PL189215B1

PL189215B1 - Kompozytowy materiał odzieżowy, jego zastosowaniei sposób wytwarzania kompozytowego materiału odzieżowego

Info

Publication number: PL189215B1
Application number: PL97331519A
Authority: PL
Inventors: David George Halley; George Clarkson; John Edward Trouba
Original assignee: Gore W L & Ass Uk
Priority date: 1996-08-15
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 2005-07-29
Also published as: GB2316341A; HUP9903858A2; EP0918902A1; HUP9903858A3; GB9716955D0; ES2155696T3; JP2002275766A; GB9617181D0; EP0918902B1; CA2236090C; JP3401261B2; CN1076061C; DE69704278T2; HK1006216A1; CN1228821A; PL331519A1; GB2316341B; DE69704278D1; JP2001503107A; WO1998006891A1

Abstract

1 . Kompozytowy material odziezowy, zawierajacy (a) odporna na wode, przepuszczalna dla pary wodnej, elastyczna warstwe substratu majacego pierwsza strone i druga strone, (b) warstwe tkaniny przytwierdzona do pierw- szej strony substratu, znam ienny tym, ze material zawiera dodatkowo (c) liczne, nieciagle, odporne na scieranie, plam- ki polimerowe (12). tworzace nieciagly wzór, stanowiacy wykladzine lub podszewke na po- wierzchni drugiej strony substratu, przy czym plamki przeciwdzialaja scieraniu elastycznego substratu. 30 Sposób wytwarzania kompozytowego mate- rialu odziezowego, obejmujacy przytwierdzanie warstwy tkaniny do pierwszej strony warstwy ela- stycznego, odpornego na wode, przepuszczalnego dla pary wodnej substratu, znam ienny tym, ze spo- sób obejmuje ponadto operacje nakladania licznych, odpornych na scieranie, plamek polimerowych na druga strone tego substratu i tworzenia nieciaglego wzoru, tworzacego wykladzine lub podszewke na powierzchni tej drugiej strony substratu i przeciw- dziala sie scieraniu elastycznego substratu. FIG . 2 FIG . 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest elastyczny, odporny na wodę, kompozytowy materiał przepuszczalny dla pary wodnej, szczególnie przeznaczony do stosowania jako odzież, która wykazuje się połączeniem dobrego oddychania (to jest przepuszczania pary wodnej) i dobrej trwałości.

Z patentów USA 3,953,566 i USA 4,194,041 (W. L. Gore i Associates Inc.) znane są przepuszczalne dla pary wodnej materiały laminatowe, które są odporne na przenikanie wody w stanie płynnym. Patent USA 3,953,566 dotyczy wytwarzania membrany ze spęcznionego porowatego politetrafluoroetylenu (PTFE). Tego rodzaju membrany mają ogólnie samoistnie niewielką odporność na ścieranie. Patent USA 4,194,041 ujawnia materiał, który stanowi porowatą membranę (szczególnie spęczniony PTFE) wyposażoną na jednej powierzchni w ciągłą warstwę hydrofilowego, który jest przepuszczalny dla pary wodnej, takiego jak hydrofilowy poliuretan mający niewielką odporność na ścieranie. Znane są również dostępne przemysłowo inne odporne na wodę, przepuszczające parę wodną materiały również mające niewiel189215 ką odporność na ścieranie i są to powłoki poliuretanowe stosowane na tkaniny, membrany poliuretanowe laminowane do tkaniny i kombinacje membran poliestrowych - tkaniny.

Materiały takie często zawierają wewnętrzną wykładzinę, która chroni przed ścieraniem powleczoną poliuretanem powierzchnię stosowanego materiału. Wstępnie wytworzona wykładzina jest ogólnie laminowana do powleczonej uretanem powierzchni za pomocą warstwy kleju. Jednakże, wykładzina dodaje się do kosztu, ciężaru i masy materiału. W niektórych zastosowaniach może być pożądane wyeliminowanie wykładziny. Jednakże ma to tę niedogodność, że wystawia się miękki hydrofilowy poliuretan bezpośrednio na oddziaływanie sił ścierających.

Patent USA 5,026,591 ujawnia powłokę z materiału nośnego (spęczniany PTFE lub mikroporowaty polipropylen) z ciągłą powłoką materiału hydrofilowego (gorący wytop hydrofilowego poliuretanu lub akrylanu poliuretanu) i sprasowywanie bezpośrednio w powłokę substratu (nietkany poliamid, wielobawełniana mieszanka tkana, itd.) i następnie umożliwienie utwardzenia powłoki. Celem tego jest uzyskanie ciągłej powłoki materiału hydrofilowego bez jakichkolwiek miejsc przeciekowych, ujętej pomiędzy materiałem nośnym i substratem.

Patent USA 4,925,732 ujawnia wytwarzanie laminatów do produkcji butów, składającego się z pary przepuszczalnych dla wilgoci materiałów (skóry i tkaniny) zespojonych razem za pomocą kleju przepuszczającego wilgoć (np kleju poliuretanowego).

Europejski patent EP 0465817 ujawnia laminat do stosowania jako materiał ochronny, zawierający ciekłą warstwę zaporową ze spęcznionego PTFE, mającą na sobie przepuszczalną dla pary wodnej pastę klejącą, kuleczki aktywnego węgla i siatkę częściowo osadzoną w warstwie klejącej. Jednakże siatka pozostaje ponad powierzchnią kleju tak, aby chronić kuleczki aktywnego węgla przed mechanicznym przemieszczeniem. Grubość siatki wynosi zwykle około 0,5 fim (500 mikrometrów).

Materiały odporne na wodę, które są odporne na przenikanie ciekłej wody, są dobrze znane fachowcom z tej dziedziny do wytwarzania płaszczy przeciwdeszczowych. Stopień pożądanej odporności na wodę w tak zwanej odziezy wodoodpornej zależy od surowości warunków klimatycznych, którym jest poddawana ta odzież. Opisano odpowiedni test odporności na wodę (test Suter'a). Akceptowalnym wskazaniem praktycznym odporności na wodę jest wskazanie, w którym nie występuje stwierdzenie przetłaczania wody przez próbkę pod ciśnieniem 0,1 kg/cm² (1,4 funta na cal kwadratowy) lub częściej 0,14 kg/cm² (2 funty na cal kwadratowy). Daje to również pomiar hydrofobowości w stosunku do materiałów porowatych.

Zaletą materiału przepuszczającego parę wodną jest możliwość przechodzenia potu pochodzącego z ciała użytkownika z wnętrza odzieży poprzez przejście przez materiał, przez co zapobiega się narastaniu ilości ciekłej wody zatrzymywanej wewnątrz odzieży i wynikającego stąd odczucia lepkości. Dla uznania za przepuszczalną dla pary wodnej, elastyczny substrat powinien w ogólności mieć przepuszczalność dla wody wynoszącą przynajmniej 1000, korzystnie więcej niż 1500, a najkorzystniej więcej niż 3000 g/m2/dzień. Jednakże dla pewnych substratów są możliwe wartości przekraczające 100,000 g/m2/dzień. Całkowita przepuszczalność dla pary wodnej elastycznego materiału kompozytowego według wynalazku jest zwykle trochę mniejsza niz ta wartość (np. 5,000 do 12,000 g/m2/dzień lub do 30,000 g/m2 dla pewnych substratów). Jednakże, mówiąc ogólnie przepuszczalność dla pary wodnej takiego materiału może również mieścić się w obrębie granic podanych powyżej.

Odpowiednia odporna na wodę, przepuszczająca parę wodną elastyczna membrana jest ujawniona w patencie USA 3,953,566, który ujawnia materiał z porowatego spęcznionego politetrafluoroetylenu (PTFE). Spęczniony porowaty PTFE posiada mikrostrukturę charakteryzującą się węzłami wzajemnie połączonymi fibrylami. W razie potrzeby, odporność na wodę może być wzmozona przez impregnowanie spęcznionego PTFE hydrofobowym impregnatem (takim jak związek perfluorowy o małym ciężarze molekularnym, przykładowo akrylan perfluoroalkilowy lub metakrylan). Tego rodzaju impregnaty są również oleofobowe. Impregnaty mogą pokrywać węzły i fibryle porowatego PTFE.

Odporny na wodę, przepuszczalny dla pary wodnej materiał membrany może również stanowić materiał mikroporowaty taki jak mikroporowaty polietylen lub polipropylen o dużym cięzarze cząsteczkowym, mikroporowate poliuretany lub poliestry.

Ponadto, odporna na wodę, przepuszczalna dla pary wodnej elastyczna membrana może zawierać powłokę z odpornej na wodę, przepuszczalnej dla pary wodnej warstwy hydrofitowej w rodzaju ujawnionym w patencie USA 4,194,041, przy czym membrana i folia hydrofitowa tworzą razem substrat. Tego rodzaju folie hydrofitowe są ogólnie również oleofobowe. Elastyczna membrana może być z porowatego spęcznionego PTFE jak opisano w patencie USA 3,953,566. Materiały takie jak opisano są to zasadniczo materiały konwencjonalne.

Celem wynalazku jest uzyskanie dobrej odporności na ścieranie odpornych na wodę, przepuszczalnych dla pary wodnej materiałów kompozytowych, bez potrzeby stosowania wykładziny ochronnej.

Według wynalazku opracowano kompozytowy materiał odzieżowy, zawierający (a) odporną na wodę, przepuszczalną dla pary wodnej, elastyczną warstwę substratu mającego pierwszą stronę i drugą stronę, (b) warstwę tkaniny przytwierdzoną do pierwszej strony substratu, charakteryzujący się tym, że materiał zawiera dodatkowo (c) liczne, nieciągłe, odporne na ścieranie, plamki polimerowe, tworzące nieciągły wzór, stanowiący wykładzinę lub podszewkę na powierzchni drugiej strony substratu, przy czym plamki przeciwdziałają ścieraniu elastycznego substratu.

Plamki mają profil zasadniczo gładki i niekątowy a każda z plamek ma przekrój zasadniczo kolisty w płaszczyźnie substratu i przekrój zasadniczo kulisty w płaszczyźnie prostopadłej do substratu.

Maksymalny wymiar przekroju w płaszczyźnie substratu jest mniejszy niż 5000 mikrometrów, korzystnie maksymalny wymiar wynosi od 100 do 1000 mikrometrów, jeszcze korzystniej od 200-800 mikrometrów a najkorzystniej od 400-600 mikrometrów.

Każda plamka ma wysokość w zakresie 10 do 200 mikrometrów, korzystniej 70 do 140 mikrometrów, jeszcze korzystniej 80 do 100 mikrometrów.

Środek każdej plamki jest oddalony od środka sąsiedniej plamki o 200 do 2000 mikrometrów, korzystnie o 300 do 1500 mikrometrów, bardziej korzystnie o 400 do 900 mikrometrów.

Stosunek odległości pomiędzy środkami sąsiednich plamek, maksymalnego wymiaru każdej plamki i wysokości każdej plamki jest w zakresie od około 7,5:5:1 do około 15:10:1.

Procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 20 do 80%, korzystnie 30 do 70%, jeszcze korzystniej 40 do 60%.

Kompozytowy materiał według wynalazku charakteryzuje się tym, ze substrat stanowi porowatą membranę, którą stanowi spęczniony politetrafluoroetylen.

Substrat zawiera porowatą membranę i powłokę z przepuszczalnego dla pary wodnej, hydrofilowego polimeru, do której to powłoki są przytwierdzone plamki.

Hydrofitowy polimer stanowi poliuretan lub poliester.

Plamki są utworzone z odpornego na ścieranie poliuretanu mającego moduł elastyczności większy niz około 5,5 Nmm', czyli 800 psi.

Poliuretan tworzący plamki jest przepuszczalny dla pary wodnej.

Materiał ma odporność względem wody większą niż 0,1 kg/cm i przepuszczalność dla pary wodnej przekraczającą 1500 g/m²/dzień.

Plamki są nakładane w postaci licznych rozetek.

Odporność na ścieranie kompozytowego materiału stanowi przynajmniej 1,5 krotność odporności na ścieranie samodzielnego elastycznego substratu.

Zastosowano kompozytowy materiał według wynalazku w odzieży wytwarzanej z tego materiału. Odporne na ścieranie polimerowe plamki materiału kompozytowego tworzą skrajnie wewnętrzną warstwę odzieży dla utworzenia wykładziny/podszewki.

Sposób wytwarzania kompozytowego materiału odzieżowego, obejmujący przytwierdzanie warstwy tkaniny do pierwszej strony warstwy elastycznego, odpornego na wodę, przepuszczalnego dla pary wodnej substratu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że sposób obejmuje ponadto operacje nakładania licznych, odpornych na ścieranie, plamek polimerowych na drugą stronę tego substratu i tworzenia nieciągłego wzoru, tworzącego wykładzinę lub podszewkę na powierzchni tej drugiej strony substratu i przeciwdziałania ścieraniu elastycznego substratu.

Polimerowe plamki nakłada się za pomocą druku rotograwiurowego.

Plamki nakłada się o zasadniczo gładkim, niekątowym zarysie.

Przy nakładaniu plamek, każda z plamek ma zasadniczo kolisty przekrój w płaszczyźnie substratu i zasadniczo kulisty przekrój w płaszczyźnie prostopadłej do substratu.

Maksymalny wymiar przekroju w płaszczyźnie substratu jest mniejszy niż 5000 mikrometrów, maksymalny wymiar przekroju plamki wynosi od 100 do 1000 mikrometrów, korzystnie od 200-800 mikrometrów a bardziej wynosi od 400-600 mikrometrów.

Sposobem według wynalazku nakłada się plamki, przy czym każda plamka ma wysokość w zakresie 10 do 200 mikrometrów, przy czym każda plamka ma wysokość w zakresie 70 do 140 mikrometrów, korzystnie 80 do 100 mikrometrów.

Plamki nakłada się tak, że środek każdej plamki jest oddalony od środka sąsiedniej plamki o 200 do 2000 mikrometrów, korzystnie o 300 do 1500 mikrometrów a bardziej korzystnie o 400 do 900 mikrometrów.

Stosunek odległości pomiędzy środkami sąsiednich plamek, maksymalnego wymiaru każdej plamki i wysokości każdej plamki mieści się w zakresie od około 7,5:5:1 do około 15:10:1.

Procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 20 do 80%.

Nakłada się plamki a procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 30 do 70%, korzystnie 40 do 60%.

Sposób nakładania według wynalazku się charakteryzuje się tym, że plamki na substrat stanowią porowatą membranę.

Porowatą membranę stanowi spęczniony politetrafluoroetylen.

Sposób nakładania plamek na substrat stanowiący porowatą membranę i powłokę z przepuszczalnego dla pary wodnej polimeru hydrofitowego, do której to powłoki są przytwierdzone plamki charakteryzuje się tym, ze nakłada się plamki, przy czym hydrofitowy polimer stanowi poliuretan lub poliester. Plamki są formowane z odpornego na ścieranie poliuretanu mającego moduł elastyczności większy niż 5,5 Nmm'², czyli 800 psi.

Nakłada się plamki, przy czym tworzący plamki poliuretan jest przepuszczalny dla pary wodnej.

Materiał ma odporność dla wody większą niz 0,1 kg/cm, i ma przepuszczalność dla pary wodnej przekraczającą 1500 g/m²/dzień.

Nakłada się plamki, przy czym plamki są nałożone w postaci licznych rozetek.

Sposób charakteryzuje się tym, że nakłada się plamki, przy czym odporność na ścieranie materiału kompozytowego stanowi przynajmniej 1,5 krotność odporności na ścieranie samodzielnego elastycznego substratu.

Materiał kompozytowy według wynalazku jest stosowany w odzieży takiej jak kapelusze, rękawiczki lub buty.

Według następnego aspektu wynalazku opracowano sposób wytwarzania kompozytowego materiału na odziez lub tym podobne, obejmujący przytwierdzanie tkaniny do pierwszej strony elastycznego, odpornego na wodę, przepuszczalnego dla pary wodnej substratu, i nakładanie licznych przeciwdziałających ścieraniu plamek polimerowych na drugą stronę tego substratu dla utworzenia nieciągłego, tworzącego wykładzinę wzoru ponad powierzchnią tej drugiej strony dla przeciwdziałania ścieraniu się elastycznego substratu.

Korzyścią wynalazku jest otrzymanie nieciągłej, przeciwdziałającej ścieraniu, tworzącej wykładzinę warstwy na elastycznym materiale substratu tak, aby otrzymać ochronną warstwę powierzchniową, która chroni przepuszczalny dla pary wodnej elastyczny substrat przed silami ścierania w lekki, wygodny i ekonomiczny sposób. Tak więc, nieoczekiwanie stwierdzono, ze zastosowanie odpornej na ścieranie warstwy, stanowiącej nieciągły wzór przeciwdziałającego ścieraniu materiału polimerowego jest samoistnie wystarczające dla uzyskania odporności na ścieranie i trwałość, bez potrzeby stosowania konwencjonalnej wewnętrznej wykładziny. Odporny na ścieranie materiał polimerowy tworzy warstwę powierzchniową materiału kompozytowego i stanowi warstwę, która jest skrajnie wewnętrzna gdy materiał jest stosowany dla utworzenia odziezy, to znaczy stanowi on warstwę powierzchniową, która znajduje się najbliżej skóry użytkownika. Nieoczekiwanie stwierdzono, że nieciągły wzór materiału odpornego na ścieranie, przy zapewnianiu koniecznej przepuszczalności dla wilgoci, jest

189 215 wystarczający dla przeciwdziałania ścieraniu się materiału podczas jego uginania, zarówno względem siebie jak i względem jakiegokolwiek innego materiału (przykładowo innej odziezy noszonej przez użytkownika).

Dla celów wynalazku zaleca się, aby dla danego polimeru odporność na ścieranie była większa dla wykładziny utworzonej przez polimerowe plamki, które mają gładką, zaokrągloną niekątową powierzchnię zewnętrzną. Ponadto gładkie zaokrąglone plamki, tworzące skrajnie wewnętrzną powierzchnię wykładziny odzieży, będą zapewniały bardziej komfortowe odczucie dla użytkownika i nie będą powodowały zaczepiania o skórę lub jakiekolwiek wewnętrzne ubranie noszone przez użytkownika.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowy widok z góry w powiększeniu pierwszego rozwiązania kompozytowego materiału według wynalazku, fig. 2 - schemat przekroju wzdłuż linii A-A z fig. 1, fig. 3 - schemat widoku przekroju podobny do fig. 2 drugiego rozwiązania według wynalazku, fig. 4 - perspektywiczny widok z góry obrazu uzyskanego z analizującego mikroskopu elektronowego (SEM) kompozytowego materiału zawierającego plamki polimerowe według wynalazku, fig. 5 - przekrój pionowy obrazu uzyskanego z analizującego mikroskopu elektronowego plamki polimerowej na kompozytowym materiale według wynalazku, a fig. 6 schemat urządzenia powlekającego do nakładania przeciwdziałającego ścieraniu materiału polimerowego na substrat.

Jak przedstawiono na fig. 1 i 2, kompozytowy materiał zawiera wodoszczelny, przepuszczalny dla pary wodnej elastyczny substrat 2 mający powierzchniową tkaninę 4 przylegającą od jednej strony 6 substratu 2. Druga strona 8 substratu 2 posiada mocno przylegający do niej odporną na ścieranie nieciągłą warstwę 10 tworzącą wykładzinę, wykonaną z licznych nieciągłych, zasadniczo o gładkiej powierzchni niekątowych plamek 12 z odpornego na ścieranie materiału polimerowego takiego jak odporny na ścieranie poliuretan, które to plamki wystają ze strony 8 substratu 2. Polimer, z którego są wykonane plamki powinien mieć moduł elastyczności większy niż około 5,5 Nmm'², czyli 800 psi dla zapewnienia pożądanej odporności na ścieranie. Elastyczny substrat 2 jest zbudowany z membrany ze spęcznionego politetrafluoroetylenu (PTFE), jak ujawniono w patencie USA 3,953,566, który to PTFE posiada mikrostrukturę porowatą charakteryzującą się węzłami wzajemnie połączonymi przez fibryle. Membrana 2 jest odporna na przechodzenie płynnej wody, jednakże jest przepuszczalna dla pary wodnej. Membrana 2 posiada ciężar 15 g/m i maksymalną wielkość porów 0,2 mikrometra, określoną znaną techniką pomiaru punktu pęcherzykowego, taką jak opisana w patencie USA 5,026,591 (Henn).

Powierzchniowa tkanina 4 jest laminowana do boku 6 substratu 2 w dowolny konwencjonalny sposób, przy czym powierzchniowa tkanina 4 może stanowić jedną z wielu znanych powierzchniowych tkanin, takich jak tkanina tkana, nietkana lub dzianina z materiału takiego jak nylon lub poliester. Podczas stosowania, powierzchniowa tkanina stanowi zewnętrzną powierzchnię odziezy utworzonej z materiału kompozytowego i zapewnia pożądany wizualny i estetyczny wygląd oraz konieczne własności mechaniczne.

Każda z poliuretanowych plamek 12 jest zasadniczo okrągła w widoku z góry jak pokazano na fig. 1 i częściowo kulista w przekroju jak pokazano na fig. 2, utworzona przez łuk mający promień rzędu około 400 mikrometrów. W obecnym rozwiązaniu plamki 12 są umieszczone w powtarzalnym regularnym wzorze rozetek utworzonych z siedmiu plamek, to jest sześć plamek umieszczonych dookoła środkowej siódmej plamki. Rozetki są zidentyfikowane przez imaginacyjne przerywane linie na fig. 1. Każda plamka 12 posiada wymiar poprzeczny w płaszczyźnie substratu utworzony przez średnicę D rzędu 500 mikrometrów i wysokość około 100 mikrometrów. Środki sześciu plamek 12 dookoła ich towarzyszącej plamki środkowej lezą na okręgu mającym średnicę D rzędu około 1500, na przykład 1460 mikrometrów, a odległość lub rozstawienie pomiędzy środkami sąsiednich plamek jest rzędu 750 mikrometrów, to jest odległość pomiędzy obrzeżem sąsiednich plamek wynosi około połowę średnicy plamki. Stosunek odległości pomiędzy sąsiednimi środkami plamek, średnica plamek i wysokość plamek jest przykładowo w zakresie 7,5:5:1 do 15:10:1. Plamki 12 we wzorze z fig. 2 zajmują około 40% obszaru powierzchniowego materiału kompozytowego, na którym

189 215 są one naniesione. Wszystkie powyższe wymiary zostały wzięte z obrazu uzyskanego za pomocą analizującego mikroskopu elektronowego.

Na fig. 3 przedstawiono drugie rozwiązanie wynalazku, podobne do rozwiązania opisanego powyżej w odniesieniu do fig. 1 i 2, na którym te same elementy składowe oznaczone tymi samymi oznacznikami z fig. 1 i 2. Rozwiązanie z fig. 3 obejmuje zastosowanie dodatkowej hydrofilowej powłoki 14 z odpornego na wodę, przepuszczalnego dla pary wodnej materiału, takiego jak przepuszczający parę wodną uretan w rodzaju ujawnionym we wspomnianym patencie USA 4,194,041.

Na fig. 4 przedstawiono trzecie rozwiązanie wynalazku, obserwowane przez analizujący mikroskop elektronowy pokazujący substrat 14 wyposażony w liczne polimerowe plamki 16 umieszczone w równoległych rzędach. Każda plamka 16 jest ogólnie okrągła w widoku z góry jak można zauwazyć na fig. 4 i ma liczne niewielkie perforacje 17 powierzchni, wytwarzane podczas formowania plamek.

Na fig. 5 pokazano w powiększeniu pionowy przekrój jednej z plamek 16 z fig. 4, z którego wynika, że zarys plamki 16 jest w przekroju pionowym zasadniczo częściowo kulisty i ma wydrążone wnętrze 18.

Na fig. 6 przedstawiono schematycznie jedną postać urządzenia powlekającego, przydatnego do nakładania warstwy odpornych na nakładanie, polimerowych plamek na elastyczny substrat dla wytworzenia materiału kompozytowego opisanego powyżej w odniesieniu do fig. 1 do 3. Budowa urządzenia i jego sposób pracy są takie jak w ogólnym ujawnieniu według patentu USA 5,026,591.

Na fig. 6 pokazano szpulę 20 membrany ze spęcznionego PTFE, do której jest laminowana powierzchniowa tkanina utworzona z tkanego teksturyzowanego nylonu lub tkanego poliestru, który jest odwijany i podawany jako taśma 22 o szerokości 140 cm do 150 cm po rolce hamującej 24, która służy do przykładania stałego naprężenia, a następnie na zacisk pomiędzy rolką dociskową 28 i rolką rotograwiurową 30. Rolka rotograwiurowa 30 posiada wzór rozetki siedmioplamkowej w postaci wgłębień powierzchniowych dla pomieszczenia płynnego materiału polimerowego i nakładania go w postaci wzoru nieciągłych plamek polimerowych na taśmę 22 membrany substratu. Płynna warstwa polimerowa stanowi reaktywny gorący wytop poliuretanu hydrofilowego (oznaczonego i określanego poniżej jako OLC-5T), przygotowanego według przykładu 1 w patencie USA 5,209,969). Poliuretan OLC-5T po utwardzeniu jest ciągliwy i odporny na ścieranie, i posiada moduł elastyczności większy niż 5,5 Nmm'² czyli 800 psi. Płynny materiał polimerowy jest nakładany w temperaturze 40 do 80°C na rolkę rotograwiurową 30 mającą temperaturę 40 do 80°C za pomocą skrobakowego zespołu łopatkowego 32 utrzymywanego w temperaturze pomiędzy 40 i 80°C, który nakłada płynny materiał polimerowy rolki rotograwiurowej 30 i zbiera z niej nadmiar materiału, tak, że wgłębienia w powierzchnię rolki rotograwiurowej 30 zostają wypełnione płynnym materiał polimerowym. Dalszy obrót rolki 30 umożliwia rotograwiurowe drukowanie materiału polimerowego na jednej stronie taśmy 22 membrany substratu.

Membrana z nałożoną polimerową warstwą nieciągłych plamek jest następnie przepuszczana ponad wypełnioną olejem gorącą rolką 36, przy czym temperatura oleju wynosi pomiędzy 160°C i 200°C, co powoduje utwardzenie materiału polimerowego w podwyższonej temperaturze pomiędzy 160 i 200°C. Utworzony w ten sposób materiał kompozytowy następnie podaje się ponad szeregiem pośrednich rolek 38. Utwardzanie następuje w trakcie przechodzenia materiału kompozytowego ponad chłodzącą bańką 42, która zwykle jest wypełniona zimną wodą. Materiał kompozytowy jest ściągany po dalszych pośrednich rolkach 44 i obciążonych komórkowych rolkach 46, które monitorują naprężenie rzędu około 100 do 400 N w ciągłej taśmie materiału kompozytowego i w trakcie, którego to czasu odporne na ścieranie plamki polimerowe zostały przynajmniej częściowo utwardzone do postaci stałej masy, umożliwiając przez to zwijanie materiału kompozytowego na rdzeniu. Ciągły substrat przepuszcza się przez urządzenie powlekające z prędkością około 7 do 15 m/min.

Należy zauwazyć, ze rozwiązania opisane w odniesieniu do fig. 1 do 5 i sposób opisany w odniesieniu do fig. 6 stanowią jedynie przykłady obecnego wynalazku i że są możliwe modyfikacje mieszczące się w zakresie wynalazku jak przedstawiono poniżej.

189 215

Stwierdzono, że pożądane jest układanie plamek 12 odpornego na ścieranie materiału polimerowego bezpośrednio na elastycznym substracie 2 tak, aby tworzyć na miejscu odporną na ścieranie warstwę. Stwierdzono, ze nie jest korzystne stosowanie wstępnie wytworzonych materiałów jako warstwa odporna na ścieranie. Korzystne sposoby nakładania obejmują sitodruk jak również drukowanie rotograwiurowe jak opisano powyżej w odniesieniu do fig. 6 lub też natryskiwanie. Powoduje to bezpośrednie wiązanie powstające pomiędzy odporną na ścieranie warstwą plamek 12 i elastycznym substratem 2 przy jednoczesnym umożliwianiu nakładania odpowiednio cienkiej warstwy materiału odpornego na ścieranie. Materiał polimerowy może być nakładany na wybrane obszary substratu w postaci płynnej z gorącego wytopu, poprzez powlekanie roztworem lub powlekanie emulsyjne. Płynny materiał polimerowy może zawierać polimer wstępny, który utwardza się na miejscu, polimer utwardzalny przez promieniowanie UV, polimer ulegający wulkanizacji w temperaturze pokojowej lub polimer termoplastyczny. Odpowiednie polimery elastomerowe obejmują poliestry, polichlorek winylu, poliamidy, silikony, poliuretany lub kompozyty poliuretan-poliester. Szczególnie przydatne są poliuretany reaktywne, takie jak polimery zblokowane, których grupy reaktywne zostają odblokowane powyżej określonej temperatury. Można zastosować wypełniacze jeżeli ich wielkość cząstek jest mniejsza niż najmniejszy wymiar warstwy nieciągłej. Utwardzony polimer ogólnie jest odporny na konwencjonalne rozpuszczalniki do czyszczenia na sucho. Gdy substrat 2 zawiera hydrofilową powłokową warstwę poliuretanu 14 (fig. 3), to odporny na ścieranie polimer po utwardzeniu będzie z nim chemicznie kompatybilny.

Z powyzszego można zauwazyć, że zalecanym materiałem polimerowym do wytwarzania plamek według wynalazku jest „twardy” odporny na ścieranie poliuretan, taki jak OLC-5T. Należy zauważyć, że rodzaj poliuretanu stosowanego na plamki ma właściwości odmienne od „miękkiego” rodzaju poliuretanu, który może być stosowany na hydrofilową powłokę 14 w rozwiązaniu z fig. 3.

Fachowcy z tej dziedziny zauwazą, ze w obrębie ogólnej rodziny polimerów poliuretanowych istnieje szeroki zakres polimerów mających własności odmienne dotyczące ciągliwości, twardości, elastyczności, charakteru hydrofilowego, itd. Ogólnie wiadomo, że polimery poliuretanowe mające wystarczający stopień hydrofilowości i przepuszczalności dla pary wodnej dla nadawania się ich do stosowania do odziezy mają słabą ciągliwość i odporność na ścieranie. Jednakże istnieją polimery poliuretanowe, które są bardzo ciągliwe i mają duzą odporność na ścieranie, jednakże nie mają pożądanej dla odzieży przepuszczalności względem pary wodnej.

W wynalazku odporny na ścieranie polimer nadający się na plamki jest wybrany z tego ostatniego zakresu polimerów poliuretanowych i stwierdzono, ze odpowiednimi materiałami do formowania odpornych na ścieranie plamek według wynalazku są polimery mające moduł elastyczności większy niż około 5,5 Nmm², czyli 800 psi.

Odporny na ścieranie polimer może sam w sobie być przepuszczalny dla pary wodnej. Jednakże nie stanowi to warunku koniecznego, ponieważ procentowe pokrycie materiału substratu nie jest zbyt duże tak, aby zasadniczo wpływać na jego przepuszczalność dla pary wodnej.

Wzór materiału odpornego na ścieranie w postaci nieciągłych plamek jest nieciągły w tym sensie, że obejmuje otwarte obszary pozbawione materiału polimerowego i nie tworzy ciągłej warstwy na powierzchni substratu. W ogólności, procentowe pokrycie powierzchni elastycznego substratu 2 przez polimerowe plamki 12 jest w zakresie 20-80%, a szczególnie 30-70%, najkorzystniej 40-60% obszaru. Należy zauwazyć, że odstępy pomiędzy plamkami 12 nie powinny być tak duze, aby umożliwiać łatwy dostęp do otwartych obszarów, przez co mogłoby nastąpić ścieranie w tych otwartych obszarach.

Nieciągły wzór nieciągłych plamek może stanowić dowolny odpowiedni wzór, jeżeli tylko pokrycie jest tego rodzaju, że zapobiega ścieraniu substratu. Wybrany wzór powinien wykazywać dobrą zdolność do obsługiwania.

Plamki 12 nie muszą mieć kształtu zasadniczo kulistego jak opisano zasadniczo na fig. 1 do 3. Plamki te mogą mieć w zasadzie dowolny kształt taki jak kwadraty, prostokąty, wielokąty itd. Jednakże dla zredukowania ścierania nie są zalecane kwadraty, romby lub inne kształty mające ostre naroża. Korzystnie, przekrój plamek w płaszczyźnie prostopadłej do substratu jest zasadniczo półkulisty, częściowo kulisty lub w postaci ściętej półkuli.

189 215

Wzór plamek może stanowić przypadkowy wzór lub uporządkowany wzór według wstępnie określonej geometrii przestrzennej. Jakkolwiek plamki 12 opisane na fig. 1 do 5 mają nadane szczególne wymiary, to należy uwzględnić, że wymiary te mogą ulegać zmianie zgodnie z przeznaczeniem materiału kompozytowego. Każda plamka ma korzystnie maksymalny wymiar przekrojowy lub szerokość w płaszczyźnie substratu, która jest mniejsza niż 5000 mikrometrów, przykładowo w zakresie 100 do 1000 mikrometrów, korzystnie 200-800 a szczególnie 400-600 mikrometrów. Plamki 12 mogą być rozstawione środkami po 200-2000 mikrometrów, korzystnie 300-1500 a zwłaszcza 400-900 mikrometrów. Każda plamka może mieć wysokość w zakresie 10-200 mikrometrów, korzystnie 70-140 a zwłaszcza 80-100 mikrometrów.

Materiał według wynalazku może być stosowany do wytwarzania rozmaitych produktów, łącznie z elementami odzieży takimi jak kapelusze, rękawiczki, względnie buty.

Ważną zaletą przepuszczalnych dla pary wodnej, odpornych na wodę materiałów kompozytowych według wynalazku jest ich zdolność do uszczelniania poprzez szew. Tego rodzaju uszczelnianie jest przeprowadzane dla uszczelniania szwów ściegowych, odpornej na wodę odzieży dla uniknięcia wnikania wody przez otworki ściegu. Jest to zrealizowane przez nakładanie taśmy powleczonej ogrzanym gorącym wytopem kleju pod ciśnieniem na wnętrze szwu i wynikowe jej związanie. Jednakże uszczelnianie szwów konwencjonalnego materiału zawierającego powierzchniową tkaninę, pośrednią porowatą membranę i wewnętrzną wykładzinę jest zakłócane przez obecność wewnętrznej wykładziny, która lezy pomiędzy odporną na wodę membraną a taśmą uszczelniającą i która hamuje powstawanie uszczelnienia pomiędzy membraną i taśmą.

Stwierdzono, że materiały według wynalazku mają dobre własności uszczelniania szwów i przylegania taśmy uszczelniającej szew do odpornej na ścieranie warstwy.

Podczas stosowania materiału kompozytowego według wynalazku, siły ścierania prowadzą do powstawania przecieków w odpornym na wodę materiale kompozytowym. Osłabia to odporność na wodę odzieży wykonanej z takiego materiału kompozytowego. Odpowiednim sposobem testowania dla określenia odporności na ścieranie jest pomiar stopnia ścierania, dopóki w materiale nie powstanie jeden lub więcej przecieków. Odporność na ścieranie materiału kompozytowego zawierającego odporną na ścieranie warstwę według wynalazku jest większa (w obrębie granic doświadczalnych) niz elastycznego substratu bez warstwy odpornej na ścieranie. W zalezności od charakteru warstwy odpornej na ścieranie, odporność na ścieranie materiału według wynalazku może być przynajmniej 1,5-krotnie, korzystnie przynajmniej czterokrotnie większa niż odporność na ścieranie samodzielnego substratu elastycznego. W szczególnych okolicznościach, odporność na ścieranie może być powiększona do dziesięciokrotności lub więcej. Z drugiej strony, jakkolwiek przepuszczalność dla wilgoci substratu cokolwiek maleje przez nałożenie warstwy odpornej na ścieranie, (która sama posiada pewien stopień przepuszczalności dla pary wodnej), to tego rodzaju zmniejszenia przepuszczalności należy się również spodziewać jako wyniku laminowania wewnętrznej wykładziny na substracie jak w technologii poprzednio proponowanej. Tak więc, zastosowanie odpornej na ścieranie warstwy według wynalazku daje możliwość znaczącego zwiększenia odporności na ścieranie materiału, a jednocześnie nie zmniejsza znacząco przepuszczalności dla pary wodnej.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze spadek przepuszczalności dla pary wodnej jest proporcjonalnie mniejszy niż zmniejszenie wolnego obszaru powierzchniowego substratu po nałożeniu warstwy odpornej na ścieranie.

Przeprowadzono badania materiału kompozytowego według wynalazku dla pomiaru odporności na ścieranie i odporności na wodę lub przepuszczalności dla pary wodnej z zastosowaniem następujących sposobów.

189 215

SPOSOBY TESTOWANIA

TEST NA SZYBKOŚĆ PRZENIKANIA PARY WODNEJ (MVTR) (Sposób z zastosowaniem octanu potasowego)

Zmierzono szybkość przechodzenia oparów wilgoci (MVPR), to jest przepuszczalność dla pary wodnej, przez umieszczenie około 70 ml roztworu zawierającego 35 części wagowych octanu potasowego i 15 części wagowych destylowanej wody w pojemniku zawierającym 133 ml polipropylenu, mających wewnętrzną średnicę 6,5 cm przy wylocie. Do dziobka pojemnika uszczelniono cieplnie membranę ze spęcznionego politetrafluoroetylenu (PTFE), mającą minimalną MVTR mającą około 85,000 g/m²/24 godz., jak zmierzono sposobem opisanym w patencie USA 4,862,730 dla Crosby, dostępną z W.L. Gore i Associates, Inc., Newark, Delaware, dla utworzenia naprężonej, szczelnej względnej przecieków mikroporowatej bariery zawierającej roztwór.

Podobną membranę ze spęcznionego PTFE zamontowano na powierzchni kąpieli wodnej. Zespół kąpieli wodnej kontrolowany przy 23°C plus lub minus 0,2°C, z zastosowaniem pomieszczenia o kontrolowanej temperaturze i kąpieli z krążącą wodą. Próbka przeznaczona do testowania została poddana kondycjonowaniu w temperaturze 23°C i wilgotności względnej 50% przed wykonaniem procedury testowania. Umieszczono trzy próbki tak, że każda próbka przeznaczona do testowania była w kontakcie z membraną ze spęcznionego PTFE, zamontowaną nad powierzchnią kąpieli wodnej, i umożliwiono jej zrównoważenie przez przynajmniej 15 minut przed wprowadzeniem zespołu pojemnika.

Zespół pojemnika zwazono z dokładnością 1/1000 g i odwrócono na środek próbki testowej. Transport wody odbywał się w wyniku siły napędowej pomiędzy wodą w kąpieli wodnej a roztworem soli nasyconej, dając strumień wody poprzez dyfuzję w tym kierunku. Próbka była testowana przez 20 minut a następnie usunięto zespół pojemnika i zważono go ponownie z dokładnością w obrębie 0,001 g. Obliczono MVTR próbki z ciężaru zespołu pojemnika i jego wartość wyrażono w gramach wody na metr kwadratowy obszaru powierzchniowego próbki na 24 godziny.

TEST ŚCIERALNOŚCI

Przeprowadzono test ścieralności z zastosowaniem maszyny ścierającej Martindale i przez pocieranie próbek standardowym narzędziem wełnianym SM25, spełniającym wymogi ISO St CD 12974-Tabela 1, Klasa 5.6.2, bazującym na normie brytyjskiej BS 5690, 1991.

W szczególności, procedura testowania jest następująca:

Okrągłe próbki materiału próbnego są ścierane na materiale ściernym skrzyżowanej czesankowej, wirowanej, płasko tkanej wełnianej tkaniny pod ciśnieniem 12 kPa, wykonującej cykliczny ruch płaski figury Lissajous, stanowiącej wynik dwóch prostych ruchów harmonicznych pod kątem prostym do siebie. Odporność na ścieranie odpowiada ilości cyklu do oznaczonego punktu końcowego. Urządzenie ścierającej jest w rodzaju opisanym przez Martindale (J. Text. Inst. 1942: 33, Tl Sl).

Każda próbka jest usuwana z urządzenia po przejściu wstępnie określonej liczby potarć i przetestowana pod względem odporności na wodę w stanie ciekłym jak opisano poniżej (pod ciśnieniem hydrostatycznym 0,14 kg/cm² (2 psi) przez 3 minuty, az zostanie stwierdzone przeciekanie, które wskazuje brak odporności na wodę. Próbki przetestowano po każdych 100 potarciach do 1000 potarć. Następnie je przetestowano w następujących przedziałach:

Każde 2000 potarć do 20.000 potarć

Następnie każde 5000 potarć do 50,000 potarć

Następnie każde 10000 potarć do 10000 potarć i następnie każde 20.000 potarć.

TEST ODPORNOŚCI NA WODĘ (TEST SUTERA)

Przetestowano próbki według wynalazku pod względem odporności na wodę z zastosowaniem zmodyfikowanego urządzenia do wykonywania testu Sutera, stanowiącego próbnik ciśnieniowy o niskim wejściu wody. Procedura testowania została przedstawiona w BS3424, sposób 29C. Wodę wtłaczano względem strony spodniej próbki o średnicy 11,25 cm, uszczelnionej przez 2 okrągłe gumowe uszczelki w zespole zaciskowym. Główka zawierająca sub189 215 strat ze spęcznionego PTFE z powłoką hydrofitową na jednej stronie była zamontowana tak, że powłoka hydrofitowa była zwrócona w dół względem wody, zaś spęczniona porowata membrana PTFE znajdowała się skrajnie z góry. Ważne jest aby szczelne na przecieki uszczelnienie było utworzone przez mechanizm zaciskowy, uszczelki i próbkę. W odkształconych próbkach, próbka taka była przykrywana płótnem wzmacniającym (np. otwartą nietkaną tkaniną), zaciśniętym ponad próbką. Górna strona próbki była otwarta do atmosfery i widoczna dla operatora. Ciśnienie wody na stronie spodniej próbki wzrastało o 0,14 kg/cm²(2 funty na cal kwadratowy) poprzez pompę podłączoną do zbiornika wody, jak zbadano miernikiem ciśnienia i regulowano za pomocą szeregowego zaworu. Górna strona próbki była obserwowana przez okres 3 minut dla stwierdzenia pojawienia się jakiejkolwiek wody, która mogła być przetłoczona przez próbkę w przypadku braku odporności na wodę. Spostrzeżenie płynnej wody na powierzchni było interpretowane jako brak odporności na wodę próbki (to jest przeciek). Próbka przechodziła test, jeżeli na górnej stronie próbki w przeciągu okresu testowania 3 minut nie dało się zauważyć żadnej ciekłej wody.

PRZEMYWANIA DO TESTU NA PRZECIEKANIE

Celem tego testu jest określenie czasu, przy którym następuje przeciek przy próbkach laminowanych przez poddawanie oddziaływaniu ciągłego strumienia wilgoci i ścierania w przedłużonym okresie czasu.

Pocięto próbki pełnej szerokości około 36 cm na długość na wszystkich czterech bokach z zastosowaniem nozyczek. Jeżeli próbki wykazywały prawdopodobieństwo strzępienia i powodowania splątania, wówczas wszystkie krawędzie przeszywano. Pocięto wystarczającą ilość próbek, aby otrzymać całkowite obciążenie płukania rzędu 900±90 gms. Można dodać próbki tkanin o cięzarze uzupełniającym dla otrzymania całkowitego ciężaru, jeżeli nie ma dostępności do wystarczającej ilości próbek. Następnie próbki kondycjonowano w 20±2 i przy wilgotności względnej 65±5% przez 4 godziny.

Tak kondycjonowane próbki przetestowano na kalibrowanym hydrostatycznym testerze głowicowym w pięciu położeniach poprzez szerokość tkaniny do 0,07 kg/cm² (1 funt/cal²) przez 3 minuty, dla sprawdzenia jakiegokolwiek wystąpienia przecieku przed przemyciem. Położenia zaznaczono za pomocą znacznika atramentowego, tak, ze można było za każdym razem testować te same położenia. Maszyna testująca powinna posiadać szybkość wzrostową nacisku 60 cm wody na minutę, zaś próbki były testowane w pięciu położeniach przy 0,07 kg/cm2 (1 funt/cal2) przez 3 minuty.

Przygotowano wystarczającą ilość próbek lub próbek plus ciężar uzupełniający dla otrzymania całkowitego obciążenia 900±90 g dla każdej maszyny. Następnie próbki przepłukano według sposobu płukania Kenmore (QL062). Po około 72 godzinach płukania próbki zawieszono do osuszenia, kondycjonowano je, a następnie przetestowano hydrostatycznie w tych samych pięciu położeniach do 0,07 kg/cm2 (1 funt/cal ²) przez 3 minuty. Strona testowana jest uważana za uszkodzoną, gdy zostanie zaobserwowany pierwszy powolnie narastający przeciek. Cykl płukania/suszenia/testowania jest powtarzany aż wszystkie pięć położeń wykażą oznaki przeciekania.

Sposób przemywania Kenmore (QL062) (przytoczony powyżej).

Opisano tam, w jaki sposób maszyna do przemywania Kenmore obciążona 70 przebiegami była stosowana do realizowania ciągłego strumienia wilgoci i testowania ścierania.

Maszyna posiadała przejrzystą odpowietrzaną pokrywę z plexiglasu dla ochrony przez przekraczaniem temperatury wody rzędu 45°C przy ciągłym przemywaniu. Temperaturę można sprawdzać z zastosowaniem termometru.

Maszyna miała poziom kontroli wody ustawiony na średni. Regulacja temperatury wody była ustawiona pozycję zimną, zaś wybierak cyklu maszyny był ustawiony w położeniu 14, które dawało prędkość mieszania rzędu 150-180 obr./min. Przełącznik auto/ręcznie był nastawiony w lewo na pozycję auto. Wieko zamknięto za pomocą całkowicie wkręconego izolatora. Wyciągnięto pokrętło wybieraka cyklu maszyny dla wypełnienia maszyny wodą az osiągnie ona poziom, przy którym następuje zadziałanie przełącznika odcinającego. Odkręcono izolator i do maszyny zalano 60±4 litry wody, po czym zmierzono wysokość słupka wody. Po dodaniu żądanych próbek o całkowitym obciążeniu przemywania rzędu 900±90 g wieko za14

189 215 mknięto i przykręcono izolator. Uruchomiono pokrętło wybieraka cyklu przemywania dla ustawienia maszyny do pozycji przemywania. W stanie gotowości do zawirowania wody, uruchomiono pokrętło regulacyjne i przekręcono je na pozycję wirowania. Następnie spuszczono wodę z maszyny. Odkręcono przełącznik izolatora i odkręcono wieko dla sprawdzenia próbek.

Próbki sprawdzano według potrzeby, co około 10 godzin pod względem splątania i niesplątania. Dodano zimną wodę dla utrzymania prawidłowej objętości 24 co każde 24 godziny, około, zaś obciążenie tkaninami powinno mieć stały ciężar.

Nie pozwolono aby temperatura wody przekroczyła 45°C.

Tabela 1

Próbka	Polimer plamki	Test ścierania Martindale'a (cykle do 1-go przecieku) (średnio)	Szybkość przechodzenia oparów wilgoci	Godziny przemywania do wystąpienia przecieku (średnio)
2-warstwowy Taslan	żaden	3,800	12,463	594
2-warstwowy Taslan
z plamkami	OLC-5T	55,200	8,861	799
2-warstwowy Islay	żaden	6,000	13,401	535
2-warstwowy Islay
z plamkami	OLC-5T	131,000	8,241	659
2-warstwowy Milan	żaden	<10000	11,602	418
2-warstwowy Milano
z plamkami	OLC-5T	145,800	5,849	543

Powyzsza tabela 1 odnosi się do sześciu odmiennych laminatów, mianowicie dwuwarstwowego Taslan, dwuwarstwowego Taslan z plamkami dwuwarstwowego Islay, dwuwarstwowego Islay z plamkami, dwuwarstwowego Milano, dwuwarstwowego Milano z plamkami.

Dwuwarstwowy Taslan stanowi materiał zawierający powierzchniową tkaninę z tkanego tekstu ryzowanego nylonu 66 laminowanego do membrany porowatego spęcznionego PTFE powleczonej na przeciwległej powierzchni ciągłą hydrofitową warstwą przepuszczalnego dla pary wodnej poliuretanu, jak opisano w patencie USA 4,194,041.

Dwuwarstwowy Islay stanowi materiał zawierający powierzchniową tkaninę z tkanej teksturyzowanej poliestrowej, tkanej skośnie tkaniny laminowanej do membrany z porowatego spęcznionego PTFE, powleczonej na przeciwległej powierzchni ciągłą hydrofitową warstwą przepuszczalnego dla pary wodnej poliuretanu, jak opisano w patencie USA 4,194,041.

Dwuwarstwowy Milano stanowi materiał zawierający tkaninę powierzchniową z płasko tkanego teksturyzowanego nylonu 66 o dużej przyczepności, laminowanego o membrany z porowatego spęcznionego PTFE, powleczonego na przeciwległej powierzchni ciągłą hydrofitową warstwą przepuszczalnego dla pary wodnej poliuretanu, jak opisano w patencie USA 4,194,041.

Powyzsze materiały Taslan, Islay i Milano są dostępne z firmy W.L Gore i Associates (UK) Ltd.

Każdą z sześciu próbek przetestowano z zastosowaniem opisanych powyżej testów na przepuszczalność dla pary wodnej (MVTR), odporność na ścieranie i przemywanie do przeciekania przez porównanie dwuwarstwowego płaskiego substratu, to jest substratu i tkaniny powierzchniowej bez odpornych na ścieranie plamek względem dwuwarstwowych substratów ze wzorem odpornych na ścieranie plamek według wynalazku. Każdą próbkę przetestowano potrójnie.

Tabela 1 przedstawia, ze każda z próbek posiadająca odporne na ścieranie plamki według wynalazku zapewnia znaczny wzrost odporności na ścierania do wystąpienia pierwszego przecieku.

189 215

Tabela 1 pokazuje również polimer zastosowany w każdym przypadku na odporne na ścieranie plamki polimerowe, który stanowił polimer poliuretanowy, oznaczony jako OLC-5T i który wytworzono według zaleceń przykładu patentu USA 5,209,969.

Jak opisano powyżej w odniesieniu do fig. 6 rysunku, sposób według wynalazku z zastosowaniem polimeru poliuretanowego OLC-5T wymaga utwardzenia polimeru przy podwyższonej temperaturze około 200°C, powiedzmy 160-200°C.

Polimer poliuretanowy OLC-5T stanowi jeden z wielu polimerów, które uznano jako korzystne do wytwarzania plamek według wynalazku. Jednakże należy zaznaczyć, że również można zastosować inne materiały polimerowe jeżeli tylko ich odporność na ścieranie będzie zadowalająca pod względem ich przeznaczenia i będą one kompatybilne z materiałami substratu, z którymi mają być one stosowane.

Polimer nadrukowano według siedmioplamkowego wzoru rozety w rodzaju pokazanym na fig. 1.

Jak można również zauważyć z tabeli 1, przepuszczalność względem pary wodnej (MVTR) materiału kompozytowego według wynalazku jest mniejsza niż w przypadku konwencjonalnych rozwiązań dwuwarstwowych, jednakże znajduje się na poziomie wystarczającym do przyjęcia.

Przemywanie do testu na przeciekanie stanowi następny test trwałości, który mierzy czas przeciekania w próbce poddanej oddziaływaniu ciągłego strumienia i ścierania w warunkach przemywania strumieniem wilgoci. Trwałość względem przemywania materiału według wynalazku zestawiona w tabeli 1 jest znacznie lepsza niż taka sama trwałość konwencjonalnego materiału dwuwarstwowego.

Zmiana wzoru nadruku polimeru (z zastosowaniem OLC-5T polimeru) powodowała niewielkie zmiany przepuszczalności pary wodnej materiału według wynalazku.

Kompozytowy materiał według wynalazku oceniono jako posiadający trwałość występującą normalnie w przypadku materiałów trzywarstwowych, łącznie z konwencjonalną wewnętrzną wykładziną, jednakże jest zbliżony do wygodnych, poręcznych i o niewielkich kosztach wytwarzania konwencjonalnych materiałów dwuwarstwowych.

14 16

FIG. 4

189 215

-J-

189 215

FI<3. 6

189 215

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozytowy materiał odzieżowy, zawierający (a) odporną na wodę, przepuszczalną dla pary wodnej, elastyczną warstwę substratu mającego pierwszą stronę i drugą stronę, (b) warstwę tkaniny przytwierdzoną do pierwszej strony substratu, znamienny tym, że materiał zawiera dodatkowo (c) liczne, nieciągłe, odporne na ścieranie, plamki polimerowe (12), tworzące nieciągły wzór, stanowiący wykładzinę lub podszewkę na powierzchni drugiej strony substratu, przy czym plamki przeciwdziałają ścieraniu elastycznego substratu.
2. Kompozytowy materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że plamki mają profil zasadniczo gładki i niekątowy.
3. Kompozytowy materiał według zastrz. 2, znamienny tym, że każda z plamek ma przekrój zasadniczo kolisty w płaszczyźnie substratu i przekrój zasadniczo kulisty w płaszczyźnie prostopadłej do substratu.
4. Kompozytowy materiał według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ze maksymalny wymiar przekroju w płaszczyźnie substratu jest mniejszy niż 5000 mikrometrów.
5. Kompozytowy materiał według zastrz. 4, znamienny tym, że maksymalny wymiar wynosi od 100 do 1000 mikrometrów.
6. Kompozytowy materiał według zastrz. 5, znamienny tym, że maksymalny wymiar wynosi od 200-800 mikrometrów.
7. Kompozytowy materiał według zastrz. 6, znamienny tym, że maksymalny wymiar wynosi od 400-600 mikrometrów·.
8. Kompozytowy materiał według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że każda plamka ma wysokość w zakresie 10 do 200 mikrometrów.
9. Kompozytowy materiał według zastrz. 8, znamienny tym, że każda plamka ma wysokość w zakresie 70 do 140 mikrometrów.
10. Kompozytowy materiał według zastrz. 9, znamienny tym, że każda plamka ma wysokość w zakresie 80 do 100 mikrometrów.
11. Kompozytowy materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że środek każdej plamki jest oddalony od środka sąsiedniej plamki o 200 do 2000 mikrometrów.
12. Kompozytowy materiał według zastrz. 11, znamienny tym, że środek każdej plamki jest oddalony od środka sąsiedniej plamki o 300 do 1500 mikrometrów.
13. Kompozytowy materiał według zastrz. 12, znamienny tym, że środek każdej plamki jest oddalony od środka sąsiedniej plamki o 400 do 900 mikrometrów.
14. Kompozytowy materiał według zastrz. 1 albo 11, znamienny tym, że stosunek odległości pomiędzy środkami sąsiednich plamek, maksymalnego wymiaru każdej plamki i wysokości każdej plamki jest w zakresie od około 7,5:5:1 do około 15:10:1.
15. Kompozytowy materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 20 do 80%.
16. Kompozytowy materiał według zastrz. 15, znamienny tym, że procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 30 do 70%.
17. Kompozytowy materiał według zastrz. 16, znamienny tym, że procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 40 do 60%.
18. Kompozytowy materiał według zastrz. 1, znamienny tym, ze substrat stanowi porowatą membranę.
19. Kompozytowy materiał według zastrz. 18, znamienny tym, że porowatą membranę stanowi spęczniony politetrafluoroetylen.

189 215
20. Kompozytowy materiał według zastrz. 18 albo 19, znamienny tym, że substrat zawiera porowatą membranę i powłokę z przepuszczalnego dla pary wodnej, hydrofitowego polimeru, do której to powłoki są przytwierdzone plamki.
21. Kompozytowy materiał według zastrz. 20, znamienny tym, ze hydrofitowy polimer stanowi poliuretan lub poliester.
22. Kompozytowy materiał według zastrz. 1 albo 21, znamienny tym, ze plamki są utworzone z odpornego na ścieranie poliuretanu mającego moduł elastyczności większy niż około 5,5 Nmm , czyli 800 psi.
23. Kompozytowy materiał według zastrz. 21, znamienny tym, ze tworzący plamki poliuretan jest przepuszczalny dla pary wodnej.
24. Kompozytowy materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał ma odporność względem wody większą niz 0,1 kg/cm.
25. Kompozytowy materiał według zastrz. 20, znamienny tym, ze materiał ma przepuszczalność dla pary wodnej przekraczającą 1500 g/m²/dzień.
26. Kompozytowy materiał według zastrz. 1 albo 11, znamienny tym, że plamki są nakładane w postaci licznych rozetek.
27. Kompozytowy materia! według zastrz. 1, znamienny tym, że odporność na ścieranie kompozytowego materiału stanowi przynajmniej 1,5 krotność odporności na ścieranie samodzielnego elastycznego substratu.
28. Zastosowanie kompozytowego materiału określonego w zastrz. 1-27 do odziezy wytwarzanej z tego materiału.
29. Zastosowanie kompozytowego materiału odzieżowego według zastrz. 28, znamienne tym, ze odporne na ścieranie polimerowe plamki materiału kompozytowego tworzą skrajnie wewnętrzną warstwę odzieży dla utworzenia wykładziny lub podszewki.
30. Sposób wytwarzania kompozytowego materiału odzieżowego, obejmujący przytwierdzanie warstwy tkaniny do pierwszej strony warstwy elastycznego, odpornego na wodę, przepuszczalnego dla pary wodnej substratu, znamienny tym, ze sposób obejmuje ponadto operacje nakładania licznych, odpornych na ścieranie, plamek polimerowych na drugą stronę tego substratu i tworzenia nieciągłego wzoru, tworzącego wykładzinę lub podszewkę na powierzchni tej drugiej strony substratu i przeciwdziała się ścieraniu elastycznego substratu.
31. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, ze nakłada się polimerowe plamki za pomocą druku rotograwiurowego.
32. Sposób według zastrz. 30 albo 31, znamienny tym, że nakłada się plamki o zasadniczo gładkim, niekątowym zarysie.
33. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym każda z plamek ma zasadniczo kolisty przekrój w płaszczyźnie substratu i zasadniczo kulisty przekrój w płaszczyźnie prostopadłej do substratu.
34. Sposób według zastrz. 30 albo 32 albo 33, znamienny tym, że nakłada się plamki tak, ze maksymalny wymiar przekroju w płaszczyźnie substratu jest mniejszy niż 5000 mikrometrów.
35. Sposób według zastrz. 34, znamienny tym, ze nakłada się plamki, przy czym maksymalny wymiar przekroju plamki wynosi od 100 do 1000 mikrometrów.
36. Sposób według zastrz. 35, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym maksymalny wymiar przekroju plamki wynosi od 200-800 mikrometrów.
37. Sposób według zastrz. 36, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym maksymalny wymiar przekroju plamki wynosi od 400-600 mikrometrów.
38. Sposób według zastrz. 30 albo 32, albo 33, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym każda plamka ma wysokość w zakresie 10 do 200 mikrometrów.
39. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, ze nakłada się plamki, przy czym każda plamka ma wysokość w zakresie 70 do 140 mikrometrów.
40. Sposób według zastrz. 39, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym każda plamka ma wysokość w zakresie 80 do 100 mikrometrów.
41. Sposób według zastrz. 30 albo 32, albo 33, znamienny tym, ze nakłada się plamki, przy czym środek każdej plamki jest oddalony od środka sąsiedniej plamki o 200 do 2000 mikrometrów.

189 215
42. Sposób według zastrz. 41, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym środek każdej plamki jest oddalony od środka sąsiedniej plamki o 300 do 1500 mikrometrów.
43. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że środek każdej plamki jest oddalony od środka sąsiedniej plamki o 400 do 900 mikrometrów.
44. Sposób według zastrz. 30 albo 41, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym stosunek odległości pomiędzy środkami sąsiednich plamek, maksymalnego wymiaru każdej plamki i wysokości każdej plamki mieści się w zakresie od około 7,5:5:1 do około 15:10:1.
45. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, ze nakłada się plamki a procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 20 do 80%.
46. Sposób według zastrz. 45, znamienny tym, ze nakłada się plamki a procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 30 do 70%.
47. Sposób według zastrz. 46, znamienny tym, że nakłada się plamki a procentowe pokrycie powierzchni substratu przez plamki wynosi 40 do 60%.
48. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że nakłada się plamki na substrat stanowiący porowatą membranę.
49. Sposób według zastrz. 48, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym porowatą membranę stanowi spęczniony politetrafluoroetylen.
50. Sposób według zastrz. 48 albo 49, znamienny tym, ze nakłada się plamki na substrat stanowiący porowatą membranę i powłokę z przepuszczalnego dla pary wodnej polimeru hydrofilowego, do której to powłoki są przytwierdzone plamki.
51. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, ze nakłada się plamki, przy czym hydrofilowy polimer stanowi poliuretan lub poliester.
52. Sposób według dowolnego z zastrz. 30 albo 51, znamienny tym, że plamki są formowane z odpornego na ścieranie poliuretanu mającego moduł elastyczności większy niż 5,5 Nmm'², czyli 800 psi.
53. Sposób według zastrz. 51, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym tworzący plamki poliuretan jest przepuszczalny dla pary wodnej.
54. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, ze nakłada się plamki, przy czym materiał ma odporność dla wody większą niż 0,1 kg/cm.
55. Sposób według dowolnego z zastrz. 30, znamienny tym, ze nakłada się plamki, przy czym materiał ma przepuszczalność dla pary wodnej, przekraczającą 1500 g/m2/dzień.
56. Sposób według zastrz. 30 albo 41, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym plamki są nałożone w postaci licznych rozetek.
57. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że nakłada się plamki, przy czym odporność na ścieranie materiału kompozytowego stanowi przynajmniej 1,5 krotność odporności na ścieranie samodzielnego elastycznego substratu.