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CN101479331A - 活性颗粒增强的膜及其制造和使用方法 - Google Patents

活性颗粒增强的膜及其制造和使用方法 Download PDF

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CN101479331A CNA2007800245609A CN200780024560A CN101479331A CN 101479331 A CN101479331 A CN 101479331A CN A2007800245609 A CNA2007800245609 A CN A2007800245609A CN 200780024560 A CN200780024560 A CN 200780024560A CN 101479331 A CN101479331 A CN 101479331A
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Abstract

本公开内容涉及活性颗粒增强的膜及其制造和使用方法。在一些实施方案中，透气性膜包括基础材料溶液和活性颗粒。引入该膜中的活性颗粒可以为该膜改进或增加各种合乎需要的性能，例如，该膜的水蒸气传输能力、气味吸附、抗静电性能或隐身性能。在一些实施方案中，当转化成非溶液状态时，该基础材料可以显示防水性能，并因此得到防水膜。在一些实施方案中，可以保护活性颗粒在膜的制备过程之前，期间或之后(或它们的任何组合)不损失活性。该膜可以施加到基材上，或可以独立于基材使用。

Description

活性颗粒增强的膜及其制造和使用方法
相关申请的交叉引用
[0001]根据35 U.S.C.§119(e)，本申请要求2006年5月9日提交的美国临时申请号60/799,426的利益，该文献据此全文在此引入作为参考。
背景技术
[0002]材料可以在它们的各种性能方面使用。例如，材料，例如聚氨酯、聚丙烯酸类、对苯二甲酸1，3丙二醇酯(DuPont 3GTTM或DuPontSoronaTM)和由乳酸制成的聚交酯(DOW Cargill IngeoTM)薄膜可以在它们的防水和透气性能方面使用。这些材料提供水蒸气传递同时防止液体的穿透。此类材料可以例如，用于服装(例如，雨具、外衣、手套、靴子和罩)。值得注意的是，防水透气性膜不同于耐水透气性膜。在标准大气压下，防水透气性膜不允许液体穿过膜，而耐水膜可以允许液体的穿过。称为静压头的测量值可用来确定膜防水与否。这种测量值确定膜开始渗水的压力。如果膜当经受1000毫巴的压力时不渗漏，则一般认为它是防水的。
[0003]防水膜可以有利地用于材料以防止水分渗入材料或使水分渗入材料最小化。此类应用的实例包括衣装中的应用，例如雨衣，其中防止衣装穿戴者变湿是合乎需要的。虽然防水膜在它们的防止或最小化水分渗入的能力方面优于耐水膜，但是非透气性防水材料当与耐水膜相比时显示有限的水分输送能力。结果，由防水非透气性材料(例如橡胶)制成的衣装可能似乎对穿戴者＂热和潮湿＂，因为它不允许水蒸气从该衣装内逸出到外部环境。
[0004]因此，仍需要具有改进的水分输送性能的透气性膜(例如防水膜)。
[0005]又一个重要的材料性能涉及材料的抗静电能力。抗静电材料可以有利地用于例如，保护性包装材料以保护敏感电子元件不受静电荷影响。包装电子元件和单元以致避免静电放电影响遇到的问题随着集成电路达到越来越小的尺寸(这使得该器件更易受由于较小电压电平引起的意外放电的损坏)而变得日益尖锐。因此仍需要制备具有改进的抗静电能力而对这些材料的各种用途仍合乎需要的其它性能(例如柔韧性和透明性)没有损失的抗静电材料。
[0006]材料的又一种通常合乎需要的性能是材料的隐身性能。具有隐身性能的材料可用来消除在实验期间不希望的红外线识别标志。在军用中，隐身材料可以用来允许飞行器、士兵、船和飞机运行，同时保持不太为雷达、红外线和其它检测机构可见。因此仍需要制备具有改进的隐身能力而对这些材料的各种用途仍合乎需要的其它性能(例如柔韧性和＂手感和感觉＂)没有损失的材料。
发明内容
[0007]本公开内容涉及活性颗粒增强的膜及其制造和使用方法。该膜可以是自撑膜或基材上的涂层。本公开内容尤其适用于防水透气性膜及其制备和使用方法，但是不受此限制。本公开内容还尤其适用于快速干燥、气味吸收、抗静电膜及其制造和使用方法，和尤其适用于具有改进的红外线(IR)吸收的膜及其制造和使用方法。
[0008]在一些实施方案中，透气性膜包括基础材料溶液和活性颗粒。引入该膜中的活性颗粒可以为该膜改进或增加各种合乎需要的性能，例如，水蒸气传输能力、抗静电性能或隐身性能。在一些实施方案中，当转化成非溶液状态时，该基础材料可以显示防水性能，并因此得到防水膜。在一些实施方案中，可以保护活性颗粒在膜的制备过程之前，期间或之后(或它们的任何组合)不损失活性。在这些实施方案中，可以将活性颗粒包封在至少一种可移除包封剂中，该可移除包封剂的用量有效至少防止该活性颗粒的相当大部分在除去该可移除包封剂之前被钝化。在一些实施方案中，可以除去可移除包封剂以使该活性颗粒的至少一部分复活而改进该膜的透气、抗静电或隐身性能。
[0009]在一些实施方案中，膜可以包括聚氨酯和固体颗粒。膜可以施加到基材例如纺织物、无纺织物、ePTFE(处理或未经处理的)基材、PTFE基材、聚氨酯基材或针织材料，或可以独立于基材使用。在一些实施方案中，膜可以由聚氨酯溶液、聚丙烯酸类溶液、聚氨酯溶液、对苯二甲酸1，3丙二醇酯溶液或任何其它适合的溶液，和保护或无保护的(或它们的任何组合)活性颗粒获得。
[0010]在一些实施方案中，在将包封颗粒引入到基础材料溶液中之后，可以除去可移除保护性物质(或可移除包封剂)的至少一部分以使活性颗粒复活。一旦除去该可移除保护性物质，该活性颗粒就可以给与该基础材料溶液或膜性能增强特性(例如气味吸附、水分控制等)。除了赋予膜的性能增强特性之外，活性颗粒还可以按维持手感和感觉、质地、耐久性、强度、拉伸性、粘度、可压缩性、可膨胀性、相对密度、其它物理和化学性能或它们的任何组合的方式引入，这些性能总体上与在其中引入活性颗粒之前的基材有关。
[0011]本发明的其它特征，它的性质和各种优点将由附图和以下各种实施方案的详细描述变得更显而易见。
附图简述
[0012]考虑以下详细描述并参照附图，本方面的目的和优点将会显而易见，在附图中，同样的参考符号始终指的是同样的部分，并且其中：
[0013]图1示出了可以根据本发明一些实施方案的原理而采取用来制备活性颗粒增强的膜的步骤的流程图；
[0014]图2示出了可以根据本发明一些实施方案的原理用来制备活性颗粒增强的膜的混合物的特定配方；
[0015]图3示出了从根据本发明一些实施方案的原理进行的实验获得的说明性数据；
[0016]图4示出了从根据本发明一些实施方案的原理进行的另一个实验获得的说明性数据；和
[0017]图5示出了从根据本发明一些实施方案的原理进行的另一个实验获得的说明性数据。
详细描述
[0018]图1示出了可以根据本发明一些实施方案的原理而采取用来制备活性颗粒增强的膜，例如防水透气性膜的步骤的流程图。在步骤110，提供基础材料溶液。该基础材料溶液可以包括当转化成非溶液状态(例如固化)时显示防水透气性的材料。例如，该基础材料溶液可以包括聚氨酯溶液、聚丙烯酸类溶液、聚氨酯溶液、对苯二甲酸1，3丙二醇酯溶液或任何其它适合的溶液。该基液可以包括水和其它成分例如交联性聚合物。如果需要的话，可以使用至少两种不同基础材料溶液的组合(例如聚氨酯和丙烯酸类溶液的组合)。可以使用的聚氨酯的实例是可以从Cleveland，Ohio的Noveon Corporation获得的透气性聚氨酯。对于可以根据本发明一些实施方案的原理包括在用于防水透气性膜的基液中的聚氨酯的详细论述，参见例如，美国专利号6,897,281，该文献的公开内容全文在此引入供参考。
[0019]在一些实施方案中，基础材料溶液可以包括Noveon的PermaxTM聚氨酯涂料化合物。在另一个实施方案中，基础材料溶液可以包括Noveon的PermaxTM聚氨酯涂料、丙烯酸系聚合物和外交联剂。
[0020]在步骤120，可以提供活性颗粒。活性颗粒可以按受保护或无保护状态提供。众所周知的是某些颗粒可用来按不同形式例如气体、液体和固体增加材料的表现性能。这些颗粒可以性能适合于气味吸附、水分控制、紫外光保护、化学防护、生物危害保护、阻燃、抗细菌保护、抗病毒保护、抗霉菌保护、抗微生物保护和其它因素，和它们的组合的性能。
[0021]这些颗粒可以提供此类性能，因为它们是＂活性的＂。即，这些颗粒的表面可以是活性的。表面活性颗粒是活性的，因为它们具有在表面处引起化学反应或引起物理反应，例如吸附或俘获物质(包括本身可以是固体、液体、气体或它们的任何组合的物质)的能力。可以被活性颗粒俘获或吸附的物质的实例包括但不限于，花粉、水、丁烷和环境空气。某些类型的活性颗粒(例如活性碳)具有吸附性能，因为每一颗粒具有由许多孔隙(例如数量级为数千、几万或几十万的孔隙/颗粒)构成的大表面积。这些孔隙为该颗粒或，更具体地说，该颗粒的表面提供它的活性(例如吸附能力)。例如，活性颗粒例如活性碳可以通过在该活性碳的孔隙俘获物质来吸附该物质(例如丁烷)。
[0022]活性颗粒可以包括但不限于：活性碳、氧化铝(活性氧化铝)、硅胶、苏打灰、三水合铝、小苏打、对甲氧基-2-乙氧基乙基酯肉桂酸(cinoxate)、氧化锌、沸石、二氧化钛、分子过滤型材料和其它适合的材料。
[0023]将活性颗粒暴露到物质中可以通过阻塞或抑制孔隙而降低或永久地消除该活性颗粒的活性，从而降低该活性颗粒的表面活性。即，一旦孔隙被物质阻塞或抑制，就可以防止那些阻塞或抑制的孔隙进一步吸附。然而，可以通过除去阻塞或抑制孔隙的物质提高或恢复活性颗粒的吸附能力。因此，可以例如，通过加热到预定温度使活性颗粒复原或复活。
[0024]与活性颗粒有关的常见问题是在将该颗粒引入材料(例如基材)之前，期间或之后它们可能损失活性或变得永久钝化。例如，在用于一种工艺之前或在从活性颗粒制造商装运到最终用户期间，当接触到周围环境中的污染物时，活性颗粒可能损失它们的一部分活性。不管颗粒活性如何消除或降低，它们的此种消除或降低可能不利地影响通过使用该活性颗粒来增加或改进产品的一种或多种性能的方法制备的产品。例如，如果颗粒活性降低，则可能要求更重的颗粒装载量来弥补活性的降低，可能导致可能不利地影响该方法中处理的材料的一种或多种合乎需要的固有特性(例如手感和感觉)的颗粒装载量。此外，更重的颗粒装载量可能要求增加的粘结剂装载量，这可能进一步影响该方法中处理的固有特性。因此，不言而喻，颗粒活性的甚至最小的减小也可能不利地影响材料，因为源于那种降低的累积效应(例如附加的颗粒和粘结剂装载量)。
[0025]活性颗粒可以用防止被有害物质或无害物质＂过早钝化＂(即，在不希望的时间，通常早期钝化)的可移除包封剂保存，不管此种过早钝化是否将是由于引入到粘结剂物质，引入到挤出场合，或其它的方面而发生。在除去包封剂后，该活性颗粒复活并且该活性颗粒变得能够在环境中性能吸附(不管此种性能吸附是否导致经由吸附有害物质而是永久的性能引起的钝化状态，或此种性能吸附是否导致经由吸附无害物质的临时性性能引起的钝化状态，该无害物质可以经由颗粒的复原而被除去)。
[0026]可以经由使用至少一种可移除保护性物质(或可移除包封剂)＂保护＂活性颗粒。与没有引入过保护性物质的活性颗粒的性能相比，保护性物质的引入和移除导致增强的活性性能，例如增强的吸附、水分控制、抗微生物功能性、抗霉菌功能性、抗细菌、和催化作用。受保护的活性颗粒可以增强经由使用可移除保护性物质引入此种活性颗粒的材料的有效性能。
[0027]受保护活性颗粒的一个更特有的方面是可移除保护性物质保存活性颗粒的活性以防过早钝化。过早钝化可以由有害或无害的物质或事件所引起(例如在包括活性颗粒和基材的组合物的挤出或包括该活性颗粒和基础材料溶液的薄膜的拉伸期间该基材的有害吸附)，此种活性颗粒能够经由颗粒表面暴露到各种物质或事件(任何阶段)中或颗粒表面接近它们而相互作用。经由使用至少一种可移除保护性物质(或可移除包封剂)达到从此种过早钝化的保护。可移除包封剂或可移除保护性物质可以维持活性颗粒处于受保护状态以防止过早钝化，在某种意义上允许在再活化期间移除该保护性物质而允许该活性颗粒随后发挥活性性能。当活性颗粒处于受保护或钝化状态时，它的进一步性能相互作用暂时或永久地降低或完全消除。如果钝化状态是有害现象(例如，有害物质或事件的吸附)的结果，则在颗粒的受影响区的进一步相互作用是更持久的。有害过早钝化可以发生在各种情况下，包括例如，当在将导致颗粒在所需时间不能提供活性性能的时候将活性颗粒引入有害浆料或暴露于挤出工艺或其它有害事件或材料中时(例如，拉伸包含该颗粒的材料的膜)。如果此种钝化在所需或合适的时候发生，则有害钝化可以发生且可以不构成过早钝化(例如，在膜拉伸之后和连同指定目标物质或事件)。
[0028]在吸附活性和水分控制的情况下，当将可移除保护性物质在活性颗粒暴露到有害现象或其它吸附性能限制物中之前引入该活性颗粒时，该活性颗粒进入受保护或钝化状态，从而限制该活性颗粒的性能吸附一段应避免过早钝化的时间。通过移除保护性物质的再活化而使活性颗粒能够与其它物质或事件(例如结合了该活性颗粒的成品的环境中的目标物质或事件)相互作用。
[0029]当钝化是由于颗粒当引入制品时的性能活性(在这种情况下，性能吸附)的结果(在可移除保护性物质的除去之后时的吸附)时，如果需要的话并且如果此种钝化起因于无害现象，则性能活性可以经由复原(或其它再活化)恢复。复原方法可以包括例如，结合了本发明防水透气性膜的衣装的洗涤器/干燥器循环。
[0030]至于使用活性颗粒增强基材中的性能活性(不管该活性是否是吸附，抗微生物，取决于颗粒表面暴露于相互作用的环境目标中，或简单地，经由使用可移除保护性物质抑制和/或增强的活性)，使用至少一种可移除包封剂也允许在嵌入性物质或事件(或所得制品)中使用更少活性颗粒而达到有效的活性性能，从而降低该嵌入物质、事件或所得制品的其它物理性能(例如，强度或感觉)的可能退化。应指出，在本发明中令人惊奇地发现添加受保护的活性颗粒到基础材料溶液，例如聚氨酯溶液中显著地提高基材的透气性(或水蒸气输送能力)。
[0031]可移除保护性物质的使用还可以设计用来允许一部分活性颗粒的时间延迟暴露以在稍后的时间进行初始暴露或完成增强的活性性能(包括例如，由防止过早钝化产生的增强)。
[0032]可移除保护性物质可以包括但不限于：水溶性表面活性剂、表面活性剂、盐(例如氯化钠、氯化钙)、聚合物盐、聚乙烯醇、蜡(例如链烷烃、巴西棕榈)、光反应性材料、可降解材料、生物可降解材料、乙氧基化炔属二醇、淀粉、润滑剂、二醇、矿油精、有机溶剂、链烷溶剂和任何其它适合的物质。适合于保护活性颗粒的这些保护性物质的具体实例包括由Sasol North America Inc.of Houston TX销售的LPA-142 Solvent(链烷属)，由Sigma-Aldrich of St.LouisMo销售的玉米淀粉S9679，由Air Products and ChemicalsCorporation，of Allentown，Pennsylvania销售的Surfynol AE03、AE02、485W、485、2502和465，由BASF Corporation，ofCharlotte，North Carolina作为Textile Wax-W和Size SF-2销售的蜡和由Kindt-Collins Company，of Cleveland，Ohio作为型号Kinco878-S和Kinco 778-H销售的蜡。由DOW Chemical Company以品名DOWANOL(DPnP、DPM或DPMA)和TRITON CF-10销售的二醇也可以用作适合的保护性物质。
[0033]受保护活性颗粒的更详细解释，它们的制备和应用，和保护性物质的除去可以参见例如，美国专利申请公开号2004/0018359，该文献在此全文引入作为参考。对于本发明论述的目的，应该指出可以通过将活性颗粒混合到至少一种保护性物质的浆料中来保护该活性颗粒，该浆料可以用或可以不用溶剂(例如，水)稀释。
[0034]在步骤130，可以将基础材料溶液和活性颗粒混合在一起。可以将活性颗粒分散在整个基础材料溶液中以提供具有均匀稠度的混合物。如果需要的话，可以在这一步骤添加其它的成分，例如，交联剂或溶剂。在一些实施方案中，在与该基液混合之前可以通过一种或多种包封剂或保护性物质保护该活性颗粒。在其它的实施方案中，可以将活性颗粒与基液混合，而不包封或保护。在还有的其它实施方案中，可以仅保护与该基液混合的活性颗粒的一部分。
[0035]在步骤140，可以将该混合物涂覆到基底上满足该混合物在其上形成层或膜，然后进行固化或通过其它合适的方法转化成非溶液形式。所述基底可以是该固化混合物打算永久与之附着的物质，例如织物、无纺织物、纸或针织材料。在一些实施方案中，可以将该混合物转化成非溶液状态并用作层压件。在打算移除并独立于基底使用该固化混合物的途径中，可以将该混合物涂覆到防粘纸或对与该固化混合物粘附具有低亲合性的其它物质上。该固化混合物在此可以称为膜。在涂覆该材料之后，将该混合物固化以提供根据本发明一些实施方案的原理的防水透气性膜。可以通过让该混合物经历预定温度处理预定时段而将该混合物固化。可以使用进行固化的任何常规方法，例如，常规烘箱、IR加热或其它适合的途径。
[0036]在步骤150，如果在制备膜的方法之前，期间或之后保护活性颗粒，则可以从活性颗粒上移除保护性物质。当该混合物正固化时，或当经历引起保护性物质被移除的方法(例如，洗涤/干燥循环)或试剂(例如，光、溶剂、细菌)处理时，可以移除该保护性物质。应该理解的是，可以不移除所有保护性物质。即，一部分保护性物质可以保持与基材或活性颗粒接触。
[0037]在实践中，图1的方法100中所示的一个或多个步骤可以与其它步骤结合，按任何适合的顺序进行，平行(例如，同时或基本上同时地)进行或排除。
[0038]应进一步理解的是，保护性物质被移除的程度可能随时间而变。例如，在所有可能的或几乎所有可能的保护性物质可以被移除之前，固化混合物可能必须经历数种方法。作为另一个实例，当使用两种不同的保护性物质时，一种物质与另一种相比可以被较迅速地移除。
[0039]使用上述方法或其变体获得的膜令人惊奇地得到具有液体不透性能以及增强的水蒸气输送性能的材料。
[0040]不言而喻，上述方法或其变体还可以用来制备具有其它合乎需要的性能的膜，所述其它合乎需要的性能至少部分地源自其中结合的活性颗粒。例如，在一些实施方案中，图1中的方法100可用来制备具有增强的抗静电性能的膜。在一些实施方案中，方法100可用来制备具有改进的隐身性能的膜。
[0041]根据本发明一些实施方案的膜可以源自于具有不同原材料加料量的混合物。每种原材料(例如，基材、活性碳和保护性物质)的加料量可以构成该混合物的预定百分率。材料的加料量可以按有效制备具有所需性能的膜的量。
[0042]由该混合物获得的膜可以包括占该膜总重量的预定重量百分率的碳。例如，碳加料量可以为膜总重量的大约0％-大约75％。在一些实施方案中，碳加料量可以为大约0％-大约25％。在一些实施方案中，碳加料量可以为大约0％-大约50％。
[0043]某些碳加料量与其它加料量相比可以得到具有更好水蒸气输送，以及更好气味吸附的膜。例如，据发现占膜总重量的大约30％-大约50％的碳加料量显著地改进膜的水蒸气输送能力，同时保持该膜防止水分渗透的能力。应该理解的是，预定的碳加料量可用来获得一种或多种所需的性能因数(例如，水蒸气输送和气味吸附)。还应理解的是，上面给出的说明性百分率重量加料量不局限于活性碳。这些加料量也可以用于其它活性颗粒，并且可以相应地加以调节以达到待由该活性颗粒获得的活性等级。另外，上面给出的百分率加料量仅是说明性的并且不排除没有明确包括在列举范围内的加料量。例如，在上面规定的范围外的百分率加料量是被考虑的并且在本发明的精神和原理内，只要此类加料量允许所结合的活性颗粒为膜赋予合乎需要的性能，与此同时至少保持该膜为各种想要的使用所希望的一些性能。
[0044]在一些实施方案中，膜可以由其中活性颗粒没有被保护的混合物产生。即，可以将基础材料溶液与活性颗粒混合并加以固化，得到具有例如，防水透气性的膜。在一些实施方案中，膜可以由包括基础材料溶液和可移除保护性物质而不是活性颗粒的混合物产生。在一些实施方案中，膜可以由包括基液和非活性颗粒的混合物产生。在一些实施方案中，膜可以由包括基液、非活性颗粒和可移除保护性物质的混合物产生。
[0045]下面提供其中膜由不同混合物获得的说明性实施例。这些实施例仅是用于说明目的并且不应理解为以任何方式限制本发明范围。
实施例1
[0046]将聚氨酯溶液与受保护的活性碳结合。将该受保护的活性碳悬浮在聚氨酯溶液中并将该混合物涂覆到尼龙纺织物上。在烘箱中干燥和固化该混合物，其中移除所述保护性物质的至少一部分(例如蒸发掉)，得到涂在基底上的膜，该膜具有1密耳的厚度。然后试验所得膜的丁烷吸附量、干燥时间、水蒸气透过率(MVTR)、静压头、IR反射率和体积电阻率。
[0047]水蒸气透过率(MVTR)是水分渗透服装、膜(film)、膜(membrane)或其它构造的速率，总体上按克/平方米/天(g/m2/天)度量。测量MVTR的不同方法包括Mocan法、低水分接触(与膜的间接液体接触)的直立法和高水分接触(与膜的直接液体接触)的颠倒法。在这一实施例中使用所述直立法和颠倒法。
[0048]可以根据ASTM E96-94的水浸法在40℃和20％相对湿度下测量24小时的时期测量通过杯碟法的MVTR。该杯子通常具有25cm2面积的开口。为了直立杯碟试验，将大约10g净化水放入该杯子中，同时对于颠倒的杯子，使用20g净化水。所使用的水通常是超纯和去离子的。
[0049]还通过在防粘纸上压延该混合物制备膜。在烘箱中固化和干燥这些膜，然后从该防粘纸上移除，产生自撑膜。此膜厚度是1密耳。
[0050]用Surfynol 485TM保护活性碳。让该活性碳经受包括水和Surfynol 485TM的水性浆料处理。将这一浆料添加到聚氨酯溶液中，通过添加更多水调节聚氨酯和受保护碳的浆料或混合物的粘度。该碳是Asbury 5564TM粉末椰壳活性碳。使用交联剂来提高聚氨酯的分子量，从而更好地允许该膜与基底粘附。
[0051]使用1密耳压延杆浇铸该混合物。在烘箱中在350℉下固化和干燥30分钟。由图2所示的混合物制备膜。图2示出了在这一实施例中用来制备膜的混合物的具体说明性配方。样品41-6-5是对照样品，因此该样品标记为＂基础＂。现论述从41-7起的样品的命名法。最右边的编号(例如，样品41-7-1-2中的＂2＂)是指41-7-1样品的膜中的位置。因此，如果样品编号是41-7-1-4(如图3所示)，则数据是从样品41-7-1中的位置4处获得的。
[0052]观察到每个膜是防水和透气的。图3示出了从根据这一实施例配置的膜获得的说明性数据。这一数据包括每种膜样品的总重量、膜重量和碳重量。图3还示出了从该膜样品获得的说明性MVTR数据。如图3所示的那样，大多数样品具有优于对照样品的改进的MVTR。
[0053]在一些实施方案中，上面描述的用于将活性颗粒结合到基础材料中的方法(不管该活性颗粒在结合之前受保护与否)也可用来制备具有增强的抗静电和导电性能的膜。抗静电材料一般使用它们减少或消除电荷聚集的能力。材料的抗静电性能可以通过使该材料变得稍微导电来提高。测定材料导电性能的一种方法是测量材料的体积电阻率。体积电阻率表明材料传导电流的容易程度。体积电阻率越低，材料的导电性越高并因此，该材料传导电流更容易。图4示出了数种样品的说明性体积电阻率数据。如结果所示，其中结合了活性碳的样品具有与对照样品相比降低的体积电阻率，该对照样品在其中没有结合活性碳。如上面阐明的那样，碳活化样品的观察到的与对照样品相比的体积电阻率降低表明活性碳结合到基础材料中改进样品或膜的导电性和抗静电能力。
[0054]在一些实施方案中，上面描述的用于将活性颗粒结合到基础材料中的方法(不管该活性颗粒在结合之前受保护与否)也可用来制备具有增强的隐身性能的膜。具有增强隐身性能的材料具有低红外线(IR)反射率并且可以用作军队衣装、坦克、卫星、飞机的涂层和可用于其中具有增强隐身性能的材料是合乎需要的任何情形。对特定波长具有低反射率的材料吸收大多数波长，并且因此可以使当受特定波长的光影响时变得不太可检测。例如，在本发明中，据发现将活性颗粒，例如活性碳结合到基材中提高该基础材料吸收IR光的能力。图5示出了在不同波长范围内数种不同材料的总体反射率。膜样品41-6-3(图5中标记为80_80_PVC_6_41_03)在相同波长范围内显示具有比其它材料低的反射百分率。
[0055]因此，公开了活性颗粒增强膜和它的制造方法。本发明的上述实施方案是出于说明目的给出的而不具有限制，并且本发明仅仅由随后的权利要求限制。

Claims (72)

1.透气性膜，包括：
基础材料溶液；
与该基础材料溶液接触的许多活性颗粒，其中该活性颗粒能够改进该基础材料溶液的透气性；
至少一种可移除包封剂，其用量有效至少防止该活性颗粒的相当大部分在除去该可移除包封剂之前被钝化，和其中该可移除包封剂是可移除的以使该活性颗粒的至少一部分复活而改进该膜的透气性。
2.根据权利要求1的膜，其中该基础材料当转化成非溶液状态时显示防水性能，并且该膜是防水透气性膜。
3.根据权利要求1的膜，其中该膜具有至少部分归因于该活性颗粒的抗静电性能。
4.根据权利要求1的膜，其中该膜具有至少部分归因于该活性颗粒的隐身性能。
5.根据权利要求1的膜，其中该膜具有至少部分归因于该活性颗粒的气味吸附性能。
6.根据权利要求1的膜，其中该膜具有至少部分归因于该活性颗粒的快速干燥性能。
7.根据权利要求1的膜，其中该基础材料溶液选自：聚氨酯溶液、聚丙烯酸类溶液、对苯二甲酸1，3-丙二醇酯溶液和它们的任何适合的组合。
8.根据权利要求1的膜，其中该活性颗粒包括活性碳。
9.根据权利要求1的膜，其中该活性颗粒包括沸石。
10.根据权利要求1的膜，其中该活性颗粒选自：抗菌、抗病毒、抗微生物、抗真菌颗粒，和它们的任何适合的组合。
11.根据权利要求1的膜，其中该活性颗粒选自：活性碳、氧化铝(活性氧化铝)、硅胶、苏打灰、三水合铝、小苏打、对甲氧基-2-乙氧基乙基酯肉桂酸(cinoxate)、氧化锌、沸石、二氧化钛、分子过滤型材料和它们的任何适合的组合。
12.根据权利要求1的膜，其中该至少一种可移除包封剂选自：水溶性表面活性剂、表面活性剂、盐(例如氯化钠、氯化钙)、聚合物盐、聚乙烯醇、蜡(例如链烷烃、巴西棕榈)、光反应性材料、可降解材料、生物可降解材料、乙氧基化炔属二醇、淀粉、润滑剂、二醇、玉米淀粉、矿油精、有机溶剂、链烷溶剂和它们的任何适合的组合。
13.根据权利要求1的膜，其中该活性颗粒占该膜的大约0％-大约75％。
14.根据权利要求1的膜，其中该活性颗粒占该膜的大约30％-大约50％。
15.根据权利要求1的膜，其中该活性颗粒占该膜的大约0％-大约30％。
16.根据权利要求1的膜，其中该活性颗粒占该膜的大约0％-大约50％。
17.根据权利要求1的膜，其中该膜是纱线或织物。
18.根据权利要求1的膜，其中该膜是塑料材料。
19.根据权利要求1的膜，其中该膜是服装制品。
20.根据权利要求1的膜，其中该膜是织物。
21.根据权利要求1的膜，其中该膜是涂层织物。
22.根据权利要求1的膜，其中该膜被涂覆到ePTFE上。
23.根据权利要求1的膜，其中该膜是服装的涂层制品。
24.根据权利要求1的膜，其中该膜包括无纺织物膜。
25.根据权利要求1的膜，其中该膜是层压件。
26.根据权利要求1的膜，其中该膜选自：袋子、泡沫、塑料组件、室内装饰品、地毯、垫子、毡、片材、毛巾、垫子、宠物床、毡垫、床垫、窗帘、过滤器、鞋、鞋垫、尿布、衬衫、罩、宽松上衣、内衣、防护服和它们的任何适合的组合。
27.根据权利要求1的膜，其中该可移除包封剂是第一可移除包封剂，并且该膜还包括第二可移除包封剂。
28.组合物，包含：
基础材料；和
与该基础材料接触的许多活性颗粒，其中该活性颗粒改进该组合物的水蒸气输送能力。
29.权利要求28的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约0％-大约75％。
30.权利要求28的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约30％-大约50％。
31.权利要求28的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约0％-大约30％。
32.权利要求28的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约25％-大约75％。
33.权利要求28的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约0％-大约50％。
34.权利要求28的组合物，其中该基础材料当转化成非溶液状态时显示防水性能。
35.权利要求28的组合物，其中该组合物具有至少部分归因于该活性颗粒的抗静电性能。
36.权利要求28的组合物，其中该组合物具有至少部分归因于该活性颗粒的隐身性能。
37.权利要求28的组合物，其中该组合物具有至少部分归因于该活性颗粒的气味吸附性能。
38.权利要求28的组合物，其中该组合物具有至少部分归因于该活性颗粒的快速干燥性能。
39.权利要求28的组合物，其中该活性颗粒选自：活性碳、氧化铝(活性氧化铝)、硅胶、苏打灰、三水合铝、小苏打、对甲氧基-2-乙氧基乙基酯肉桂酸(cinoxate)、氧化锌、沸石、二氧化钛、分子过滤型材料和它们的任何适合的组合。
40.权利要求28的组合物，还包含至少一种可移除包封剂，其用量有效至少防止该活性颗粒的相当大部分在除去该可移除包封剂之前被钝化，和其中该可移除包封剂是可移除的以使该活性颗粒的至少一部分复活而改进该组合物的水蒸气输送能力。
41.权利要求40的组合物，其中该至少一种可移除包封剂选自：水溶性表面活性剂、表面活性剂、盐(例如氯化钠、氯化钙)、聚合物盐、聚乙烯醇、蜡(例如链烷烃、巴西棕榈)、光反应性材料、可降解材料、生物可降解材料、乙氧基化炔属二醇、淀粉、润滑剂、二醇、玉米淀粉、矿油精、有机溶剂、链烷溶剂和它们的任何适合的组合。
42.透气性膜的制备方法，该方法包括：
用至少一种可移除包封剂包封许多活性颗粒以产生经包封的活性颗粒；
将该包封的颗粒与基础材料溶液混合以获得混合物溶液；和
将该混合物溶液转化成非溶液形式而产生透气性膜，其中该膜的透气性能至少部分地归因于该活性颗粒的混合。
43.权利要求42的方法，其中该基础材料溶液当转化成非溶液形式时进一步显示防水性能。
44.权利要求42的方法，其中该膜具有至少部分归因于该活性颗粒的混合的抗静电性能。
45.权利要求42的方法，其中该膜具有至少部分归因于该活性颗粒的混合的快速干燥性能。
46.权利要求42的方法，其中该膜具有至少部分归因于该活性颗粒的混合的气味吸附性能。
47.权利要求42的方法，其中该膜具有至少部分归因于该活性颗粒的混合的隐身性能。
48.权利要求42的方法，其中在单个步骤中进行该包封和混合。
49.权利要求42的方法，还包括从该经包封的活性颗粒上除去该包封剂的至少一部分。
50.权利要求49的方法，其中该除去包括溶解该包封剂。
51.权利要求49的方法，其中该除去包括蒸发该包封剂。
52.权利要求49的方法，其中该包封剂使该活性颗粒钝化并且该除去包括使该活性颗粒复活。
53.权利要求42的方法，其中该基础材料溶液选自：聚氨酯溶液、聚丙烯酸类溶液、对苯二甲酸1，3丙二醇酯溶液和它们的任何适合的组合。
54.权利要求42的方法，其中该活性颗粒包括活性碳。
55.权利要求42的方法，其中该活性颗粒包括沸石。
56.权利要求42的方法，其中该活性颗粒选自：抗菌、抗病毒、抗微生物、抗真菌颗粒，和它们的任何适合的组合。
57.权利要求42的方法，其中该活性颗粒选自：活性碳、氧化铝(活性氧化铝)、硅胶、苏打灰、三水合铝、小苏打、对甲氧基-2-乙氧基乙基酯肉桂酸(cinoxate)、氧化锌、沸石、二氧化钛、分子过滤型材料和它们的任何适合的组合。
58.权利要求42的方法，其中该至少一种可移除包封剂选自：水溶性表面活性剂、表面活性剂、盐(例如氯化钠、氯化钙)、聚合物盐、聚乙烯醇、蜡、光反应性材料、可降解材料、生物可降解材料、乙氧基化炔属二醇、淀粉、润滑剂、二醇、玉米淀粉、矿油精、有机溶剂、链烷溶剂和它们的任何适合的组合。
59.权利要求42的方法，其中该活性颗粒占该膜的大约0％-大约75％。
60.权利要求42的方法，其中该活性颗粒占该膜的大约30％-大约50％。
61.权利要求42的方法，其中该活性颗粒占该膜的大约0％-大约30％。
62.权利要求42的方法，其中
该包封包括：
用第一可移除包封剂包封该活性颗粒；和
用第二可移除包封剂包封该活性颗粒。
63.组合物，包含：
基础材料；和
与该基础材料接触的许多活性颗粒，其中该活性颗粒能够改进该组合物的抗静电性能。
64.权利要求63的组合物，其中该活性颗粒包括活性碳。
65.权利要求63的组合物，其中该活性颗粒包括沸石。
66.权利要求63的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约30％-大约50％。
67.权利要求63的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约0％-大约30％。
68.组合物，包含：
基础材料；和
与该基础材料接触的许多活性颗粒，其中该活性颗粒能够改进该组合物的隐身性能。
69.权利要求68的组合物，其中该活性颗粒包括活性碳。
70.权利要求68的组合物，其中该活性颗粒包括沸石。
71.权利要求68的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约30％-大约50％。
72.权利要求68的组合物，其中该活性颗粒占该组合物的大约0％-大约30％。
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