透气材料的制造方法技术

一种在０．２１大气压扩散驱动力下扩散性气体渗透速度为０．５×１０↑［５］厘米↑［３］／１００英寸↑［２］／天至２×１０↑［５］厘米↑［３］／１００英寸↑［２］／天的透气材料的制造方法。该方法包括如下步骤：把不透气材料的斑点图案涂布在多孔基片上；然后放大所述的斑点图案，以覆盖９５％以上的多孔基片，使得所述的氧气渗透性仅存在于所述斑点图案之间的敞口上。该不透气材料较好是热熔粘合剂，且所述的多孔基片较好是非织造织物。放大斑点图案的步骤包括当把斑点图案印刷在多孔基片上时把基本上圆形的斑点拖抹成椭圆形斑点，直至椭圆形斑点部分重叠。通过在表面速度大于所述多孔基片的牵引速度的条件下操作印刷丝网来进行所述的拖抹。或者，所述的斑点图案放大步骤包括在涂覆斑点图案后通过固定的间隙压延所述的多孔基片。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域本专利技术涉及透气材料的制造方法，具体涉及将不透气材料施涂在透气基片上并改变透气面积的方法。更具体地说，本专利技术涉及将热熔粘合剂涂覆在非织造卷材上，将氧气渗透性面积限制在约占非织造织物面积的1％的方法，用于控制流入产生热量的发热单元的氧气量。专利技术的背景用于身体取暖器的发热单元，尤其是使用反应性铁粉和活性碳混合物的发热单元是本领域已知的。这种发热单元需要氧气产生受控的放热反应，在数小时内产生热量。通常，将该混合物包装在一个可渗透空气的口袋中，并在使用前将该口袋密封在不透气的外包装中。透气口袋可由非织造织物制成。在0.21大气压的压力下难以使非织造材料的扩散氧气渗透速度处于约0.5×105cm3/100英寸2/天至约其四倍的范围内。因为要达到该范围必须覆盖大于约95％但小于100％的非织造织物表面。这种透气性范围是他人所不使用的。液体和空气过滤过程需要更高的渗透性范围(通常约50％敞开面积)，气体分离隔膜具有较低的渗透性范围(0％敞开面积)。透气隔膜已用于分离过程。例如，1992年4月7日授予Callaban等的美国专利5,102,552公开了一种可紫外光固化的聚合物，它涂覆在平均孔径约为0.005-0.2微米的微孔载片上。1973年8月28日授予Bouchilloux等的美国专利3,754,375公开了一种各向异性的隔膜，它具有优良的渗透性能和良好的渗透特性。它包括乙烯基三有机基硅烷聚合物或共聚物，具有平均厚度0.01-10微米的致密层和20-80％敞开面积的多孔层。其它人还尝试将透气性隔膜应用于发热单元，但是成效不大。例如，1991年9月10日授予Usui的美国专利5,046,479公开了一种控制氧气透过微孔薄膜的方法，其中对微孔薄膜进行热熔处理以限制氧气渗透至一次性渗透取暖器中。一个装有铁粉发热剂的扁平口袋的透气表面的单位面积透气性为5000-10,000sec/100cc。但是这种微孔薄膜非常昂贵。其它人用针在不透气的薄膜上戳一些小孔以使发热单元具有所需的氧气渗透性。实践中这种方法限制在相对较稀并且较大的孔的图案。由于该限制，要求发热单元的尺寸较大。较大发热单元的缺点在于其是非挠性的，不能根据其施用的身体表面轮廓进行弯曲。用形成具有相同透气性的更细微图案的方法制得的较小的“针孔”能制成较小的但具有更好表面贴合性的发热单元。同样，较小的针孔能更好地防止发热单元的粒状化学品渗出。在用针处理薄膜使之具有透气性的方法中，难以控制透气性的轻微变化。同样，在针刺加工时薄膜的张力会撕裂或以其它形式扩大针孔；因此当卷材张力变化时难以控制针孔的尺寸。其它人将粘合剂涂覆在多孔卷材上。其例子有1996年11月26日授予Ahr等的美国专利5,558,344，它报道了使用圆周上带网格的印辊将树脂材料施加至基片卷材上。该印辊的表面速度比基片卷材的表面速度至少大100％。表面速度差产生的涂抹过程导致树脂材料渗入基片，使基片具有水不渗透性。Ahr等未试图提供小于100％的覆盖率，并未建议使用这种方法将基片的氧气渗透性控制在一个窄的范围内。本专利技术的一个目的是提供一种氧气渗透性材料的价廉的制造方法，这种材料的渗透性在控制发热单元中产生的热量所需的窄范围内。本专利技术另一个目的是提供一种透气材料的制造方法，在含发热混合物的不透气口袋边缘可直接密封该材料，无需热密封。本专利技术再一个目的是提供一种透气材料的制造方法，其中一个简单的步骤变化就能在所需的窄范围内轻微地改变材料的氧气渗透性。专利技术概述在本专利技术的一个方面，一种在0.21大气压驱动力下扩散性气体渗透速度为0.5×105厘米3/100英寸2/天至2×105厘米3/100英寸2/天的透气材料的制造方法包括如下步骤首先把不透气材料的斑点图案涂布在多孔基片上；然后放大上述的斑点图案，以覆盖约95％(较好约99％)以上的多孔基片，使得上述的扩散气体渗透性仅存在于上述斑点图案之间的敞口(opening)处。上述的扩散气体渗透速度较好是扩散性氧气渗透速度，但它也可包括二氧化碳和其它气体。上述的不透气材料较好是热熔粘合剂，且上述的多孔基片较好是非织造织物。上述斑点图案的放大步骤包括当把上述斑点图案印刷在上述多孔基片上时把基本上圆形的斑点拖抹成椭圆形的斑点。上述的基本上圆形的斑点较好排列成使得上述的拖抹可令椭圆形的斑点部分重叠。上述的拖抹是通过操作旋转印刷丝网，使其表面速度大于上述多孔基片的牵引速度来实现的。或者，上述的斑点图案放大步骤可包括涂覆斑点图案后通过固定的间隙压延上述的多孔基片。上述间隙的尺寸小于上述多孔基片和上述斑点图案的总厚度，使得压延后上述斑点图案的每个斑点放大成与其它斑点部分重叠。较好放大上述的斑点图案，使放大后的各个斑点与至少另两个放大的等距离斑点部分重叠，在所有等距离斑点之间形成大小和形状基本上均匀的敞口。在本专利技术的另一个方面，加热元件包括具有不透氧袋的底片、装在上述袋中且当与氧气接触时发生放热反应的许多颗粒以及在上述袋周围的法兰处密封到底片上用于封装这些颗粒使其不能从袋中掉出来的顶片。上述的顶片具有多孔的基片，该基片涂有用不透氧材料制成的斑点图案，上述的不透氧材料均匀地覆盖95％以上的上述多孔基片表面，使得在0.21大气压的驱动力下扩散性氧气渗透速度为0.5×105厘米3/100英寸2/天至2×105厘米3/100英寸2/天。上述的不透氧材料较好是热熔粘合剂，上述的多孔基片较好是非织造织物。上述的热熔粘合剂较好在上述多孔基片面向袋的一侧上，使该热熔粘合剂也可用于将上述的顶片密封到上述的底片上。附图简介虽然说明书和后附的权利要求书已特别指出和明确本专利技术要求保护的内容，但参照附图并根据如下优选实施方式的描述可更好地理解本专利技术。在附图中，相同的附图标记表示相同的部件。附图说明图1是本专利技术发热元件的优选实施方式的顶视图，它揭示了用透氧顶片覆盖的基本上圆形的元件。图2表示沿图1中剖面线2-2所取的局部正剖视图。它表示由不透氧底片制成的袋、袋中的发热材料颗粒和覆盖该袋的顶片。该顶片包括多孔基片以及位于顶片和底片之间的不透氧材料的图案层。图3是制造本专利技术顶片的方法的侧透视图。它揭示一个印刷胶辊，该胶辊以比基片牵引速度更快的表面速度在多孔基片上涂覆不透气材料的基本上圆形斑点，从而使这些斑点在多孔基片上拖抹成椭圆形。图4是制造本专利技术顶片的另一方法的侧透视图。它揭示在多孔基片上辊涂不透气材料的基本上圆形的斑点，然后进行压延步骤，使斑点扩大重叠。图5是扩散氧气渗透速度与另一种印刷斑点热熔拖抹方法中印刷胶辊速度对多孔基片膜速度之比的关系。专利技术的详细描述现在参照附图，更具体地参照图1和2，它表示本专利技术的第一优选的实施方式。该方法提供一个发热元件，总括地表示为10。加热元件10有一个形成在不透气底片14(如0.025毫米厚的低密度聚乙烯薄膜)上的袋12。加热元件10也有一个透气的顶片16。该顶片较好是涂有闭塞材料(occluding material)的非织造织物，以限制非织造织物扩散氧气渗透速度。顶片16较好用密度为14克/米2的聚丙烯非织造织物制成。闭塞材料18较好是热熔粘合剂，如Century International ofColumbus，OH制造的CA-X-105-A3。更优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在０．２１大气压扩散驱动力下扩散性气体渗透速度为０．５×１０↑［５］厘米↑［３］／１００英寸↑［２］／天至２×１０↑［５］厘米↑［３］／１００英寸↑［２］／天的透气材料的制造方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤： ａ）把不透气材料的斑点图案涂布在多孔基片上；和 ｂ）放大所述的斑点图案，以覆盖９５％以上的多孔基片，使得所述的气体渗透性仅存在于所述斑点图案之间的敞口上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PW汉米尔顿，KS麦克圭尔，
申请(专利权)人：普罗克特和甘保尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]