专利名称：防水透气复合织物及其制造方法
防水透气复合织物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及复合织物，更具体地，涉及一种防水透气复合织物。
背景技术：
防水透气织物是指在使用过程中，水在一定压力下不能浸透织物，而散发的液体特别是水蒸气能够顺利穿过织物。具有防水透气功能的织物在日常生活中被广泛使用，如帐篷、睡袋、冲锋衣、鞋子、羽绒服等，并在一些特殊领域越来越受到重视，例如在军事上用于军服、防护服的生产，以及作为精密仪器的防护材料等。与普通织物保暖御寒的功能相t匕，防水透气材料应具有防水、透湿、透气、绝缘、防风、保暖等诸多功能，并且其中有些功能的实现是相互矛盾的，要既要防水，又要透湿、透气是相互制约的。防水透气织物之所以能达到防水透气，主要是利用织物表面孔径远小于水滴而又远大于水蒸气分子这一原理。目前，防水透气织物主要有3大类:(I)第一种是高密织物，其利用高支纱和超细纤维织成高密度织物，经拒水整理后具有一定的防水性。该类织物的特点是，透湿性、柔软性和悬垂性较好，但耐水压低、次品率高、染整加工苦难；(2)第二种是涂层织物，其可分为亲水涂层和微孔涂层织物两种。亲水涂层是通过在织物表面涂覆一层亲水材料覆盖织物表面空隙的方式达到防水，再利用亲水基团吸湿透湿。该方法加工简单，缺点是透湿慢、透湿量小、耐水压低；(3)第三种是层压复合织物，它是将防水透湿和防风保暖功能集于一身，各方面性能突出，优势明显，是当前防水透气织物的主要发展方向，是高档面料和特殊用途防水透气材料的首选。但该方法采用的多孔聚四氟乙烯膜品质要求高，主要依靠进口，加工工艺要求较高，成本昂贵。
因此，亟需一种改进的防水透气织物。
发明内容本发明的目的是改善防水透气复合织物的防水与透气性能，以及降低成本。因此，本发明提供的防水透气复合织物包括:起支撑作用的基布；附着于所述基布的胶黏层；附着于所述胶黏层的纳米纤维膜。作为一种优选方案，所述基布为涤纶纤维织物，所述涤纶纤维的纤维度为20 300旦尼尔，所述涤纶纤维的复数为10 200。作为一种优选方案，所述涤纶纤维的纤维度为30 100旦尼尔。作为一种优选方案，所述涤纶纤维的纤维度为20 80旦尼尔。作为一种优选方案，所述涤纶纤维的复数为20 80。作为一种优选方案，所述胶黏层的胶黏剂为点状或纤维状。作为一种优选方案，所述纳米纤维膜的厚度是I 500微米，纤维平均直径是100 900纳米。作为一种优选方案，所述纳米纤维膜的厚度是5 100微米。作为一种优选方案，所述纳米纤维膜纤维平均直径是300 600纳米。
作为一种优选方案，所述防水透气复合织物具有两个胶黏层和两个纳米纤维膜，所述两个胶黏层分别附着于所述基布的两面，所述两个纳米纤维膜分别附着于所述两个胶黏层的外表面。本发明另一方面提供一种制造防水透气复合织物的方法，包括以下步骤:S51、在基布静电喷涂以二甲基乙酰胺为溶剂的PU/PVDF胶黏剂溶液，胶黏剂PU/PVDF的质量比为1/5 5/1，胶黏剂PU/PVDF的质量百分数为0.1% 30% ;S53、使用聚氨酯有机溶液在10千伏 20千伏的静电压下纺丝0.1小时 5小时，聚氨酯质量百分数为9% 20%，溶剂为二甲基乙酰胺和丙酮混合溶剂，二甲基乙酰胺和丙酮体积比为1/9 9/1。作为一种优选方案，步骤S51中，PU/PVDF胶黏剂溶液为点状喷涂，胶黏剂TO/PVDF的质量百分数为0.1% 5% ;步骤S53中采用的聚氨酯是硬度为60A 90A的聚氨酯。作为一种优选方案，步骤S51中，PU/PVDF胶黏剂溶液为纤维状喷涂，胶黏剂I3U/PVDF的质量百分数为5% 25% ;步骤S53中采用的聚氨酯是硬度为60A 90A的聚氨酯。作为一种优选方案，步骤S53中，使用聚氨酯有机溶液在12千伏 15千伏的静电压下纺丝0.5小时 2小时，聚氨 酯质量百分数为11% 15%，二甲基乙酰胺和丙酮体积比为 3/7 5/5。实施本发明，因为纳米纤维与普通纤维或超细纤维相比，具有更小的尺寸、更大的表面能和功能特性，所制备形成的膜孔径小、孔隙率高，兼具防水、透气、透湿、保暖诸项功能于一身，克服了目前防水透气织物防水和透气透湿矛盾的难题，也避免了使用高成本的原材料和复杂的加工工艺。
图1是本发明一个实施例提供的防水透气复合织物的断面示意图；图2是本发明另一个实施例提供的防水透气复合织物的断面示意图。
具体实施方式
参考图1，本发明一个实施例提供的防水透气复合织物具有3层结构，具体包括基布11、附着于基布11的胶黏层13 ;附着于胶黏层13的纳米纤维膜15。本实施例中，基布11为普通涤纶纤维织物，主要起支撑作用。基布11的涤纶纤维的纤维度为20 300旦尼尔(Denier)。本领域技术人员应当知晓，旦数或旦尼尔，是指在公定回潮率下，9000米纱线或纤维所具有重量的克数，克重越大纱线或纤维越粗，常用来表示化纤长丝、真丝等。优选地，涤纶纤维的纤维度为30 100旦尼尔。更为优选地，涤纶纤维的纤维度为20 80旦尼尔。本实施例中，基布11的涤纶纤维的复数为10 200，优选地，涤纶纤维的复数为20 80。本领域技术人员应当知晓，复数(F)表示纺丝时使用喷丝板的孔数，也表示该规格的丝具有的单丝根数，例如72F，意思是纺丝时使用的喷丝板有72孔，即该纤维有72根单丝。胶黏层13为PU/PVDF胶黏层，PU (Polyurethane)中文名是聚氨酯，PVDF (PloyVinylidene Fluoride)中文名是聚偏氟乙烯。PU/PVDF胶黏层的要成分是PU/PVDF胶黏剂，将PU/PVDF胶黏剂用静电喷涂形式喷于机织物基布上，按需求可配制不同PU/PVDF胶黏剂，从而可控制喷在基布上的TO/PVDF胶黏剂的形态，分为液滴状(点状)和纤维状。胶黏剂的形状对复合织物中纳米膜与基布间的胶黏强度，以及整个复合织物的防水透气性能有直接影响。当PU/PVDF胶黏剂喷在基布上后，运用高压静电纺丝的方法将热塑性聚氨酯以纳米纤维的形式喷于附有胶黏剂的基布上形成一层均匀的纳米纤维膜15。通过控制聚氨酯溶液浓度、静电纺丝时间和纺丝电压等调控纳米纤维膜的厚度，从而调节整个复合织物的防水透气性能。本实施例中，纳米纤维膜15的厚度是I 500微米，纤维平均直径是100 900纳米。优选地，纳米纤维膜15的厚度是5 100微米，纤维平均直径是300 600纳米。制作本 实施例的防水透气复合织物时，选用二甲基乙酰胺为溶剂配制质量百分数为1.5%的PU/PVDF胶黏剂溶液，在普通涤纶基布上静电喷涂半分钟。将热塑性聚氨酯溶解于二甲基乙酰胺和丙酮混合溶剂中，二甲基乙酰胺和丙酮体积比为4:6，热塑性聚氨酯质量百分数为12%，高压静电压为14kv，静电纺丝时间为2小时。获得纳米纤维复合织物的防水透气性能如下:透湿量3500 (g/m2 *24h)，透气量24 (S/100ml )，耐水压0.6 (kg/cm2)。参考图2，图2所示的复合织物与图1所示复合织物的主要区别在于，图2所示的复合织物具有5层，包括一层基布11、两个胶黏层13和两个纳米纤维膜15。其中，两个胶黏层13分别附着于基布11的两面，两个纳米纤维膜15分别附着于两个胶黏层13的外表面。本实施例提供的复合织物的基布11、胶黏层13和纳米纤维膜15的结构、构造与图1所示相同，不再赘述。下面描述本发明的防水透气复合织物的制造方法。首先，获取基布材料。该基布材料最好是涤纶纤维织物，涤纶纤维的纤维度为20 300旦尼尔，所述涤纶纤维的复数为10 200。接着，在基布静电喷涂以二甲基乙酰胺为溶剂的PU/PVDF胶黏剂溶液，胶黏剂I3U/PVDF的质量比为1/5 5/1(优选1/1 3/1)，胶黏剂PU/PVDF的质量百分数为01% 30%静电喷涂可以是点状喷涂也可以是纤维状喷涂如果是点状喷涂，胶黏剂PU/PVDF的质量百分数为0.1% 5% (优选1% 3%);聚氨酯是硬度为60A 90A的聚氨酯(优选80A)。如果是纤维状喷涂，胶黏剂TO/PVDF的质量百分数为5% 25% (优选8% 15%);聚氨酯是硬度为60A 90A的聚氨酯(优选80A)。接着，使用聚氨酯有机溶液在10千伏 20千伏的静电压下纺丝0.1小时 5小时，聚氨酯质量百分数为9% 20%，溶剂为二甲基乙酰胺和丙酮混合溶剂，二甲基乙酰胺和丙酮体积比为1/9 9/1。为了获得纳米纤维丝直径在100 900纳米左右的纳米层优选地，使用聚氨酯有机溶液在12千伏 15千伏的静电压下纺丝0.5小时 2小时，聚氨酯质量百分数为11% 15%，二甲基乙酰胺和丙酮体积比为3/7 5/5。按照上述步骤制造的复合织物的性能如下:透湿量3000 8000 (g/m2.24h)，透气量 10 75 (s/100ml)，耐水压 0.2 2 (kg/cm2)。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种防水透气复合织物，其特征在于，包括: 起支撑作用的基布(11); 附着于所述基布(11)的胶黏层(13)； 附着于所述胶黏层(13)的纳米纤维膜(15)，所述纳米纤维膜(15)的厚度是I 500微米，纤维平均直径是100 900纳米。
2.如权利要求1所述的防水透气复合织物，其特征在于，所述纳米纤维膜(15)的厚度是5 100微米。
3.如权利要求1所述的防水透气复合织物，其特征在于，所述纳米纤维膜(15)纤维平均直径是300 600纳米。
4.如权利要求1所述的防水透气复合织物，其特征在于，所述基布(11)为涤纶纤维织物，所述涤纶纤维的纤维度为20 300旦尼尔，所述涤纶纤维的复数为10 200。
5.如权利要求4所述的防水透气复合织物，其特征在于，所述涤纶纤维的复数为20 80，所述涤纶纤维的纤维度为30 100旦尼尔。
6.如权利要求1至6中任意一项所述的防水透气复合织物，其特征在于，所述防水透气复合织物具有两个胶黏层(13)和两个纳米纤维膜(15)，所述两个胶黏层(13)分别附着于所述基布(11)的两面，所述两个纳米纤维膜(15)分别附着于所述两个胶黏层(13)的外表面。
7.—种制造防水透气复合织物的方法，其特征在于，包括以下步骤: S51、在基布静电喷涂以二甲基乙酰胺为溶剂的PU/PVDF胶黏剂溶液，胶黏剂TO/PVDF的质量比为1/5 5/1，胶黏剂PU/PVDF的质量百分数为0.1% 30% ； S53、使用聚氨酯有机溶液在10千伏 20千伏的静电压下纺丝0.1小时 5小时，聚氨酯质量百分数为9% 20%，溶剂为二甲基乙酰胺和丙酮混合溶剂，二甲基乙酰胺和丙酮体积比为1/9 9/1。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S51中，TO/PVDF胶黏剂溶液为点状喷涂，胶黏剂IWPVDF的质量百分数为0.1% 5% ;步骤S53中采用的聚氨酯是硬度为60A 90A的聚氨酯。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S51中，TO/PVDF胶黏剂溶液为纤维状喷涂，胶黏剂TO/PVDF的质量百分数为5% 25% ;步骤S53中采用的聚氨酯是硬度为60A 90A的聚氨酯。
10.如权利要求7至9中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S53中，使用聚氨酯有机溶液在12千伏 15千伏的静电压下纺丝0.5小时 2小时,聚氨酯质量百分数为11% 15%，二甲基乙酰胺和丙酮体积比为3/7 5/5。
全文摘要
本发明提供的防水透气复合织物及其制造方法。该复合织物包括起支撑作用的基布(11)；附着于所述基布(11)的胶黏层(13)；附着于所述胶黏层(13)的纳米纤维膜(15)。其中，所述基布(11)为涤纶纤维织物，所述涤纶纤维的纤维度为20～300旦尼尔，所述涤纶纤维的复数为10～200。所述胶黏层(13)的胶黏剂为点状或纤维状。所述纳米纤维膜(15)的厚度是1～500微米，纤维平均直径是100～900纳米。本发明的纳米纤维比普通纤维或超细纤维具有更小的尺寸、更大的表面能和功能特性，所制备形成的膜孔径小、孔隙率高，兼具防水、透气、透湿、保暖诸项功能于一身，克服了目前防水透气织物防水和透气透湿矛盾的难题，也避免了使用高成本的原材料和复杂的加工工艺。
文档编号B32B27/12GK103240941SQ201310198759
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月23日 优先权日2013年5月23日
发明者顾虎, 姚理荣, 李莉, 伍冬平, 钟浩, 张卫卫 申请人:杭州市质量技术监督检测院