透气的芯吸非织造材料的制作方法

本教导总体上涉及一种非织造材料，并且更特别地涉及一种透气的并且水分芯吸的非织造材料。

背景技术：

工业上正在寻找提供具有防潮性、透气性、缓冲、或水分吸收同时仍具有柔韧性和物理强度的材料的新方法。重要的是，所述材料适于多种应用并且允许容易制造和安装。水分芯吸的和/或缓冲的材料具有宽的应用范围。在服装中，重要的是从穿戴者身体上拉走水分，以使穿戴者保持凉爽和/或干燥。一些服装，诸如运动胸罩，也必须是支撑性的并且可以任选地包括垫料。在保护装备中，重要的是材料提供足够的缓冲，诸如在膝垫、肘垫、护胫、肩垫、头盔衬里、其他头部装备中，同时还芯吸走水分和/或抗霉菌(mold)或霉(mildew)，从而使材料降低对佩戴者的气味或健康风险。诸如汽车座椅、自行车座椅、载具座椅、或其他座椅的应用中还需要缓冲。这些类型的材料还用于诸如马毯和鞍垫的动物配件以例如保护马免受天气和昆虫侵害以及为马提供在其身体与鞍之间的缓冲。例如，在诸如服装、保护装备、动物配件、或医学材料的消费产品中，所使用的材料需要满足防潮性、舒适性、以及结构要求或标准。这些标准在各行业之间可能变化很大，并且因此需要高度可调整的材料以满足所有要求。

例如，服装行业可能需要在接触使用者的皮肤时感觉柔软的水分芯吸材料，而医学行业可能需要水分吸收的可压缩快干材料。由于整个工业中更高要求的标准，因此所使用的材料需要更稳健和更大适应性，但不对消费者造成增加的成本。另外，希望的是，某些物品，诸如服装或保护装备(如膝垫和头盔衬里)，可洗涤而不损失其有效性。

用于提供防潮性或水分吸收的典型材料包括闭孔泡沫、交叉铺网毡、或具有水平纤维取向的材料。然而，尽管这些材料可能吸收水分，但它们通常具有差的透气性，导致吸收的水分保留在材料中，从而促进真菌或细菌的生长并且产生气味。这些材料对于穿戴者而言可能很重并且很热，从而引起并且积聚更多汗液。另外，这些材料在需要提高材料应力的应用中倾向于具有差的回弹性。例如，服装材料典型地单独使用尼龙或聚酯来提供汗液芯吸材料。然而，这些材料通常提供差的回弹性或透气性，使其对穿戴服装的使用者而言不舒适。这些材料通常难以清洁，并且由于水分、霉等的累积，甚至可能随着时间增加重量。

可能有吸引力的是具有这样的材料，所述材料是防潮的而且还将水分从所希望的表面拉走。也可能有吸引力的是具有这样的材料，所述材料易于制造；快速干燥；具有结构回弹性；排斥气味；抗细菌、真菌、霉菌和/或霉；或其组合。因此，仍然需要水分吸收的和/或水分芯吸的材料。还仍然需要抗微生物、抗霉、柔韧、透气或其组合的材料。

技术实现要素：

本教导通过本文描述的改进的装置和方法满足以上一种或多种要求。本教导包括一种可提供缓冲、舒适、清洁能力、或其组合的材料。本教导包括一种材料，所述材料提供结构回弹性；舒适的产品感觉；水分芯吸；气味减少或抑制；对穿戴着的冷却作用；快干特性；可清洁和/或可洗涤；形成为三维形状的能力；或其组合。

本教导设想了一种制品，所述制品包括一个或多个水分芯吸层和一个或多个纤维层。所述纤维层可以是总体上垂直于具有或产生水分的表面取向的。所述纤维层可以通过垂直铺网过程形成。所述制品可以从所述具有或产生水分的表面除去所述水分。所述制品可以是可穿戴物品。所述具有或产生水分的表面可以是使用者或穿戴者的身体的皮肤。所述制品可以拉动水分离开使用者的皮肤、穿过所述制品、并且到所述制品的外部表面上。所述一个或多个纤维层可以被夹在两个水分芯吸层之间。水分芯吸层可以被适配为接触所述具有或产生水分的表面。外部水分芯吸层可以背对所述具有或产生水分的表面。所述制品或其层可以是可渗透的和/或透气的以激励和/或促进所述水分的蒸发。所述水分芯吸层中的一个或多个可以将水分传递至所述一个或多个纤维层。

所述一个或多个纤维层的纤维可以具有非圆形的截面。所述一个或多个纤维层的纤维具有的截面可以具有多个叶和/或深槽。所述一个或多个纤维层的纤维的类型和/或取向可以产生毛细管效应以拉动所述水分离开所述表面。所述制品或其一个或多个层可以包含弹性体粘合剂以增加所述制品或所述一个或多个层的回弹性。所述制品的纤维的至少一部分可以是热塑性纤维。所述层中的一个或多个的纤维可以包含聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚丙烯腈(pan)、氧化聚丙烯腈(ox-pan、opan、或panox)、芳族聚酰胺、烯烃、聚酰胺、酰亚胺、聚醚酮(pek)、聚醚醚酮(peek)、聚(琥珀酸乙烯酯)、聚醚磺酸盐(pes)、矿物、陶瓷、天然的、或另一种聚合物纤维。一个或多个纤维层可以包含双组分纤维。

所述制品可以展现出结构回弹性以提供缓冲。所述制品或其一个或多个层可以可模制成三维形状。所述制品可以可洗涤而不损失形状、回弹性、芯吸特性、干燥特性抗微生物特性、或其组合。所述制品可以展现出抗微生物特征、抗真菌特征、或两者。所述制品的纤维的至少一部分可以被银和/或铜处理或包含银和/或铜。所述制品可以是抗霉菌或抗霉的。所述制品可以是柔韧的。所述制品可以是可重复使用的。所述制品可以是防气味的。

附图说明

图1是根据本教导的层状材料的截面视图；

图2是根据本教导的层状材料的截面视图；

图3是根据本教导的层状材料的截面视图；

图4是根据本教导的层状材料的截面视图；

图5是根据本教导的层状材料的截面视图；

图6是根据本教导的层状材料组件的截面视图；

图7是根据本教导的层状材料组件的截面视图；并且

图8是根据本教导的示例性多叶纤维的截面放大视图。

具体实施方式

本文呈现的解释和说明旨在使本领域其他技术人员熟悉这些教导、其原理及其实际应用。本领域技术人员可以以最适合于特定用途的要求的其多种形式来适配和应用这些教导。因此，如所阐述的本教导的具体实施方案不旨在作为对本教导的穷举或限制。因此，这些教导的范围应当不参考本文的描述来确定，而是应当取而代之地参考所附权利要求以及这些权利要求有权要求的等效物的全部范围来确定。为了所有目的，将所有文章和参考文献(包括专利申请和出版物)的公开通过引用并入。其他组合也是可能的，因为他们将从所附权利要求中得出，还将所述组合通过引用特此并入本书面说明书中。

水分芯吸材料具有宽的应用范围，诸如在服装、医学材料、保护装备、和动物配件中。例如，所述材料可以用于(列举几例)运动服装和配件、保护装备、动物配件、和医学应用中。运动服装和配件可以包括但不限于运动胸罩、自行车骑行短裤和长裤、防汗带、头带、衬衫、长裤、夹克、袜、手套、帽等。医学材料可以包括支具或纱布。保护装备可以包括头盔衬里和缓冲垫、头部装备、膝垫、肘垫、护胫、肩和胸垫、曲棍球裤等。本文描述的材料可以用于在维持所希望或需要的保护垫料水平的同时必须传输和/或消散水分(诸如汗液)的任何运动垫料。其他可穿戴物品可以包括背包(例如，接触穿戴者的背部的带条或垫料)，背心(例如，保护背心)，或提供缓冲、隔绝、和/或水分芯吸特性的其他物品。动物配件可以包括宠物挽具、鞍、鞍垫、马毯等。这些材料还可以用于可穿戴物品以外的技术，诸如用于汽车座椅(例如，汽车座垫)、自行车座椅、床垫(mattresspad)、底垫(mattress)、枕头或枕头套、以及其中使用者可能接触到物品从而仍然需要冷却作用、隔绝作用或水分芯吸特性的类似物。

这些材料还可以提供另外的益处，诸如压缩回弹性和抗穿刺性、保护(例如，提供防晒保护的服装或通过提供缓冲)、透气性、垫料、水分传递(例如，水分从使用者的表面穿过所述材料移动)、气味抑制、冷却作用、隔绝作用、或其组合。可以将所述材料成型为配合于其将被磨损或使用的区域。例如，膝垫可以成型为配合在膝部之上和周围。所述材料还可以是柔软感觉的、轻质的、可洗涤的、可重复使用的、或其组合。

所述材料可以是具有多个层的层状材料，所述层被适配为包括以上一个或多个特征。所述材料可以包括一个或多个纤维层，其中所述纤维以总体上垂直的取向安排。所述材料可以包括一个或多个另外的层。这些另外的层可以是水分芯吸层。例如，所述层状材料可以包括水分传输层(例如，接触水分源的层)。水分芯吸层可以在一个或多个纤维层的相对表面上包括一个或多个外层。所述层中的一个或多个或整个材料本身可以是柔韧的、可拉伸的、透气的、或其组合。

所述层状材料可以包括一个或多个纤维层。所述纤维层可以从一个或多个邻接的层传递水分。所述纤维层可以将水分传递至一个或多个邻接的层。所述纤维层可以提供缓冲或保护。所述纤维层可以以轻质提供此类缓冲或保护。

所述纤维层中的一个或多个可以至少部分地由于所述层的纤维的取向(例如，总体上横贯于所述层的纵轴取向)和/或形成所述层的方法而具有高蓬松度(或厚度)。所述纤维层可以展现出良好的回弹性和/或抗压缩性。所述纤维层可以是抗穿刺的。所述纤维层由于诸如但不限于独特的纤维、表面、对三维结构的物理改性(例如，通过加工)、纤维的取向、或其组合的因素而可以相对于传统材料展现出良好的水分传递和/或吸收特征。

可以基于所希望的特性调节所述纤维层。可以调整所述纤维层以提供所希望的重量、厚度、抗压缩性、或其他物理属性。可以调整所述纤维层以提供所希望的水分吸收或水分传递速率。可以调整所述纤维层以提供所希望的干燥速率。所述纤维层可以从非织造纤维形成。所述纤维层可以是非织造结构。所述纤维层可以是蓬松材料。所述纤维层可以可热成型，使得可以将所述层模制或在其他方面制造成所希望的形状以满足一个或多个应用要求。

所述纤维层可以具有孔隙。所述孔隙可以由在纤维和/或纤维的形状(例如，通过具有多叶或深槽截面的纤维)之间的间隙空间形成。所述孔隙可以在纤维层的整个厚度上延伸。所述孔隙可以在纤维层的厚度的一部分上延伸。所述纤维的孔隙和/或垂直取向可以产生毛细管效应或烟囱效应以从一个表面吸收水分或除去水分并且传递到另一个区域(例如，到另一个水分芯吸层、到纤维层的另一部分等)。例如，所述纤维层可以将水分从所述纤维层的第一表面经由所述纤维层的厚度推动和/或拉动到所述纤维层的相对的第二表面。毛细管效应或毛细管作用是由于在液体与表面之间相互作用的粘附力和内聚力而使液体通过管、孔隙、圆柱或可渗透物质上升。可以基于液体必须通过其行进的材料的厚度来选择由纤维(例如，形成毛细管)限定的用于使液体运动的孔隙或通道的直径。由于因粘附力而导致的毛细管作用，可以看出较细直径的毛细管或通道中的液体比较大直径的毛细管或通道中的液体上升得更高。

纤维层拉动或推动水分穿过层的能力可以至少部分地由于纤维的几何形状。所述纤维可以具有基本上圆形或修圆的截面。所述纤维具有的截面可以具有一个或多个曲形部分。所述纤维可以具有总体上卵状或椭圆形的截面。所述纤维可以具有非圆形的截面。此类非圆形的截面可以产生可以在其中传递水分的另外的管或毛细管。例如，所述纤维具有的几何形状可以具有多叶截面(例如，具有3个或更多个叶、具有4个或更多个叶、或具有10个或更多个叶)。所述纤维具有的截面可以具有深槽。所述纤维可以具有基本上“y”形的截面。所述纤维可以具有多边形截面(例如，三角形、正方形、矩形、六边形等)。所述纤维可以具有星形截面。所述纤维可以是锯齿状的。所述纤维可以具有一个或多个从其延伸的分支结构。所述纤维可以是原纤维化的。所述纤维可以具有非均匀形状、菜豆形状、狗骨形状、自由形状、有机形状、无定形形状、或其组合的截面。所述纤维可以是基本上直的或线性的、钩状的、弯曲的、不规则形状的(例如，不均匀的形状)、或其组合。所述纤维可以包括一个或多个贯穿纤维的长度或厚度延伸的空隙。所述纤维可以具有基本上中空的形状。所述纤维可以是总体上实心的。纤维形状可以限定水分可通过其行进的毛细管或通道(例如，从纤维层的一侧到纤维层的相对侧)。

构成纤维层(或所述材料的任何其他层)的纤维可以具有约0.5旦尼尔或更大、约1旦尼尔或更大、或约5旦尼尔或更大的平均线性质量密度。构成纤维层的材料纤维可以具有约25旦尼尔或更小、约20旦尼尔或更小、或约15旦尼尔或更小的平均线性质量密度。可以基于诸如成本、回弹性、所希望的水分吸收/防潮性等的考虑因素来选择纤维。例如，较粗的纤维共混物(例如，平均旦尼尔为约12旦尼尔的纤维的共混物)可以有助于向纤维层提供回弹性。例如，如果需要较软材料来接触使用者的皮肤，则可以使用较细的共混物(例如，旦尼尔为约10旦尼尔或更小或者约5旦尼尔或更小)。所述纤维可以具有约1.5毫米或更大或甚至约70毫米或更大(例如，对于梳理的纤维网)的短纤维长度。例如，纤维长度可以在约30毫米与约65毫米之间。所述纤维可以具有约50至60毫米短纤维长度的平均或常用长度或作为在纤维梳理过程中使用的那些的典型的任何长度。可以在任何非织造过程中使用(例如，单独或与其他纤维组合)短纤维。例如，所述纤维中的一些或全部可以是粉末样稠度的(例如，具有约3毫米或更小、约2毫米或更小、或甚至更小，诸如约200微米或更大或者约500微米或更大的纤维长度)。可以组合不同长度的纤维以提供所希望的特性。纤维长度可以变化，取决于应用；所希望的水分特性；纤维材料的类型、尺寸和/或特性(例如，层状材料的纤维层和/或任何其他层的密度、孔隙度、所希望的空气流动阻力、厚度、尺寸、形状等)；或其任何组合。单独或与较长纤维组合的较短纤维的添加可以提供更有效的纤维堆积，这可以允许更容易地控制孔径以便实现所希望的特征(例如，水分相互作用特征)。

纤维层(或材料的任何其他层)可以包括与无机纤维共混的纤维。所述纤维层可以包括天然纤维、制造的纤维、或合成纤维。合适的天然纤维可以包括棉纤维、黄麻纤维、羊毛纤维、亚麻纤维、蚕丝纤维、纤维素纤维、玻璃纤维、和陶瓷纤维。所述纤维层可以包括生态纤维，诸如竹纤维或桉树纤维。合适的制造的纤维可以包括从纤维素或蛋白质形成的那些。合适的合成纤维可以包括聚酯、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、芳族聚酰胺、酰亚胺、丙烯酸酯纤维、或其组合。纤维层材料可以包括聚酯纤维，诸如聚对苯二甲酸丁二酯(pbt)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚对苯二甲酸丙二酯(ptt)、和共聚酯/聚酯(copet/pet)胶粘双组分纤维。所述纤维可以包括聚丙烯腈(pan)、氧化聚丙烯腈(ox-pan、opan、或panox)、烯烃、聚酰胺、聚醚酮(pek)、聚醚醚酮(peek)、聚醚砜(pes)、或其他聚合物纤维。所述纤维可以针对其熔融和/或软化温度来选择。所述纤维可以包括矿物纤维或陶瓷纤维。所述纤维可以是或可以包括弹性体纤维。弹性体纤维可以提供缓冲性能和/或可压缩性和恢复特性。示例性弹性体纤维包括弹性双组分pet、pbt、ptt、或其组合。所述纤维可以由能够梳理并且铺网成三维结构的任何材料形成。所述纤维可以是100％原生纤维，或者可以含有从消费后废物生成的纤维(例如，高达约90％的从消费后废物生成的纤维或甚至高达100％的从消费后废物生成的纤维)。所述纤维可以具有或者可以提供改进的水分吸收或防潮性特征、或两者。

所述纤维可以具有嵌入其中的颗粒。所述颗粒可以起到在蒸气阶段中(例如，在变成液体之前)除去水分的作用。可以通过挤出过程来嵌入颗粒。这些颗粒可以为纤维层提供透气性和/或防水特性。与不含嵌入的颗粒的纤维相比，存在于所述纤维中的颗粒可以使所述纤维的表面积增加50％或更多、约100％或更多、200％或更多、或500％或更多。所述颗粒可以使所述纤维的表面积增加约1200％或更小、约1000％或更小、或约900％或更小。所述纤维的高比表面积可以提供高的吸收特性。这些纤维可以有助于提供加热和/或冷却。这些纤维可以提供气味控制、湿度控制(例如，身体湿度控制)、或两者。所述颗粒可以有助于从源处除去或驱除水分蒸气(例如，通过所述层)。嵌入的颗粒可以包括但不限于木材、壳(例如，水果和/或坚果壳，诸如椰子壳或其上的纤维、榛子壳)、活性炭、砂(例如，火山砂)、或其组合。例如，所述纤维可以是与活性炭和/或火山砂一起挤出的pet纤维。

所述纤维可以是100％原生纤维或更少。所述纤维可以包含从消费后废物生成的纤维(例如，高达约90％的从消费后废物生成的纤维或甚至高达100％的从消费后废物生成的纤维)。所述纤维可以具有或可以提供改进的隔热特性。所述纤维可以具有相对低的热导率。此类纤维可以用于保留热或减慢热传递速率(例如，以使使用者或穿戴者保持温暖)。所述纤维可以具有或可以提供高的热导率，从而增加热传递率。此类纤维可以用于从水分源的表面提取热(例如，以使使用者或穿戴者冷却)。所述纤维可以具有非圆形或非圆柱形的几何形状。所述纤维层可以包含或含有工程化的气凝胶结构以赋予另外的隔热益处。所述纤维层可以包含或富含热解的有机竹添加剂。

构成所述材料的一个或多个层的纤维或所述纤维的至少一部分可以包括亲水整理层(hydrophilicfinish)或涂层。所述亲水整理层或涂层可以产生或改进将水分抽吸到由纤维形成的毛细管或通道中的毛细管效应。所述纤维或所述纤维的至少一部分可以是超吸收纤维(saf)。所述saf可以例如由纤维素材料或合成聚合物材料形成。所述saf可以在与其他纤维的共混物中。所述saf可以以占所述共混物的按重量计约60％或更小、按重量计约50％或更小、或按重量计约40％或更小的量存在。所述saf可以以大于0％、按重量计约1％或更大、或按重量计约5％或更大的量存在。所述saf可以将水分拉动到材料的截面中，它在所述截面处蒸发。

一个或多个纤维层(或所述材料的任何其他层)可以包含多个双组分纤维。所述双组分纤维可以是热塑性较低熔体双组分纤维。所述双组分纤维可以具有比混合物中的其他纤维低的熔融温度(例如，比常用纤维或短纤维低的熔融温度)。双组分纤维可以气流成网或机械地梳理、铺网、和在空间上融合成为网络，使得层状材料可以具有结构和主体并且可以将其处理、层压、制造、作为切割件或模制件安装等以提供所希望的特性。所述双组分纤维可以包含芯材料和围绕芯材料的鞘材料。鞘材料可以具有比芯材料低的熔点。可以至少部分地通过将材料加热至一定温度以使双组分纤维中的至少一些的鞘材料软化来形成纤维材料网。

纤维层(或层状材料的任何其他层)可以包含粘合剂或粘合剂纤维。粘合剂可以以按重量计约100百分比或更小、按重量计约80百分比或更小、按重量计约60百分比或更小、按重量计约50百分比或更小、按重量计约40百分比或更小、按重量计约30百分比或更小、按重量计约25百分比或更小、或按重量计约15百分比或更小的量存在于纤维层中。所述纤维层可以基本上不含粘合剂。所述纤维层可以完全不含粘合剂。虽然在本文中称为纤维，但是还考虑到，所述粘合剂通常可以是粉末状、球形的、或能够被容纳在其他纤维之间的间隙内并且能够将纤维层粘合在一起的任何形状。所述粘合剂可以具有约70℃或更大、约100℃或更大、约110℃或更大、约130℃或更大、180℃或更大、约200℃或更大、约225℃或更大、约230℃或更大、或甚至约250℃或更大的软化和/或熔融温度。例如，所述粘合剂可以具有在约70℃与约250℃之间(并且考虑到其之间的任何范围)的软化和/或熔融温度。所述纤维可以是高温热塑性材料。所述纤维可以包括以下中的一种或多种：聚酰胺酰亚胺(pai)；高性能聚酰胺(hppa)，诸如尼龙；聚酰亚胺(pi)；聚酮；聚砜衍生物；聚环己烷对苯二甲酸二甲酯(pct)；氟聚合物；聚醚酰亚胺(pei)；聚苯并咪唑(pbi)；聚对苯二甲酸乙二酯(pet)；聚对苯二甲酸丁二酯(pbt)；聚苯硫醚；间同立构聚苯乙烯；聚醚醚酮(peek)；聚苯硫醚(pps)，聚醚酰亚胺(pei)；等。所述纤维层可以包含聚丙烯酸酯和/或环氧(例如，热固性和/或热塑性类型)纤维。所述纤维层可以包含多粘合剂体系。所述纤维层可以包含充当粘合剂的一种或多种弹性体纤维材料。所述纤维层可以包含一种或多种具有比所述层中的其他纤维低的熔融温度的牺牲粘合剂材料和/或粘合剂材料。

本文在纤维层的上下文中讨论的纤维和粘合剂也可以用于形成层状材料的任何其他层。

可以使用非织造过程将形成一个或多个纤维层的纤维形成为非织造网，所述非织造过程包括例如将纤维共混、梳理、铺网、气流成网、机械成形、或其组合。通过这些过程，纤维可以在总体上垂直的方向或接近垂直的方向上(例如，在总体上垂直于纤维层的纵轴的方向上)取向。可以使用常规过程将纤维开松并且共混。形成的所得结构可以是膨松纤维层。可以针对最佳重量、厚度、物理属性、热导率、隔绝特性、水分吸收、或其组合将膨松的纤维层工程化。

可以至少部分地通过梳理过程形成一个或多个纤维层。所述梳理过程可以将材料簇分离成单独的纤维。在梳理过程中，纤维可以以基本上平行的取向彼此对齐，并且可以使用梳理机来产生网。

梳理的网可以经受铺网过程以产生纤维层。可以将梳理的网旋转铺网、交叉铺网或垂直铺网以形成大体积或膨松的非织造材料。例如，可以根据诸如“struto”或“v-lap”的过程将梳理的网垂直铺网。这种构造提供了在纤维层的厚度方向上具有相对高的结构完整性的网，从而使纤维网在应用过程中或在使用中散落的概率最小和/或为层状材料提供抗压缩性。梳理和铺网过程可以产生在整个垂直截面上(例如，在层状材料的整个厚度上)具有良好的抗压缩性的非织造纤维层，并且可以能够产生质量较低的纤维层，尤其是膨松至较高的厚度而不向基体中添加显著量的纤维。考虑了少量中空复合纤维(即，小百分比的)可以改进膨松能力和回弹性以改进水分吸收、物理完整性、或两者。这样的安排还提供了实现具有相对低堆积密度的低密度网的能力。

铺网过程可以产生纤维的当从其截面观察时打褶或起伏的外观。在铺网过程中，褶皱或起伏的频率可以变化。例如，具有每面积褶皱或起伏的增加可以增加材料的一个或多个层的密度和/或刚度。降低每面积褶皱或起伏可以增加所述一个或多个层的柔韧性和/或可以降低密度。在铺网过程中改变褶皱或起伏频率的能力可以允许改变或控制材料的特性。考虑了褶皱或起伏频率可以在整个材料中变化。在铺网过程中，可以动态地控制和/或调节褶皱频率。可以在材料的层的铺网过程中进行调节。例如，所述层的某些部分可以具有增加的频率，而所述一个或多个层的其他部分可以具有较低的频率。可以在材料的不同层的铺网过程中进行调节。可以使不同的层具有不同的特性以及不同的褶皱频率。例如，一个层可以具有大于或小于层状材料的另一个层的褶皱频率。

所述纤维层可以通过气流成网过程形成。可以采用这种气流成网过程代替梳理和/或铺网。在气流成网过程中，将纤维分散到快速移动的空气流中，并且然后使纤维从悬浮状态沉积到穿孔的筛网上以形成网。纤维的沉积例如可以借助压力或真空来进行。可以产生气流成网或机械形成的网。然后可以将所述网热结合、空气结合、机械固结等、或其组合，以形成内聚性非织造纤维层。虽然气流成网过程可以提供总体上无规的纤维取向，但是可以存在一些纤维，所述一些纤维具有总体上在垂直方向上的取向，使得可以实现材料的在厚度方向上的回弹性。

所述层状材料可以包括一个或多个芯吸层。所述芯吸层可以由非织造材料、织造材料、编织材料、熔喷材料(例如，热塑性聚氨酯的)等形成。这些芯吸层可以包括一个或多个水分传输层，其可以用于将水分从源(例如，皮肤或另一种潮湿层，诸如衣服)传输至一个或多个纤维层。所述一个或多个水分传输层可以从源抽吸水分并且将水分分布在较宽的表面区域上，以增强被其他层的吸收、以增强水分的蒸发或干燥、或两者。一个层可以用作获取层，所述获取层可以起到从源中抽吸水分的功能。另一个层可以用作分布层，所述分布层可以起到将水分分散在所述层和/或相邻层的区域周围的功能。这些功能可以替代地由单一的层执行。所述芯吸层可以包括一个或多个外层。所述外层可以位于纤维层的相对侧上，从纤维层吸收水分。所述外层可以激励蒸发或具有快干特性。所述层状材料的芯吸层可以相同或它们可以不同。所述层中的一个或多个可以以蒸气形式从源抽吸走水分。例如，在汗变成汗液之前，一个或多个层可以拉动汗蒸气离开身体。

所述一个或多个水分传输层可以附接到纤维层的一侧。所述一个或多个水分传输层可以被适配为邻接或接触作为水分源的表面。例如，水分传输层可以是用于人皮肤或动物身体的接触表面。水分传输层可以促进汗液或水分从皮肤向纤维层的运动。水分传输层可以具有触感光滑的表面以提供舒适的接触表面。

层状材料的外层可以附接到纤维层的相对侧。所述一个或多个外层可以背对水分源的表面。所述一个或多个外层可以是层状材料的最外层。所述一个或多个外层可以是可渗透的或透气的以允许空气在层内流动。透气性或渗透性可以增强水分的蒸发，从而允许层状材料干燥。外层可以包括穿孔(perforation)、开孔(aperture)、空隙、或开口，以进一步激励所述层的渗透率和/或干燥。

芯吸层可以使用本文关于纤维层讨论的任何纤维和/或粘合剂形成。一个或多个芯吸层可以由莱卡(lycra)、聚酯、聚对苯二甲酸乙二酯、或其组合制造。

一个或多个纤维层、形成纤维层的纤维、所得层状材料、或其组合可以用于形成可热成型的层状材料(其可以是非织造的)，这指示了可以形成具有宽范围的密度和厚度并且含有热塑性和/或热固性粘合剂的材料(例如，非织造材料)。可以将可热成型的材料加热并且热成型为特定形状的热成型产品。所述层状材料可以具有沿着材料的长度变化的厚度(并且因此具有变化的或非平面的轮廓)。厚度较小的区域可以被适配为向材料提供受控的柔韧性，诸如提供具有附加柔韧性和弹性的区域，诸如以形成可拉伸的压缩服装制品。可以将所述层状材料成型(例如，通过折叠、弯曲、热成型、模制等)以产生总体上与给定应用所希望的形状匹配的形状。

所述层状材料可以由多个层形成，所述层包括以任何组合和任何顺序的一个或多个芯吸层,(例如，一个或多个水分传输层、一个或多个外层)、一个或多个表面层、一个或多个表层、和/或一个或多个纤维层。所述材料可以包括两个或更多个纤维层。所述层状材料可以包括一个或多个蓬松层、一个或多个芯吸层、或两者。可以通过以下方式形成表层：通过以这样的方式施加热使层的一部分熔化，所述方式使得所述层的仅一部分(诸如顶表面)熔化并且然后硬化以形成总体上光滑的表面。可以将稀松布施用或固定到一个或多个纤维层上。所述层状材料可以包括多个层，其中一些或全部发挥不同的功能或为层状材料提供不同的特性。组合具有不同特性的层的能力可以允许基于应用定制层状材料。例如，可以将所述层组合，使得所述层状材料是服装制品，所述服装制品是水分芯吸的、水分传递的、隔绝性的、冷却的、具有低的干燥时间、或其组合。可以将所述层组合，使得所述层状材料提供具有高回弹性的缓冲。

可以施用涂层以在纤维层上形成一个或多个表面层。所述涂层可以改进层状材料的一个或多个特征。例如，所述表面层可以是抗微生物的、抗真菌的、具有高的红外反射、防潮的、抗霉的、或其组合。所述表面层可以是纤维层或芯吸层的延伸。可以将至少一些表面层金属化。例如，沿着纤维层或芯吸层的外表面的纤维可以形成表面层。可以通过将金属原子沉积到表面层的纤维上来进行金属化过程。作为例子，可以通过将银原子层施用到表面层来建立金属化。可以在将任何另外的层施用到纤维层之前进行金属化。

金属化可以提供所希望的反射率或发射率。表面层可以具有约50％ir反射或更大、约65％ir反射或更大、或约80％ir反射或更大。表面层可以具有约100％ir反射或更小、约99％ir反射或更小、或约98％ir反射或更小。例如，分别地，发射率范围可以是约0.01或更大或者约0.20或更小，或者99％至约80％ir反射。发射率可以随时间变化，因为油、灰尘、降解等可能影响应用中的纤维。

可以将其他涂层施用到纤维层上以形成表面层(金属化的或未金属化的)以获得所希望的特性。可以添加疏油和/或疏水处理剂。可以添加阻燃剂。可以将抗腐蚀涂层施用到金属化纤维上以降低或保护金属(例如，铝)免于氧化和/或损失反射率。可以添加不基于金属化技术的ir反射涂层。可以施用抗微生物或抗真菌涂层。例如，可以将银粉或其他抗微生物纳米粉末添加到纤维层的一部分中以形成表面层。

一个或多个层可以是多孔块状吸收器(例如，通过梳理和/或铺网过程形成的蓬松的多孔块状吸收器)。可以通过气流成网形成一个或多个层。所述层状材料可以形成为总体上平坦的片材。所述层状材料(例如，作为片材)可以能够被卷制呈卷材。所述层状材料可以是连续材料，使得可以在单件中采用较长的长度。所述层状材料(或所述层状材料的一个或多个层)可以是工程化的3d结构。从这些潜在的层中清楚的是，在产生满足最终使用者、客户、安装者等的特定需求的材料方面具有极大的灵活性。

纤维层、芯吸层、表面层、或其组合可以彼此直接附接。一个或多个层可以通过层压过程彼此附接。然后可以将所述一个或多个层以层压产品的卷材或片材的形式供应。因此，可以在任何另外的成型或模制步骤之前将所述一个或多个层彼此附接。所述一个或多个层可以包括热塑性组分(例如，粘合剂或纤维)，所述热塑性组分在暴露于热时熔化并且结合到相邻表面上。可以用胶粘层将一个或多个层彼此附接。可以将形成层状材料的层附接到另外的层状材料上。例如，可以将第一层状材料直接附接到第二层状材料上(例如，通过一个或多个胶粘层)以形成层状材料组件。所述层状材料组件可以包括多于两个层状材料。胶粘层可以是胶粘剂。所述胶粘剂可以是粉末，或者可以以带、片材、或作为液体或糊料来施用。胶粘层可以沿着纤维层、芯吸层、表面层、或其组合的表面延伸以基本上覆盖表面。可以将胶粘层施用到纤维层、芯吸层、表面层、或其组合的表面的一部分。可以以图案(例如，施用到表面的胶粘剂的点)来施用胶粘层。可以以均匀的厚度施用胶粘层。胶粘层可以具有变化的厚度。胶粘层可以是单一层(例如，单一胶粘剂)。胶粘层可以是多层(例如，胶粘层和热塑性纤维层)。胶粘层可以是共混材料的单一层(例如，将胶粘剂和热塑性纤维共混在单一层中)。可以经由其他过程(诸如通过缝合、层之间的纤维缠结、或其他方法)将这些层直接彼此附接。

所述层状材料的总厚度可以取决于单独的层的数目和厚度。总厚度可以是约0.5mm或更大、约1mm或更大、或约1.5mm或更大。总厚度可以是约300mm或更小、约250mm或更小、或约175mm或更小。所述单独的层中的一些可以比其他层厚。例如，纤维层的厚度可以大于芯吸层的厚度(单独或组合的)。纤维层的总厚度可以大于芯吸层的总厚度。在相同类型的层之间，厚度也可以变化。例如，层状材料中的两个纤维层可以具有不同的厚度。可以通过调节任何或所有层的比空气流动阻力和/或厚度来调整层状材料以提供所希望的特征和/或总体上更宽带的水分吸收/防潮性。

所述层状材料的一个或多个层可以具有疏水特性。所述层状材料的一个或多个层可以具有亲水特性。整个层可以是疏水的或亲水的。层可以具有疏水和亲水特性两者。例如，层可以由疏水纤维和亲水纤维的混合物形成。层之间的界面可以包括邻接亲水层或部分的一个疏水层或部分。接触水分源的层可以是亲水的。此类层可以导致从皮肤芯吸走水分并且将水分分布在较大区域上以加快芯吸。相邻的层可以例如是疏水的。这可以有助于材料的干燥和/或抵抗从外部环境吸取水分。还有可能的是，疏水层或其部分还可以起到从表面(例如，使用者的皮肤)抽吸走水分同时吸收很少水分至不吸收水分的功能，从而起到芯吸水分的作用。所述疏水层或其部分可以起到将水分传递到层状材料的另一个层的功能。所述亲水层或其部分可以起到吸收水分(例如，从一个或多个疏水层或部分)的功能。层内的纤维可以是疏水的。层内的纤维可以是亲水的。

所述层状材料的一个或多个层的纤维或者所述层状材料的一个或多个层可以展现出抗微生物特性。可以将所述纤维用抗微生物物质处理。例如，可以使用银或铜。可以将纤维涂覆银、铜、或其组合。可以在其他方面将抗微生物物质沉积在纤维表面上(例如，经由溅射、静电沉积)。抗微生物物质可以是纤维的一部分。例如，银颗粒、铜颗粒、或两者可以在层状材料的一个或多个层的纤维内。

所公开的层状材料展现出透气性，这允许增加材料的干燥时间和/或增加水分源的表面的冷却。由于空气渗透材料的能力，因此这增加了干燥时间，从而也减少了霉菌、霉和/或气味的形成。所述层状材料或其一个或多个层可以展现出在100pa下约600升/平方米/秒(l/m²/s)或更大、约700l/m²/s或更大、或约800l/m²/s或更大的渗透率。所述层状材料或其一个或多个层可以展现出约1500l/m²/s或更小、约1200l/m²/s或更小、或约1000l/m²/s或更小的渗透率。这是相对于其他传统材料的显著改进。例如，厚度为15mm的1100g/m²的聚氨酯记忆泡沫展现出约500l/m²/s的渗透率。厚度为20mm的600g/m²的开孔聚氨酯泡沫材料展现出小于约100l/m²/s的渗透率。由厚度为10mm的乙烯乙酸乙烯酯泡沫层和厚度为2mm的聚氨酯泡沫层形成的总共1100g/m²的两层泡沫未展现出渗透率。

所述层状材料可以提供缓冲，同时还提供水分芯吸、蒸发、隔热等。所述层状材料或其层可以展现出回弹性。回弹性可以至少部分地由于纤维的取向、纤维的几何形状、纤维的旦尼尔、纤维的组成等、或其组合。回弹性可以使用标准化的压缩力挠度或压痕力挠度测试(例如，astmd3574)来测量。所希望的回弹性可以取决于其中使用所述层状材料的应用。所述层状材料可以具有适合于其预期目的的回弹性。

所述层状材料或其一个或多个层(例如，纤维层)可以形成为具有根据成品层(和/或作为整体的层状材料)的所需的物理、隔绝、水分吸收/防潮性、和所希望的空气渗透率特性而选择的厚度和密度。所述层状材料的层可以是任何厚度的，取决于应用、安装位置、形状、所使用的纤维、纤维的几何形状和/或取向、纤维层的膨松度、或其他因素。层的密度可以部分地取决于掺入到构成所述层的材料(诸如非织造材料)中的任何添加剂的比重和/或添加剂构成的最终材料的比例。所述层状材料可以具有沿着其一个或多个尺寸变化的密度和/或厚度。堆积密度总体上是纤维比重和由纤维产生的材料的孔隙度的函数，其可以被认为代表纤维的堆积密度。

所述层状材料可以通过一种或多种层压技术或能够将两个或更多个层连接在一起的另一种技术来形成。然后可以将所述一个或多个层以层压产品的卷材或片材的形式供应。因此，可以在任何另外的成型或模制步骤之前将所述一个或多个层彼此附接。

所述层状材料(和/或其层)的水分吸收、防潮性、隔绝、或其组合可以受到层状材料的形状影响。所述层状材料或其一个或多个层可以是总体上平坦的。可以将所述层状材料或其一个层以片材的形式供应。可以将所述层状材料或其一个或多个层以卷材来供应。可以将所述层状材料的一个或多个层层压在一起(例如，以片材或卷材的形式供应所述层状材料和/或在任何另外的成型或模制步骤之前)。可以将成品层状材料制造成按图切割的(cut-to-print)二维平坦件，取决于所希望的应用。所述层状材料可以形成为任何形状。例如，可以将所述层状材料模制(例如，成三维形状)以总体上匹配所希望的形状。可以将成品层状材料按图模制成三维形状用于所希望的应用。

所公开的制品或材料可以进一步以任何组合包括说明书(包括本说明书中列出的优选项和实施例)中描述的任何一个或多个特征，并且包括单独或组合的以下任何特征：所述制品可以是可穿戴物品；所述具有或产生水分的表面可以是身体的皮肤或被水分饱和的衣服；所述一个或多个纤维层可以夹在两个水分芯吸层之间；水分芯吸层可以被适配为接触所述具有或产生水分的表面；外部水分芯吸层可以背对所述具有或产生水分的表面；所述制品可以被适配为拉动水分离开使用者的皮肤、穿过所述制品、并且到所述制品的外部表面上；所述制品或其层可以是可渗透的和/或透气的，以激励所述水分的蒸发、以允许空气流过所述制品或其一个或多个层、或两者；所述一个或多个纤维层的纤维可以具有非圆形的截面；所述一个或多个纤维层的纤维的截面可以具有多个叶和/或深槽；所述一个或多个纤维层的纤维的类型和/或取向可以产生毛细管效应以拉动所述水分离开所述表面；所述水分芯吸层中的一个或多个可以将水分传递至所述一个或多个纤维层；所述水分芯吸层中的一个或多个可以将水分传递至所述一个或多个纤维层和/或可以将所述水分铺展在所述一个或多个纤维层和/或其纤维的较大表面区域上；所述制品可以展现出结构回弹性以提供缓冲；所述制品或其一个或多个层可以包含弹性体粘合剂以增加所述制品或所述一个或多个层的回弹性；所述纤维层可以通过垂直铺网过程形成；所述制品或其一个或多个层可以可热成型以允许将所述制品形成为所希望的形状；所述制品或其一个或多个层可以可模制成三维形状；所述制品可以可洗涤而不损失形状、回弹性、芯吸特性、干燥特性抗微生物特性、或其组合；所述制品可以展现出抗微生物特征、抗真菌特征、或两者；所述制品的纤维的至少一部分可以用银或铜处理或包含银或铜；所述制品的纤维的至少一部分可以是热塑性纤维；一个或多个层可以包含聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚丙烯腈(pan)、氧化聚丙烯腈(ox-pan、opan、或panox)、芳族聚酰胺、烯烃、聚酰胺、酰亚胺、聚醚酮(pek)、聚醚醚酮(peek)、聚(琥珀酸乙烯酯)、聚醚磺酸盐(pes)、矿物、陶瓷、天然的纤维、或另一种聚合物纤维；所述一个或多个纤维层可以包含双组分纤维；所述制品可以是抗霉菌或抗霉的；所述制品可以是柔韧的；所述制品可以是可重复使用的；所述制品可以是防气味的；将所述层中的一个或多个层压在一起以形成层压产品；可以在任何另外的成型或模制步骤之前将所述层层压在一起；可以将所述制品以所述层压产品的卷材或片材的形式供应。

现在转到附图，图1-图3展示了根据本教导的层状材料30的示例性截面。在图1中，层状材料30包括布置在水分传输层32与外层33之间的纤维层34。如图2和图3中所示，层状材料30包括布置在层状材料30的外部表面上的一个或多个表面层36。

图4展示了层状材料30的截面。层状材料30包括布置在水分传输层32上的纤维层34。

图5展示了具有纤维层34和两个水分传输层32的层状材料30的截面。纤维层34布置在水分传输层32与外层33之间。纤维层34通过任选的胶粘层38与水分传输层32和外层33两者连接。

图6和图7展示了层状材料组件60的截面。层状材料组件60包括经由胶粘层38连接在一起的多个层状材料30。每个层状材料30包括布置在水分传输层32与外层33之间的纤维层34。如图6中所示，层状材料30通过胶粘层38连接，使得第一层状材料30的第一水分传输层32和第二层状材料30的外层33彼此邻接以形成堆叠的层状材料组件60。可选地，如图7中所示，层状材料30通过胶粘层38沿着层状材料30的邻接边缘连接。

图8展示了根据本教导的多叶纤维40的放大截面视图。多叶纤维可以在相对于纤维层的纵轴总体上垂直的方向上(例如，垂直于水分源)取向。每根纤维的多叶截面或多叶纤维40之间的相互作用可以产生毛细管或通道42，水分可以被拉动通过所述毛细管或通道(例如，通过毛细管作用)。

如本文所示的任何层状材料可以具有一个或多个饰面层一个或多个稀松布层、或两者。例如，饰面层(或稀松布)可以定位在背对水分传输层的纤维层的表面上。还考虑了，纤维层、水分传输层、外层、胶粘层、和表面层可以以任何组合和顺序配置

本文描述的任何材料可以与本文描述的其他材料组合(例如，在层状材料的相同层或不同层中)。所述层可以由不同的材料形成。一些层或所有层可以由相同的材料形成，或者可以包含常用的材料或纤维。可以基于每种材料的所希望的特性(例如，芯吸特性、冷却特性、隔绝特性等)，材料作为整体的所希望的空气流动阻力特性，材料的所希望的重量、密度和/或厚度，材料的所希望的柔韧性(受控柔韧性的位置)、或其组合来选择形成层的材料的类型、层的顺序、层的数目、层的定位、层的厚度、或其组合。可以选择所述层以提供变化的纤维取向。

尽管在可穿戴材料的上下文中讨论，但是还在教导的范围内的是，一个或多个层状材料层可以直接附接壁、基材的表面、区域的表面、或其组合。可以经由紧固件、胶粘剂、或能够将层状材料固定到基材或其他表面上的其他材料来附接层状材料。层状材料到其自身或另一个表面的固定可以是可重新定位的或永久的。所述层状材料可以包括一个或多个紧固件、胶粘剂、或用于将层状材料连接到基材的其他已知材料、层状材料的另一部分、另一种层状材料、或其组合。紧固件、胶粘剂、或其他附接手段可以能够承受其所暴露的要素(例如，温度波动)。紧固件可以包括但不限于螺丝、钉子、大头钉、螺栓、摩擦配合式紧固件、按扣、钩眼式紧固件、拉链、夹子等、或其组合。胶粘剂可以包括任何类型的胶粘剂，诸如胶带材料、剥贴式胶粘剂、压敏胶粘剂、热熔胶粘剂等、或其组合。所述层状材料可以包括一个或多个紧固件或胶粘剂以将层状材料的部分连接到另一个基材上。所述层状材料可以包括压敏胶粘剂(psa)，以将层状材料粘附至其自身或另一个表面。

实施例

提供以下实施例以说明所公开的层状材料及其层，但不旨在限制其范围。

制备根据本教导的测试样品，并且将其在表1中示出。除非另有注明，否则所有样品均具有13mm的厚度。

表1.

对比样品在表2中示出：

表2.

实施例1

根据astmd3574-3进行缓冲测试。测试结果在表3中示出。

如表所示，“最大力[kpa]”列表明，与开孔泡沫相比，表1中鉴定的样品承受更高的载荷，同时显著更轻。“回弹性”列表明，与开孔泡沫相比，表1中鉴定的样品具有更大的回弹力，同时显著更轻。“线性度”列表明，表1中鉴定的样品的线性度总体上更低。非线性度与织物的柔软触感/手感相关。

实施例2

根据iso11092进行出汗防护热板测试。测试似乎测量在稳态条件下的耐热性和耐水蒸气性。测试结果在表4中示出。

表4.

测试结果表明，样品1b与质量为两倍的聚氨酯泡沫相比具有相似的耐热性。这将在冷的温度下给出类似的冷热保护。此外，样品1b的耐蒸气性是聚氨酯泡沫的几乎一半，意味着更容易地几乎两倍疏散水分。这导致显著更高的渗透率指数，这通常与较好的舒适相关。

实施例3

进行测试以测试样品的芯吸属性。将150ml水添加到173mm直径的容器中。这150ml相当于样品最大体积的约三倍，使得无论样品的芯吸特性如何，都将有足够的水。容器的尺寸(即，大于样品)允许样品从水中露出，使得可以观察到芯吸过程。将样品放在容器中的水的顶部上。如果样品具有芯吸能力，则将其投入水中，并且然后通过毛细管现象，水被样品吸收并且向上移动到样品中。如果什么都没有发生，则在10秒后迫使样品进入水中。在针对每个样品记录的一定时间“t最大”之后，水在样品内部达到最大高度。然后将此高度通过样品高度归一化。30秒后停止测试(>>t最大)。然后测量样品的质量。这测量材料可芯吸的水的量。测试结果在表5中示出。

表5.

实施例4

进行测试以测量每个样品的水分蒸发。将每个样品切割成具有56mm的直径。每个样品的厚度是13mm。向具有约59mm直径和约8mm壁高度的容器中填充10ml水(从而具有约4mm的高度)。将每个样品铺置在含水的容器中。记录随时间的样品质量以测量水分通过样品蒸发有多快。为了使蒸发发生，样品将水芯吸到样品的顶部。测试结果在表6中示出。

表6.

测试结果表明，在样品1和样品3中添加多叶纤维，使得干燥速率增加或干燥时间降低。没有多叶纤维的试样(样品2和样品4)干燥较慢。开孔聚氨酯泡沫也比所有纤维样品花费更长时间干燥。

如本文所用的重量份是指100重量份具体涉及的组合物。在以上申请中列举的任何数值包括从下限值至上限值的所有值，增量为一个单位，条件是在任何下限值与任何上限值之间存在至少2个单位的间隔。作为例子，如果陈述了组分的量或过程变量(例如，温度、压力、时间等)的值为例如从1至90、优选从20至80、更优选从30至70，则预期本说明书中明确枚举了诸如15至85、22至68、43至51、30至32等的值。对于小于1的值，适当时将一个单位视为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体预期的那些的例子，并且在本申请中以相似的方式明确地陈述了所枚举的最低值与最高值之间的数值的所有可能组合。除非另有说明，否则所有范围都包括两个端点以及在端点之间的所有数字。“约”或“大约”结合范围的使用适用于范围的两端。因此，“约20至30”旨在涵盖“约20至约30”，至少包括指定的端点。描述组合的术语“基本上由...组成”应包括所鉴定的要素、成分、组分或步骤，以及不实质性影响组合的基本和新颖特征的此类其他要素成分、组分或步骤。描述本文中的要素、成分、组分或步骤的组合的术语“包括(comprising)”或“包含(including)”的使用也考虑了基本上由要素、成分、组分或步骤组成的实施方案。多个要素、成分、组分或步骤可以由单个集成的要素、成分、组分或步骤提供。可选地，单个集成的要素、成分、组分或步骤可以分为单独的多个要素、成分、组分或步骤。描述要素、成分、组分或步骤的“一种”或“一个”的公开不旨在排除另外的要素、成分、组分或步骤。