专利名称：兼具高透气与保护性的机能性布料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机能性布料，尤其涉及一种同时具有优良透气效果以及保护功能的机能性布料。
背景技术：
机能性布料泛指具备如防水、透气、抗紫外线、抗冲击、耐磨、轻量等特定功能的布料，其广泛应用在生活休闲或专业领域。其中，当考虑到如从事各种激烈运动、登山活动或军警消防人员执行任务时的用途时，通常需要穿着或配戴由具有抗冲击的机能性布料所制成的衣物或护具。就目前相关业者所开发的产品而言，此种布料主要是通过选择具吸震效果的材质或增加缓冲结构的设计于其中，进而提供可以减低外部冲击力道的功能。已知已知此种机能性布料如美国专利第US4，292, 263号，揭示一种用于保护人体的聚氨酯护垫的制造方法，包括一由毛圈织造的管体，该管体的一外表面则附着有一发泡垫，其中，该发泡垫使用聚氨酯(polyurethane，简称PU)泡棉。另如美国专利第US 6，192，519号，揭示了一种运动用护垫，包括一管体以及一设于该管体上的高磨擦性材料， 该管体包括一护垫部与一非护垫部，该护垫部中设置有一护垫，其中，该护垫可为发泡性高分子材料，由此提供防护效果。而像是美国专利第US 6，122，768号，揭示了一种用于激烈运动的关节保护装置，包含有一缓冲护垫、一半坚硬盖体以及一挠曲罩体，分别由内到外设置，其中，该护垫的材质为选用聚乙烯(polyethylene，简称PE)泡棉或为聚氨酯(polyurethane，简称 PU)泡棉；而该盖体的材质则可利用聚氯乙烯(polyvinyl chloride，简称PVC)、聚丙烯 (polypropylene，简称PP)或聚乙烯(polyethylene，简称PE)以射出成形制程成形为一定厚度。美国专利公开第US2009/0255037号，则是揭示一种保护罩体，主要包括一软质内层与一硬质外层，该软质内层与该硬质外层之间另可设一中间层，其中，该软质内层与该中间层为选用发泡性的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate，简称EVA)。此外， 美国专利第US 5，416，拟4号揭示了一种伸缩性防护护垫，主要包含有金属罩体、泡棉以及氯丁橡胶(Neoprene)。在以上现有技术所揭示的机能性布料中，均采用发泡性的高分子材质或橡胶弹性体材料，并利用其在一定厚度下所具有抗冲击的机械特性，作为护垫使用。然而，虽然此种材质通常可提供给人体完善的保护效果，但其具有透气性不佳的缺点。因此，在实际应用上，使用者的肌肤通常会感到闷热难受，且运动所产生的汗水将难以排出衣物或护具外，因此无法提供使用者凉爽的穿著性。
发明内容
本发明的主要目的在于解决已知具有保护功能的机能性布料拥有低气体穿透能力，而导致使用者易感到闷热难受的问题。为达上述目的，本发明提供一种兼具高透气与保护性的机能性布料，其包含一弹性布与一透气布，该弹性布具有一结合面，且该弹性布承受一平行于该结合面的力道而具有一受该力道的拉伸状态与一未受该力道的未拉伸状态。该透气布则设置于该弹性布上， 且该透气布包括多个接触区域及多个隆起区域，该接触区域连接至该结合面，而该隆起区域则与该接触区域相邻接，该隆起区域与该结合面界定出一容设有气体的腔室。其中该接触区域之间在该弹性布由该未拉伸状态至该拉伸状态时产生一相对位移，而该隆起区域顺应该相对位移朝该结合面移动而使该腔室具有一体积变化量，由此产生一压力差，以迫使该气体穿透该弹性布。根据本发明的一实施例，其中该弹性布包括一底层、一顶层以及一设于该底层与该顶层之间的支撑层，该顶层连接至该透气布，其中该支撑层包含多个两端分别连接至该底层与该顶层的支撑段。经由以上可知，本发明兼具高透气与保护性的机能性布料相较于已知技术达到的有益效果在于一、通过本发明的结构设计，使用者在活动时将提供该力道至该弹性布，连带使得该隆起区域下陷，并因此造成该腔室内的压力上升，强迫空气流动至该使用者的肌肤，使得该机能性布料可达成高透气的效果；二、由于该弹性布与肌肤之间也将产生相对应的另一压力差，因此可同时再迫使肌肤所排出的热气受该压力差的作用而排出该机能性布料，令肌肤可于运动时具有凉爽的触感；三、除具有迫使空气流动的效果外，该隆起区域还可以提供保护人体的功能，在接受外部冲力时，可以吸收部分的冲击能，进而减低对人体的伤害；四、利用在该弹性布内设置的该支撑段，不仅可增强缓冲外部冲力的能力，还可提供在活动时的纵向延伸性，同时搭配该底层与该顶层因相异编织方向所提供的横向延伸性，可令该弹性布在三维方向均具有绝佳的延伸效果。
图1为本发明兼:具高透气与保护性的机能性布料一实施例的分解示意图。
图2为本发明兼:具高透气与保护性的机能性布料一实施例中，该弹性布处于未拉伸状态的剖面示意图。
图3为本发明兼:具高透气与保护性的机能性布料一实施例中，该弹性布处于拉伸状态的剖面示意图。
图‘4为本发明兼:具高透气与保护性的机能性布料另一实施例中，该弹性布的剖面示意图。
符号说明
10.弹性布11.结合面
12.顶层13.底层
14.支撑层141.支撑段
20.透气布21.接触区域
22.隆起区域221,221a.周缘部
222,222a.顶部30.腔室
40.黏结层41.接合区域42.非接合区域43.空白区域50.柔性层
具体实施例方式有关本发明兼具高透气与保护性的机能性布料的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下参照图1与图2，分别为本发明兼具高透气与保护性的机能性布料一实施例的分解图；以及该弹性布处于未拉伸状态的剖面示意图，本实施例主要包括一弹性布10与一透气布20，该弹性布10具有一结合面11，而该透气布20则是设置于该弹性布10上，该透气布20包括多个接触区域21与多个隆起区域22，该接触区域21为与该结合面11相连接，而该隆起区域22则和该接触区域21邻接，该隆起区域22与该结合面11界定出一腔室30，气体可穿透该透气布20的隆起区域22而进入该腔室30。其中，该隆起区域22包括有一周缘部221以及一顶部222，该周缘部221紧邻该接触区域21，而该顶部222则是从该周缘部 221延伸，该顶部222的外径小于该周缘部221，使得该隆起区域22呈一半球体状。本实施例中，该隆起区域22呈一沿二维方向规则排列的图案，然而，在实际应用上并不限于此，也可为不规则的排列方式。本实施例中，该弹性布10与该透气布20通过一设于该结合面11的黏结层40相互结合，该黏结层40可使用具有透气效果的湿气硬化型高分子胶，且较佳地选用硬化后可保留其延展性的高分子种类，例如聚氨酯(polyurethane，简称PU)或聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethylmethacrylate,简称 PMMA)，可先利用滚轮涂布(rollerprinting)、刮刀涂布 (knife printing)或喷涂(spreading)方式将湿气硬化型高分子胶涂布在该结合面11，在贴合该透气布20后，再使该高分子胶硬化而得到该黏结层40。其中该黏结层40具有多个接合区域41以及多个与该接合区域41互补的非接合区域42，该接合区域42可使得该结合面11与该接触区域21相紧密接合。除使用该黏结层40以化学结合的方式外，该弹性布 10与该透气布20也可通过各种编织制程以机械结合的方式相互接合。如图2所示，该弹性布10包含一顶层12、一底层13以及一支撑层14，该顶层12通过该黏结层40与该透气布20相结合，该支撑层14设置于该顶层12与该底层13之间，且该支撑层14包含多个支撑段141，该支撑段141的两端分别连接至该顶层12与该底层13， 且该支撑段141彼此之间相交于一角度，该角度介于10°至90°之间的范围。此外，当应用在直接与人体肌肤有接触的衣物时，该弹性布10相对该透气布20另一侧的表面可增设一柔性层50，该柔性层50选用具有柔软触感的透气布料，例如绵或其与合成纤维的混合， 而如同该弹性布10与该透气布20的结合方式，该柔性层50与该透气布20也可使用化学结合或机械结合的方式。本发明中，该底层13、该顶层12以及该透气布20可使用例如平织(weaving)、 针织(knitting)或钩针编织(crocheting)等纺织方式制造得到，本实施例的该底层 13与该顶层12较佳地使用圆编针织机制造得到，并分别沿经向与纬向进行编织，因此， 该底层13与该顶层12可分别提供垂直方向的延展性。而该透气布20则较佳地使用经编机制造，如此一来，该透气布20的表面可获得更好的耐磨耗性。其中，该底层13、该顶层12与该透气布20的纱线可使用任何纺织领域中常用的弹性纤维，其较佳地为氨纶 (Spandex)纤维、尼龙6 (nylon 6)纤维、尼龙6-6 (nylon 6-6)纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (polyethylene ter印hthalate，简称 PET)纤维、聚氨酯(polyurethane，简称 PU)纤维、聚乙烯(polyethylene，简称PE)纤维、聚丙烯(polypropylene，简称PP)纤维或以上纤维的组合。至于该支撑段141，则为一单丝纤维，例如聚酯(polyester)纤维、聚丙烯 (polypropylene，简称 PP)纤维、聚酰胺(polyamide)纤维、聚乙烯(polyethylene，简称PE)纤维、聚丙烯腈(polyacrylonitrile，简称PAN)纤维或聚对苯二甲酸二乙酯 (polyethylene ter印hthalate，简称PET)纤维。其中，该支撑段141较佳地利用挂针方式与该底层13及该顶层12相结合。在实际使用上，当使用者处于静止或活动量较小的状态时，该弹性布10将如图2 所示呈现一未拉伸状态，此时该腔室30将维持其原有的外观型态。接下来，一并参照图3， 为本发明兼具高透气与保护性的机能性布料一实施例中，该弹性布处于拉伸状态的剖面示意图，当使用者活动时该弹性布10将受到一平行于该结合面11的力道，例如于关节处弯曲或身体的伸展等动作，该弹性布10将朝横向延展，此时该弹性布10即处于一拉伸状态。由于该弹性布10与该透气布20紧密结合的缘故，该弹性布10将一并使得该透气布20产生横向延展，并同时令该接触区域21之间在该未拉伸状态至该拉伸状态时产生一相对位移， 此时也连带使该隆起区域22朝向该结合面11的方向进行移动，即该腔室30将向下凹陷因而产生一体积变化量。如图3所示，该体积变化量将相应使该腔室30产生一压力差，该压力差即为该腔室30内增加的压力，将迫使该气体向下流动，使得该弹性布10对应至该隆起区域22的部分形成一令该气体得以导入肌肤的通道，而该气体得以经过该通道穿透该弹性布10与该柔性层50而到达人体肌肤，如该图朝下的箭头所示。此外，由于该气体快速导入该柔性层 50与人体肌肤之间的区域时，也将于该区域产生气体压力，故将迫使人体肌肤所发散的热气，使其局限于该通道之间的部分进行流动，再由该接触区域21向外排出，故该弹性布10 对应至该接触区域21的部分将形成一供该热气得以离开肌肤的通道，如该图朝上的箭头所示。因此，该气体与该热气将于该通道形成一气流循环，而达成该机能性布料可于人体活动时在肌肤处进行冷热气体的交换。参照图4，为本发明兼具高透气与保护性的机能性布料另一实施例中，该弹性布的剖面示意图，其中，根据该弹性布20编织方式的改变，该隆起区域22可设计为该顶部22 的外径大于该周缘部221a，使得该隆起区域22呈一水滴状的外观。此外，为减少该气体进入肌肤的障碍，该黏结层40也可选择性地仅将该接合区域41设于该结合面11上，如该图所示，该黏结层40将包含一与该隆起区域22相互对应的空白区域43，此可通过在涂布湿气硬化型高分子胶时，使用网版或其它类似的设备而达到。为进一步说明本发明中该机能性布料所具备的透气度以及抗冲击性，请参阅以下实施例所进行的评估测试，此仅为例举说明的目的提供，而不意欲来限制本发明的范围。针对本发明所揭示的该机能性布料，该透气布20由经编机制造成如图2所示的结构，其所使用的纱线由尼龙6纤维与聚氨酯纤维混合得到，其丹尼尔(denier)分别为70与 40 ；该顶层12与该底层13则由圆编机所制造，其所使用的纱线也为尼龙6纤维与聚氨酯纤维混合得到，而其丹尼尔分别为50与40 ；至于该支撑段141，则是使用丹尼尔为30的聚对苯二甲酸二乙酯单丝纤维。该支撑段141利用挂针方式与该顶层12及该底层13相结合， 该黏结层40则使用材质为聚氨酯的湿气硬化型高分子胶，其中，上述丹尼尔所指为每9000 米的纤维重量(克)。关于透气度以及抗冲击性的测试，分别采用美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials，简称ASTM)所制定的纺织物透气测试方法ASTM D737;以及落重式冲击试验机。而所使用的比较例则是选用氯丁橡胶(Neoprene)。详细数据请参阅表一，其中，ASTM D737量测每分钟所通过多少立方英尺(cubic feetper minute, 简称cfm)的空气；而抗冲击测试所使用的冲击能量为6焦耳(Joule)，其量测该透气布20 受该冲击能量撞击时，受冲击面另一侧的荷重大小(单位为kilonewtons，简称kN)。表一
权利要求
1.一种兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述机能性布料包括一弹性布(10)，具有一结合面(11)，所述弹性布(10)承受一平行于所述结合面(11) 的力道而具有一受所述力道的拉伸状态与一未受所述力道的未拉伸状态；以及一透气布(20)，设置于所述弹性布(10)上，所述透气布00)包括多个连接至所述结合面(11)的接触区域及多个与所述接触区域邻接的隆起区域(22)，所述隆起区域 (22)与所述结合面(11)界定出一容设有气体的腔室(30)，所述接触区域之间在所述弹性布(10)由所述未拉伸状态至所述拉伸状态时产生一相对位移，而所述隆起区域02) 顺应所述相对位移朝所述结合面(11)移动而使所述腔室(30)具有一体积变化量，由此产生一迫使所述气体穿透所述弹性布(10)的压力差。
2.根据权利要求1所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述弹性布(10)包括一底层(13)、一连接至所述透气布OO)的顶层(1 以及一设于所述底层(1 与所述顶层(1 之间的支撑层 (14)。
3.根据权利要求2所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述底层(13)与所述顶层(1 为选择自由氨纶纤维、尼龙6纤维、尼龙6-6纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚氨酯纤维、聚乙烯纤维及聚丙烯纤维所组成的群组。
4.根据权利要求2所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述支撑层(14)包含多个两端分别连接至所述底层(1 与所述顶层(1 的支撑段(141)。
5.根据权利要求4所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述支撑段 (141)以一介于10°至90°之间的角度彼此相交。
6.根据权利要求4所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述支撑段 (141)为一单丝纤维，所述单丝纤维为选择自由聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维与聚对苯二甲酸二乙醇酯纤维所组成的群组。
7.根据权利要求1所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述结合面(11)上设有一黏结层(40)，所述黏结层00)具有多个连接所述结合面(11)与所述接触区域的接合区域G1)。
8.根据权利要求7所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述黏结层 (40)具有多个与所述隆起区域02)相互对应的空白区域03)。
9.根据权利要求7所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述黏结层 (40)为聚氨酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
10.根据权利要求1所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述透气布 (20)为选择自由氨纶纤维、尼龙6纤维、尼龙6-6纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚氨酯纤维、聚乙烯纤维及聚丙烯纤维所组成的群组。
11.根据权利要求1所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述隆起区域02)包括一与所述接触区域相接触的周缘部021，221a)以及一自所述周缘部 (221,221a)延伸的顶部 022，222a)。
12.根据权利要求11所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述顶部 (222a)具有一大于所述周缘部021a)的外径。
13.根据权利要求11所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述顶部(222)具有一小于所述周缘部021)的外径。
14.根据权利要求1所述兼具高透气与保护性的机能性布料，其特征在于，所述弹性布 (10)相对于所述透气布OO)另一侧的表面设有一柔性层(50)。
全文摘要
一种兼具高透气与保护性的机能性布料，其包括一弹性布与一透气布，该弹性布具有一结合面，该透气布设置于该弹性布上，且该透气布包括多个连接至该结合面的接触区域及多个与该接触区域邻接的隆起区域，该隆起区域与该结合面界定出一容设有气体的腔室。在该弹性布在一未拉伸状态与一拉伸状态之间变化的同时，将使得该隆起区域朝该结合面移动而使该腔室具有一体积变化量，进而使得该腔室内的压力增加，而迫使该气体穿透该弹性布，由此，该机能性布料可具有高透气性。
文档编号B32B27/02GK102275347SQ2010101990
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者温文超 申请人:隆芳兴业股份有限公司