耐磨材料以及制造方法与流程

本发明涉及一种耐磨材料以及制造这种耐磨材料的方法，该耐磨材料特别适用于运动装备、服装和鞋类。

背景技术：

用于运动服装和鞋类的纺织织物提供了多种应用和设计。例如，鞋的鞋面或服装可以由各种纺织织物制成，这些纺织织物提供了丰富多样的外观和感觉，同时还是轻质的，这对于竞技运动员尤其重要。用于纺织织物的大部分材料由具有热塑性质的合成纤维制成。在过去的几年中，已经开发了使用热处理粘合这种热塑性纺织品而无需进行缝合或胶合的方法。

例如，现有技术文献kr20160019725a涉及一种具有圆形针织物的编织粘合织物，其通过将纱线和tpu纤维与涂覆有圆形针织物的热熔树脂编织而制造。us9682512b2涉及连接包含热塑性聚合物材料的纺织品和其他元件的方法。通过热粘合工艺可以在这些元件中形成不同的熔合区域，以改变包括渗透性、耐久性和抗拉伸性的各种性质。此外，ep0747518b1涉及一种用于制造各种纺织产品(例如袋)的编织织物，其能够在不需要缝合至少两个编织织物片的情况下通过热粘合实现强粘合强度。

然而，包括具有热塑性质的合成纤维的传统纺织材料和现有技术中已知的纺织材料在例如运动服装中的使用具有各种缺点。例如，运动服装或鞋的高耐久性和低磨损和撕裂导致较长的生命周期，并因此节约了资源并且减少了污染，这通常被认为是较不重要的。这尤其涉及轻质运动装备和鞋类，其中，在运动活动期间，例如在地面上滑动鞋的一部分期间，表面经常暴露于高应力和磨损。

技术实现要素：

因此，本发明的问题是至少部分地改善现有技术的上述缺点，并提供改进的材料和制造这种改进的材料的方法，该材料具有高耐磨性，同时又是柔性和轻质的。

上述问题至少部分地由本发明的主题解决。本发明的示例性实施方式在本发明的如下教导中限定。

在一个实施方式中，本发明提供了一种耐磨材料，其包括第一层和第二层，该第一层包含第一纺织材料，第二层包含第二纺织材料。第二层布置在第一层上，其中第一层和第二层至少部分地热粘合至彼此。当至少部分地热粘合第一层和第二层时，第一纺织材料表现出第一收缩性，第二纺织材料表现出第二收缩性，其中第一收缩性大于第二收缩性。

因此，所要求保护的发明提供了一种耐磨材料，其可以用于或连接于运动部件，该运动部件特别是但不限于鞋类、服装、运动装备等。此外，所要求保护的耐磨材料提供了具有高耐磨性和抗撕裂性而不坚硬的材料，这可以简化加工并且可以增加可能的应用领域。特别地，第一纺织层和第二纺织层的不同收缩性导致出现表现出上述改进性质的三维成型的耐磨材料。当热粘合第一层和第二层时，由于第一纺织材料和第二纺织材料的不同收缩性，获得了这种三维形状。

在本发明的一些实施方式中，第一层和/或第二层的至少一部分是经编的或纬编的或编织的或其任意组合。因此，通过使用各种纺织加工技术，耐磨材料可以特别地适合于其预期应用。例如，编织纺织品通常比针织纺织品更硬，而相反地，针织纺织品通常表现出更强的拉伸性。通过改变第一层和第二层相应的纺织加工技术或使用相同的技术并根据所需性质将这些技术结合，本发明提供了一种通用的耐磨材料。

此外，第一纺织材料可包括第一纱线，第二纺织材料可包括第二纱线。本发明的一个方面是第一纺织材料和第二纺织材料的不同收缩性。两种材料发生的收缩性的程度可以通过相应地选择第一纱线和第二纱线来控制。例如，在热处理期间，例如在热粘合过程期间，第一纱线可以包括比第二纱线更高的收缩性。

在一些实施方式中，第一纱线包括第一热塑性材料，其中术语热塑性材料表示在特定温度下变得柔韧或可模塑并在冷却时固化的塑料聚合物材料。该过程可以导致材料性质的改变，如果按照本发明所要求的进行该过程，则这导致具有高耐磨性的材料。第一纱线可以仅包括第一热塑性材料，由于在纱线的制造过程中不需要精确地组合不同的材料，因此第一热塑性材料可以以合理的价格提供高质量的纱线。此外，第一纱线可以是单丝纱线，其优选地可以是100％tpu单丝纱线。

在本发明的一些实施方式中，第二纱线包括第二热塑性材料和聚酯。聚酯也可以是热塑性材料，或者在一些实施方式中可以是热固性的。通过选择这两种材料用于制造第二纱线，不同的熔点和另外的性质可以为制造本发明的第二纺织材料提供具有高性能的多种材料特性。

在一些实施方式中，第二纱线包括聚酯芯和第二热塑性材料涂层。这种芯鞘结构可以结合连接成一根纱线的每种材料的分别的益处。例如，已知的是与其它工业纤维相比，聚酯具有高韧性和高弹性模量，在本发明的第二纱线中，该高韧性和高弹性模量与第二热塑性材料的柔韧和可模塑性质结合在一起。

在一些实施方式中，第二纺织材料在热粘合期间至少部分地熔化。这种部分熔化可以导致第二纱线的鞘层软化，这可以导致第二层内的第二纱线的相邻部分的熔合以及部分第二层与部分第一层的的熔合。聚酯芯可以在第二纺织材料的部分熔化期间保持固态。

第二纱线的直径可以等于或大于第一纱线的直径。通过使用细且低旦尼尔的纱线来制造第一层，可以使用小网目尺寸来产生外观均匀的第一层。另一方面，与第一纱线相比，第二纱线的至少相同或更大的直径可以提供能够形成各种模式和创造性设计的纱线。例如，第二层可以包括多个开口，该开口大于第二层的平均网目尺寸。附加地或可替代地，第二层的多个开口平均可以大于第一层的网目尺寸。除了上述特征之外，这可以实现耐磨材料的设计，其中第一层可以通过第二层的多个开口可见。因此，通过对第一层和第二层使用多种颜色，本发明可以提供高性能耐磨材料，该材料具有产生各种有趣的图案和设计的可能性。此外，第二层的开口可以增加耐磨材料的透气性。因此，可以获得轻质且透气，且仍耐磨的材料。

在本发明的一些实施方式中，第一纺织材料表现出第一拉伸性，第二纺织材料表现出第二拉伸性；其中，第一拉伸性大于第二拉伸性。因此，通过在热粘合之前组合具有不同拉伸性的材料，所要求保护的本发明提供了一种通用的耐磨材料，其一方面可以是柔性的并且容易地成型，而另一方面当例如连接到服装的拉伸片或鞋的一部分上时也可以表现出高抗撕裂性。

在另一个实施方式中，本发明提供了一种制造耐磨材料的方法。该方法包括提供包括第一纺织材料的第一层，提供包括第二纺织材料的第二层，以及将第二层布置在第一层上。此外，该方法包括将两层至少部分地热粘合至彼此的步骤，其中当至少部分地热粘合第一层和第二层时，第一纺织材料表现出第一收缩性，第二纺织材料表现出第二收缩性，其中第一收缩性大于第二收缩性。

因此，本发明提供了一种制造具有高耐磨性的材料的方法。第一纺织材料和第二纺织材料的不同收缩性结合热粘合期间的应用相关的热处理，可以适于提供具有增加或减少的耐磨性梯度和/或可变程度的耐磨性的材料。热粘合可以包括在100至200℃之间的温度下施加高达1巴的压力持续至少10秒的持续时间。在一些实施方式中，热粘合可以优选地包括在150至180℃之间的温度下施加0.5至0.7巴的压力持续20至40秒的持续时间。通过改变热粘合的不同参数，例如时间、温度和/或压力，所要求保护的本发明提供了一种制造材料的方法，该材料可以根据其如何被热处理而实现宽范围的耐磨性和耐久性，而不坚硬。

在一些实施方式中，本发明提供了一种在第一层和热压机之间和/或在第二层和热压机之间插入不粘保护箔的方法。优选地，在热粘合之前，即在进行热压操作之前，插入保护箔。在热压机与第一层和/或第二层之间使用保护箔，例如涂覆的箔或类似物，使得能够实现一种制造耐磨材料的方法，其中在热压操作完成之后，可以防止相应的至少一层粘到热压机的表面上，从而确保所得产品的高质量。可以注意到，与例如本发明的两个特征结合使用的术语“和/或”涉及“仅第一特征”或“仅第二特征”或“第一特征和第二特征”的组合。

该方法可以进一步包括，在热粘合的持续时间之后，在短于热粘合的持续时间的10％的时间内从热压机中移除耐磨材料。例如，将第一层和第二层热粘合30秒的持续时间将需要在该持续时间期满之后小于3秒内移除耐磨材料。这可以在热粘合之后和随后冷却到室温期间防止第一层或第二层粘到箔上。

在一些实施方式中，本发明提供了一种方法，其中热粘合引起第一层和第二层的收缩。术语“收缩”定义了包括第一纺织材料和第二纺织材料的第一层和第二层的表面积减小的过程。表面积的减小可以用于表征包括纺织材料的层的收缩性的大小。附加地或可替代地，本发明还可提供一种方法，其中热粘合引起第一层的表面积的第一变化和第二层的表面积的第二变化。在一些实施方式中，表面积的第一变化的绝对值大于表面积的第二变化的绝对值。应当注意，包括第二纺织材料的第二层的收缩量和/或表面积的变化量也可以是零。

此外，上述所要求保护的制造耐磨材料的方法还可以包括一种方法，其中第一纺织材料表现出第一拉伸性，第二纺织材料表现出第二拉伸性，其中，第一拉伸性大于第二拉伸性。

在另一个实施方式中，本发明提供了一种根据上述方法中的任一种制造的耐磨材料。

附图说明

以下参照附图更详细地描述了本发明的各方面。这些附图示出了：

图1a：示出了在热粘合之前布置在第一层上的第二层；

图1b：示出了第一层和第二层热粘合至彼此的两个实施方式；

图2：示出了不同的第一层和第二层热粘合至彼此的另一个实施方式；

图3：示出了与现有技术中已知的标准材料直接比较的耐磨材料的另一实施方式；

图4：示出了包括本发明的另一实施方式的鞋的鞋面，其连接至该鞋的鞋面；以及

图5：示出了包括根据本发明的耐磨材料的鞋。

具体实施方式

在下文中，参考耐磨材料更详细地描述了本发明的示例性实施方式。尽管以下相对于本发明的示例性实施方式描述了特定的特征组合，但是应当理解，本公开不限于这些实施方式。特别地，并非所有特征都必须存在以实现本发明，并且可以通过将一个实施方式的某些特征与另一实施方式的一个或多个特征相结合来修改该实施方式。

图1a描绘了在热粘合之前松散地布置在彼此顶部上的两层纺织材料110、120。底部的第一层110包括第一纺织材料，并且可以由均匀的网目网113构成，其也在图1a右侧的放大图中示出。第一层110的纺织材料可以是热塑性材料，特别是热塑性聚氨酯tpu。顶部的第二层120包括第二纺织材料，并且可以由大于该层的平均网目尺寸(未示出)或第一层110的网目尺寸113的开口123构成。第二层120的纺织材料可以是具有热塑性涂层的聚酯芯。在一些实施方式中，热塑性涂层可以包括与第一层110的热塑性材料不同的热塑性材料。在另一个实施方式中，热塑性涂层可以是tpu。

第一纺织材料可以表现出比第二纺织材料更大的拉伸性。表征本发明的纺织材料的拉伸性的一种方式是使用小于撕裂纺织材料所需的力从两端拉开具有纺织材料的预定尺寸的条带。通过表征具有相同预定尺寸的两种不同纺织材料并施加相同的力，对纺织材料的最终长度的比较能够确定哪个延长得更长，并因此定义为具有更大的拉伸性。

当至少部分地热粘合两个层110、120时，第一纺织材料可以表现出比第二纺织材料更大的收缩性。表征纺织材料的收缩性的一种方式是在施加热期间确定纺织材料的表面积的变化。通过从具有相同表面积尺寸的两种不同的纺织材料开始，并对两种纺织材料施加相同的温度和压力持续相同的时间，将具有较小的最终表面积的纺织材料定义为具有较大的收缩性。

在本发明的一些实施方式中，与第二纺织材料相比，第一纺织材料具有更大收缩性的方面可以当层110、120至少部分地热粘合至彼此时，在层110、120之间产生强粘合。可以注意到，第二层120的收缩性也可以为零。此外，如果根据本发明实施该方法，则所得材料可提供柔性且可容易地成型的通用耐磨材料。

图1b描绘了图1a中所示的第一层111和第二层121在热粘合之后的图示。根据本发明的热粘合可以包括在100℃至200℃之间的温度下施加高达1巴的压力持续至少10秒的持续时间。在层111、121的热粘合期间，第二纺织材料可以至少部分地熔化，这可以导致第二纺织材料的疏松或膨胀外观，如图1b中所描绘的。附加地或可替代地，第一纺织材料可以在热粘合期间收缩。这两个方面，第二纺织材料的部分熔化和第一纺织材料的收缩可以在两层111、121之间产生强粘合，并且可以形成本发明的耐磨材料100。

通过改变热粘合的参数，即温度、压力和时间，可以实现不同的效果和外观。例如，温度的增加可以导致第二纺织材料的更高的熔化程度，以导致更蓬松或膨胀的外观以及更强的耐磨程度。通过增加持续时间，类似的效果也是可能的。在一些实施方式中，可以将热粘合应用于如图1b中所描绘的两个层111、121的整个布置，其中可以在整个布置上均匀地实现上述效果。在一些实施方式中，第二层121的开口122在热粘合之后仍可大于第二层121的平均网目尺寸。

在另一个实施方式中，使用不同参数的热粘合可以应用于两个层211、221的布置的各个区域，其中上述效果因此可以在各个区域不同地呈现。例如，图2描绘了包括两个区域230、240的本发明的实施方式。第一区域240在该布置的中心部分中，第二区域230围绕该中心部分。当与第二区域230相比，使用施加到第一区域240的热粘合的更高温度和/或更长持续时间可以导致第二纺织材料的更高耐磨性和更蓬松/膨胀的外观。各种实施方式可以包括不同于图2所示的布置的不同数量的区域。第二层221的第一区域240的开口224尺寸和形状可以与第二层221的第二区域230的开口222不同。在一些实施方式中，各个区域230、240之间的过渡可以是突变的，其中在其他实施方式中，过渡可以是逐渐的或平滑的。这不仅能够改变例如鞋或运动服装的不同部分的耐磨性的预期量，而且提供了一种方法，以产生例如包括耐磨材料200的鞋或运动服装的不同的外观和外表。

图3描绘了本发明的另一个实施方式，其包括第三区域301和第四区域350，其中两个区域之间的过渡是突变的。第三区域301包括本发明的耐磨材料300，该耐磨材料具有蓬松或膨胀的外观和第二层321中的开口322。开口322可以实现半透明效果，其中第一层311的部分是可见的，并且因此可以提供一种使用各种颜色来制造耐磨材料300以产生不同设计和外观的方法。第四区域350包括第二层352，其与第三区域301的第二层321相同。然而，第四区域350的第一层351由现有技术中已知的标准材料制造，该材料不表现出如本发明中所要求保护的第一收缩性。因此，将由现有技术中已知的第一层351和本发明的第二层352热粘合不能向图3中的第四区域350所示的具有高耐磨性的材料提供非蓬松或非膨胀的外观。

图4描绘了本发明的实施方式，其连接到鞋的鞋面450内侧或外侧。这可以使得能够通过在鞋的更倾向于更高的磨损和撕裂的区域处使用本发明的耐磨材料400的补片，来提供具有更高耐久性并且因此更持久的鞋，特别是运动鞋。在一些实施方式中，例如运动装备、服装或鞋的外层也可包括现有技术中已知的可熔层，例如鞋面450的第一层451和第二层452，使得可使用热粘合将耐磨材料400直接连接到外层。这可以提供连接而不需要缝合或胶合。类似于图3，耐磨材料400可以包括在第二层421中的开口422，以使得第一层411可以是可见的。

图5描绘了鞋570的前部，其包括鞋底560和连接到鞋570的鞋面550的耐磨材料500。这可以能够保护鞋570的例如内侧和外侧鞋前部区域的区域，该内侧和外侧鞋前部区域在运动活动期间暴露于崎岖不平的环境中。已知例如网球运动员在试图接到球时，经常通过在网球场的粗糙表面上滑动来拖动他们的鞋。这可能使网球鞋570的鞋面550受到高度的磨损，特别是在红土球场上比赛时。通过为网球鞋570的这种鞋面550特别是在高应力区域处提供耐磨材料500，可以延长鞋570的总寿命。这可以减少浪费量，并因此通过耐磨材料500的连接提供了更环保形式的鞋570。在一些实施方式中，用于生产第一纱线以制造第一层511和生产第二纱线以制造第二层521的材料可以是回收材料。第二层521可以包括开口522，该开口522可以通过第一层511的网目为穿着包括耐磨材料500的鞋570的运动员的足部提供改进的透气性和通风。

除了本发明的耐磨材料100、200、300、400、500的高性能之外，本发明还可以提供很大的视觉吸引力，并且提供了如下可能性：通过使用具有不同颜色的纺织材料在例如运动装备、服装或鞋570上产生有趣的模式和设计。此外，通过改变热粘合的参数，可以容易地实现不同的外观和结构，例如具有不同尺寸和形状等的开口122、222、224、322、422、522。此外，如上所述的本发明的方法可以提供耐磨材料100、200、300、400、500，与使用普通tpu箔相反，当用耐磨材料100、200、300、400、500覆盖时，耐磨材料可以为例如运动装备、服装或鞋提供高度的柔性。

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