CN116234467A - 包括回射层合物的离散岛状物的织物和服装 - Google Patents
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Abstract
一种可透气的高可见度服装,包括无支撑的回射层合物的离散岛状物。
Description
背景技术
已开发了用于多种应用的回射材料。此类材料常常用作例如衣服中的高可见度装饰材料以增加穿着者的可见度。例如,此类材料常常被添加到由消防员、抢险救援人员、道路工人等穿戴的服装。
发明内容
概括地说,本文公开了一种可透气的高可见度服装,该服装包括可透气织物以及无支撑的回射层合物的离散岛状物,该离散岛状物以粘合方式粘结到该可透气织物的至少一个区域的主外表面。在以下具体实施方式中,这些方面和其他方面将显而易见。然而,在任何情况下,都不应当将此广泛的发明内容理解为是对可受权利要求书保护的主题的限制,不论此类主题是在最初提交申请的权利要求书中呈现还是在修订申请的权利要求书中呈现,或者是以其他方式在申请过程中呈现。
附图说明
图1是在服装的选定区域中带有回射层合物的示例性离散岛状物的示例性高可见度服装的前视图。
图2是在织物的选定区域中带有回射层合物的示例性离散岛状物的工作实施例示例性可透气织物的前视图照片。
图3是回射层合物的示例性离散岛状物的放大视图。
图4是带有回射层合物的示例性离散岛状物的示例性可透气织物的一部分的侧剖视图。
图5是带有示例性回射层合物的示例性织物的一部分的侧截面放大视图。
图6是用于将回射层合物的离散岛状物设置到织物上的示例性层合工艺的侧视图。
图7是可用作层合工艺的模版的示例性结网的透视图。
图8是可用作层合工艺的模版的另一示例性结网的透视图。
在各图中相同的参考标号表示相同的元件。一些元件可能以相同或相等的倍数存在;在这种情况下,可能仅通过参考标号来指定一个或多个代表性元件,但应当理解,此类参考标号适用于所有此类相同的元件。本文件中的非照片附图和图示并非都按比例绘制,并且被选择用于展示本发明的不同实施方案的目的。各种部件的尺寸仅以说明性术语描绘,并且从图示中应当推断不出各种部件的尺寸、相对曲率等之间的关系。特别地,为便于说明,与某些其他物品成比例的反射性层厚度被夸大。
如本文所用,当应用于服装、织物、由这种织物承载的回射层合物等,诸如“向外”、“外部”等的术语是指将观察该物品的一侧;即,远离穿着者身体的一侧。术语诸如“内部”、“向内”等是指相反的一侧;即,面向穿着者身体的一侧。诸如向上和向下的术语具有关于由直立的服装的穿着者(即,人)建立的垂直轴线的通常含义。(向内-向外的方向(i-o)和向上-向下的方向(u-d)在不同的图中示出。)即使对于特定物品和部件(例如,作为回射层合物的一部分的粘结剂层、粘合层等),除非另有说明,否则该术语是关于作为整体的服装而不是特定物品。
如本文所用,作为对性质或属性的修饰语,除非另外具体地定义,否则术语“大致”意指将能容易被普通技术人员识别的性质或属性,而不需要高度近似(例如,对于可量化性质,在+/-20%以内)。除非另外具体地定义,否则术语“大体上”意指高度近似(例如,对于可量化性质,在+/-10%以内)。术语“基本上”意指极高度近似(例如,对于可量化性质,在+/-2%以内);应当理解,短语“至少基本上”包括“精确”匹配的特定情况。然而,即使是“精确”匹配,或者使用术语诸如相同、相等、一致、均匀、恒定等的任何其他特征描述的情况,也将被理解为在普通公差内,或者在适用于特定情况的测量误差内,而不是需要绝对精确或完全匹配。术语“被构造成”和类似的术语至少与术语“适于”一样具有限制性,并且需要用于执行所指定的功能的实际设计意图,而不仅仅是执行此类功能的物理能力。本文所有对数值参数(尺寸、比率等)的引用均被理解为能够通过使用来源于参数的多次测量结果的平均值来计算的(除非另外说明)。除非另外指明,本文所指的所有平均值均为数均。
具体实施方式
本文公开了可透气织物10和可由这种织物制成的高可见度可透气服装1。服装是指在正常使用中由人穿上和穿着的物品。根据定义,术语服装不包括本身要附接到要由人穿上和穿着的服装上的任何物品。因此,术语服装不包括本文后面描述的一般类型的“装饰”物品。
在图1中示出了背心形式的示例性高可见度可透气服装1。通常,这种服装可以采取例如背心、夹克、衬衫(长袖或短袖)、裤子、连衣工作服等形式。此类服装将包括主外表面12,当服装被穿着时,所述主外表面的大部分或全部是可见的;以及主内表面13,该主内表面面向穿着者的身体并且当衣服被穿着时,该内主表面的大部分或全部是不可见的。
此类服装1将包括一个或多个宏观区域14,这些宏观区域是回射的,以便赋予高可见度。在许多实施方案中,服装1的织物10的一些区域14可以是回射的,而织物10的其他区域15不是回射的。例如,回射区域14可以采取一个或多个垂直条带51和一个或多个水平条带52的形式,如图1的示例性设计中那样。至少一些此类回射区域将由回射层合物50提供,如本文中详细定义并描述的。
“宏观”回射区域14是指总尺寸为至少50平方毫米的回射区域。在各种实施方案中,存在于服装上的此类区域可具有至少100平方厘米、150平方厘米或200平方厘米的尺寸。任何此类区域的尺寸将基于宏观区域的外周来评估,尽管该区域内的回射层合物将以离散岛状物的形式提供。例如,此类回射区域14可以图1中所示的一般方式采取条带的形式。(在各种实施方案中,此类条带可具有至少25mm、35mm或50mm的宽度。)任何此类矩形条带的尺寸将是长度乘以宽度。其他形状的其他区域的尺寸可以使用适合于该形状的算法来计算。
宏观回射区域14将具有边缘55,该边缘将包括离散岛状物21的区域14与没有岛状物21的区域15划分界限。在一些实施方案中,回射区域14可通过其中可透气织物10可见的区域(例如宏观区域)与另一回射区域14隔开。或者,在一些实施方案中,回射区域的边缘55可以紧密地邻接另一回射区域的边缘55(例如,如图1中所示的垂直回射条带和水平回射条带51和52,以及图2中所示的工作实施例样品的照片中可见的两个回射区域14)。在一些实施方案中,回射区域14可以例如围绕服装的袖子、裤腿或其他部件连续地延伸。许多这样的布置是可能的。
在各种实施方案中,回射区域14可共同构成服装的织物的主外表面的总面积的至少2%、4%、8%、10%、20%、30%或40%。在另外的实施方案中,回射区域14可占服装的织物的主外表面的总面积的至多90%、80%、70%、60%、50%、45%、35%、25%或15%。(在一些实施方案中,织物的基本上整个外表面可以是回射的。)
离散岛状物
如图1和图2以及图3的放大视图所示,服装的宏观回射区域14将通过回射层合物50的多个离散岛状物21的存在而回射。离散岛状物意指回射层合物50以许多单独的小尺寸片21的形式存在,每个小尺寸片在所有侧面上被空白空间22包围并通过该空白空间与其最近的相邻片分开。可透气织物10的暴露的主外表面12通常在空白空间22中可见,如图3和图4所示。回射层合物50的这些许多小尺寸片21将共同提供由服装1的宏观回射区域14所呈现出的回射性。
在任何给定的宏观区域14内,回射层合物50的离散岛状物21将以至少60%和至多95%的面密度存在。通过将由回射岛状物21覆盖的区域14的累积面积除以区域14的总面积来计算面密度。(作为具体示例,图2所示的工作实施例样品中的回射层合物50的离散岛状物21以约80%范围内的面密度存在。)在各种实施方案中,岛状物21可以至少65%、70%、75%或80%的面密度存在。在另外的实施方案中,岛状物21可以至多90%、85%或80%的面密度存在。在更进一步的实施方案中,岛状物21可以60%至70%、>70%至80%或>80%至90%的面密度存在。本发明已经揭示,此类面密度可以允许区域14呈现出足够的回射性,同时还呈现出足够的透气性。
根据定义,回射层合物的离散岛状物21将呈现出1平方毫米至100平方毫米的平均尺寸。在各种实施方案中,离散岛状物21可呈现出至少2平方毫米、4平方毫米、8平方毫米、20平方毫米或40平方毫米的平均尺寸。在另外的实施方案中,离散岛状物21可呈现出至多80平方毫米、60平方毫米、40平方毫米或30平方毫米的平均尺寸。在一些实施方案中,离散岛状物可呈现出相对均匀的尺寸(例如,如在图2的照片中呈现的示例性布置中)。在其他实施方案中,离散岛状物可在尺寸方面显著变化。离散岛状物可以任何合适的排列或图案存在,例如以正方形阵列、六边形阵列、不均匀或不规则阵列等存在。
如上所述,每个离散岛状物21将在所有侧面上被间隙(空白空间)22包围,并通过该间隙与其最近的相邻岛状物分开。在各种实施方案中,此类间隙平均可为至少0.3mm、0.5mm或1.0mm宽。在另外的实施方案中,此类间隙平均可为至多5.0mm、4.0mm、3.0mm、2.0mm或1.5mm宽。在各种实施方案中,此类间隙可以是相对均匀的或者可以稍微变化。(如果间隙22的宽度变化,则可通过在沿间隙的延伸长度间隔开的合适数量的位置(例如10个)处测量间隙宽度来获得平均宽度。)
回射层合物50的离散岛状物21的尺寸和形状、两者间的间隙22的宽度、由岛状物共同呈现的面积覆盖率以及岛状物存在的图案可通过选择在将回射层合物50层合到织物的过程中使用的模版的参数来决定,如本文稍后详细论述。
可透气织物
服装1的织物10,至少在其上不包括任何回射层合物50的织物的区域,将是可透气的。可透气是指织物10呈现出至少2000克/平方米/24小时的湿气透过率(MVTR)。这种MVTR的评估将在38℃的温度处以“直立”构型(与其中液态水与测试层直接接触的“倒置”测试构型相反)以与授予Weimer的美国专利5,981,038中公开的总体上类似的方式进行,该专利出于此目的以引用的方式并入本文。此类方法也在美国专利申请公开2011/0112458(测试方法1A)中讨论,该专利出于此目的也以引用的方式并入本文。
在各种实施方案中,当以这种方式测试时,织物10可呈现出至少约3000克/平方米/24小时、4000克/平方米/24小时、5000克/平方米/24小时、8000克/平方米/24小时、10000克/平方米/24小时或15000克/平方米/24小时的MVTR。这种透气性可使得,至少在大多数正常条件下,由服装的穿着者的皮肤渗出的任何汗液可以足以将皮肤保持在令人满意的干燥条件下的速率以水蒸气形式从皮肤中排出。在另外的实施方案中,MVTR可为至多40000/平方米/24小时、30000/平方米/24小时或20000克/平方米/24小时。
在一些实施方案中,织物10的透气性可以是织物的固有性质,例如该固有性质通过制成织物的材料的组成(例如,由棉或棉共混物制成的织物可以比由聚烯烃制成的织物更透气),通过在制成的织物的纤维之间的任何空隙空间的存在(例如,具有相对松散编织的织物可以比具有相对紧密编织的织物更透气)等来控制。然而,在一些实施方案中,织物10可包括例如通过对织物进行后处理而获得的穿孔;在这种情况下,穿孔可有助于(并且在一些情况下可支配)织物的透气性。
上述值可应用于最初制造的织物10(包括赋予穿孔的任何后处理步骤)和不包括回射层合物50的任何岛状物21的织物10的宏观区域15。应当理解,回射层合物50的岛状物21在织物10的宏观区域14中的存在可降低该区域所呈现出的总体MVTR。在一些实施方案中,区域14的MVTR可与区域14的开放织物面积百分比大致成比例。开放织物面积百分比将是100%减去区域14中回射层合物50的岛状物的上述面密度。作为具体示例,如果区域14的面密度为80%,则开放织物面积百分比将为20%;在一些此类情况下,区域14所呈现出的MVTR可在例如织物10本身的MVTR的约10%-30%的近似范围内。
由于在许多实施方案中,回射区域14可占据服装1的织物10的总面积的相当小的百分比(例如,小于40%),因此回射区域14可以不必呈现出与天然织物一样高的MVTR。相反,所有可能需要的是,回射区域14呈现出足够的MVTR以避免形成服装的局部热点或出汗点。在各种实施方案中,具有回射层合物50的离散岛状物21的区域14可呈现出至少约1000克/平方米/24小时、2000克/平方米/24小时、4000克/平方米/24小时、5000克/平方米/24小时或8000克/平方米/24小时的MVTR。(当然,如果特定区域14包括未被回射层合物50堵塞的开孔,如下所述,则此类区域14实际上可呈现出与天然织物相当接近的MVTR,例如10000克/平方米/24小时或甚至15000克/平方米/24小时。)
另一种众所周知的透气性测量是所谓的耐水蒸气性(Ret)测试,该测试根据如2014年规定的ISO测试标准11092中提供的一般程序进行。这种评估提供了“Ret”,较低的Ret值对应于较低的耐水蒸气性和因此较高的透气性。在各种实施方案中,织物10和/或织物10的回射区域14可呈现出大于(>)20、>13至20、>6至13或>0至6的Ret值。
如上所述,在一些实施方案中,织物10的透气性可以是所制成的织物所固有的,例如由于制成织物的材料的组成和/或由于所制成的织物的纤维之间存在间隙空间。在一些实施方案中,透气性可至少部分地归因于织物中开孔的存在。开孔是指从主外表面12到主内表面13延伸穿过织物10的厚度的通孔(through-opening)(通孔(through-hole))。根据定义,为了达到“开孔”的质量,这种通孔必须呈现出至少0.3平方毫米的尺寸(面积)。因此,如本文所定义的开孔不包括纤维之间非常小的间隙空间。
因此,织物10可以是无孔织物或有孔织物。虽然由于在任何实际生产过程中可能发生的偶然缺陷,任何织物可能偶尔包括几个大孔,但本文所定义的无孔织物将不包括统计学上有意义数量的上述最小尺寸的通孔。为了本文的目的,有孔织物和无孔织物之间的界限是有孔织物必须包括足够数量和/或尺寸的开孔以提供具有最小3%开口面积的织物。
如将在下文中详细讨论的,回射层合物50将以粘合方式粘结到可透气织物10的主表面12。一般来讲,存在于织物的主外表面12处的任何小间隙空间或开口将被设置在织物的该特定区域上的回射层合物50桥接并堵塞。因此,在涉及无孔可透气织物10的许多实施方案中,回射层合物50将封闭织物的层合物设置在其上的局部区域,并因此将降低该局部区域的透气性。相比之下,在至少一些实施方案中,存在的任何开孔将不会被回射层合物桥接或堵塞,而是可保持开放。这种未堵塞的开孔可提供增强的透气性,甚至在织物10的带有回射层合物50的区域14中。在标题为回射有孔织物和服装(Retroreflective AperturedFabric and Garment),代理人案卷号为83371US002且与本申请同日提交的美国临时专利申请63/082841中详细描述了可将回射层合物层合到有孔织物上而不堵塞开孔的布置,该临时专利申请全文以引用的方式并入本文。
概括地说,开孔可以是以两种一般方式提供的两种一般类型。第一种类型是开孔,其固有地作为纺织织物(例如机织织物或针织织物)的长丝(词语“长丝”广义地包括线、股线、纱线等)之间的足够大的空间存在。换句话说,在一些实施方案中,织物可以是例如松散编织的纺织品,其中经纱和纬纱之间的至少一些空间足够大以用作开孔。(当沿着织物的向内-向外轴观察时,这种开孔可以是例如大致正方形的形状,这取决于编织物的特定性质。)这种类型的开孔将被称为“间隙”开孔,该开孔将固有地由制造织物的过程产生并且将不一定需要任何类型的后处理来形成开孔。(然而,应注意,只有呈现出上述最小尺寸(面积)的开口将被用作“开孔”。)任何这种包括具有一定尺寸以用作间隙开孔的间隙开口的织物在本文中将被称为“网”。在任何现实生活的网中,一些开口可以足够大以用作开孔,而其他开口可能无法用作开孔。
第二种类型的开孔是穿孔,根据定义,该穿孔是通过在织物的初始生产(例如通过编织)之后进行的后处理而在织物中形成的开孔。这种后处理可以是例如机械穿孔(例如通过冲切)、水射流切割、激光切割、针刺等。在这种情况下,开孔的形状可以通过所使用的特定方法和设备来确定,例如圆形、椭圆形、正方形、六边形等。在一些实施方案中,可以存在间隙开孔和穿孔的组合(换句话说,在一些实施方案中,“网”可以被穿孔)。
在各种实施方案中,然而所形成的任何此类开孔可占据至少3%、5%、10%、15%或20%的开口面积百分比。在另外的实施方案中,此类开孔可以占据至多50%、45%、40%、35%、30%、25%、18%、13%或8%的开口面积百分比。一般来讲,开口面积百分比的上限可以由织物所要实现的期望可见度来确定。特别地,如果希望织物满足在ANSI ISEA 107-2015美国国家高可见度安全服饰和附件标准(下文称为“ANSI 107-2015”)中提出的标准,则开口面积%可能需要低于一定的限制,以满足ANSI 107-2015标准的亮度要求。在各种实施方案中,有孔织物的开孔可以必须从呈现出至少0.5平方毫米、1.0平方毫米、1.5平方毫米或2.0平方毫米的尺寸;在另外的实施方案中,开孔可呈现出至多20平方毫米、15平方毫米、10平方毫米、8平方毫米、6平方毫米、5平方毫米、4平方毫米、3平方毫米或2.5平方毫米的尺寸。开孔的最大尺寸将是100平方毫米。应注意,为了被认为是开孔,任何此类开口必须大量存在;偶然开口诸如扣孔、缝合孔等将被忽略。
可透气织物10可以是任何合适的组合物,并且可以通过任何合适的方法制成。例如,织物10可以由例如聚酯、聚酯/棉共混物、棉、尼龙等制成。如果希望织物呈现出对特定用途有益的耐热性和/或阻燃性,则织物可以包括公知材料或由公知材料制成,该公知材料诸如可以商品名KEVLAR和NOMEX、CELAZOLE和PBI-LP获得的产品。在一些实施方案中,这种织物可以是例如纺织品,例如织造纺织品或非织造纺织品或类似材料。然而,广泛地说,通过任何方法制造的适合用作衣服的任何片状材料都可以用作织物。
在一些实施方案中,可透气织物可以是可拉伸织物,这意味着织物可以可逆地拉伸到至少50%的伸长率,而织物不经历任何显著的永久变形或损坏。此类织物可例如包含氨纶纤维(spandex)或弹性纤维与其他纤维的共混物。在各种实施方案中,可拉伸织物可以可逆地拉伸到至少100%、150%或200%的伸长率。本发明已经揭示,在此类织物上设置回射层合物的离散岛状物不必过度降低织物的拉伸性。因此,在至少一些实施方案中,此类织物的回射区域14可呈现出上述伸长率值。
在许多实施方案中,服装1可以包括织物10,该织物作为单层存在于例如服装的总面积的至少60%、70%、80%、90%或95%上。即,除了其中可存在接缝、袖口、翻领、腰带、衬里等的这些区域之外,服装的大部分可以采用单层织物10的形式。这种单层将与包括多层织物的叠堆的服装不同。(然而,在本文中,单层织物将包括例如带有涂层的织物层,例如出于防水目的。)在一些实施方案中,织物可以是多层织物,例如其中单独的、预先制备的织物层例如通过层合彼此附接。在此类实施方案中,织物层应当被布置或处理成使得保持足够的透气性。
在许多实施方案中,可透气织物10可以是有荧光的。“有荧光的”是指织物(以及由其制成的服装1)将呈现出满足ANSI 107-2015中提出的标准的亮度(最小亮度因数)。本领域普通技术人员将知道,这种最小值根据特定的荧光颜色而变化(例如,荧光黄色织物必须具有0.70的最小亮度因数)。这可以例如通过将一种或多种荧光添加剂掺入到织物中(例如掺入到形成织物的长丝中)来实现。这种荧光添加剂和织物可广泛获得。在这样的实施方案中,服装可以呈现例如亮黄色、橙色或绿色荧光区域,这些区域散布有回射区域(例如条带)。在其照片出现在图2中的工作示例样品中,织物10上不具有回射层合物50的区域15呈现原始织物的亮荧光橙色,尽管这在图2的灰度照片中不可见。在该样品中,区域14显示出(在环境光中)亮银色,这是许多回射层的特征。
回射层合物
如本文所公开的,服装1的至少一个回射区域将由回射层合物提供。图4的侧剖视图(以示例性的一般表示方式描绘)描绘了回射层合物50的设置在可透气织物10的区域14中的两个离散岛状物21的部分。在岛状物21之间存在间隙22,其中织物10的主表面12是可见的。
图5是带有回射层合物50的示例性离散岛状物21的一部分的织物10的一部分的放大视图。在许多实施方案中,这种回射层合物50可以包括粘结剂层60、透明微球70和粘合剂63。粘合剂63可以方便地为如图5所示的连续层的形式;然而,在一些实施方案中,这种粘合剂可以例如通过喷涂不连续地提供。
层合物50的任何此类岛状物21将提供在岛状物21的粘结剂层60的正面的长度和宽度上间隔开的多个回射元件。每个回射元件将包括透明微球70,该透明微球部分地嵌入粘结剂层60中,使得微球70的部分71被部分地暴露。粘结剂层60保持并保留透明微球70,并以这样的方式呈现它们,使得它们可以发挥回射效果,并为回射层合物50提供足够的机械完整性以进行加工和处理。
每个透明微球70具有位于粘结剂层60中的嵌入部分72。次要反射层73将设置在微球70的嵌入部分72与粘结剂层60之间。微球70和次要反射层73使大量的入射光朝向光源共同地返回。也就是说,与回射层合物的外侧相遇的光进入并穿过微球70,并且被次要反射层73反射,以再次重新进入微球70,从而以术语“回射”所表示的一般方式使光被转向以朝光源返回。
回射层合物50包括如上所述的粘合剂63。在图5的示例性描绘中,粘合剂层63的主内表面64与织物10的主外表面12接触。粘合剂层63的主外表面65与粘结剂层60的主内表面61接触。在所描绘的实施方案中,粘结剂层60的主外表面62将提供层合物50的主外表面53(忽略微球70的突出部分71);粘合剂层63的主内表面64将提供层合物50的主内表面。
如上所述,如本文所公开提供的回射组件是回射层合物50。层合物是指预先存在的叠堆(例如包括如上所述的带有微球的粘结剂层60和粘合剂层63),该叠堆通过层合物的粘合剂层63作为整体以粘合方式粘结到织物10。根据定义,粘合剂层63是在与织物10接触之前的回射层合物50的部件。因此,这种布置与例如将粘合剂设置在织物上(例如,通过丝网印刷),然后使回射物品与粘合剂接触的方法不同。本领域普通技术人员将理解,本文公开的方法(其中粘合剂层是回射层合物的预先存在的部件)将使所得产品(带有回射层合物的织物层)呈现出将该产品与通过例如丝网印刷或以其他方式将粘合剂层设置到织物上而获得的产品区分开的至少一些特征。如本文所公开的回射层合物也将不同于例如通过例如将回射层直接涂覆到织物上而形成的回射物品。
无支撑的层合物
根据定义,回射层合物50是无支撑的。这意味着层合物50不包括任何种类的支撑基底、层、膜等(除了粘结剂层60之外),该层合物用于以增加层合物的厚度为代价提供机械完整性。特别地,无支撑层合物50不包括任何织物层等。在这方面,本文所公开的方法明显不同于提供具有回射性的服装的许多常规方法。多年来,已经通过提供一个或多个“装饰”形式的回射物品来赋予服装回射性;即,以设置在支撑织物层上的回射层的形式。“饰条”例如通过缝合,通过超声波粘结,通过粘合剂等附接到衣服。结果是存在两层织物(服装织物和装饰织物)。这可以降低衣服的透气性,可以增加衣服的局部刚度,等等。
相比之下,在本方法中,将回射层合物50直接设置在服装的织物上,而不需要任何附加的支撑织物层。这种方法消除了将由织物支撑层所赋予的额外厚度,使对透气性和刚度的任何影响最小化,并且使通常由回射“饰条”呈现的粗糙边缘最小化。(在一些情况下,如图4所示的回射层合物50的离散岛状物21的边缘23可能是如此细微,以致人们可能能够沿着织物移动他们的手指,并且不能容易地分辨何时遇到岛状物的边缘。)因此,在一些实施方案中,安装在服装的织物上的回射层合物可以提供“低轮廓”回射区域,其中回射区域的局部厚度(服装织物和回射层合物的组合厚度)可比单独的衣服织物的厚度大了小于1.5倍、1.3倍或1.2倍。作为具体示例,在一些实施方案中,可透气织物的厚度可以是例如0.4mm-0.5mm,并且待层合至可透气织物的回射层合物的厚度可以是例如0.10mm-0.15mm。
因此,总之,如本文所公开的无支撑的回射层合物将不包括任何种类的支撑基底,诸如织物层。在一些实施方案中,此类层合物可以基本上由两个主要层组成或由两个主要层组成:粘结剂层和将层合物附接到服装的织物的粘合剂层。在本文中,主要层被认为是结构层,其根据定义包括粘结剂层和粘合剂层。根据定义,主要层不包括光学层,诸如回射层(例如蒸气涂覆的金属层)等(此类层在本文中将称为次要层)。层合物可以由这两个主要层组成的条件不排除其他组分(例如微球)的存在,和/或本文认为是次要层的其他层的存在。
根据定义,如本文所公开的回射层合物将包括多于一个主要层。例如,在许多实施方案中,将存在粘结剂层60和粘合剂层63。粘合剂层63和粘结剂层60是组成和功能不同的单独层,其中粘结剂层提供回射元件,并且粘合剂层用于将粘结剂层保持在所需织物上的适当位置。这种布置与其中使用单个主要层(例如,自身提供回射元件的粘合剂层)的布置不同。提供回射元件的离散物品(例如透明微球)在本文中不被认为构成主要“层”。
在各种实施方案中,回射层合物(在不存在任何衬里的情况下)可以呈现出从其外表面53到其内表面54(例如,从粘结剂层60的外表面62到粘合剂层63的内表面64,并且不考虑突出到粘结剂层上方的任何微球)为约20微米、40微米或60微米至约300微米、200微米、150微米、100微米、80微米或50微米的厚度。在各种实施方案中,回射层合物从其外表面53到其内表面54(例如,从粘结剂层60的外表面62到粘合剂层63的内表面64,并且不考虑突出到粘结剂层上方的任何微球)的厚度可以为其所附接的织物的厚度的约5%、10%、20%或30%至约80%、60%、50%、40%、35%、25%或15%。
粘合剂
层合物50通过粘合剂63以粘合方式粘结到可透气织物10的主外表面12。粘合剂63可以是允许进行层合的任何合适的类型。在一些实施方案中,这种粘合剂63在室温(21℃)处可以是压敏粘合剂(PSA)。根据定义,这种PSA将满足公知的Dahlquist标准,即在21℃处呈现出大于1×10-6cm2/达因的一秒蠕变柔量。
在其他实施方案中,这种粘合剂63可以是在室温处不呈现出PSA性质但可以升高到该粘合剂粘结到织物上的温度(例如,通过在如本文稍后所述的热压机中进行层合)的材料。一些此类实施方案可以具有如下优点:如果粘合剂在室温处(以及在粘合剂在储存、运输和处理期间可暴露的所有温度处)是足够非粘性的,则粘合剂可能不需要被非粘性衬里覆盖。
在一些实施方案中,粘合剂可以是可被加热到一定温度的材料(例如,所谓的热熔粘合剂),在该温度处,粘合剂可以被可流动地沉积(例如,涂覆或挤出)到粘结剂层上,之后该粘合剂可以被冷却以形成粘合剂层。可以保持所得层合物直到期望将层合物附接到织物时为止,此时可以将粘合剂加热(例如在如本文稍后描述的平压机中)到足以将层合物粘结到织物的温度。
在一些实施方案中,粘合剂可以是例如膜或片材形式的热塑性材料,该材料可以通过热层合而不是通过必须完全熔融粘合剂材料而设置在粘合剂层上,从而例如通过涂覆将其设置在粘结剂上。然后可以以与上述用于可流动沉积的热熔性粘合剂类似的方式使用所得的层合物。此类材料可以具有例如25微米、50微米或75微米至150微米、125微米、100微米或75微米的厚度,并且可以具有例如100℃至150℃范围内的软化点。
因此,在一些实施方案中,可以将合适的粘合剂设置在粘结剂层上,无论是通过例如液体涂覆、喷涂、挤出或层合,将所得制品储存(在粘合剂上具有或不具有不粘衬里,这取决于特定粘合剂的特性)直至期望将制品层合到织物时为止。在其他实施方案中,作为层合过程的一部分(例如,在即将将所得制品层合到织物之前),可以例如通过液体涂覆、喷涂、挤出或层合将合适的粘合剂设置到粘结剂层上。
各种PSA、可热熔融流动的粘合剂、可热活化的粘合剂膜等可广泛获得。此类材料可由以下物质制成或包括以下物质:例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯聚合物和共聚物、天然橡胶聚合物、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚己内酯、聚碳酸酯、苯乙烯嵌段共聚物等。此类材料可以购自供应商,诸如3M公司(3M)、波斯蒂克公司(Bostik)(阿科玛(Arkema))、路博润公司(Lubrizol)、毕玛时(Bemis)、亨茨曼公司(Huntsman)、渥尔森公司(Woorthen)和塞拉尼斯公司(Celanese)。在一些实施方案中,粘合剂的组成可以根据待粘结的织物来选择。例如,如果层合物要粘结到包含聚酯、棉、聚酯-棉共混物等的织物,则可以使用包括聚酯等的粘合剂。尽管如上所述许多这样的粘合剂可以是热塑性的,但是在一些实施方案中,可以使用热固性粘合剂,例如基于例如聚氨酯或聚烯烃的反应性热熔融粘合剂。这种粘合剂可购自例如布亨粘合剂***(Buhen Adhesive Systems)。
在一些实施方案中,此类粘合剂可在层合温度和/或压力下变得可充分变形以在横向方向上略微变形或移动。因此,在一些情况下,回射层合物的离散岛状物的外边缘可至少部分地由少量粘合剂限定,该粘合剂可稍微横向变形(例如“渗出”)超过粘结剂层的侧向边缘。这种情况通常相当不明显;在大多数实施方案中,任何此类粘合剂变形将不会例如使回射层合物的离散岛状物的面密度改变超过5%、10%或15%。
在本方法中,将至少包括粘结剂层60和粘合剂层63的预制回射层合物50与可透气织物10放在一起,使得粘合剂层在织物的所需区域14中接触可透气织物10的主表面12。(织物的其他区域15可以保持原样,而不在其中设置回射层合物)。施加例如热和/或压力使得粘合剂63粘结到织物10,以便在织物10的表面12上设置层合物50的离散岛状物21。
使用适当的热和/或压力将层合物50和可透气织物10结合在一起的过程可以例如通过一对层合工具来实现。在一些实施方案中,该对层合工具可以采取压料辊设备的辊的形式。这种设备可以包括支撑回射层合物的第一背衬辊和支撑织物的第二背衬辊,其中在第一背衬辊和第二背衬辊的表面最接近的点处建立合适的间隙。每个背衬辊的表面均可以被选择为具有任何合适的硬度;例如,该表面可以是钢或其他金属,或者可以例如配备有任何合适厚度和硬度的例如硅橡胶等的涂层或套筒。
然而,在一些实施方案中,层合可以通过将回射层合物和可透气织物放置在平压机中并在合适的温度和/或压力下将它们压在一起而进行。这种工艺将是分批工艺而不是卷对卷工艺。这种方法在允许使用已经至少部分地切割成服装形状的织物方面可能是有利的,这对于压料辊***可能是困难的。顺便注意到,附接有回射层合物(通常是多片层合物)的织物片本身可以形成服装,例如在任何最终切割或精加工过程之后。然而,在一些实施方案中,服装可以通过取两片或更多片织物(其中至少一片带有一个或多个回射层合物)并例如通过缝合将织物片接合在一起而形成。本文所公开的方法涵盖任何此类布置。
在使用平压机时,可以将一个或两个压板控制在所需温度(例如160℃-180℃)。压板可以用合适的压力(例如40psi-60psi)和合适的时间(例如5秒、10秒或15秒,至多60秒、40秒或20秒)合在一起。然后可以将压板分开,并且(在等待物品冷却到足以充分地建立粘合剂和织物之间的结合的程度之后)可以将带有一个或多个以粘合方式粘结到其上的回射层合物片的可透气织物移除。用于这种操作的合适的压机可以是可例如购自中国台湾省的元威精机股份有限公司(Yourway Machinery Co.,Ltd.,Taiwan,China)的一般类型。
本文公开的方法涉及生产其上具有离散岛状物形式的回射层合物的可透气织物。例如组合使用的各种方法和工艺条件能够实现这一点。已经发现一种通用方法产生有利的结果。参照图6,该方法包括使用模版80,通过该模版将回射层合物50层合到织物10上。根据定义,模版通常是片状物品(具有远大于厚度的长度和宽度),该物品包括限定并限制多个通孔81的实心部分82。在层合过程中,模版80将被定位在回射层合物50和待与层合物50附接的可透气织物10之间,其中层合物的粘合剂面向织物。
在层合过程中,当回射层合物被压贴在模版80的外表面85上时(如图6中的大框箭头所示),层合物的局部区域可变形(凸出)到模版的通孔81中(如图6中的小框箭头所示)。这可以这样进行,使得层合物的粘合剂的表面接触织物10的表面12并粘结到该表面,该表面在模版80的通孔81的内端处暴露。当层合过程结束并且织物10与模版80分离时(例如,当模版80从可透气织物10的向外主表面12剥离时),粘结到织物10的层合物的粘合剂区域(连同在该粘合剂区域顶上的粘结剂)将与织物10一起保留。即,粘合剂和粘结剂材料的这些区域将与分别围绕它们的粘合剂和粘结剂材料分离,使得层合物的这些局部区域以离散岛状物的形式保持粘结到织物。相反,在模版的固体材料存在的区域中,层合物将与模版一起被移除。结果将是图4中所示的一般类型的布置,其中织物10呈现出由其中不存在回射层合物的间隙22分开的回射层合物的离散岛状物21。
可以选择织物的组成、物理特性(例如刚度)和/或表面特性以及粘合剂的特性,以增强粘合剂粘结到织物的能力,从而实现上述效果。
已经讨论了本文所公开的回射层合物将是无支撑的,这意味着它不包括任何支撑层,诸如聚合物膜或织物层。现在可以理解,没有这种支撑层将使得层合物更容易变形进入并通过模版的通孔。(粘结剂层和粘合剂层的组成也可以选择为例如相对弹性的、可变形的等,以进一步增强这种能力。)此外,层合过程可以用“无衬里”的回射层合物进行。即,在层合过程之前,将移除所接收的层合物上存在的任何衬里。这显然包括可能已经存在以保护粘合剂的任何衬里(例如,如果粘合剂足够粘而需要使用衬里用于处理和储存)。
然而,如果存在“背面”衬里(即,在粘结剂层的与粘合剂相反的一侧上的衬里,即在回射层合物的外侧上的衬里),则在层合之前还必须将其移除。(如果在层合之前衬里没有被移除,则被这种衬里占据的位置在图5中由附图标记74表示。)这与回射制品的生产和这种制品与织物的粘结中的常规实践相反。通常,包含如本文所公开的微球的回射制品是从衬里(通常称为载体)开始构建的。在常规实践中,这种衬里被软化(例如通过加热)并且多个透明微球被部分地嵌入衬里中。然后将反射层(例如金属涂层)施加到微球的暴露部分。然后将粘结剂前体(例如聚合物树脂)涂覆到衬里上,覆盖微球的暴露部分,并硬化以形成粘结剂层。然后将粘合剂层沉积在粘结剂层的顶上。然后储存所得制品,直到将其附接到织物上时为止。
为了进行附接,将仍然存在衬里的制品放置在织物上,使粘合剂与织物接触。然后加热所得叠堆以将粘合剂粘结到织物。该整个过程通常在仍存在原始衬里(载体)的情况下进行。仅在制品粘结到织物之后,才移除衬里/载体。
如本领域中常规已知的,这种方法具有以下优点:衬里/载体可稳定回射制品,并且特别是可使回射制品在处理过程中的任何拉伸或翘曲最小化。这种考虑对于例如涉及回射制品的辊到辊处理的大规模操作可能是重要的。然而,本发明已揭示,对于本文所公开的类型的层合操作,可以在层合物粘结到织物之前从回射层合物移除任何此类衬里/载体,而不会对层合物造成不适当的变形或损坏。并且,本讨论清楚地表明,在层合物上不存在任何这种衬里/载体将显著降低层合物的刚度,并且将使层合物更容易变形进入并通过织物的开孔。
如果在没有背面衬里/载体的情况下,回射层合物特别弱或者难以处理,则可以使用稍微改进的层合程序。例如,可将层合物放置在期望的模版上,其中背面衬里仍在适当位置。然后可以施加温和的热和/或压力以将层合物粘着在模版上的适当位置。在以这种方式将层合物粘附到模版的情况下,可移除背面衬里,之后可进行完全的层合过程(使用本文所述的温度和/或压力)以将回射层压物层合到织物。在该方法的变型中,可将层合物粘结到模版至足够的程度,使得模版本身可用作事实上的衬里,这使得回射层合物可充分处理,从而可移除任何先前存在的衬里。因此,在这种类型的实施方案中,层合将是“无衬里”层合的情况不排除已与回射层合物附接的模版的存在,使得模版可用作衬里。(相反,这种布置排除了也不用作模版的任何附加衬里的存在。)应当理解,这种衬里/模版将不同于通常与粘合剂一起使用的常规剥离衬里,因为衬里/模版不需要并且在许多实施方案中可不从粘合剂移除。
因此,在一些实施方案中,回射层合物可以制品的形式供应(用于层合到织物),该制品配备有例如不可移除地粘结到回射层合物的粘合剂的衬里/模版。在此类实施方案中,此类制品可包括回射层合物,该回射层合物包括粘合剂层和带有回射元件的粘结剂层,并且还可包括模版形式的不可移除的衬里,该衬里/模版与粘合剂层接触。
除了上述指导方针之外,已经发现另一种方法产生特别有利的结果。这是在层合过程中在回射层合物后面使用柔顺垫(compliant pad)。已经发现,这种柔顺垫的存在可以显著增强层合物变形进入并通过模版的通孔的能力。因此,如图6中的示例性实施方案所示,在一些实施方案中,柔顺垫90可存在于回射层合物50的后面,例如在层合物50与用于执行层合的平压机的压板之间。在这种情况下,垫90的主表面95可面向压板,而垫90的相反主表面96面向(例如接触)层合物50的向外主表面53。
柔顺垫是指呈现出100或更小的Shore OO硬度的垫。在各种实施方案中,这种垫可以呈现出小于90、80、70、60、50、40、30或20的Shore OO硬度。在一些实施方案中,这种垫可以呈现出至少5、10或15的Shore OO硬度。这种柔顺垫可以由任何合适的材料制成,例如硅橡胶,以确保粘结剂(和透明微球)在层合条件下不会粘附到垫。在各种实施方案中,这种垫可以是致密材料(例如,缺乏空隙或孔隙率的硅橡胶);或者,垫可以是例如泡沫或纤维材料,例如织造织物或非织造织物或皮革材料,只要其呈现出必要的柔顺性即可。将在室温(21℃)处测量上述Shore值。应理解,任何这种垫的实际硬度可以随温度而变化,例如,垫可以在用于层合的温度下变得略微更软。当选择具有特定室温Shore值的垫时,将考虑任何这样的现象。
如上所述,在一些实施方案中,如本文所公开的层合工艺可以用平压机进行。在此类层合工艺中,可以加热压板中的任一者或两者(在层合物和柔顺垫后面的压板,和/或在可透气织物后面的压板)。如果层合物和柔顺垫后面的压板被加热,则柔顺垫具有高热导率(例如,高于常规硅橡胶的热导率)使得热量可以通过垫传递可能是有益的。具有增强的热导率的柔顺垫(例如,通过将导热填料91掺入到硅橡胶中)可以从许多来源获得。这种柔顺垫包括例如可以一般商标名TG-A和TG-AK购自英国拉特沃思的高柏科技公司(T-GlobalTechnology,Lutterworth,UK)的各种产品。这种垫可以呈现出例如在2W/mK-18W/mK范围内的热导率(与通常呈现出在0.2W/mK-0.4W/mK范围内的热导率的常规硅橡胶相反)。如果在织物后面的压板被加热,则在回射层合物后面的柔顺垫可不必呈现出高热导率,尽管这可以根据需要设置。
在各种实施方案中,这种柔顺垫的总厚度可以为至少1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm、6.0mm或8.0mm。在另外的实施方案中,这种垫可以为至多10mm、7mm、5mm或2.5mm厚。垫的厚度可以影响垫可能需要的热导率;即,相对薄的垫可能不需要非常高的热导率。
这种布置可以根据需要变化。例如,可以使用两个柔顺垫,一个位于回射层合物后面,而一个位于可透气织物后面。可以加热任一个或两个压板,并且可以相应地选择常规的柔顺垫与具有增强的热导率的柔顺垫。迄今为止的工作已显示,位于回射层合物后面的单个(导热)柔顺垫可以提供足够的结果。然而,该工作已表明,在可透气织物后面提供附加的柔顺垫可提供略微优异的结果。可能的是,位于可透气织物后面的柔顺垫可用于将可透气织物推进模版中的通孔中,以便更容易地与回射层合物的粘合剂接触,并因此可增强本文所公开的效果。
因此,在一些实施方案中,一个或多个柔顺垫可以与层合物、模版和织物一起***到压印机中以形成叠堆。在一些此类实施方案中,垫可以使用多次(例如,多于10次)。在其他实施方案中,垫可以仅使用几次(例如,10次、5次或2次使用,或甚至单次使用),例如,该垫可以采取柔顺织物片的形式,该柔顺织物片被使用并然后被处置或回收。在一些实施方案中,有可能将柔顺垫附接到压机的压板,使得垫可以多次使用而不从压机移除。可以选择垫的组成(或至少垫的将面向粘结剂层的主表面的组成),使得在用于将回射层合物层合至织物的条件下,垫和粘结剂层将不会彼此粘附。
可使用具有合适性质以实现本文所公开的效果的任何模版。在一些方便的实施方案中,此类模版80可以采取如图7和图8中的示例性实施方案中所示的结网或筛网(为了方便,这里将使用术语“结网”)的形式。此类结网可包括限定通孔81的实心构件82。在一些实施方案中,此类构件可以布置成两个主要组,例如,第一组构件83沿第一方向定向,而第二组构件84沿截面方向定向,这些构件组在接合部87处汇合。此类结网可提供例如矩形、正方形、斜方形或菱形(lozenge)(例如菱形(diamond))形状的通孔81。然而,许多变化是可能的,这些变化涉及在多于两个方向上定向的构件、在相对复杂的接合部处相遇的构件等等。从对图2中的工作实施例样品的照片的观察可以理解,在该特定情况下,模版以蜂窝型结网的形式使用,尽管仍提供大致菱形的通孔,但该结网比图7和图8中所示的示例性结网略微更复杂。
模版材料的尺寸将确定设置在织物上的回射层合物的离散岛状物的相应尺寸。即,离散岛状物的形状和尺寸将紧密地对应于模版中的通孔81的形状和尺寸。类似地,离散岛状物之间的间隙22的布置和尺寸将紧密地对应于模版的实心构件82的布置和尺寸。通孔81的尺寸可对应于先前针对离散岛状物列举的任何尺寸(以平方毫米计)。类似地,实心构件82的宽度可对应于先前针对间隙22所述的宽度中的任一者。模版的厚度可以是任何合适的值,例如至少0.15mm、0.20mm或0.25mm到至多1.0mm、0.8mm、0.6mm、0.4mm或0.3mm。
应选择模版(例如结网)的组成和所得性质以实现所需效果。显然,模版材料必须在层合中使用的热和压力条件下保持其完整性。除此之外,模版材料应能够帮助或至少允许先前描述的已经与织物接触并粘结到该织物的粘结剂和粘合剂的区域与和模版接触的粘结剂和粘合剂的周围区域分离。因此,模版材料实际上能够在层合中使用的热和压力条件下在一定程度上穿透软化的粘结剂和/或粘合剂可能是有帮助的。粘合剂能够粘结到模版材料的表面也可以是有帮助的,尽管这不是必需的。在一些实施方案中,模版材料可以是合适的金属,例如铝或钢。然而,在许多方便的实施方案中,模版材料可以是有机聚合材料,例如尼龙等。
在一些实施方案中,在将模版80和织物10分离以在织物10的主外表面12上留下回射层合物50的离散岛状物21之后,织物10和离散岛状物21可经受短暂的后层合步骤。这种后层合(其可能不一定涉及与初级层合步骤中一样高的温度和/或压力)可以例如确保层合物50的离散岛状物的边缘23牢固地固定在织物10的表面12上的适当位置。
将简要提供各种部件(例如粘结剂、透明微球等)的附加描述。然而,在许多专利文献中详细描述了此类部件,并因此这里不再详细描述。如前所述,粘结剂层60保持并保留透明微球70,并以可实现回射效果的方式呈现该透明微球。粘结剂层60还赋予回射层合物50足够的机械完整性,使得层合物50可以在不存在任何附加支撑层的情况下被加工和处理,例如层合到织物。在各种实施方案中,粘结剂层60呈现出例如30微米至250微米的平均厚度。在如本文所公开的层合条件下,粘结剂层60将软化并变得可变形至允许实现本文所述效果的程度。具体地说,粘结剂层应当能够以所述方式变形进入开孔;并且,该粘结剂层必须能够在粘结剂的一部分粘结到可透气织物并且粘结剂的一部分与结网一起保留(例如,粘结至结网)的位置处分开。因此,在许多实施方案中,粘结剂可以是热塑性材料而不是热固性材料(尽管在一些特定的实施方案中,它可以是在层合温度下足够弱的热固性(网状)材料,以允许粘结剂以本文所述的方式变形和分离)。
粘结剂层60可以具有任何合适的组合物。在一些实施方案中,粘结剂层60可以是美国临时专利申请62/785326和所得PCT申请WO2020/136531中公开的一般类型的组合物,该专利申请全文以引用方式并入本文。此类组合物可以包含例如苯乙烯嵌段共聚物与一种或多种合适的增粘剂(例如包含非碳杂原子官能团的增粘剂)的组合。在一些实施方案中,粘结剂层60可以是美国临时专利申请62/785344和所得PCT申请WO2020/1365672020/136567中公开的一般类型的组合物,该专利申请全文以引用方式并入本文。此类组合物可以包含例如至少一种增粘剂,以及选自天然橡胶和合成橡胶中的至少一者的至少一种弹性体(例如弹性体苯乙烯嵌段共聚物)。
在一些实施方案中,粘结剂层60可以是以下专利申请中公开的一般类型的组合物:美国临时专利申请62/522279和所得的PCT申请WO2018/236783,以及美国临时专利申请62/527090和所得的PCT申请WO2019/003158,所有这些专利申请均全文以引用方式并入本文。这些文件描述了可以用于形成“嵌入珠粘结层”(例如,即粘结剂层)的各种可固化(甲基)丙烯酸酯配制物。例如,US’090文件描述了以下组合物:其可以包含衍生自含有1至14个碳原子的醇的一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元,以及氨基甲酸乙酯丙烯酸酯聚合物或丙烯酸共聚物中的至少一者。US’279文件描述了以下组合物:其可以包含衍生自含有1至14个碳原子的醇的一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元,以及聚乙烯醇缩醛树脂。在美国专利申请公布2017/0276844、2020/0264352和2020/0264349中描述了其他可能合适的粘结剂组合物,所有这些专利申请全文均以引用方式并入本文。
回射不会玩50的粘合剂层63可以为任何合适的类型,如本文早先所述。各种粘结剂在美国专利申请公布2017/0276844中描述,该专利申请全文以引用方式并入本文。应注意,回射层合物的粘合剂的组成可根据其所要层合的可透气织物的组成来选择。例如,如果可透气织物是例如聚酯或聚酯共混物,则粘合剂可以是聚酯基粘合剂。此类措施可确保粘合剂将充分地粘结到织物。
可能期望的是,选择各种物品的组成,使得粘合剂63与粘结剂层60之间的粘结足够强(例如,至少与粘合剂63与织物10之间建立的粘结一样强),使得粘合剂63不会与粘结剂层60分离。换句话说,目标是粘合剂63和粘结剂层60(而不是仅粘合剂63)都将转移到织物。
用于回射层合物的透明微球70可以是任何合适的类型。术语“透明的”通常用来指透射所选择的波长处或所选择的波长范围内的电磁辐射的至少50%的主体(例如,玻璃微球)或基底。在各种实施方案中,透明微球可由例如无机玻璃制成,和/或可具有例如1.7至2.0的折射率。在各种实施方案中,微球可具有至少20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米或80微米的平均直径。在各种实施方案中,微球可具有至多200微米、180微米、160微米、140微米、120微米、100微米、80微米或60微米的平均直径。绝大多数(例如,按数量计至少90%)微球体的形状可以是至少大致、大体上或基本上球形的。然而,应当理解,如在任何现实、大规模工艺中生产的微球体可包括在形状上呈现出轻微偏差或不规则的少量微球体。因此,术语“微球”的使用不要求这些物品的形状必须例如是完美或精确球形的。
在各种实施方案中,在回射层合物50中,微球70可以部分地嵌入粘结剂层60中,使得平均而言,15%、20%或30%的微球直径至约80%、70%、60%或50%的微球直径嵌入该粘结剂层内。通常,尽管偶尔的微球可彼此侧向接触,但是微球将彼此至少稍微侧向间隔开。在各种实施方案中,微球可以以至少30%、40%、50%、60%或70%,和/或至多80%、75%、65%、55%或45%的堆积密度存在于粘结剂上。
在一些实施方案中,与透明微球70结合操作以提供回射元件的次要反射层73可以包括金属层,例如气相沉积金属(例如铝或银)或金属合金的单个层或多个层。在一些实施方案中,次要反射层可以采取电介质反射层的形式,其包括成对的高折射率子层和低折射率子层的光学叠堆,所述成对子层沿着光路按顺序布置,以组合提供反射性质。在各种实施方案中,可以存在一对、两对、三对或更多对高/低折射率子层。电介质反射层在美国专利申请公布号2017/0131444中进一步详细地描述,该专利申请全文以引用方式并入本文。
在一些实施方案中,本文所公开的回射制品50的回射元件中的至少一些(例如,与反射层组合的透明微球)可以包括至少一个次要彩色层。回射制品的回射光路径中的至少一些中存在彩色层可允许层合物包括至少一些呈现出彩色回射光的区域,而与这些区域(或层合物的任何其他区域)在环境(非回射)光中所呈现出的颜色无关。彩色层例如在美国临时专利申请号62/675020和所得的国际专利申请公布WO2019/084297中进一步详细描述,这两份专利申请均全文以引用方式并入本文。所有光学层(诸如彩色层和反射层以及它们的子层)将通常是极薄的(例如小于5微米)并且是非结构的,并且因此将被认为是如本文早先讨论的“次要”层。在一些实施方案中,回射层合物可以被构造成在环境(非回射)光中呈现出特定颜色,而与在回射光中呈现出的任何颜色无关。这可以例如通过用任何期望的颜料、染料等填充粘结剂层来实现。
包括带有透明微球和反射层的粘结剂层以及粘合剂层但不具有任何支撑层的各种产品是可商购获得的并且可用作如本文所公开的回射层合物。此类产品包括例如以商品名SCOTCHLITE REFLECTIVE MATERIAL TRANSFER FILM C725、C750、C750R、C790、8712、8725、5510和5807购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul MN)的各种产品。所提供的一些此类产品可以包括将在层合之前被移除的粘合剂侧衬里。所提供的一些此类产品可以包括背面(外部)衬里。根据本文的公开内容,这种衬里应该在层合之前被移除(或者,产品可以例如被粘结到模版,之后移除背面衬里以用于完全层合,如本文其他地方所述。)
在生产或获得如本文所公开的回射层合物50之后,该层合物能够以任何合适的形式储存,并且/或者可以根据需要进一步加工。在一些方便的实施方案中,临时载体(衬里)(如果存在的话)可以留在适当的位置,直到如上文所论述在层合之前移除载体时为止。回射层合物当然可以例如切割成任何所需的形状以准备层合到可透气织物。
在许多实施方案中,一个或多个回射层合物50可以直接层合到将提供服装1的可透气织物10。然而,本文所公开的方法不一定限于将层合物“直接”设置到衣服上。因此,在一些情况下,本文所公开的方法可以用于例如提供前述一般类型的“饰条”片的形式的制品。在此类实施方案中,可以例如通过缝合、通过使用粘合剂或通过任何其他合适的方法将此类“饰条”片联接到服装(或任何其他物体),该“饰条”片包括带有如本文所述的回射层合物的可透气织物。
回射层合物是指根据美国专利申请公布2017/0276844和2017/0293056中概述的程序测量(在0.2度观察角和5度入射角处),呈现出至少50坎德拉/勒克斯/平方米的回射系数的层合物。在各种实施方案中,当根据此类程序测试时,此类回射层合物可以呈现出至少100坎德拉/勒克斯/平方米、200坎德拉/勒克斯/平方米、250坎德拉/勒克斯/平方米、330坎德拉/勒克斯/平方米、350坎德拉/勒克斯/平方米或450坎德拉/勒克斯每平方米的回射系数。在回射层合物的单个离散岛状物太小而不能容易地评估的情况下,可以评估具有此类岛状物的服装的宏观区域的回射性能。在各种实施方案中,此类区域可呈现出任何上述值的回射系数。
在各种实施方案中,如本文所公开的回射层合物(和/或带有此类层合物的服装)可以满足回射材料的根据ANSI 107-2015和/或ISO 20471:2013的光度和/或物理性能要求。(特别地,这种服装的织物可以呈现出最小亮度因素因子,使得织物被认为是如本文所定义的有荧光的。)在许多实施方案中,如本文所公开的回射层合物符合如ANSI 107-2015的表5中所示(即,所谓的“32角”测试)的最小回射系数的要求。
在一些实施方案中,如本文所公开的回射层合物可以呈现出令人满意或优异的洗涤耐久性。在一些实施方案中,这种洗涤耐久性可以表现为在根据ISO 6330方法2A(如美国专利申请公布2017/0276844中所概述)进行的多次(例如25次)洗涤循环之后的高RA保留率(洗涤后的RA与洗涤前的RA之间的比率)。在各种实施方案中,如本文所公开的回射层合物在进行上文列出的任一种洗涤方法之后可以呈现出至少10%、30%、50%或75%的RA保留百分比。在各种实施方案中,如本文所公开的回射层合物可以呈现出这些回射性保留性质中的任一种与如上文所述测量的至少100坎德拉/勒克司/平方米或330坎德拉/勒克司/平方米的初始RA(在任何洗涤之前)的组合。
实施例
测试方法
回射性测量
按照美国专利申请公布2020/0264350(该专利申请均全文以引用方式并入本文)中所述的方法可以获得以坎德拉/勒克斯/平方米(坎德拉/勒克司/米2)为单位报告的反射系数(0.2°观察角和5°入射角处的RA)。在一些情况下,可以在“32角”测试中评估样品的如经常用于评估例如安全服装的ANSI 107-2015的表5中所述的32个角度组合的最小回射系数。
颜色测量
环境光条件下的颜色坐标(荧光黄色的Y、x、y,或者其他颜色(诸如白色)的L*、a*、b*)可以根据上述引用的US‘350公布中描述的程序进行。
洗涤耐久性测试
将洗涤耐久性报告为在根据ISO 6330 2A方法进行的指示(例如25次)洗涤循环后(计算为洗涤后的RA与洗涤前的RA之间的比率,分别以0.2度的观测角和5度的入射角测量)的RA保留百分比。如果在洗涤耐久性测试之后RA的保留百分比(按洗涤后的RA与洗涤前的RA之间的比率计算)大于或等于10%,则认为样品在指示的方案下是“洗涤耐久的”。
工作实施例
根据以下一般程序制备工作实施例样品。通过切割荧光(符合ANSI 107-2015)高可见度安全服装获得荧光(例如橙色或黄色)织物。该织物(图2中示出了一个此类实施例)的厚度为约0.5mm,并且被认为是可透气的,但不包括如本文所限定的开孔。
从3M公司获得SCOTCHLITE REFLECTIVE MATERIAL TRANSFER FILM 8725形式的回射层合物。该产品包括具有部分嵌入其中的反光处理的透明微球的粘结剂层和粘合剂层。该产品是无支撑的层合物(不包括例如任何种类的织物层)。粘合剂层是聚酯基热塑性材料(厚度大约75μm),据信其已通过热层合设置在粘结剂层上。粘合剂层在室温下是非粘性的,并且不存在粘合剂侧衬里。如果存在背面衬里(8725可以两种形式获得,无衬里和具有背面衬里),则将该背面衬里移除。层合物(包括粘结剂和粘合剂,不存在任何衬里)的厚度为约0.15mm。
获得由有机聚合物材料组成的大致六边形(蜂窝)结网形式的模版。结网的六边形的尺寸沿六边形的长轴为约8mm,沿六边形的短轴为约6mm;结网的厚度为约0.32mm。
将一片可透气织物放置在平压机的下压板上,随后放置结网。然后将回射层合物放置在模版的顶上,粘合剂面朝下。然后将导热柔顺垫(几毫米厚,据信由具有导热添加剂的硅酮制成)放置在回射层合物的顶上以完成叠堆。因此该叠堆是图6所表示的一般类型。通常,最好的结果似乎是通过在可透气织物下方(在织物和下压板之间)包括附加的柔顺垫(其不需要是导热的)而获得的。
平压机是其中上(移动)压板被加热而下(固定)压板不被温度控制的类型。将上压板加热至约160℃的稳定设定点。然后使上压板下降并将压板压在一起至约60psi的压力。将其保持约20秒的停留时间,之后打开压机。在短暂等待叠堆冷却后,将叠堆从压机中取出。
充分冷却后,将结网从可透气织物上剥离下来。观察到层合物(粘合剂和粘结剂层)的离散点已粘结到牺牲基底,并因此已与层合物的其余部分分离。
如此生产的工作实施例样品是有荧光的可透气织物,带有以粘合方式粘结到其上的无支撑的回射层合物。一种这样的样品的照片示于图5中。对于该样品,估计在存在回射层合物的宏观区域中,回射层合物以约80%的面密度存在。在图2所示的特定样品中,织物的两个宏观区域具有以彼此成直角的方式附接于其上(同时,在相同的层合操作中)的回射层合物,并且一个层合物的整个端部紧密地邻接另一个层合物的整个边缘。
评价如上所述设置在织物上的回射层合物的各种样品的回射系数(RA,在0.2°的观察角和5°的入射角处)。通常,层合物呈现出优异的回射性(即,远高于330坎德拉/勒克斯/米2)。经受如上所述的“32角”测试的代表性样品满足ANSI 107-2015中要求的标准。
以与上述类似的方式,使用不同的织物、回射层压材料、结网、模版、柔顺垫等制备各种另外的工作实施例样品。一些此类织物是如本文先前所定义的可拉伸织物。包括回射层合物的离散岛状物的此类织物的区域仍然能够以与初始织物大致类似的方式拉伸,使得织物的整个样品仍然是可拉伸的,而不会在拉伸时被承载回射层合物的区域过度限制。所使用的一些柔顺垫是柔顺织物的薄(例如,小于1mm厚)片的形式,并且发现令人满意地起作用。
根据上述程序测试一些样品的洗涤耐久性。此类样品满足ISO 6330 2A标准中关于初始回射性和25次洗涤循环后的回射性保留性的标准。
提供上述实施例只是为了清楚地理解本发明,而不应被理解为不必要的限制。在实施例中所描述的测试和测试结果旨在为例示性而非预测性的,并且测试过程的变化可预计得到不同的结果。实施例中所有定量值均应理解为根据所使用过程中所涉及的通常所知公差的近似值。
对于本领域的技术人员将显而易见的是,本文所公开的具体示例性元件、结构、特征、细节、构型等在许多实施方案中可修改和/或组合。本发明人预期所有此类变型和组合均在所构思发明的范围内,而不仅仅是被选择用作示例性图示的那些代表性设计。因此,本发明的范围不应限于本文所述的特定说明性结构,而应至少扩展到由权利要求的语言所描述的结构和这些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为替代方案的任何要素可根据需要以任何组合明确地包括于权利要求书中或从权利要求书排除。以开放式语言(例如,包括及其派生词)引用到本说明书中的任何要素或要素的组合被认为是以封闭式语言(例如,由……组成及其派生词)并且以部分封闭式语言(例如,基本上由……组成及其派生词)另外地引用。虽然本文可能已经讨论了各种理论和可能的机理,但在任何情况下都不应将此类讨论用于限制可受权利要求书保护的主题。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文献中的公开内容之间存在任何冲突或矛盾,则将以所写的本说明书为准。
Claims (20)
1.一种可透气的高可见度服装,包括:
可透气织物,所述可透气织物包括至少一个宏观区域,所述宏观区域包括无支撑的回射层合物的多个离散岛状物,所述多个离散岛状物各自通过所述无支撑的回射层合物的粘合剂以粘合方式粘结到所述可透气织物的主外表面,
其中在所述至少一个宏观区域中,回射层合物的离散岛状物以60%至95%的面密度存在,并且呈现出1平方毫米至100平方毫米的平均尺寸,并且其中最近的相邻离散岛状物的边缘之间的间隙平均为0.3mm至2.0mm宽。
2.根据权利要求1所述的可透气的高可见度服装,其中所述回射层合物在0.2°的观察角和5°的入射角处呈现出至少330坎德拉/勒克斯/平方米(坎德拉/勒克斯/米2)的反射系数(RA)。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述回射层合物包括位于所述回射层合物的所述粘合剂的外部的粘结剂层,并且包括部分地嵌入所述粘结剂层中以便呈现向外暴露的部分和嵌入部分并包括在所述嵌入部分的主表面上的反射层的透明微球。
4.根据权利要求3所述的可透气的高可见度服装,其中所述粘合剂以不同于所述粘结剂层的粘合剂层的形式存在,并且其中除了所述粘结剂层和所述粘合剂层之外,所述回射层合物中不存在主要层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述可透气织物是有荧光的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述服装不包括附接到所述服装的有支撑的回射层合物形式的任何回射元件,并且不包括任何有支撑或无支撑的回射元件,即直接涂覆的回射层、透明的带有微球的粘合剂层、或通过粘合剂层粘结到所述服装的回射层,所述粘合剂层在所述回射层粘结到所述粘合剂层之前设置在所述服装上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述可透气织物中存在回射层合物的离散岛状物的所述至少一个宏观区域的至少70%为不存在其他织物层的所述可透气织物的单层形式。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述可透气织物是无孔织物。
9.根据权利要求8所述的可透气的高可见度服装,其中所述可透气织物上存在回射层合物的离散岛状物的区域被所述回射层合物封闭。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述织物是有孔织物。
11.根据权利要求10所述的可透气的高可见度服装,其中至少一些开孔为穿孔的形式。
12.根据权利要求11所述的可透气的高可见度服装,其中所述开孔中的至少一些开孔不被所述回射层合物堵塞。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述服装是满足ANSI 107-2015的所有要求的背心、衬衫、夹克、裤子或连衣工作服。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的可透气的高可见度服装,其中所述可透气织物是包括在所述织物的至少一个宏观区域中的能够可逆地拉伸到至少50%的伸长率的可拉伸织物,所述宏观区域包括无支撑的回射层合物的多个离散岛状物。
15.一种将回射层合物以粘合方式层合到织物的主表面以在所述织物的所述主表面上提供无支撑的回射层合物的离散岛状物的方法,所述方法包括:
在热压机中设置叠堆,所述叠堆包括:
织物,所述织物具有相反的第一主表面和第二主表面,
模版,所述模版包括通孔,
无衬里、无支撑的回射层合物,所述回射层合物包括面向所述模版的粘合剂层,
和
柔顺垫,所述柔顺垫具有100或更小的Shore OO硬度,所述柔顺垫定位在所述回射层合物与所述热压机的压板之间;
在压力下关闭所述热压机,使得所述柔顺垫推动所述回射层合物的部分进入所述模版的所述通孔并穿过所述通孔,以便接触所述织物的在开孔的底部处暴露的所述第一主表面,
将所述回射层合物的所述粘合剂层的与所述织物的所述第一主表面接触的部分以粘合方式粘结到所述织物的所述第一主表面;以及
将所述热压机打开并将所述模版与所述织物分离,使得所述回射层合物的以粘合方式粘结到所述织物的所述第一主表面的部分在所述织物的所述第一主表面上保持为离散岛状物。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述柔顺垫是热导率为至少4.0W/mK的导热柔顺垫,并且其中所述热压机被构造成使得至少通过与所述导热柔顺垫接触的所述压机的压板来供应热量。
17.根据权利要求15所述的方法,其中所述柔顺垫具有小于0.2W/mK的热导率,并且其中所述热压机被构造成使得至少通过与所述织物接触的所述压机的压板来供应热量。
18.根据权利要求15所述的方法,其中将具有100或更小的Shore OO硬度的第一柔顺垫定位在所述回射层合物与所述热压机的第一压板之间,并且其中将具有100或更小的ShoreOO硬度的第二柔顺垫定位在所述织物与所述热压机的第二压板之间。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法,其中所述织物是在放置在所述热压机中之前已经至少部分地切割成服装形式的织物片;并且,其中所述方法不包括将所述织物与以粘合方式粘结到其上的所述回射层合物附接到比所述织物大并且已经至少部分地切割成服装形式的单独织物片的步骤。
20.根据权利要求15所述的方法,其中所述模版为衬里/模版的形式,所述衬里/模版在将所述回射层合物以粘合方式层合到所述织物的所述主表面的过程之前被预先粘结到所述回射层合物的所述粘合剂层。
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