Слоистая структура с барьерным слоем, предмет одежды с указанной слоистой структурой и способ изготовления указанной слоистой структуры
Иллюстрации
Показать всеНастоящее изобретение относится к слоистой структуре, используемой, в частности, для изготовления предметов одежды. Настоящее изобретение, к тому же, относится к предмету одежды, в частности к перчаткам, содержащим указанную слоистую структуру. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления указанной слоистой структуры. Слоистая структура (1), используемая, в частности, для изготовления одежды (50, 70) содержит, по меньшей мере, первый слой (10) и второй слой (20, 22), причем второй слой включает, по меньшей мере, барьерный слой (20), и содержащая связующее вещество (30), прерывисто размещенное между барьерным слоем (20) и первым слоем (10) для создания связи между барьерным слоем и первым слоем. Связующее вещество (30) включает, по меньшей мере, один низковязкий компонент (32), благодаря которому сила (F), возникающая между первым и вторым слоями (10, 20) и действующая, по меньшей мере, на один из слоев (10, 20) в области (А1) действия силы, распределяется посредством пластического течения по области (А2), которая больше области (А1) действия силы. Также связующее вещество (30) включает, по меньшей мере, один компонент (32), который выполнен так, что при температуре 25°С его модуль сдвига составляет не более 3×105 Па в соответствии с критерием Дальквиста. Способ изготовления слоистой структуры (1), используемой в частности для изготовления одежды (50, 70), который содержит следующие этапы: обеспечение первым слоем (10) и вторым слоем (20, 22), причем второй слой включает, по меньшей мере, барьерный слой (20), обеспечение связующим веществом (30), содержащим, по меньшей мере, первый компонент (32) на первой стороне (301) связующего вещества (30) и второй компонент (34) на второй стороне (302) связующего вещества (30), которая противоположна первой стороне (301), причем первый компонент (32) выполнен так, что при температуре 25°С его модуль сдвига составляет не более 3×105 Па в соответствии с критерием Дальквиста, прерывистое размещение связующего вещества (30) первой стороной (301) на втором слое (20) и подведение, по меньшей мере, одной первой энергии (91) активации, чтобы первый компонент (32) на первой стороне (301) связующего вещества (30) мог сформировать связь со вторым слоем (20), соединение вместе первого слоя (10) и второго слоя (20), совмещая их соответствующие концы. При этом связующее вещество (30) размещено между первым и вторым слоями (10, 20). Подведение, по меньшей мере, одной второй энергии (92) активации ко второй стороне (302) связующего вещества (30), чтобы второй компонент (34) мог проникнуть в первый слой (10) и/или в связующее вещество (30, 32) для формирования связи первого компонента (32) на второй стороне (302) связующего вещества (30) с первым слоем (10), или подведение, по меньшей мере, второй энергии (92) активации ко второй стороне (302) связующего вещества (30), чтобы второй компонент (34) мог сформировать связь с первым слоем (10). Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить слоистую структуру вышеупомянутого типа, в частности, для одежды и элементов одежды, которые должны иметь сравнительно высокую гибкость вместе с хорошей тактильностью и межслойной фиксацией. 6 н. и 32 з.п. ф-лы, 18 ил., 2 табл.
Реферат
Настоящее изобретение относится к слоистой структуре, используемой, в частности, для изготовления предметов одежды и содержащей, по меньшей мере, один первый слой и один второй слой, причем второй слой включает, по меньшей мере, один барьерный слой, и содержащей связующее вещество, размещенное между барьерным слоем и первым слоем для создания связи между барьерным слоем и первым слоем. Настоящее изобретение, к тому же, относится к предмету одежды, в частности к перчаткам, содержащим указанную слоистую структуру. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления указанной слоистой структуры.
Различные способы изготовления водонепроницаемой одежды, в частности водонепроницаемых перчаток, согласно известному уровню техники уже описаны. В соответствии с одним из способов изготовления, например, водонепроницаемую прокладку или водонепроницаемую внутреннюю перчатку или внутреннюю часть перчатки вставляют во внешнюю перчатку. В общем, чтобы обеспечить дополнительный комфорт при ношении одежды, используется водонепроницаемый, но проницаемый для водяного пара, т.е. воздухопроницаемый, внутренний материал. Указанный водонепроницаемый внутренний материал обычно также называют барьерным слоем, функциональным слоем или функциональным материалом. Он может быть изготовлен, например, только из барьерного слоя или из многослойного ламината, содержащего барьерный слой и, по меньшей мере, один тканевый слой. Чтобы обеспечить максимальный комфорт для кожи при ношении перчаток, во внутренней части перчаток, как правило, применяется прокладочный материал или тканевый слой ламината, состоящий из указанного прокладочного материала.
Как правило, чтобы достичь эффективного и экономичного производства, указанную внутреннюю часть перчаток формируют из двух плоских подогнанных кусков барьерного материала или ламината, которые склеивают по периферийной границе с образованием водонепроницаемого соединения. Внутренняя часть, полученная таким образом, обычно имеет двухмерную форму руки с определенным припуском на ее размеры.
Изготовление перчаток, снабженных таким водонепроницаемым, но проницаемым для водяного пара функциональным слоем, описано, например, в патенте США 5442818. Согласно указанному патенту барьерный слой приклеен непрерывно, но является полупроницаемым по отношению к внешнему материалу перчатки, чтобы перчатка обладала тактильностью. Однако непрерывное приклеивание барьерного слоя к внешнему материалу является причиной определенной жесткости части перчатки.
В американской патентной заявке 2006/0156451 описывается способ изготовления перчаток, при котором материал, препятствующий скольжению, так называемую противоскользящую ленту, прерывисто размещают между слоями внешнего материала и внутренней части перчатки, без склеивания слоев между собой. Благодаря этому предотвращается межслойное скольжение, когда при использовании перчаток нормальная сила (например, давление, создаваемое при ношении перчаток) прикладывается к слоям и действует на материал, препятствующий скольжению. При ношении перчатки в результате увеличения трения прилипания между слоями предотвращается межслойное скольжение. Преимущество этого способа состоит в том, что увеличивается гибкость перчатки или явно уменьшается ее жесткость.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить слоистую структуру вышеупомянутого типа, в частности, для одежды и элементов одежды, которые должны иметь сравнительно высокую гибкость вместе с хорошей тактильностью и межслойной фиксацией.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается слоистая структура согласно признакам пунктов 1 и 2 формулы изобретения. В соответствии с настоящим изобретением предлагается перчатка согласно признакам пунктов 19 и 20 формулы изобретения. В соответствии с настоящим изобретением, к тому же, предлагается предмет одежды согласно признакам 28 формулы изобретения. В соответствии с настоящим изобретением также предлагается способ изготовления слоистой структуры согласно признакам пункта 32 формулы изобретения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения в настоящем изобретении предлагается слоистая структура, используемая, в частности, для изготовления одежды и содержащая, по меньшей мере, первый слой и второй слой, причем второй слой включает, по меньшей мере, барьерный слой, и связующее вещество, прерывисто размещенное между барьерным слоем и первым слоем для создания связи между барьерным слоем и первым слоем. Связующее вещество включает, по меньшей мере, один низковязкий компонент, благодаря которому сила, в частности сила сдвига между первым и вторым слоями, которая действует, по меньшей мере, на один из слоев в области действия силы, распределяется посредством пластического течения по области, которая больше области действия силы.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения в настоящем изобретении предлагается слоистая структура, используемая, в частности, для изготовления одежды и содержащая, по меньшей мере, первый слой и второй слой, причем второй слой включает, по меньшей мере, барьерный слой, и связующее вещество, прерывисто размещенное между барьерным слоем и первым слоем для создания связи между барьерным слоем и первым слоем. Связующее вещество включает, по меньшей мере, один компонент, который конфигурирован так, что при температуре 25°С его модуль сдвига, по существу, составляет не более 3×105 Па в соответствии с критерием Дальквиста.
В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере, один компонент имеет модуль сдвига, составляющий не более 105 Па.
Указанный низковязкий компонент связующего вещества, имеющий сравнительно низкий модуль сдвига, позволяет обеспечить долговечное соединение первого и второго слоев, поскольку силы, возникающие между первым слоем и барьерным слоем слоистой структуры в процессе использования предмета одежды, распределяются на большое расстояние от края склеивания и по большой области. В частности, это является одним из свойств низковязкого компонента связующего вещества, позволяющего создать соответствующее когезионное сцепление слоев при обеспечении надежной фиксации слоев. В то же самое время низковязкий компонент обладает свойством поглощать возникающие в процессе использования предмета одежды напряжения, благодаря пластическому течению, и таким образом предотвращать повреждение барьерного слоя по краю склеивания (к примеру, предотвращать разрыв барьерного слоя по краю склеивания, приводящий к тому, что не может быть обеспечена его барьерная функция). Также при прерывистом размещении связующего вещества слоистая структура имеет меньшую жесткость по сравнению со слоистой структурой при непрерывном размещении связующего вещества. Конкретнее, подбирается связующее вещество с такими вязкоупругими свойствами, чтобы сила, необходимая для деформации связующего вещества, была меньше силы разрушения приклеенного барьерного слоя.
Под термином «прерывистый» здесь следует понимать, что связующее вещество покрывает не всю поверхностность первого и/или второго слоев. Связующее вещество наносят только на определенные участки поверхности первого и/или второго слоев.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения связующее вещество включает добавочный компонент в дополнение, по меньшей мере, к одному компоненту, причем адгезионные свойства добавочного компонента отличаются от адгезионных свойств, по меньшей мере, одного компонента. При этом упрощается изготовление предметов одежды, как будет более подробно описано ниже. Конкретнее, во время процесса изготовления перчатки может использоваться добавочный компонент с небольшим, если таковой имеется, склеивающим эффектом, чтобы, по меньшей мере, на первом этапе процесса изготовления перчатки деактивировать адгезионные свойства низковязкого компонента, например, чтобы не было необходимости выворачивать наизнанку внешнюю перчатку, когда слой внешней перчатки перемещают по барьерному слою. Благодаря деактивации низковязкого компонента во время изготовления предметов одежды, а именно перчаток, внешняя перчатка не пристает или не приклеивается к барьерному слою, когда ее перемещают по барьерному слою.
Адгезионные свойства соответствующего компонента, в частности, выражаются начальной липкостью. Липкость определяется силой, необходимой для удаления покрытого адгезивом материала от подложки после кратковременного контакта с ней. Более мягкие, чувствительные к давлению адгезивы, имеющие более низкий модуль сдвига, быстрее увлажняют подложку и обладают более высокой липкостью. Наоборот, чувствительные к давлению адгезивы, имеющие более высокий модуль сдвига, обладают более низкой липкостью. В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения липкость добавочного компонента ниже липкости низковязкого компонента. Иначе говоря, модуль сдвига добавочного компонента в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения выше модуля сдвига низковязкого компонента (в частности, модуль сдвига добавочного компонента составляет более 3×105 Па в соответствии с критерием Дальквиста).
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения адгезионные свойства, по меньшей мере, одного компонента и добавочного компонента могут быть активированы посредством подведением разных энергий активации. Например, добавочный компонент может быть активирован давлением и/или нагревом, в то время как низковязкий компонент может быть активирован давлением. В этой связи следует понимать, что для активации адгезионного эффекта низковязкого компонента можно использовать один вид активации, в то время как для активации адгезионного эффекта добавочного компонента можно использовать два вида активации, в зависимости от их способности к активации. Согласно первому аспекту изобретения активируют добавочный компонент для изменения его вязкости, чтобы он мог проникнуть, например, в первый слой слоистой структуры и/или в низковязкий компонент связующего вещества. В связи с этим, низковязкий компонент проявляет когезионный эффект также в направлении другой стороны первого слоя. Согласно второму аспекту изобретения при активации добавочного компонента активируется адгезионный эффект этого компонента на первом слое. В результате низковязкий компонент проявляет клейкость с обеих сторон барьерного слоя, в то время как добавочный компонент проявляет клейкость с обеих сторон первого слоя.
Низковязкий компонент связующего вещества является, например, чувствительным к давлению адгезионным компонентом. Чувствительный к давлению адгезионный компонент может являться, например, акрилатным адгезивом.
В дополнительном варианте осуществления изобретения добавочный компонент может активироваться нагревом и, в частности, является активируемым нагревом термоплавким адгезионным компонентом, который наносят на сторону связующего вещества, отдаленную от барьерного слоя. В самом широком смысле добавочный компонент может представлять собой вещество, содержащее жидкости, порошки, пленки, структуры, которые могут активироваться при подведении энергии активации. Например, добавочный компонент содержит или является термоплавким адгезивом или воском и может быть применен в различном виде, например в порошкообразном, пленочном и/или в жидком.
В одном из вариантов осуществления изобретения барьерный слой формирует наружный слой второго слоя, который обращен к первому слою. В частности, в этом случае низковязкий компонент наносят прямо или непосредственно на барьерный слой.
Под барьерным слоем следует понимать, в частности, пленку, мембрану или покрытие, которое формирует барьер для прохода через этот слой, по меньшей мере, воздуха, в идеале это также относится к другим газам, к примеру к ядовитым газам. Барьерный слой является проницаемым для водяного пара, но воздухонепроницаемым и/или газонепроницаемым. Барьерный слой называется воздухонепроницаемым, когда его воздухопроницаемость составляет менее 25 л/м2, в отдельных вариантах осуществления изобретения воздухопроницаемость барьерного слоя составляет менее 5 л/м2 (согласно стандарту EN ISO 9237, 1995).
В дополнительном варианте осуществления изобретения барьерный слой также выполняет, по меньшей мере, одну барьерную функцию, препятствуя прохождению воды, в идеале может препятствовать также прохождению других жидкостей. Барьерный слой является непроницаемым для жидкости, если он предотвращает прохождение воды при давлении, по меньшей мере, 0,13 бар (согласно стандарту ISO 811).
Барьерный слой согласно одному из вариантов осуществления изобретения включает, по меньшей мере, одну проницаемую для водяного пара и воздухонепроницаемую мембрану. В дополнительном варианте осуществления изобретения мембрана также является непроницаемой для жидкости, по меньшей мере является водонепроницаемой.
Водонепроницаемая, но проницаемая для водяного пара гибкая мембрана, подходящая для настоящего изобретения, представлена в патенте США 3953566 А, в котором описывается пористый вспененный политетрафторэтиленовый (PTFE) материал. Вспененный пористый политетрафторэтиленовый материал имеет характерную микроструктуру, образованную связанными узлами и фибриллами. Водонепроницаемость мембраны может быть улучшена, если на вспененный политетрафторэтиленовый материал нанести гидрофобное и/или олеофобное покрытие.
Водонепроницаемая, но проницаемая для водяного пара мембрана также может быть сформирована из микропористого материала, к примеру из полиэтилена или полипропилена, микропористого полиуретана или полиэфира, или из гидрофильного монолитного полимера, например из полиуретана.
Подходящими материалами для водонепроницаемого, но проницаемого для водяного пара барьерного слоя являются, в частности, полиуретан, полипропилен и полиэфир, включая полиэфир-эфирный сополимер и ламинаты, содержащие их, как описано в патентах США 4725481 и США 4493870. Однако особое предпочтение отдается вспененному микропористому политетрафторэтилену (пористому политетрафторэтилену), как описано, например, в патентах США 3953566 и США 4187390, и вспененному политетрафторэтилену, снабженному гидрофильными пропиточными веществами и/или гидрофильными слоями; см., например, патент США 4194041. Средний размер пор микропористого барьерного слоя составляет от около 0,2 мкм до около 0,3 мкм.
Для измерения пор можно использовать прибор Coulter Porometer (торговая марка) от компании Coulter Electronics, Inc, Хайалиа, Флорида.
Барьерный слой считается проницаемым для водяного пара, если его сопротивление проникновению водяного пара Ret ниже 150 м2×Па×Вт-1. Сопротивление проникновению водяного пара определяли согласно модели кожи Хохенштайна. Этот метод испытания описан в стандартах DIN EN 31092 (02/94) или ISO 11092 (1993).
Слоистая структура согласно настоящему изобретению, в частности, применима при изготовлении перчаток. Благодаря своим свойствам слоистая структура особенно применима в этом случае, так как обеспечивается хорошая фиксация, например, слоя внешней перчатки и слоя внутренней перчатки к мембранному материалу барьерного слоя, при этом прерывистая фиксация слоев позволяет обеспечить низкую жесткость, что особенно важно при изготовлении водонепроницаемой перчатки, обладающей высокой тактильностью.
Например, первый слой формирует наружный слой, а второй слой формирует внутреннюю прокладку перчатки. С другой стороны, первый слой может формировать внутренний прокладочный слой, а второй слой может формировать наружный слой перчатки. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения каждый из слоев, т.е. первый слой и второй слой, может являться частью внутренней прокладки перчатки.
В одном иллюстративном варианте осуществления изобретения первый слой формирует наружный слой, в частности, из кожи, а второй слой формирует внутреннюю прокладку перчатки. В дополнительном варианте осуществления изобретения второй слой, так же как барьерный слой, включает внутренний прокладочный слой, к тому же барьерный слой наклеен способом, обеспечивающим проницаемость для водяного пара (дискретно), в общем, на всю поверхностную область внутреннего прокладочного слоя, причем наклеен на сторону, которая отдалена от внешнего слоя.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения перчатка имеет область пальцев и область большого пальца, и связующее вещество размещено, по меньшей мере, в области пальцев и/или в области большого пальца, в частности в области одного или нескольких кончиков пальцев и/или в области кончика большого пальца.
Согласно дополнительному аспекту изобретения вещество, препятствующее скольжению, может быть размещено между первым слоем и вторым слоем, по меньшей мере, в одной дополнительной области перчатки, как будет более подробно объяснено в описании со ссылкой на чертежи. Связующее вещество, кроме того, может быть размещено в области кисти руки, в частности, в области суставов, и конфигурировано, в частности, в виде полосы.
Например, связующее вещество, по меньшей мере, в области пальцев и/или в области большого пальца может быть размещено в виде полосы перпендикулярно к линии изгиба перчатки. Связующее вещество может быть размещено прерывисто по перчатке, например, в виде точек, в частности оно может занимать область, которая меньше половины внутренней области перчатки или внешней области перчатки.
Варианты осуществления изобретения, описанные выше на примере перчатки, аналогичным образом также применимы для любого предмета одежды, например для головных уборов, ботинок, брюк или верхней одежды.
Конкретнее, второй слой в дополнение к барьерному слою включает добавочный слой, такой как, например, внутренняя прокладка, при этом барьерный слой приклеен к добавочному слою, по существу, непрерывно, но проницаемым для водяного пара способом. В этом случае первый слой может быть, например, внешним слоем, а добавочный слой может быть частью внутреннего слоя предмета одежды.
В варианте осуществления изобретения, в котором предмет одежды выполнен в виде головного убора, связующее вещество точечно размещено в верхней части головного убора. Однако чтобы улучшить степень фиксации, связующее вещество также может быть размещено в виде одной полосы, двух или нескольких полос по периферии головного убора, в частности, звездообразно по периферии головного убора (если смотреть сверху). Аналогично, можно использовать другие дополнительные формы фиксации.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения способ изготовления слоистой структуры, используемой, в частности, при изготовлении одежды, содержит следующие этапы: обеспечение первым слоем и вторым слоем, причем второй слой включает, по меньшей мере, один барьерный слой; обеспечение связующим веществом, содержащим, по меньшей мере, первый компонент на первой стороне связующего вещества и второй компонент на второй стороне связующего вещества, противоположной первой стороне, причем первый компонент конфигурирован так, что при температуре 25°С его модуль сдвига составляет не более 3×105 Па в соответствии с критерием Дальквиста. На следующем этапе связующее вещество прерывисто размещают первой стороной на втором слое и подводят, по меньшей мере, одну первую энергию активации, чтобы первый компонент на первой стороне связующего вещества мог сформировать связь со вторым слоем. На следующем этапе первый слой и второй слой соединяют вместе, совмещая их соответствующие концы, при этом связующее вещество размещено между первым и вторым слоями. На следующем этапе, по меньшей мере, одну вторую энергию активации подводят ко второй стороне связующего вещества, чтобы второй компонент мог проникнуть в первый слой и/или в связующее вещество, так чтобы первый компонент, на второй стороне связующего вещества, мог образовать связь с первым слоем. Альтернативно, может быть подведена, по меньшей мере, вторая энергия активации ко второй стороне связующего вещества, чтобы второй компонент мог сформировать связь с первым слоем.
Предусматривается, в частности, что второй компонент устраняет или, по меньшей мере, уменьшает любой когезионный эффект, создаваемый первым компонентом на второй стороне связующего вещества до подведения второй энергии активации, что дает возможность облегчить соединение первого слоя со вторым слоем.
Например, первый компонент является чувствительным к давлению адгезионным компонентом и этап подведения первой энергии активации включает приложение давления к связующему веществу, чтобы чувствительный к давлению адгезионный компонент на первой стороне связующего вещества мог сформировать связь со вторым слоем.
В дополнительном варианте осуществления изобретения второй компонент является термочувствительным компонентом, в частности, активируемым нагревом термоплавким адгезионным компонентом, и к указанному термочувствительному компоненту подводят, по меньшей мере, одну вторую энергию активации, включающую нагрев (например, совместно с давлением).
Второй компонент, например в виде термоплавкого адгезива, в порошкообразном, пленочном и/или жидком состоянии размещают, по меньшей мере, прерывисто на второй стороне связующего вещества до подведения второй энергии активации. При активации второй термоплавкий адгезионный компонент проникает в низковязкий компонент и/или в первый слой или разжижается, способствуя формированию связи низковязкого компонента с первым слоем при соединении слоев вместе. Поэтому нет необходимости производить, например, сложную операцию выворачивания внешней перчатки, которая заключает в себе первый слой.
Дополнительные варианты и признаки настоящего изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Далее изобретение будет более подробно описываться на основе иллюстративных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 - схематичный вид в поперечном сечении слоистой структуры согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
Фиг.2 - схематичный вид в поперечном сечении слоистой структуры, представленной на фиг.1, под действием силы, вызывающей сдвиг слоев.
Фиг.3 - схематичный вид в поперечном сечении варианта размещения связующего вещества между слоями в соответствии с фиг.1 и 2.
Фиг.4 - схематичный вид сверху внутренней перчатки согласно одному из вариантов осуществления изобретения, на которую прерывисто нанесено связующее вещество, показанное на фиг.3.
Фиг.5 - схематичный вид в поперечном сечении слоистой структуры согласно одному из вариантов осуществления изобретения, которая включает барьерный слой.
Фиг.6 - схематичный вид в поперечном сечении слоистой структуры согласно дополнительному варианту осуществления изобретения, которая включает барьерный слой.
Фиг.7 - схематичные виды соответствующих поперечных сечений слоистой структуры, на которых показан принцип и механизм действия связующего вещества, размещенного между двумя слоями слоистой структуры согласно настоящему изобретению.
Фиг.8 - схематичные виды некоторых технологических операций способа изготовления перчатки согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
Фиг.9 - схематичный вид некоторых этапов способа изготовления перчатки согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
Фиг.10 - схематичный вид сверху внутренней перчатки согласно дополнительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.11 - несколько схематичных видов сверху внутренней перчатки согласно дополнительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.12 - схематичный вид сверху и вид сбоку головного убора согласно одному из вариантов осуществления изобретения, который включает слоистую структуру согласно настоящему изобретению.
Фиг.13 - способ изготовления перчатки без использования добавочного компонента в связующем веществе (фиг.13А) и с использованием добавочного компонента в связующем веществе (фиг.13 В).
Фиг.14, 15 - варианты иллюстративных слоистых структур с различной гибкостью, которые дополнительно демонстрирует, что «гибкие зоны» можно создать, размещая адгезив на стратегически предпочтительных участках перчатки.
Фиг.16 - пример слоистой структуры при попытке отделить наружный слой от барьерного слоя.
Фиг.17 - испытательный стенд для определения ползучести связующих веществ согласно иллюстративным вариантам осуществления изобретения.
Фиг.18 - таблица результатов испытаний, выполненных на стенде, который показан на фиг.17.
На фиг.1 показан схематичный вид в поперечном сечении слоистой структуры согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, используемой, например, для изготовления предметов одежды, в частности перчаток. Слоистая структура 1 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения включает первый слой 10 и второй слой, причем второй слой содержит барьерный слой 20 или, по меньшей мере, сформирован им. В данном случае второй слой показан только как барьерный слой 20 в виде мембраны (например, в виде мембраны из пористого политетрафторэтилена), но может представлять собой многослойный ламинат с мембраной, которая, в зависимости от эксплуатационных требований и предполагаемого использования, может быть приклеена непрерывно или прерывисто, по меньшей мере, к одному добавочному слою, например к тканевому слою. Соответственно, второй слой может содержать лишь барьерный слой 20 или слоистую композицию из двух или более слоев, причем один из этих слоев является барьерным слоем 20, а другой из этих слоев является, например, тканевым слоем, к примеру, на обратной стороне барьерного слоя. Первый слой 10 может содержать, например, наружный слой, к примеру, из кожи или в виде тканевого слоя. Первый слой 10 может быть сформирован как одиночный слой или может являться многослойной структурой. Он может быть цельным или может состоять из множества частей. Например, первый слой 10 формирует наружный слой или внешний материал перчатки, тогда как барьерный слой 20, необязательно, например, с внутренним текстильным слоем, формирует внутренний материал или прокладку перчатки.
Барьерный слой 20 включает, в частности, воздухонепроницаемую, но проницаемую для водяного пара мембрану, или формирует указанную воздухонепроницаемую, но проницаемую для водяного пара мембрану. В дополнительном варианте осуществления изобретения воздухонепроницаемая, но проницаемая для водяного пара мембрана, более того, является водонепроницаемой.
Обеспечение барьерным слоем 20 позволяет сформировать слоистую структуру 1 с улучшенными защитными свойствами, чтобы слоистая структура могла использоваться для изготовления, например, водонепроницаемой одежды, которая, тем не менее, вследствие ее проницаемости для водяного пара, очень комфортна при носке.
Между первым слоем 10 и барьерным слоем размещено связующее вещество 30, хотя и только прерывисто между барьерным слоем 20 и первым слоем 10, т.е. размещено на первом слое 10 и барьерном слое 20 не непрерывно.
Под непрерывным размещением в данном контексте следует понимать, что связующее вещество размещено, в частности, по всей или, по существу, по всей области поверхности. Это может означать, например, что связующее вещество (которое может быть проницаемым для водяного пара) размещено непрерывно или, образуя слой, по всей или, по существу, по всей области поверхности. Согласно другому варианту осуществления изобретения подразумевается, что связующее вещество размещено (например, относительно небольшими точками) прерывисто (проницаемо для водяного пара), все же, по существу, равномерно и мелкоячеисто по всей или, по существу, по всей площади поверхности. Прерывистое клеевое соединение этого вида, с учетом его плоской и мелкоячеистой структуры, фактически, сопоставимо, что касается его прилипания, с непрерывным, слоеподобным клеевым соединением, но имеет промежутки без адгезива, которые обеспечивают определенную проницаемость для водяного пара, даже при использовании обычного адгезива.
Под прерывистым размещением в данном контексте следует понимать, что связующее вещество размещено таким образом, что сконцентрировано только в дискретных точках на поверхности. Это означает что другие, в частности, сравнительно большие, примыкающие области поверхности, напротив, не покрыты связующим веществом. Связующее вещество может быть нанесено, например, в виде прямоугольника, в виде точек (относительно больших точек) или может быть нанесено с образованием другой формы, чтобы связующее вещество не полностью покрывало поверхность первого и/или второго слоев. Связующее вещество размещено только в определенных, в частности, стратегических участках на поверхности первого и/или второго слоев. Например, связующее вещество может покрывать менее половины всей поверхности.
Например, в случае прерывистого склеивания связующее вещество размещено неравномерно по поверхности, в частности, по сравнению с вышеописанным непрерывным склеиванием при дискретном нанесении адгезива. Прерывисто нанесенное связующее вещество может быть размещено в стратегических участках локально, непрерывно или дискретно, например, в виде небольших точек или в виде сетки. В последнем случае связующее вещество может быть размещено дискретно в стратегических участках с формированием соответствующих локальных кластеров. Например, две или несколько точек связующего вещества совместно могут формировать стратегический участок клеевого соединения в виде точкообразного кластера или кластера другого типа.
В случае прерывистого склеивания связующее вещество может быть размещено по поверхностности также в значительной степени равномерно; участки клеевого соединения или кластеры клеевого соединения, в отличие от непрерывного склеивания при дискретном нанесении адгезива, фактически, отдалены от друг друга, формируя сравнительно большие промежуточные области, которые не покрыты связующим веществом, и, в общем, кластеры имеют сравнительно большие размеры, например, при кругообразном или точкообразном размещении их диаметр составляет два или более миллиметров, а при размещении в виде полос или прямоугольников каждое клеевое соединение или кластер имеет длину и/или ширину, составляющую два или более миллиметров.
Связующее вещество 30 служит для создания связи между барьерным слоем 20 и первым слоем 10 на отдельных участках слоистой структуры, конкретно, для прерывистого склеивания барьерного слоя 20 и первого слоя 10. Связующее вещество 30 включает низковязкий компонент, который, в первом варианте осуществления изобретения, согласно фиг.3, выполнен как низковязкий адгезионный компонент 32 и обращен к барьерному слою 20. Этот низковязкий адгезив 32 позволяет обеспечить долговечное соединение, поскольку силы, возникающие между первым слоем 10 и барьерным слоем 20 слоистой структуры 1 при использовании предмета одежды, распределены на большое расстояние от края склеивания и по большой области. В частности, одним из свойств низковязкого адгезива 32 является способность создавать соответствующее когезионное сцепление слоев с обеспечением надежной фиксации слоев. В то же самое время адгезив 32 обладает свойством посредством пластического течения поглощать напряжения, возникающие при использовании предмета одежды, и таким образом предотвращает разрушение по краю склеивания.
В качестве примера на фиг.2 показано действие силы F (сила сдвига F) на барьерный слой 20 и слой 10, например, при ношении перчатки. Например, может произойти, что барьерный слой в отдельных местах будет захватываться пальцами руки, вставляемой в перчатку, в этом случае сила F будет действовать на барьерный слой 20 и заставлять последний перемещаться от слоя 10.
На фиг.7 схематично показан аналогичный случай, при котором предпринята попытка отделить слой 10 от барьерного слоя 20. Согласно фиг.7А слой 10 и барьерный слой 20 сцеплены, в частности, склеены между собой посредством связующего вещества 30. Как показано на 7В, сила F, действующая на слой 10, заставляет последний постепенно отделяться от барьерного слоя 20. Однако связующее вещество 30 обладает свойством поглощать посредством пластического течения напряжение, которое сила F создает в слое 10, и, таким образом, предотвращает какое-либо повреждение по краю склеивания. В данном случае сила F действует на слой 10 в сравнительно небольшой области А1 действия силы, которая может возникнуть, например, в результате напряжения, оказываемого рукой, вставляемой в перчатку. Однако, благодаря свойствам низковязкого адгезива 32, сила F, возникающая между слоем 10 и барьерным слоем 20 и действующая на слой 10 в области А1 действия силы, распределяется при пластическом течении адгезива 32 по области А2, которая больше области А1 действия силы. Таким образом, исключаются повреждения, к примеру разрыв барьерного слоя 20 или отделение адгезива. Кроме того, пластическая деформация поглощает энергию, снижая какое-либо напряжение в барьерном слое.
На фиг.16 показан другой пример слоистой структуры при попытке отделить слой 10 от барьерного слоя 20. На фиг.16 указанный процесс представлен более реалистично, причем отображено, что связующее вещество, обладая свойством пластического течения (ползучести), поглощает напряжение, которое отделяющая сила создает в слое 10, и таким образом предотвращает какое-либо повреждение по краю склеивания. [Ползучесть определяется (согласно стандарту ASTM D2990) как постоянная деформация, возникающая в результате длительного приложения напряжения, величина которого ниже предела упругости. На ползучесть оказывает влияние величина нагрузки, время приложения нагрузки и температура.] Однако, благодаря свойствам низковязкого адгезива 32, сила, отделяющая слой 10 от барьерного слоя 20, распределяется посредством пластического течения адгезива 32 по области, которая больше области действия отделяющей силы.
Напротив, при использовании высоковязкого адгезива возникающие между слоями силы могут действовать непосредственно на край склеивания и, как следствие, может произойти повреждение, точнее, разрыв барьерного слоя 20 или отделение адгезива, в частности, при прерывистом приклеивании слоя 10 к барьерному слою 20. В случае непрерывного приклеивания, напротив, эти силы будут распределяться по большей области и, таким образом, будут снижены до минимума. Однако, непрерывное приклеивание слоя 10 к барьерному слою 20 приводит к значительному увеличению жесткости слоистой структуры, что снижает комфорт при ношении перчаток.
Согласно настоящему изобретению при использовании лишь прерывистого приклеивания значительно снижается жесткость слоистой структуры, с другой стороны, когда между слоями используется низковязкий адгезив и выполняется лишь прерывистое приклеивание слоев, создается долговечная связь и предотвращается какое-либо повреждение, например разрыв барьерного слоя при использовании предмета одежды. Таким образом, имеется возможность изготовить, в частности, гибкую перчатку, обладающую высокой тактильностью.
Чтобы достичь описанных свойств, низковязкий компонент связующего вещества должен иметь при температуре 25°С модуль сдвига не более 3×105 Па в соответствии с критерием Дальквиста. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения низковязкий компонент имеет модуль сдвига не более 105 Па. Одним из свойств вещества, которое отражает модуль сдвига, является когезионная прочность, необходимая для поддержания взаимного сцепления зафиксированных слоев. В то же самое время, связующее вещество обладает свойством поглощения пиковых нагрузок, возникающих при использовании предмета одежды, из-за пластического течения и пустот, возникающих в процессе деформации. В одном из вариантов осуществления изобретения низковязкий компонент представляет собой адгезив и обеспечивает требуемую когезионную силу для создания долговечной связи между слоями предмета о