通气插件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于纺织品内或纺织品上的通气插件。本发明进一步涉及一种制 备通气插件的方法，并且涉及该通气插件作为水分调节器和/或气候调节器的应用。
【背景技术】
[0002] 现有技术中已知存在前面所述类型的通气插件。该类通气插件通常具有分层结 构，所述分层结构包括若干片层。
[0003] EP1921939B1显示了由三个片层组成的通气插件。一个片层形成核心元件，其两 面总是被另外两个功能层包围。通过将所述通气插件的两个外缘胶合或者缝合在一起使所 述两个功能层互相连接，因此可膨胀的材料松散且自由地布置于功能片层之间。其缺点在 于，在机械加工通气插件时，尤其是在缝合通气插件时，例如在纺织品内，由于缺乏固定，可 膨胀的材料可能在针刺位置漏出。
[0004] 核心元件涉及可膨胀的材料或蒸汽吸收剂。粘合剂可将核心元件粘合至两层中的 一层或者两层。使用粘合剂固定可膨胀的材料会使通气插件的克重明显增加。
[0005] 如果核心元件设置在两个功能片层之间且未通过粘合剂固定，核心元件能自由膨 胀并且吸收大量的水分。结果是核心元件的体积和重量明显增加。通过两个功能片层限制 了克重，所述功能片层以一定的距离彼此结合并均匀隔开。
[0006] DE102006042145B3公开了由七个片层组成的通气插件。其中三个片层形成核心元 件，该核心元件在两面总是被另外两个功能片层包围。所述核心元件包括两个透气片层，所 述两个透气片层包围可膨胀的材料。通过另外的功能片层，所述核心元件的透气片层在局 部受挤压，由此产生腔结构，所述腔结构包括规则的腔室。为此，使用注塑技术制造的功能 片层，在功能层中设置规则成型的空隙（ausnehmung)。该插件的制造十分费事并且昂贵，一 方面必须付出可观的努力来以注射技术制造功能片层，另一方面必须将总共七个片层都结 合在一起以制造一个可用的插件。
[0007] 由于它们的多层结构，上文描述的通气插件具有很大的尺寸或厚度，还具有较大 的克重，并且僵硬、柔性差。这也影响了在纺织品中对通气插件的加工，尤其是在缝合或胶 合的时候。
【发明内容】
[0008] 因此，本发明要解决的问题在于，设计和改善开始提及的这类通气插件，从而使其 在廉价的制造后，不管湿度如何，都持续拥有相对较小的厚度和较小的克重，但柔性很高， 其可构造成单片层，关闭自动封闭的通气孔并且以无法脱离的方式包含吸收性材料。
[0009] 本发明可以通过权利要求1的特征来解决所述问题。
[0010] 根据本发明，开始提及的通气插件的特征在于，吸收性材料以材料连接的方式至 少部分地附着在片层上。根据本发明意识到，吸收性材料以材料连接的方式的结合在片层 内，限定了吸收性材料的吸收能力，并且使通气孔能够自动封闭地关闭。如此实现所述关闭 和/或自动封闭，从而因为吸收性材料的膨胀，吸收性材料完全或部分地填满通气孔，并且 通气孔被关闭而抵御液体和/或气体通过，优选抵御水和/或空气通过。
[0011] 根据本发明，规定吸收性材料是可膨胀材料，优选为遇液体可膨胀的材料，尤其是 遇水可膨胀的材料，所述材料优选吸收其自身重量至少大约10倍的液体，尤其是大约20 倍，优选为大约50倍或更多。根据本发明，吸收性材料原则上适合吸收任何液体。首选的 液体是水、盐的水溶液、雨水、冷凝水、血液和/或尿液。吸收性材料优选不溶于水。
[0012] 通过材料连接，吸收性材料无法脱离地设置在片层内。根据本发明，片层优选为纺 织片层。这有助于对通气插件进行简单的加工，尤其是在缝合和粘合的时候。
[0013] 有益地，材料连接使得单层结构成为可能。另外有益的是，通气插件因其单层结构 而特别柔软和灵活，并且具有较小的厚度。
[0014] 另一优点在于，吸收性材料使片层稳定，并且不需要额外的增强元件。
[0015] 优选将吸收性材料用作粘合剂。
[0016] 此外，通过用吸收性材料部分或全部地覆盖片层，吸收性材料量的可变调节使的 对通气插件的液体吸收能力的调节成为可能。因此，在充足的空气循环下可以实现最优的 湿度调节，并且在适当调节时使得质量增加和体积增加最小化。
[0017] 优选地，所述层的纤维部分地或全部地涂有吸收性材料。因此，吸收性材料作为坚 固的附着层施加在纤维的表面。涂层可以涉及薄的或厚的层，所述薄的或厚的层将纤维完 全且连贯地包住或笼罩。这实现了吸收性材料与片层纤维之间良好的黏附。吸收性材料形 成的层的厚度可以进一步调整。
[0018] 因此解决了从开始提到的问题。
[0019] 吸收性材料也可以是不覆盖的；也就是说，吸收性材料未被覆盖片层覆盖或包住。 由于液体不用穿过支撑片层或覆盖片层，所以实现了液体的快速吸收。
[0020] 根据本发明，当采用的吸收性材料与液体接触后，由于其形状变化，尤其是膨胀和 体积增加，该吸收性材料可以关闭通气孔。
[0021] 在吸收液体时，通气插件的厚度可以改变或增加约0至20倍，优选约2至12倍， 尤其约3至10倍。根据DIN EN 9073-2确定所述厚度。由于材料连接，液体能够均匀地被 吸收到片层内，因此这是可能的。
[0022] 片层具体可以构造成纤维网、无纺织物、织物、针织物或者无褶皱织物。由此，这使 得通气插件具有特别平整的构造，并且通气插件容易变形。这使通气插件的进一步加工更 容易。
[0023] 根据本发明，优选使用无纺织物。该无纺织物可以进行机械加固、化学加固和/或 热加固。机械加固可以利用针刺技术或者通过用水柱和/或空气使片层的纤维缠结在一 起。由此制造特别柔软的、具有低克重的产品。
[0024] 在化学粘合无纺织物的情况下，通过浸渍、喷涂或者通过其他常见的应用技术，在 梳棉网上设置粘合剂或用于制备根据本发明的通气插件而采用的混合物。
[0025] 在优选的实施方式中，片层包含的纤维选自以下材料组成的组：聚烯烃纤维，尤其 是聚苯硫醚纤维，聚酯纤维，尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤 维；聚酰胺纤维，尤其是聚酰胺-6. 6 (尼龙? )纤维、聚酰胺-6. 0 (贝给獻）纤维；聚氯乙烯 纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯（特氟龙翁）纤维、芳纶聚酰胺纤维、羊毛 纤维、棉纤维、丝纤维、麻纤维、竹纤维、洋麻纤维、剑麻纤维、纤维素、大豆纤维、亚麻纤维、 玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、胶粘纤维以及上述物质的混合物。实践研究显示，上述纤维 构造的通气插件具有特别好的耐磨性。
[0026] 特别优选地，片层包括的纤维选自以下材料组成的组：聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、 聚酰胺纤维、聚对亚苯基对苯二甲酰胺纤维、聚间亚苯基对苯二甲酰胺纤维、棉纤维、胶粘 纤维以及上述物质的混合物。
[0027] 根据本发明，片层具有通气孔。所述通气孔可以通过存在于片层内的小孔形成，特 别是由于纤维结构而形成。特别优选的是，片层的根据ISO 8971-4的孔隙率在50至95% 的范围内，尤其是在80至90%的范围内。可以进一步想到，可以通过凹部和/或通道的形 式引入通气孔。通过通气孔，吸收性材料可以在吸收水分后，与通气孔的几何结构相应地受 限扩张，并且通气插件的重量增加和体积增加可以变化。
[0028] 通气孔可以形成统计分布。这实现了在层中快速吸收液体。优选地，在液体渗透 的部位，局部的液体吸收直接发生在通气孔内。
[0029] 通气孔可以进一步具有不规则的几何构造。由此产生了毛细效应，该效应导致片 层内液体的吸收十分迅速。
[0030] 通气插件可以做得薄。因此，通气插件的根据DIN EN 9073-2的厚度是20至 10000 μ m，优选为100至7000 μ m，尤其是300至4000 μ m。这使得定制的通气插件可运用 于非常广泛的各种应用中，尤其是结构空间或可用空间受到限制的应用场合。
[0031] 克重可以在宽的范围内变化。优选通气插件的根据DIN EN 29073-1的克重是5 至600g/m2,优选为30至400g/m2,尤其是50至200g/m 2。具有这类克重的通气插件拥有极 好的稳定性。
[0032] 根据优选的实施方式，通气插件的根据DIN ISO 2942的起泡点的范围是10至 2500mbar，优选为100至1500mbar，尤其是500至lOOOmbar。起泡点指的是迫使空气穿过 膨胀的通气插件所需的压力。在具有上述起泡点的通气插件中，由于膨胀材料的膨胀，通气 孔非常快速且完全地关闭。产生了良好的能够抵抗进一步渗透的液体的密封。
[0033] 在0. 1至Ibar的范围内，优选为0. 2至0. 9bar，尤其是0. 3至0. 8bar，通气插件 可以是不透水的。为确定不透水性，使用水渗透仪按照普法夫方法来确定透水性。从根据 本发明的通气插件中裁剪出三个直径为12. 5cm的圆形测量样本。在18至25°C的温度范 围以及Ibar的压强下进行测量。用渗透（水）经由填充口填充水渗透仪直至密封件上边 缘。接着，用夹子将测量样本固定至水渗透仪。为了开始测量，使水渗透仪上的压缩空气阀 闭合。现在，慢慢打开压缩空气阀。压缩空气阀保持打开，直到第一滴水穿过测量样品。在 测量样本的相对侧擦除渗透过去的水滴。在20秒内，压缩空气逐渐增加至0. lbar。现在， 在0.1 bar下确定水渗透仪十分钟。如果没有水滴能够穿过测量样品，则测量样品在该压力 下是不透水的。然后始终以0. 1的增量提高压缩空气，以便确定水能够穿过测量样品的压 力。因为通气孔快速关闭，该类通气插件十分优异。
[0034] 优选本文中描述的通气插件的根据DIN EN ISO 9237的、在干燥状态下的透气率 是 100 至 5000dm3/ (m2s)，更优选为 400 至 2500dm3/ (m2s)，尤其是 500 至 1800dm3/ (m2s)。在 接触液体之前测量透气率。实践研究显示，在这些数值下，会发生有效的气体交换，并且例 如由于出汗，实现良好的液体排出。
[0035] 根据优选的实施方式，如此选择吸收性材料，使得吸收性材料能够在体积缩减时 重新释放液体，通过液体的蒸发，优选在范围是-20至70°C的温度和0. 1至5bar的压强下， 尤其是-10至50°C的温度和为0. 3至3bar的压强下，部分关闭的通气孔能够重新打开。液 体的释放优选自动发生，而不影响压力变化和温度变化。
[0036] 通气孔的打开和关闭可以是可逆过程。这使得通气插件能够更加全面且持久地应 用。此外，延长了通气插件的使用寿命。
[0037] 通气插件可以不包括任何额外导入的亲水纤维。额外导入的亲水纤维占通气插件 总重的比例可以少于IOOwt %，优选少于50wt %，更优选为25wt %，尤其是Owt %。这实现 了尽可能快速的通气孔关闭。
[0038] 本发明还包含一种制备用于配置在纺织品内或纺织品上的通气插件的方法，所述 方法包括以下步骤：
[0039] a)用混合物处理具有通气孔的片层，所述混合物包括作为吸收性材料前体的可聚 合的单体或低聚物和交联剂、湿润剂以及引发剂；以及
[0040] b)聚合所述单体或低聚物以形成吸收性材料，在吸收性材料与片层之间形成材料 连接。
[0041] 出人意料地发现，通过使用湿润剂