CN116194008A - 回射有孔织物和服装 - Google Patents

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Abstract

一种可透气的高可见度服装,包括有孔织物以及非闭塞的、无支撑的回射层合物,该回射层合物以粘合方式粘结到该有孔织物的至少一个区域的主外表面。

Description

回射有孔织物和服装
背景技术
已开发了用于多种应用的回射材料。此类材料常常用作例如衣服中的高可见度装饰材料以增加穿着者的可见度。例如,此类材料常常被添加到由消防员、抢险救援人员、道路工人等穿戴的服装。
发明内容
概括地说,本文公开了一种可透气的高可见度服装,包括有孔织物以及非闭塞的、无支撑的回射层合物,该回射层合物以粘合方式粘结到该有孔织物的至少一个区域的主外表面上。在以下具体实施方式中,这些方面和其他方面将显而易见。然而,在任何情况下,都不应当将此广泛的发明内容理解为是对可受权利要求书保护的主题的限制,不论此类主题是在最初提交申请的权利要求书中呈现还是在修订申请的权利要求书中呈现,或者是以其他方式在申请过程中呈现。
附图说明
图1是在服装的选定区域中带有回射层合物的示例性高可见度服装的前视图。
图2是带有示例性回射层合物的服装的示例性织物的一部分的侧剖视图。
图3是在织物的区域中带有示例性回射层合物的服装的示例性有孔织物的一部分的侧剖视图。
图4是图3的示例性开孔的放大侧剖视图。
图5是在衣服的选定区域中带有示例性回射层合物的服装的示例性有孔织物的一部分的前视图照片。
图6是带有示例性回射层合物的另一有孔织物的示例性样品和比较例回射片材的前视图照片,其中两个样品都围绕圆柱体弯曲。
图7是带有示例性回射层合物的有孔织物的示例性样品和比较例回射片材的特写前视照片,其中两个样品都围绕圆柱体弯曲。
图8是织物的示例性开孔的50X SEM照片,示出了已包裹到开孔中的示例性回射层合物的凸缘。
在各图中相同的参考标号表示相同的元件。一些元件可能以相同或相等的倍数存在;在这种情况下,可能仅通过参考标号来指定一个或多个代表性元件,但应当理解,此类参考标号适用于所有此类相同的元件。本文件中的非照片附图和图示并非都按比例绘制,并且被选择用于展示本发明的不同实施方案的目的。各种部件的尺寸仅以说明性术语描绘,并且从图示中应当推断不出各种部件的尺寸、相对曲率等之间的关系。特别地,为便于说明,与某些其他物品成比例的反射性层厚度被夸大。
如本文所用,当应用于服装、织物、由这种织物承载的回射层合物等,诸如“向外”、“外部”等的术语是指将观察该物品的一侧;即,远离穿着者身体的一侧。术语诸如“内部”、“向内”等是指相反的一侧;即,面向穿着者身体的一侧。诸如向上和向下的术语具有关于由直立的服装的穿着者(即人)建立的垂直轴线的通常含义。(向内-向外的方向(i-o)和向上-向下的方向(u-d)在不同的图中示出。)即使对于特定物品和部件(例如,作为回射层合物的一部分的粘结剂层、粘合层等),除非另有说明,否则该术语是关于作为整体的服装而不是特定物品。
如本文所用,作为对性质或属性的修饰语,除非另外具体地定义,否则术语“大致”意指将能容易被普通技术人员识别的性质或属性,而不需要高度近似(例如,对于可量化性质,在+/-20%以内)。除非另外具体地定义,否则术语“大体上”意指高度近似(例如,对于可量化性质,在+/-10%以内)。术语“基本上”意指极高度近似(例如,对于可量化性质,在+/-2%以内);应当理解,短语“至少基本上”包括“精确”匹配的特定情况。然而,即使是“精确”匹配,或者使用术语诸如相同、相等、一致、均匀、恒定等的任何其他特征描述的情况,也将被理解为在普通公差内,或者在适用于特定情况的测量误差内,而不是需要绝对精确或完全匹配。术语“被构造成”和类似的术语至少与术语“适于”一样具有限制性,并且需要用于执行所指定的功能的实际设计意图,而不仅仅是执行此类功能的物理能力。本文所有对数值参数(尺寸、比率等)的引用均被理解为能够通过使用来源于参数的多次测量结果的平均值来计算的(除非另外说明)。除非另外指明,本文所指的所有平均值均为数均。
具体实施方式
本文公开了有孔织物10和可由这种织物制成的高可见度可透气服装1。服装是指在正常使用中由人穿上和穿着的物品。根据定义,术语服装不包括要附接到要由人穿上和穿着的服装上的任何物品。因此,术语服装不包括本文后面描述的一般类型的“装饰”物品。
在图1中示出了背心形式的示例性高可见度可透气服装1。通常,这种服装可以采取例如背心、夹克、衬衫(长袖或短袖)、裤子、连衣工作服等形式。此类服装将包括主外表面12,当服装被穿着时,所述主外表面的大部分或全部是可见的;以及主内表面13,该主内表面面向穿着者的身体并且当衣服被穿着时,该内主表面的大部分或全部是不可见的。
此类服装1将包括一个或多个回射区域14,以便赋予高可见度。在许多实施方案中,服装1的织物10的一些区域14可以是回射的,而织物10的其他区域15不是回射的。例如,回射区域14可以采取一个或多个垂直条带51和一个或多个水平条带52的形式,如图1的示例性设计中那样。至少一些此类回射区域将由回射层合物50提供,如本文中详细定义并描述的。
在一些实施方案中,存在于服装上的回射层合物50可采取尺寸为至少50平方厘米、100平方厘米、150平方厘米或200平方厘米的连续结构的形式。例如,此类连续结构可以采取图1所示的一般类型的水平或垂直条带的形式。(在各种实施方案中,此类条带可包括至少25mm、35mm或50mm的宽度。)在其他实施方案中,回射层合物可以采取许多相对小尺寸的结构的形式,例如每个占据小于50平方厘米、30平方厘米、20平方厘米、10平方厘米、5平方厘米、2平方厘米或1平方厘米的面积。在一些实施方案中,此类小规模结构可以是在共同未决的美国临时专利申请63/082616中描述的类型的“离散岛”,该美国临时专利申请的名称为包含回射层合物的离散岛状物的织物和服装(Fabric and Garment ComprisingDiscrete Islands of Retroreflective Laminate),代理人档案号83387US002,与本申请同日提交,并且通过以在83387US002申请中公开的一般方式在层合工艺中使用模板来实现。这种小尺寸结构可以彼此紧密靠近地布置,使得它们共同占据服装的大尺寸区域。例如,小条带形式的小尺寸结构可以布置成共同形成大尺寸条带,例如具有美国专利8256025的图3中所示的一般外观。这些布置的许多变化是可能的。例如,回射层合物可采取“连续的”而非回射层合物的离散部分的集合的大尺寸结构(例如,至少35mm宽的条带)的形式,但其仍然被图案化以便呈现其中不存在回射层合物的内部空间。(这种图案化结构可以例如类似于美国专利8256025的图4)。
在各种实施方案中,由回射层合物50提供的一些回射区域14可通过其中原始(例如有荧光的)织物10可见的区域而彼此分离;或者,回射区域可以紧密地邻接另一其他回射区域(例如,如图1中所示的垂直和水平回射条带51和52,以及图5中所示的工作示例样品的照片中可见的两个回射区域14)。在一些实施方案中,回射区域可以例如围绕服装的袖子、裤腿或其他部件连续地延伸。许多这样的布置是可能的。
在各种实施方案中,由一个或多个回射层合物50提供的回射区域15可共同构成服装的有孔织物的主外表面的总面积的至少2%、4%、8%、10%、20%、30%或40%。在另外的实施方案中,回射区域15可占服装的有孔织物的主外表面的总面积的至多90%、80%、70%、60%、50%、45%、35%、25%或15%。(在一些实施方案中,织物的基本上整个外表面可以是回射的。)
有孔织物
本文所公开的织物10是有孔织物。有孔织物是指包括多个开孔的织物,这些开孔共同占据至少3%的开孔面积百分比。(这种评估将基于织物的主要部分,并且将排除可能被例如接缝等覆盖的任何小部分,其中一些开孔可能被覆盖。)在各种实施方案中,此类开孔可占据至少5%、10%、15%或20%的开口面积百分比。在另外的实施方案中,此类开孔可以占据至多50%、45%、40%、35%、30%、25%、18%、13%或8%的开口面积百分比。一般来讲,开口面积百分比的上限可以由织物所要实现的期望可见度来确定,这将从下文的讨论中变得显而易见。特别地,如果希望织物满足在ANSI ISEA 107-2015美国国家高可见度安全服饰和附件标准(下文称为“ANSI 107-2015”)中提出的标准,则开口面积%可能需要低于一定的限制,以满足ANSI 107-2015标准的亮度要求。
开孔是指从主外表面12到主内表面13延伸穿过织物10的厚度的通孔(through-opening)(通孔(through-hole)),如图3的开孔11的示例性通用表示所示。这种开孔11将包括也如图3所示的侧壁22。根据定义,为了达到“开孔”的质量,这种通孔必须表现出至少0.3平方毫米的尺寸(面积)。
概括地说,这样的开孔11可以是以两种一般方式提供的两种一般类型。第一种类型是开孔,其固有地作为纺织织物(例如机织织物或针织织物)的长丝(词语“长丝”广义地包括线、股线、纱线等)之间的空间存在。换句话说,在一些实施方案中,织物可以是例如松散编织的纺织品,其中经纱和纬纱之间的至少一些空间足够大以用作开孔。(当沿着织物的向内-向外轴观察时,这种开孔可以是例如大致正方形的形状,这取决于编织物的特定性质)。这种类型的开孔将被称为“间隙”开孔,该开孔将固有地由制造织物的过程产生并且将不一定需要任何类型的后处理来形成开孔。(然而,应注意,只有表现出上述最小尺寸(面积)的开口将被用作“开孔”)。任何这种包括具有一定尺寸以用作间隙开孔的间隙开口的织物在本文中将被称为“网”。在任何现实生活的网中,一些开口可以足够大以用作开孔,而其他开口可能无法用作开孔。
第二种类型的开孔是穿孔,根据定义,该穿孔是通过在织物的初始生产(例如通过编织)之后进行的后处理而在织物中形成的开孔。这种后处理可以是例如机械穿孔(例如通过冲切)、水射流切割、激光切割、针刺等。在这种情况下,开孔的形状可以通过所使用的特定方法和设备来确定,例如圆形、椭圆形、正方形、六边形等。在一些实施方案中,可以存在间隙开孔和穿孔的组合(换句话说,在一些实施方案中,“网”可以被穿孔)。有孔织物10的开孔11在图3中以一般表示示出(因此可以是间隙开孔或穿孔);图5的织物照片中的开孔是穿孔,具有约1.4平方毫米的平均尺寸并且占据约7%的开口面积百分比。
在各种实施方案中,有孔织物的开孔11可以必须从表现出至少0.5平方毫米、1.0平方毫米、1.5平方毫米或2.0平方毫米的尺寸;在另外的实施方案中,开孔可以表现出至多20平方毫米、15平方毫米、10平方毫米、8平方毫米、6平方毫米、5平方毫米、4平方毫米、3平方毫米或2.5平方毫米的尺寸。
在各种实施方案中,有孔织物的开孔11可以表现出小于8.0、6.0、4.0、3.0、2.5、2.0、1.5或1.1的平均纵横比。纵横比是开孔的最大尺寸与开孔的最小尺寸沿垂直于织物的向内-向外轴线的方向的比率。(完美的圆形开孔将具有1.0的纵横比)。在一些情况下,开孔可以是稍微细长的(例如,图5的开孔11具有大约2.9的纵横比)。然而,如本文稍后将讨论的,在一些实施方案中,开孔不具有极高的纵横比(例如,超过6.0)可能是有利的;换句话说,在一些情况下,开孔不是非常长和窄可能是有利的。
在各种实施方案中,有孔织物的开孔11可以表现出小于1.0、0.6、0.4、0.2或0.1的平均长宽比。(最小长宽比可以是例如0.05或0.02)。开孔的长度是指开孔的“深度”;即,沿开孔在向内-向外方向上从织物的一个主面到织物的另一个主面的距离。“宽度”是指开孔的平均直径(或非圆形开孔的当量直径)。织物10的示例性开孔11的长度“l”和宽度“w”在图4中示出,这将在后面详细讨论。如本文稍后将讨论的,在一些实施方案中,开孔具有相对低的长宽比可能是有利的;即,相对短且矮而宽,而不是高且窄。有孔织物的厚度可以是任何合适的值(例如,其与开孔尺寸组合以赋予开孔期望的长宽比)。在各种实施方案中,有孔织物10可以表现出至少0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm或0.6mm的厚度。在另外的实施方案中,有孔织物10可以表现出至多2.0mm、1.5mm、1.0mm、0.8mm、0.55mm或0.45mm的厚度。
织物的透气性
织物10将是可透气的。这意味着孔11将占据至少3.0的开口面积百分比,以便允许空气,特别是水蒸气通过织物。在一些实施方案中,透气性可以通过织物的组成(例如,如果它是棉或棉共混物)和/或通过长丝之间存在空间而进一步增强,所述空间太小而不能在本文定义的意义上用作开孔,但仍然允许一些空气和/或水蒸气的传输。
织物10本身可以是任何合适的组合物,并且可以通过任何合适的方法制成。例如,织物10可以由例如聚酯、聚酯/棉共混物、棉、尼龙等制成。如果希望织物表现出对特定用途有益的耐热性和/或阻燃性,则织物可以包括公知材料或由公知材料制成,该公知材料诸如可以商品名KEVLAR和NOMEX、CELAZOLE和PBI-LP获得的产品。在一些实施方案中,这种织物可以是例如纺织品,例如织造纺织品或非织造纺织品或类似材料。然而,广泛地说,通过任何方法制造的适合用作衣服的任何片状材料都可以用作织物。
在许多实施方案中,服装1可以包括织物10,该织物作为单层存在于例如服装的总面积的至少60%、70%、80%、90%或95%上。即,除了其中可存在接缝、袖口、翻领、腰带、衬里等的这些区域之外,服装的大部分可以采用单层织物10的形式。这种单层将与包括多层织物的叠堆的服装不同。(然而,在本文中,单层织物将包括例如带有涂层的织物层,例如出于防水目的。)在一些实施方案中,织物可以是多层织物,例如其中单独的、预先制备的织物层例如通过层合彼此附接。在这样的实施方案中,织物层应当被布置或处理(例如,通过在层已经彼此附接之后对该层进行共同穿孔),使得层的开孔彼此对准,从而保持足够的透气性。
在许多实施方案中,这种织物10可以是有荧光的。“有荧光的”是指织物(以及由其制成的服装1)将表现出满足ANSI 107-2015中提出的标准的亮度(最小亮度因数)。本领域普通技术人员将知道,这种最小值根据特定的荧光颜色而变化(例如,荧光黄色织物必须具有0.70的最小亮度因数)。这可以例如通过将一种或多种荧光添加剂掺入到织物中(例如掺入到形成织物的长丝中)来实现。这种荧光添加剂和织物可广泛获得。在这样的实施方案中,服装可以呈现例如亮黄色、橙色或绿色荧光区域,这些区域散布有回射区域(例如条带)。在其照片出现在图5中的工作示例样品中,织物10上不具有回射层合物50的区域15呈现原始织物的亮荧光黄色,尽管这在图5的灰度照片中不可见。在该样品中,区域14显示出(在环境光中)亮银色,这是许多回射层的特征。
回射层合物
如本文所公开的,服装1的至少一个回射区域将由回射层合物提供。图3的侧剖视图(以示例性的一般表示方式描绘)描绘了设置在有孔织物10的一个区域14上的回射层合物50,而织物10的另一个相邻区域15上不存在回射层合物50。
图2是带有示例性回射层合物50的织物10的一部分(在开孔之间,使得图2中未示出开孔)的放大视图。在许多实施方案中,这种层合物50可以包括粘结剂层60、透明微球70和粘合剂63。粘合剂63可以方便地为如图2所示的连续层的形式;然而,在一些实施方案中,这种粘合剂可以例如通过喷涂不连续地提供。
这种层合物50将提供在粘结剂层60的正面的长度和宽度上间隔开的多个回射元件。每个回射元件将包括透明微球70,该透明微球部分地嵌入粘结剂层60中,使得微球70的部分71被部分地暴露。粘结剂层60保持并保留透明微球70,并以这样的方式呈现它们,使得它们可以发挥回射效果,并为回射层合物50提供足够的机械完整性以进行加工和处理。
每个透明微球70具有位于粘结剂层60中的嵌入部分72。反射层73将设置在微球70的嵌入部分72与粘结剂层60之间。微球70和反射层73使大量的入射光朝向光源共同地返回。也就是说,与回射层合物的外侧相遇的光进入并穿过微球70,并且被反射层73反射,以再次重新进入微球70,从而以术语“回射”所表示的一般方式使光被转向以朝光源返回。
回射层合物50包括如上所述的粘合剂63。在图2的示例性描绘中,粘合剂层63的主内表面64与织物10的主外表面12接触。粘合剂层63的主外表面65与粘结剂层60的主内表面61接触。在所描绘的实施方案中,粘结剂层60的主外表面62将提供层合物50的主外表面53(忽略微球70的突出部分71);粘合剂层63的主内表面64将提供层合物50的主内表面。
如上所述,如本文所公开提供的回射组件是回射层合物50。层合物是指预先存在的叠堆(例如包括如上所述的带有微球的粘结剂层60和粘合剂层63),该叠堆通过层合物的粘合剂层63作为整体以粘合方式粘结到织物10。根据定义,粘合剂层63是在与织物10接触之前的回射层合物50的部件。因此,这种布置与例如将粘合剂设置在织物上(例如,通过丝网印刷),然后使回射物品与粘合剂接触的方法不同。本领域普通技术人员将理解,本文公开的方法(其中粘合剂层是回射层合物的预先存在的部件)将使所得产品(带有回射层合物的织物层)表现出将该产品与通过例如丝网印刷或以其他方式将粘合剂层设置到织物上而获得的产品区分开的至少一些特征。如本文所公开的回射层合物也将不同于例如通过例如将回射层直接涂覆到织物上而形成的回射物品。
无支撑的
根据定义,回射层合物50是无支撑的。这意味着层合物50不包括任何种类的支撑基底、层、膜等(除了粘结剂层60之外),该层合物用于以增加层合物的厚度为代价提供机械完整性。特别地,无支撑层合物50不包括任何织物层等。在这方面,本文所公开的方法明显不同于提供具有回射性的服装的许多常规方法。多年来,已经通过提供一个或多个“装饰”形式的回射物品来赋予服装回射性;即,以设置在支撑织物层上的回射层的形式。“饰条”例如通过缝合,通过超声波粘结,通过粘合剂等附接到衣服。结果是存在两层织物(服装织物和装饰织物)。这可以降低衣服的透气性,可以增加衣服的局部刚度,等等。
相比之下,在本方法中,将回射层合物50直接设置在服装的织物上,而不需要任何附加的支撑织物层。这种方法消除了将由织物支撑层所赋予的额外厚度,使对透气性和刚度的任何影响最小化,并且使通常由回射“饰条”呈现的粗糙边缘最小化。(在一些情况下,如图3所示的回射层合物50的边缘55可能是如此细微,以致人们可能能够沿着织物移动他们的手指,并且不能容易地分辨何时遇到层合物的边缘)。因此,在一些实施方案中,安装在服装的织物上的回射层合物可以提供“低轮廓”回射区域,其中回射区域的局部厚度(服装织物和回射层合物的组合厚度)可比单独的衣服织物的厚度大了小于1.5倍、1.3倍或1.2倍。作为具体示例,在一些实施方案中,有孔织物的厚度可以是例如0.4mm-0.5mm,并且待层合至有孔织物的回射层合物的厚度可以是例如0.10mm-0.15mm。
因此,总之,如本文所公开的无支撑的回射层合物将不包括任何种类的支撑基底,诸如织物层。在一些实施方案中,此类层合物可以基本上由两个主要层组成或由两个主要层组成:粘结剂层和将层合物附接到服装的织物的粘合剂层。在本文中,主要层被认为是结构层,其根据定义包括粘结剂层和粘合剂层。根据定义,主要层不包括光学层,诸如回射层(例如蒸气涂覆的金属层)等(此类层在本文中将称为次要层)。层合物可以由这两个主要层组成的条件不排除其他组分(例如微球)的存在,和/或本文认为是次要层的其他层的存在。
根据定义,如本文所公开的回射层合物将包括多于一个主要层。例如,在许多实施方案中,将存在粘结剂层60和粘合剂层63。粘合剂层63和粘结剂层60是组成和功能不同的单独层,其中粘结剂层提供回射元件,并且粘合剂层用于将粘结剂层保持在所需织物上的适当位置。这种布置与其中使用单个主要层(例如,自身提供回射元件的粘合剂层)的布置不同。提供回射元件的离散物品(例如透明微球)在本文中不被认为构成“层”。
在各种实施方案中,回射层合物(在不存在任何衬里的情况下)可以表现出从其外表面53到其内表面54(例如,从粘结剂层60的外表面62到粘合剂层63的内表面64,并且不考虑突出到粘结剂层上方的任何微球)为约20微米、40微米或60微米至约300微米、200微米、150微米、100微米、80微米或50微米的厚度。在各种实施方案中,回射层合物从其外表面53到其内表面54(例如,从粘结剂层60的外表面62到粘合剂层63的内表面64,并且不考虑突出到粘结剂层上方的任何微球)的厚度可以为其所附接的织物的厚度的约5%、10%、20%或30%至约80%、60%、50%、40%、35%、25%或15%。
层合物50通过粘合剂63以粘合方式粘结到有孔织物10的主外表面12。粘合剂63可以是允许进行层合的任何合适的类型。在一些实施方案中,这种粘合剂63在室温(21℃)处可以是压敏粘合剂(PSA)。根据定义,这种PSA将满足公知的Dahlquist标准,即在21℃处表现出大于1×10-6cm2/达因的一秒蠕变柔量。
在其他实施方案中,这种粘合剂63可以是在室温处不表现出PSA性质但可以升高到该粘合剂粘结到织物上的温度(例如,通过在如本文稍后所述的热压机中进行层合)的材料。一些此类实施方案可以具有如下优点:如果粘合剂在室温处(以及在粘合剂在储存、运输和处理期间可暴露的所有温度处)是足够非粘性的,则粘合剂可能不需要被非粘性衬里覆盖。
在一些实施方案中,粘合剂可以是可被加热到一定温度的材料(例如,所谓的热熔粘合剂),在该温度处,粘合剂可以被可流动地沉积(例如,涂覆或挤出)到粘结剂层上,之后该粘合剂可以被冷却以形成粘合剂层。可以保持所得层合物直到期望将层合物附接到织物时为止,此时可以将粘合剂加热(例如在如本文稍后描述的平压机中)到足以将层合物粘结到织物的温度。
在一些实施方案中,粘合剂可以是例如膜或片材形式的热塑性材料,该材料可以通过热层合而不是通过必须完全熔融粘合剂材料而设置在粘合剂层上,从而例如通过涂覆将其设置在粘结剂上。然后可以以与上述用于可流动沉积的热熔性粘合剂类似的方式使用所得的层合物。此类材料可以具有例如25微米、50微米或75微米至150微米、125微米、100微米或75微米的厚度,并且可以具有例如100℃至150℃范围内的软化点。
因此,在一些实施方案中,可以将合适的粘合剂设置在粘结剂层上,无论是通过例如液体涂覆、喷涂、挤出或层合,将所得制品储存(在粘合剂上具有或不具有不粘衬里,这取决于特定粘合剂的特性)直至期望将制品层合到织物时为止。在其他实施方案中,作为层合过程的一部分(例如,在即将将所得制品层合到织物之前),可以例如通过液体涂覆、喷涂、挤出或层合将合适的粘合剂设置到粘结剂层上。
各种PSA、可热熔融流动的粘合剂、可热活化的粘合剂膜等可广泛获得。此类材料可由以下物质制成或包括以下物质:例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯聚合物和共聚物、天然橡胶聚合物、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚己内酯、聚碳酸酯、苯乙烯嵌段共聚物等。此类材料可以购自供应商,诸如3M公司(3M)、波斯蒂克公司(Bostik)(阿科玛(Arkema))、路博润公司(Lubrizol)、毕玛时(Bemis)、亨茨曼公司(Huntsman)、渥尔森公司(Woorthen)和塞拉尼斯公司(Celanese)。在一些实施方案中,粘合剂的组成可以根据待粘结的织物来选择。例如,如果层合物要粘结到包含聚酯、棉、聚酯-棉共混物等的织物,则可以使用包括聚酯等的粘合剂。尽管如上所述许多这样的粘合剂可以是热塑性的,但是在一些实施方案中,可以使用热固性粘合剂,例如基于例如聚氨酯或聚烯烃的反应性热熔融粘合剂。这种粘合剂可购自例如布亨粘合剂系统(Buhen Adhesive Systems)。
非闭塞的
回射层合物50是非闭塞的,这意味着层合物50不堵塞(封闭)织物10的开孔11,如图3所示。即,层合物50与织物10的连接不会导致层合物50“桥接”在开孔11上或以其他方式填充该开孔。本领域普通技术人员将理解,在实际生产中,开孔11可能偶尔被层合物桥接或以其他方式填充,如在任何实际生产过程中统计上可能发生的;然而,总的来说,绝大多数开孔11将保持打开。这可从图5中容易地看出,该图示出了示例性工作示例的有孔织物10,其中区域14带有与其粘结的回射层合物50。基本上,织物10的区域14中的层合物50覆盖的所有开孔11保持打开。此外,层合物50的存在似乎不会显著减小开孔11的尺寸。因此,在各种实施方案中,织物10的带有回射层合物50的区域14的开孔11的平均尺寸(以平方毫米计,当沿向内-向外轴线观察开孔时测量)可以为不带有层合物50的区域15的开孔的平均尺寸的至少40%、60%、70%、80%、85%或90%。(区域14中的开孔的该平均尺寸是指开孔中存在的回射层合物所界定的尺寸,而不是指织物本身中的开孔的原始尺寸。)区域14中的开孔的开口面积百分比,以及该区域所表现出的透气性和透气性将保持与区域15相当地相似。
应注意,这种非闭塞的状态仅适用于织物10的大到足以用作开孔的通孔。在许多情况下(特别是如果织物10是已经以图5的织物10的一般方式被穿孔的网),较小的孔(例如长丝、纤维、线等之间的间隙空间)可以被粘合剂填充并堵塞。本文所公开的布置允许这种情况发生,只要开孔未被堵塞,使得织物保持透气即可。
上述讨论清楚地表明,织物层10的开孔11和回射层合物50的相应开口56将沿着组件的向内-向外方向彼此对准,例如如图3所示和如图5可见。然而,还将清楚的是,这种布置可以区别于这样的布置:在该布置中,回射层合物和织物通过开孔彼此附接,然后在一个操作中(例如通过共穿孔)穿过两个物品引入。
在本方法中,将至少包括粘结剂层60和粘合剂层63的预制回射层合物50与有孔织物10放在一起,使得粘合剂层在织物的所需区域14中接触有孔织物10的主表面12。(织物的其他区域15可以保持原样,而不在其中设置回射层合物)。施加例如热和/或压力使得粘合剂63粘结到织物10。
使用适当的热和/或压力将层合物50和有孔织物10结合在一起的过程可以例如通过一对层合工具来实现。在一些实施方案中,该对层合工具可以采取压料辊设备的辊的形式。这种设备可以包括支撑回射层合物的第一背衬辊和支撑织物的第二背衬辊,其中在第一背衬辊和第二背衬辊的表面最接近的点处建立合适的间隙。每个背衬辊的表面均可以被选择为具有任何合适的硬度;例如,该表面可以是钢或其他金属,或者可以例如配备有任何合适厚度和硬度的例如硅橡胶等的涂层或套筒。
然而,在一些实施方案中,层合可以通过将回射层合物和有孔织物放置在平压机中并在合适的温度和/或压力下将它们压在一起而进行。这种工艺将是分批工艺而不是卷对卷工艺。这种方法在允许使用已经至少部分地切割成服装形状的织物方面可能是有利的,这对于压料辊系统可能是困难的。顺便注意到,附接有回射层合物(通常是多片层合物)的织物片本身可以形成服装,例如在任何最终切割或精加工过程之后。然而,在一些实施方案中,服装可以通过取两片或更多片织物(其中至少一片带有一个或多个回射层合物)并例如通过缝合将织物片接合在一起而形成。本文所公开的方法涵盖任何此类布置。
在使用平压机时,可以将一个或两个压板控制在所需温度(例如160℃-180℃)。压板可以用合适的压力(例如40psi-60psi)和合适的时间(例如5秒、10秒或15秒,至多60秒、40秒或20秒)合在一起。然后可以将压板分开,并且(在等待物品冷却到足以充分地建立粘合剂和织物之间的结合的程度之后)可以将带有一个或多个以粘合方式粘结到其上的回射层合物片的有孔织物移除。用于这种操作的合适的压机可以是可例如购自中国台湾省的元威精机股份有限公司(Yourway Machinery Co.,Ltd.,Taiwan,China)的一般类型。如果需要,层合设备和方法可构造成使得回射层合物以所需图案设置在有孔织物上。这可以例如通过使用适当图案化的模版、通过将耐热掩蔽材料以所需图案沉积到层合物的粘合剂层上、或通过任何类似的方法来实现。
如本文所详述,本文所公开的方法涉及生产其上具有回射层合物的有孔织物,而不用层合物堵塞(填充)开孔。例如组合使用的各种方法和工艺条件能够实现这一点。
已经发现一种通用方法产生有利的结果。这是使用定位在有孔织物的与回射层合物相反的一侧上(即,在织物的将成为最终服装的内侧的一侧上)的牺牲基底。已经发现,当回射层合物在层合过程中被压在织物的向外表面上时,层合物可以变形(膨胀)到织物的开孔中。这可以这样进行,使得层合物的粘合剂层的表面可以接触并粘结到在开孔的内端处暴露的牺牲基底的表面。当层合过程结束并且牺牲基底与织物/层合物组件分离时(例如,当基底从有孔织物的向内主表面剥离时),粘结到牺牲基底的粘合剂区域(连同在该粘合剂区域的顶上的粘结剂)将与基底一起被移除。即,粘合剂和粘结剂材料的这些区域将与分别围绕它们的粘合剂和粘结剂材料分离,使得层合物的这些局部区域保持粘结到牺牲基底。结果是,牺牲基底与有孔织物的分离将层合物从开孔的向内开口移除,并使开孔处于如图3所示的未堵塞状态。
可以选择牺牲基底的组成、物理性质(例如刚度),特别是表面性质,以增强粘合剂粘结到基底表面的能力,从而实现上述效果。牺牲基底可以是任何合适的材料,例如织物、聚合物膜等。
在许多实施方案中,这种牺牲基底在层合过程之前不会预先附接到有孔织物。(相反,在层合时,两层都将放置在平压机内。)这种布置与例如其中在将这些物品中的任一个输入到层合工艺之前将牺牲基底附接到有孔织物的方法不同。
在本文前面简要提及,现在可以理解,开孔11相当短且矮而宽(而不是具有高的长宽比),并且具有相当低的纵横比可能是有利的。即,这种条件可以使得层合物更容易变形进入并通过开孔足够远以接触牺牲基底。在这一点上,已经发现本文早先提出的各种尺寸和比率是足够的。
已经讨论了本文所公开的回射层合物将是无支撑的,这意味着它不包括任何支撑层,诸如聚合物膜或织物层。现在可以理解,没有这种支撑层将使得层合物更容易变形进入并通过织物的开孔。(粘结剂层和粘合剂层的组成也可以选择为例如相对弹性的、可变形的等,以进一步增强这种能力。)此外,层合过程可以用“无衬里”的回射层合物进行。即,在层合过程之前,将移除所接收的层合物上存在的任何衬里。这显然包括可能已经存在以保护粘合剂的任何衬里(例如,如果粘合剂足够粘而需要使用衬里用于处理和储存)。
然而,如果存在“背面”衬里(即,在粘结剂层的与粘合剂相反的一侧上的衬里,即在回射层合物的外侧上的衬里),则在层合之前还必须将其移除。(如果在层合之前衬里没有被移除,则被这种衬里占据的位置在图2中由附图标记74表示。)这与回射制品的生产和这种制品与织物的粘结中的常规实践相反。通常,包含如本文所公开的微球的回射制品是从衬里(通常称为载体)开始构建的。在常规实践中,这种衬里被软化(例如通过加热)并且多个透明微球被部分地嵌入衬里中。然后将反射层(例如金属涂层)施加到微球的暴露部分。然后将粘结剂前体(例如聚合物树脂)涂覆到衬里上,覆盖微球的暴露部分,并硬化以形成粘结剂层。然后将粘合剂层沉积在粘结剂层的顶上。然后储存所得制品,直到将其附接到织物上时为止。
为了进行附接,将仍然存在衬里的制品放置在织物上,使粘合剂与织物接触。然后加热所得叠堆以将粘合剂粘结到织物。该整个过程通常在仍存在原始衬里(载体)的情况下进行。仅在制品粘结到织物之后,才移除衬里/载体。
如本领域中常规已知的,这种方法具有以下优点:衬里/载体可稳定回射制品,并且特别是可使回射制品在处理过程中的任何拉伸或翘曲最小化。这种考虑对于例如涉及回射制品的辊到辊处理的大规模操作可能是重要的。然而,本发明已揭示,对于本文所公开的类型的层合操作,可以在层合物粘结到织物之前从回射层合物移除任何此类衬里/载体,而不会对层合物造成不适当的变形或损坏。并且,本讨论清楚地表明,在层合物上不存在任何这种衬里/载体将显著降低层合物的刚度,并且将使层合物更容易变形进入并通过织物的开孔。
如果在没有背面衬里/载体的情况下,回射层合物特别弱或者难以处理,则可以使用稍微改进的层合程序。例如,可将层合物放置在期望的有孔织物上,其中背面衬里仍在适当位置。然后可以施加温和的热和/或压力以将层合物粘着在适当位置。在层合物以此方式粘附到织物的情况下,可移除背面衬里,之后可以进行完全的层合过程(使用如本文所述的温度和/或压力)。
除了上面讨论的选择合适的牺牲基底、选择开孔的合适尺寸、在不存在衬里/载体的情况下进行层合等等的指导方针之外,已经发现另一种方法产生特别有利的结果。这是在层合过程中在回射层合物后面使用柔顺垫(compliant pad)。已经发现,这种柔顺垫的存在可以显著增强层合物变形进入并通过织物开孔的能力。(换句话讲,柔顺垫可以有助于将层合物推进开孔中)。
柔顺垫是指表现出100或更小的Shore OO硬度的垫。在各种实施方案中,这种垫可以表现出小于90、80、70、60、50、40、30或20的Shore OO硬度。在一些实施方案中,这种垫可以表现出至少5、10或15的Shore OO硬度。这种柔顺垫可以由任何合适的材料制成,例如硅橡胶,以确保粘结剂(和透明微球)在层合条件下不会粘附到垫。在各种实施方案中,这种垫可以是致密材料(例如,缺乏空隙或孔隙率的硅橡胶);或者,垫可以是例如泡沫或纤维材料,例如织造织物或非织造织物或皮革材料,只要其表现出必要的柔顺性即可。将在室温(21℃)处测量上述Shore值。应理解,任何这种垫的实际硬度可以随温度而变化,例如,垫可以在用于层合的温度下变得略微更软。当选择具有特定室温Shore值的垫时,将考虑任何这样的现象。
在一些实施方案中,如本文所公开的层合工艺可以用平压机进行。在这种情况下,柔顺垫可以放置在回射层合物和层压机的压板之间,即,放置在层合物的将成为成品服装的外侧的一侧上。在此类层合工艺中,可以加热压板中的任一者或两者(在层合物和柔顺垫后面的压板,和/或在牺牲基底后面的压板)。如果层合物和柔顺垫后面的压板被加热,则柔顺垫具有高热导率(例如,高于常规硅橡胶的热导率)使得热量可以通过垫传递可能是有益的。具有增强的热导率的柔顺垫(例如,通过将导热填料掺入到硅橡胶中)可以从许多来源获得。这种柔顺垫包括例如可以一般商标名TG-A和TG-AK购自英国拉特沃思的高柏科技公司(T-Global Technology,Lutterworth,UK)的各种产品。这种垫可以表现出例如在2W/mK-18W/mK范围内的热导率(与通常表现出在0.2W/mK-0.4W/mK范围内的热导率的常规硅橡胶相反)。如果在牺牲基底后面的压板被加热,则在回射层合物后面的柔顺垫可不必表现出高热导率,尽管这可以根据需要设置。在各种实施方案中,这种垫的总厚度可以为至少1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm、6.0mm或8.0mm。在另外的实施方案中,这种垫可以为至多10mm、7mm、5mm或2.5mm厚。垫的厚度可以影响垫可能需要的热导率;即,相对薄的垫可能不需要非常高的热导率。
这种布置可以根据需要变化。例如,可以使用两个柔顺垫,一个位于回射层合物后面,而一个位于牺牲基底后面。可以加热任一个或两个压板,并且可以相应地选择常规的柔顺垫与具有增强的热导率的柔顺垫。可能的是,位于牺牲基板后面的柔顺垫可用于将牺牲基板推进开孔中,以便更容易地与回射层合物的粘合剂接触,并因此可增强本文所公开的效果。然而,迄今为止的工作已表明,位于回射层合物后面的单个(导热)柔顺垫可以提供优异的结果。在一些实施方案中,一个或多个柔顺垫可以与层合物和织物一起插入到压印机中以形成叠堆。在一些此类实施方案中,垫可以使用多次(例如,多于10次)。在其他实施方案中,垫可以仅使用几次(例如,10次、5次或2次使用,或甚至单次使用),例如,该垫可以采取柔顺织物片的形式,该柔顺织物片被使用并然后被处置或回收。在一些实施方案中,有可能将柔顺垫附接到压机的压板,使得垫可以多次使用而不从压机移除。可以选择垫的组成(或至少垫的将面向粘结剂层的主表面的组成),使得在用于将回射层合物层合至织物的条件下,垫和粘结剂层将不会彼此粘附(和/或可与垫接触的任何粘合剂将不会粘附到垫)。
以上讨论的因素可以例如组合地操作以实现特别有利的结果。(虽然不希望受理论或机制的限制,但在层合过程中使用柔顺垫在这方面可能是特别有帮助的。)该有利结果在图4中以一般化的代表性方式示出,该图是图3的开孔中的一个开孔的单独的放大视图。
如上面详细讨论的,上述层合方法可以将回射层合物50设置在有孔织物10的主表面上,而不堵塞织物的开孔11,如图4所示。然而,本发明已揭示本文所公开的方法不仅可以将回射层合物50设置在有孔织物10上而不阻塞织物的开孔11,此类布置实际上可以提供,至少对于一些开孔11,回射层合物50的“凸缘”部分81可以以图4中所示的一般方式实际向内“包裹”到开孔11中。尽管在图4中不可见其整体,但据信这种凸缘将通常围绕整个开孔11延伸;例如,如果图4的开孔11是圆形的,则凸缘81将采取环形圈的形式。在一些实施方案中,凸缘81将至少在沿着开孔11的“长度”的一个位置84处限定开孔的圆周边界,如图4中以理想化的方式所示。这意味着在这样的位置84处,开孔的实际直径将由凸缘的回射材料限定,并且将稍微小于由织物侧壁22限定的开孔的原始直径。
还可以看出,至少在一些情况下,层合过程可以使向内包裹到开孔11中的凸缘81通过层合物的粘合层剂63而以粘合方式粘合到开孔的侧壁22。因此,例如参见图4,凸缘81的一部分可以通过粘合剂(图4中未具体示出)例如至少在位置23处粘合到侧壁22。
更进一步地,本发明揭示了回射层合物50的凸缘81可以向内包裹到开孔11中,使得至少在凸缘81上的一些位置处,回射层合物的外表面53面向偏离有孔织物的向内-向外轴线的方向。换句话说,使回射层合物的凸缘81变形进入开孔中的动作可以导致凸缘的外表面53在其他位置处不再平行于回射层合物的外表面53。(在其他位置,例如不在开孔11附近,回射层合物的外表面53通常平行于织物10的主平面)。
这种情况在图4中以一般表示示出。层合物的向外表面53面对凸缘81的方向与组件的向内-向外轴线之间的偏移可以通过轴线82来表征,该轴线在凸缘81上的位置85处局部地垂直于外表面53的平面绘制,如图4中的示例性实施方案所示。该偏移是轴线82与组件的向内-向外轴线之间的角度差。(在图4中,该偏移在大约70度-75度的范围内。)在各种实施方案中,这种偏移可以是至少10度、20度、30度、40度、50度、60度或70度。在另外的实施方案中,这种偏移可以是至多90度、80度、65度、55度、45度、35度或25度。这种偏移可以例如通过切割开孔和相关凸缘的横截面样品并进行光学或扫描电子显微术来通过实验表征。该偏移可以在不同位置处变化,例如,对于凸缘81的在开孔11中更深的部分,该偏移可以更大。为了使偏移有资格大于某个值,仅需要偏移在开孔内的任何位置处超过该值。
回射层合物50的凸缘部分81的外表面53所面向的方向上的局部偏差可能是非常有用的,如以下讨论所揭示的。本领域普通技术人员将理解,许多回射制品在基本上正面光(即,在低角度)中表现出极好的回射性(例如表现为非常高的回射性系数),但在非常高的角度(这种角度通常称为“掠射(glancing)”或“掠射(grazing)”角)处可以表现出急剧降低的回射性。这是由所使用的布置(例如一组反射微球)建立的光路的自然结果。本发明已经揭示了在回射层合物的开孔中存在向内包裹的凸缘81可以在高角度下提供显著的回射性增强。(这样的角度可以相对于入射光、视角或通常两者)。
这在图6和图7中得到证实。图6是带有回射层合物50的有孔织物10的工作实施例样品以及回射膜的比较例样品90的照片(用iPhone X拍摄)。将两个样品安装(包裹到)在直径为3英寸的圆筒上。如所预期的,两个样品在或多或少正面观察的区域91(比较例样品)和92(工作实施例样品)中均表现出优异的回射性。(除了使用iPhone的闪光来照明样品之外,没有进行特别的尝试来控制照明条件。)比较例样品的回射性在样品的边缘处基本上完全下降,该边缘处于非常高的(掠射)角。事实上,样品的边缘处的区域93几乎完全是暗的。
相比之下,即使在弯曲样品的边缘处的非常高的掠射角下,工作实施例样品的回射性也被显著良好地保持,如图6的区域94所示。
这些结果在图7中更显著地呈现,该图是以与图6中类似的方式弯曲的工作实施例样品和比较例样品90的边缘的放大视图。同样,明显的是,比较例90的回射性在高角度位置93处几乎完全消失。相比之下,工作实施例样品的类似的高角度位置94仍表现出显著的回射性。此外,在该放大视图中,看来大部分在高角度下保持的该回射性是由已包裹到开孔11中的回射层合物50的凸缘81提供的。即,在图7中,看来存在于侧壁22上的凸缘81在高角度区域94中作为明亮的细长补片可见。
这似乎表明,在高角度下有利地保留回射性至少部分地或甚至实质上归因于凸缘81,该凸缘被包裹到开孔11中并因此面向与大多数回射层合物50所面向的方向(向内-向外方向)不同的方向。这可以增强高角度下的回射性能,而不会不可接受地降低低角度下的性能。
此外,如图5-图8中所示的那些照片以及本发明中的其他观察结果表明,凸缘81似乎能够相当深地穿入开孔11中。即,参照图4,凸缘81似乎不限于仅包裹到开孔11的外部入口部分21中。相反,层合过程似乎能够使凸缘81更深地穿透到开孔中,以便覆盖开孔11的侧壁22的大部分。
图4的一般性图示示出了凸缘81,该凸缘已经穿入织物10的开孔11的总长度(深度)的大约20%。然而,本发明已经表明,在一些情况下,凸缘81能够甚至更深地穿入开孔11中。因此,在各种实施方案中,凸缘81能够穿入开孔11的总长度的例如10%、20%、30%、40%、50%或甚至更多。这种穿透将从织物的主外表面12测量到凸缘81的最深末端83,并且将与从主外表面12到主内表面13的织物厚度成比例,以百分比形式提供结果。
因此明显的是,在一些情况下,开孔11的侧壁22的面积的相当大的部分可以被回射层合物50占据。在更高的视角下,越来越多的这种回射材料可以有效地有助于观察到的回射性,并因此可以有助于增强上述高角度回射性的保留性。事实上,已经发现工作实施例样品已经能够通过“32角”回射性测试(如ANSI 107-2015的表5中所述),该测试考虑了在高角度下的回射性能。
图8进一步证明了上述现象,该图是示例性回射层合物50层合到其上的有孔织物10的代表性开孔11的50X扫描电子显微镜照片。在该放大倍数下,容易地看到回射层合物50的微球70。从图8中明显看出,回射层合物50的凸缘部分81不仅包裹到开孔11的入口21中,而且实际上似乎已经非常深地穿入到开孔中,以便覆盖开孔的侧壁23的绝大部分。
本发明的最初目的是实现将无支撑的回射层合物50层合到有孔织物10上,以防止堵塞织物的开孔11,目的是保持织物的透气性。参考图5中的工作实施例样品的照片,开孔11在不存在回射层合物的区域15中的外观与开孔11在带有回射层合物的区域14中的外观的比较揭示这已经实现。然而,实现了进一步的结果,即在高入射角和/或视角下增强的回射性保留性。这是令人惊讶的结果,本领域中没有教导指出本文所述的类型的层合可导致无支撑的回射层“包裹”到有孔织物的开孔中并且/或者指出这种情况可增强高角度回射性。
特别令人惊奇的是,既能避免开孔的堵塞,又能将回射层包裹在开孔中,从而增强回射性。即,令人惊奇的是,将回射层合物推入开孔中并将回射层合物设置在开孔的侧壁上;并且,可以实现这一点而不会不可接受地阻塞开孔。然而,图5、图6和图7中呈现的照片证明了这一成就。
更进一步地,显然上述凸缘81的大部分区域可以通过回射层合物的粘合剂层63粘结到开孔11的侧壁22。这由工作实施例样品表现出的洗涤耐久性证明。具体而言,具有多次洗涤的工作实施例样品的回射性能的任何下降似乎具有与常规回射制品所特有观察到的相似量值。(如果用每次洗涤连续去除回射层合物的部分,则预期回射性能会急剧下降。)在层合过程中,凸缘81与开孔11的侧壁22的这种明显结合同样是令人惊讶的结果。
将简要提供各种部件(例如粘结剂、透明微球等)的附加描述。然而,在许多专利文献中详细描述了此类部件,并因此这里不再详细描述。
如前所述,粘结剂层60保持并保留透明微球70,并以可实现回射效果的方式呈现该透明微球。粘结剂层60还赋予回射层合物50足够的机械完整性,使得层合物50可以在不存在任何附加支撑层的情况下被加工和处理,例如层合到织物。在各种实施方案中,粘结剂层可以表现出例如30微米至250微米的平均厚度。在如本文所公开的层合条件下,粘结剂层60将软化并变得可变形至允许实现本文所述效果的程度。具体地说,粘结剂层应当能够以所述方式变形进入开孔;并且,该粘结剂层必须能够在粘结剂的一部分粘结到牺牲基板并且粘结剂的一部分保留在开孔内以形成凸缘的位置处分开。因此,在许多实施方案中,粘结剂应该是热塑性材料而不是热固性材料(尽管在一些特定的实施方案中,它可以是在层合温度下足够弱的热固性(网状)材料,以允许粘结剂以本文所述的方式变形和分离)。
粘结剂层60可以具有任何合适的组合物。在一些实施方案中,粘结剂层60可以是美国临时专利申请62/785326和所得PCT申请WO2020/136531中公开的一般类型的组合物,该专利申请全文以引用方式并入本文。此类组合物可以包含例如苯乙烯嵌段共聚物与一种或多种合适的增粘剂(例如包含非碳杂原子官能团的增粘剂)的组合。在一些实施方案中,粘结剂层60可以是美国临时专利申请62/785344和所得PCT申请WO2020/136567中公开的一般类型的组合物,该专利申请全文以引用方式并入本文。此类组合物可以包含例如至少一种增粘剂,以及选自天然橡胶和合成橡胶中的至少一者的至少一种弹性体(例如弹性体苯乙烯嵌段共聚物)。
在一些实施方案中,粘结剂层60可以是以下专利申请中公开的一般类型的组合物:美国临时专利申请62/522279和所得的PCT申请WO2018/236783,以及美国临时专利申请62/527090和所得的PCT申请WO2019/003158,所有这些专利申请均全文以引用方式并入本文。这些文件描述了可以用于形成“嵌入珠粘结层”(例如,即粘结剂层)的各种可固化(甲基)丙烯酸酯配制物。例如,US’090文件描述了以下组合物:其可以包含衍生自含有1至14个碳原子的醇的一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元,以及氨基甲酸乙酯丙烯酸酯聚合物或丙烯酸共聚物中的至少一者。US’279文件描述了以下组合物:其可以包含衍生自含有1至14个碳原子的醇的一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元,以及聚乙烯醇缩醛树脂。在美国专利申请公布2017/0276844、2020/0264352和2020/0264349中描述了其他可能合适的粘结剂组合物,所有这些专利申请全文均以引用方式并入本文。
回射不会玩50的粘合剂层63可以为任何合适的类型,如本文早先所述。各种粘结剂在美国专利申请公布2017/0276844中描述,该专利申请全文以引用方式并入本文。应注意,在层合过程中使用的牺牲基板的组成可以根据回射层合物的粘结剂63的组成来选择。例如,如果粘合剂63是聚酯基粘结剂,则牺牲基底可以是聚酯基底料(例如,聚酯织物)。此类措施可以确保粘合剂63将以本文所述的方式在开孔织物的开孔的底部处粘结到牺牲基底。在一些实施方案中,可能仅需要牺牲基底的表面可以具有与回射层合物的粘结剂相容的组合物。例如,如果粘合剂63是聚氨酯基粘合剂,则牺牲基底可以包括聚氨酯的表面涂层。
可能期望的是,选择各种物品的组成,使得粘合剂63与粘结剂层60之间的粘结足够强(例如,比在粘合剂63与牺牲基底之间建立的粘结更强),使得粘合剂63不会与粘结剂层60分离。换句话说,目标是粘合剂63和粘结剂层60(而不是仅粘合剂63)都将转移到牺牲基底,从而在织物中留下未堵塞的开孔。
用于回射层合物的透明微球70可以是任何合适的类型。术语“透明的”通常用来指透射所选择的波长处或所选择的波长范围内的电磁辐射的至少50%的主体(例如,玻璃微球)或基底。在各种实施方案中,透明微球可由例如无机玻璃制成,和/或可具有例如1.7至2.0的折射率。在各种实施方案中,微球可具有至少20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米或80微米的平均直径。在各种实施方案中,微球可具有至多200微米、180微米、160微米、140微米、120微米、100微米、80微米或60微米的平均直径。绝大多数(例如,按数量计至少90%)微球体的形状可以是至少大致、大体上或基本上球形的。然而,应当理解,如在任何现实、大规模工艺中生产的微球体可包括在形状上表现出轻微偏差或不规则的少量微球体。因此,术语“微球”的使用不要求这些物品的形状必须例如是完美或精确球形的。
在各种实施方案中,在回射层合物50中,微球70可以部分地嵌入粘结剂层60中,使得平均而言,15%、20%或30%的微球直径至约80%、70%、60%或50%的微球直径嵌入该粘结剂层内。通常,尽管偶尔的微球可彼此侧向接触,但是微球将彼此至少稍微侧向间隔开。在各种实施方案中,微球可以以至少30%、40%、50%、60%或70%,和/或至多80%、75%、65%、55%或45%的堆积密度存在于粘结剂上。
在一些实施例中,与透明微球70结合操作以提供回射元件的次要反射层73可以包括金属层,例如气相沉积金属(例如铝或银)或金属合金的单个层或多个层。在一些实施方案中,次要反射层可以采取电介质反射层的形式,其包括成对的高折射率子层和低折射率子层的光学叠堆,所述成对子层沿着光路按顺序布置,以组合提供反射性质。在各种实施方案中,可以存在一对、两对、三对或更多对高/低折射率子层。电介质反射层在美国专利申请公布号2017/0131444中进一步详细地描述,该专利申请全文以引用方式并入本文。
在一些实施方案中,本文所公开的回射制品50的回射元件中的至少一些(例如,与反射层组合的透明微球)可以包括至少一个次要彩色层。回射制品的回射光路径中的至少一些中存在彩色层可允许层合物包括至少一些表现出彩色回射光的区域,而与这些区域(或层合物的任何其他区域)在环境(非回射)光中所表现出的颜色无关。彩色层例如在美国临时专利申请号62/675020和所得的国际专利申请公布WO2019/084297中进一步详细描述,这两份专利申请均全文以引用方式并入本文。所有光学层(诸如彩色层和反射层以及它们的子层)将通常是极薄的(例如小于5微米)并且是非结构的,并且因此将被认为是如本文早先讨论的“次要”层。在一些实施方案中,回射层合物可以被构造成在环境(非回射)光中表现出特定颜色,而与在回射光中表现出的任何颜色无关。这可以例如通过用任何期望的颜料、染料等填充粘结剂层来实现。
包括带有透明微球和反射层的粘结剂层以及粘合剂层但不具有任何支撑层的各种产品是可商购获得的并且可用作如本文所公开的回射层合物。此类产品包括例如以商品名SCOTCHLITE REFLECTIVE MATERIAL TRANSFER FILM C725、C750、C750R、C790、8712、8725、5510和5807购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul MN)的各种产品。所提供的一些此类产品可以包括将在层合之前被移除的粘合剂侧衬里。所提供的一些此类产品可以包括背面(外部)衬里。根据本文的公开内容,这种衬里应该在层合之前被移除(或者,产品可以被轻轻地粘结到有孔织物,之后移除背面衬里以用于完全层合,如本文其他地方所述)。
在生产或获得如本文所公开的回射层合物50之后,该层合物能够以任何合适的形式储存,并且/或者可以根据需要进一步加工。在一些方便的实施方案中,临时载体(衬里)(如果存在的话)可以留在适当的位置,直到如上文所论述在层合之前移除载体时为止。回射层合物当然可以例如切割成任何所需的形状以准备层合到有孔织物。
在许多实施方案中,一个或多个回射层合物50可以直接层合到将提供服装1的有孔织物10。然而,本文所公开的方法(特别地,允许以不堵塞开孔的方式层合到有孔织物,同时仍然允许层合物的凸缘包裹到开孔中的布置)不必限于将层合物“直接”布置到服装上。因此,在一些情况下,本文所公开的方法可以用于例如提供前述一般类型的“饰条”片的形式的制品。在此类实施方案中,可以例如通过缝合、通过使用粘合剂或通过任何其他合适的方法将此类“饰条”片联接到服装(或任何其他物体),该“饰条”片包括带有如本文所述的回射层合物的有孔织物。
回射层合物是指根据美国专利申请公布2017/0276844和2017/0293056中概述的程序测量(在0.2度观察角和5度入射角处),表现出至少50坎德拉/勒克斯/平方米的回射系数的层合物。在各种实施方案中,当根据此类程序测试时,此类回射层合物可以表现出至少100坎德拉/勒克斯/平方米、200坎德拉/勒克斯/平方米、250坎德拉/勒克斯/平方米、330坎德拉/勒克斯/平方米、350坎德拉/勒克斯/平方米或450坎德拉/勒克斯每平方米的回射系数。
在各种实施方案中,如本文所公开的回射层合物(和/或带有此类层合物的服装)可以满足回射材料的根据ANSI 107-2015和/或ISO 20471:2013的光度和/或物理性能要求。(特别地,这种服装的织物可以表现出最小亮度因素因子,使得织物被认为是如本文所定义的有荧光的。)在许多实施方案中,如本文所公开的回射层合物符合如ANSI 107-2015的表5中所示(即,所谓的“32角”测试)的最小回射系数的要求。
在一些实施方案中,如本文所公开的回射层合物可以表现出令人满意或优异的洗涤耐久性。在一些实施方案中,这种洗涤耐久性可以表现为在根据ISO 6330方法2A(如美国专利申请公布2017/0276844中所概述)进行的多次(例如25次)洗涤循环之后的高RA保留率(洗涤后的RA与洗涤前的RA之间的比率)。在各种实施方案中,如本文所公开的回射层合物在进行上文列出的任一种洗涤方法之后可以表现出至少10%、30%、50%或75%的RA保留百分比。在各种实施方案中,如本文所公开的回射层合物可以表现出这些回射性保留性质中的任一种与如上文所述测量的至少100坎德拉/勒克司/平方米或330坎德拉/勒克司/平方米的初始RA(在任何洗涤之前)的组合。
实施例
测试方法
回射性测量
按照美国专利申请公布2020/0264350(该专利申请均全文以引用方式并入本文)中所述的方法可以获得以坎德拉/勒克斯/平方米(坎德拉/勒克司/米2)为单位报告的反射系数(0.2°观察角和5°入射角处的RA)。在一些情况下,可以在“32角”测试中评估样品的如经常用于评估例如安全服装的ANSI 107-2015的表5中所述的32个角度组合的最小回射系数。
颜色测量
环境光条件下的颜色坐标(荧光黄色的Y、x、y,或者其他颜色(诸如白色)的L*、a*、b*)可以根据上述引用的US‘350公布中描述的程序进行。
洗涤耐久性测试
将洗涤耐久性报告为在根据ISO 6330 2A方法进行的指示(例如25次)洗涤循环后(计算为洗涤后的RA与洗涤前的RA之间的比率,分别以0.2度的观测角和5度的入射角测量)的RA保留百分比。如果在洗涤耐久性测试之后RA的保留百分比(按洗涤后的RA与洗涤前的RA之间的比率计算)大于或等于10%,则认为样品在指示的方案下是“洗涤耐久的”。
代表性工作实施例
根据以下程序制备工作实施例样品。通过切割从3M公司获得的荧光黄色(符合ANSI 107-2015)高可见度安全服装(背心)获得荧光有孔织物。背心织物(如图5所示)为大约0.5mm厚,并且包括估计平均尺寸为1.4平方毫米的开孔(穿孔),并且占据大约7%的开口面积(因此,根据本文提供的标准,织物是透气的)。
从3M公司获得SCOTCHLITE REFLECTIVE MATERIAL TRANSFER FILM 8725形式的回射层合物。该产品包括具有部分嵌入其中的反光处理的透明微球的粘结剂层和粘合剂层。该产品是无支撑的层合物(不包括例如任何种类的织物层)。粘合剂层是聚酯基热塑性材料(厚度大约75μm),据信其已通过热层合设置在粘结剂层上。粘合剂层在室温下是非粘性的,并且不存在粘合剂侧衬里。如果存在背面衬里(8725可以两种形式获得,无衬里和具有背面衬里),则将该背面衬里移除。层合物(包括粘结剂和粘合剂,不存在任何衬里)的厚度为约0.15mm。(层合物厚度与有孔织物厚度的比率因此为约0.3)。
获得呈聚酯共混物织物形式的牺牲基底。将一片牺牲基底放置在平压机的下压板上,随后放置有孔织物。然后将回射层合物放置在有孔织物的顶上,粘合剂面朝下。然后将导热柔顺垫(几毫米厚,据信由具有导热添加剂的硅酮制成)放置在回射层合物的顶上以完成叠堆。
平压机是其中上(移动)压板被加热而下(固定)压板不被温度控制的类型。将上压板加热至约160℃的稳定设定点。然后使上压板下降并将压板压在一起至约60psi的压力。将其保持约20秒的停留时间,之后打开压机。在短暂等待叠堆冷却后,将叠堆从压机中取出。
充分冷却后,将牺牲基底从有孔织物上剥离下来。观察到层合物(粘合剂和粘结剂层)的离散点已粘结到牺牲基底,并因此已与层合物的其余部分分离。
如此生产的工作实施例样品是有荧光的有孔织物,带有以粘合方式粘结到其上的无支撑的回射层合物。制备了许多这种一般类型的样品。一种这样的样品的照片示于图5中。在图5所示的特定样品中,将两个回射层合物(同时,在相同的层合操作中)以彼此成直角的方式层合到织物,并且一个层合物的端部紧密地邻接另一个层合物的边缘。
对这种样品的近距离目视检查表明,层合物的凸缘至少一定程度地“包裹”到开孔中。然而,如图5中明显可见,开孔11在其中存在回射层合物50的区域14中保持开放。事实上,它们看起来非常类似于其中不存在回射层合物50的区域15中的开孔11。因此清楚的是,开孔保持未堵塞,并且实际上表现出非常接近初始7%的开口面积百分比。换句话讲,即使层合物的凸缘看起来确实已包裹到开孔中以便沿着开孔的侧壁的至少一部分延伸,凸缘看起来也没有显著减小开孔的直径/尺寸。因此,即使在被回射层合物覆盖的区域中,织物仍保持可透气。
评价如上所述设置在有孔织物上的回射层合物的各种样品的回射系数(RA,在0.2°的观察角和5°的入射角处)。通常,层合物表现出优异的回射性(即,远高于330坎德拉/勒克斯/米2),并且特别地,由于孔的存在,回射层合物中目前存在的不连续性的回射性没有表现出显著下降。事实上,经受如上所述的“32角”测试的代表性样品满足ANSI 107-2015中要求的标准。
附加工作实施例
以与上述类似的方式制备附加的工作实施例样品。对于一些这样的样品,使用不同的有孔织物。该织物不是有荧光的,并且表现出尺寸为约1.1平方毫米并且占据约30%的开口面积的开孔。织物为约0.30mm。
从3M公司获得SCOTCHLITE REFLECTIVE MATERIAL TRANSFER FILM C725形式的回射层合物。该产品是类似于上述8725产品的无支撑的层合物,但更软且更具拉伸性,并且因此在不存在衬里的情况下不太容易处理,这需要对如下所述的层合程序进行稍作修改。该层合物(粘结剂加粘合剂)的厚度为约0.12mm。
将牺牲基底和导热柔顺垫与有孔织物和回射层合物以与上述类似的方式组合以形成叠堆。在将回射层合物放置在叠堆中之前,移除粘合剂侧衬里,但将背面衬里(在粘结剂层的顶上,在粘合剂层的相反侧上)留在原位。使用类似于以上列出的温度和压力进行预压制操作,但停留时间缩短到5秒-10秒。然后将物品从压机中取出并展开。层合物已充分粘结到有孔织物,使得现在可以移除背面衬里。然后重新组装该叠堆并进行完全层合(在类似于上述那些的条件下,包括停留时间)。
然后打开压机,并取出叠堆。充分冷却后,将牺牲基底从有孔织物上剥离下来。观察到层合物(粘合剂和粘结剂层)的离散点已粘结到牺牲基底,并已与层合物的其余部分分离。
如此生产的工作实施例样品是有孔织物以粘合方式粘结到其上的无支撑的回射层合物。制备了许多这种一般类型的样品。在图6和图7中呈现两种此类样品的照片。
对这种样品的近距离目视检查表明,层合物的凸缘至少一定程度地“包裹”到开孔中。然而,其中存在回射层合物的区域中的开孔保持开放,并且看起来尺寸没有急剧减小。因此,即使在被回射层合物覆盖的区域中,织物仍保持可透气。
将代表性样品包裹到直径为3英寸的圆柱体上,以便可以定性地评估样品在各种角度下的回射性。在工作实施例样品之后,将未层合到织物的原始C725回射材料形式的比较例样品类似地包裹到相同圆柱体上以进行比较。如从图6的检查中显而易见的,与比较例样品相比,工作实施例样品在高角度下(即在圆柱体的极边缘处)表现出大得多的回射性保留性。并且,图7的放大照片似乎表明,如本文早先所讨论的,已经包裹到开孔的侧壁上的回射层合物的凸缘在高角度下对这种保持的回射性有显著贡献。代表性开孔的50X SEM照片示于图8中;如前面所讨论的,这提供了回射层合物的凸缘已经包裹到开孔的侧壁上的进一步证据。经受如上所述的“32角”测试的代表性样品满足ANSI 107-2015中要求的标准。
变型
改变部件和/或工艺条件,制备各种其他工作实施例样品。例如,一些此类样品是使用如本文早先所讨论的修改的程序来制备的。对于这些样品,将柔顺垫(其不必是导热的)放置在压机的底部(非加热的)压板上。然后将回射层合物放置在垫的顶上,粘合剂面朝上。然后将有孔织物放置在回射层合物的顶上,并然后将牺牲基底放置在有孔织物的顶上。然后在通常的停留时间内将可移动的热压板向下放到叠堆上。发现该方法与上述方法同样有效或比上述方法更好。
还使用不同的有孔织物制备了各种样品。例如,一些此类织物为约0.63mm厚并且具有占据约30%的开口面积的开孔。通过上述方法成功地为这种类型的各种样品提供了层合的回射区域。
根据上述程序测试一些样品的洗涤耐久性。此类样品满足ISO 6330 2A标准中关于初始回射性和25次洗涤循环后的回射性保留性的标准。
提供上述实施例只是为了清楚地理解本发明,而不应被理解为不必要的限制。在实施例中所描述的测试和测试结果旨在为例示性而非预测性的,并且测试过程的变化可预计得到不同的结果。实施例中所有定量值均应理解为根据所使用过程中所涉及的通常所知公差的近似值。
对于本领域的技术人员将显而易见的是,本文所公开的具体示例性元件、结构、特征、细节、构型等在许多实施方案中可修改和/或组合。本发明人预期所有此类变型和组合均在所构思发明的范围内,而不仅仅是被选择用作示例性图示的那些代表性设计。因此,本发明的范围不应限于本文所述的特定说明性结构,而应至少扩展到由权利要求的语言所描述的结构和这些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为替代方案的任何要素可根据需要以任何组合明确地包括于权利要求书中或从权利要求书排除。以开放式语言(例如,包括及其派生词)引用到本说明书中的任何要素或要素的组合被认为是以封闭式语言(例如,由……组成及其派生词)并且以部分封闭式语言(例如,基本上由……组成及其派生词)另外地引用。虽然本文可能已经讨论了各种理论和可能的机理,但在任何情况下都不应将此类讨论用于限制可受权利要求书保护的主题。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文献中的公开内容之间存在任何冲突或矛盾,则将以所写的本说明书为准。

Claims (20)

1.一种可透气的高可见度服装,包括:
有孔织物,所述有孔织物包括占据3%至40%的开口面积百分比的多个开孔,
以及非闭塞的、无支撑的回射层合物,所述回射层合物以粘合方式粘结到所述有孔织物的至少一个区域的主外表面。
2.根据权利要求1所述的可透气的高可见度服装,其中对于所述有孔织物的所述开孔中的至少一些开孔,所述回射层合物的凸缘向内包裹到所述开孔中,以便至少在所述开孔内的一个位置处限定所述开孔的圆周边界。
3.根据权利要求2所述的可透气的高可见度服装,其中对于所述开孔中的至少一些开孔,所述回射层合物的所述凸缘向内包裹到所述开孔中,使得至少在所述凸缘上的一些位置处,所述回射层合物的外表面面向与所述有孔织物的向内-向外轴线偏移至少20度的方向。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中对于所述开孔中的至少一些开孔,向内包裹到所述开孔中的所述回射层合物的所述凸缘通过所述回射层合物的粘合剂至少在所述凸缘上的一些位置处以粘合方式粘结到所述开孔的侧壁。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中对于所述开孔中的至少一些开孔,所述回射层合物的所述凸缘向内包裹到所述开孔中,以便穿透到所述开孔的总长度的至少20%。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述有孔织物的所述开孔占据5%至30%的开口面积百分比。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中在所述回射层合物以粘合方式粘结到所述有孔织物的所述主外表面的所述至少一个区域中的所述有孔织物的开孔表现出的平均尺寸为所述回射层合物不以粘合方式粘结到所述主外表面的所述有孔织物的区域中的开孔所表现出的平均尺寸的至少70%。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述有孔织物的所述开孔表现出1mm2至4mm2的平均尺寸、小于2.5的平均纵横比和小于0.4的平均长宽比。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述有孔织物是网眼织物,其中多个开孔中的至少一些开孔为间隙通孔的形式。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述多个开孔中的至少一些开孔为穿孔的形式。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述回射层合物在0.2°的观察角和5°的入射角处表现出至少330坎德拉/勒克斯/平方米(坎德拉/勒克斯/米2)的反射系数(RA)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述回射层合物包括位于所述回射层合物的粘合剂的外部的粘结剂层,并且包括部分地嵌入所述粘结剂层中以便呈现向外暴露的部分和嵌入部分并包括在所述嵌入部分的主表面上的反射层的透明微球。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述有孔织物是有荧光的。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述服装不包括附接到所述服装的有支撑的回射层合物形式的任何回射元件,并且不包括任何有支撑或无支撑的回射元件,即直接涂覆的回射层、透明的带有微球的粘合剂层、或通过粘合剂层粘结到所述服装的回射层,所述粘合剂层在所述回射层粘结到所述粘合剂层之前设置在所述服装上。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中与所述回射层合物所粘结的所述有孔织物的所述至少一个区域的至少70%为单层有孔织物的形式,不存在有孔或无孔的其他织物层。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述服装是满足ANSI107-2015的所有要求的背心、衬衫、夹克、裤子或连衣工作服。
17.一种将回射层合物以粘合方式层合到有孔织物的主表面的方法,所述方法包括:
在热压机中设置叠堆,所述叠堆包括:
有孔织物,
无衬里、无支撑的回射层合物,所述回射层合物包括定位成与所述有孔织物的第一主表面接触的粘合剂层,
牺牲基底,所述牺牲基底定位在所述有孔织物的与所述回射层合物相反的一侧上,和
柔顺垫,所述柔顺垫具有100或更小的Shore OO硬度,所述柔顺垫定位在所述回射层合物与所述热压机的压板之间;
在压力下关闭所述热压机,使得所述柔顺垫推动所述回射层合物的覆盖在所述有孔织物中的开孔上的部分进入所述开孔并穿过所述开孔,以便接触在所述开孔的底部处暴露的所述牺牲基底的表面,将所述回射层合物的所述粘合剂层的与所述有孔织物的所述第一主表面接触的部分以粘合方式粘结到所述有孔织物的所述第一主表面;以及将所述回射层合物的所述粘合剂层的与所述牺牲基底的暴露表面接触的部分以粘合方式粘结到所述牺牲基底的所述暴露表面;以及
打开所述热压机并将所述牺牲基底与所述有孔织物分离,使得所述回射层合物的以粘合方式粘结到所述牺牲基底的部分与所述牺牲基底一起被移除,留下所述有孔织物中的开孔作为未被所述层合物堵塞的开孔。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述柔顺垫是热导率为至少4.0W/mK的导热柔顺垫,并且其中所述热压机被构造成使得至少通过与所述导热柔顺垫接触的所述压机的压板来供应热量。
19.根据权利要求17所述的方法,其中所述柔顺垫具有小于0.2W/mK的热导率,并且其中所述热压机被构造成使得至少通过与所述牺牲基底接触的所述压机的压板来供应热量。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法,其中所述有孔织物是在放置在所述热压机中之前已经至少部分地切割成服装形式的织物片;并且,其中所述方法不包括将所述有孔织物与粘结到其上的所述回射层合物附接到比所述有孔织物大并且已经至少部分地切割成服装形式的单独织物片的步骤。
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