Водонепроницаемое паропроницаемое многослойное изделие

Номер патента: 11427

Опубликовано: 27.02.2009

Авторы: Феррарезе Антонио, Полегато Моретти Марио, Маттиони Бруно

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Водонепроницаемое паропроницаемое многослойное изделие, включающее по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311), изготовленный из материала, который является паропроницаемым и микропористым и, по меньшей мере, частично гигроскопичным или может приобретать гигроскопичные характеристики с течением времени, и по меньшей мере один второй слой (12, 112, 212, 312), который является водонепроницаемым и паропроницаемым, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311) имеет размер пор, составляющий менее 1 мкм в диаметре.

2. Многослойное изделие по п.1, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311) включает в себя полиолефиновую основу и частицы наполнителя.

3. Многослойное изделие по п.2, отличающееся тем, что молекулярная масса указанного полиолефина составляет по меньшей мере 500000 г/моль.

4. Многослойное изделие по п.3, отличающееся тем, что молекулярная масса указанного полиолефина предпочтительно находится в интервале между 4_106 и 7_106 г/моль.

5. Многослойное изделие по одному из пп.2-4, отличающееся тем, что указанный полиолефин состоит из изотактического полипропилена или полиэтилена.

6. Многослойное изделие по одному из пп.2-5, отличающееся тем, что указанный наполнитель является предпочтительно диоксидом кремния SiO2.

7. Многослойное изделие по п.6, отличающееся тем, что средний диаметр частиц наполнителя диоксида кремния SiO2 находится, по существу, в интервале между 0,01 и 20 мкм, тогда как средняя площадь впитывающей поверхности указанных частиц наполнителя находится, по существу, в интервале между 30 и 950 м2/г.

8. Многослойное изделие по п.6 или 7, отличающееся тем, что средняя площадь впитывающей поверхности указанных частиц наполнителя составляет предпочтительно по меньшей мере 100 м2/г.

9. Многослойное изделие по одному или более из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что предпочтительно более 50% пор указанного по меньшей мере одного первого слоя (11, 111, 211, 311), изготовленного из микропористого материала, имеют диаметр, составляющий менее 0,5 мкм.

10. Многослойное изделие по одному или более из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что пористость указанного по меньшей мере одного первого слоя (11, 111 211 311), изготовленного из микропористого материала, составляет предпочтительно по меньшей мере 50%.

11. Многослойное изделие по одному или более из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311), изготовленный из микропористого материала, имеет толщину, находящуюся в интервале между 200 мкм и 1,5 см.

12. Многослойное изделие по п.11, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311), изготовленный из микропористого материала, имеет толщину, находящуюся предпочтительно между 200 и 600 мкм.

13. Многослойное изделие по п.1, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311) состоит из микропористой мембраны, изготавливаемой компанией DARAMIC Inc., коммерчески известной под наименованием DARAMICТ.

14. Многослойное изделие по одному или более из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один второй водонепроницаемый паропроницаемый слой (12, 112) состоит из микропористого гидрофобного материала на основе полипропилена.

15. Многослойное изделие по п.14, отличающееся тем, что полипропилен указанного микропористого гидрофобного материала является изотактическим гомополимером.

16. Многослойное изделие по п.1 или 13, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один второй слой (12, 112) состоит из гидрофобной мембраны, изготавливаемой компанией CELGARD Inc. и коммерчески известной как CELGARDТ.

17. Многослойное изделие по п.1, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один второй слой (12, 112) состоит из полимера на основе фторполимера или полисилоксана, причем указанный по меньшей мере один второй слой (12, 112) приклеивается к указанному первому слою (11, 111) посредством распределения либо погружения указанного первого слоя (11, 111) в ванну с указанным полимером.

18. Многослойное изделие по п.17, отличающееся тем, что указанный фторполимер коммерчески известен под торговым наименованием ZonylТ и изготавливается DuPont.

19. Способ изготовления многослойного изделия по одному из предшествующих пунктов, состоящий из

получения раствора или дисперсии основной полимерной смеси для указанного первого слоя (11, 111) в летучей органической жидкости с низким поверхностным натяжением для получения распределяемого раствора, который имеет определенную вязкость;

нанесения указанного раствора посредством распределения на поверхность указанного второго слоя (12, 112), который служит в качестве подложки, для формирования слоя покрытия на его поверхности;

упаривания летучих компонентов распределяемого слоя для того, чтобы способствовать реакции сшивки на распределяемой поверхности;

сушки покрытия для удаления остаточной влажности.

20. Способ изготовления многослойного изделия по одному из пп.1-16, который состоит в соединении указанного первого слоя (11, 111) и указанного второго слоя (12, 112) посредством наслаивания одного из указанных слоев на другой.

21. Способ изготовления многослойного изделия по одному из пп.1-16, который состоит в соединении указанного первого слоя (11, 111), находящегося в листовой форме, с указанным вторым слоем (12, 112), также находящимся в листовой форме, посредством точечного нанесения адгезива, или с использованием ультразвука, или посредством высокочастотной сварки.

22. Многослойное изделие по одному или более из пп.1-13, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один второй слой (212, 312) состоит из пленки, полученной посредством обработки плазменным осаждением.

23. Многослойное изделие по п.22, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют посредством работы в условиях холодной плазмы в высоком вакууме.

24. Многослойное изделие по п.22 или 23, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют посредством использования радиочастотного генератора таким образом, что электрическое поле при обработке колеблется с частотой, по существу, находящейся в интервале между 13 и 14 МГц.

25. Многослойное изделие по п.24, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют путем использования радиочастотного генератора таким образом, что электрическое поле при обработке колеблется с частотой предпочтительно порядка 13,56 МГц.

26. Многослойное изделие по одному из пп.22-25, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют путем использования энергии электрического поля, прилагаемой при обработке, которая находится, по существу, в интервале между 50 и 700 Вт.

27. Многослойное изделие по одному из пп.22-26, отличающееся тем, что продолжительность указанной обработки плазменным осаждением для мономера на основе силоксана находится в интервале между 160 и 600 с.

28. Многослойное изделие по п.27, отличающееся тем, что продолжительность указанной обработки плазменным осаждением для мономера на основе силоксана, по существу, равна 420 с.

29. Многослойное изделие по одному из пп.22-28, отличающееся тем, что уровень вакуума при указанной обработке плазменным осаждением находится, по существу, между 10-1 и 10-5 мбар.

30. Многослойное изделие по п.22, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют посредством работы в условиях холодной плазы в высоком вакууме и с использованием радиочастотного генератора таким образом, что электрическое поле при обработке колеблется с частотой порядка 13,75 МГц, с энергшхщ прилагаемого электрического поля 300-500 Вт и уровнем вакуума, находящимся в интервале между 10-1 и 10-5 мбар.

31. Многослойное изделие по одному из пп.22-30, отличающееся тем, что материалом предшественником для плазменного осаждения является мономер на основе силоксана.

32. Многослойное изделие по одному из пп.22-30, отличающееся тем, что материалом предшественником для плазменного осаждения является маслоотталкивающий и водоотталкивающий фторполимер.

33. Многослойное изделие по одному из пп.22-30, отличающееся тем, что материал указанного по меньшей мере одного второго слоя (212, 312) является полисилоксан.

34. Многослойное изделие по одному из пп.22-30, отличающееся тем, что материалом указанного по меньшей мере одного второго слоя (212, 312) является маслоотталкивающий и водоотталкивающий фторполимер.

35. Многослойное изделие по п.32 или 34, отличающееся тем, что указанный фторполимер коммерчески известен под торговым наименованием ZonylТ и изготавливается DuPont.

36. Способ получения многослойного изделия по одному из предшествующих пп.22-33, включающий стадии

загрузки указанного первого слоя (211, 311), который должен быть покрыт, в реакционную камеру,

создания в указанной реакционной камере заранее устанавливаемого вакуумного давления;

запуска электрического разряда, генерирующегоплазму;

инжекции превращенного в пар мономера предшественника в указанную реакционную камеру;

выдерживания до заранее заданного времени осаждения.

37. Способ получения по п.36, отличающийся тем, что включает стадию предварительной обработки, которая состоит в очистке поверхности указанного первого слоя (211, 311) путем воздействия на него инертного газа, который инжектируют в указанную реакционную камеру.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

011427 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к водонепроницаемому паропроницаемому многослойному изделию. Предшествующий уровень техники Водонепроницаемые паропроницаемые многослойные изделия, состоящие на практике из мембраны на основе политетрафторэтилена, в настоящее время известны, особенно в области обуви и одежды. Такую мембрану присоединяют к тканям, которые составляют предмет одежды, для обеспечения возможности надлежащего пропускания водяного пара, который образуется вследствие пота, выделяемого телом внутри среды, отграниченной предметом одежды. В то же самое время, предмет одежды должен обеспечивать надлежащую водонепроницаемость, с той же самой целью поддержания тела сухим. То же самое имеет место для обуви: мембраны этого типа связаны с верхней и с нижней частью обуви; в этой связи, следует отметить, что большая часть потоотделения ног возникает в области соприкосновения между нижней частью стопы и нижней частью обуви. Известные на сегодняшний день мембраны, несмотря на то, что они используются в настоящее время уже в течение нескольких лет и являются повсеместно признанными как способные обеспечивать надлежащую водонепроницаемость и оптимальную проницаемость для водяного пара и воздуха, тем не менее, имеют аспекты, которые могут быть улучшены. Эти мембраны являются слабопрочными, и, в действительности, они могут легко разрываться: для придания им прочности их, в связи с этим, присоединяют, в целом, посредством наслаивания, к укрепляющей сетке, изготовленной из пластикового материала, что неизбежно уменьшает их проницаемость для водяного пара или воздуха. В любом случае, присоединение к сетке не является достаточным для достижения приемлемых прочностных характеристик. Ввиду ограниченной плотности этих мембран, очевидно, что такие мембраны не способны являться самоподдерживаемыми. По этой причине, например, в нижних частях мембрана (которая объединена с сеткой) должна быть соединена с поддерживающими основами, которые способны поддерживать ее адекватным образом. Кроме того, следует отметить, что когда по какой-либо конкретной причине пот конденсируется внутри среды, которая должна быть сохранена сухой, которая отграничена посредством указанной мембраны, такой пот больше не может удаляться, вызывая неприятный "влажный" эффект. Раскрытие изобретения Задачей настоящего изобретения является создание водонепроницаемого паропроницаемого многослойного изделия, которое устраняет недостатки, отмеченные в известных типах изделий. Задачей настоящего изобретения является создание водонепроницаемого паропроницаемого многослойного изделия, которое является структурно прочным. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание водонепроницаемого паропроницаемого многослойного изделия, которое является особенно проницаемым для пара или воздуха. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание водонепроницаемого паропроницаемого многослойного изделия, которое способно быть самоподдерживаемым. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание водонепроницаемого паропроницаемого многослойного изделия, которое может быть изготовлено с применением известных систем и технологий. Эти и другие задачи настоящего изобретения, которые станут более очевидными далее в настоящей заявке, решаются посредством создания водонепроницаемого паропроницаемого многослойного изделия, отличающегося тем, что оно включает в себя по меньшей мере один первый слой, изготовленный из материала, который является паропроницаемым, и микропористым и, по меньшей мере, частично гигроскопичным или может приобретать гигроскопичные свойства с течением времени, и по меньшей мере один второй слой, который является водонепроницаемым и паропроницаемым. Краткое описание чертежей Дополнительные характеристики и преимущества изобретения станут более очевидными из описания двух предпочтительных, но не исключающих вариантов его осуществления, проиллюстрированных далее в настоящей заявке в качестве неограничивающего примера в виде сопровождающих чертежей, где фиг. 1 - вид в разрезе первого варианта исполнения многослойного изделия в соответствии с изобретением; фиг. 2 - вид в разрезе варианта многослойного изделия фиг. 1; фиг. 3 - вид в разрезе второго варианта исполнения многослойного изделия в соответствии с изобретением; фиг. 4 - вид в разрезе варианта многослойного изделия фиг. 3. Способы осуществления изобретения При ссылке на первый вариант осуществления, показанный на фиг. 1, водонепроницаемое паропроницаемое многослойное изделие в соответствии с изобретением, в целом, обозначено ссылочной цифрой 10. Многослойное изделие 10 содержит первый слой 11, изготовленный из материала, который являет-1 011427 ся паропроницаемым, микропористым и гигроскопичным, и второй слой 12, который является водонепроницаемым и паропроницаемым. Первый слой 11 образован, например, посредством гигроскопичного материала, основанного на полиолефине и частицах наполнителя. Частицы наполнителя разработаны таким образом, чтобы образовать микропоры, которые обеспечивают проницаемость для пара или воздуха. Полиолефин, который используется в описываемом примере, имеет очень высокую молекулярную массу; по этой причине, такой полиолефин является предпочтительно UHMW (ультравысокой молекулярной массы) полиэтиленом. Характеристики UHMW полиолефина относятся к полиолефину со средней молекулярной массой,равной по меньшей мере 500000 г/моль. Предпочтительно средняя молекулярная масса находится в интервале между 4106 и 7106 г/моль. Предпочтительным наполнителем является мелкоизмельченный диоксид кремния (диоксид кремния, SiO2). Диоксид кремния обладает важной гигроскопичной способностью, обеспечивая полное преимущество гигроскопичных свойств первого слоя 11. Оптимальный средний диаметр частиц наполнителя диоксида кремния SiO2 находится в интервале между 0,01 и 20 мкм, тогда как средняя площадь впитывающей поверхности указанных частиц наполнителя находится в интервале между 30 и 950 м 2/г. Предпочтительно средняя площадь впитывающей поверхности частиц наполнителя составляет по меньшей мере 100 м 2/г. Первый описываемый слой 11 имеет размер пор, составляющий менее 1 мкм в диаметре. Предпочтительно более 50% пор имеют диаметр, составляющий менее 0,5 мкм. Пористость, понимаемая как пористость=[1-(кажущаяся мембранная плотность/плотность полимера)]100 составляет предпочтительно по меньшей мере 50%. Первый слой 11 обрабатывают, например, антибактериальными и/или фунгицидными веществами. Предпочтительной окончательной формой является лист заданной толщины, находящейся, по существу, в интервале между 200 мкм и 1,5 см; конкретно между 200 и 600 мкм. Микропористая мембрана, известная под торговым наименованием DARAMIC и изготавливаемаяDARAMIC Inc. (Norderstedt, Germany), имеет характеристики, описанные выше для первого слоя 11, и,следовательно, может использоваться для формирования многослойного изделия, в соответствии с изобретением. Такая микропористая мембрана известна как такова, и в настоящее время используется в качестве разделительного слоя в аккумуляторах и батареях, и представлена в листовой форме. Характеристики мембраны раскрыты в патенте США 3351495 (на имя W R GRACEСо.) и патенте США 6139759 (на имя Daramic Inc.). Вариант с толщиной указанной мембраны DARAMIC, равной 600 мкм, имеет предел прочности при растяжении по существу равный 5,8 МПа и максимальное относительное удлинение при разрыве 505% (в соответствии с ISO 37): следовательно, он имеет превосходные прочностные характеристики. В этом первом описанном варианте исполнения второй слой 12, который является водонепроницаемым и паропроницаемым, образован посредством гидрофобного микропористого материала, основанного на полипропилене (где термин "полипропилен" используется для обозначения любого полимера,гомополимера или сополимера, образованных из мономеров пропилена). Предпочтительно полипропилен второго слоя 12 является изотактическим гомополимером с низкой афинностью для поглощения белков и жиров. Гидрофобная мембрана, известная под торговым наменованием CELGARD компании CELGARDInc., имеет характеристики, описанные выше для второго слоя 12, и, следовательно, может быть использована для формирования многослойного изделия в соответствии с изобретением. Соединение между первым слоем 11 и вторым слоем 12 происходит в зависимости от типа "внешней формы", которые указанные слои имеют во время соединения. Например, если и первый слой 11 и второй слой 12 находятся в листовой форме, они могут быть соединены посредством точечного нанесения адгезива, таким образом, чтобы избежать создания сплошного слоя, или путем использования известных высокочастотной или ультразвуковой технологий, избегая уменьшения воздухопроницаемой поверхности. Альтернативой является, например, распределение или накатывание одного слоя на другой, который рассматривается как подложка. В этом случае наносимый слой должен прочно приклеиваться к нижележащей подложке, таким образом, чтобы противостоять отделению. Кроме того, такой слой должен характеризоваться способностью легко формироваться или размещаться на нижележащем слое посредством широкого диапазона и технологий распределения и накатывания.-2 011427 Полимерный полиэтиленовый слой мембраны DARAMIC может быть пригодным для распределения, поскольку его молекулярная масса является достаточно высокой для предотвращения его проникновения в поры микропористой поддерживающей основы, или может быть диспергирован в агрегаты, которые имеют больший размер, чем поры полипропиленовой мембраны CELGARD. Например, один из способов изготовления многослойного изделия в соответствии с изобретением состоит в следующем: получают раствор или дисперсию основного полимерного соединения для первого слоя 11 в летучей органической жидкости с низким поверхностным натяжением для того, чтобы получить распределяемый раствор, который имеет определенную вязкость; раствор наносят посредством распределения на поверхности пластины второго слоя 12, который служит в качестве подложки для формирования слоя покрытия на его поверхности; летучие компоненты распределяемого слоя имеют возможность испариться для того, чтобы способствовать реакции сшивки распределяемой поверхности; покрытие высушивают для удаления остаточной влажности для получения слоистого изделия. Очевидно, что один или более дополнительных слоев полимера могут быть нанесены аналогично и высушены для достижения заданной толщины. Раствор полимера может быть нанесен на подложку, изготовленную из гидрофобной микропористой мембраны, посредством стандартных методов распределения, которые известны в предшествующем уровне техники, например распределение валиком или распределение посредством распыления. Один вариант базовой конфигурации многослойного изделия 10, состоящего из двух индивидуальных слоев, показан на фиг. 2. В этом варианте многослойное изделие в соответствии с изобретением, обозначенное, в целом, ссылочной цифрой 100, состоит из первого слоя 111, изготовленного из паропроницаемого микропористого гигроскопичного материала, который отграничен в виде сандвич-структуры двумя вторыми слоями 112,которые являются водонепроницаемыми и паропроницаемыми. Очевидно, что первый слой 111 и вторые слои 112, соответственно, имеют те же самые характеристики, описанные ранее для первого слоя 11 и второго слоя 12. Кроме того, очевидно, что другие варианты могут содержать наложение одного или более из указанных первых и вторых слоев, скомбинированных в соответствии с требованиями. Второй слой 12 (или 112) может также быть обеспечен посредством распределения фторполимера на первом микропористом слое 11 (или 111) или, по желанию, полисилоксане. Например, таким фторполимером является фторполимер, коммерчески известный под торговым наменованием Zonyl и изготавливаемый DuPont. Второй слой 12 (или 112) может также быть обеспечен посредством погружения первого слоя 11(или 111) в ванну с фторполимером (например, Zonyl) или полисилоксаном. Второй вариант исполнения (см. фиг. 3) многослойного изделия в соответствии с изобретением, в целом, обозначенный ссылочной цифрой 200, имеет первый слой 211, такой как слой, описанный в вышеприведенных примерах, и имеет в качестве своего второго слоя, обозначенного на указанном чертеже посредством ссылочной цифры 212, пленку, получаемую посредством обработки плазменным осаждением. Идея относительно пленки, получаемой посредством плазменного осаждения, возникла в результате удивительного экспериментального открытия, состоящего в том, что пары смеси органического силоксана могут быть использованы для создания ультратонкого слоя на микропористом материале подложки посредством полимеризации в "холодной плазме" в высоком вакууме при температуре окружающей среды, обеспечивая водонепроницаемые характеристики, без изменения общих характеристик, и особенно характеристик проницаемости материала подложки. Водонепроницаемый и воздухопроницаемый гидрофобный слой может, действительно, быть обеспечен посредством плазменной полимеризации, например, мономера, основанного на силоксане, посредством осаждения слоя полимера (полисилоксана) на микропористом материале подложки (например,изготовленном из полиэтилена или полистирола). Это осаждение может также быть выполнено, например, путем использования маслоотталкивающих и водоотталкивающих фторполимеров, таких как фторполимеры, изготавливаемые DuPont и регистрируемые под торговым наменованием Zonyl. Плазму разделяют на горячую и холодную, в зависимости от достигаемой температуры; ее также разделяют на плазму при давлении окружающей среды и вакуумную плазму. При холодном плазменном процессе для получения пленки в соответствии с настоящим изобретением газообразный или превращенный в пар смесь предшественник помещают в реакционную камеру при очень низком давлении (в вакуумные условия). Состояние плазмы создается посредством возбуждения указанного предшественника внутри реакционной камеры, посредством генерирования электрического поля. Результатом является ультратонкий слой полимера, который прилипает ко всей поверхности любого материала основания, помещенного в реакционную камеру, и осаждается на ней.-3 011427 Процесс плазменной полимеризации запускается и осуществляется посредством электрического поля,таким образом, чтобы достигнуть распада предшественника осаждаемого слоя внутри реакционной камеры. С момента распада предшественника образуются ионы и реакционноспособные частицы, которые запускают и производят атомные и молекулярные реакции, которые, в конечном счете, формируют тонкие пленки. Слои, создаваемые посредством плазменной полимеризации, могут использовать различные конфигурации электрических полей и различные параметры реакции. Толщина слоя регулируется посредством выбора исходного полимеризуемого материала и условий реакции, таких как время осаждения мономера, время обработки, электромагнитная частота, при которой реакция проводится, и используемая мощность. В настоящем изобретении плазменную полимеризацию проводят в вакуумных условиях. Типичный диапазон давления находится между 10-1 и 10-5 мбар. Предшественнику обеспечивают возможность реагировать в чистом виде путем использования неполимеризующегося инертного газа, такого как, например, аргон; такой инертный газ используется и как инертное вещество-разбавитель, и как газ-носитель, который способствует полимеризации предшественника. Другими газами, которые могут использоваться, являются любой газ из кислорода, гелия, азота, неона, ксенона и аммиака. Предшественник должен иметь давление пара, которое является достаточным,чтобы быть в состоянии превращаться в пар в умеренном вакууме. Процесс плазменного осаждения начинается посредством загрузки материала подложки, который должен быть покрытым (в этом случае первый слой 211), в реакционную камеру и затем приведения давления в камере к заданному вакуумному давлению. Как только вакуумное давление является достигнутым, реакция плазменной полимеризации или реакция предварительной обработки может начинаться. Реакция плазменной полимеризации происходит посредством произведения разряда, который генерирует плазму, и посредством впрыскивания превращенного в пар мономера предшественника в реакционную камеру. Реакция предварительной обработки требуется, когда поверхность первого слоя должна быть очищена посредством подвергания ее воздействию инертного газа, такого как аргон или азот, для того, чтобы очистить поверхность или способствовать адгезии тонкого слоя полимера. Во время плазмогенерирующего разряда столкновение мономера с ионами и электронами плазмы обеспечивает возможность полимеризации мономера. Получаемый полимер осаждается на подвергаемых воздействию поверхностях внутри камеры. Свойства пленки являются не только функцией структуры мономера, но также и функцией частоты разряда, используемой мощности, скорости потока мономера и давления. Пористость, морфология поверхности и проницаемость могут изменяться в соответствии с условиями реакции. Процесс осаждения заканчивается, когда достигают заданной толщины осаждаемого материала. Вследствие того факта, что первый слой 211 изготовлен из изоляционного материала (полиэтилен,например, является одним из материалов, обладающий наибольшими изоляционными свойствами из известных изоляционных материалов), чтобы поддерживать состояние плазмы, необходимо применить к процессу радиочастотный генератор, чтобы заставить электрическое поле во время обработки колебаться с частотой, по существу, порядка 13,56 МГц, с приложенной энергией электрического поля, по существу,равной 50-700 Вт, и вакуумным уровнем, находящимся в интервале между 10-1 и 10-5 мбар. Что касается продолжительности обработки, исследования показали, что для предшественника, такого как мономер силоксана, оптимальное время, по существу, находится между 160 и 600 с; конкретно,установлена оптимальная продолжительность, по существу, равная 420 с. Один из вариантов базовой конфигурации многослойного изделия 200, состоящего из двух отдельных слоев, показан на фиг. 4. В этом варианте многослойное изделие в соответствии с изобретением, в целом, обозначенное ссылочной цифрой 300, состоит из первого слоя 311, изготовленного из паропроницаемого и гигроскопичного микропористого материала, который ограничен в виде сандвич-структуре двумя вторыми слоями 312,которые являются водонепроницаемыми и паропроницаемыми. Очевидно, что первый слой 311 и вторые слои 312, соответственно, имеют те же самые характеристики, описанные ранее для первого слоя 211 и второго слоя 212. Кроме того, очевидно, что другие варианты могут содержать наложение одного или более первых и вторых слоев, скомбинированных в соответствии с требованиями. На практике, исследования показали, что описанное изобретение, таким образом, решает проблемы,отмеченные в известных типах водонепроницаемого и паропроницаемого многослойного изделия. Действительно, создано многослойное изделие, в котором соединены первый микропористый и гигроскопичный слой со вторым гидрофобным слоем, где указанные слои предотвращают затекание любой жидкой фазы, при этом обеспечивая возможность перемещения водяного пара и других летучих компонентов. Наполнитель на основе кремния, находящийся внутри первого слоя для образования микропорис-4 011427 той структуры, является высокогигроскопичным материалом, который имеет выраженную тенденцию поглощать воду: соответственно, первый слой не является пригодным для того, чтобы использоваться отдельно как водонепроницаемый слой, но он является весьма пригодным для того, чтобы отводить пот и влагу от тела (туловища или ног в случае одежды, стопы в случае обуви). Кроме того, поскольку первый гигроскопичный слой и второй гидрофобный слой являются оба структурно более прочными, чем мембраны, используемые на сегодняшний день, и имеют большую толщину, они могут использоваться в комбинации без подложки, которая снижает их проницаемость для пара или воздуха. В этом отношении, поскольку многослойное изделие (10, 100, 200, 300 и т.д.) имеет структурные характеристики, оно может использоваться как поддерживающая структура обуви; например, в комбинации с опорной поверхностью, которая имеет направленные вверх отверстия, многослойное изделие может использоваться как поддерживающий элемент воздухопроницаемой и водонепроницаемой нижней части. Такие слои могут быть соединены, в зависимости от требований, посредством точечного нанесения адгезива, таким образом, чтобы избежать создания сплошного слоя, или путем использования известных высокочастотной или ультразвуковой технологий, избегая сокращения воздухопроницаемой поверхности, или посредством распределения или накатывания одного слоя на другой. В этом отношении, поскольку первый слой является слоем, который достигает большей толщины,без нарушения проницаемости для пара и воздуха, путем использования его в качестве подложки для плазменного осаждения водонепроницаемой воздухопроницаемой тонкой пленки, является возможным,соответственно, достижение и решение тех же самых вышеуказанных цели и задач посредством соединения этих двух слоев, посредством распределения, накатывания или адгезионного связывания. Следует отметить, что применение плазменного осаждения решает проблемы соответствия по форме и адгезии первого слоя на втором слое, поскольку осажденный при помощи плазмы полимер приклеивается к слою,являющемуся подложкой, в течение более длительного времени, чем, например, при обычном распределении. Кроме того, поскольку водонепроницаемый тонкий слой осаждают в условиях частичного вакуума и поскольку материал подложки может быть предварительно очищен в реакционной камере с применением аргона с высокой степенью чистоты, любые примеси, которые могут вызывать трещины, разрывы,искривление осажденного водонепроницаемого тонкого слоя, полностью предотвращаются. Таким образом, настоящее изобретение допускает многочисленные модификации и варианты, которые все находятся в рамках приложенной формулы изобретения; все детали могут в последующем быть заменены другими технически эквивалентными элементами. На практике, используемые материалы, при условии, что они совместимы с конкретным применением, так же, как размеры, могут быть любыми в соответствии с требованиями и существующим уровнем техники. Раскрытие сущности в патентной заявке ИталииPD2003A000314, на основании которой настоящая заявка испрашивает приоритет, включено в данное описание посредством ссылки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Водонепроницаемое паропроницаемое многослойное изделие, включающее по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311), изготовленный из материала, который является паропроницаемым и микропористым и, по меньшей мере, частично гигроскопичным или может приобретать гигроскопичные характеристики с течением времени, и по меньшей мере один второй слой (12, 112, 212, 312), который является водонепроницаемым и паропроницаемым, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311) имеет размер пор, составляющий менее 1 мкм в диаметре. 2. Многослойное изделие по п.1, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311) включает в себя полиолефиновую основу и частицы наполнителя. 3. Многослойное изделие по п.2, отличающееся тем, что молекулярная масса указанного полиолефина составляет по меньшей мере 500000 г/моль. 4. Многослойное изделие по п.3, отличающееся тем, что молекулярная масса указанного полиолефина предпочтительно находится в интервале между 4106 и 7106 г/моль. 5. Многослойное изделие по одному из пп.2-4, отличающееся тем, что указанный полиолефин состоит из изотактического полипропилена или полиэтилена. 6. Многослойное изделие по одному из пп.2-5, отличающееся тем, что указанный наполнитель является предпочтительно диоксидом кремния SiO2. 7. Многослойное изделие по п.6, отличающееся тем, что средний диаметр частиц наполнителя диоксида кремния SiO2 находится, по существу, в интервале между 0,01 и 20 мкм, тогда как средняя площадь впитывающей поверхности указанных частиц наполнителя находится, по существу, в интервале между 30 и 950 м 2/г. 8. Многослойное изделие по п.6 или 7, отличающееся тем, что средняя площадь впитывающей поверхности указанных частиц наполнителя составляет предпочтительно по меньшей мере 100 м 2/г. 9. Многослойное изделие по одному или более из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что предпочтительно более 50% пор указанного по меньшей мере одного первого слоя (11, 111, 211, 311),-5 011427 изготовленного из микропористого материала, имеют диаметр, составляющий менее 0,5 мкм. 10. Многослойное изделие по одному или более из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что пористость указанного по меньшей мере одного первого слоя (11, 111 211 311), изготовленного из микропористого материала, составляет предпочтительно по меньшей мере 50%. 11. Многослойное изделие по одному или более из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311), изготовленный из микропористого материала, имеет толщину, находящуюся в интервале между 200 мкм и 1,5 см. 12. Многослойное изделие по п.11, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311), изготовленный из микропористого материала, имеет толщину, находящуюся предпочтительно между 200 и 600 мкм. 13. Многослойное изделие по п.1, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один первый слой (11, 111, 211, 311) состоит из микропористой мембраны, изготавливаемой компанией DARAMICInc., коммерчески известной под наименованием DARAMIC. 14. Многослойное изделие по одному или более из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что указанный по меньшей мере один второй водонепроницаемый паропроницаемый слой (12, 112) состоит из микропористого гидрофобного материала на основе полипропилена. 15. Многослойное изделие по п.14, отличающееся тем, что полипропилен указанного микропористого гидрофобного материала является изотактическим гомополимером. 16. Многослойное изделие по п.1 или 13, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один второй слой (12, 112) состоит из гидрофобной мембраны, изготавливаемой компанией CELGARD Inc. и коммерчески известной как CELGARD. 17. Многослойное изделие по п.1, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один второй слой (12, 112) состоит из полимера на основе фторполимера или полисилоксана, причем указанный по меньшей мере один второй слой (12, 112) приклеивается к указанному первому слою (11, 111) посредством распределения либо погружения указанного первого слоя (11, 111) в ванну с указанным полимером. 18. Многослойное изделие по п.17, отличающееся тем, что указанный фторполимер коммерчески известен под торговым наименованием Zonyl и изготавливается DuPont. 19. Способ изготовления многослойного изделия по одному из предшествующих пунктов, состоящий из получения раствора или дисперсии основной полимерной смеси для указанного первого слоя (11,111) в летучей органической жидкости с низким поверхностным натяжением для получения распределяемого раствора, который имеет определенную вязкость; нанесения указанного раствора посредством распределения на поверхность указанного второго слоя (12, 112), который служит в качестве подложки, для формирования слоя покрытия на его поверхности; упаривания летучих компонентов распределяемого слоя для того, чтобы способствовать реакции сшивки на распределяемой поверхности; сушки покрытия для удаления остаточной влажности. 20. Способ изготовления многослойного изделия по одному из пп.1-16, который состоит в соединении указанного первого слоя (11, 111) и указанного второго слоя (12, 112) посредством наслаивания одного из указанных слоев на другой. 21. Способ изготовления многослойного изделия по одному из пп.1-16, который состоит в соединении указанного первого слоя (11, 111), находящегося в листовой форме, с указанным вторым слоем (12,112), также находящимся в листовой форме, посредством точечного нанесения адгезива, или с использованием ультразвука, или посредством высокочастотной сварки. 22. Многослойное изделие по одному или более из пп.1-13, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один второй слой (212, 312) состоит из пленки, полученной посредством обработки плазменным осаждением. 23. Многослойное изделие по п.22, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют посредством работы в условиях холодной плазмы в высоком вакууме. 24. Многослойное изделие по п.22 или 23, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют посредством использования радиочастотного генератора таким образом,что электрическое поле при обработке колеблется с частотой, по существу, находящейся в интервале между 13 и 14 МГц. 25. Многослойное изделие по п.24, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют путем использования радиочастотного генератора таким образом, что электрическое поле при обработке колеблется с частотой предпочтительно порядка 13,56 МГц. 26. Многослойное изделие по одному из пп.22-25, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют путем использования энергии электрического поля, прилагаемой при обработке, которая находится, по существу, в интервале между 50 и 700 Вт. 27. Многослойное изделие по одному из пп.22-26, отличающееся тем, что продолжительность указанной обработки плазменным осаждением для мономера на основе силоксана находится в интервале-6 011427 между 160 и 600 с. 28. Многослойное изделие по п.27, отличающееся тем, что продолжительность указанной обработки плазменным осаждением для мономера на основе силоксана, по существу, равна 420 с. 29. Многослойное изделие по одному из пп.22-28, отличающееся тем, что уровень вакуума при указанной обработке плазменным осаждением находится, по существу, между 10-1 и 10-5 мбар. 30. Многослойное изделие по п.22, отличающееся тем, что указанную обработку плазменным осаждением осуществляют посредством работы в условиях холодной плазы в высоком вакууме и с использованием радиочастотного генератора таким образом, что электрическое поле при обработке колеблется с частотой порядка 13,75 МГц, с энергией прилагаемого электрического поля 300-500 Вт и уровнем вакуума, находящимся в интервале между 10-1 и 10-5 мбар. 31. Многослойное изделие по одному из пп.22-30, отличающееся тем, что материалом предшественником для плазменного осаждения является мономер на основе силоксана. 32. Многослойное изделие по одному из пп.22-30, отличающееся тем, что материалом предшественником для плазменного осаждения является маслоотталкивающий и водоотталкивающий фторполимер. 33. Многослойное изделие по одному из пп.22-30, отличающееся тем, что материал указанного по меньшей мере одного второго слоя (212, 312) является полисилоксан. 34. Многослойное изделие по одному из пп.22-30, отличающееся тем, что материалом указанного по меньшей мере одного второго слоя (212, 312) является маслоотталкивающий и водоотталкивающий фторполимер. 35. Многослойное изделие по п.32 или 34, отличающееся тем, что указанный фторполимер коммерчески известен под торговым наименованием Zonyl и изготавливается DuPont. 36. Способ получения многослойного изделия по одному из предшествующих пп.22-33, включающий стадии загрузки указанного первого слоя (211, 311), который должен быть покрыт, в реакционную камеру,создания в указанной реакционной камере заранее устанавливаемого вакуумного давления; запуска электрического разряда, генерирующего плазму; инжекции превращенного в пар мономера предшественника в указанную реакционную камеру; выдерживания до заранее заданного времени осаждения. 37. Способ получения по п.36, отличающийся тем, что включает стадию предварительной обработки, которая состоит в очистке поверхности указанного первого слоя (211, 311) путем воздействия на него инертного газа, который инжектируют в указанную реакционную камеру.

МПК / Метки

МПК: B05D 7/24, A43B 13/12, A43B 7/12, B32B 7/02

Метки: изделие, многослойное, водонепроницаемое, паропроницаемое

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-11427-vodonepronicaemoe-paropronicaemoe-mnogoslojjnoe-izdelie.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Водонепроницаемое паропроницаемое многослойное изделие</a>

Похожие патенты