTR低的第二MVTR。
15.根据权利要求14所述的不渗透液体的密封的接缝，其中，所述中心芯层包括所述多层膜的重量的约70-80％，并且各所述外层包括占所述多层膜的重量的约10-15％。
16.一种制作防护服中的透气的、不渗透液体的接缝的方法，其包括以下步骤：
形成可热封的、不渗透液体的织物的第一部分，所述可热封的、不渗透液体的织物由具有第一熔点的透气的、不渗透液体的热塑性膜层和结合至所述热塑性膜层的第一表面的非纺织层组成，所述非纺织层具有比所述热塑性膜层的所述第一熔点高的第二熔点，所述可热封的、不渗透液体的织物具有通过ASTM E96-00确定的、至少800g/m2/天的总湿气透过率(MVTR)，所述第一部分具有第一边缘；
形成所述可热封的、不渗透液体的织物的第二部分，其具有第二边缘；
将所述可热封的、不渗透液体的织物的所述第一部分与所述第二部分重叠以形成共用接缝边缘，其中所述第一部分的所述非纺织层与所述第二部分的所述非纺织层接触；和
热封所述共用接缝边缘。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述形成步骤还包括设置所述第一熔点与所述第二熔点之间的差值小于15℃。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其还包括将所述热塑性膜层形成为多层膜，所述多层膜包括：亲水性透气树脂的中心芯层，其具有第一MVTR；和第二透气树脂的外层，其具有比所述中心芯层的所述第一MVTR低的第二MVTR。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述中心芯层包括所述多层膜的重量的约70-80％，并且各所述外层包括占所述多层膜的重量的约10-15％。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其中，所述热封步骤在160至190℃的密封温度下密封所述共用接缝边缘。
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