[发明专利]具有高耐磨性的透气层压体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及透气的层压体。更具体地说，本发明涉及可渗透水蒸汽但是能耐静水压头的层压材料。

背景技术

在许多工业中都需要透气材料，例如能允许水蒸汽通过，但是能防止液态水渗透。这种材料的许多用途的一些例子包括建筑物包装材料和防护服。

对于建筑物包装材料，通常在建设阶段需要用来保护建筑物内部，以免在安装外部壁板和/或窗户之前受到环境因素的影响，例如雨、风和灰尘。因此，通常的做法是将部分建成结构的外部包裹在透气材料中。一些这样的材料可以从市场上获得，包括例如Tyvek^TM(由E.I.duPont de Nemours & Co.，Wilmington，Delaware，USA制造，由BBA Group plc，London，England出售)和WeatherMate^TM(由Dow Chemical Co.，Midland，Michigan，USA出售)。优选这些材料应当能够承受飓风风力，而不会使雨水渗透进材料。

这些材料应当能防止渗水，并且还要能渗透水蒸汽。具体地说，水气积聚在建筑物结构中会导致长霉，对建筑物的结构造成损害，并影响美观性，对建筑物的居住者造成健康危害。因此，水蒸汽必须能透过该材料，从而最大程度地减少结构中的水气。

对于防护服(例如环境危害性和环境废弃物清理人员穿着的防护服装)，需要这种材料能防止液体渗透，但是能允许水蒸汽逸出，这样，穿着者就不会因为自身的排汗而感觉过热和不舒服。

可以按照任何合理的测试方法对水蒸汽的渗透性进行评定和分级。一种这样的方法是ASTM E-96方法A或B。按照该测试方法，以“perm”的数字表示渗透性，其中，1perm表示在测试规范中指定的测试条件下，约有7.2克/平方米/天的水蒸汽通过这种材料。请参见该测试的ASTM测试标准的完整信息。但是，该测试一般在ΔP50％相对湿度、室温下进行。

可以用合理的测试方法测量对液体的耐受性。一种这样的测试方法是AATCC测试方法127(耐水性：水静压测试)。在一些应用中需要将液体阻止在外。在家用包装材料的情况中，飓风风力可能使雨水击打在结构上。根据以上测试方法，需要能承受大于210厘米的水压头。根据应用和防渗的液体，可以需要其他的限制。

水蒸汽渗透性的程度可以随着应用、甚至地理位置而变化。例如，在美国Mason Dixon线的南部，较常见的是结构外的湿度条件更高，而结构内的空气条件更干，对于家用包装材料，典型的需要的perm级别一般相当低，例如为5-15perm。但是，在Mason Dison线北部，较常见的是结构内的湿度条件更高，而结构外的干空气更冷(特别是在秋季，冬季和早春)，一般需要更高的水蒸汽渗透性，例如在35-100perm左右。对于防护服也有类似的情况。根据需要防护的特定污染物或有害材料，防护服的渗透性级别可以在若干数量级内变化。

除了透气之外，这些材料还应当耐磨。如果材料被磨损至暴露出基材纤维的程度，则该材料将不再是防水的。例如，这些材料可以暴露于携带着灰尘和尘土的强风(在家用包装材料的情况中)所带来的，或者对其自身、设备或地面进行摩擦的材料(在家用包装材料和防护服的情况中)所带来的显著磨损环境中。如果该材料被磨损至不再防水的程度，则必须进行更换或打补丁。

因此，希望有这样一种材料：它不仅是透气和耐磨的，而且可以进行配置从而具有不同的透气性。

发明内容

按照本发明一个方面，提供一种具有高度防渗水性和高度耐磨性的层压材料。该材料可以制造成具有不同透气性，从而适应具体的需要。该层压体包括至少两个层，即：用来提供体积和强度的第一层，和包含硬质无机物(例如碳酸钙)等用来提供可调节的透气性的第二层，其中所述第二层至少部分包封基材层的至少一部分纤维。

该第二层包含其中分散有较硬颗粒的聚合物基质。这些颗粒不仅为涂层提供硬度，还益于其透气性。这就是说，一旦形成了层压体，立刻使用已知技术活化以在颗粒周围产生微孔。这些微孔小到足以防水渗透，但是又大到足以允许水蒸汽渗透。对层压体的活化优选通过齿合齿轮活化来实现，因为这样能进行相比例如拉幅机拉伸更强效的活化，而且可以通过改变活化齿轮的结合深度来根据具体应用实现需要的层压体透气性。而且，可以增大或减小涂层中颗粒的浓度，从而相应地增大或减小层压体的耐磨性和透气性。