Спосіб утворення повітропроникного матеріалу
Номер патенту: 97356
Опубліковано: 10.02.2012
Автори: Джонс Грегорі К., Герве Ніколь А., Мушабен Томас Г., Бланд Давід Г.
Формула / Реферат
1. Спосіб утворення повітропроникного матеріалу, який включає:
a) формування шару полімерної плівки, яка складається з полімерної композиції, вибраної з групи, що складається з поліолефінів, поліестерів, поліамідів, термопластичних поліуретанів, полівінілхлориду, полістиролу, їх співполімерів та їх комбінацій, та поліетилену, поліпропілену та їх комбінацій, та наповнювача, вибраного з групи, що складається з карбонату кальцію, сульфату барію, діатомової землі, тальку, оксиду титану та їх сумішей, при цьому наповнювач присутній у кількості від 25 мас. % до 75 мас. % шару полімерної плівки;
b) з'єднання шару полімерної плівки з шаром тканини, яка містить текстильну стрічкову тканину, для формування ламінату; і
с) застосування фізичної обробки до ламінату без піддавання ламінату обробці на устаткуванні для поетапного розтягування, для того, щоб зробити шар полімерної плівки мікропористим таким чином, щоб водопаропроникність одержаного повітропроникного матеріалу була більшою, ніж приблизно 50 г/м2 за 24 год.;
де повітропроникний матеріал має першу величину довжини і першу величину ширини до зазначеної фізичної обробки, і другу величину довжини і другу величину ширини після зазначеної фізичної обробки, де друга величина довжини є більшою за першу величину довжини не більше, ніж приблизно на 2 %, а друга величина ширини є більшою за першу величину ширини не більше, ніж приблизно на 2 %.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що шар тканини містить матеріал, вибраний з групи, що складається з бавовни, парусини, вовни, льону, шовку, конопляної тканини та їх комбінацій.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що шар тканини містить матеріал, вибраний з групи, що складається з поліолефінів, поліамідів, поліестерів, поліакрилатів, віскози та їх комбінацій.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що шар тканини містить матеріал, вибраний з групи, що складається з поліетилену, поліпропілену та їх комбінацій.
5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що шар тканини має базову вагу від приблизно 0,3 до приблизно 4 унцій на квадратний ярд (10,2-135,6 г/м2).
6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що фізична обробка вибрана з групи, яка включає намотування, згинання, скручування, витягування, зміщування, стискання, нагрівання, складання та їх комбінації.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що з'єднання шару полімерної плівки з шаром тканини включає нанесення покриття екструзією, зв'язування за допомогою адгезиву, термічне з'єднання, ультразвукове зварювання, зшивання та їх комбінації.
8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає етап з'єднання шару полімерної плівки з другим шаром тканини, де шар полімерної плівки знаходиться між першим шаром тканини і другим шаром тканини.
9. Спосіб утворення повітропроникного матеріалу, який включає:
a) формування шару полімерної плівки, яка складається з полімерної композиції, вибраної з групи, що складається з поліетилену, поліпропілену та їх комбінацій, та наповнювача, вибраного з групи, що складається з карбонату кальцію, сульфату барію, діатомової землі, тальку, оксиду титану та їх сумішей, при цьому наповнювач присутній у кількості від 25 мас. % до 75 мас. % шару полімерної плівки;
b) з'єднання шару полімерної плівки з шаром текстильного стрічкового матеріалу з базовою вагою від приблизно 0,3 до приблизно 4 унцій на квадратний ярд (10,2-135,6 г/м2), для утворення ламінату; і
с) застосування фізичної обробки до ламінату без піддавання ламінату обробці на устаткуванні для поетапного розтягування, для того, щоб зробити шар полімерної плівки мікропористим таким чином, щоб водопаропроникність одержаного повітропроникного матеріалу була більшою, ніж приблизно 50 г/м2 за 24 год.;
де повітропроникний матеріал має першу величину довжини і першу величину ширини до зазначеної фізичної обробки, і другу величину довжини і другу величину ширини після зазначеної фізичної обробки, де друга величина довжини є більшою за першу величину довжини не більше, ніж приблизно на 2 %, а друга величина ширини є більшою за першу величину ширини не більше, ніж приблизно на 2 %.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що шар текстильного стрічкового матеріалу вибраний з групи, що складається з бавовни, парусини, вовни, шовку, конопляної тканини, поліолефінів, поліамідів, поліестерів, поліакрилатів, віскози та їх комбінацій.
11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що текстильний стрічковий матеріал містить матеріал, вибраний з групи, що складається з поліетилену, поліпропілену та їх комбінацій.
12. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що текстильний стрічковий матеріал має базову вагу від приблизно 1,0 до приблизно 2,5 унцій на квадратний ярд (33,9-84,8 г/м2).
13. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що текстильний стрічковий матеріал має базову вагу від приблизно 1,5 до приблизно 2,0 унцій на квадратний ярд (50,9-67,8 г/м2).
14. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що фізична обробка вибрана з групи, що включає намотування, згинання, скручування, витягування, зміщування, стискання, нагрівання, складання та їх комбінації.
15. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що з'єднання шару полімерної плівки з шаром текстильного стрічкового матеріалу включає нанесення покриття екструзією, зв'язування за допомогою адгезиву, термічне з'єднання, ультразвукове зварювання, зшивання та їх комбінації.
16. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що додатково включає етап з'єднання шару полімерної плівки з другим шаром тканини, де шар полімерної плівки знаходиться між шаром текстильного стрічкового матеріалу і шаром тканини.
Текст
1. Спосіб утворення повітропроникного матеріалу, який включає: a) формування шару полімерної плівки, яка складається з полімерної композиції, вибраної з групи, що складається з поліолефінів, поліестерів, поліамідів, термопластичних поліуретанів, полівінілхлориду, полістиролу, їх співполімерів та їх комбінацій, та поліетилену, поліпропілену та їх комбінацій, та наповнювача, вибраного з групи, що складається з карбонату кальцію, сульфату барію, діатомової землі, тальку, оксиду титану та їх сумішей, при цьому наповнювач присутній у кількості від 25 мас. % до 75 мас. % шару полімерної плівки; b) з'єднання шару полімерної плівки з шаром тканини, яка містить текстильну стрічкову тканину, для формування ламінату; і с) застосування фізичної обробки до ламінату без піддавання ламінату обробці на устаткуванні для поетапного розтягування, для того, щоб зробити шар полімерної плівки мікропористим таким чином, щоб водопаропроникність одержаного повітропроникного матеріалу була більшою, ніж приб2 лизно 50 г/м за 24 год.; де повітропроникний матеріал має першу величину довжини і першу величину ширини до зазначеної фізичної обробки, і другу величину довжини і другу величину ширини після зазначеної фізичної обробки, де друга величина довжини є більшою за першу величину довжини не більше, ніж приблизно на 2 %, а друга величина ширини є більшою за 2 (19) 1 3 97356 2 4 тний ярд (10,2-135,6 г/м ), для утворення ламінату; і с) застосування фізичної обробки до ламінату без піддавання ламінату обробці на устаткуванні для поетапного розтягування, для того, щоб зробити шар полімерної плівки мікропористим таким чином, щоб водопаропроникність одержаного повітропроникного матеріалу була більшою, ніж приб2 лизно 50 г/м за 24 год.; де повітропроникний матеріал має першу величину довжини і першу величину ширини до зазначеної фізичної обробки, і другу величину довжини і другу величину ширини після зазначеної фізичної обробки, де друга величина довжини є більшою за першу величину довжини не більше, ніж приблизно на 2 %, а друга величина ширини є більшою за першу величину ширини не більше, ніж приблизно на 2 %. 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що шар текстильного стрічкового матеріалу вибраний з групи, що складається з бавовни, парусини, вовни, шовку, конопляної тканини, поліолефінів, поліамідів, поліестерів, поліакрилатів, віскози та їх комбінацій. 11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що текстильний стрічковий матеріал містить матеріал, вибраний з групи, що складається з поліетилену, поліпропілену та їх комбінацій. 12. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що текстильний стрічковий матеріал має базову вагу від приблизно 1,0 до приблизно 2,5 унцій на квад2 ратний ярд (33,9-84,8 г/м ). 13. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що текстильний стрічковий матеріал має базову вагу від приблизно 1,5 до приблизно 2,0 унцій на квад2 ратний ярд (50,9-67,8 г/м ). 14. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що фізична обробка вибрана з групи, що включає намотування, згинання, скручування, витягування, зміщування, стискання, нагрівання, складання та їх комбінації. 15. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що з'єднання шару полімерної плівки з шаром текстильного стрічкового матеріалу включає нанесення покриття екструзією, зв'язування за допомогою адгезиву, термічне з'єднання, ультразвукове зварювання, зшивання та їх комбінації. 16. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що додатково включає етап з'єднання шару полімерної плівки з другим шаром тканини, де шар полімерної плівки знаходиться між шаром текстильного стрічкового матеріалу і шаром тканини. Даний винахід стосується мікропористих повітропроникних матеріалів, що містять шар тканини, наприклад, текстильну стрічкова тканину, покритий полімерною плівкою. Ці матеріали є придатними для використання, наприклад, у якості будівельних матеріалів, таких як обертальні матеріали для споруди, покрівельні матеріали та гідроізоляційні. Даний винахід також стосується способів створення таких повітропроникних матеріалів. У будівельній промисловості широко використовують тканини, полімерні плівки та інші тонколистові матеріали для амортизації, ізоляції і/або захисту різних компонентів будівлі під час будування. Прикладами таких тонколистових матеріалів є обертальні матеріали для споруди, для старих речей, покрівельні матеріали, гідроізоляційні та інші. Ці матеріали мають бути щільними і міцними для того, щоб витримувати коливання будівельного процесу. Часто ці матеріали мають бути водостійкими, щоб захистити внутрішню частину будівлі від пошкодження вологою; однак, також бажано, щоб матеріали були повітропроникними для того, щоб водяна пара, що утворюється в будівлі (пара, видихання, випаровування), краще виходила, ніж залишалася всередині будівлі, викликаючи таким чином пошкодження вологою та інші пов'язані з цим проблеми. Ці будівельні матеріали можуть також брати участь у ізоляції будівлі. Зрештою, звичайно бажано, щоб ці матеріали були доступними за прийнятною ціною. Наприклад, обертальні матеріали для споруди використовуються для захисту будівлі від пошкодження водою та вітром під час будування, особливо у регіонах з холодним кліматом. Обертальні матеріали для споруди звичайно прикладаються або кріпляться до зовнішньої поверхні конструкції або обшивки на стінах будівлі. Обертальні матеріали для споруди мають бути проникними для водяної пари для того, щоб водяна пара проходила крізь стіну, до якої прикріплена плівка для попередження пошкодження водою або іншим. З іншого боку обертальні матеріали для споруди мають бути досить непроникними для повітря і рідин, щоб ізолювати стіну від вітру і дощу або інших опадів. До того ж, обертальні матеріали для споруди мають мати відповідні розтяжні і фізичні властивості, такі як міцність на розбивання, розтягування, міцність на розривання, міцність на стискання та пробивна міцність, для того, щоб уникнути пошкодження під час установки та забезпечити довгочасність служби. Для забезпечення обертальними матеріалами для споруди та іншими повітропроникними матеріалами, що придатні для будівельної та іншої важкої роботи, з достатньою міцністю та щільністю часто бажано використовувати міцні і щільні нетекстильні і/або текстильні тканини. У патент США Шета № 4,929,303 описано композитні повітропроникні обертальні матеріали для споруди, які містять повітропроникну плівку, що утворена з лінійного поліетилену низької щільності, і нетекстильної тканини, утвореної з шаруватої тканини. Повітропроникна плівка створюється притисканням плівки-попередника до валу, розтягуванням плівки-попередника для надання проникності, нагріванням нетекстильної тканини та притисканням розігрітої тканини до плівки для з'єднання тканини і повітропроникної плівки. Вна 5 слідок цих послідовних етапів процесу виробництво описаних обертальних матеріалів для споруди може бути дещо обтяжливим та дорогим. У заявці на патент США 2004/0016502 А1 описано повітропроникні матеріали, які містять шар тканини з низьким розтягуванням, покритий мікропористим покриттям, що містить кристалічну полімерну композицію та наповнювач. У цій заявці також описано способи притискання тканини з низьким розтягуванням до мікропористого полімерного покриття, потім поетапне розтягування тканинного покриття для того, щоб зробити полімерне покриття мікропористим. Перевага цього винаходу полягає у однопрохідному процесі. Однак, даний винахід вимагає капітальних затрат на устаткування для поетапного розтягування і супутні експлуатаційні затрати, пов'язані з роботою цього розтягувального обладнання. Таким чином, існує потреба у вдосконалених повітропроникних матеріалах, включаючи ті, які можуть застосовувати відносно міцні і щільні текстильні і нетекстильні тканини, і у способах для просування і виробництва таких матеріалів. Таким чином, предметом даного винаходу є забезпечення новими повітропроникними матеріалами, які подолають різноманітні недоліки попереднього рівня техніки і які є особливо придатними у застосуванні, що вимагає високої міцності, такому як застосування у будівництві. Додатковим предметом винаходу є забезпечення новими способами для утворення таких повітропроникних матеріалів. Згідно з одним варіантом даний винахід стосується повітропроникних матеріалів, що містять шар тканини та шар полімерної плівки на ньому, де шар полімерної плівки включає полімерну композицію та наповнювач, при чому полімерний матеріал піддавався фізичній обробці для того, щоб зробити шар полімерної плівки мікропористим, так що водопаропроникність WVTR повітропроникного 2 матеріалу є більшою ніж приблизно 50 г/м за 24 год., і де матеріал має першу величину довжини і першу величину ширини до зазначеної фізичної обробки, і другу величину довжини і другу величину ширини після зазначеної фізичної обробки, де друга величина довжини є більшою не більше ніж приблизно на 2 % першої величини довжини, а друга величина ширини є більшою не більше ніж приблизно на 2 % першої величини ширини. Згідно з іншим варіантом даний винахід стосується способів створення повітропроникного матеріалу. Ці способи включають формування шару полімерної плівки, що містить полімерну композицію та наповнювач; який з'єднує шар полімерної плівки з шаром тканини для формування ламінату; та застосування фізичної обробки до ламінату для того, щоб зробити шар полімерної плівки мікропористим, так що водопаропроникність WVTR утвореного повітропроникного матеріалу є більшою ніж 2 приблизно 50 г/м за 24 год., і де матеріал має першу величину довжини і першу величину ширини до зазначеної фізичної обробки, і другу величину довжини і другу величину ширини після зазначеної фізичної обробки, де друга величина довжини є більшою не більше ніж приблизно на 97356 6 2 % першої величини довжини, а друга величина ширини є більшою не більше ніж приблизно на 2 % першої величини ширини. Повітропроникні матеріали згідно з даним винаходом є вигідними утому, що вони виявляють бажану комбінацію міцності, повітропроникності та рідинної непроникності, і можуть вироблятися за допомогою способів даного винаходу. Ці та додаткові об'єкти і переваги повітропроникних матеріалів, будівельних матеріалів та способів даного винаходу більш повно викладені у детальному описі винаходу. Детальний опис винаходу буде більш зрозумілим за допомогою креслень, де: На Фіг. 1 показаний вигляд зверху текстильної стрічкової тканини, що використовується в одному варіанті даного винаходу, а також збільшена частина тканини; На Фіг. 2 показаний вигляд зверху покритої текстильної стрічкової тканини, що є основою в одному варіанті даного винаходу, а також збільшена частина покритої основи; На Фіг. 3 показана запропонована модель мікропористого утворення згідно з одним варіантом даного винаходу; На Фіг. 4 показано типовий процес притискання покриття; і На Фіг. 5-11 показано різні способи, згідно з якими основа може стати мікропористою згідно з даним винаходом. Даний винахід стосується повітропроникних матеріалів для використання в різноманітних цілях. Згідно з одним варіантом даного винаходу повітропроникні матеріали є придатними для використання в якості будівельних матеріалів, включаючи, але не обмежуючись такими матеріалами, як обертальні матеріали для споруди, гідроізоляційні або покрівельні матеріали. Однак, спеціалісту в даній галузі з даного опису зрозумілі інші специфічні застосування і використання повітропроникних матеріалів, які не виходять за межі даного винаходу. Для викладення даного винаходу необхідним є визначення наступних термінів: "Плівка" - це матеріал листоподібної форми, в якому величини матеріалу х (довжини) і у (ширини) є значно більшими, ніж величина z (товщини). Плівки мають z-товщини у проміжку між 1 мкм до 1 мм. "Ламінат" - це листоподібні матеріали шаруватої структури, що викладені та з'єднані так, що шари є по суті на однаковій відстані по ширині найбільш вузького листа матеріалу. Ці шари можуть містити плівки, тканини або інші матеріали листової форми, або їх комбінації. Наприклад, ламінат може мати структуру, що складається з шару плівки та шару тканини, що з'єднані між собою по їх ширині таким чином, що два шари залишаються з'єднаними в один лист за нормальних умов. Ламінат може також називатися композиційним або покритим матеріалом. Дієслово "ламінувати" означає процес, за яким утворюється така шарувата структура. "Виливання" означає процес утворення багатошарових полімерних плівок. При утворенні бага 7 тошарової полімерної плівки процесом виливання кожен полімер або полімерна суміш, що містить шар плівки, плавиться окремо. Розплавлені полімери можуть також бути викладені шарами всередині екструзійної головки, і шари розплавлених полімерних плівок видавлюються з головки по суті одночасно. У вилитих полімерних плівках окремі шари плівки з'єднані між собою, але залишаються по суті незмішаними і окремими шарами у плівці. Це відрізняється від змішаних багатокомпонентних плівок, де полімерні компоненти змішуються для утворення по суті однорідної суміші або неоднорідної суміші полімерів, що виливаються одним шаром. "Екструзійне ламінування" або "екструзійне покриття" означають процеси, при яких плівка або розплавлений полімер виливається на тверду основу для того, щоб покрити основу полімерною плівкою і з'єднати основу і плівку між собою. "Міцність матеріалу" або "міцність на розтягування" стосується розтягувальних властивостей матеріалу за ASTM В-822. "Розтягувальні властивості тонких полімерних плівок". Якщо не зазначено інакше, то "міцність матеріалу" або "міцність на розтягування" означає саме розтягування при пошкодженні і відсоткове подовження при розриві. "Повітропроникний" стосується матеріалу, що пропускає випаровування та пару. Згідно з даним винаходом матеріал вважається повітропроникним, якщо матеріал має водопаропроникність 2 WVTR приблизно 50 г/м за 24 год. за ASTM E96A. "Величина" - це вимір відстані або довжини певної кількості матеріалу у заданому напрямку. Ширина, довжина, товщина, нахил та ін. можуть бути величиною, що вимірюється. При вимірюванні величини матеріалу може вимірюватися цілий кусок (наприклад, від краю до краю) або визначена частина або сегмент, причому зазначена визначена частина або сегмент відповідно помічаються для того, щоб можна було повторити вимірювання у тому ж місці. "Витягування" означає процес, при якому одна або більше величин листоподібного матеріалу назавжди (необоротно) збільшуються через застосування тягової сили, зусилля витягування або стискання. Відомі різноманітні способи витягування листоподібного матеріалу, включаючи поздовжнє направлення (MDO), зростаюче витягування і витягування на ширильній рамі. При витягуванні листоподібного нееластомірного матеріалу витягувальний матеріал буде збільшуватися у розмірі, що є паралельним напрямку витягування. Наприклад, кусок нееластомерної полімерної плівки вирізають прямокутником, розміром 2 на 6 дюймів, потім плівку витягують паралельно "довгому" напрямку, після чого плівка буде довшою, ніж 6 дюймів. Для цього опису матеріал, що збільшується більше ніж на 2 % у розмірі, що є паралельним до застосованої сили витягування, вважається "витягнутим". Повітропроникні матеріали згідно з даним винаходом містять шар тканини та мікропористе покриття на ньому. Ця тканини повинна мати структуру, яка перешкоджає блокуванню частини поверхні покриття і, таким чином, не ізолює і не блокує мік 97356 8 ропори на поверхні покриття. Згідно з одним з варіантів тканина загалом має відкриту структуру, таку як сітка, грубе полотно або рідка текстильна тканина. Для багатьох будівельних матеріалів часто бажано, щоб тканина була утворена з матеріалу або матеріалів, які є також досить міцними і щільними. Наприклад, у представлених варіантах тканина може виявляти міцність на розтягування щонайменше приблизно 20 фунтів на дюйм за ASTM В-822. Шар тканини може бути з текстильної або нетекстильної тканини, або може бути з комбінації текстильної і нетекстильної тканин. Шар тканини може містити натуральні тканини, такі як бавовна, вовна, шовк, прядиво, льон та ін. або тканина може містити волокна або пасма синтетичних полімерних матеріалів, таких як поліолефіни, поліаміди, поліестери, поліакрилати, віскозу або інші волокноутворюючі полімери. Згідно з одним з варіантів тканина є нетекстильною або текстильною тканиною, що утворена з одного або більше поліолефінів, наприклад поліетилену, поліпропілену або їх комбінації. Згідно з іншим варіантом тканина містить пасма орієнтованого полімеру рідко ввіткані в тканину. Такі матеріали можна придбати в Propex Fabrics, Inc., Austell, Georgia під торговою маркою PROPEX A ®. Тканини PROPEX A ® та подібні матеріали з інших джерел є доступними у великій кількості видів, що мають різноманітні фізичні властивості, що є придатними для використання у даному винаході. Наприклад, текстильна стрічкова тканина може містити поліпропіленові або поліетиленові стрічки, рідко ввіткані в тканину, що має основну вагу від приблизно 0,3 до приблизно 4,0 унцій на квадратний ярд, більш бажано від приблизно 1,0 до приблизно 2,5 унцій на квадратний ярд, найбільш бажано від приблизно 1,5 до приблизно 2,0 унцій на квадратний ярд. Інші текстильні і/або нетекстильні тканини, що є відомими у даній галузі, можуть використовуватися як шар тканини повітропроникних матеріалів даного винаходу. Згідно з одним варіантом даного винаходу шар тканини є нетекстильною тканиною, що містить довільно викладені неткані волокна, наприклад нетканий поліолефіни, такий як поліетилен, поліпропілен або їх комбінація. Придатні неткані нетекстильні матеріали можуть мати основну вагу рівну або більшу ніж приблизно 0,3 унцій на квадратний ярд. В кращому варіанті тканиною є нетекстильна тканина, що містить нетканий поліпропілен, який має основну вагу рівну або більшу ніж приблизно 1 унція на квадратний ярд, а в найкращому варіанті нетканий поліпропілен, який має основну вагу рівну або більшу ніж приблизно 1,5 унцій на квадратний ярд. Неткані нетекстильні тканини, що є придатними для використання у повітропроникних матеріалах, можуть мати деньє волокна від приблизно 2 до приблизно 15, в кращому варіанті від приблизно 10 до приблизно 12, з нетканими тканинами, що мають деньє волокна рівне більш високому показнику цього проміжку, що є кращим для використання у якості обертальних матеріалів для споруди. Такі неткані нетекстильні матеріали є відомими у даній галузі, і їх мож 9 на придбати, наприклад, в Reemay, Inc. під торговою маркою TYPAR®. В іншому варіанті тканина є нетекстильною тканиною, що містить поліолефінову шарувату відкриту сітку. В кращому варіанті тканиною є нетекстильна тканина, що містить поліетиленову шарувату відкриту сітку. Такі тканини можна придбати в Atlanta Nisseki CLAF під торговою маркою CLAF®. Тканини CLAF® є доступними у великій кількості видів, що мають різноманітні фізичні властивості, що є придатними для використання у даному винаході. Згідно з одним варіантом тканиною є нетекстильна тканина, що містить поліетиленову шарувату відкриту сітку, яка має основну вагу рівну або більшу ніж приблизно 0,4 унцій на квадратний ярд. В іншому варіанті тканина є нетекстильною тканиною, що містить яскравий тканий нетекстильний матеріал, такий як яскравий тканий поліетиленовий нетекстильний матеріал високої щільності, який можна придбати в DuPont під торговою маркою TYVEK®. Яскраві ткані нетекстильні матеріали є доступними у проміжку базової ваги і є придатними для використання у повітропроникних матеріалах даного винаходу. В окремих варіантах яскраві ткані нетекстильні матеріали матимуть основну вагу в проміжку від приблизно 0,7 до приблизно 4 унцій на квадратний ярд. Текстильні стрічкові тканини створені шляхом виливання плівки з потрібної полімерної тканини. Плівка розрізається на смужки, що називаються також стрічками, потім стрічки витягуються для орієнтації полімерних матеріалів. Орієнтація підсилює полімерні стрічки у напрямку витягування. Потім ці стрічки вплітаються в тканину настільки, наскільки можна вплести волокна. Стрічки можуть бути вплетені будь-яким звичайним малюнком плетення. На Фіг. 1 показано типову плетену стрічкову тканину 20. Тканина утворена окремими стрічками 22, що показана у збільшеному вигляді. Плетені стрічкові тканини характеризуються частково тим, що мають маленькі або зовсім не мають з'єднань між окремими стрічками 22, що вплетені в тканину. Ці стрічкові тканини також мають досить гладку поверхню, а окремі стрічки 22 можуть рухатися та ковзати відносно одна одної при пересуванні усієї тканини. Якщо плетена стрічкова тканина 20 покрита полімерною плівкою 30, що показна на Фіг. 2, то плівка 30 буде закріплювати плетену стрічкову тканину 20. Однак, якщо плівкове покриття 30 є досить тонким, окремі вплетені стрічки 22 можуть все ще ковзати або дещо рухатися відносно одна одної. Не спираючись на теорію, винахідники вважають, що якщо плетена стрічкова тканина 20 покрита мікропористим полімерним покриттям 30 для утворення покритої основи 10, то рух окремих стрічок 22 може створити розтягування в деяких місцях, що є достатнім для утворення мікропор у покритті між стрічками. На Фіг. 3 показане одне рішення цього локалізованого розтягування, що на думку винахідників може відбуватися. Окремі плетені стрічки 22 пересунулися відносно одна одної. Таким чином стрічки розтягнули покриття 30 у частинах 35 між стрічками. 97356 10 Спричинити цей рух плетених стрічок 22 можна шляхом вигинання, скручування, натягування або намотування покритої основи 10 під тиском без саме розтягування всієї плетеної стрічкової основи або застосуванням до покритої основи сили розтягування, такої як розтягування, що поступово збільшується. Мікропористе покриття 30, що застосовується у тканині 20 повітропроникної основи 10 згідно з даним винаходом, містить полімерну композицію і наповнювач. Придатними полімерами для полімерної композиції цього покриття є будь-які термопластичні полімери або суміші цих полімерів, що можуть бути введені в плівку. Такі полімери включають, але не обмежуються цим, поліолефіни, поліестери, поліаміди, термопластичні поліуретани, полівінілхлорид, полістерен і кополімери цих полімерів. Кращі полімерні композиції згідно з даним винаходом включають, але не обмежуються цим, поліетилен і кополімери поліетилену, поліпропілен і кополімери поліпропілену і поліетиленний терефталат та інші кополімери поліетиленного терефталату, та інші кополімери. Полімерна композиція може також включати полімерні суміші. Придатні наповнювачі для використання у відповідному плівковому покриття включають, але не обмежуються цим, різноманітні органічні і/або неорганічні матеріали. У кращому варіанті наповнювач може містити один або більше досить горохоподібних неорганічних матеріалів, таких як оксиди металу, гідроксиди металу, карбонати металу та інші. Кращі наповнювачі включають, але не обмежуються цим, карбонат кальцію, сульфат барію, діатомову землю, тальк, двооксид титану та їх суміші. Розмір частинок наповнювача може бути вибраний для того, щоб вплинути на розмір мікропор у покритті і таким чином на повітропроникність матеріалу. Звичайно придатним є наповнювач, що має середній розмір часток від приблизно 0,5 до приблизно 5 мікрон, хоча можуть також застосовуватися наповнювачі меншого або більшого розміру. Наповнювач може необов'язково включати поверхневе покриття для того, щоб сприяти дисперсії наповнювача у полімерній композиції для збільшення здатності наповнювача відштовхувати воду і/або збільшення несумісності наповнювача з полімерною композицією і утворення мікропор поблизу наповнювача. Придатні покриття поверхні включають, але не обмежуються цим, органічні кислоти, такі як стеаринову або бегенову кислоту, солі органічних кислот, такі як стеарат кальцію, жирні кислоти і їх солі, неіонні сурфактанти і подібні таким покриттям. Наповнювач міститься у мікропористому покритті у кількості, що є підходящою для забезпечення бажаної повітропроникності. Загалом, наповнювач може застосовуватись у кількості від приблизно 25 до приблизно 75 % (мас), на основі загальної ваги мікропористого покриття. Покриття 30 може бути утворене як один шар або багато шарів на тканині. Згідно з одним варіантом покриття має плівку в один шар, що, як описується нижче, може бути утворена на тканині процесом виливання покриття. Згідно з іншим варіантом покриття містить багатошарову (два або 11 більше шарів) плівку, що утворена, наприклад, співвиливанням або послідовним виливанням покриття двох або більше шарів плівки, де кожен шар містить іншу полімерну композицію. Згідно з цим варіантом щонайменше один з шарів плівки містить полімерну композицію і наповнювач, що не є обов'язковим, але дозволяється, щоб всі шари плівки містили полімерну композицію і наповнювач. Згідно з кращим варіантом покриття містить ламіновану плівку з трьох шарів, що утворена екструзійним ламінуванням середнього шару, що містить одну полімерну композицію та наповнювач, між двох зовнішніх шарів, що утворені з іншої полімерної композиції. Наприклад, середній шар може містити поліпропілен і наповнювач, тоді як зовнішні шари містять поліетилен і наповнювач. Згідно з іншим кращим варіантом середній та зовнішні шари можуть містити однакові полімери, але різну кількість наповнювача. Наприклад, середній шар може містити поліпропілен і 35 % наповнювача, а зовнішні шари можуть містити поліпропілен і 50 % наповнювача. Також необов'язково повітропроникні матеріали згідно з даним винаходом можуть містити другий шар тканини, наприклад, текстильну або нетекстильну тканину, де мікропористий шар плівки розташований між першим і другим шарами тканини. Краще, якщо другий шар тканини може бути такої ж форми і структури як перший шар тканини, або другий шар тканини може бути іншої форми і/або структури. Згідно з одним варіантом другий шар тканини містить виготовлену видавлюванням неткану нетекстильну тканину, наприклад, виготовлений видавлюванням нетканий поліпропілен. Повітропроникність матеріалів згідно з даним винаходом може контролюватися в залежності від призначеного застосування матеріалів. При застосуванні в якості будівельних матеріалів, таких як обертальні матеріали для дому, повітропроникні матеріали з а даним винаходом відповідно мають рівень передачі водяної пари більше ніж приблиз2 но 50 г/м за 24 год., краще більше ніж приблизно 2 150 г/м за 24 год. за ASTM Е-96А. звичайно, матеріали, що використовуються у будівництві не вимагають високих рівнів передачі водяної пари і мають рівень передачі водяної пари менше ніж 2 приблизно 2000 г/м за 24 год. Згідно з іншими варіантами матеріали мають рівень передачі водяної пари менше ніж приблизної500, 1000 або 2 500 г/м за 24 год. Однак, зрозумілим є те, що матеріали, рівень передачі водяної пари яких є біль2 шим ніж приблизно 2000 г/м за 24 год., є однаковими у межах даного винаходу. Іншою важливою властивістю будівельних матеріалів є їх опірність до стикання з рідинами, такими як вода. Водонепроникність може бути виміряна шляхом дослідження гідростатичного напору матеріалу за методом, таким як ААТСС 127. Для цих матеріалів, що використовуються у будівельній промисловості, є звичайно прийнятним гідростатичний напір більший ніж 55 см за ААТСС 127. Згідно з одним варіантом даного винаходу повітропроникна покрита основа 10 виробляється шляхом екструзійного покриття тканини 20 композицією, що містить полімерну композицію і напов 97356 12 нювач, для утворення покриття 30 на тканині, та піддається певним діям для того, щоб зробити покриття мікропористим. Наприклад, як показано на Фіг. 4, використовуючи методи, що є відомими у даній галузі, покриття у формі плівки 30 може виливатися з екструдеру 32 через матрицю 34 у лещата, що утворені між валами 36 і 38. Виливання полімерної композиції покриття проводиться при температурі плавлення або при температурі, що її перевищує, звичайно при показниках приблизно 400-500Т. Звичайно лещата утворюються між металічним валом 36 і гумовим валом 38. Може використовуватися шар тканини 20, наприклад, подаватися з валу 26, а також плівка покриття 30 і тканина 20 проходять через лещата валів для того, щоб приклеїти покриття до поверхні тканини. Загалом, може застосовуватися і другий шар тканини 25, наприклад, подаватися з валу 27 і також проходити через лещата валів для того, щоб приклеїти покриття до поверхні другої тканини. Отримана покрита тканина 10 потім піддається додатковим фізичним діям для того, щоб зробити покриття мікропористим. Як зазначено вище полімерна композиція у поєднанні з наповнювачем буде перетворена у мікропористу шляхом пересування відносно малого рівня, скручування, качання або іншої фізичною обробкою покритої текстильної стрічкової тканини. Винахідники визначили, що, як не дивно, невеликої кількості натягування, застосованого до покритої основи 10 під час намотування, достатньо для перетворення покритої основи на повітропроникну. Додаткові фізичні дії на основу 10, такі як вигинання, скручування або зміщування, можуть бути застосовані для того, щоб збільшити повітропроникність покритої основи. Згідно з одним варіантом, що показано на Фіг. 5, покрита основа 10 проходить через серію натяжних валів 40 для того, щоб багаторазово зігнути основу. Згідно з додатковим варіантом, що показано на Фіг. 6, покрита основа 10 піддається скручуванню шляхом проходження через натяжні вали 40 та лещата 50 під кутом один до одного. Згідно з додатковим варіантом, що показано на Фіг. 7, покрита основа 10 може проходити через натяжні вали 40 та лещата 50 під деяким кутом відносно площини сторони направлення машини, так що основа піддається легкій силі згинання. Згідно з додатковим варіантом, що показано на Фіг. 8 покрита основа 10 може проходити через викривлений вал або поповзень 70 для згинання основи. Згідно з ще одним варіантом, що показано на Фіг. 9, покрита основа 10 вальцюється вальцювальним валом 80 для стискання і подальшого випускання основи. Вальцювальний вал може бути гладким або тисненим. Згідно з ще одним варіантом, що показано на Фіг. 10, покрита основа 10 проходить через жолобчасті вали 90 для того, щоб зігнути, але необов'язково розтягнути основу. Згідно з ще одним варіантом, що показано на Фіг. 11, покрита основа 10 протягується через натяжні вали 40, а потім заломлюється через край 102 пластини 100 із закругленим краєм малого діаметру для того, щоб зігнути або скласти основу. Навпаки, обертальний поповзень утворює край 102, через який заломлюється основа 10. Згідно з ще 13 одним варіантом покрита основа 10 може піддаватися тепловій обробці, такій як відпал, для того щоб примусити основу рухатися зі зміною температури. Згідно з ще одним варіантом покрита основа 10 може піддаватися напрузі MD і/або CD. Однак, необов'язковим є розтягування покритої текстильної основи для того, щоб зробити її повітропроникною. Таким чином, згідно з одним варіантом даного винаходу отриманий матеріал має першу величину довжини і першу величину ширини до зазначеної фізичної обробки, і другу величину довжини і другу величину ширини після зазначеної фізичної обробки, де друга величина довжини є більшою не більше ніж приблизно на 2 % першої величини довжини, а друга величина ширини є більшою не більше ніж приблизно на 2 % першої величини ширини. Наступні приклади наведені для кращого зображення даного винаходу. Однак, ці приклади не обмежують обсяг даного винаходу. Приклад 1 В цьому прикладі демонструється повітропроникна основа згідно з даним винаходом, яка містить багатошарове мікропористе покриття. Трьох2 шарове 35 г/м екструзійне плівкове покриття "ABA" - це виливання, ламіноване на поліпропіленній текстильній стрічковій 1,0 унцій на квадратний ярд тканині. Кожен "А" шар покриття містить 2 4,5 г/м шару, утвореного з композиції, що містить 50 % карбонату кальцію, 43 % поліпропілену, 4 % поліетилену низької щільності, 1 % маточної суміші оксиду кальцію, 1 % антиоксиданту і 1 % УФстабілізатора. Покрита текстильна стрічкова тканина невідкладно обробляється фізично шляхом протягування через серію металевих натяжних валів при 200 кадр/хв. Водопаропроникність WVTR 2 покритої основи становить 93 г/м за 24 год. за ASTM E96A. Приклад 2 В цьому прикладі демонструється повітропроникна основа згідно з даним винаходом, яка міс2 тить одношарове мікропористе покриття. 20 г/м плівкове покриття – це виливання, ламіноване на 97356 14 2 34 г/м РЕ/РЕТ нетканого нетекстильного матеріалу. Покриття містить композицію, яка містить 50 % карбонату кальцію, 43 % лінійного поліетилену низької щільності, 4 % поліетилену низької щільності, 1 % маточної суміші оксиду кальцію, 1 % антиоксиданту і 1 % УФ-стабілізатора. Покрита нетекстильна тканина невідкладно обробляється фізично шляхом протягування через серію натяжних валів при 200 кадр/хв. Водопаропроникність 2 WVTR покритої основи становить 189 г/м за 24 год. за ASTM E96A. Приклад 3 В цьому прикладі демонструється повітропроникна основа згідно з даним винаходом, яка містить багатошарове мікропористе покриття на ком2 позитній тканині. Трьохшарове 41 г/м екструзійне плівкове покриття "ABA" - це виливання, ламіно2 ване на 45 г/м композитній тканині. Кожен "А" шар 2 покриття містить 4,5 г/м шар, утворений з композиції, що містить 50 % карбонату кальцію, 43 % поліпропілену, 4 % поліетилену низької щільності, 1 % маточної суміші оксиду кальцію, 1 % антиоксиданту і 1 % УФ-стабілізатора. Кожен "В" шар 2 покриття є 26 г/м шаром та містить 52 % карбонату кальцію, 23 % лінійного поліетилену низької щільності, 22 % поліетилену високої щільності, 1 % маточної суміші оксиду кальцію, 1 % антиоксидан2 ту і 1 % УФ-стабілізатора. 45 г/м композитна тка2 нина ламінату містить 26 г/м нетканного поліпропіленного нетекстильного адгезивно ламінованого 2 2 до 18 г/м PET грубого полотна з 1 г/м адгезиву. Покрита текстильна стрічкова тканина невідкладно обробляється фізично шляхом протягування через серію металевих натяжних валів при 200 кадр/хв. Водопаропроникність WVTR покритої основи ста2 новить 72 г/м за 24 год. за ASTM E96A. Дані викладення та варіанти, що описані тут, наведені в якості прикладів і не обмежують даний винахід, що визначається формулою винаходу. Подальші варіанти та приклади будуть зрозумілими для спеціалістів у даній галузі з огляду на опис винаходу і не виходи муть за межі заявленого винаходу. 15 97356 16 17 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 97356 Підписне 18 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethods of making a breathable material
Автори англійськоюJones Gregory K., Bland David G., Mushaben Thomas G., Gerwe Nicole A.
Назва патенту російськоюСпособ получения воздухопроницаемого материала
Автори російськоюДжонс Грегори К., Бланд Давид Г., Мушабен Томас Г., Герве Николь А.
МПК / Мітки
МПК: B32B 27/12, C08J 5/18
Мітки: матеріалу, утворення, повітропроникного, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-97356-sposib-utvorennya-povitroproniknogo-materialu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб утворення повітропроникного матеріалу</a>
Попередній патент: Фармацевтична композиція, яка включає монтелукаст
Наступний патент: Двоконтурна турбомашина