本发明涉及弹性织物，特别是具有防水或抗水而又具有湿蒸汽通过能力的叠层弹性织物。 已知有多种具有抗水性或防水性以及透气性（这种透气性是以湿蒸汽通过能力来衡量的）的叠层织物。很多这些叠层织物不属弹性类或仅具有有限的弹性。
在美国专利（U.S.PATANT4，187，390）中介绍了一种抗水透气的叠层织物。该专利介绍的是一种把聚四氟乙烯（PTFE）高聚物薄膜粘合到基布上制成的叠层，用这种粘合叠层制成的衣用织物以商品名GORE-TEX销售。这种织物已被用来制作外衣。它既抗水又能使穿着者的汗液以水蒸汽形式迅速通过衣服蒸发出去。GORE-TEX织物既无明显的弹性也不宜用在需要有良好悬垂性和手感的服装面料上。
在美国专利4，539，285中公开了一种试图增加弹性并具有透气性和抗水性的叠层织物。该专利叙述了一种防水透湿织物，它是由一层厚度为2到20微米的聚氨基酸改性的聚氨酸薄膜和用聚氨酯粘合剂粘合在该薄膜上的织物所组成。该专利中公开的这种叠层织物采用一种经加热焙固的连续粘合层。然而用这一技术生产地产品在悬垂性、手感和弹性方面均不能令人满意。此外该粘合层会减小织物的透气性。
因此本发明的目的是提供一种具有透气性，防水或抗水，同时具有较大弹性的叠层织物。
本发明的另一个目的是提供一种以弹性材料层作为基布并在基布上粘合一薄层聚氨酯薄膜的叠层织物。这种织物有优异的悬垂性、手感，且其弹性接近于该弹性材料。
本发明进一步的目的是提供一种既透气又防水或抗水的，且在通常机械水洗或干洗时几乎没有剥离损坏倾向的叠层织物。
根据本发明，一种叠层弹性织物是由一层具有较大弹性的弹性材料层和一层其厚度小于1.0密尔（mil）的高聚物薄膜层组成。该薄膜能透气、防水并具有与弹性材料不相上下的弹性性质。一种粘合剂把薄膜粘合在弹性材料上，这种粘合剂实际上以不连续粘合剂片段的形式涂布。
根据本发明，为了生产透气防水叠层织物，提供了一种由几个步骤组成的生产方法：第一层弹性薄膜是透气和防水层，其厚度预先确定不超过1.0密尔，第二层是弹性材料层，将第一层按一预定值沿纵向拉伸将第二层沿纵向拉伸至基本上与上述第一层的拉伸相匹配，并对二层中的一层涂敷实际上表面不连续的粘合剂以形成粘合剂片段，这时不带粘合剂的一层和施加粘合剂的一层当上述二层拉伸相互匹配时压在下起而形成叠层，对已施加在叠层织物的粘合剂在保持两层一定纵向张力的情况下进行焙固。
在本专利申请中，“防水”（WATER-PROOF）应看作包括抗水（WATER-RESISTANT）的含义。在叠层中拉伸值的“匹配”通常意味着每层拉伸值的百分率是相同的。如按上述要求把二层进行粘合，就不会出现诸如卷边、起皱等不规则现象。然而使两层拉伸值不同，有意识地在叠层中造成不规则现象（如仿绉效果）的情况也是存在的。
为了更好地了解本发明，可参考下列叙述和附图，而本发明的范围将在附加的权利要求书中指出。
在这些图中：
图1表示本发明的弹性叠层织物的横截面。
图2a和图2b表示本发明具有三层的弹性叠层织物的横截面。
图3表示本发明进一步具体化的一种弹性叠层织物的横截面。
图4a和图4b，图4c和图4d代表在形成叠层织物过程中用于施加粘合剂的典型的辊筒设计。
图5的图解形式表示用于制造本发明的叠层织物的一种典型的机械配置。
首先参考图1，该图表示一种由每一层都有弹性的二层叠合构成的弹性织物10，其中一层是弹性织物基布（机织物、非织造物或针织物）11，而另一层是由弹性高聚物做成的可拉伸薄膜13。这二层通过粘合剂12粘合在一起，其粘合方法将在下面详述，其粘合过程可用一种方法使一很薄的膜层。
对弹性材料基布形成永久性附着。该方法实际上可防止叠层织物在使用中发生损坏，同时也可生产出有优良悬垂性，手感和服用性能的最终产品。
该优选的薄膜层13是由聚氨酯高聚物做成的，该薄膜有预定的厚度，在这种厚度下可保证透气性和弹性。该薄膜还具有很高的抗水渗透的能力。适宜型号的聚氨酯膜是由南部鹿场，马塞诸赛州的鹿场氨基甲酸乙酯有限公司生产的，特别适合的型号是DUREFLEX PT 6100 S。这种薄膜是一种聚醚改性的聚氨酯。这种薄膜特有的性能包括伸长可达450%（ASTM 882）和撕破强力（ASTMD 1044）达400磅/英寸。
申请人发现具有厚度范围是0.6密尔到1.0密尔的这种薄膜，可提供一个满意的透气性和弹性以及抗水渗透性能范围。当选择该膜厚度为约0.8密尔时，该膜达到特别好的透气性，弹性和防水性。在下面讨论中膜层13均以优选厚度为0.8密尔为准。
该优选聚氨酯膜具有微孔结构，也就是说，这些孔对提供透气性来讲是够大，而对赋予织物的高抗水性来讲又足够小。该膜还具有优越的弹性。对粘合到弹性材料上的薄膜做试验时，其在破裂前弹性变形可高达160%。
弹性织物材料11可以是机织、针织或非织造物。这种弹性织物通常是由硬质纤维纱和斯潘德克斯（SPANDEX）纱所组成。弹性织物，尤其适合作为基布的例子是经编针织物。在这实例中的材料里使用的纱最好是耐纶和斯潘德克斯。
在实例中的该弹性材料其构成细目如下：
表Ⅰ
构成细目表
机号 64 花链排列 Bar 1 NYLOW 1-1/2-3/2-2/1-0//
Bar 2 NYLOH 1-0/1-1/1-2/1-1//
Bar 3 Spandex 0-0/1-1/2-2/1-1//
梳栉数 3 织物组织循环数 4
工作宽度 167.8英寸 用纱量 5.3英寸/腊克（Rack）
梳栉 纱线 根数 送经比
（ENDS）（RUNNer） 磅/立方码 %
1 40-13 R25 S.D 5368 27.50 49.54 51.9
NYLON
2 40-13 R25 S.D 5368 17.60 31.71 33.2
NYLON
3 140旦 Spandex 5368 3.30 14.24 14.9
总计：95.49磅/立方码
这一实例中弹性材料成品织物的规格如下：
表Ⅱ
成品织物规格
纵行数/英寸 45（43-45） 盎司/平方码（Oz/Sq Yd）4.5±5%
（wales）
纱圈数/英寸 180（176-184） 孔数 44-46
（stitches）
经向收缩 2.0%
纬向收缩 4.0%
成品质量 2.67
IP4经纱 210-220% 边85-95%
模量 弯曲拉直 弯曲回复
out curve Return curve
20% 0.30～0.50磅 0.00～0.00磅
30% 0.40～0.60磅 0.00～0.00磅
40% 0.50～0.70磅 0.00～0.00磅
60% 0.50～0.70磅 0.00～0.00磅
70% 0.60～0.80磅 0.00～0.00磅
80% 0.60～0.80磅 0.00～0.00磅
IP4条件：3×3圈（cycles）在30磅有效重量下。
编织后，织物按标准弹性织物加工技术进行松弛处理、染色和整理。
把二层粘合在一起的技术对叠层织物最终产品的质量来说是很重要的。用于层与层粘合的优选粘合剂应是一种可交联、二组份的聚氨酯，它可在室温下固化。第一组份即优选粘合剂的主聚合物含有游离羟基，这种高聚物最好是以溶剂为基础的，按重量计35～40%的固体高聚物溶解在该溶剂中。优选的溶剂是不可燃的氯化溶剂如三氯乙烯。
粘合剂的第二组份是一种异氰酸酯，最好也是溶剂型的，按重量计65～75%的固体溶解在该溶剂中。最好选用与主聚合物相同的溶剂。异氰酸酯大约有11～13%（按重量计）的带有活性WCO端基，其功能是起加成作用。
这二组份按大约1份异氰酸酯溶液对4～5份主聚合物溶液的比率混合。该混合粘合剂含固量约为45%（按重量计），一种含固量100%的粘合剂也可应用。
采用一种单组份湿态固化的聚氨基甲酸乙酯粘合剂也是有可能的。为防止可能损伤弹性基布的纱线，应避免在如此高的温度下对粘合剂进行固化。
最重要的是在粘合时使用的粘合剂应尽量少。本发明中固化粘合剂的一般用量范围在1～20克/米2，而最佳范围为6～10克/米2。
同样重要的是使粘合剂涂布实际上呈不连续状态，以免在膜与基布之间形成坚硬的粘合剂层，这种连续层对湿蒸汽透过叠层和对织物的悬垂性、手感不利。这种施加粘合剂的优选技术在粘合剂焙固时产生较少量粘合剂分布在不连续面积上的效果。
只要粘合剂在织物上或在薄膜上形成不连续粘合剂片段则可适应于各种花型。粘合剂花型的选择取决于织物的表面特性。典型的粘合剂花型是网点型、三螺旋型、四边型和交叉阴影型，其它花型也可适用。
上面提到的四种类型用施加粘合剂的各辊筒图表示出来，如图4a～4d。在图4a中，辊筒50（典型长度为6英尺）包含许多半球形凹坑51，用于贮留涂敷的粘合剂，辊子50将产生出一种网点花型。图4b所示为一波纹辊52，波纹线53以螺旋形式环绕该辊。施加的粘合剂嵌留在波纹线之间的凹槽内。图4c所示为辊54，辊上有相互邻接的菱形凹坑55。每一凹坑55的四壁可防止粘合剂施加在壁顶上。图4d所示为辊56，辊上有采用角锥形单元57的交叉阴影线花型。
粘合剂花型必须进行选择，举例来讲，假定该弹性织物具有凸点（即一种罗纹织物）粘合剂不施加在这些凸点上。粘合剂最好是涂布在其中一层的各个局部并和另一层的表面接触。最好是这些粘合剂片段优先施加在基布的纤维上（在对二层进行拉伸时和把二层压在一起之前），或是以点或片段的形式施加在与基布纤维相对应的薄膜上。为此粘合剂片段最好是完全不连续并在叠层织物的一层中排列成花型，使之要么固着在基布层纤维上，要么施加在与基布层纤维相对的薄膜上。粘合剂的涂布可以采用传统的凹印或网印以及用刮刀确定粘合剂厚度的其它技术。花型的选择还取决于粘合剂是施加在薄膜上还是基布上。
与先前的粘合剂以层的形式涂布的叠层织物相比，因为是少量且不连续地施加粘合剂从而使应用弹性粘合剂的重要性大大减少了。但还是以采用弹性粘合剂为好，特别值得推荐的是一种到断裂点时显示出至少约150%延伸的粘合剂。然而应该强调的是这种叠层织物主要取决于膜和弹性底布的弹性质量。而粘合剂的弹性对保证满意的悬垂性及防止折皱是有益的。
此粘合剂可以施加在二层中的一层上，通常大多数是施加在抗拉伸的那一层上。一般来讲对被施加粘合剂的那层应给予一个预定的拉伸百分率，尤其是在纵向。一般来讲，这二层的拉伸百分率或张力应该相匹配，此时把施加粘合剂的这一层对着另一层。这种匹配可以用较繁复的计算和手工调节来达到。然而最好是用一种控制一层对另一层超喂或紧喂（under feed）的机械装置来达到目的。在涂布粘合剂时使层与层拉伸百分率相匹配可用上述提到的二种技术中的一种来进行。在机械上应用超喂或紧喂还可以使操作者通过观察成品织物边的卷曲情况用增加拉伸来进行补尝，从而防止发生卷边现象（这种现象是由张力拉伸率不匹配造成的）。
参考图5，该图示出本发明制造一种叠层弹性织物的典型的设备配置。在该设备配置中粘合剂施加在薄膜13上。但应该知道该粘合剂也可施加在弹力织物上。一个包以聚氨酯膜13的辊30使薄膜通过中间辊31，板条状扩张辊32，中间辊33，从动橡胶辊34，中间辊35，涂布辊36和大直径辊37到达B点。涂布辊36将粘合剂按辊上预定的花型施加于膜层13的一面。
辊44供应的弹性织物11经由辊43、42、41和40从动的Menzel辊39和小直径辊38到达B点。辊42是松紧调节辊。辊43是由控制松紧辊的马达来驱动的。在这一结构中，大约有11磅的力压到松紧辊上。这将引起弹性织物产生一定百分率（a%）的伸长，这一伸长百分率是由织物的性质来决定的。
在点B常有不连续地施加了粘合剂的膜层被压在弹性织物上。并以叠层形式在焙固粘合剂前喂入并卷绕在辊45上。在从动橡胶辊上点A与点B之间薄膜发生拉伸，其伸长通常在8%至20%之内，同弹性织物的回复相匹配。总的来讲横向张力或叫门幅伸长应保持在最小限度。这样才能有效地防止纵向皱纹的出现。接着是进行粘合，该叠层平整而紧紧地卷绕到辊上。
在将二层匹配时，涂布最好在相同张力下进行，这样可保证在粘合剂完全固化前没有意外的折皱、气泡或受到任何应力的可能性。卷绕好叠层的辊筒至少焙固1小时，但一般是在仔细控制湿度和环境温度的条件下处理24小时。被固体的粘合剂在24小时之后至少有70%发生交联，最好能达到95%的交联。固化时间如延长到24-48小时，叠层将达到100%固化。这些数值是可以估算出来的。因为焙烘速率取决于温度与湿度。这样的交联程度对粘合织物的正常使用，包括水洗、干洗，和频繁的穿着都不会引起织物剥离。
弹性叠层织物一个实例[聚氨酯薄膜粘合到针织弹性基布上]当试验在72°F（华氏）进行时;湿蒸汽透过（MVT）约为320克/24小时·米2。然而当温度增加到接近人体温度（92°F）时;该MVT值几乎增加三倍达到825克/24小时·米2。对于采用这种膜的织物来讲，这是一个特别理想的特性，它将可以做成贴身穿的衣服。这个试验是根据ASTME96标准来进行的。该织物也用标准Mullen做过抗静水压试验。这一系列试验的平均值为70.4磅/平方英寸。MVT和抗静水压这二种试验是在经向拉伸率为22.5±2.5%的织物上进行的。
图2a和图2b所示为本发明的另一个具体实例。该实例中的织物有三层。最终产品叫做三叠层制品。这种三叠层制品14可以由一个中心薄膜层20和二层弹性材料外层19组成。如图2b所示，或中心层是弹力层15和二个外层是薄膜材料16，为图2a所示。该三叠层由二个独立的粘合步骤制备，每个步骤与前面所叙述的相同。其粘合部分见图2a和图2b中的17。
一种多层含叠合膜21也可以图3所示的方式来构成。一附加的聚氨酯泡沫层24加在两外层弹性织物23之间与膜层22相贴近，适宜的聚氨酯泡沫材料是Paramus（由新泽西州通用泡沫公司生产）。尤其是在“4000系列”中设计的专有型号。这种泡沫的特有性能是多孔性（按ASTMD3574-86试验G为0.4-1.0立方英尺/分），这种优选的泡沫层是一种聚酯或聚醚型的氨基甲酸乙酯泡沫，其可剥离的最薄厚度为0.25英寸。其最佳的厚度为0.25英寸。最佳密度为1.7磅/英尺3，微孔数范围为25～65，而30～50则更为可取。各层按上述方式顺序粘合。
最后弹性织物是由将一个薄的弹性用极小量又不连续的粘合剂与弹性材料粘合在一起。通过控制一层对另一层超喂和紧喂，在无变形又无超张力的情况下完成这一过程。涂布的粘合剂可以在室温下进行固化。
这种叠层织物是一种柔软的可拉伸的并具有优异悬垂的织物。因为膜层很薄而且采用的粘合剂量也很小，所以具有接近于弹性织物的特性。由于该膜和弹性材料的性质及本发明的粘合技术，生产出透气、防水并具有优良服用性能的弹性叠层织物。这种叠层织物可以经受机器洗涤、干洗而对织物的完整性不会形成实质性的危险。
通过前面的叙述及图解表示了本发明优选的具体化实例，显然，本专业熟练技术人员在不离开本发明的实质精神和范围内可用各种变化和改进，这些都落在本发明的范围内。