专利名称：轻质耐用罩具和制备该罩具的层压材料的制作方法
技术领域：
本文描述了一种具有非纺织物外部表面的轻质透气罩具(enclosure)。本文还描述了用于制备所述罩具的轻质层压材料(laminate)。
背景技术：
在环境条件下用来提供某种保护的轻质罩具是已知的，如帐篷、露营袋(bivy bag)、大露营袋(bivy sack)等。用来制造轻质罩具的聚酯和尼龙材料可涂覆涂料，以提供耐水性或者说防水性，并且可以印刷，以获得所需的美观效果。按照通常的考虑，轻质帐篷结构物具有包含独立雨篷和帐篷主体的双壁构造，或者具有仅含帐篷主体而没有独立雨篷的单壁构造，后者的帐篷主体由例如层压材料组成。 双壁帐篷靠雨篷提供防水效果，所述雨篷设置在帐篷主体上面，而帐篷主体则由透气性和渗水性强的网眼壁用织物(mesh wall fabric)构成。然而，附加雨篷给整个结构增加了重量和体积。另外，具有轻质雨篷材料如尼龙的双壁帐篷产品通常用聚氨酯涂层或硅树脂涂层提供防水性。不利的是，涂覆的材料不能提供长期的防水耐久性。用于单壁帐篷的典型层压材料具有许多的层，以确保长期耐水性，但其结果是不仅帐篷沉，而且淋雨时增加很多水的重量，从而使它们不适合某些应用。此外，用于单壁帐篷的层压材料不透气，当帐篷关闭时，层压材料通常缺乏充分的氧气渗透性来维持帐篷里的人员的生命，而且常常缺乏充分的阻燃性。人们常常在罩具材料上施加涂料来获取阻燃性和UV稳定性；但是，涂层在寒冷气候里容易开裂，并且容易磨损，还容易发生其它机械方面的问题，可能导致帐篷失去作用。 作为获得阻燃性的另一种方法，人们常常使用阻燃材料，如以商品名Nomex 销售的阻燃材料。遗憾的是，这些间位芳族聚酰胺纺织物受到UV辐射后，其拉伸强度受到明显削弱，这是本领域的共性问题。形成单壁结构的帐篷由于省去了防水雨篷，可比双壁帐篷具有更低的重量和更小的体积。然而，目前使用经过涂覆的轻质材料(如涂覆尼龙)的轻质单壁结构物不具有长期的液体耐受性，不能可靠地达到对一些帐篷使用者来说很重要的某些阻燃要求。使用能达到更高级别阻燃性的材料的单壁帐篷采用多层更重的织物，增加了结构的体积和重量。用于罩具的复合防水织物已有描述。例如，美国专利第430M96号描述了用于帐篷壁的复合结构，所述复合结构据报告是轻质和阻燃或耐火的。所述复合结构至少有三层， 即外机织层、内机织层和聚四氟乙烯中间层。据称，内机织层为所述复合结构提供了拉伸强度和抗撕裂性，外机织层为所述复合结构提供了耐磨性，中间层则提供了防水性和挡风性。 虽然该复合结构被描述为轻质，但不利的是，所述复合结构织物实施例的重量据报告超过 5. 4盎司/码2，使其对于某些应用来说还是太沉重、太臃肿。发明概述本文描述了一种具有外部膜表面的轻质罩具。所述轻质罩具包含外部膜表面，所述外部膜表面具有诸如耐磨性之类的性质，从而保持持久的防液性。所述轻质罩具由具有充分的透氧性的层压材料形成，因而在所述罩具开口关闭时能维持生命。本文还描述了轻质透气层压材料，它包含外膜表面，可形成诸如持久的防液性、阻燃性(通过了 CPAI-84)之类的性质，并且可以着色。 在一个实施方式中，描述了一种单壁帐篷，它具有双壁帐篷的有利特性，具有透气壁和防液性，不需要雨篷，同时还具有原来单壁帐篷结构所具有的轻质和可捆扎的特性。有利的是，本文所述的具有能持久防液的外部膜表面的单壁帐篷具有充分的透氧性，在关闭的时候无需辅助设备即可维持生命。罩具由具有持久的防液性、高抗撕裂强度和高耐磨性的层压材料制成，其性能水平是原来认为具有外膜表面的结构所达不到的。
有利的是，在一个实施方式中，轻质层压材料的重量小于8盎司/码2，阻燃(通过了 CPAI-84)，磨损试验后在最高达0. 7psi的压力下能可靠地防液3分钟，同时具有足够高的透氧(O2)性(透氧率大于2m3/m2巴-小时)，当用来形成密闭的掩蔽体时能够维持生命。
结合附图，通过以下说明，本发明的操作将变得显而易见，附图中图1是帐篷形式的罩具的一个实施方式的透视图。图2是用于罩具的层压材料的一个实施方式的横截面的示意图。图3是用于罩具的层压材料的一个实施方式的横截面的示意图。图4是用于罩具的层压材料的一个实施方式的横截面的示意图。图fe是露营袋形式的罩具的一个实施方式的正视图。图恥是露营袋形式的罩具的一个实施方式的侧视图。图6a是帐篷形式的罩具的一个实施方式的透视图。图6b是帐篷形式的罩具的一个实施方式的俯视图。
具体实施例方式本文描述了一种具有外膜表面的层压材料，它可用于制备高性能罩具，如单壁帐篷、露营袋、覆盖物等。层压材料外膜表面设计成朝外面向环境，形成具有外部膜表面的罩具。具有外膜表面的层压材料可设计成具有多种性质，如具有着色的外膜表面、持久的防液性、透氧性、透气性、阻燃性、低吸水性和高湿气传输性。此外，具有外膜层的层压材料可以是疏油的，具有高抗撕裂强度，具有耐磨性。本文还描述了具有外部膜表面的单壁罩具如帐篷，它具有诸如下面这样一些性质质轻，吸水性低，耐磨，防液性持久，耐火，透气，具有着色的外部表面。在一个实施方式中，描述了一种具有充分的透氧性的单壁帐篷，它在关闭时能维持生命。参考附图。图1列举了罩具的一个例子，该图显示了单壁帐篷⑴的透视图，它具有帐篷上部( 和帐篷下部(3)。具有门( 的开口(4)供帐篷使用者进出，并且可以密封，用于提供针对外界的保护。在一个实施方式中，设计了一种轻质帐篷，其中帐篷上部O) 包含超过70%的帐篷表面积，而帐篷下部C3)包含小于约30%的帐篷表面积。在一些实施方式中，帐篷下部从帐篷底部(6)起，顺着帐篷壁(7)向上延伸约6英寸，这样接缝(30)就高出地平面，也称作“浴盆式”底部。帐篷上部包含帐篷的外部非纺织物表面(8)和帐篷的内部表面(9)。帐篷上部由层压材料形成，其例子示于图2、3和4的横截面图中。用于制作帐篷(1)的上部O)的层压材料00)包含连在至少一个附加层0 上的多孔外膜(21)，所述至少一个附加层为层压材料提供例如尺寸稳定性。所述多孔膜O)与所述至少一个附加层0 通过不连续附连件连接，以维持层压材料的透气性。层压材料OO)具有外膜表面04)和内表面 (25)。所述层压材料内表面0 是最外面的所述至少一个附加层0 的表面，该表面与最靠近多孔膜的表面相背。参考图1和2，帐篷上部O)的外部非纺织物表面(8)包含层压材料OO)的多孔外膜层的外膜表面04)。帐篷的内表面(9)包含层压材料内表面(25)，在此实施方式中，所述层压材料内表面0 是所述至少一个附加层0 的表面，该表面与连接到多孔外膜上的表面相背。因此，当连接到多孔膜上的所述至少一个附加层02)是纺织物时，帐篷内表面(1 是纺织物。在一个实施方式中，如图3所示，层压材料00)的所述至少一个附加层可以是通过不连续附连件连接到多孔外膜上的第二多孔膜06)。在图4所例举的又一个实施方式中，当所述至少一个附加层0 是纺织物层时，所述层压材料还可包含通过不连续附连件03)连接到纺织物层02)上的第二多孔膜，即多孔内膜07)。因此，所述罩具内表面(9)是层压材料的与外膜表面04)相背的表面，所述罩具内表面(9)还可包含多孔内膜(XT)的表面。本文所述罩具用持久防液的层压材料制成，所述层压材料形成后，开始时不渗漏 (测试至0. 7psi，持续3分钟)，而且按照本文所述的防液测试方法测试时，在外膜表面上进行1000次马丁代尔磨损循环试验(Martindale abrasion cycle)之后也不渗漏。在其它实施方式中，本文所述的罩具由初始抗水静压(hydrostatic resistance) 大于40psi或大于60psi或大于80psi或大于90psi或大于IOOpsi (按照本文所述的抗水静压测试方法测试)的层压材料制成。所形成的层压材料在经历诸如磨损或被污染物污染这样的遭遇之后，仍具有良好的抗水静压。在一些实施方式中，形成耐久性层压材料，所述层压材料在磨损测试之后，即按照本文所述的磨损后抗水静压测试方法测试，在外膜表面上进行1000次磨损循环试验之后，其抗水静压大于或等于40psi，或者大于或等于60psi， 或者大于或等于80psi，或者大于或等于90psi。在另一个实施方式中，形成耐久性层压材料，按照本文所述的DEET污染后抗水静压测试方法测试时，其初始抗水静压和用化学物质如二乙基甲苯甲酰胺(DEET)污染之后的抗水静压均大于30psi。对诸如帐篷和露营袋之类的罩具来说，所述层压材料是透氧的，罩具(例如帐篷) 单位面积上的O2扩散速率能使氧气充分扩散到罩具中，从而在罩具关闭时能维持帐篷里的人员的生命。在一些实施方式中，提供了层压材料，其透氧率大于或等于约2m3/m2巴小时， 当形成本文所述的罩具时，它能提供充分的透氧性，以维持生命。“氧气的充分扩散”是指本文所述帐篷上部层压材料能让充足的氧气进入罩具，使氧气含量保持大于或等于约16%， 从而补充帐篷里的人员随时间耗掉的氧气。在其它实施方式中，形成层压材料，按照本文所述的透氧率测试方法测试时，其透氧率大于或等于约4m3/m2巴小时，或者大于或等于6m3/m2 巴小时，或者大于或等于8m3/m2巴小时。例如，当透气层压材料的格利值(Gurley number)约小于400秒，并且从层压材料的一个表面到另一个表面具有连续多孔通道，因而通道穿过整个层压材料厚度时，所述层压材料可提供适用于罩具的充分的氧气扩散。在其它实施方式中，可形成层压材料，当按照本文所述的格利空气流动测试方法测试时，其格利值小于300秒，小于200秒，小于100秒。 因此，包含整体式涂层或者层、导致格利值约大于400秒的层压材料不适合用来为关闭的罩具提供足以维持生命的透氧性。为了使层压材料获得防液性，多孔膜具有足够小的孔，以便在层压材料形式中维持防液性，同时保持充分的孔隙率，以便为氧气提供充分通过层压材料的扩散性，从而在形成关闭的罩具时能够维持生命。例如，在一个实施方式中，形成了防液的单壁帐篷，它具有约大于70%的防液性，透气帐篷上部由本文所述的层压材料组成。本实施方式的层压材料包含格利值大于10秒的膜和格利值大于15秒的层压材料，以便获得孔隙足够紧密、达到所需防液水平的结构，同时，该层压材料的格利值小于400秒，为氧气提供了充分通过层压材料的扩散性，从而在关闭罩具时能够维持生命。为最大程度减少罩具内表面上发生的冷凝现象，例如在寒冷气候条件下使用时发生的冷凝现象，需要湿气渗透性，或者说透潮性。本文所述的层压材料是透潮的，按照本文所述的方法测试时，其湿气渗透率(MVTR)大于5000g/m2/M小时，或者大于10000g/m2/24 小时，或者大于15000g/m2/M小时。在一些实施方式中，具有外膜表面的层压材料是阻燃的，通过了本文所述的垂直燃烧试验，该试验是CPAI-84所规定的[国际帆布制品协会(Canvas Products Association, International)]。可形成本文所述的轻质层压材料，使其重量约小于8盎司/码2，或者约小于6盎司/码2，或者约小于4盎司/码2，或者约小于2盎司/码2。可形成重量小于8盎司/码 2的轻质层压材料，按照本文所述的测试方法测试，其经向和纬向的抗穿刺-蔓延撕裂强度 (PPT)大于1磅力(Ibf)。还可形成轻质层压材料，使其经向和纬向的PPT大于21bf，或者使其经向和纬向的PPT约大于2. 51bf。还可形成重量小于8盎司/码2的轻质层压材料， 根据本文所述的抓样断裂强度测试方法测试，其经向和纬向的断裂强度约大于501bf，或者大于601bf。宜制备多孔膜，所述多孔膜在用于形成罩具如帐篷和露营袋所用的层压材料时能充分透过氧气，从而能够维持生命。此外，若需要层压材料在开始的时候和经过磨损之后均具有防液性，则应使用耐磨膜。多孔透气膜可能容易磨损，导致该材料渗水。为了提供诸如磨损后仍具有持久防液性之类的性质，按照本文所述的钢球式顶破强力测试方法(Ball Burst test)测量，本文所述的一些层压材料包含的薄膜具有大于171bf的钢球式顶破负荷 (ball burst load)，或者约大于191bf的钢球式顶破负荷。本文所述的层压材料还使用平均模量大于40MPa或者平均模量约大于60MPa或者平均模量约大于SOMPa的薄膜形成，所述平均模量按照本文所述的测试方法测试。平均最大负荷大于10N的薄膜也可用来形成耐久性层压材料，所述平均最大负荷按照本文所述的测试方法测试。所述多孔外膜包含例如用含氟聚合物制成的聚合物膜。合适的含氟聚合物可包含例如发泡含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)，它可加工形成多孔或微孔薄膜结构。 例如，PTFE可形成微孔薄膜结构，其特征在于，当按照例如美国专利第3953566号或第 73067 号所介绍的方法使其发泡时，它会形成通过原纤维互连的结点(node)。在一个实施方式中，发泡PTFE含氟聚合物膜按照美国专利第6541589号制备，它具有聚氟丁基乙烯 (PFBE)的共聚单体单元。发泡PTFE (ePTFE)含氟聚合物可包含具有约0. 05重量％ -约0. 5重量％的PFBE共聚单体单元(基于聚合物总重)的聚四氟乙烯(PTFE)。在一个实施方式中，所述多孔外膜层是具有微结构的发泡聚四氟乙烯 (PTFE)，所述微结构以通过原纤维互连的结点为特征，其中多孔膜的孔足够紧密，从而提供防液性；同时足够开放，从而允许空气通过膜扩散。在一个实施方式中，这是通过提供格利值大于10秒而小于400秒的ePTFE薄膜来实现的。在一个实施方式中，制备多孔膜时，首先配混经拉伸后适合产生结点和原纤维微结构的聚四氟乙烯(PTFE)树脂。所述树脂与脂肪烃润滑剂挤出助剂如矿物油精掺混。将配混的树脂成形为圆柱形颗粒，通过已知方法进行糊料挤出，形成所需的可挤出形状，优选形成带或薄膜。所述制品可在辊间压延成所需厚度，然后加热干燥，除去润滑剂。干燥制品按照例如美国专利第3953566号或第74067 号的介绍，通过沿纵向和/或横向拉伸进行发泡，产生发泡PTFE结构，其特征是一系列通过原纤维互连的结点。然后，通过在高于PTFE的晶体熔点的温度下，例如在约343-375 之间的温度下加热ePTFE制品，使该制品发生非晶态闭锁(amorphously locked)。发泡含氟聚合物薄膜的多孔结点和原纤维结构使涂料和/或印刷材料能够附着到此多孔基材上。已知含氟聚合物如ePTFE的低表面能排斥多数表面处理，因而给施涂耐久性涂料如包含着色剂的涂料带来困难。然而，在一个实施方式中，涂料组合物包含粘结剂和着色剂，所述着色剂给用作层压材料外膜表面的膜表面着色。涂料组合物涂覆或包封发泡含氟聚合物结构的结点和/或原纤维，形成持久的美感外观。适合用作外膜表面的膜具有可通过印刷获得持久美感的表面。在一些实施方式中，美感的持久性可通过着色剂涂料组合物实现，所述组合物包含粒度足够小，恰好能容纳在多孔基材的孔内的颜料。对于多孔或微孔薄膜，平均粒径约小于250nm的颜料颗粒适用于形成持久的颜色。涂料组合物还包含能够湿润多孔基材并将颜料粘接到孔壁上的粘结剂体系。在一个实施方式中，膜的表面可用着色剂着色，形成纯色或图案(设计)。利用多种颜料，或者改变一种或多种颜料的浓度，或者同时采用这两种技术，可施加多种颜色。在一个实施方式中，帐篷上部包含着色的外部膜表面，有超过90%的外部膜表面通过印刷或其它施色技术着色，同时保持孔隙从层压材料的一个表面穿过层压材料到另一个表面，从而在用作关闭的罩具时维持合适的透氧性。可施涂包含着色剂的涂料组合物，以提供多种颜色和设计，如纯色、伪装和印刷图案。涂料组合物可包含一种或多种适用于印刷伪装图案如林地和沙漠图案的着色剂。在一个实施方式中，适合在多孔膜表面上印刷林地伪装图案的涂料组合物包含黑色、棕色、绿色和淡绿色着色剂。在另一个实施方式中，涂料组合物包含适合印刷沙漠伪装图案的棕色、黄褐色和棕褐色着色剂。其它实施方式包含这样的组合物，即它们所含着色剂的色调在这两个例子中变化。可通过多种方法将涂料组合物施涂到膜上，形成着色的外膜表面。给多孔膜着色的施涂方法包括但不限于转移涂覆、丝网印刷、凹版印刷、喷墨印刷和刮涂。可对形成层压材料外膜表面或者罩具外部膜表面的多孔膜施以其它的局部处理，只要在整个层压材料中维持足够的孔隙，以便保持透气性。可提供其它处理以赋予功能性，例如但不限于疏油性。 疏油性涂料的例子包括例如含氟聚合物，如含氟丙烯酸酯类及其它材料，如美国专利申请第11/440870号所介绍的那些材料。在层压材料00)的多孔外膜上结合至少一个附加层(22)，用来为层压材料提供尺寸稳定性。应对所述至少一个附加层加以选择，以获得足够的透氧水平，在用于关闭的罩具中所用的层压材料时能够维持生命。与膜结合的所述至少一个附加层是纺织物或者非纺织物。为复合结构提供尺寸稳定性的纺织物包括例如尺寸稳定的机织纺织物、针织物和无纺物。当需要阻燃性(FR)时，可使用本身阻燃的轻质纺织物，包含诸如FR纤维之类的材料，如以商品名Nomex 和Kevlar 销售的芳族聚酰胺纤维、聚苯并咪唑(PBI)及其掺混物，以及改性聚丙烯腈纤维(如改性聚丙烯腈包覆的玻璃纤维)。其它可用的阻燃材料包括耐火(FR)棉、FR人造丝、FR尼龙、FR聚酯等。当所述至少一个附加层02)是非纺织物层，如多孔内膜(图3中的26)时，所述多孔膜可与外膜层相同或不同。当多孔内膜层06)不同于外膜层时，可对其加以选择，使其提供诸如尺寸稳定性、防液性等性质。在一个实施方式中，所提供的层压材料00) 包含多孔外膜(21)，所选择的多孔外膜具有较大的中流量孔径，以提供例如耐久的印刷表面；所述多孔外膜通过不连续附连件连接到强度更高的第二多孔内膜06)上，以便为层压材料提供例如纵向和横向的良好抗撕裂强度。在其它实施方式中，对多孔内膜加以选择，为层压材料提供良好的纵向和横向断裂强度。还可为所述至少一个附加层提供涂层，以便赋予层压材料多种性质。例如，可在所述至少一个附加层0 上施涂包含粘结剂和着色剂的涂料组合物，将所述层着色为纯色或具有一种或多种颜色的图案化颜色。纺织物形式或膜形式的所述至少一个附加层可用与外膜相同或不同的技术着色，可着色为与外膜相同或不同的颜色或图案。在一个实施方式中，若需要提供挡光性质，多孔内膜06)可着色成深色，如黑色。通过对层压材料的多孔内层着色，可以在基本上不增加层压材料重量的情况下提供挡光效果，而不需要利用传统方法，如增加额外的层去挡光。具有挡光内表面的层压材料可用于例如帐篷用途，在此情况下，需要防止在罩具外面看见来源于罩具内部的光。在一些实施方式中，按照本文所述的透射光密度测试方法测量，所构造的层压材料的透光率小于10%。多孔外膜层与至少一个附加层0 以一定方式结合，使得从层压材料的一个表面到另一个表面的连续孔隙通道或路径得以保持。不连续附连件以一定方式安置，使得这两个层压合成复合结构时，其透气性得以保持。不连续附连件可以是粘合剂附连件形式，如不连续粘合剂层。粘合剂组合物包括热固性粘合剂，如聚氨酯、阻燃聚氨酯和硅树脂。热塑性粘合剂包括热塑性聚氨酯和热塑性阻燃聚氨酯。所述多孔膜层与所述至少一个附加层利用粘合剂，通过层压法[如凹槽辊层压法(gravure lamination)]、喷胶粘结法(spray adhesive bonding)和用热塑性斯克林布(scrim)进行的熔合粘结法(fusion bonding)连接。为使透气率最大，使用不连续粘合剂层连接这两个层。在一个实施方式中，形成的层压材料具有选自下面的一种或多种性质湿气渗透率> 5000g/m2/M小时，达到阻燃性标准(依据CPAI-84)，重量彡4. O盎司/码2 (按照ASTM D 3776测量)，经向和纬向抗撕裂强度彡1.51bf (按照ASTM D 1似4测量)，经向和纬向断裂强度均彡201bf (按照ASTM D 5035测量)，磨损测试之后防液(按照磨损与防液测试方法测量)，磨损测试之后的抗水静压大于或等于35psi。利用上述层压材料制备的结构包括轻质罩具如帐篷(包括单壁帐篷)、露营袋(图如和5 等。所形成的轻质单壁帐篷(1)如图1和6a及6b所示，包含标准支柱08)。在图l、6a和6b中，帐篷开口(4)可通过门(5)关闭，所述门任选位于帐篷上部(2)或帐篷下部(3)或者同时位于帐篷上部和帐篷下部，并且可通过关闭机构如拉链或钩环搭扣09)关闭。当门(5)位于帐篷上部O)时，它可由形成上部O)的材料或不同的材料组成。当门 (5)位于帐篷上部( 且门( 由不同于帐篷上部( 的其余部分的材料制成时，所述材料应经过选择，使帐篷上部O)的其余部分的材料赋予的所需透气性、防液性、阻燃性和/或轻质特性得到保持。所述关闭机构09)可任选不透水。接缝(30)用于缀合帐篷上部O) 和帐篷下部(3)，缀合方法有缝合、胶粘或其它机械缀合方法。可采用防液接缝，从而提供例如在至少0. 7psi的压力下，用测试流体(如水)测试至少3分钟时不漏液或不滴液的接缝。在一个实施方式中，单壁双人帐篷包括标准帐篷支柱在内的重量可以做得小于约 8磅。在另一个实施方式中，如图6b所示，轻质单壁单人帐篷具有外部膜表面，其重量小于 4磅，捆扎体积小于500英寸3，除了底面(32)外，还有一个门廊(31)，足够容纳例如一个睡袋(33)，它由阻燃层压材料形成，所述阻燃层压材料耐磨，因而能持久防液，并且其透氧率大于或等于3m3/m2巴-小时。在一个实施方式中，如图如和恥所举的例子，可以形成能持久防液的轻质露营袋。如图fe所示，露营袋由外部膜表面(33)和带门的开口(34)构成，所述开口供进出该罩具用。所制成的该轻质露营袋具有支柱(35)，所述支柱可通过附连机构(36)连接到该罩具上。所制成的露营袋可具有诸如阻燃性、持久防液性和关闭时足以维持生命的透氧性之类的性质。在又一个实施方式中，所制成的罩具可包含具有外膜表面04)的层压材料OO)， 将该罩具用在双壁掩蔽体的门帘(fly)处。例如，可制造双壁帐篷或露营袋，使其具有含外部膜表面的罩具，所述罩具包含本文所述的层压材料，其中所述罩具被设计成门帘，用在已有双壁帐篷的剩余部分上。有利的是，所述罩具具有选自下面的一种或多种性质持久防液性、低吸水性、耐磨性、高湿气渗透性和阻燃性。测试方法单位面积质量样品的单位面积质量用1060型梅特勒-托利多(Mettler-Toledo)天平，按照 ASTM D 3776测试方法[织物单位面积质量(重量)标准测试方法]测量。该天平在称量样本之前重新校准。重量用盎司作为单位记录，精确到0.5盎司。将此值换算为克每平方米，如本文所报告的那样。薄膜密度为了测量本发明的薄膜材料实施例和比较例的密度，收集在样品上测得的性质数
据。如上所述，测量165mm χ 15mm样品，确定其质量(使用ΑΒ104型梅特勒-托利多分析
天平)和厚度[使用凯发(Kafer)FZ1000/30卡规]。利用此数据，可按下式计算密度 mP = —7—式中P=密度(g/cm3)m =质量(g)W=宽度(1.5cm)1=长度(16. 5cm)
t =厚度(cm)薄膜厚度用卡规(凯发FZ1000/30)测量本发明的薄膜材料实施例的厚度。每个样品至少测量四个地方。将多次测量的平均值报告为每块薄膜的厚度值。格利空气流量除以下不同外，按照FED-STD-191A方法M52测量50立方厘米空气通过样品所需的时间，由此确定每个样品的透气率。按照此方法测量时，例外的是样品在测试前密封，确保测试过程中密封良好，边缘周围没有泄漏。中流量孔径测试将多孔薄膜的平均孔径报告为中流量孔径(MFP)。为测定MFP，制得直径为25mm的样品薄膜，并用全氟聚醚湿润。将湿润的样品薄膜置于库尔特孔径仪(Coulter Porometer) 中，测定最终产品的平均孔径。韧性、最大负荷、MTS和模量的测试方法利用模冲机从ePTFE薄膜片上切割165mm长χ 15mm宽的矩形样品，完成样品准备工作。将薄膜片放在切割台上，以免要切成样品的地方发生褶皱。然后，将165mm χ 15mm 模具放在薄膜上(通常在薄膜片中心200mm范围内)，使其长轴平行于要测试的方向。本公开中引用的方向将在纵向(平行于加工过程中的移动方向)和横向(垂直于加工过程中的移动方向)上度量。模具对齐之后，立即对其施加压力，切透薄膜片。撤除此压力后，应当检查要测试的矩形样品，确保它没有可能影响拉伸测试的边缘缺陷。应当在纵向(L)和横向⑴切至少3个样品，以表征薄膜片。样品准备好后，立即对其进行测量，确定其质量(使用AB104型梅特勒-托利多分析天平)和厚度(使用凯发FZ1000/30卡规)。然后，使用运行梅林(Merlin)系列IX软件(7. 51版)的英斯特朗 (Instron) 5500拉伸试验机测试每个样品的拉伸性质。将样品插入拉伸试验机，用英斯特朗目录编号为2702-015(橡胶涂覆的面板)和2702-016(锯齿状面板)的抓板(grip plate) 固定，使样品各端保持在一块橡胶涂覆面板与一块锯齿状面板之间。施加在抓板上的压力约为50psi。夹具之间的标距长度(gauge length)设定为50mm，十字头速度(牵拉速度) 设定为508mm/min。利用0. IkN测力传感器进行这些测量，在50点/秒的速率下收集数据。 实验室温度应在68下与72下之间，以确保结果可比较。最后，若样品不巧在夹具界面上破碎，则抛弃相应的数据。为表征薄膜片，在纵向和横向上应至少成功牵拉3个样品(样品未从夹具滑出，也未破碎)。利用梅林软件或其它任何数据分析包进行数据分析和计算。首先，确定样品在拉伸测试期间，在L和T方向上能够支撑的最大负荷。然后，通过以下方程式，针对样品的物理性质(厚度和密度)将L和T方向上的最大负荷归一化，计算L和T方向上的基体拉伸强度(matrix tensile strength)。
权利要求
1.一种具有外部膜表面的单壁帐篷，它包含具有外部膜表面的单壁帐篷上部，其中所述帐篷上部包含 一种层压材料，所述层压材料包含i)构成所述帐篷上部的外部膜表面的多孔外膜，其中所述多孔外膜包含发泡含氟聚合物薄膜，以及 )至少一个通过不连续粘合剂层粘合在所述多孔外膜的与所述外部膜表面相背的面上的附加层；其中所述层压材料是防液的，并且其透氧率大于2m3/(m2巴-小时)；以及附连到所述帐篷上部的帐篷下部。
2.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述至少一个附加层是第二多孔膜。
3.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述至少一个附加层是纺织物层。
4.如权利要求3所述的单壁帐篷，其特征在于，所述层压材料基本上由所述多孔外膜、 一个纺织物层和所述不连续粘合剂层组成。
5.如权利要求3所述的单壁帐篷，它还包含层压在纺织物层的与所述外部膜表面相背的面上的多孔内膜。
6.如权利要求2所述的单壁帐篷，其特征在于，所述帐篷具有由所述第二多孔膜组成的内部膜表面。
7.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述多孔外膜包含发泡微孔聚四氟乙烯薄膜(ePTFE)。
8.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述多孔外膜包含发泡聚四氟乙烯 (PTFE)。
9.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述多孔外膜包含具有全氟丁基乙烯 (PFBE)共聚单体的PTFE。
10.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述帐篷是重量约小于3磅的单人帐篷。
11.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述帐篷是捆扎体积小于500英寸3 的单人帐篷。
12.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述多孔外膜在对应于帐篷外部膜表面的面上包含涂层。
13.如权利要求12所述的单壁帐篷，其特征在于，所述多孔外膜上的涂层包含疏油性涂料组合物。
14.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述帐篷上部的外部膜表面是着色的膜表面。
15.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述帐篷下部以可拆装的方式附连到所述帐篷上部上。
16.如权利要求1所述的单壁帐篷，其特征在于，所述帐篷下部通过防液接缝附连到所述帐篷上部。
17.一种具有外膜表面、能持久防液的透气层压材料，它包含构成外膜表面的防液微孔含氟聚合物膜，其中所述微孔含氟聚合物膜包含发泡含氟聚合物薄膜，以及至少一个附加层，所述附加层通过不连续粘合剂层层压到所述防液微孔含氟聚合物膜的与所述外膜表面相背的面上；其中所述层压材料的透氧率大于2m3/(m2巴-小时)，并且在外膜表面上进行1000次磨损循环后，它在0. 7psi的压力下能防液3分钟。
18.如权利要求17所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述层压材料的重量约小于8盎司/码2。
19.如权利要求17所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述层压材料的重量约小于6盎司/码2。
20.如权利要求17所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述层压材料是阻燃的。
21.如权利要求17所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述至少一个附加层是纺织物。
22.如权利要求21所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述至少一个附加层是阻燃性纺织物。
23.如权利要求22所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述至少一个附加层是阻燃性机织纺织物。
24.如权利要求22所述的透气、防液层压材料，它还包含通过不连续附连件连接到所述阻燃性纺织物上的多孔内膜。
25.如权利要求21所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述至少一个附加层包含阻燃性多孔膜。
26.如权利要求25所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述至少一个附加层包含微孔含氟聚合物薄膜。
27.如权利要求17所述的透气、防液层压材料，其特征在于，所述外膜表面是着过色的。
28.如权利要求17所述的层压材料，其特征在于，所述微孔含氟聚合物膜包含发泡聚四氟乙烯薄膜。
29.如权利要求17所述的层压材料，其特征在于，所述不连续粘合剂层是阻燃的。
30.如权利要求17所述的层压材料，其特征在于，所述微孔膜在表面上包含碳涂层。
31.如权利要求17所述的层压材料，其特征在于，所述层压材料是阻燃的，通过了 CPAI-84。
32.—种罩具，它包含 外部膜表面以及层压材料，所述层压材料包含i)具有构成所述罩具的外部膜表面的表面的微孔含氟聚合物膜，其中所述微孔含氟聚合物膜包含发泡含氟聚合物薄膜，以及 )至少一个通过不连续粘合剂层粘合在所述微孔含氟聚合物膜的与所述外部膜表面相背的面上的附加层；其中，在所述微孔膜上进行磨损测试之后，所述层压材料具有防液性，以及所述层压材料的透氧率大于2m3/(m2巴-小时)。
33.如权利要求32所述的罩具，其特征在于，所述罩具是露营袋。
34.一种具有外部膜表面的单壁帐篷，它包含 单壁帐篷上部，所述单壁帐篷上部包含着色的微孔含氟聚合物外部膜表面和内表面，其中所述帐篷上部至少有90%的表面积是层压材料，所述层压材料基本上由以下部分组成i)微孔含氟聚合物膜，其中所述微孔含氟聚合物膜包含发泡含氟聚合物薄膜；以及 )通过不连续粘合剂层粘合在微孔含氟聚合物膜的与所述外部膜表面相背的面上的纺织物层；其中所述层压材料是防液的，并且所述层压材料的透氧率大于4m3/(m2巴-小时)；以及附连到所述帐篷上部的帐篷下部。
全文摘要
本文描述了一种具有外膜表面的轻质罩具。所述轻质罩具包含具有多孔外膜的层压材料。所述层压材料具有湿气渗透性和阻燃性(通过CPAI-84)，并且其外膜表面具有耐磨性，因而保持持久的防液性。所述轻质罩具可以是单壁帐篷，由层压材料形成，所述层压材料具有充分的透氧性，当罩具开口关闭时能够维持生命。
文档编号E04H15/48GK102458822SQ201080031495
公开日2012年5月16日 申请日期2010年4月16日 优先权日2009年5月13日
发明者M·J·德怀尔 申请人:戈尔企业控股股份有限公司