CN106794662A - 鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的坯料的防水方法，用该方法来防水的坯料、设有该种防水坯料的鞋子、手套、衣服和其它衣服附件 - Google Patents

鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的坯料的防水方法，用该方法来防水的坯料、设有该种防水坯料的鞋子、手套、衣服和其它衣服附件 Download PDF

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Abstract

一种使鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的坯料(11)进行防水的防水方法，一种借助该方法进行防水的坯料(10)；以及借助于防水坯料提供的鞋子、手套、衣服和其它衣服附件，该方法包括：在施加防水和可呼吸的组件(12)之后需要保持隐藏的那侧上，胶合和加压在所述坯料(11)的表面上，用以下方式来提供所述组件(12)：使呈柔性片材形式的防水和可呼吸的功能元件(13)与以夹心的方式来闭合该功能元件的至少两个丝网(14)关联起来。

Description

鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的坯料的防水方法，用该方 法来防水的坯料、设有该种防水坯料的鞋子、手套、衣服和其 它衣服附件
本发明涉及鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的坯料的防水方法，涉及用所述方法进行防水的坯料，并涉及设有所述防水坯料的鞋子、手套、衣服和其它衣服附件。
现在人们感到需要制造具有防水和可呼吸特征的鞋子、衣服产品和附件，这种感觉已经有相当的日子了。
在制鞋领域内，事实上，人们已经知道鞋子的舒适感不仅与正确的解剖学配合相关，而且还与向外界耗散由于出汗形成的水蒸气的能力有关，这种情况也适合于衣服，这通过确保内部微气候和外部气候之间热量和水蒸气的正确交换来达到。然而，水蒸气的渗透性必须不损害到鞋子或衣服的防水性。
传统上，可呼吸的产品是使用诸如皮革之类的天然材料的产品或等效产品，然而，在下雨或恶劣天气的情况下，这些产品由于其可呼吸的特性，的确不能保证良好的防水性并颇为容易地吸收掉水分。
为此原因，在制鞋领域但不仅此领域内，人们现已经有些年头使用了既防水又可呼吸的隔膜，该隔膜在内部联接到由皮革或类似材料或织物制成的鞋帮，以提供鞋帮组件。
表达“防水和可呼吸的”一般地被理解为指材料的一种特性，材料的该特性不可渗透液态的水而可渗透水蒸气。
不可渗透液态的水应被理解为：当材料经受至少为0.5巴的静态压力并保持至少30秒时，没有交联点。
尤其是，根据标准EN1734中所描述的方法，将不渗透性评定为样品对水在压力之下的渗透的阻力。
根据该方法，使材料样品固定，以关闭设置有压力下水入口的容器。用水填充该容器，使得朝向容器的材料样品的面经受0.5巴的静态压力。该状态维持30秒钟。
该样品锁定在容器嘴和固定环之间，它们都用硅树脂橡胶制成的密封垫覆盖。
借助于压缩空气使来自储水箱的水强制进入容器内，便可实现加压。如此的空气用带有压力表的减压单元来调节，所达到的压力便显示在压力表上。
然后，观察容器外的样品面。
交联点的不存在便表明样品的不渗透性，交联点形成在直径在1mm和1.5mm之间的表面液滴上。
如果必须避免样品的变形，则在其上固定一栅格，栅格具有边长不大于30mm的方形丝网，栅格由合成材料制成，并借助于直径在1mm和1.2mm之间的细丝来提供该栅格。
水蒸气的渗透性应被理解为由于部分压力梯度而通过材料的水蒸气量。
ISO标准20344-2004在第6.6章“水蒸气渗透性的确定”中涉及到安全鞋，该ISO标准描述了试验方法，该方法在于固定待要试验的材料样品，从而关闭装有一定量固体干燥剂(即，硅胶)的瓶子开口。
瓶子经受处于调节大气压的强烈空气流。
使瓶子转动，从而搅动固体干燥剂并消除瓶内蒸汽的任何部分压力梯度。
在试验之前和之后，称重瓶子连同其所有的内容物，以便确定已经通过材料并已经被固体干燥剂吸收的水分湿度质量。
水蒸气的渗透性用每小时每平方厘米毫克(mg/cm2/h)表示，然后，根据所测量的水分湿度质量、瓶子开口面积以及试验时间进行计算。
为了让趋于积聚在鞋底区域内的汗水容易地耗散出去，目前已知鞋子具有不同类型的橡胶鞋底，它们不渗透液态水而渗透水蒸气，通过使用可呼吸的和防水的隔膜来获得该种特性，隔膜密封到鞋底的本体，以覆盖其贯通的开口。
还知道鞋子具有借助于由皮革或诸如皮革之类的或织物制成的材料所提供的鞋帮，在内侧上内衬与鞋帮相关联，所述内衬像短袜那样闭合，并设置有防水和可呼吸的隔膜，该隔膜缝合或胶合到内底上，以确保整个脚的周围可渗透水蒸气和防水性。缝合的针脚会中断内衬与隔膜的连续性，借助于密封粘结剂或密封带来使缝合的针脚变得防水。
提供这些鞋子并不是没有可改进的方面，因为当水通过不透雨水的鞋帮时，水囊便形成在鞋帮和内衬之间的空隙内。
为了解决该种缺陷，已经也设计出这样的鞋子，其具有借助于由皮革或皮革之类或织物制成的材料提供的鞋帮，防水和可呼吸的隔膜在内侧上直接与鞋帮关联。借助于密封粘结剂或密封带可方便地使中断隔膜的连续性的缝合缝(针脚)变得防水。
然而，由于也用于该后一方案的鞋帮不透雨水，所以，如果隔膜不完全符合于折叠部和鞋帮的轮廓，那么便会形成小的水囊，通过鞋帮的水淤塞在水囊中，其方式类似于上述的情形。
根据EP1139805所披露的内容，一种方案是借助于胶水点将伸长度大于50％(最好是100％)的弹性隔膜直接胶合到鞋帮的隐蔽部分的内侧上。
然而，该方案在选择也具有如此特征而让鞋子有防水性和可呼吸性的隔膜时具有限制性的约束。
例如，使用W.L.Gore某些专利中所披露类型的隔膜，已经设计出上述的和其它的方案。这些隔膜是由膨胀型聚四氟乙烯(e-PTFE)的薄膜片制成的，其厚度变化通常从15微米到70微米，而且是防水和可呼吸的。
的确，由于它们的厚度很薄，这些隔膜的机械强度特征很差。
在鞋子的情形中，在行走时所述隔膜难于服从鞋帮的弯曲运动，此时便彰显出机械强度差的问题。
在衣服和附件的情形中，在由皮革、织物等制成的坯料的弯曲循环过程中，也感觉到同样的问题，通常是在衣服的使用或生产过程中会出现坯料的弯曲。
另一种类型的隔膜是由亲水的聚氨酯制成，其具有比e-PTFE隔膜更大的弹性特征，但可呼吸性较低。
在某些情形中，为了给予e-PTFE隔膜结构以弹性而不损害其可呼吸性，所述结构与亲水型的聚氨酯薄层相组合，其具有防水和可呼吸的特征，从而产生两部分式防水和可呼吸的隔膜。
由亲水的聚氨酯制成的层的确给予隔膜以更大的弹性，然而，不管与坯料联接的胶合点如何，隔膜必须符合坯料的弯曲。
在鞋子的情形中，在踏脚的循环过程中，鞋底的挠曲主要出现在前脚的搁脚和转动的步骤中，鞋底的弯曲使得制成鞋帮的防水坯料挠曲变形。
该变形必定带来通过在鞋帮材料内胶合而相关联的隔膜的伸长。
为了完美地跟从鞋帮材料的内轮廓，隔膜必须能够作出比鞋帮材料更大的伸展，以便不断裂，因为导致隔膜断裂的隔膜内张力形成在一个胶合点和下一个胶合点之间。
相反，这在设置有防水和可呼吸隔膜的鞋帮存在有内衬的情形中不会发生，因为在该情形中隔膜不是胶合到鞋帮材料、而是胶合到内衬的内部材料。因此，正是内衬的内部材料抵抗了最大的张力，因此从隔膜中除去了最大张力，从而保护隔膜免于断裂。
此外，在前脚从地面中释放开的过程中，以及在后跟着地过程中，组成鞋帮的防水坯料返回到释放位置，并且准备新的弯曲变形。
为了完美地跟从鞋帮的内轮廓，隔膜必须在新的弯曲变形之前能够快速地和完美地返回到其原始的尺寸。
这样，在每次变形循环之后，避免了隔膜和鞋帮材料之间的水的渗透。
一旦隔膜已经伸长，如果在释放过程中隔膜不返回到其原始尺寸，则在材料和隔膜之间形成水可渗透到其中的空间。
本发明的目标是设计一种方法，使鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的坯料进行防水处理，同时确保其可呼吸性。
在该目标之内，本发明的目的是提高施加到坯料上隔膜的耐磨性，尤其是在鞋子情形中行走时的耐磨性。
本发明的另一目的是设计一种坯料防水的方法，诸如是鞋子情形中的鞋帮，防水通过使用防水和可呼吸的隔膜来进行，该隔膜具有比背景技术中所需的那些更低的弹性特征。
该目标以及上述的和其它的目的将在下文中变得更加清晰，用使鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的坯料进行防水处理的方法来达到所述目标和目的，该方法包括：在施加防水和可呼吸组件之后需要保持隐藏的那侧上，胶合和加压在所述坯料的表面上，其特征在于，用以下方式来提供所述组件：使呈柔性片材形式的防水和可呼吸功能的元件与以夹心的方式使所述元件闭合的至少两个丝网关联起来，其中至少一个丝网间设在所述功能元件和所述坯料之间。
本发明还涉及借助于上述方法进行防水处理的坯料，其特征在于，它包括与所述组件关联的所述坯料，所述组件包括呈柔性片材形式的所述防水和可呼吸功能的元件以及至少两个所述丝网，所述功能元件以夹心方式被闭合在所述两个丝网之间，至少一个所述丝网间设在所述功能元件和所述坯料之间。
本发明还涉及用防水坯料制造的鞋子和衣服。
在附图中，借助于非限制性的实例，图示了根据本发明的方法和防水坯料的优选但不排外的实施例，从对本发明优选实施例的描述中，本发明进一步的特征和优点将会变得更加清晰，附图中：
图1是借助于本发明方法进行防水处理的坯料片的放大图，在截面图和视图中显示了其重叠的部分；
图2是在将坯料联接到组件的过程中根据本发明方法的步骤的视图。
参照附图，根据本发明的方法允许获得鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的防水坯料，其总体上用附图标记10表示。要作防水处理的元件由坯料11组成，坯料11由皮革、织物制成，但也可由片状的其它类似材料制成，该其它类似材料通常可用作为以上列举应用的皮革和织物的替代。
根据本发明的方法能够用胶合和加压步骤来防水处理坯料11，该步骤胶合和加压在防水和可呼吸组件12的表面上，胶合和加压在防水和可呼吸组件12施加之后意欲保持隐蔽的那侧上。组件12施加到坯料11上，从而完全覆盖住其表面。
尤其是，通过较佳地热压由坯料11和组件12构成的套件来发生联接。该操作借助于平压机或滚筒压机或砑光机来进行。
坯料11的表面或者以等效的方式联接到坯料11的组件12的表面事实上方便地设置有粘结剂，设置的方式将在下文中描述。
图1是防水坯料10的放大比例的视图，以及表示了所有它的部件，它们包括提供组件12的各个部件。
图2示出方法将坯料11联接到组件12之前的步骤。
如图中清晰地所见，通过使呈柔性片材形式的防水和可呼吸功能的元件13与以夹心方式闭合所述元件13的两个丝网14相关联，由此来提供该组件12。
两个丝网14中的一个丝网因此间设在功能元件13和坯料11之间。
具体来说，通过层叠来获得功能元件13与两个丝网14的关联。
更具体来说，丝网14基本上由开口丝网织物构成，该丝网织物非常轻并由单丝尼龙制成，其厚度大约在0.15至0.30mm的范围内，重量最好在20至40g/m2范围内。单丝结构和尼龙使得丝网不吸收水分和/或夹带水分。
功能元件13基本上是由聚合物材料制成的隔膜，该聚合物材料不渗透液态水而渗透水蒸气。
例如，功能元件13可由聚氨酯制成，其具有的弹性特征允许防水坯料10顺从所使用的鞋子、手套、衣服或其它衣服附件经受的变形，或可用膨胀型聚四氟乙烯制成。
作为一种替代，有利地通过第一层15与第二层16的相连来提供功能元件13，其中，第一层15用膨胀型聚四氟乙烯(e-PTFE)制成，而第二层16用亲水的聚氨酯制成。这样，获得了两部分式层叠物，其具有单体的结构。
表达语“单体”在这里应被理解为指由多个部分制成的复杂结构的典型特征，该复杂结构的多个部分连结在一起，且除非将这些部分的其中之一断裂开否则就无法将其拆卸。
在组件12与坯料11相联接时，第一层15是两层中面向坯料11的一层。
因此，两部分式功能元件13由两个重叠层构成，即，第一层15和第二层16，它们分别对应于用e-PTFE制成的层和用亲水的聚氨酯制成的层，功能元件在第一层15处与***(间设)在元件和坯料11之间的丝网14联接。
该组装次序是基于两个部件的特征。
按照定义，膨胀型PTFE是多孔、高度疏水性和斥水的材料，其与水滴有极其小的接触角。凭借膨胀型PTFE结构的微孔性，借助于对流和部分压差模型，便会发生水蒸气的通过。
该结构由一组节点和纤丝(原纤维)构成，该结构是在PTFE挤压后通过伸展作用而产生的。
功能元件13的第一层15因此有利地构成排斥水的屏障，其抵抗来自坯料11那侧的水。
反之亦然，亲水的聚氨酯是高度吸湿的材料，该材料具有较大的接触角和与水滴的亲和力。
凭借聚氨酯层极其小的厚度，根据扩散模型，发生了水蒸气的通过。水分子被吸湿材料吸收，沿着该材料的结构传输，并由于部分的蒸汽压差的存在，在相对侧上释放出。
功能元件13的第二层16，其相对于坯料11朝向相反(即背向坯料)，因此，第二层16有利地便于来自与坯料11的所述一侧相对的那侧的汗水或水分蒸发掉。
用膨胀型PTFE制成的第一层15给予功能元件13以高度的水排斥性和可呼吸性，用亲水的聚氨酯制成的第二层16则给予强度和弹性。
亲水的聚氨酯层的这些特征是有利的，因为膨胀型PTFE隔膜可以伸长，但基本上是非弹性的。
通过在流体状态下将亲水的聚氨酯直接和连续地散布在疏水性的e-PTFE膜上，就可发生呈两部分式层叠物的型式的功能元件13。然后，亲水的聚氨酯在e-PTFE膜的多孔结构上固化。
作为一种替代，通过具有片状、单体的、分层和粘着结构的层叠物，可同样有利地构成功能元件13，该结构包括由聚合物材料(最好是e-PTFE)制成的多个功能层，该聚合物材料不渗透液态水而渗透水蒸气。
表达“片状”应被理解为指一种结构的形状特征，该结构具有一个相对于另二个显著减小的维度，所述维度是结构的厚度，根据区分板与层叠物或隔膜的通常的理解，在任何情形中，该维度仍然保持有效的。
然而，不应该这样理解：这种形状特征本身会损害层叠物的可弯曲性或柔性。
图2显示了将组件12粘结到坯料11之前某一瞬时的方法。该图显示通过施加胶水17的矩阵将组件12胶合到坯料11上，最好用聚氨酯粘结剂，通过粘结剂的各线的相交来形成胶水的矩阵。
在所示的实例中，胶水矩阵17散布在丝网14的面向坯料11的表面上，但也可以等效的方式将胶水矩阵施加到坯料11的表面上，该表面就是使用过程中要保持隐蔽起来的那个面。
作为一种替代，施加可呼吸的亲水的聚氨酯粘结剂也是可能的，该粘结剂连续地分布在坯料11的全部表面上或分布在丝网14上。
借助于根据本发明方法进行防水处理的坯料10因此包括组件12与其联接的坯料11，组件12包括防水和可呼吸的功能元件13以及两个丝网14，功能元件13诸如是带有这些特征的隔膜，功能元件13以夹心的方式闭合在两个丝网14之间。
如此设置和结构化的根据本发明的防水坯料10具有至少等于15000个弯曲循环的抗水渗透能力，这是根据ASTM D2009-05标准中给出的方法予以确定的。
所述ASTM D2009-05标准描述了试验方法，该方法模拟了真实使用过程中鞋子鞋帮的弯曲。
将量度为101.6±3.2x 101.6±3.2mm的防水坯料10的样品紧固到两个V形夹具之间，两个夹具平行并间距开635±2.5mm，令坯料11向下而组件12向上。在组件12的那侧上，将大约400个清洁好脱脂的钢球***在由如此组装起来的样品形成的囊中，钢球具有固有的最大电阻7500Ω。一个夹具固定不动，而另一个夹具以90±5RPM的速率执行偏心运动。
在一次转动中，可移动夹具的末端在水平线之下移动25.4±1.3mm。样品在浓度为1g/L的NaCl溶液中移动，使得液位在邻近于固定夹具的样品最低点之上的19.1±1.3mm，样品在坯料11的那侧上与溶液相接触。
为了确定与抗水渗透能力相关联的弯曲循环次数，记录下装有连续与样品接触的盐水溶液的水箱和钢球之间的电阻。
在15000次弯曲循环之后，发现根据本发明的防水坯料10仍然是防水的。
借助于所述的方法，可将防水坯料用于鞋子(其中，坯料11构成鞋子的鞋帮)以及衣服(夹克衫)的物件中。
借助于所述方法进行防水处理的坯料10还可有利地用于手套和其它衣着附件中，例如袋子和皮夹。
应该指出的是，让丝网14***在功能元件13和坯料11之间可提高粘结剂至组件12和至坯料11的抓持力。
此外，有利的是，丝网14构成用于功能元件13的加强结构。坯料11的挠曲产生的张力释放到丝网14上，该丝网构成用于功能元件13的一种框架。
同样，由胶水的各线的相交产生的胶水矩阵17对组件12构成了加强结构。坯料11的挠曲产生的张力沿着胶水矩阵17的各线均匀地释放，胶水矩阵对组件12构成一种框架，从而避免了孤立的张力峰值，张力峰值是孤立的点所执行的胶合特征。
由于挠曲变形，就如鞋子情形中的走路所产生的那样，功能元件13能够快速地和完美地返回到其原始的尺寸。
因此，根据本发明的防水坯料10不仅是防水和可呼吸的，而且由于胶水矩阵17和存在由亲水的聚氨酯制成的第二层16而具有耐磨的特征。
此外，组件12与坯料11具有良好的联接，这不仅是由于压紧而且还由于存在着丝网14和使用了胶水矩阵17，该种良好的联接会防止在坯料11和组件12之间形成水囊，同时并不阻止防水坯料10的水蒸气渗透，若不选择功能元件13，即背景技术中所指出的隔膜，必须受其固有的弹性特征所限制。
在实践中，业已发现，本发明通过提供形成用于鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的防水坯料的方法达到了预期的目标和目的，由于存在着以夹心方式闭合该功能元件的两个丝网，并由于组件对坯料的最佳抓持，确保了产品的可呼吸性，同时防止形成水囊。
此外，业已发现，耐磨性在大量弯曲循环之后确保坯料的防水性，而在选择了功能元件的情况下不强加限制性的约束。
如此构思的本发明易于作出许多种修改和改变，所有这些修改和改变都纳入附后权利要求书的范围之内；所有细节可进一步用其它技术上等效的元件代替。
事实上，根据应用要求和技术的状态，所用的材料只要它们与特殊的使用相容，以及可能的形状和尺寸，使用材料都可以是任何的材料。
本申请要求对意大利专利申请第PD2014A000185号的优先权益，本文以参见方式引入该专利披露的内容。
如果任何权利要求中提及的技术特征后跟参考标号，那么，纳入这些参考标号仅是为了提高对权利要求的可理解性，因此，如此的标号对于诠释借助于实例由如此标号表示的每个元件不具有任何的限制效用。

Claims (16)

1.一种使鞋子、手套、衣服和其它衣服附件的坯料(11)防水的方法，该方法包括：在施加防水和可呼吸的组件(12)之后需要保持隐藏的那侧上，胶合和加压在所述坯料(11)的表面上，其特征在于，用以下方式来提供所述组件(12)：使呈柔性片材形式的防水和可呼吸的功能元件(13)与以夹心的方式使所述功能元件闭合的至少两个丝网(14)关联起来，所述丝网(14)中的至少一个丝网被间设在所述功能元件(13)和所述坯料(11)之间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功能元件(13)由聚合物材料制成，所述聚合物材料不渗透液态水、但可透过水蒸气。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括提供所述功能元件(13)的步骤，通过使由膨胀型聚四氟乙烯制成的第一层(15)与由亲水的聚氨酯制成的第二层(16)相关联来提供所述功能元件(13)，在所述组件(12)与所述坯料(11)联接时，所述第一层面向所述坯料(11)，其中间设有至少一个所述丝网(14)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功能元件(13)与所述至少两个丝网(14)的所述关联通过层叠来获得。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组件(12)借助于施加胶水矩阵(17)来胶合到所述坯料(11)上。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过粘结剂的各线的相交形成了所述胶水矩阵(17)。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组件(12)借助于施加可呼吸的亲水的聚氨酯粘结剂来胶合到所述坯料(11)上，聚氨酯粘结剂连续地分布在整个表面上。
8.一种借助于如权利要求1至7中一项或多项所述的方法来进行防水的防水坯料(10)，其特征在于，它包括与所述组件(12)相关联的所述坯料(11)和至少两个所述丝网(14)，所述组件(12)包括呈柔性板片形式的所述防水和可呼吸的功能元件(13)，而所述功能元件(13)以夹心方式被闭合在所述两个丝网(14)之间，其中至少一个所述丝网(14)间设在所述功能元件(13)和所述坯料(11)之间。
9.如权利要求8所述的防水坯料，其特征在于，所述功能元件(13)由聚氨酯制成。
10.如权利要求8所述的防水坯料，其特征在于，所述功能元件(13)由膨胀型聚四氟乙烯制成。
11.如权利要求8所述的防水坯料，其特征在于，所述功能元件(13)包括两个重叠层，即，由膨胀型聚四氟乙烯制成的所述第一层(15)以及由亲水的聚氨酯制成的所述第二层(16)。
12.如权利要求8所述的防水坯料，其特征在于，它具有至少等于15000次弯曲循环下的抗水渗透能力，这是根据ASTM D2009-05标准中所述的方法予以确定的。
13.一种鞋子，其特征在于，它是用借助于如权利要求1至7中一项或多项所述的方法进行防水处理的防水坯料(10)制造的。
14.一种鞋子，其特征在于，它包括如权利要求8至12中一项或多项所述的防水坯料(10)。
15.一种衣服，其特征在于，它是用借助于如权利要求1至7中一项或多项所述的方法进行防水处理的防水坯料(10)制造的。
16.一种衣服，其特征在于，它包括如权利要求8至12中一项或多项所述的防水坯料(10)。
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