[发明专利]可透水蒸气、不透空气的薄膜、复合涂层和叠层

说明书

本发明的领域

本发明涉及一种适用于衣物和医用包扎物的可透水蒸气、不透空气的薄膜和叠层。更具体地说，这种膜和叠层中含有能出乎意料地增加水蒸气透过率的亲水吸附性颗粒。

发明的背景

根据具体的最终用途，将防护衣物设计成在潮湿的场合(如下雨或下雪时在户外进行诸如滑雪、骑车、步行等活动)、在处理危险化学品、防传染、防沾污等场合时穿着提供保护。在生产这种防护衣物时，通常使用涂料对织物进行浸渍或涂布，使之形成一层无孔聚合物隔离保护膜。也可以在织物上叠合一层无孔聚合物膜以形成这种隔离层。在许多情况下，这种无孔隔离层不能使汗液蒸发因而使这种衣物穿着不舒服。一般把这种材料称为“不能呼吸的”。

有一种使用“能呼吸的”(即能使水蒸气透过)隔离层的防护衣物。由于皮肤表面的汗液所形成的水蒸气能穿透衣物向外散发，所以穿这种材料的衣物较为舒服。

一种生产“能呼吸的”防护衣物的方法是使用一种也能呼吸的无孔连续聚合膜作为隔离层。在这种情况下，隔离层允许水蒸气透过而不让风、颗粒、微生物和液态水等透过。

另一种生产“能呼吸的”防护衣物的方法是使用一种复合隔离层，该复合隔离层所含有的微孔透气的聚合物层浸渍一种可透水蒸气聚合物。Gore等人的美国专利4,194,041描述了用于防水制品、能呼吸的、触摸不渗漏的涂层或叠层。该专利描述的用于防水服装或帐蓬的叠层制品至少含有二层：里层是连续的、能使水扩散通过的亲水层，该层能防止表面活性剂和诸如汗液中含有的污物迁移，基本消除了水的蒸汽压造成的水流；以及一层能传导水蒸气的疏水层。疏水层优选的是防水微孔聚四氟乙烯(PTFE)或聚丙烯，这些材料能使湿气从其所含有的孔中穿过。穿过亲水层的湿蒸气紧接着穿过多孔性疏水层。该专利还提出了许多不同的隔离层结合方法，包括用水压将亲水聚合物渗入疏水层表面的空隙中。

Worden等的美国专利4,443,511中披露了一种与美国专利4,194,041相似的叠层制品，但所形成的能呼吸的聚四氟乙烯首层被机械拉伸至少超出屈服点约5％，并且将弹性亲水材料层的一个表面与首层的一个内表面相互嵌联。这种嵌联是指将亲水性弹性材料流入疏水材料层中，然后使该亲水材料固化。

Henn的美国专利4,961,985中描述了一种用于诸如衣服织品的涂层制品。该涂层是一种具有高空隙率的、填充透水蒸气的聚氨酯的微孔性框架材料。

Burleigh的美国专利4,613,544中描述了一种防水、透湿气单片材料，该片材含有一种微孔聚合基片，在基片中具有延伸穿透其厚度并在另一个表面开口的连续通道构成的孔，在通道内填充足够的透湿气、不渗水的亲水材料，从而阻止水和其它液体穿过该单片材料，同时使湿气容易透过，使该片材料具有呼吸性。该单片材料是将含有亲水材料或前体的液态组合物流入基片的孔中，然后使其转化成固体亲水性材料而制成的。

在所有这些专利中，使用一种透水蒸气的无孔聚合材料防诸如风、雨、雪、颗粒、腐蚀性液体和微生物。由于水蒸气的渗透是通过溶液扩散机理进行的(参见如：Vieth，W.R.，“Diffusion In And Through Polymers”Hanser Publishers，1991和Koros，W.J.，“Barrier Polymers & Structures”ACS Symposium Series423，American Chemical Society，1990)，湿气的透过率对包括无孔聚合层的厚度在内的几个因素的依赖性很大。特别当无孔聚合层的厚度增加时，水蒸气透过率(WVTR)将减小。因此，在实际应用中，在不影响其它的性能(如防风性、机械强度和抗渗水性)的前提下尽量保持该层的最小厚度以得到最大的WVTR值。因此，最好能改善用于制备无孔隔离层的聚合膜的透水蒸气性能而不损害其其它性能，如不透空气性和防水性。

在本领域中，使用亲水吸附性粒子制备吸附体液的制品已为人们所熟知。例如在Errede等人的美国专利4,460,642中描述了一种对含水流体(包括血液和渗出物)有很大吸附能力复合片材料，该材料含有聚四氟乙烯小纤维基片并且该基片中咬合着亲水吸附性颗粒。该复合片材料用作伤口包扎物。在这个专利中的复合片材料是多孔性的，因此能透过空气和其它微生物如病毒和细菌。