制品、层压材料和相关方法

申请号 CN201010127736.7 申请日 2010-02-20 公开(公告)号 CN101863155A 公开(公告)日 2010-10-20
申请人 通用电气公司; 发明人 J·J·斯通; G·C·达维斯; R·A·哈钦森; V·班萨尔; E·C·帕尔默;
摘要 制品(10)包括多孔膜(11)、由膜(11) 支撑 的第一选择性渗透涂层(12)和保护性防止选择性渗透涂层(12)从多孔膜(11)和/或对其施加的任何其他涂层脱层的组分。第一选择性渗透涂层(12)包含抗化学剂、抗 生物 剂、抗 辐射 剂和/或抗 微生物 剂。保护性组分可单独提供,或者作为第一选择性渗透涂层或第二选择性渗透涂层的成分提供。本 发明 还提供 层压 材料(40)和提供这些的方法。
权利要求

1.一种制品,所述制品包括:
多孔膜;
由膜支撑并且包含有效量的抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂的第一选择性渗透涂层;和
保护性防止选择性渗透涂层从多孔膜和/或对其施加的任何其他涂层脱层的组分。
2.权利要求1的制品,其中组分构成第一选择性渗透涂层的成分。
3.权利要求1的制品,其中组分构成第二选择性渗透涂层的成分。
4.权利要求1的制品,其中第一选择性渗透涂层进一步包括活性对抗化学剂、生物剂、辐射剂或抗微生物剂的聚合物组分。
5.权利要求4的制品,其中聚合物组分包括羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺。
6.一种层压材料,所述层压材料包括权利要求1的制品和至少一层附加膜。
7.一种包括权利要求6的层压材料的服装物品,其中服装包括外衣。
8.一种方法,所述方法包括向多孔膜施加(i)包含有效量抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂的第一选择性渗透涂层,和(ii)保护性防止所述选择性渗透涂层从多孔膜和/或对其施加的任何其他涂层脱层的组分。
9.权利要求8的方法,其中组分也为选择性渗透涂层的成分。
10.权利要求8的方法,其中第一选择性渗透涂层还包含聚合物组分,并且所述方法还包括使聚合物组分固化

说明书全文

制品、层压材料和相关方法

背景技术

[0001] 具有高孔隙率、化学耐性并且对化学剂或生物剂具有选择性渗透性的膜可用于高性能应用,如用于制造提供抗化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂保护的保护性覆盖物、遮蔽物(包括帐篷)或衣服。除了它们的保护性能外,这些保护性装备也合乎需要在多种环境容易运输或使用和/或穿起来舒适,同时进行各种活动。
[0002] 扩展聚四氟乙烯(ePTFE)已在需要或要求化学耐性和/或温度耐性或通过膜高气流的应用中用作选择性渗透膜。然而,目前基于ePTFE的市售选择性渗透保护系统用材料或材料层处理,以便为衣服提供保护性能。一般这些材料可以为亲性,因此在暴露于液态水时(如在洗涤循环期间或在用于湿环境时),它们可能吸收水分,并且变得较不耐用。另外,在这些材料作为与其他材料的层压材料提供,以提供多种所需性能时,此水分吸收可导致脱层。
[0003] 因此,合乎需要提供高有效性保护制品,和由于很多有利性能不仅有效抗宽范围可能暴露地点,而且更耐用和/或对从可合乎需要层压到上面的其他膜脱层更具耐性的基于ePTFE的保护性制品。然而,此类保护性制品应合乎需要地实质保持其湿气传输速率。用目前制造方法或甚至比目前可用方法较为简单的制造方法制造此类制品的能也可有助于提供此类制品。发明内容
[0004] 在一个实施方案中,本发明提供一种制品。所述制品包括多孔膜、由膜支撑并且包含有效量抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂的第一选择性渗透涂层、和保护性防止选择性渗透涂层从多孔膜和/或对其施加的任何其他涂层脱层的组分。
[0005] 在另一个实施方案中,本发明提供一种层压材料。所述层压材料包括一种制品,所述制品包括多孔膜、由膜支撑的包含有效量抗微生物剂和/或抗化学生物剂的第一选择性渗透涂层、保护性防止选择性渗透涂层从多孔膜和/或对其施加的任何其他涂层脱层的组分和至少一层附加膜。本发明还提供包含所述层压材料的服装物品。
[0006] 在另一个实施方案中,本发明提供一种方法。所述方法包括向多孔膜施加(i)包含有效量抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂的第一选择性渗透涂层,和(ii)保护性防止第一选择性渗透涂层从多孔膜和/或对其施加的任何其他涂层脱层的组分。附图说明
[0007] 通过阅读以下详述并参考附图,本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解,其中在全部附图中相似的数字代表相似的组分,其中:
[0008] 图1显示本发明的一个实施方案的制品的横截面图;
[0009] 图2显示本发明的一个实施方案的制品的横截面图;
[0010] 图3显示本发明的一个实施方案的制品的横截面图;
[0011] 图4显示本发明的一个实施方案的层压材料的横截面图;
[0012] 图5显示本发明的一个实施方案的层压材料的横截面图;
[0013] 图6显示本发明的一个实施方案的层压材料的横截面图;
[0014] 图7显示本发明的一个实施方案的层压材料的横截面图;
[0015] 图8显示本发明的一个实施方案的层压材料的横截面图。具体实施方式
[0016] 在以下本说明书和以下权利要求书中引用了一些词语,这些词语具有以下含义。除非本文另外清楚地指明,单数形式“一”和“所述”包括复数讨论对象。如在整个说明书和权利要求中所用,可用近似语言修饰任何定量表达,这些表达可容许改变,而不引起所涉及的基本功能的改变。因此,由词语例如“约”修饰的数值不限于所指定的精确值。在某些情况下,近似语言对于测定数值可相当于仪器的精确度。类似地,“不含”可与项目结合使用,可包括非实质数量或微量,尽管仍可认为是不含所修饰项目。
[0017] 本文所用词语“可”和“可以为”表示在一组情况内发生、具有规定性质、特性或功能的可能性,并且/或者通过表达与修饰动词相关的一个或多个能力、性能或可能性修饰另一个动词。因此,“可”和“可以为”的使用表示修饰的词语明显适合、能够或适合指定的能力、功能或使用,尽管考虑在某些情况下,修饰的词语可能有时是不适合、能够或适合的。例如,在某些情况下,事件或能力能够预料,而在其他情况下,所述事件或能力不能预料-此差别由词语“可”和“可以为”体现。
[0018] 本发明包括涉及制品的实施方案,所述制品包括支撑至少一个第一选择性渗透涂层的多孔膜和保护性防止选择性渗透涂层从多孔膜和/或对其施加的任何其他涂层脱层的组分。本发明还提供包含所述制品的层压材料和服装物品和提供所述制品的方法。
[0019] 在一个实施方案中,本发明提供一种制品。制品包括多孔膜、由膜支撑的第一选择性渗透涂层和保护性防止选择性渗透涂层从多孔膜和/或对其施加的任何其他涂层脱层的组分。第一选择性渗透涂层包含至少一种足以钝化化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂或降低其活性或者减缓化学剂、生物剂或微生物剂通过制品迁移的量的抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂。所述组分可以为第一选择性渗透涂层的成分,或者可以作为第二选择性渗透涂层的成分提供。保护性组分合乎需要包含有机聚合物
[0020] 保护性防止选择性渗透涂层从多孔膜或制品或层压材料的其他层脱层的组分(在本文中也称为“保护性组分”)可以为任何能够如此作用的组分。由于第一选择性渗透涂层可合乎需要地为亲水性,因此,保护性组分也可有利为亲水性,但优选不如第一选择性渗透涂层亲水。
[0021] 现已发现,在制备膜(如上所述)中使用某些处理可给予膜亲水性。在暴露于液态水时(如在洗涤循环期间或在用于湿环境时),这些处理可能吸收水分,从而可能使膜和对其层压的其他层或膜的粘合更易经历脱层。更具体地讲,在这种经处理的膜与其他组分/膜层压时,层压粘合剂可能暴露于任何吸收的水分,并可导致脱层。使用保护性防止脱层的组分使第一选择性渗透涂层和下面的膜实质保持其湿气传输速率,同时保护包含膜的层压材料在暴露于液态水或水蒸气时不脱层。包括膜、第一选择性渗透层和保护性防止脱层的组分的本发明的制品允许用于膜、制品或包含它们的层压材料的各单独层在不受损害下实质保持其特有的具体特性。
[0022] 保护性组分可包含比第一选择性渗透层较小亲水并因此能够减少达到第一选择性渗透层的水分的量的任何材料。因此,较少水分可用于第一选择性渗透层吸收。合乎需要为保护性组分选择的材料允许膜和第一选择性渗透层实质保持通过的湿气传输速率,同时保护膜和第一选择性渗透层和/或对其施加的任何其他涂层不脱层。
[0023] 在某些实施方案中,保护性防止脱层的组分可以为第一选择性渗透涂层的组分,在其他实施方案中,可以为第二选择性渗透涂层的成分或构成其整体。即,保护性防止脱层的一些组分也可以显示抗化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂的活性,并且能够施加到多孔膜。在这些实施方案中,可能需要较少材料和制造设备和时间提供本文所述的制品。
[0024] 相信有机聚合物适合用作保护性组分,包括例如一种或多种聚酯、聚烯丙胺、聚乙烯胺、聚乙烯醇或这些的共聚物或混合物。在某些实施方案中,第二选择性渗透涂层包含一种或多种聚乙烯醇和一种或多种聚乙烯胺的共聚物。
[0025] 在一个实施方案中,保护性组分可包含聚乙烯基亲核聚合物和封端的异氰酸酯或氨基甲酸酯之一或两者。封端的异氰酸酯或氨基甲酸酯可作为聚乙烯基亲核聚合物的固化剂。在一个实施方案中,聚乙烯基亲核聚合物可包含聚乙烯醇或聚乙烯胺之一或两者。在一个实施方案中,聚乙烯基亲核聚合物可基本包含聚乙烯胺。
[0026] 适合的聚乙烯基亲核聚合物可包括具有预定单体单元范围的分子量的那些聚乙烯基亲核聚合物。在一个实施方案中,聚乙烯基亲核聚合物分子量可小于2500。在一个实施方案中,聚乙烯基亲核聚合物分子量可大于2500。在一个实施方案中,聚乙烯基亲核聚合物分子量可以为约2500至约31,000,约31,000至约50,000,约50,000至约100,000,约100,000至约200,000或大于约200,000。
[0027] 适合的封端异氰酸酯可包含封端剂和一种或多种芳族多异氰酸酯、脂族多异氰酸酯或脂环族多异氰酸酯。在一个实施方案中,多异氰酸酯可包括一种或多种甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)、二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、间-四甲基二甲苯二异氰酸酯或二甲基间-异丙烯基苄基异氰酸酯。
[0028] 适合的封端异氰酸酯可以购得,或者可由例如异氰酸酯与封端剂(如丙二酸酯)反应生成。其他适合的封端剂可包括一种或多种胺,如二异丙基胺(DIPA)或叔丁基·苄基胺(BEBA)。其他适合的封端剂可包括一种或多种3,5-二甲基吡唑、甲乙肟、己内酰胺或烷基化苯酚
[0029] 一些封端剂可响应加热解封。例如,3,5-二甲基吡唑可在110℃解封,甲乙酮肟可在150℃解封,丙二酸酯可在90℃解封,己内酰胺可在160℃解封,烷基化苯酚可在大于约110℃解封。存在时,任选加速剂可使解封温度降低到大约室温。
[0030] 在一个实施方案中,封端的异氰酸酯可包括1,6-己二异氰酸酯或亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)。在一个实施方案中,封端的异氰酸酯可包含封端剂和1,6-己二异氰酸酯。在一个实施方案中,封端的异氰酸酯可包含封端剂和亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)。另一种适合的异氰酸酯可包括具有至少一个异氰酸酯官能团的反应性三嗪。
[0031] 适合的氨基甲酸酯可包括氨基甲酸酯物质或封端异氰酸酯之一或两者。在一个实施方案中,氨基甲酸酯可包括具有至少一个氨基甲酸酯官能团的三嗪。可用铵盐或胺(如4-二甲基氨基吡啶)加速氨基甲酸酯固化,固化可另外在例如约100℃至约110℃进行。在一个实施方案中,可加入约0.5%重量十二烷基苯磺酸,以改善水解稳定性和/或硬度。
[0032] 封端异氰酸酯或氨基甲酸酯的适合量可大于亲水涂层的约1%重量。在一个实施方案中,存在的封端异氰酸酯或氨基甲酸酯的量可以为基于亲水涂层总重量约1%重量至约5%重量,约5%重量至约10%重量,约10%重量至约15%重量,约15%重量至约20%重量,约20%重量至约25%重量,或最多约30%重量。
[0033] 用于本文所述制品的适合多孔膜可包含一种或多种聚烯、聚亚芳基、聚酰胺、聚酯、聚砜、聚醚、聚丙烯酸类、聚苯乙烯、聚氨酯、聚芳基化物、聚酰亚胺、聚酸酯、聚烷、聚苯醚、纤维素聚合物或其取代的衍生物。在一些实施方案中,膜包括生物相容材料或生物可降解材料,如脂族聚酯、多肽和其他天然产生聚合物。
[0034] 在一个实施方案中,多孔膜可包含氟化聚合物。本文所用短语“氟化聚合物”是指其中一些或全部氢原子由氟代替的聚合物。在一个实施方案中,膜可包含氟化聚烯。本文所用术语“氟化聚烯烃”是指由一种或多种含烯键式不饱和的氟化聚合物前体衍生的氟化聚合物。适合的氟化聚合物前体可以为可包含其他取代基的部分氟化烯烃,取代基如氯或氢。适合的氟化聚合物前体可以为具有末端烯双键的直链或支链化合物。在一个实施方案中,适合的聚合物前体可包括一种或多种六氟丙烯、五氟丙烯、四氟乙烯、偏二氟乙烯或全氟烷基乙烯基醚(例如全氟(甲基·乙烯基醚)或(丙基·乙烯基醚)。
[0035] 在一个实施方案中,氟化聚烯烃基本包括聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯之一或两者。在一个实施方案中,氟化聚烯烃基本包括扩展聚四氟乙烯(ePTFE)。适合的ePTFE膜包括购自General ElectricEnergy(Kansas City,Missouri)的膜。
[0036] 在一个实施方案中,多孔膜可通过挤出细粉末颗粒和润滑剂的混合物制造。随后可压延挤出物。经压延的挤出物可以一个或多个方向“扩展”或拉伸,以形成原纤,原纤连接节,从而限定三维基质或格型结构。“扩展”意味着拉伸超出材料的弹性限度,以对原纤引入永久应变或伸长。可加热或“熔结”膜,以通过使膜材料的部分从晶态变成非晶态,使膜中的残余应力减小并最小化。在一个实施方案中,膜可不熔结或部分熔结,这适合所涵盖的膜的最终用途。在一个实施方案中,膜可限定很多互连的孔,这些互连的孔与邻近面对膜主侧的环境流体连通。
[0037] 可用其他材料和方法形成具有开孔结构的膜。例如通过使基膜穿孔、拉伸、扩展、发泡、沉淀或提取之一或多种,可给予膜渗透性。制造膜的适合方法包括使任何适用材料发泡、切削或流延。在供选的实施方案中,可用织造或非织造纤维形成膜。
[0038] 在某些实施方案中,膜可提供有相对连续的孔。无论相对连续和/或实质间断,膜的适合孔隙率可大于约10%体积。在一个实施方案中,孔隙率可以为约10%体积至约20%体积,约20%体积至约30%体积,约30%体积至约40%体积,约40%体积至约50%体积,约50%体积至约60%体积,约60%体积至约70%体积,约70%体积至约80%体积,约80%体积至约90%体积,或大于约90%体积。在此和整个说明书和权利要求书中,范围限度可以组合和/或互换。这些范围由其范围限度确定,并且包括其间的所有子范围。
[0039] 膜内孔的孔径可以是孔-孔均匀的,并且/或者孔可限定预定图案。或者,孔径可以是孔-孔不同的,并且/或者孔可限定不规则图案。适合的孔径可小于约500微米。在一个实施方案中,平均孔径可以为约1微米至约10微米,约10微米至约50微米,约50微米至约100微米,约100微米至约250微米,或约250微米至约500微米。在一个实施方案中,平均孔径可小于约1纳米,为约1纳米至约50纳米,约50纳米至约0.1微米,约0.1微米至约0.5微米,或约0.5微米至约1微米。在一个实施方案中,平均孔径可小于约1纳米。在一个实施方案中,孔可基本具有约10纳米至约10微米的平均孔径。
[0040] 膜中孔的平均有效孔径可以在微米范围。在其他实施方案中,膜中孔的平均有效孔径可以在纳米范围。膜中孔的适合平均有效孔径可以为约0.01微米至约0.1微米,约0.1微米至约5微米,约5微米至约10微米,或大于约10微米。
[0041] 在一个实施方案中,膜可以为三维基质或具有包括多个节的格型结构,多个节由多根原纤互连。节和原纤的表面可限定膜中的多个孔。原纤的尺寸可以为以垂直于原纤纵轴的方向截取约0.05微米至约0.5微米直径。膜的比表面积可以为约9平方米/克膜材料至约110平方米/克膜材料。
[0042] 根据本发明的实施方案的膜可具有不同的尺寸,一些参考应用-具体标准选择。在一个实施方案中,膜可具有在流体流动方向小于约10微米的厚度。在另一个实施方案中,膜可具有在流体流动方向大于约10微米的厚度,例如约10微米至约100微米,约100微米至约1毫米,约1毫米至约5毫米,或大于约5毫米。在一个实施方案中,膜可具有约
0.0005英寸(12.7微米)至约0.005英寸(127微米)的平均厚度。在一个实施方案中,膜可由多个相同或不同厚度的层形成。
[0043] 膜可具有垂直于流体流动方向大于约10毫米的宽度。在一个实施方案中,膜可具有约10毫米至约45毫米,约45毫米至约50毫米,约50毫米至约10厘米,约10厘米至约100厘米,约100厘米至约500厘米,约500厘米至约1米,或大于约1米的宽度。宽度可以为圆形区域的直径,或者可以为到多边形区域的最近周边边缘的距离。在一个实施方案中,膜可以为具有米范围宽度和不确定长度的长方形。即,可使膜形成具有某种长度的卷,长度通过在连续形成操作期间以预定距离切割膜确定。
[0044] 在一个实施方案中,膜可具有小于约0.05oz/yd2的单位平均重量。在一个实施方2 2 2 2 2
案中,膜可具有约0.05oz/yd 至约0.1oz/yd,约0.1oz/yd 至约0.5oz/yd,约0.5oz/yd
2 2 2 2 2
至约1oz/yd,约1oz/yd 至约2oz/yd,或约2oz/yd 至约3oz/yd 的单位平均重量。
[0045] 所需的膜能支撑至少一个第一选择性渗透涂层。本文所用“选择性渗透”是指具有对所需的化学渗透剂(例如水蒸气)相对于不需要的渗透剂(例如化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂)显著不同渗透性的涂层。在一些实施方案中,选择性渗透涂层可为下面的膜提供相对于对化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂的渗透率高约5倍,或高约5至约10倍,约10至约50倍,约50至约100倍,约100至约500倍,或约500至约1000倍的对水蒸气的渗透率。合乎需要对水蒸气的渗透率比对化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂的渗透率(自身合乎需要为0)大如此之多,以便此倍数近似无限。
[0046] 第一选择性渗透涂层包含有效量的至少一种抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂。所述剂可以为减小或消除化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂的活性或化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂迁移通过包含所述剂的制品的能力的任何剂或剂的组合。在一些实施方案中,所述剂能够与化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂反应或作用,以使这些剂钝化。本文所用术语“钝化”一种剂可包括减小化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂的活性或增加显著量未反应生物活性化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂通过制品的时间量之一或两者。“钝化”一种剂也可以包括与化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂反应成可具有小于未反应微生物剂的活性的改性剂。在一个实施方案中,改性剂可具有小于未反应化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂活性至少80%的活性。
[0047] 适合抗微生物剂的实例包括但不限于卤胺(halamine);季铵化合物,如烷基苄基二甲基苯扎氯铵(alkylbenzyldimethylbenzalkonium chloride);含离子的化合物;磺酰胺,如苯磺酰胺;N-氯-4-甲基-钠盐;含锌离子的化合物,如吡啶硫酮锌、2-巯基苯并噻唑锌盐和硫酸锌;含离子的化合物,如氧化铜、硫氰酸铜和硫酸铜;释氯化合物,如次氯酸盐、二氯均三嗪三酮钠、三氯均三嗪三酮或这些的组合。
[0048] 也可对化学剂和/或生物剂和微生物剂显示活性的其他具体抗微生物剂包括但不限于(1,1’-联苯)-2-酚;氨基甲酸1H-苯并咪唑-2-基甲酯;2(1H)-吡啶硫酮锌盐;乙基二甲基二硫代氨基甲酸锌(ethylziram);硫氰酸(2-苯并噻唑基硫基)甲酯;四氢-3,
5-二甲基-2H-1,3,5-噻二嗪-2-硫酮;硫氰酸(2-苯并噻唑基硫基)甲酯;二硫代氨基甲酸盐;二硫代氨基甲酸钠盐;硫氰酸亚甲基酯(thiocyanic acid methyleneester);硫氰酸(2-苯并噻唑基硫基)甲酯;N-羟基甲基-N-甲基二硫代碳酸酯;2(3H)-苯并噻唑硫酮钠盐;氨基甲酸[1-((丁基氨基)羰基)-1H-苯并咪唑-2-基]-甲酯;苯1-[(二碘代甲基)磺酰基]-4-甲基-3(2H)-异噻唑酮;甲硫代过氧化二碳酸二酰胺;二硫代氨基甲酸钠盐;二硫化四甲基秋兰姆;硫代过氧化二碳酸二酰胺([(H2N)C(S)]2S2);双(二甲基二硫代氨基甲酸-S,S’)锌;2-巯基苯并噻唑2(3H)-苯并噻唑硫酮;氧化锌;2(3H)-苯并噻唑硫酮甲醛;硫代过氧化二碳酸二酰胺;3(2H)-异噻唑酮2-甲基-;2(1H)-吡啶硫酮1-羟基锌盐;3(2H)-异噻唑酮;十水砂;硫酸二铵盐;硼酸;有机硼酸(boron acid);磷酸铵;硫酸铵或这些的组合。
[0049] 在其中合乎需要利用抗微生物剂的一个实施方案中,抗微生物剂可包括具有任何以下结构(1)-(10)的卤胺:
[0050] 对于以上结构(1)-(8),R1、R2和R3独立选自C1-C4烷基、芳基、C1-C4烷氧基、羟基、氯或C1-C4酯基,其中R1、R2或R3的至少一个为C1-C4烷氧基、羟基、氯或C1-C4酯基;m=0、1或2;对于结构(1)、(3)、(7)和(8),n=1、2或3;p=1、2或3;m+n+p=4;并且R如下限定。
[0051] L为可用于使R连接到Si部分的连接基。在某些实施方案中,L为包含1-13个碳、0-3个氮或氧原子的亚烷基、胺或醚基,在其他实施方案中,L为1-13个碳的亚烷基和氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或脲官能团。
[0052] 适用于以上结构(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的R基团具有以下结构(11)-(21):
[0053] 其中R4和R5独立选自C1-C4烷基、芳基或羟基甲基;并且其中X为氯或溴。如果化合物由结构(5)硅氧烷或(9)改性的基质代表,X也可以为氢。
[0054] 其中R4和R5独立选自C1-C4烷基、芳基或羟基甲基;并且其中X为氢、氯或溴。
[0055] 其中R包括基团(11)或(12)的结构(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的代表性化合物为这些化合物,其中R1、R2和R3独立选自甲基、乙基、苯基、甲氧基、乙氧基或羟基,并且其中R4和R5独立选自甲基、乙基、羟基甲基或苯基。
[0056] 其中R4、R5、R6和R7独立选自C1-C4烷基、芳基或羟基甲基;并且其中X为氢、氯或溴。
[0057] 其中R包括基团(13)、(14)或(15)的结构(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的代表性化合物为这些化合物,其中R1、R2和R3独立选自甲氧基、乙氧基或羟基,并且其中R4、R5、R6和R7为甲基,L为包含1-4个碳和0-1个氮或氧原子的亚烷基、胺或醚基,在其他实施方案中,L为包含1-4个碳的亚烷基和氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或脲官能团。
[0058] 其中R4为至少一种C1-C4烷基、芳基或羟基甲基;并且其中X为氢、氯或溴。
[0059] 其中R包括基团(16)的结构(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的代表性化合物为这些化合物,其中R1、R2和R3独立选自甲氧基、乙氧基或羟基,其中R4为甲基乙基或羟基甲基,并且L为包含1-3个碳的亚烷基,或者L为包含1-3个碳的亚烷基和氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或脲官能团。
[0060] 其中R4和R5独立选自C1-C4烷基、芳基或羟基甲基;其中X独立选自氢、氯、溴或羟基甲基,并且其中至少一个X为氢、氯或溴。
[0061] 其中R包括基团(17)的结构(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的代表性化合物为这些化合物,其中R1、R2和R3为甲氧基、乙氧基或羟基,其中R4为甲基、乙基或羟基甲基,并且L为包含1-3个碳的亚烷基,或者L为包含1-3个碳的亚烷基和氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或脲官能团。
[0062] 其中X独立选自氢、氯、溴或羟基甲基,并且其中至少一个X为氢、氯或溴。
[0063] 其中R包括基团(18)或(19)的结构(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的代表性化合物为这些化合物,其中R1、R2和R3为甲氧基、乙氧基或羟基,L为包含1-4个碳和0-1个氮或氧原子的亚烷基、胺或醚基,或者L为包含1-4个碳的亚烷基和氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或脲官能团。
[0064] 其中R4和R5独立选自C1-C4烷基、芳基或羟基甲基;其中X独立选自氢、氯、溴或羟基甲基,并且其中至少一个X为氢、氯或溴。
[0065] 其中R包括基团(20)的结构(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的代表性化合物为这些化合物,其中R1、R2和R3独立选自甲氧基、乙氧基或羟基,R4和R5为甲基,L为包含1-4个碳和0-1个氮或氧原子的亚烷基、胺或醚基,或者L为包含1-4个碳的亚烷基和氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或脲官能团。
[0066] 其中R4、R5、R6和R7独立选自C1-C4烷基、芳基或羟基甲基;其中X在结构(1)或(2)上时为氯或溴,但X在结构(5)、(7)或(9)上时为氢、氯或溴。
[0067] 其中R包括基团(21)的结构(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的代表性化合物为这些化合物,其中R1、R2和R3独立选自甲氧基、乙氧基或羟基,R4、R5、R6和R7为甲基,L为包含1-4个碳和0-1个氮或氧原子的亚烷基、胺或醚基,或者L为包含1-4个碳的亚烷基和氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或脲官能团。
[0068] 适用于结构(3)、(4)、(6)、(8)和(10)的R基团为包含至少一个N-氯或N-溴基团的氨基亚烷基或多氨基亚烷基。用于结构(3)、(4)、(6)、(8)和(10)的一种代表性R基团为氨基丙基。
[0069] 对于基团(5)、(6)、(9)和(10),n为重复单元的数目,并且不应与其中n为Si上R部分的数目的结构(1)、(3)、(6)和(7)的n混淆。重复单元数n大于或等于2,然而n可多达500或更大。适合的卤胺及其衍生物可购自Vanson Halosource,Incorporated(Redmond,Washington)。
[0070] 在第一选择性渗透涂层中合乎需要利用抗微生物剂的本发明的其他实施方案中,抗微生物剂可包含一种或多种季铵盐。这些的很多已知并且/或者可以购得,并且任何能够作为抗微生物剂的均适用于本发明的选择性渗透涂层。其中含硅的季铵盐,如具有以下式(22)的季铵盐,可合乎需要地在本发明的某些实施方案中用作抗微生物剂:(22) + 0 - 0R3NRnSiX4-nY 其中各个R和各个R 独立为不可水解的有机基团,各X独立为可水解基团,n- -
为0至3的整数,Y 为形成式I的化合物的盐的适合阴离子部分。在一些实施方案中,Y 可以为卤离子。在一些实施方案中,两个R可以为甲基,一个R可以为十八烷基。在一个实施
0
方案中,R 为丙烯基(propenyl),各X可以为甲氧基,n可以为1,Y可以为氯离子。一种式
22的示例性含硅的季铵单体为氯化3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵。
[0071] 一般可在溶剂(例如甲醇)中制备和提供此类含硅的季铵抗微生物剂。使用此类溶剂可允许膜吸附含硅的季铵盐,以便在其孔内形成互相贯通的网络。
[0072] 在本发明的另外的实施方案中,可用式(22)的含硅的季铵盐单体制备含式(23)+ 0 1 -的重复单元的抗微生物聚合物:(23) R3NRnSiX4-nY
[0073] 其中各个R和各个R0独立为不可水解的有机基团,如但不限于1至约22个碳1 1 1
原子的烷基或芳基,例如苯基;各个X 为-OR、-OH或-O-Si,其中R 为1至约22个碳原子的烷基或6个碳原子的芳基;n为0至3的整数;Y为适用于形成式(23)的重复单元的-2 -2 -2
盐的阴离子部分,如卤离子、氢氧根、乙酸根、SO4 、CO3 和PO4 反离子。在一些实施方案中,Y为卤离子。在一些实施方案中,各个R基团独立为甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、十二
0
烷基、十四烷基或十八烷基;各个R 基团独立为methylenyl、乙烯基(ethylenyl)、丙烯基(propylenyl)、丁烯基(butylenyl)、辛烯基(octylenyl)、十二碳烯基(dodecylenyl)、
1 1
十四碳烯基(tetradecylenyl)或十八碳烯基(octadecylenyl);并且各个X 为-OR,其中
1
R 为甲基、乙基、丙基或丁基。
[0074] 在一些实施方案中,季铵盐单体也可以为根据式(24)和(25)的单体:(24)1 2 + 3 4 5 - 1 2 3 4
(R)3SiRN(R)(R)(R)Y(25) (R)3SiRN(R)(R)
[0075] 其中各个R1独立为卤素或R6O,其中R6为H、1至约22个碳原子的烷基、乙酰基、乙酰氧基、酰基、丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇;乙二醇和丙二醇、丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇的1至约22个碳原子的烷基单醚的嵌段聚合物或共聚物;乙二醇和丙二醇或1至约22个碳原子的碳酸和丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇的单酯的嵌段聚合物或共聚物;乙二醇和丙二醇的嵌段聚合物或共聚物;辛基苯酚;壬基苯酚;或脱水山梨糖醇醚;
[0076] R2为苄基、乙烯基或1至约22个碳原子的烷基;
[0077] R3和R4独立为1至约6个碳原子的低级烷基醇、1至约6个碳原子的低级烷氧基、3 4
1至约22个碳原子的烷基,或者R 和R 可一起形成吗啉或式(26)的环状或杂环、不饱和
3 7 4
或饱和5至7元环:(26) -R-(R)k-R-其中k为0至2的整数;
[0078] 其中在环饱和时,R7为CH2、O、S、NH、NH2+、NCH2CH2NH2、NCH2CH2NH3+、NCH2CH2N(R8)(R9)、+ 8 9 10 8 9 10NCH2CH2N(R)(R)(R )、N(烷基)、N(芳基)、N(苄基),其中各R、R 和R 独立为苄基、聚醚、1至4个碳原子的低级烷基醇、1至4个碳原子的低级烷氧基或1至约22个碳原子的烷
7 + + + + +
基,其中在环不饱和时,R 为CH、N、NH、N(烷基)、N(芳基)、N(苄基)、NCH2N、NHCH2N、+ + +
N(烷基)CH2N、N(芳基)CH2N或N(苄基)CH2N;
[0079] 其中环未取代或用1至22个碳原子的烷基、酯、醛、羧酸酯、酰胺、硫代酰胺、硝基、胺或卤素取代;
[0080] R5为1至6个碳原子的低级烷基醇、CH2C6H5、聚醚、烷基、烷氧基、全氟烷基、全氟烷基磺酸酯或全氟烷基羧酸酯,其中烷基、烷氧基、全氟烷基、全氟烷基磺酸酯或全氟烷基羧酸酯为1至约22个碳原子,或者为如上所述式V的5至7元环;并且
[0081] Y-为形成式(24)或(25)的化合物的盐的适合阴离子部分,优选为氯离子、溴离子或碘离子。
[0082] 含硅的季铵盐重复单元的具体实例包括这些化合物,其中两个R为甲基,一个R为0
十八烷基,R 为丙烯基(propenyl),n为1,Y为氯离子,使得聚合物为聚合氯化3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵。可用聚合含硅季铵盐的另一个实例为氯化十八烷基氨基二甲基三甲氧基甲硅烷基丙基铵。在本发明的某些实施方案中,用作抗微生物剂的这些和其他季铵盐购自BIOSAFE,Inc.,Pittsburgh,PA。
[0083] 制备含硅季铵聚合物的一种方法包括在搅拌下将含硅单体加入到过量溶剂,如水,并利用加热和/或引发聚合过程的催化剂,如无机或有机酸。聚合物从所得沉淀或除去溶剂回收。
[0084] 化学剂可以为具有毒性的无生命化学物质。化学剂也可以包括由生命有机体产生的无生命毒性产物,例如毒素。生物剂可以为具有毒性的生命或准生命物质(例如朊病毒)。辐射剂可包括α、β和/或γ辐射,例如α、β和/或γ尘粒。微生物剂包括微生物,具体为病原微生物。微生物的主要种类包括细菌、真菌(如霉菌、酵母)和藻类。
[0085] 要用于第一选择性渗透涂层的剂也可由显示活性对抗的化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂定义。在一个实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂可显示对抗一种或多种化学战剂的活性。化学战剂的实例包括但不限于一种或多种失能剂、催泪剂、糜烂剂或起疱剂、神经性毒剂、性毒剂、血液性毒剂或恶臭剂。
[0086] 失能剂的实例可包括神经系统损伤剂、呕吐性毒剂、窒息性毒剂、致幻剂、镇静剂、麻醉剂、抑制剂等及其两种或更多种的组合。在一个实施方案中,失能剂可包括二苯乙醇酸3-奎宁环酯(QNB,BZ),这种化合物可以为可与探测剂(包括例如胆碱)反应的抗胆碱能剂。供选的神经系统损伤剂可包括市售的非处方(OTC)或处方药物组合物。在一个实施方案中,失能剂可包括箭毒或箭毒类似物或衍生物。
[0087] 催泪剂的实例可包括一种或多种邻氯苄基丙二腈、氯甲酸氯甲酯、四氯化、对称二氯甲醚、苄基溴、二甲苯基溴、氯磺酸甲酯、碘乙酸乙酯、溴丙酮、溴甲基-乙基酮、丙烯醛(2-丙烯醛)、辣椒素、这些的类似物和/或衍生物等。
[0088] 糜烂剂的实例可包括一种或多种硫芥子气、氮芥子气或含砷物质(如路易丝毒气)。硫芥子气可包括一种或多种2-氯乙基·氯甲基硫醚、双(2-氯乙基)硫醚或二氯乙基二硫醚、双(2-氯乙基硫基)甲烷、1,2-双(2-氯乙基硫基)乙烷、1,3-双(2-氯乙基硫基)正丙烷、1,4-双(2-氯乙基硫基)正丁烷、1,5-双(2-氯乙基硫基)正戊烷、双(2-氯乙基硫基甲基)醚或双(2-氯乙基硫基乙基)醚。氮芥子气可包括一种或多种双(2-氯乙基)乙基胺、双(2-氯乙基)甲基胺或三(2-氯乙基)胺。路易丝毒气可包括一种或多种2-氯乙烯基二氯胂或双(2-氯乙烯基)氯胂、三(2-氯乙烯基)胂。
[0089] 神经性毒剂的实例可包括胆碱酯酶抑制剂。在一个实施方案中,胆碱酯酶抑制剂可包括一种或多种o-烷基(Me、Et、n-Pr或i-Pr)-氟膦酸酯(如o-异丙基甲基氟膦酸酯(沙林)或o-频哪基甲基氟膦酸酯(索曼);o-烷基N,N-二烷基(Me、Et、n-Pr或i-Pr)氨基氰磷酸酯,如o-乙基N,N-二甲基氨基氰磷酸酯(塔崩);或o-烷基S-2-二烷基(Me、Et、n-Pr或i-Pr)-氨基乙基烷基(Me、Et、n-Pr或i-Pr)硫代膦酸酯和相应的烷基化物或质子化盐,如o-乙基S-2-二异丙基氨基乙基甲基硫代膦酸酯。
[0090] 肺性毒剂的实例可包括光气(碳酰氯)和全氟异丁烯之一或两者。示例性化学毒素可包括一种或多种沙海葵毒素、蓖麻毒、蛤蚌毒素或肉毒毒素。
[0091] 血液性毒剂的实例可包括多种形式的氰化物(如盐)和氰化物盐的类似物和衍生物。氰化物的固体盐可包括钠、钾和/或盐。挥发性液体形式的氰化物可包括氰化氢和/或氯化氰。
[0092] 在其他实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂可显示对抗一种或多种毒性工业物质(TIM)的活性。毒性工业物质可包括一种或多种氨、胂、三氯化硼、三氟化硼、二硫化碳、氯、乙硼烷、环氧乙烷、甲醛、光气、三氯化磷、二氧化硫、硫酸、氯化氰、溴化氢、氯化氢、氟化氢硫化氢或氰化氢。
[0093] 抗生物剂也可用于第一选择性渗透涂层,并且可显示对抗生物剂(如病原体)的活性。病原体为可引起它们的宿主(动物或植物)疾病或生病的传染原。在一些实施方案中,抗生物剂可用于对病原体显示活性的第一选择性渗透涂层,这些病原体例如包括一种或多种细菌、原生动物、真菌、寄生虫、孢子、病毒或朊病毒。
[0094] 细菌性生物剂(和它们引起的疾病或后果)的一些实例可包括一种或多种大肠埃希氏杆菌(腹膜炎,食物中毒);结核分枝杆菌(结核病);碳疽杆菌(炭疽病);沙氏菌(食物中毒);金黄色葡萄球菌(中毒性休克综合征);肺炎链球菌(肺炎);产脓链球菌(脓毒性咽喉炎);幽门螺旋杆菌(胃溃疡);或土拉热弗朗西斯杆菌(土拉菌病)。
[0095] 病毒(和它们引起的疾病或后果)的一些实例可包括一种或多种甲型、乙型、丙型、丁型和戊型肝炎(肝病);流感病毒(流感,禽流感);SARS冠状病毒(严重急性呼吸综合征);单纯疱疹病毒(疱疹);传染性软疣(疹);或人免疫缺陷病毒(AIDS)。
[0096] 原生动物(和它们引起的疾病或后果)的一些实例可包括一种或多种隐孢子虫(隐孢子虫病);贾兰第鞭毛虫(贾兰第鞭毛虫病);疟原虫(疟疾);或枯氏锥虫(恰加斯病)。真菌(和它们引起的疾病或后果)的一些实例可包括一种或多种耶氏肺孢子虫(机会性肺炎);癣(癣菌病);或念珠菌(念珠菌病)。
[0097] 寄生虫的一些实例可包括一种或多种蛔虫、疥螨、绦虫或扁虫。蛋白基病原体的一些实例可包括朊病毒(海绵状脑炎(BSE),一般称为疯牛病或变异克雅氏(Creutzfeldt-Jakob)病(vCJD))。
[0098] 毒素包括能够在与身体组织接触或被身体组织吸收时通过与生物大分子作用引起疾病的蛋白质,并且可用作生物武器。毒素的实例可包括蓖麻毒、SEB、肉毒杆菌毒素、蛤蚌毒素和很多真菌毒素。
[0099] 由生物剂引起的疾病的一些其他实例可包括炭疽病、伊波拉、淋巴腺鼠疫、霍乱、土拉菌病、布鲁氏菌病、Q热、波利维亚出血热、球孢子菌病、鼻疽病、类鼻疽、志贺氏菌病、洛矶山斑疹热、斑疹伤寒、鹦鹉热、黄热病、日本乙型脑炎、裂谷热或天花
[0100] 无论什么抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂或抗微生物剂用于第一选择性渗透涂层,均合乎需要以有效量存在。抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂或抗微生物剂的有效量是指足以钝化一种或多种化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂或降低其活性或者减缓一种或多种化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂通过制品迁移的剂的量。合乎需要所用抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂的量也允许下面的膜和/或制品满足最终用途的性能需要。在一个实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂可以小于膜和选择性渗透涂层的组合重量约0.1%重量的量存在。
[0101] 在一个实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂可以膜和选择性渗透涂层的组合重量约0.1%重量至约1%重量,约1%重量至约2%重量,约2%重量至约5%重量,约5%重量至约10%重量的量存在。在一个实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂可以膜和选择性渗透涂层的组合重量约10%重量至约20%重量,约20%重量至约30%重量,约30%重量至约40%重量,或约40%重量至约50%重量的量存在。在一个实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂可以大于膜和选择性渗透涂层的组合重量约50%重量的量存在。在一个实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂可以膜和选择性渗透涂层的组合重量约0.1%重量至约20%重量的量存在。
[0102] 在一个实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂可以约2 2 2 2 2 2 2
0.1mg/cm 至约0.5mg/cm,约0.5mg/cm 至约1mg/cm,约1mg/cm 至约2mg/cm,约2mg/cm
2 2 2 2 2 2
至约5mg/cm,约5mg/cm 至约10mg/cm,约10mg/cm 至约25mg/cm,约25mg/cm 至约50mg/
2 2 2
cm,约50mg/cm 至约100mg/cm 的量存在于制品中。
[0103] 在一些实施方案中,第一和/或第二选择性渗透涂层可包含一种或多种酶催活性物质、催化活性物质或化学吸收物质。在一些实施方案中,包括制品和例如内织物层和/或外织物层或其他附加层的层压材料可包含一种或多种酶催活性物质、催化活性物质或化学吸收物质。
[0104] 酶催活性物质可包括能够催化化学剂或微生物剂化学反应的酶。酶催活性物质可包括一种或多种有机磷水解酶、二异丙基氟磷酸酶、有机磷酸酐水解酶
(organophosphorous acid anhydrolase)、磷酸三酯酶、卤胺或季铵盐。在一个实施方案中,酶催活性物质可包括Lybradyn-OPH、BioCatalytics DFPase或Genencor Defenz。
[0105] 本文所用的催化活性纳米颗粒包括具有活性物质的颗粒或能够响应刺激(例如UV辐射)产生活性物质的颗粒。活性物质能够与化学剂或微生物剂反应或作用,以减小其活性,增加其通过膜的渗透时间,或者使它们转化成无害的副产物或最终产物。本文所用的纳米颗粒是指具有纳米级平均粒径的颗粒。
[0106] 纳米颗粒可具有约1纳米至1000纳米的最大尺寸(例如直径或长度)。本文所用的纳米颗粒可以指单一纳米颗粒、许多纳米颗粒或相互关联的许多纳米颗粒。关联是指金属纳米颗粒与至少一个其他金属纳米颗粒接触。在一个实施方案中,关联是指金属纳米颗粒与多于一个其他颗粒接触。
[0107] 催化活性物质可包括多种选自银、铜、氧化镁、氧化和氧化的纳米颗粒。化学吸收物质可包括活性炭
[0108] 第一和/或第二选择性渗透涂层或保护性组分可进一步包含聚合物组分,以便在施加并固化(如必要)到膜或制品的其他层时,形成能够通过与膜或其他层的孔互连使涂层机械结合到膜或其他层的互相贯通的网络或交联的聚合结构。在这些实施方案中,通过不可逆交联或聚合方法,可使选择性渗透涂层机械固定到膜上。在其他实施方案中,抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂或第一选择性渗透涂层的其他组分可具有对膜的化学亲合性,或能够与膜作用从而使第一选择性渗透涂层粘合到膜的官能团。
[0109] 在一个实施方案中,第一和/或第二选择性渗透涂层或保护性组分可包括含胺或亚胺的聚合物,例如羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺或乙烯醇-胺共聚物。羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可有利地作为聚合物组分和抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂。在这些实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可包含具有式(I)的结构单元:其中“m”为1至
1 2
100的整数,“n”为0至100的整数,“p”为1至100的整数,“q”为0至100的整数;R、R、
3 4 5 6 7 8 9
R、R、R、R、R 和R 在各出现处独立为脂族基团;并且R 为氢、脂族基团或具有式(II)的基团 其中R10、R11和R12在各出现处独立为脂族基团。脂族
基团如下限定:
[0110] 脂族基团为具有至少一个碳原子的至少一价有机基团,并且可以为线形或支化原子排列。脂族基团可包含杂原子,例如氮、硫、硅、硒和氧,或者可排他性由碳和氢组成。脂族基团可包含宽范围官能团,如烷基、烯基、炔基、卤代烷基、共轭二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、酰基(例如羧酸衍生物,如酯和酰胺)、胺基、硝基等。例如,4-甲基戊-1-基为包含甲基的C6脂族基团,所述甲基为烷基官能团。类似地,4-硝基丁-1-基为包含硝基的C4脂族基团,硝基为官能团。脂族基团可以为含一个或多个卤素原子的卤代烷基,卤素原子可相同或不同。卤素原子包括例如氟、氯、溴和碘。具有一个或多个卤素原子的脂族基团包括烷基卤化物:三氟甲基、二氟溴甲基、二氟氯甲基、六氟异亚丙基、氯甲基、二氟亚乙烯基、三氯甲基、二氯溴甲基、溴乙基、2-溴三亚甲基(例如,-CH2CHBrCH2-)等。脂族基团的另外实例包括烯丙基、氨基羰基(-CONH2)、羰基、二氰基异亚丙基(-CH2C(CN)2CH2-)、甲基(-CH3)、亚甲基(-CH2-)、乙基、亚乙基、甲酰基(-CHO)、己基、六亚甲基、羟基甲基(-CH2OH)、巯基甲基(-CH2SH)、甲基硫基(-SCH3)、甲基硫基甲基(-CH2SCH3)、甲氧基、甲氧基羰基(CH3OCO-)、硝基甲基(-CH2NO2)、硫代羰基、三甲基甲硅烷基((CH3)3Si-)、叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲氧基甲硅烷基丙基((CH3O)3SiCH2CH2CH2-)、乙烯基、亚乙烯基等。作为另一个实例,“C1-C30脂族基团”包含至少1个但不多于30个碳原子。甲基(CH3-)为C1脂族基团的实例。癸基(CH3(CH2)9-)为C10脂族基团的实例。
[0111] 在一个实施方案中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8的至少一个可包括乙基。在一个1 2 3 4 5 6 7 8
实施方案中,R、R、R、R、R、R、R 和R 可包括乙基。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可包括羟基乙基取代的聚亚乙基亚胺。
[0112] 聚亚烷基亚胺可以羟基数为特征。在一个实施方案中,每个羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺的重复单元的平均羟基数可以为约0.5至约3。在一个实施方案中,每个羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺的重复单元的平均羟基数可以为约1至约3。在一个实施方案中,每个羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺的重复单元的平均羟基数可大于3。
[0113] 聚亚烷基亚胺可以重均分子量为特征。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可具有大于约1000克/摩尔的重均分子量。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可具有约1000克/摩尔至约2000克/摩尔,约2000克/摩尔至约4000克/摩尔,约4000克/摩尔至约8000克/摩尔,约8000克/摩尔至约10000克/摩尔,或约10000克/摩尔至约25000克/摩尔的重均分子量。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可具有约25000克/摩尔至约50000克/摩尔,约50000克/摩尔至约75000克/摩尔,约75000克/摩尔至约100000克/摩尔,约100000克/摩尔至约200000克/
摩尔,或约200000克/摩尔至约250000克/摩尔的重均分子量。
[0114] 在其中羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺合乎需要地对化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂显示活性的实施方案中,可以有效量存在。羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺的有效量是指提供足以满足最终用途的性能需要的官能团所需的羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺的量。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可以小于膜和选择性渗透涂层的组合重量约0.1%重量的量存在。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可以膜和选择性渗透涂层的组合重量约0.1%重量至约1%重量,约1%重量至约2%重量,约2%重量至约5%重量,约5%重量至约10%重量的量存在。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可以膜和选择性渗透涂层的组合重量约10%重量至约20%重量,约
20%重量至约30%重量,约30%重量至约40%重量,或约40%重量至约50%重量的量存在。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可以大于膜和选择性渗透涂层的组合重量约50%重量的量存在。在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可以膜和第一和/或第二选择性渗透涂层或保护性组分的组合重量约0.1%重量至约20%重量的量存在。
[0115] 在一个实施方案中,羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺可以约0.5mg/cm2至约1mg/2 2 2 2 2 2 2
cm,约1mg/cm 至约2mg/cm,约2mg/cm 至约5mg/cm,约5mg/cm 至约10mg/cm,约10mg/
2 2 2 2
cm 至约25mg/cm,或约25mg/cm 至约50mg/cm 的量存在于制品中。
[0116] 在其他实施方案中,聚合物组分可有利包含乙烯醇-胺共聚物。乙烯醇-胺共聚物可以例如商品名Erkol 购自Celanese。
[0117] 在第一和/或第二选择性渗透涂层和/或保护性组分中包含的聚合物组分可包含能够固化的反应基。在暴露于一种或多种热能电磁辐射、水分固化、UV固化或化学试剂时,反应基可参与化学反应。固化可以指引起选择性渗透涂层或保护性组分聚合、交联或聚合和交联两者的反应。
[0118] 在其中第一或第二选择性渗透涂层或保护性组分包括含能够固化的反应基的聚合物组分的实施方案中,第一选择性渗透涂层可包含固化剂。固化剂可催化(加速)聚合物组分的固化反应。在一个实施方案中,固化剂可包含一种或多种环氧化物、酰氯或氯甲酸酯。在一个实施方案中,固化剂可包含反应性三嗪。反应性三嗪可包含至少一个能够与至少选择性渗透涂层和/或保护性组分的聚合物组分中的反应基反应的反应基。在一个实施方案中,固化剂能够引发选择性渗透涂层和膜或层压材料的任何其他层的聚合物组分之间的化学反应。
[0119] 在一个实施方案中,反应性三嗪可包含具有式(III)的结构单元:其中R13、R14和R15包含至少能够与羟基烷基取代的
聚亚烷基亚胺反应的反应基。在一个实施方案中,反应性三嗪可包含一个或多个氨基甲酸酯官能团。在一个实施方案中,反应性三嗪可包括三(烷氧基羰基氨基)三嗪。
[0120] 在一个实施方案中,固化剂可以选择性渗透涂层约0.1%重量至约2%重量,约2%重量至约5%重量,约5%重量至约10%重量,约10%重量至约15%重量,约15%重量至约20%重量,约20%重量至约25%重量,或约25%重量至约30%重量的量存在。
[0121] 在一个实施方案中,可使第一和/或第二选择性渗透涂层或保护性组分固化。固化可以指在包含聚合物组分的选择性渗透涂层或保护性组分中大于约5%的聚合物组分的反应基已经反应,或者转化百分比大于约5%。转化百分比可以指已反应基团的总数与反应基总数的百分比。在一个实施方案中,可使第一和/或第二选择性渗透涂层和/或保护性组分固化,以便选择性渗透涂层和/或保护性组分可化学或机械结合到膜或制品或层压材料的其他层。可使第一和/或第二选择性渗透涂层和/或保护性组分固化,使得在其中利用这些的本发明的实施方案中,相当部分羟基在羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺中保持实质不受影响。
[0122] 在包括羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺的本发明的实施方案中,第一和/或第二选择性渗透涂层和/或保护性组分可进一步包含聚烷基胺。聚烷基胺是指包含多个胺基和基于烷基的聚合物主链的聚合物。适合的聚烷基胺可以为均聚物、共聚物或其衍生物。适合的衍生物可包含伯胺以外的一种或多种仲胺基。在一个实施方案中,聚烷基胺可对选择性渗透涂层提供另外的功能性质,例如MVTR、透气率、化学剂或微生物剂吸收等。
[0123] 在这些实施方案中,聚烷基胺可以选择性渗透涂层和/或保护性组分约0.5%重量至约1%重量,约1%重量至约2%重量,约2%重量至约5%重量,约5%重量至约10%重量,约10%重量至约20%重量,约20%重量至约30%重量,约30%重量至约40%重量,或约40%重量至约50%重量的量存在。
[0124] 在一个实施方案中,选择性渗透涂层和/或保护性组分可包含羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺和聚乙烯胺。聚乙烯胺可以指由基于乙烯胺的聚合物前体衍生的聚合物。在一个实施方案中,选择性渗透涂层和/或保护性组分可包含聚乙烯醇-乙烯胺共聚物和羟基烷基取代的聚亚烷基亚胺。适合的聚乙烯胺及其衍生物可购自BASFCorporation(Mount Olive,New Jersey)。
[0125] 在这些实施方案中,聚乙烯胺可以选择性渗透膜和/或保护性组分约0.5%重量至约1%重量,约1%重量至约2%重量,约2%重量至约5%重量,约5%重量至约10%重量,约10%重量至约20%重量,约20%重量至约30%重量,约30%重量至约40%重量,或约40%重量至约50%重量的量存在。
[0126] 在一个实施方案中,用于聚亚烷基亚胺的固化剂也可以使聚烷基胺和/或聚乙烯胺固化。在供选的实施方案中,第一选择性渗透涂层可包含不同于反应性三嗪的能够引发聚烷基胺和/或聚乙烯胺固化反应的固化剂。在一个实施方案中,经固化的第一选择性渗透涂层可包含聚亚烷基亚胺和聚烷基胺和/或聚乙烯胺的固化反应产物。
[0127] 第一选择性渗透涂层可存在于膜的表面上、孔内或同时存在于膜的表面上和孔内。在一个实施方案中,第一选择性渗透涂层可实质涂覆孔的内表面。在一个实施方案中,涂层可包围并粘着到限定膜中孔的节和原纤上。在一个实施方案中,第一选择性渗透涂层也可顺应限定膜中孔的节和原纤的表面。在这些实施方案中,第一选择性渗透涂层可基本具有约0的厚度,即第一选择性渗透涂层可只涂覆膜的孔的内表面。
[0128] 在其他实施方案中,第一选择性渗透涂层可沉积于膜上而不堵塞膜的孔。或者,第一选择性渗透涂层可没有空隙和/或“针孔”以形成连续涂层。在其他实施方案中,涂层可具有不连续的部分。涂层可以为均匀厚度,或者可具有区域之间不同的厚度。
[0129] 在一个实施方案中,第一选择性渗透涂层可具有约20微米至约40微米,约40微米至约60微米,约60微米至约120微米,约120微米至约160微米,约160微米至约200微米,约200微米至约240微米,约240微米至约280微米,约280微米至约320微米,约320微米至约360微米,或约360微米至约400微米的厚度。在一个实施方案中,第一选择性渗透涂层可具有约400微米至约600微米,约600微米至约800微米,或约800微米至约1000微米的厚度。
[0130] 类似地,保护性组分,无论是单独提供还是作为第二选择性渗透涂层的成分提供,均可操作性相对于第一选择性渗透涂层布置。合乎需要保护性组分比第一选择性渗透涂层较小亲水,并因此减少可另外达到第一选择性渗透层的水分的量,并连同有利于同样性质的第一选择性渗透膜一起提供。因此,保护性组分可以为第一选择性渗透涂层的成分,与第一选择性渗透涂层分离提供,可作为第二选择性渗透涂层的成分提供,或者实质构成第二选择性渗透涂层的整体。
[0131] 保护性组分/第二选择性渗透涂层可覆盖实质全部或只一部分第一选择性渗透涂层。合乎需要保护性组分/第二选择性渗透涂层覆盖实质全部第一选择性渗透涂层。保护性组分/第二选择性渗透涂层也在第一选择性渗透涂层存在于膜表面上的范围。或者,如果第一选择性渗透涂层涂覆膜的孔的内表面,并因此基本具有约0的厚度,则保护性组分/第二选择性渗透涂层也可以这样。保护性组分/第二选择性渗透涂层也可与第一选择性渗透涂层一样没有空隙和/或“针孔”,以形成连续涂层。在其他实施方案中,保护性组分/第二选择性渗透涂层可具有不连续的部分。保护性组分/第二选择性渗透涂层可以为均匀厚度,或者可具有区域之间不同的厚度。
[0132] 在一个实施方案中,保护性组分/第二选择性渗透涂层可具有约20微米至约40微米,约40微米至约60微米,约60微米至约120微米,约120微米至约160微米,约160微米至约200微米,约200微米至约240微米,约240微米至约280微米,约280微米至约320微米,约320微米至约360微米,或约360微米至约400微米的厚度。在一个实施方案中,保护性组分/第二选择性渗透涂层可具有约400微米至约600微米,约600微米至约
800微米,或约800微米至约1000微米的厚度。
[0133] 本文所述制品可以舒适性和保护屏蔽性的组合为特征。舒适性和保护屏蔽性可以一种或多种厚度、单位平均重量、透气率、湿气传输速率(MVTR)或制品的化学剂或微生物剂渗透性为特征。在一个实施方案中,制品可具有约300微米至约400微米,约400微米至约500微米,约500微米至约600微米,约600微米至约700微米,约700微米至约800微米,约800微米至约900微米,约900微米至约1000微米,约1000微米至约10000微米的厚度。
[0134] 在一个实施方案中,制品可具有约5mg/cm2至约30mg/cm2,约30mg/cm2至约40mg/2 2 2 2 2 2 2
cm,约40mg/cm 至约50mg/cm,约50mg/cm 至约60mg/cm,约60mg/cm 至约70mg/cm,约
2 2 2 2 2 2
70mg/cm 至约80mg/cm,约80mg/cm 至约90mg/cm,约90mg/cm 至约200mg/cm 的单位平均重量。
[0135] 在一个实施方案中,制品可具有在0.5英寸H2O小于约6cfm的透气率。在一个实施方案中,制品可具有约0.01cfm至约0.1cfm,约0.1cfm至约0.5cfm,约0.5cfm至约1cfm,约1cfm至约2cfm,约2cfm至约3cfm,约3cfm至约4cfm,约4cfm至约5cfm,或约5cfm至约6cfm的透气率。本文所述的透气率可用本文说明书中所述的试验条件测定。本文所用cfm/ft为立方英尺/分钟。
[0136] 在一个实施方案中,制品可具有大于约500g/m2/天的湿气传输速率(MVTR)。在2 2 2 2
一个实施方案中,制品可具有约500g/m/天至约600g/m/天,约600g/m/天至约800g/m/
2 2 2 2 2
天,约800g/m/天至约1000g/m/天,约1000g/m/天至约1500g/m/天,或约1500g/m/天
2 2
至约2000g/m/天的湿气传输速率。在一个实施方案中,制品可具有大于约2000g/m/天的湿气传输速率(MVTR)。
[0137] 在一个实施方案中,制品可具有大于约4000g/m2/天的湿气传输速率(MVTR)。在一2 2 2
个实施方案中,制品可具有约4000g/m/天至约5000g/m/天,约5000g/m/天至约6000g/
2 2 2 2 2
m/天,约6000g/m/天至约7000g/m/天,约7000g/m/天至约8000g/m/天,或约8000g/
2 2 2
m/天至约10000g/m/天的湿气传输速率。在一个实施方案中,制品可具有约10000g/m/
2 2 2 2
天至约15000g/m/天,约15000g/m/天至约20000g/m/天,约20000g/m/天至约25000g/
2 2 2 2 2
m/天,约25000g/m/天至约30000g/m/天,或约30000g/m/天至约40000g/m/天的湿气
2
传输速率。在一个实施方案中,制品可具有大于约40000g/m/天的湿气传输速率(MVTR)。
[0138] 在一个实施方案中,制品可具有小于约50微克/24小时的DFP渗透率(模拟沙林)。在一个实施方案中,制品可具有约1微克/24小时至约5微克/24小时,约5微克/24小时至约10微克/24小时,约10微克/24小时至约20微克/24小时,约20微克/24小时至约30微克/24小时,约30微克/24小时至约40微克/24小时,或约40微克/24小时至约50微克/24小时的DFP渗透率(模拟沙林)。在一个实施方案中,制品可具有小于约1微克/24小时的DFP渗透率(模拟沙林)。在一个实施方案中,制品可具有对于具体化学剂或微生物剂小于毒性水平的化学剂或微生物剂渗透率。
[0139] 制品的性能特性也可以一种或多种化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂钝化率为特征。在一个实施方案中,制品可显示对化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂约2g/2
hr/m 的钝化率。在一个实施方案中,制品可显示对化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂
2 2 2 2 2 2
约2g/hr/m 至约3g/hr/m,约3g/hr/m 至约4g/hr/m,或约4g/hr/m 至约5g/hr/m 的钝化率。在一个实施方案中,制品可显示对化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂大于约5g/
2
hr/m 的钝化率。
[0140] 在一个实施方案中,在10g/m2的剂量,制品可显示在24小时时间后大于约5%钝2
化。在一个实施方案中,在10g/m 的剂量,制品可显示在24小时时间后约5%至约10%,约
10%至约20%,约20%至约30%,约30%至约40%,约40%至约50%,约50%至约60%,约60%至约70%,约70%至约80%,约80%至约90%,或约90%至约95%的钝化百分比。
2
在一个实施方案中,在10g/m 的剂量,制品可显示在24小时时间后约100%钝化。
[0141] 在一个实施方案中,制品可显示大于约30分钟的对未反应化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂的突破时间。在一个实施方案中,制品可显示约30分钟至约1小时,约1小时至约2小时,约2小时至约3小时,约3小时至约4小时,约4小时至约6小时,约6小时至约7小时,约7小时至约8小时,约8小时至约9小时,或约9小时至约10小时的对未反应化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂的突破时间。在一个实施方案中,制品可显示大于约10小时的对未反应化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂的突破时间。
[0142] 在一个实施方案中,第一选择性渗透涂层12可包括在多孔膜11上支撑的单一层,以形成制品10,如图1所示。在此和整个说明书和权利要求书中,制品和/或层压材料结构的各种表达只为代表性,未显示本发明的所有可能实施方案。在图1所示的实施方案中,保护性防止脱层的组分为第一选择性渗透涂层12的成分。第一选择性渗透涂层可具有如上所述范围的厚度和/或重量。在供选的实施方案中,第一选择性渗透涂层可包括具有如上所述范围的组合厚度和/或重量的两层或更多层。在第一选择性渗透涂层中的至少一层可包含抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂。在此实施方案中,所述组分保护第一选择性渗透涂层12不从多孔膜11脱层。
[0143] 在另一个实施方案中,所述组分可以为第二选择性渗透层23的成分,或者可实质构成第二选择性渗透层23的整体,如图2所示。在此实施方案中,第二选择性渗透层23实质覆盖第一选择性渗透层22。第一选择性渗透层22包含至少一种抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂。
[0144] 在一个实施方案中,第一选择性渗透涂层可包括多个薄层,而不是单一厚层,其中所述多层中每个层可包含抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂。图3显示具有在膜31上支撑的选择性渗透涂层32的制品30,其中第一选择性渗透涂层包括两个层34和35,各层具有至少一种抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂。在一个实施方案中,选择性渗透涂层可包括具有相同厚度的多个薄层。在供选的实施方案中,选择性渗透涂层可包括多个薄层,根据最终用途和在膜上沉积选择性渗透涂层所用的方法,所述薄层可具有一定范围的厚度和/或重量。在此实施方案中,保护性组分显示为第二选择性渗透层
33的成分,或者实质为第二选择性渗透层33的整体,尽管也可在层34或35的一侧或两侧包括保护性组分。
[0145] 在一个实施方案中,本发明提供一种层压材料。层压材料可包括如上所述的制品和疏油膜。制品可支撑在疏油膜上。在一个实施方案中,疏油膜可以指对吸收或吸附油、脂、身体流体(如汗)和某些其他污染物质的污染具有耐性的膜。在一个实施方案中,疏油膜2
可透气,抗液体渗透,并且能够具有至少70,000g/m/天的湿气传输速率。
[0146] 在一个实施方案中,疏油膜可包括许多互连孔,这些孔延伸通过膜,并由倾向于吸收油和某些污染表面活性剂的材料制成,例如ePTFE。涂层可布置于限定膜中互连通道的节和原纤的表面上。涂层可包括聚结于节和原纤表面上的疏油含氟聚合物固体,以便为所得疏油膜提供油和表面活性剂耐性,而不完全阻塞膜中的孔。
[0147] 适合的疏油含氟聚合物固体可包含具有氟碳侧链的丙烯酸基聚合物和相对较少量的水、水溶性共溶剂和二醇。在一个实施方案中,适合的疏油含氟聚合物固体可包括Zonyl系列含氟聚合物(购自CIBA Specialty Chemicals)。在一个供选的实施方案中,适合的疏油含氟聚合物固体可包括以商品名TLF-8868、TLF-9312、TLF-9373、TLF-9404A和TLF-9494B(购自DuPont)购得的含氟聚合物。
[0148] 在一个实施方案中,通过用疏油含氟聚合物固体的稀释稳定化分散体湿润孔的表面,可形成疏油膜。分散体的疏油含氟聚合物固体然后可聚结于限定膜中孔的表面上。在一个实施方案中,疏油膜可以商品名eVENT购得(购自BHA Technologies,MO)。
[0149] 在一个实施方案中,第一选择性渗透涂层42可支撑在膜41上,膜41又可支撑在疏油膜46上,如图4所示,从而形成层压材料40。在此实施方案中,保护性组分为第一选择性渗透涂层42的成分,例如羟基烷基取代的聚亚乙基亚胺。虽然图4只显示一个选择性渗透涂层42,但在层压材料结构40中可能有多层选择性渗透涂层。例如,保护性组分可作为第二选择性渗透涂层的成分提供,或者可实质构成第二选择性渗透涂层的整体,如图5所示。
[0150] 更具体地讲,图5显示包括支撑在膜51上的第一选择性渗透涂层52的层压材料50。膜51支撑在疏油膜56上。第二选择性渗透涂层53,包括保护性组分,实质覆盖第一选择性渗透涂层52。虽然显示为一层,但第一选择性渗透涂层52可包括多层,其中多层中的至少一层可包含抗微生物剂。
[0151] 在一个实施方案中,层压材料可包括选自一种或多种织物、膜或薄膜的壳层。图6显示层压材料60,层压材料60包含支撑在膜61上的第一选择性渗透涂层62,膜61支撑在疏油膜66的第一表面上。在图6所示的实施方案中,保护性组分为第一选择性渗透涂层62的成分。壳层67支撑在疏油膜66的第二表面上。
[0152] 在一个实施方案中,壳层可包括一个或多个织物层。在一个实施方案中,织物层可以为适用于服装或围绕物的制品的足够柔韧性、柔顺性和耐用性,如衣服、帐篷、睡袋、伤患送治袋等。
[0153] 在一个实施方案中,一个或多个织物层可包含选自聚(脂族酰胺)、聚(芳族酰胺)、聚酯、聚烯烃、羊毛、纤维素基纤维(如、人造丝、亚麻、乙酸纤维素和其他改性的纤维素)、聚氨酯、丙烯酸类、甲基丙烯酸类或包含任何上述的混合物的聚合物。在一个实施方案中,一个或多个织物层可包含棉、聚(脂族酰胺)、聚(芳族酰胺)、聚酯、聚氨酯或其混合物。
[0154] 在一些实施方案中,一个或多个织物层可由织造织物制成。在供选的实施方案中,一个或多个织物层可由非织造织物制成。非织造织物可以为针织、编织、蔟绒或缩绒。
[0155] 在一个实施方案中,层压材料可包括本文所述的制品、疏油膜和至少两层织物材料。两个织物层可包括相同的织物材料,或者可包括不同的织物层。在一个实施方案中,层压材料70可包括外织物层78和内织物层77,如图7所示。第一选择性渗透涂层72支撑在膜71上,膜71支撑在疏油膜76上。第二选择性渗透涂层73,包括保护性防止脱层的组分,实质覆盖第一选择性渗透涂层74,所得结构夹在外织物层78和内织物层77之间。虽然图7只显示一个选择性渗透膜,但在层压材料结构80中可能有多层选择性渗透膜。
[0156] 外织物层为暴露于所述成分的层压材料的最外层。在一个实施方案中,外织物层可以为由聚(脂族酰胺)、聚(芳族酰胺)、聚酯、丙烯酸类、棉、羊毛等制成的织造织物。在一个实施方案中,可处理外织物层,以给予其疏水或疏油性。在一个实施方案中,内织物层可以为针织、织造或非织造织物,并且可经过处理,以提高吸湿性或给予疏水或疏油性。
[0157] 在一些实施方案中,可用适合材料处理织物层,以给予例如阻燃性、抗静电性、抗紫外辐射性、控制红外(I.R.)反射、伪装等。
[0158] 在一个实施方案中,层压材料可包括一个或多个附加层,例如一个或多个亲水膜层,疏油膜层或多孔膜层。图8显示根据本发明的一个实施方案的层压材料80。第一选择性渗透涂层82支撑在膜81上,膜81支撑在疏油膜86上。保护性组分为第二选择性渗透涂层83的成分,或者实质构成第二选择性渗透涂层83的整体,所述层实质覆盖第一选择性渗透涂层82。第一附加层89存在于疏油膜86和内织物层87之间。第一附加层89可以为亲水膜、疏油膜或多孔膜。虽然只显示一个这种附加层,但在层压材料结构80中可能有多个附加层。所得结构夹在外织物层88和内织物层87之间。
[0159] 在一个实施方案中,层压材料中的至少一层可包含一种或多种酶催活性物质、催化活性物质或化学吸收物质。酶催活性物质、催化活性物质或化学吸收物质可存在于层压材料结构的任何层。例如,酶催活性物质、催化活性物质或化学吸收物质可存在于一个或多个选择性渗透涂层、亲水膜、疏油膜、外织物层、内织物层或其他适合层中。在一些实施方案中,层压材料中的不同层可独立包含酶催活性物质、催化活性物质或化学吸收物质。例如,外织物层可包含酶催活性物质,内织物层可包含化学吸收物质,选择性渗透涂层可包含催化活性颗粒。
[0160] 在一个实施方案中,层压材料可包括保护性服装。在一个实施方案中,制品可支撑于一个或多个织物层上,以形成如上所述的保护性服装。在一个实施方案中,保护性服装能够透过湿气,并可减少人暴露于有害化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂。在一个实施方案中,通过减小化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂的活性或增加显著量化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂通过保护性服装媒介的时间量,保护性服装可减少人暴露于有害化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂。
[0161] 在一个实施方案中,保护性服装可包括外衣。在一个实施方案中,保护性服装可包括具有能够抗磨的面向外表面的外衣。外衣可包括一种或多种夹克衫、上衣、衬衫、裤、兜帽、手套、连裤工作服等。在一个实施方案中,化学剂或微生物剂保护性服装可包括净化服。
[0162] 在一个实施方案中,保护性服装可包括贴暴露皮肤穿着的内衣。在一个实施方案中,化学剂或微生物剂保护性服装可包括能够与皮肤流体连通穿着的内衣。在一个实施方案中,化学剂或微生物剂保护性服装可包括袜,包括袜、鞋、靴等。在其他实施方案中,如上所述的制品可用于保护性围绕物,如帐篷、睡袋、伤患送治袋、遮蔽物等。
[0163] 在一个实施方案中,本发明提供一种方法。方法包括向多孔膜施加第一选择性渗透涂层。第一选择性渗透涂层包含抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂。所述剂以足以与化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂反应以降低化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂的活性或者增加显著量化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂通过制品的时间量的量存在。也施加保护性防止第一选择性渗透涂层从多孔膜脱层的组分,可单独施加,或者作为第一选择性渗透涂层或第二选择性渗透涂层的成分施加。
[0164] 在一个实施方案中,第一选择性渗透涂层和/或第二(如果存在)选择性渗透涂层可通过涂覆技术施加到膜上,例如浸涂、缝模涂覆、棒涂、凹版涂覆等。在一个实施方案中,通过将抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂和/或保护性组分的溶液加入到膜制造过程,可将选择性渗透涂层加到多孔膜。在包括多层组合形成选择性渗透涂层的实施方案中,不同的层可顺序施加到膜上,或者可预制选择性渗透涂层,然后层压到多孔膜上。
[0165] 在一些实施方案中,可使选择性渗透涂层涂覆或覆盖多孔膜,用本文所述方法基本存在于表面上。在供选的实施方案中,可另外使选择性渗透涂层吸入一层或多层膜,可通过膜厚度很小程度或选择性渗透涂层实质通过其整个厚度涂覆膜内的孔的程度。在一些实施方案中,可使选择性渗透涂层完全存在于此膜孔内,或只一部分选择性渗透涂层存在于孔内。
[0166] 在一个实施方案中,可将选择性渗透涂层的溶液施加到膜上。适合溶剂可根据抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂在具体溶剂中的溶解度为含水或非水。适合的溶剂可包括脂族烃、芳族烃和具有氢键接受能力的化合物或与水溶混的溶剂。适合的脂族烃和芳族烃化合物可包括一种或多种己烷、环己烷和苯,这些可用一个或多个含1-4个碳原子的烷基取代。具有氢键接受能力的适合化合物可包含一种或多种以下官能团:羟基、氨基、醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、脲基、亚砜基、砜基、硫醚基和腈基。适合的溶剂可包括一种或多种醇、胺、醚、酮、醛、酯、酰胺、脲、氨基甲酸酯、亚砜、砜、磺酰胺、硫酸酯、硫醚、膦、亚磷酸酯或磷酸酯。适合非水溶剂的一些其他实例包括甲苯、己烷、丙酮、甲基·乙基酮、乙酰苯、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、异丙醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、苄酯、糠醇、甘油、环己醇、吡啶、哌啶、吗啉、三乙醇胺、三异丙醇胺、丁醚、2-甲氧基乙醚、1,2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃、对二氧杂环己烷、苯甲醚、乙酸乙酯、二乙酸乙二醇酯、乙酸丁酯、γ-丁内酯、苯甲酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、1,1,3,3-四甲基脲、噻吩、四氢噻吩、二甲亚砜、二甲基砜、甲磺酰胺、硫酸二乙酯、亚磷酸三乙酯、磷酸三乙酯、2,2′-硫代二乙醇、乙腈或苯甲腈。在一个实施方案中,方法可包括通过空气干燥、真空干燥、加热干燥或其组合从膜除去任何残余溶剂。
[0167] 在一个实施方案中,一种方法可包括制造可用于例如保护性装备和/或服装的层压材料。在一个实施方案中,选择性渗透膜可层压到一层或多层膜、薄膜或服装织物上。在一个实施方案中,选择性渗透膜可层压到一层或多层亲水膜、疏油膜、外层织物或内层织物上。在一个实施方案中,可通过热粘合、热轧层压、超声层压、粘合层压、强制热空气层压或者机械连接(如缝合)层压。
[0168] 在一个实施方案中,层压材料可用接缝技术制造。接缝技术可包括将要连接的边缘缝合或热封,然后将接缝热封到层压材料内侧。在一个实施方案中,层压材料可用粘合剂或缝合技术制造。如果利用,缝合可存在于整个层内,例如绗缝料,或点粘合非织造材料,或者可只存在于接缝或袖口,例如衣服、手套和其他衣类制品。
[0169] 在一个实施方案中,一种方法可包括使制品、层压材料、保护性装备或保护性服装与化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂接触。在一个实施方案中,本发明提供一种减少人暴露于一种或多种化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂的方法。所述方法可包括使化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂暴露于具有孔的膜和第一选择性渗透涂层。所述方法可包括使化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂渗入孔中,并使化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂与抗化学剂、抗生物剂、抗辐射剂和/或抗微生物剂反应。
[0170] 在一个实施方案中,所述方法可包括减小化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂的生物活性或增加显著量化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂通过制品、层压材料或服装的时间量之一或两者。在一个实施方案中,一种方法可包括使化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂的生物活性减小至少80%。在一个实施方案中,一种方法可包括使显著量化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂通过制品的时间量增加1小时。
[0171] 在一个实施方案中,一种方法可包括在人和化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂之间插入包含膜的化学剂、生物剂、辐射剂或微生物剂保护性服装,所述膜具有相对于化学剂、生物剂、辐射剂和/或微生物剂对水蒸气的优先渗透性。实施例1
[0172] 乙氧基化聚亚乙基亚胺的25%重量储备溶液在2-丙醇与20%重量Cylink2
2000交联溶液(购自Cytec Industries Inc)中制备。用此溶液以20g/m 涂料量将涂料涂覆到ePTFE膜基材上,并在180℃固化10分钟。然后以约3g/m2的量在初始处理上施加第二微孔聚氨酯层,并充分固化。随后将得到的结构层压到织物基材上,洗烫多次没有脱层。
[0173] 前述实施例为本发明的一些特征的说明。附加权利要求旨在与表达一样广泛地要求保护本发明,本文提出的实施例为从各种所有可能实施方案选择的实施方案的说明。因此,申请人的意图是附加权利要求不由所用实施例的选择限于本发明的说明特征。如权利要求书中所用,词语“包括”及其语法变体在逻辑上也对向并且包括变化和不同范围的短语,例如但不限于“基本由...组成”和“由...组成”。在必要时已提供范围,这些范围包括其间的所有子范围。希望本领域的技术人员能想到这些范围中的变化,并且在已向公众提供时,附加权利要求应包括那些变化。科学技术的进步可产生一些可能的相当和替代,由于语言不精确原因这些相当和替代目前未能涵盖,附加权利要求也应包括这些变化。部件清单
10制品
11多孔膜
12选择性渗透涂层
20制品
21多孔膜
22第一选择性渗透层
23第二选择性渗透层
30制品
31多孔膜
32选择性渗透涂层
33第二选择性渗透层
34第一选择性渗透涂层的第一层
35第一选择性渗透涂层的层
40层压材料
41膜
42第一选择性渗透涂层
46疏油膜
50层压材料
51膜
52第一选择性渗透涂层
53第二选择性渗透涂层
56疏油膜
60层压材料
61膜
62第一选择性渗透涂层
66疏油膜66
67壳层
70层压材料
71膜
72第一选择性渗透涂层
73第二选择性渗透涂层
76疏油膜
77内织物层
78外织物层
80层压材料
81膜
82第一选择性渗透涂层
83第二选择性渗透涂层
86疏油膜
87内织物层
88外织物层
89第一附加层。
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