CN116669582A - 具有抗病毒特性和防水性的防护服 - Google Patents

Abstract

公开了经防水抗微生物处理物处理的织物材料。所述防水抗微生物处理物包含耐久性防水组合物和抗病毒组合物的组合。可以由所述织物制造防护服，通过防止穿透所述织物材料以及通过破坏落在所述织物上的任何病原体来提供对空气传播的病原体的防护。

Description

具有抗病毒特性和防水性的防护服

相关申请

本申请基于2020年11月25日提交的美国临时专利申请序列号63/118,048，并要求其优先权，其通过引用并入本文。

背景技术

第一响应者、医务人员和其他公共服务提供者处于治疗患者的第一线，暴露于诸如细菌和病毒的微生物。例如，在全球范围内发现了更具毒性和耐药性的病原性细菌菌株。例如，与冠状病毒有关的全球大流行病进一步加剧了第一响应者和医务人员面临的危险。

第一响应者包括急救医务人员和消防员以及其他医疗保健提供者可能以直接方式或以间接方式暴露于细菌和病毒二者。保护上述人员免受病毒例如冠状病毒特别成了问题。病毒例如通过感染宿主细胞而繁殖，然后大量增加。最近的研究表明，EMS响应者和消防员对Covid 19疾病的感染率相对于普通人群要高得多。微生物(例如病毒)从感染患者向第一响应者的传播可以以各种方式发生。例如，咳嗽、打喷嚏、呼吸和说话都会产生微生物的空气传播。咳嗽和打喷嚏例如可以产生直径从约10微米直到约1000微米的相对大的呼吸道飞沫。简单的呼吸和说话也会产生呼吸道飞沫，典型地在约0.8微米至约5.5微米的范围内。这些呼吸道飞沫是相对不可见的，并对试图帮助感染者的那些人造成巨大的风险。除了空气传播，微生物的传播也可以通过表面发生。例如，由纺织品制成的衣服可以为微生物提供非常大的宿主表面。例如，冠状病毒在棉织物上表现出相对长的存活时间，特别是长达7天。冠状病毒也可以在合成纤维上存活长达两天。

鉴于上述，存在对用于医疗保健专业人员和紧急响应者的改进防护服的需要。更特别地，需要可以保护穿着者免受含有病原体(特别是病毒)的空气传播飞沫的防护服。还存在对具有有效抗病毒特性的防护服的需要。更特别地，存在对不仅阻碍携带病毒的呼吸道水滴的渗透还提供抗病毒特征的防护服的需要。

发明内容

一般地，本公开内容涉及可以提供对所有不同类型的流体和微生物(包括细菌和病毒)的屏障保护的防护服。本公开内容还涉及具有抗病毒特性的防护服。此外，本公开内容涉及用于生产上述防护服的织物材料。

在一个实施方案中，例如，本公开内容涉及包含织物材料的防护服。织物材料例如可以包括织造织物、针织织物、非织造织物、或其组合。如果需要，织物材料也可以包括膜层。根据本公开内容，织物材料包含防水抗微生物处理物。防水抗微生物处理物例如可以浸渍织物，与在织物的表面上形成明显的涂层不同。防水抗微生物处理物包含耐久性防水组合物和抗病毒组合物的组合。抗病毒组合物包含至少一种抗病毒剂。

将耐久性防水组合物与抗病毒组合物组合提供了各种优点和益处。耐久性防水组合物例如防止呼吸道蒸气渗透织物。耐久性防水组合物还可以用于分散抗病毒组合物并促进抗病毒组合物与织物纤维的结合。包含至少一种抗病毒剂的抗病毒组合物被设计用于破坏微生物和/或防止微生物的生长。

可以向抗病毒组合物中并入任何合适的抗微生物剂。例如，抗微生物剂可以包括含银的材料，例如银金属颗粒或银离子聚合物；季化合物，例如季硅烷阳离子或季铵阳离子；1-氧-2-巯基吡啶化合物，包括吡啶硫酮锌和/或吡啶硫酮钠；壳聚糖；含铜的材料；三氯生；或其混合物。

在一个方面中，抗微生物剂可以包含银离子、铜离子、或者银离子和铜离子的混合物。抗微生物剂例如可以是任何合适的离子交换型材料。在一个方面中，抗微生物剂可以包含用于离子交换金属离子的陶瓷载体。陶瓷载体可以包括沸石。除了一种或更多种抗病毒剂之外，抗病毒组合物还可以包含各种其他组分，例如乳化剂和/或粘合剂。

一般地，任何合适的耐久性防水组合物可以与抗微生物组合物组合，只要这两种组合物是相容的。在一个方面中，例如，耐久性防水组合物可以包含一种或更多种碳氟化合物。当存在一种或更多种碳氟化合物时，为了防止分离、沉降或形成沉淀物，整体防水抗微生物处理物本质上可以是阳离子的。

在另一个方面中，耐久性防水组合物可以基本上不含碳氟化合物。例如，在一个实施方案中，防水抗微生物处理物可以以小于约1000ppm的量，例如以小于约800ppm的量，例如以小于约500ppm的量，例如以小于约400ppm的量，例如以小于约100ppm的量，例如以小于约60ppm的量，例如甚至以小于约10ppm的量包含一种或更多种碳氟化合物。

当配制成不含氟烃聚合物时，耐久性防水组合物可以包含至少一种聚氨酯聚合物。聚氨酯聚合物例如可以为聚酯/醚聚氨酯聚合物，例如阴离子脂族聚酯/醚聚氨酯。在一个实施方案中，耐久性防水组合物包含与第二聚氨酯聚合物组合的如上所述的第一聚氨酯聚合物。第二聚氨酯聚合物可以包括封端异氰酸酯。第一聚氨酯聚合物与第二聚氨酯聚合物之间的重量比可以为约5:1至约1:2，例如约3:1至约1.5:1。

除了至少一种聚氨酯聚合物之外，不含碳氟化合物的耐久性防水组合物可以包含各种其他组分和成分。在一个实施方案中，例如，耐久性防水组合物可以包含软化剂。软化剂可以包括聚链烯聚合物，例如聚乙烯聚合物。耐久性防水组合物也可以包含丙烯酸类聚合物、蜡例如石蜡、及其混合物。

根据本公开内容制造的防护服可以用于所有不同类型的应用中。例如，防护服可以为医用服装、实验室工作服、公共服务制服、或消防安全服，例如消防员的战斗服上衣。医用服装包括隔离衣和手术衣。尤其当用于医疗领域时，根据美国医疗仪器促进协会(AAMI)制定的标准，防护服可以提供一定水平的防护。例如，AAMI颁布了不同等级的屏障性能，并公布了屏障分类的指南。根据本公开内容制造的防护服例如可以设计成保持1级防护水平、2级防护水平、3级防护水平和甚至4级防护水平。4级防护服例如在一个方面中可以包含织物材料，所述织物材料包括定位在至少第一外织物层与任选的第二外织物层之间的膜层。根据本公开内容制造的防护服也可以具有上述等级并且可以是耐久的。例如，防护服甚至在60次洗涤循周期之后，例如在75次洗涤周期之后，例如在100次洗涤周期之后，仍可以保持所需的AAMI等级。

尤其是当用于生产医用服装时，用于制造防护服的织物可以为由聚酯纱线制成的织造织物。聚酯纱线可以包括复丝纱线。在一个方面中，织造织物可以包含约80根经纱线/英寸至约180根经纱线/英寸和约60根纬纱线/英寸至约110根纬纱线/英寸。织物的单位面积的重量可以为约1.8osy至约3.2osy，例如约2.3osy至约2.8osy。为了改善织物的屏障特性，还可以对织物进行轧光。在一个方面中，防护服可以由单层织物制成。

在一个替代实施方案中，防护服可以被设计用于消防应用，并且可以包含固有阻燃纤维。固有阻燃纤维例如可以包括对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、聚苯并咪唑纤维、及其混合物。在一个实施方案中，外层材料以至少约60重量％的量包含固有阻燃纤维。织物材料可以由固有阻燃纤维的纱线形成。纱线可以为复丝纱线、短纤纱线、牵切纱线、单丝纱线、及其混合物。在一个实施方案中，织物材料可以由短纤纱线和复丝纱线的组合制成。

由于耐久性防水组合物的存在，根据本公开内容制造的织物材料可以显示出优异的防水特性。例如，织物材料可以在5次洗涤周期之后或在10次洗涤周期之后保持小于约15％，例如小于约10％的吸水率。织物材料也可以在10次洗涤周期之后，保持至少70，例如至少80，例如至少90的喷淋等级。

如上所述，应用于织物材料的防水抗微生物处理物包含与抗病毒组合物组合的耐久性防水组合物。在一个方面中，两种组合物被组合在一起并被施加至织物材料。然而，在另一些实施方案中，各组合物可以单独地被施加至织物材料。防水抗微生物处理物可以作为喷雾被施加至织物材料，或者织物材料可以浸渍在包含防水抗微生物处理物的浴中。所述处理物也可以作为泡沫被施加至织物材料。

为了确保所有的组分都是相容的，可以专门配制防水抗微生物处理物。例如，在一个实施方案中，防水抗微生物处理物可以是阳离子的。在一个替代实施方案中，防水抗微生物处理物可以是非离子的。例如，当配制不含碳氟化合物的制剂时，所述处理物可以是非离子的。防水抗微生物处理物可以以约0.5重量％至约5重量％，例如约1重量％至约3重量％的固体添加量水平被施加至织物材料。

本公开内容的其他特征和方面在下面更详细地讨论。

附图说明

在说明书的剩余部分，包括参照附图，更清楚地阐述了本公开内容的全部和能够实现的公开内容，其中：

图1是根据本公开内容制造的防护服的正面的一个实施方案的透视图；

图2是根据本公开内容制造的防护服的背面的一个实施方案的透视图；

图3是根据本公开内容制造的防护服的另一个实施方案的透视图；

图4是可以被并入到图3所示服装中的内部衬里的截面图；

图5A至图5F是标准化织物喷淋测试的喷淋等级的示例的示意图；

图6是根据本公开内容制造的包括裤子的防护服的一个实施方案的透视图；

图7和图8是根据本公开内容处理的织物的放大照片；和

图9是示出根据本公开内容处理的织物在20次洗涤周期之后的放大照片。

定义和标准化程序

提供以下定义和程序是为了更好地描述和量化根据本发明制造的防护服和织物与现有技术构造相比的性能。

本公开内容的教导特别好地适合于构造医疗行业的防护服。

例如，当用于医疗保健行业时，本公开内容的防护服可以根据美国医疗仪器促进协会(AAMI)来进行评定。当前的AAMI标准描述在ANSI/AAMI PB70:2012“Liquid BarrierPerformance and Classification of Protective Apparel and Drapes Intended forUse in Health Care Facilities(旨在用于医疗保健设施中的防护服和防护布的液体屏障性能和分类)”中。该AAMI标准有助于在外科手术以及在其期间可能发生暴露于血液、体液和其他潜在传染性物质的其他医疗保健过程期间保持无菌区并保护医疗保健工作者。该AAMI标准建立了用于医疗保健设施中的防护服(例如防护衣和防护布)基于其液体屏障性能的分类和相关最低要求的体系。

下表中提供了液体屏障性能的现行AAMI标准：

表1

拒水性:喷淋测试AATCC TM22-2017。

如本文所用，织物喷淋等级是指织物或材料根据AATCC TM22-2017获得的等级。一般地，喷淋测试测量材料对水润湿的抗性。

根据本发明，以下是用于确定材料的喷淋等级的程序。

1.在测试之前，首先将要测试的7"×7"材料样品在65±2％的相对湿度下和在70±2°F下调节至少四小时。

2.将织物样品牢固地固定在6"金属圈上，使得织物不起皱。将圈支撑在测试仪台上，使织物面朝上。将斜纹织物、华达呢、凹凸织物或类似的罗纹结构织物定位在台上，使罗纹与从织物上流出的水的流动成对角。在织物的中心上方6"处放置与喷嘴连接的盛水漏斗。

3.将250毫升80±2°F的水从杯子或其他容器中倒入漏斗中，使水喷洒到织物上。

4.在水通过漏斗之后，保持圈的一个边缘，并且抵靠坚固的物体用力敲击相对的边缘一次，其中织物面向该物体。然后将圈旋转180°，并将其在先前保持的点处再一次敲击。

5.然后将被润湿或有斑点的织物样品与图5A至图5F所示的标准进行比较。该织物被确定对应于最近标准的喷淋等级。如图5A至图5F上所示，可以对织物从0至100进行评定，其中0表示整个织物被水润湿，而等级100表示没有织物被水润湿。

拒含水液体性：水/醇溶液抗性测试(AATCC TM193-2017)

以下标准化拒水性测试确定了材料对含水液体润湿的抗性。一般地，将不同表面张力的水-醇混合物的液滴设置在材料表面上，并目视确定表面润湿的程度。材料获得的等级越高，表明该材料对基于水的物质的抗污性越强。标准测试液体的组成如下：

表1

防水性程序如下：

1.首先将8"×8"材料样品在65±2％的相对湿度下和在70±2°F下调节至少四小时。将织物面朝上水平放置在白色吸水纸上。

2.从1号测试液体开始，在材料上的三个位置处设置一滴液体。设置在材料上的各个液滴应该相隔2"。

3.从约45°角观察材料10秒钟。

4.如果三个液滴中的两个没有润湿织物或者没有表现出渗入织物中，则在相邻的位置上设置2号测试液体的液滴，并重复3号步骤。

5.继续该程序，直到3个液滴中的2个润湿织物或者表现出芯吸到织物中。拒水性等级是三个液滴中的两个没有润湿织物或者芯吸到织物中的最大编号液体。

织物在家用洗涤之后的尺寸变化

AATCC TM135-2018

洗涤优选在自动洗衣机中进行，然后在自动烘干机中烘干。以下洗涤测试用于确定织物的承受洗涤的能力。典型地，在洗涤之后，然后使织物经受上述喷淋测试、拒水性测试和拒油性测试。

1.将8"×10"测试试样与负载织物(尺寸为36"×36"的棉布或50:50织物片的包边件)组合，以得到4磅的总干负载。

2.洗衣机上的仪表盘设置如下：

水位 高

洗涤 正常周期，12分钟

温度 温洗，105°F；冷清洗

将试件和仿真负载放入洗衣机，并启动机器。在洗衣机充满软水时，添加一盎司汰渍(宝洁公司)洗涤剂。如果水硬度大于5ppm，则添加制造商指定量的CALGON水软化剂(纳尔科)以使水软化。

3.在洗涤完成之后，将包括仿真负载的湿织物放入自动烘干机中。将烘干机温度仪表盘设置成高温下的适当点，以得到约155°F至约160°F的最大通风温度。时间仪表盘设置为“正常周期”45分钟。启动机器，并使干燥持续直到周期完成。以上代表一次洗涤周期。

4.然后将织物再洗涤和再烘干，直到完成10次周期。任选地，测试织物可以用手工熨烫器或等同物在280°F至约320°F下在各侧上按压30秒，最后按压正面。然后，在测试拒水性、拒油性或喷淋等级之前，对织物进行调节。如本文所用，除非另有表示，否则拒水性、拒油性和喷淋等级都是在洗涤之后不对织物进行熨烫的情况下确定的。

抗吸水性测试

以下吸水率测试用于确定织物或材料的抗吸水性。该测试基于NFPA1971-2018,8-25。特别地，在织物或材料已经根据NFPA 1971,8-1.2(或AATCC TM135-2018-1,V,Ai)经受五次洗涤周期之后，根据上述确定的测试方法进行吸水率测试。

根据本发明，以下是用于确定材料的吸水率等级的程序。

1.根据NFPA1971,8-1.2，使三个要测试的8"×8"材料样品经受五次洗涤周期。测试方法NFPA1972,8-1.2基本上类似于上述的洗涤测试。然而，在该测试中，在洗涤之前和之后，将试样在70±2°F和65±2％相对湿度的环境中调节。此外，机器设置和参数如下：

水位正常

洗涤周期正常/厚重织物

洗涤温度140±5°F

烘干周期转笼/厚重织物

洗涤剂66±1g 1993AATCC标准参考洗涤剂

2.将每个样品用足够的张力牢固地固定至绣花圈以确保一致平整的表面，材料的涂覆面朝上。将该圈支撑在测试仪台上。材料被定位成使得水顺着样品流下的方向应与如放置在台上的样品的经向方向一致。在材料的中心上方24"放置与喷嘴连接的盛水漏斗。样品表面的平面以与水平面成45°角放置。

3.将500ml温度80±2°F的水快速倒入漏斗中，并使其喷洒到样品上。

4.尽可能快速地将样品从圈中取出，并放置在平坦水平表面上的两张吸水纸之间。将长约41/2"和重21/4磅的金属辊在除了辊的重量之外不施加任何压力的情况下在纸上快速前后滚动一次。

5.从样品的中心切下尺寸为4"×4"的正方形，称重精确到0.05克。从水停止流动通过喷洒喷嘴的时间到开始称重之间经过不应超过30秒。

6.然后将同一4"×4"正方形样品留在调节室中，直到其干燥并达到与周围环境湿度平衡。然后再次称量样品。

7.吸收的水应计算如下：

吸水率

在此，W为湿样品的重量，以及O为干样品的重量。样品的吸水率是从三个所测试的试样获得的结果的平均值。

防水性：滚筒动态吸收测试(Tumble Jar Dynamic Absorption Test)

下面的测试还测量了应用于织物的处理物的拒水功效，因为该测试使经处理的织物经受与实际使用期间经常遇到的那些类似的动态条件。该测试符合AATCC TM70-2015。

根据本发明，以下是用于确定材料的动态吸水率等级的程序。

1.在测试期间，测试两个试样组。各个试样组由五个8"×8"材料件组成。对于所切下的各件，角部的纱线被除去，并且如有必要，在角部处设置液体乳胶或橡胶胶结物的液滴以防止散开。在测试之前，将各材料件在65±2％的相对湿度下和在70±2°F下调节至少四小时。也对稍后要使用的吸水纸进行调节。

2.将各个试样组的五个件卷在一起，并称重精确到0.1克。

3.将两升80±2°F的蒸馏水倒入动态吸收测试仪的滚筒中。动态吸收测试仪应由电机驱动的6升圆筒形或六边形形状的直径约6"以及长度12"的筒组成，安装成在恒定切向速度下以55±2rpm翻滚旋转。筒可以是玻璃、耐腐蚀金属、或化学炻器。

4.将两个试样组放置在筒中，并使筒在测试仪中旋转20分钟。

5.然后，使一个试样组的件立即以每秒1"的速率通过环，其中该件的边缘平行于辊。将该件夹在两张未用过的吸水纸之间，并再次通过环。使该件被夹在湿的吸水纸之间。然后对该试样组中剩余的四个件重复该过程。取出吸水纸，并将五个件卷在一起，放入去皮重的塑料容器或加仑大小的拉链式塑料袋中，并称重湿的试样组精确到0.1克。湿的试样组的质量不应超过其干质量的两倍。

6.对第二试样组重复五号步骤。

7.使用以下等式计算各个试样组的动态吸水率，精确到0.1％：

WA＝(W-C)/C×100

其中

WA ＝所吸收的水，％

W＝湿的试样重量，g

C＝经调节的试样重量，g。

8.材料的动态吸水率通过将两个试样组中的每一者所吸收的水一起平均来确定。

9.根据本发明，材料的动态吸水率等级可以在根据NFPA 1971,8-1.2洗涤样品之后来确定。例如，可以在10次洗涤周期之后和在20次洗涤周期之后测试样品，以确定防水涂层的耐久性。

本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

本领域普通技术人员应当理解，本讨论仅是对示例性实施方案的描述，并不旨在限制本公开内容的更广泛的方面。

一般地，本公开内容涉及防护服，该防护服特别好地适合于保护使用者免受流体伤害，并提供对许多液体的不可渗透屏障。此外，根据本公开内容制造的防护服具有抗微生物特性，并且特别适合于破坏和杀死与防护服接触的病毒。根据本公开内容，防护服由包含防水抗微生物处理物的织物材料制成。防水抗微生物处理物是耐久性防水组合物与抗病毒组合物(至少在织物或纤维表面上)共混的组合物。防水抗微生物处理物的组合特性不仅阻止可能包含病原体例如病毒的呼吸道飞沫的渗透，而且在织物材料与病毒接触时还提供抗病毒特征。特别有利的是，根据本公开内容的经处理的织物材料还具有优异的耐久性，并且可以在多次洗涤周期之后表现出上述特性。

如从最近的疫情冠状病毒中得知，病原体特别是病毒可以在气溶胶中保持数小时，并且通过呼吸道飞沫传播尤其成问题。此外，诸如病毒的微生物甚至可以在织物表面上存活多达数天。因此，防护服对于每天都在治疗感染了由微生物引起的疾病的患者的第一线的第一响应者和卫生保健人员尤其需要。事实上，在疫情期间，感染冠状病毒的第一响应者的数量令人担忧。根据本公开内容制造的防护织物和防护服能够防止呼吸道飞沫的渗透，并具有杀死和破坏病毒的抗微生物特性。

根据本公开内容制造的防护服可以用于所有不同类型的领域和应用。防护服例如可以由卫生保健人员和/或由患者使用，并且可以包括日常医用服，或者可以包括更专业的服装，例如防护衣、实验室工作服等。根据本公开内容制造的防护服还可以包括防火服装和衣服。这样的防护服可以包括鞋、裤子、夹克、外套、衬衫、帽子、手套等。防护服可以是一件式连体裤，或者可以包括制服，例如军用服装、战术服装、消防员服装、工业服装、警察服装、战斗服制服等。

如上所述，根据本公开内容的防护服由包含防水抗微生物处理物的织物材料制成。防水抗微生物处理物是耐久性防水组合物和抗病毒组合物的组合。虽然各组合物可以单独施加至织物材料，但是在一个方面中，两种组合物可以组合在一起，并且在一个步骤中施加至织物材料，例如通过浸渍过程。

通常，许多耐久性防水组合物和抗病毒组合物是相对不相容的，并且不能作为稳定的液体保持在一起。相反，由于组分的不相容性，液体可能形成沉淀物，可能变得浑浊，或者除此之外无法简单地与织物基底结合。然而，为了保持稳定，专门配制了本公开内容的防水抗微生物处理物。事实上，发现耐久性防水组合物实际上可以促进抗病毒组合物的均匀施用，并且有助于或促进抗病毒剂与织物材料中所包含的纤维的结合。

可以向抗病毒组合物中并入任何合适的抗微生物剂。例如，抗微生物剂可以包括含银材料例如银金属颗粒或银离子聚合物、季化合物例如季硅烷或季铵阳离子、1-氧-2-巯基吡啶化合物(包括吡啶硫酮锌和/或吡啶硫酮钠)、壳聚糖、含铜材料、三氯生、或其混合物。

各抗微生物剂可以以任何合适的量存在于织物上，这取决于特定的应用和所选择的特定抗微生物剂。例如，抗微生物剂可以以大于约0.001重量％的量，例如以大于约0.01重量％的量，例如以大于约0.1重量％的量，例如以大于约0.5重量％的量，例如以大于约0.7重量％的量，例如以大于约1重量％的量，例如以大于约2重量％的量，例如以大于约3重量％的量存在于织物上。各抗微生物剂一般地以小于约30重量％的量，例如以小于约20重量％的量，例如以小于约10重量％的量，例如以小于约5重量％的量，例如以小于约3重量％的量，例如以小于约1.5重量％的量，例如以小于约1重量％的量存在于织物上。

本公开内容的抗病毒组合物可以包含一种或更多种抗病毒剂。在一个方面中，抗病毒剂包含金属离子。在一个方面中，例如，使用含金属离子的离子交换剂。或者，抗病毒剂可以是含有游离金属离子的水溶性盐或水溶性颗粒。抗病毒剂中可以包含的金属离子包括例如银、铜、锌、金、铁、钴、镍、锰、锑、铋、钡、镉、铬、及其混合物。在一个方面中，金属离子为银、铜、金、锌、及其组合。在一个特定实施方案中，例如，抗病毒剂可以包含单独的或者与铜离子、锌离子、或铜离子和锌离子二者组合的银离子。

离子交换型抗病毒剂的典型特征在于包含具有离子交换的抗病毒金属离子的能够离子交换的陶瓷颗粒，即抗病毒金属离子已经交换(替换)了陶瓷颗粒中和/或陶瓷颗粒上的其他非抗病毒有效离子。虽然这些材料可能具有一些表面吸附或沉积的金属，但主要的抗病毒效果是由陶瓷颗粒自身内部释放的离子交换的抗病毒金属离子实现的。

抗病毒陶瓷颗粒包括但不限于沸石、磷酸钙、羟基磷灰石、磷酸锆和其他离子交换陶瓷。这些陶瓷材料有许多形式和类型，包括天然和合成形式。例如，广义的术语“沸石”是指由下式表示的具有三维骨架结构的铝硅酸盐：XM2/nO—Al2O3—YSiO2—ZH2O，其中M表示可离子交换的离子，通常是一价或二价金属离子；n表示(金属)离子的原子价；X和Y分别表示金属氧化物和二氧化硅的系数；以及Z表示结晶水的数目。这样的沸石的实例包括A型沸石、X型沸石、Y型沸石、T型沸石、高硅沸石、方钠石、丝光沸石、方沸石、斜发沸石、菱沸石和毛沸石。

一般来说，本发明的实践中使用的离子交换型抗病毒剂通过离子交换反应来制备，在该反应中存在于陶瓷颗粒中的非抗病毒离子(例如在沸石的情况下为钠离子、钙离子、钾离子和铁离子)部分地或全部被抗病毒金属离子(例如铜离子和/或银离子)替换。基于100％的陶瓷颗粒总重量，抗病毒金属离子的总重量将在陶瓷颗粒的约0.1重量％至约35重量％，优选地约1重量％至25重量％，更优选地约2重量％至约20重量％，最优选地约2.5重量％至15重量％的范围内。当陶瓷颗粒包含两种或更多种不同的抗病毒金属离子时，基于100％的陶瓷颗粒总重量，每种抗病毒金属离子典型地以陶瓷颗粒的约0.1重量％至约25重量％，优选地约0.3重量％至约15重量％，最优选地约2重量％至约10重量％的量存在。

在一个方面中，颗粒可以包含与铜离子组合的银离子和任选地与基于有机硅烷的季铵化合物组合的银离子二者。在这些情况下，银离子与铜离子的重量比为1:10至10:1，优选地5:1至1:5，最优选地2.5:1至1:2.5。在一个特别优选的实施方案中，陶瓷颗粒包含重量比为5:1至1:5的约0.3重量％至约15重量％的银离子和约0.3重量％至约15重量％的铜离子。示例性组合公开在US 2006/0156948A1和2008/0152905A1中，这两者都通过引用整体并入本文。

抗病毒陶瓷颗粒也可以包含用于各种目的的其他离子交换的离子，特别是改善织物的颜色稳定性和/或陶瓷颗粒的整体稳定性和/或离子释放特性的离子。示例性的优选的其他离子为铵离子。

优选的抗病毒离子交换剂为抗病毒铝硅酸盐，特别是沸石。许多不同等级和类型的抗病毒沸石可商购，包括约0.6％银；约2.5％银；约2.5％银、14％锌和0.5％至2.5％铵离子；以及约6.0％铜和约3.5％银。

以上金属离子被描述为具有抗病毒特性。然而，应理解，所述金属离子对所有不同类型的微生物，包括细菌和/或真菌也非常有效。在这方面，所述金属离子也可以称为抗微生物剂。

如上所述的一种或更多种抗病毒剂可以以足以破坏和杀死与织物材料接触的微生物(包括冠状病毒)的量施加至根据本公开内容的织物材料。通常，一种或更多种抗微生物剂以约0.05gsm至约2gsm(包括在其间0.05gsm的所有增量)的量施加至织物材料。例如，一种或更多种抗病毒剂可以以大于约0.1gsm，例如大于约0.3gsm，例如大于约0.5gsm，例如大于约0.7gsm，且通常小于约1.5gsm，例如小于约1.3gsm，例如小于约1gsm，例如小于约0.7gsm的量施加至织物材料。

防水抗微生物处理物中包含的抗病毒组合物可以包含与粘合剂组合的一种或更多种抗病毒剂。可以使用的粘合剂包括聚氨酯和/或丙烯酸类树脂。根据本公开内容，可以选择与耐久性防水组合物相容的粘合剂。例如，根据处理物组合物的剩余部分的组分，可以选择阳离子、非离子或甚至阴离子的特定粘合剂。在一个实施方案中，例如，使用丙烯酸类粘合剂。粘合剂可以一般地以约0.1重量％至约60重量％(包括在其间1重量％的所有增量)的量存在于抗病毒组合物中。例如，粘合剂可以以大于约1重量％的量，例如以大于约3重量％的量，例如以大于约5重量％的量，且一般地以小于约40重量％的量，例如以小于约30重量％的量，例如以小于约20重量％的量，例如以小于约15重量％的量存在于抗微生物组合物中。

在一个特定方面，抗微生物组合物以约3重量％至约15重量％的量，例如以约7重量％至约12重量％的量包含含有银的沸石颗粒。抗病毒组合物也可以一般地以约6重量％至约20重量％的量，例如以约11重量％至约17重量％的量包含含有银离子和铜离子二者的沸石颗粒。抗病毒组合物也可以一般地以约12重量％至约35重量％的量，例如以约22重量％至约28重量％的量包含丙烯酸类聚合物粘合剂。任选地，抗病毒组合物也可以以相对少的量，例如以约0.5重量％至约3重量％的量包含聚氨酯树脂。抗病毒组合物的剩余部分可以包含单独的或与二醇例如丙二醇组合的水。丙二醇例如可以以约0.5重量％至约4重量％的量存在于抗微生物组合物中。

本公开内容的防水抗微生物处理物包含如上所述的抗病毒组合物和耐久性防水组合物的组合。耐久性防水组合物防止液体被织物材料吸收。耐久性防水组合物还可以使织物材料对油、各种溶剂具有抗性，并且可以使织物材料更耐磨。在一个方面中，耐久性防水组合物由包含氟烃聚合物例如聚四氟乙烯聚合物，特别地C6聚四氟乙烯聚合物的溶液制成。当包含氟烃聚合物时，耐久性防水组合物还可以包含润湿剂、增量剂和任选的粘合剂。

氟化耐久性防水组合物可以为包含由基于侧链氟调聚物的聚合物制成的共聚物的拒水拒油组合物。在施加至织物之后，聚合物颗粒在干燥和固化期间扩散以覆盖织物表面。氟烷基链垂直于织物表面取向以提供低表面能并增强纺织品的疏油特性。在一个方面中，耐久性防水组合物包含C6氟烃聚合物。

在一个替代实施方案中，耐久性防水组合物不含或基本上不含碳氟化合物化学物。如本文所用，―基本上不含”表示织物以小于约2重量％的量，例如以小于约1重量％的量，例如以小于约0.5重量％的量，例如以小于约0.25重量％的量，例如以小于约0.1重量％的量包含碳氟化合物化学物。在一个实施方案中，耐久性防水组合物不含或基本上不含全氟化羧酸，例如不含或基本上不含全氟辛酸。例如，全氟辛酸或任何全氟化羧酸可以以小于约2重量％的量，例如以小于约1重量％的量，例如以小于0.5重量％的量，例如以小于约0.25重量％的量，例如以小于约0.1重量％的量存在于耐久性防水组合物和/或经处理的织物中。

在另一个实施方案中，耐久性防水组合物可以不含或基本上不含多氟烷基化合物包括C6化合物。例如，耐久性防水组合物和/或经处理的织物可以以小于约2重量％的量，例如以小于约1重量％的量，例如以小于约0.5重量％的量，例如以小于约0.25重量％的量，例如以小于约0.1重量％的量包含一种或更多种多氟烷基化合物。

不含碳氟化合物的耐久性防水组合物包含与各种其他成分和组分组合的粘合剂和/或增量剂。例如，耐久性防水组合物也可以包含软化剂、拒斥剂、或者软化剂和拒斥剂二者。

在一个实施方案中，包含在耐久性防水组合物中的粘合剂可以包括聚氨酯聚合物。特别有利的是，聚氨酯聚合物可以为基于水的，并因此可以以水性分散体施加至织物。在一个实施方案中，聚氨酯聚合物为阴离子聚氨酯。聚氨酯聚合物也可以为脂族聚氨酯。在一个特定实施方案中，构成粘合剂的聚氨酯聚合物为聚酯/醚聚氨酯聚合物，例如脂族聚酯/醚聚氨酯聚合物。

任选地，上述粘合剂可以与增量剂组合。增量剂也可以包括聚氨酯聚合物。因此，在一个实施方案中，耐久性防水组合物包含与第二聚氨酯聚合物组合的第一聚氨酯聚合物。例如，增量剂可以包括改性聚氨酯聚合物。例如，增量剂可以为封端异氰酸酯，例如肟封端的异氰酸酯。增量剂可以为阳离子的或非离子的。增量剂用于进一步提高防水防油性。

在一个实施方案中，除了粘合剂和/或增量剂之外，耐久性防水组合物还可以包含软化剂。例如，软化剂可以包括聚链烯聚合物的乳剂。软化剂通常为非离子的。在一个实施方案中，软化剂为聚乙烯聚合物，例如较低分子量的聚乙烯聚合物。

在一个实施方案中，耐久性防水组合物也可以包含拒斥剂。拒斥剂可以包含单独的或与蜡例如石蜡组合的丙烯酸类聚合物。在一个实施方案中，拒斥剂可以包含也用作粘合剂的聚丙烯酸酯。

上述成分中的每一者均可以与水和任选的润湿剂例如异丙醇组合以应用于织物。各组分的相对量可以根据特定制剂而改变。例如，在一个实施方案中，粘合剂或第一聚氨酯可以相对于增量剂或第二聚氨酯以约5:1至约1:2的重量比，例如以约4:1至1:1的重量比存在。在一个实施方案中，基于处理物的干重，粘合剂与增量剂以约3:1至约1.5:1的重量比存在。拒斥剂可以以大于粘合剂或增量剂的量存在。例如，粘合剂或增量剂与拒斥剂之间的重量比(基于处理物的干重)可以为约3:1至约1:8，例如约1:1至约1:5，例如约1:1.5至约1:3。

当在制剂中包含时，软化剂通常可以以小于粘合剂、拒斥剂或增量剂的量存在。例如，在一个实施方案中，软化剂可以相对于粘合剂以约1:1至约1:4，例如约1:1.5至约1:3的重量比存在。

如上所述，耐久性防水组合物和抗病毒组合物二者均可以包含粘合剂。在一个方面中，在组合制剂中可以使用仅单一粘合剂。然而，在另一些实施方案中，可以根据需要使用多种粘合剂。

如上所述，耐久性防水组合物和抗病毒组合物可以单独施加至织物材料。然而，如果将耐久性防水组合物和抗病毒组合物组合在一起并作为单一的防水抗微生物处理物同时施加至织物材料，则可以获得效率和各种优点。在施加防水抗微生物处理物之前，织物材料可以任选地使用例如碱性溶液进行洗涤。在被洗涤之后，可以将织物材料放在拉幅机上，进行干燥并热定形。例如，在洗涤之后，可以对织物材料进行干燥，使得水分水平基本上等于用于制造织物材料的纤维的自然水分水平。例如，水分水平可以小于约10重量％，例如小于约7重量％，且一般地大于约3重量％。

在织物材料被干燥和热定形之后，可以向织物材料的至少一侧施加防水抗微生物处理物。虽然处理物可以作为液体或泡沫喷洒到织物材料上或者印制到织物材料上，但是在一个方面中，将织物材料浸入包含防水抗微生物处理物的浴中。

防水抗微生物处理物的组成可以根据要处理的织物和处理物中包含的组分而改变。在一个方面中，当施加包含氟烃聚合物的防水抗微生物处理物时，作为一个实例，组成可以包含以下(剩余部分为水)：

组分	重量％
		酸	0.01至1.4
润湿剂	0.01至1.6
		氟化DWR	4至12
增量剂	0.5至5
		抗微生物剂/抗病毒剂	4.5至14

在另一个方面中，当施加不含碳氟化合物的防水抗微生物处理物时，作为实例，组成可以包含以下(剩余部分为水)：

组分	重量％
		润湿剂	0.01至1.4
增量剂	0.5至5.5
		不含氟的DWR	7.5至14
抗微生物剂/抗病毒剂	3至9

组分	重量％
		润湿剂	0.01至1.4
耐磨剂	1.5至9
		防松散剂	2.5至11
增量剂	2.5至11
		不含氟的DWR	15至25
抗微生物剂/抗病毒剂	3至10

施加至织物材料的防水抗微生物处理物的量将取决于特定制剂和特定应用。干添加量可以大于约0.5重量％，例如大于约1重量％，例如大于约1.5重量％，例如大于约2重量％，例如大于约2.5重量％，例如大于约3重量％，且一般地小于约7重量％，例如小于约5重量％，例如小于约4重量％，例如小于约3.5重量％。

在向织物材料施加防水抗微生物处理物之后，然后将织物材料加热至足以使处理物组合物干燥和/或固化的温度。然后，可以将织物材料用于构造根据本公开内容的各种防护服。

根据本发明处理的织物材料可以具有各种防液体特性、包括抗病毒特性的抗微生物特性，并且可以为穿着者可能接触的多种流体和液体提供屏障。

在一个实施方案中，织物材料被用于构造医疗行业中使用的防护服。在该应用中，防护服可以保护使用者免受血液、其他体液、盐溶液和其他流体穿透或击穿织物。除了防止含有病原体的呼吸道飞沫穿透织物材料之外，织物材料还提供了抗微生物特性。虽然织物材料可以被设计成一次性的，但是在一个实施方案中，织物材料和由织物材料制成的防护服是可重复使用的，并且可以经历多次洗涤周期并仍然保持期望的屏障特性。

当用于医疗保健行业时，本公开内容的防护服可以根据美国医疗仪器促进协会(AAMI)进行评定。

AAMI使用了由美国纺织化学师与印染师协会(―American Association ofTextile Colorists and Chemists，AATCC”)开发的两种测试。AATCC 42通过冲击穿透测量了材料的防水性。将待测试的材料保持在45度角，同时向其上喷洒固定量的水。在喷洒水之前和之后，将贴在材料下面的吸水纸称重以确定有多少水穿透织物。根据目前的AAMI标准，如果吸水纸的增重不大于4.5克，则该材料被分类为1级。

对于目前的AAMI 2级，待测试的材料必须满足两种AATCC测试-AATCC 42和AATCC127。第一种测试AATCC 42与用于1级的测试相同，不同之处在于吸水纸重量的增加必须不大于1克。另外的测试为AATCC 127，其测量了材料对流体静压下的水穿透的抗性。在该测试中，将待测试的材料样品适当地水平地夹在玻璃计量圆筒的底部。通过增加圆筒中的水量来稳定地增加流体静压。为了可接受地用作目前的AAMI 2级屏障，材料必须能够在水达到20cm的水平时抵抗水的穿透。

对于目前的AAMI 3级，必须满足上述两种AATCC测试方法，类似于满足目前的AAMI2级的要求。对于AATCC 42，最大吸水纸增重与2级的最大吸水纸增重相同(即，1克)。为了使AATCC 127可接受用作目前的AAMI 3级屏障，AATCC 127中使用的圆筒中的水位必须为至少50cm。

对于目前的AAMI 4级，AAMI使用了由美国材料测试协会(―American Societyfor Testing Materials，ASTM”)开发的两种测试—用于液体穿透(即，替代血液)的F1670/F1670M-17a和用于病毒穿透(即，噬菌体Phi-X174)的F1671/F1671M-13。对于手术服和其他防护服，材料必须满足F1671/F1671M-13的病毒攻击，该测试利用2psi和环境压力下的病毒穿透测量了材料对血源性病原体的抗性。对于手术单和配件，材料必须满足F1670/F1670M-17a的液体攻击，该测试测量了手术单材料对2psi和环境压力下的人造血液穿透的抗性。对于这两种测试，结果都以通过或未通过表示而不是以材料的抗性表示。

对于ASTM F1671/F1671M-13，材料必须通过抗噬菌体Phi-X174穿透的测试。将待测试材料的样品垂直放置在测试单元中作为介质攻击(即，液体)与观察室之间的膜。在规定的一系列气压变化的一小时期间允许穿透的材料被认为不适合使用。对于ASTM F1670/F1670M-17a，材料必须通过抗人造血液穿透的测试。如同在病毒穿透测试中一样，将待测试的材料以垂直位置安装在将替代血液液体攻击和观察室隔开的单元上。如果在压力和大气方案变化的60分钟之前或期间的任何时间出现可见的液体穿透，则测试终止。

根据本公开内容制造的防护服可以通过如上所述的AAMI 1级要求、AAMI 2级要求、AAMI 3级要求和/或AAMI 4级要求。特别地，防护服(包括所有接缝)可以表现出一克或更小的根据测试AATCC 42的冲击穿透性，并且可以表现出50cm或更大的根据测试AATCC127的流体静压。此外，防护服还可以通过欧洲标准，例如测试EN13795和EN14126。

当被设计成通过AAMI 4级要求时，织物材料可以为层合体。例如，可以使用包括(i)织造或非织造织物和(ii)挤出膜的层合体。在一个方面中，层合体可以包括定位在两个外织物层之间的膜层。膜层可以为微孔聚四氟乙烯(PTFE)膜层或者由聚酯弹性体制成，所述聚酯弹性体全部为包含60％至70％的聚对苯二甲酸丁二醇酯硬(结晶)链段和余量的基于长链聚醚二醇的软(非晶)链段的嵌段共聚物。虽然软链段优选基于长链聚乙二醇，但是类似的长链聚醚二醇例如长链聚丙二醇也是合适的。一个或更多个外织物层可以为非织造织物、织造织物或针织织物。层合体中使用的织造织物或非织造织物可以为适于在用于户外(例如雨衣、滑雪服)或医疗机构中的防护服中使用的任何织物。合适的织物的实例为聚酯、尼龙、聚丙烯、Dupont Sontara.RTM.、经编针织物尼龙或拉绒聚酯。

如上所述，本公开内容的防护服可以被设计成可重复使用的。例如，根据本公开内容制造的防护服即使在60次洗涤周期，例如大于75次洗涤周期，例如大于85次洗涤周期，例如大于100次洗涤周期，例如甚至大于105次洗涤周期之后，也可以保持期望的AAMI等级。如本文所用，关于AAMI等级的洗涤周期依据―Care Code ST.”。洗涤周期不仅包括防护服的洗涤，而且还包括灭菌方案。与灭菌方案结合的一次洗涤周期如下：

真空蒸汽灭菌方案：

温度：134℃/274°F

暴露时间：4分钟

排气时间：20分钟

根据本公开内容处理的织物材料即使在十次洗涤周期之后也可以具有至少70或更高，例如至少80或更高，例如至少90或更高的喷淋等级。例如，在一个实施方案中，在十次洗涤周期之后，织物可以保持100喷淋等级。

类似地，织物材料也可以表现出优异的抗吸水性。例如，当根据吸水率测试(NFPA1971 8.25)进行测试时，织物的吸水率可以为约15％或更小，例如约10％或更小，例如约5％或更小，例如约4％或更小，例如约3％或更小，例如约2％或更小，例如约1％或更小。

上述吸水特性可以在5次洗涤周期之后或者甚至在10次洗涤周期之后被织物保持。

除了水之外，根据本公开内容处理的织物材料在根据EN ISO 6530测试进行测试时，还提供了对各种化学试剂例如酸、碱性材料和人造血液的防护。例如，当对30％硫酸溶液进行测试时，根据本公开内容制造的织物材料的抵抗性指数可以大于约85％，例如大于约90％，例如大于约92％，例如大于约94％。当对30％硫酸溶液进行测试时，织物材料的穿透性指数可以小于约5％，例如小于约2％，例如小于约1％，例如小于约0.5％。当将织物材料并入复合材料例如三层复合材料中时，穿透性指数可以为0％。

当对10％氢氧化钠溶液进行测试时，根据本公开内容制造的织物材料可以表现出大于约90％，例如大于约92％，例如大于约94％，例如大于约96％，例如大于约97％的抵抗性指数。织物材料可以表现出小于约2％，例如小于约1.5％，例如小于约1％，例如小于约0.8％的穿透性指数。

根据本公开内容制造的织物材料还表现出优异的抗人造血液特性。例如，当对人造血液进行测试时，根据本公开内容制造的织物材料可以表现出大于约85％，例如大于约87％，例如大于约90％，例如大于约92％，例如大于约94％的抵抗性指数。织物材料对人造血液可以表现出小于约4％，例如小于约1.5％，例如小于约1％，例如小于约0.8％的穿透性指数。

关于根据本公开内容处理的织物材料的抗微生物或抗病毒特性，织物材料可以被设计成通过ISO测试18184(2019)。在一个方面中，该测试可以通过利用人冠状病毒株H-CoV-OC43以及通过用表面活性剂溶液对拒液体测试织物进行预处理以模拟最坏情况下的流体暴露条件来修改。测量残留在产品上的病毒攻击株的传染性以确定病毒负荷减少效力。

参照图7至图9，示出了示出根据本公开内容处理的织物材料的放大照片。如图7和图8中所示，例如，织物材料包含纤维70。清楚示出位于纤维70上的是抗病毒剂72，其可以包含含有金属离子例如银离子或银离子和铜离子的沸石颗粒。如图7和图8中所示，抗病毒剂72通过使用耐久性防水组合物和/或粘合剂附着至纤维70。实际上，处理物在包含耐久性防水组合物的纤维上是可见的。

参照图9，示出了图7和图8中所示的同一织物材料的另一张照片，然而，在图9中，该照片是在20次洗涤周期之后拍摄的。如所示出的，即使在20次洗涤周期之后，抗病毒剂72仍然附着至纤维70。

根据本公开内容处理的织物材料可以为单层织物或多层织物。用于制造织物的纤维可以取决于特定的最终用途应用。织物材料也可以包括织造织物、非织造织物、针织织物、膜、及其组合。

仅出于示例性目的，用于医疗行业的防护服的一个实施方案示于图1和图2中。如所示出的，防护服20可以包括躯体部分22，所述躯体部分22可以包括正面24和背面25。躯体部分22可以连接至第一只袖子26和第二只袖子28。防护服20可以由单片织物制成。为了形成第一只袖子26或第二只袖子28，织物可以沿着第一接缝30和第二接缝32连接在一起。各接缝可以通过将相对的材料缝合在一起而形成。在一个实施方案中，接缝可以由两排平行的缝线形成。接缝可以根据美国专利第6,680,100号来制造，其通过引入并入本文。

用于构造图1所示的服装的织物可以为任何合适的织物材料。例如，织物可以为织造织物、非织造织物或针织织物。

在一个方面中，防护服20由聚酯织造织物形成。例如，织物可以包含按重量计大于80％，例如大于90％，例如100％的聚酯纤维。织物可以由聚酯纱线形成。在一个方面中，聚酯纱线由连续长丝形成，例如聚酯复丝纱线。经纱线方向和纬纱线方向二者上的纱线通常可以具有相对低的旦尼尔。例如，纱线可以具有小于约300，例如小于约200，例如小于约150，例如甚至小于约100的旦尼尔。纱线的旦尼尔大于约10，例如大于约50。每根纱线可以包含至少约10根长丝，例如至少约20根长丝，例如至少约30根长丝，例如至少约40根长丝，且一般地少于约100根长丝，例如少于约70根长丝，例如少于约60根长丝。在一个方面中，纱线具有70至75的旦尼尔，并且包含每根纱线30至50根长丝。

除了聚酯纱线之外，在一个实施方案中织物还可以包含抗静电纤维和纱线。例如，抗静电纱线可以包含双组分长丝，所述双组分长丝包括被碳皮包围的聚合物芯。

每根纱线可以包括单股或者可以包括两股。任选地，纱线可以为变形的。在这样的纱线中，长丝从其一般的直线状态变形以增加纱线的体积，并且还为由其织造的织物提供拉伸的能力。变形纱线可以通过热松弛来―定形”以使其拉伸特性最小化，同时保持其增加的体积，即较高的膨化旦尼尔。

存在能够通过各种方法生产的数种类型的变形纱线。不同类型的变形纱线有不同的特性，一些比另一些更昂贵。可以用于本发明的织物构造或本文所提及的变形纱线是：

(1)假捻纱线，其沿一个方向加捻、定形，然后沿相反方向加捻、定形。加捻、定形、反捻在纱线的整个长度上重复进行。

(2)包芯花式纱线(也称为―包芯膨化”纱线)，其为多股型纱线，通常包括两股，其中一股基本上是直的。另一股的长丝围绕纱芯股变形，并且有时穿过纱芯股。

(3)空气变形包芯花式纱线-是其中长丝的变形通过空气喷射方式进行的包芯花式纱线。空气变形包芯花式纱线具有独特的特性，这使其区别于其他变形纱线。已经发现这些独特的特性在实现本文所寻求的目的方面是有效的。

除了使用相对低的旦尼尔的纱线之外，本公开内容的织物材料还可以具有相对高的纱线密度。例如，在经纱方向上，织物可以具有多于约80根纱线/英寸，例如多于约100根纱线/英寸，例如多于约110根纱线/英寸，例如多于约120根纱线/英寸，例如多于约130根纱线/英寸，例如多于约140根纱线/英寸，例如多于约150根纱线/英寸，且一般地少于约200根纱线/英寸，例如少于约180根纱线/英寸。在纬纱方向上，纱线密度可以多于约60根纱线/英寸，例如多于约65根纱线/英寸，例如多于约70根纱线/英寸，例如多于约75根纱线/英寸，例如多于约80根纱线/英寸，例如多于约85根纱线/英寸，且一般地少于约120根纱线/英寸，例如少于约100根纱线/英寸，例如少于约95根纱线/英寸。

本公开内容的织物材料也可以进行轧光。轧光可以提高织物的屏障特性并且降低织物的穿透性。在轧光期间，织物在一对压力辊之间通过，其中辊中的至少一者被加热。当织造聚酯织物被轧光时，织物被压缩，并且其密度随着纱线和纱线长丝之间的间隙减小而增大。

上述织物材料表示仅一种类型的可以根据本公开内容进行处理以生产如图1所示的防护服的织物。通常，任何合适的织物均可以根据本公开内容进行处理，并且形成为用于在医疗领域或其他领域中的防护服。例如，在另一些实施方案中，织物材料可以仅由棉纤维制成，或者可以由棉纤维和聚酯纤维的组合制成。用于制造织物材料的纤维可以为短纤维，或者可以为用于制造单丝纱线和复丝纱线的连续长丝纤维。在又一个实施方案中，织物材料可以由聚酰胺例如尼龙制成。织物材料可以仅由聚酰胺纤维制成，或者可以为聚酰胺纤维与纤维素纤维、聚酯纤维、或所有三种纤维的组合的纤维共混物。可以使用的纤维素纤维包括棉纤维或再生纤维素纤维，例如人造丝纤维和粘胶纤维。

用于医疗行业中的防护服通常具有轻的单位面积的重量。例如，单位面积的重量可以为约0.5osy至约4osy。

在另一个方面中，本公开内容的防护服可以被设计成供消防行业人员穿着。例如，织物材料可以包含阻燃纤维，例如固有阻燃纤维或经阻燃剂处理的纤维。

例如，织物可以用于构造供消防员穿着的服装。例如，参照图3，示出了根据本公开内容构造的消防员战斗服上衣10的一个实施方案。服装10包括具有位于其中的衬里组件14的相对坚硬的外罩12。外罩12和衬里组件14一起用于保护穿着者免受例如在消防活动期间可能遇到的热和火焰的伤害。

在图示的实施方案中，衬里组件14被构造为可以从外罩12脱下的单独部件。拉链16被提供以将衬里组件14可拆卸地固定至外罩12。然而，应理解，也可以在衬里组件14与外罩12之间使用其他合适的连接方式，包括更永久类型的连接例如缝合。

防护服10的构造更具体地示于图4中。如所示出的，衬里组件14包括缝制在一起的多个材料层。最外层(即衬里层50和52)围绕它们各自的周边连接在一起以形成内腔。如所示出的，热屏障层54和水分屏障层56位于内腔内。典型地，在使用期间，衬里层50将邻近穿着者的身体，而衬里层52将邻近外罩12。

热屏障层54可以由各种材料制成。例如，可以使用芳族聚酰胺毡，例如由从DuPont获得的NOMEX间位芳族聚酰胺纤维生产的毡。所述毡用作绝缘体以阻止热从周围环境传递至穿着者。

水分屏障层56优选为不可渗透液态水但可渗透水蒸气的合适的聚合物膜。水分屏障层56被设计成防止接触服装10的外表面的水到达穿着者，同时允许汗水从穿着者逸出。

在上述实施方案中，消防员战斗服上衣10包括多个层。然而，在另一些实施方案中，应理解，根据本公开内容制造的大衣或夹克可以包括单个层，或者可以包括连接至衬里的外罩。例如，林野消防员服装通常为一层或两层。

参照图6，示出了根据本公开内容制造的一条裤子。如图6所示的裤子40可以与图3所示的战斗服上衣10结合使用。裤子40也包括由本公开内容的织物制成的外罩12。

图中所示的织物层中的任一者均可以根据本公开内容进行处理。例如，如图3和图6中所示的外罩12、衬里层50、衬里层52和/或热屏障层54可以使用防水抗微生物处理物根据本公开内容来处理。织物材料可以为织造织物或针织织物，并且在一个实施方案中包含固有阻燃纤维。例如，织物材料可以以大于约50重量％的量，例如以大于约60重量％的量，例如以大于约70重量％的量，例如以大于约80重量％的量，例如以大于约90重量％的量，例如以大于约95重量％的量包含固有阻燃纤维。例如，在一个实施方案中，织物材料仅由固有阻燃纤维制成或者以多至约97重量％，例如约98重量％的量包含固有阻燃纤维。

例如，固有阻燃纤维可以包括芳族聚酰胺纤维例如对位芳族聚酰胺纤维和/或间位芳族聚酰胺纤维。其他固有阻燃纤维包括聚苯并咪唑(PBI)纤维或聚(对-亚苯基-2,6-苯并双唑)(PBO纤维)等。例如，在一个实施方案中，织物材料仅包含芳族聚酰胺纤维，例如单独的对位芳族聚酰胺纤维或者与间位芳族聚酰胺纤维组合的对位芳族聚酰胺纤维。在又一个实施方案中，织物材料仅包含间位芳族聚酰胺纤维。在又一个实施方案中，织物材料包含与PBI纤维组合的芳族聚酰胺纤维。例如，PBI纤维可以以大于约20重量％的量，例如以大于约25重量％的量，例如以大于约30重量％的量，例如以大于约35重量％的量，例如以大于约40重量％的量，例如以大于约45重量％的量，例如以大于约50重量％的量，且一般地以小于约70重量％的量，例如以小于约60重量％的量存在于织物材料中。

除了上述任何固有阻燃纤维之外，织物材料还可以包含其他纤维。例如，织物材料也可以包含经阻燃剂处理的纤维，例如FR纤维素纤维，包括FR粘胶纤维和FR人造丝纤维。此外，织物材料可以包含抗静电纤维、尼龙纤维等。例如，根据本公开内容处理的织物材料可以以多至约20重量％的量包含尼龙纤维。例如，尼龙纤维可以以约18重量％至约2重量％，例如约15重量％至约8重量％的量存在。

用于生产织物材料的纱线可以根据特定应用和期望结果而改变。例如，在一个实施方案中，织物材料可以仅包含短纤纱线，可以仅包含长丝纱线，或者可以包含短纤纱线和长丝纱线二者。例如，短纤纱线与长丝纱线之间的数量比可以为约1:1至约10:1。例如，在一个实施方案中，织物材料可以包含数量比为约2:1至约4:1的短纤纱线与长丝纱线。当织物材料为织造织物时，织物可以具有任何合适的组织，例如平纹组织、斜纹组织、防撕裂组织等。

在一个实施方案中，长丝纱线可以由固有阻燃材料制成。例如，长丝纱线可以由芳族聚酰胺长丝例如对位芳族聚酰胺或间位芳族聚酰胺长丝制成。

在另一些实施方案中，长丝纱线可以由其他阻燃材料制成。例如，长丝纱线可以由聚对亚苯基苯并双唑纤维(PBO纤维)和/或FR纤维素纤维例如FR粘胶长丝纤维制成。

长丝纱线可以与短纤纱线组合。或者，织物材料可以仅使用长丝纱线或仅使用短纤纱线制成。根据本公开内容，在一个实施方案中，短纤纱线可以包含单独的聚苯并咪唑纤维或者与其他纤维组合的聚苯并咪唑纤维。例如，在一个实施方案中，短纤纱线可以包含与芳族聚酰胺纤维例如对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维或其混合物组合的聚苯并咪唑纤维。

代替包含聚苯并咪唑纤维或者除了包含聚苯并咪唑纤维之外，短纤纱线可以包含如上所述的芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈纤维、预氧化碳纤维、三聚氰胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚酰亚胺纤维、及其混合物。

在一个特定实施方案中，短纤纱线以大于约30重量％的量，例如以大于约40重量％的量包含聚苯并咪唑纤维。聚苯并咪唑纤维可以以小于约60重量％的量，例如以小于约55重量％的量存在于短纤纱线中。另一方面，纤维的剩余部分可以包含对位芳族聚酰胺纤维。

在一个实施方案中，短纤纱线中可以存在各种其他纤维。当织物用于生产消防员用战斗服上衣时，短纤纱线可以仅由固有阻燃纤维制成。然而，当织物用于其他应用时，短纤纱线中可以存在各种其他纤维。例如，短纤纱线可以包含经阻燃剂处理的纤维，例如FR纤维素纤维。这样的纤维可以包括FR棉、FR人造丝、FR醋酸纤维、FR三醋酸纤维和FR莱赛尔纤维等。如果需要，短纤纱线也可以包含尼龙纤维，例如抗静电纤维。

织物材料的单位面积的重量可以根据所生产的防护服的具体类型而改变。例如，外罩材料的重量一般地大于约4盎司/平方码，例如大于约5盎司/平方码，例如大于约5.5盎司/平方码，例如大于约6盎司/平方码，且一般地小于约8.5盎司/平方码，例如小于约8盎司/平方码，例如小于约7.5盎司/平方码。

在另一个方面中，根据本公开内容处理的织物材料为衬里织物。例如，在使用期间，衬里织物可以邻近穿着者的身体定位。衬里织物可以由如上所述的短纤纱线和长丝纱线的组合制成。长丝纱线的尺寸可以大于约100旦尼尔，例如大于约200旦尼尔，且小于约500旦尼尔，例如小于约400旦尼尔。为了增加衬里织物的平滑性，可以将短纤纱线和长丝纱线制造在一起，使得长丝纱线占织物的一侧的表面积的大于约50％。例如，长丝纱线可以占织物的一侧的大于约60％，例如大于约70％，例如大于约80％。然后将织物的具有更多暴露的长丝纱线的侧面用作服装的内面。长丝纱线为织物提供高平滑性特性，这有利于服装的穿着。例如，衬里织物可以使用斜纹织法例如2×1或3×1织法织造在一起。衬里织物的单位面积的重量可以小于约5盎司/平方码，例如小于约4盎司/平方码，且一般地大于约2.5盎司/平方码，例如大于约3盎司/平方码。

在另一个方面中，根据本公开内容处理的织物材料为如图4中所示的屏障层54。例如，屏障层54可以包含棉絮材料，例如毡。

参照以下实施例可以更好地理解本公开内容。

实施例

将多种不同的织物样品用不同的组合物处理，并测试抗微生物活性和防水性。

将织物样品用银基溶液处理。在某些样品中，将银基溶液与耐久性防水组合物组合。一种耐久性防水组合物被配制成包含碳氟化合物，而另一种被配制成不含碳氟化合物。应用于各织物的处理使用轧-烘-焙(pad-dry-cure)法来完成。各制剂中均存在丙烯酸类粘合剂。将织物浸入包含1重量％至1.5重量％的抗微生物剂的溶液中，并以70重量％至90重量％的浸吸量通过浸轧机。

测试了以下织物：

·具有平纹组织的轻质(2.5Oz/SqYd-4.38Oz/LinYd)100％聚酯织物，以及

·由45％ Nomex/32％ Lenzing FR/17％ Nyon/6％ Kevlar制成的6.25Oz/LinYd织物

·具有斜纹组织的由62％ Kevlar/36％ PBI/2％ AS制成的6.0Oz/LinYd织物

抗菌活性的评估：

将ASTM E2149(用于在动态接触条件下测定抗微生物剂的抗微生物活性的标准测试方法(Standard Test Method for Determining the Antimicrobial Activity ofAntimicrobial Agents Under Dynamic Contact Conditions))标准用作用于评估经处理的织物的抗微生物活性的定量方法。将包括金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(金黄色葡萄球菌(S.aureus)-ATCC6538)和肺炎克雷伯菌(K.Pneumoniae)–ATCC4352的测试生物体的肉汤培养物用作接种物分别作为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的参照。抗微生物活性以与在与未经处理的对照物接触之后存活的微生物细胞的数量相比在与测试试样接触之后微生物减少的百分比表示。在20次、50次和75次洗涤周期之后对织物进行测试。

防水特性的评估：

使用喷淋测试(AATCC 22)来测量材料对水润湿的抗性。将织物样品牢固地固定在6"金属圈上，使得织物不起皱。在织物的中心上方6"处放置与喷嘴连接的盛水漏斗，并将250毫升80±2°F的水从杯子或其他容器倒入漏斗中，使水喷洒到织物上。

抗病毒活性的评估：

标准测试方法ISO 18184的修改方案用于评估经处理的织物产品对人冠状病毒OC43病毒负荷的减少。通过在2％ Tween中和(SCDLP)溶液中浸泡30分钟，然后用无菌去离子水清洗4次来对具有耐久性防水(Durable Water Repellent，DWR)处理物的测试制品进行预处理。将样品干燥30分钟，然后在接种之前用预乙醇化腈手套摩擦。将测试样品和无织物对照物用一定浓度(与医疗保健环境中遇到的浓度相关)的病毒接种，并在35℃下孵育0小时或2小时。在孵育之后，通过添加用于稀释的恢复培养基并喷镀在细胞培养板上来回收残留在测试制品和无织物对照物上的病毒。然后将细胞培养板在37℃下孵育过夜，并对所得的病毒病灶进行计数以获得定量结果。在测试制品和对照物的0小时和2小时孵育时间之后确定病毒负荷减少效力。相对于无织物(阴性)对照物，每种原始状态(―0x”)测试制品的病毒负荷减少了至少4个对数级。经抗病毒剂+氟化DWR处理的款4040在2小时时相对于对照物表现出病毒减少了6个对数级。经抗病毒剂+非氟化DWR处理的Sigma在2小时时相对于对照物表现出病毒减少了6个对数级。

在不脱离所附权利要求中更具体阐述的本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以实施本发明的这些及其他修改方案和变型方案。此外，应理解，多个实施方案的方面均可以全部或部分互换。此外，本领域普通技术人员将理解，前述描述仅是实例，并不旨在限制这样的权利要求中如此进一步描述的本发明。

Claims (36)

1.一种防护服，包含：

织物材料，所述织物材料包括织造织物、针织织物、非织造织物、或其组合，所述织物材料包含防水抗微生物处理物，所述防水抗微生物处理物包含耐久性防水组合物和抗病毒组合物的组合，所述抗病毒组合物包含至少一种抗病毒剂。

2.根据权利要求1所述的防护服，其中所述抗病毒剂包含银离子。

3.根据权利要求2所述的防护服，其中所述抗病毒组合物包含与铜离子组合的银离子。

4.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述抗病毒组合物包含用于所述抗病毒剂的陶瓷载体，例如沸石。

5.根据权利要求1所述的防护服，其中所述抗病毒剂包括含银材料、含铜材料、季化合物、1-氧-2-巯基吡啶、壳聚糖、三氯生、或其混合物。

6.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述织物材料在十次洗涤周期之后保持至少70，例如至少80，例如至少90的喷淋等级。

7.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述织物材料在五次洗涤周期之后保持小于约15％，例如小于约10％的吸水率。

8.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述防水抗微生物处理物基本上不含碳氟化合物。

9.根据权利要求8所述的防护服，其中所述耐久性防水处理物包含聚氨酯聚合物。

10.根据权利要求8或9所述的防护服，其中所述聚氨酯聚合物包括脂族聚酯/醚聚氨酯聚合物。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的防护服，其中所述耐久性防水处理物包含丙烯酸类聚合物。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的防护服，其中所述耐久性防水处理物包含蜡。

13.根据权利要求12所述的防护服，其中所述蜡包括石蜡。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的防护服，其中所述耐久性防水处理物包含第一聚氨酯聚合物和第二聚氨酯聚合物。

15.根据权利要求14所述的防护服，其中所述第一聚氨酯聚合物包括脂族聚酯/醚聚氨酯聚合物，以及所述第二聚氨酯聚合物包括封端异氰酸酯。

16.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述防护服在60次洗涤周期之后，例如在75次洗涤周期之后，例如在100次洗涤周期之后，保持根据AAMI的1级或2级防护水平。

17.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述防护服在60次洗涤周期之后，例如在75次洗涤周期之后，例如在100次洗涤周期之后，保持根据AAMI的3级防护水平。

18.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述防护服在60次洗涤周期之后，例如在75次洗涤周期之后，例如在100次洗涤周期之后，保持根据AAMI的4级防护水平。

19.根据权利要求18所述的防护服，其中所述织物材料包括定位在第一外织物层与第二外织物层之间的膜层。

20.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中包括躯体部分和袖子的织造织物包括由聚酯纱线制成的织造轧光织物。

21.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中包括躯体部分和各袖子的织造织物包括由含有聚酯纤维的纱线制成的织造织物，所述织造织物具有约0.5osy至约4osy的单位面积的重量，以及所述织物具有约100根纱线/英寸至约180根纱线/英寸的经纱方向上纱线密度和约60根纱线/英寸至约120根纱线/英寸的纬纱方向上纱线密度。

22.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述织物材料包含大于约50重量％的固有阻燃纤维。

23.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述织物材料中包含的所述固有阻燃纤维包括对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、或其混合物。

24.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述织物材料中包含的所述固有阻燃纤维包括聚苯并咪唑纤维或聚(对-亚苯基-2,6-苯并双唑)纤维。

25.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述织物材料中包含的所述固有阻燃纤维包括芳族聚酰胺纤维和聚苯并咪唑纤维的混合物。

26.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述织物材料由短纤纱线和复丝纱线构成。

27.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述织物材料以小于约1,000ppm的量包含氟。

28.根据权利要求1至21中任一项所述的防护服，其中所述防护服为单织物层服装，所述单织物层为所述织物材料。

29.根据权利要求1所述的防护服，其中所述织物材料具有约5osy至约8.5osy的单位面积的重量，并且在根据ASTM D4966测试方法测试时表现出大于90,000次循环的耐磨性。

30.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述抗病毒组合物包含与粘合剂组合的所述抗病毒剂。

31.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述水和所述抗微生物处理物以约0.5重量％至约5重量％的添加量施加至所述织物材料。

32.根据权利要求1所述的防护服，其中所述耐久性防水组合物包含氟烃聚合物，以及其中所述防水抗微生物处理物中包含的所述耐久性防水组合物和所述抗病毒组合物二者都是阳离子的。

33.根据权利要求1所述的防护服，其中所述防水抗微生物处理物基本上不含碳氟化合物，以及其中所述防水抗微生物处理物基本上是非离子的。

34.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述耐久性防水组合物和所述抗病毒组合物以约1:4至约25:1的重量比存在于所述防水抗微生物处理物中。

35.根据前述权利要求中任一项所述的防护服，其中所述防护服包括实验室工作服或医用服。

36.根据权利要求1至32中任一项所述的防护服，其中所述防护服包括公共服务制服或消防服。