專利名稱：組合物和具有可逆適應(yīng)性表面能性能的處理基材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及表現(xiàn)出有用的、依賴基材環(huán)境自動適應(yīng)的表面能性能的基材。當(dāng)與目標(biāo)基材表面接觸時，此表面能性能對液體提供了相對高的前進接觸角和后退接觸角。具體而言，通過測角法測量及Fowkes方程計算，在約25℃溫度下時，基材表現(xiàn)出最多約20毫焦耳/米2(mJ/m2)的低表面能，而在或經(jīng)受約40℃溫度時，表現(xiàn)出大于約20mJ/m2的表面能。這種表面能自動改性的獨特能力，反過來提供了抗水和油的、表現(xiàn)出一定程度抗污漬的、并且賦予目標(biāo)基材有效去污性能的表面。另外，依賴于所暴露的環(huán)境，該獨特的表面能特征是可重復(fù)和可逆的。本發(fā)明還包括賦予基材上述表面能改性的新型組合物和制劑，以及上述處理基材的制造方法。更具體而言，本發(fā)明包括紡織品基材，該紡織品基材具有上述極理想的獨特表面能改性性能，且表現(xiàn)出耐洗的抗油和抗水性及去除污物和/或污漬的特征。
背景技術(shù)：
長期以來，特別是在紡織工業(yè)中，有必要提供同時表現(xiàn)出多種耐洗性能的基材，例如作為一個例子的服裝織物。更顯著地，抗水性、抗油性、抗污漬性、和去污特征對促進基材的清潔是非常需要的，即使不能防止完全玷污。不幸地是，由于通常較難在此基材的整個耐洗壽命中達到某種表面能需求，嚴(yán)重地限制了同時的和耐洗的特征的提供。通常，對織物(或其它表面)提供以耐洗為基礎(chǔ)的共存的抗水、抗油性和去污性的涂層或其它處理劑，還不能容易地得到或為人廣泛共知，因為這些性能之一所要求的表面能特征完全不同于同時賦予其它性能時所需的表面能特征。
盡管已經(jīng)有兩種性能在某些基材(如下所述)上初始同時存在的例子，但不幸地是，它們的耐洗程度尚不能被長期使用的目標(biāo)基材所接受。結(jié)果，抗油或抗水性極大地降低，由此也令抗污性降低。隨著抗污傾向的降低，實現(xiàn)適當(dāng)去污的能力可能也減弱，特別是在暴露于更多的污漬且其中適當(dāng)去污作用所需的表面能特征(與賦予前述的抗水和抗油性能所需要的相似)受損害時(例如，不耐洗的)。
由于很難獲得同時防止極性(水的)和非極性(烯的)液體滲透入上述織物表面中，且能夠經(jīng)受持續(xù)的普通洗滌程序，因此，真正有效的耐洗、長期、抗污漬性和去污的處理劑尚未出現(xiàn)。現(xiàn)有的抗油和抗水表面處理存在的問題，最顯著地在例如含棉織物的典型高污漬基材上觀察到。這些織物通常難以在其表面改性到所需程度，從而賦予其抗油和抗水特征，并且保留可接受的手感。由于前述的表面能問題，這三種根本性能(去污性、抗水性、和抗油性)未簡單地利用于基于耐洗性的紡織工業(yè)。對于上述表面能性能的說明有助于對上述現(xiàn)象的更好理解。
任何材料的基本物理性質(zhì)是它的表面能。這種性質(zhì)通常表示為mJ/m2。取決于此性質(zhì)的大小，材料可分為具有高表面能的和具有低表面能的。這種性質(zhì)通常取決于該基材的組合物。例如，具有含有例如羥基、羧酸基團、胺基等的極性、親水基團為主要部分的表面的基材，一般表現(xiàn)為高表面能。相反地，具有含有例如硅酮、氟化基團等的非極性、疏水基團為主要部分的表面的基材，一般表現(xiàn)為低表面能。容易知道的是，當(dāng)例如水的極性液體與基材表面相接觸時，只有當(dāng)液體的表面張力小于基材的表面能時，該液體才會自然地潤濕該表面。反之，如果液體的表面張力高于基材的表面能，則自然地潤濕不會輕易發(fā)生，并且液體將保持匯合于基材表面。
正如人們預(yù)期的那樣，由于多種原因，基材表面能改性長久以來已成為各種材料的主要研究領(lǐng)域。例如，經(jīng)常希望增加基材的表面能，從而促進它吸收液體的能力，或者增加涂層與基材間的粘合力。實際的例子包括紙張或塑料的化學(xué)處理以加強其被印刷油墨潤濕的能力，以及塑料的電暈處理以增加塑料與其它材料間的粘合力，例如用于包裝應(yīng)用中的Mylar薄膜的鋁涂料。紡織品基材還已被改性，從而生產(chǎn)具有高表面能的基材，這導(dǎo)致紡織品基材是親水的并且表現(xiàn)出改善的舒適性和去污性能。作為一個例子，洗滌劑工業(yè)已將這項技術(shù)應(yīng)用于確定洗滌各種紡織品基材的有效方法。
表面能改性還利用于其它涂料應(yīng)用中，例如通過將TeflonTM應(yīng)用到炊具和烹飪用具上而生產(chǎn)表現(xiàn)出低表面能量的無粘性表面。為了生產(chǎn)疏水的并且表現(xiàn)出抵抗性能(例如防水雨衣)的紡織品基材，紡織品基材還通過低表面能處理而改性。
通常發(fā)現(xiàn)用氟化聚合物處理的基材，一般對水表現(xiàn)出大于100度的接觸角。前進接觸角和后退接觸角非常相近。此處理劑的表面能的主要組分是分散的。例如在Sherman等人的美國專利No.3,574,791中公開的，與傳統(tǒng)的氟化物防護劑相比，用雙功能防護劑處理的基材通常表現(xiàn)出與水更低的接觸角，并因此趨向于表現(xiàn)出更低的抵抗性。所測量的表面能含有顯著分散和極性的組分。通?？梢詼y量前進接觸角與后退接觸角之間的差值。
在一些例子中，存在于前進接觸角與后退接觸角之間的可測量的滯后度，指示了表面能在液體存在下已改變。除液體吸收外，在液體存在或環(huán)境條件下，滯后顯示了表面能已改變(動力學(xué)地或熱力學(xué)地)?？蓽y量的滯后度提供了基材對環(huán)境自動適應(yīng)的進一步證據(jù)。得到紡織品應(yīng)用的理想性能的一種方法得自于一種組合物，該組合物提供高的前進接觸角(例如大于90度)，表現(xiàn)出無孔性質(zhì)，從而賦予基材抗污漬性，并提供低的后退接觸角(例如小于90度)，表現(xiàn)出多孔性質(zhì)，從而賦予基材去污性。得到上述應(yīng)用的理想性能的另一種方法得自于一種組合物，該組合物在污漬物質(zhì)與基材之間賦予高的前進接觸角和高的后退接觸角，接著在經(jīng)歷洗滌過程時產(chǎn)生低的前進接觸角和后退接觸角。
對多孔或可染的表面來說理想的是表現(xiàn)出對各種液體的高接觸角，從而防止吸收或玷污。對此表面來說同樣理想的是在例如洗滌介質(zhì)的環(huán)境中適應(yīng)變化，從而加強去污漬性和去污物性?？梢鸹牡谋砻婺茏兓钠渌h(huán)境條件包括溫度、含濕量、和其它環(huán)境因素的變化。可逆地適應(yīng)其環(huán)境的表面是非常理想的，以致于該表面是抗污漬的和可清潔的，并且經(jīng)過多次使用循環(huán)而保持此效果。在例如服裝、地毯、室內(nèi)裝潢等的多種最終用途的應(yīng)用中，產(chǎn)品外觀的保持是極其重要的。雖然對于這些典型應(yīng)用來說已發(fā)展了抗污漬處理，已發(fā)現(xiàn)與服裝的抗污漬處理相似，上述處理對后續(xù)的洗滌有不利影響。因此，非常需要發(fā)展抗污物和抗污漬的紡織品基材，不考慮最終用途的應(yīng)用，使用適宜的洗滌技術(shù)時該紡織品基材具有增強的洗滌性。
隨著XPS、SIMS、和其它表面分析技術(shù)的發(fā)展，在材料表面檢測某些化學(xué)基團已成為可能。例如，可測量官能團的濃度和深度特征，諸如通常在氟化聚合物抗污漬化學(xué)品中發(fā)現(xiàn)的CF3部分。通過適宜的樣品制造技術(shù)，同樣還可能觀測在基材表面上發(fā)生的變化，而該變化是由基材暴露的環(huán)境改變而引起的。例如，在初設(shè)的環(huán)境下，發(fā)現(xiàn)含有例如CF3基團的主要為低表面能基團的基材，在不同的第二次設(shè)定的環(huán)境下，可顯示出含有例如羥基的顯著親水的高表面能基團。這種極性變化通常使得基材的表面潤濕(即，吸收液體)，由此提高去污性。當(dāng)基材的環(huán)境恢復(fù)到初設(shè)條件時，可發(fā)現(xiàn)，例如CF3基團回到基材表面，因此使得基材恢復(fù)到低表面能、抗污漬狀態(tài)。
一些例如聚合物的處理組合物具有其它性質(zhì)，例如可影響處理基材的最終性能的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。例如特征在于高玻璃轉(zhuǎn)變溫度的硬彈性聚合物可提供增加的防潤濕保護，特別是強制潤濕(forcibly wetting)的保護。然而，由于聚合物內(nèi)撓性較小，該硬的、高玻璃轉(zhuǎn)變的聚合物將可能需要更多工作以適應(yīng)其環(huán)境的改變。另外，聚合物分子量和共聚單體的加入還可能提高潤濕性、粘著、化學(xué)活性、和對各種基材的耐久性。
因此明顯的是，多年來一直在探尋提供適當(dāng)?shù)谋砻婺芴卣鞯母男裕瑥亩瑫r賦予目標(biāo)基材以耐洗的抗油性、抗水性、抗污漬性、和去污性能，但尚未成功。
本文所述發(fā)明闡述了化學(xué)品的某些組合和加工條件，允許和/或促進目標(biāo)基材的表面能特征的適應(yīng)，從而獲得表面能特征的所需平衡以同時賦予其抵抗性和去污特征。另外，此特征的獨特結(jié)合已出乎意料地顯示，在經(jīng)受常規(guī)程序和工業(yè)化洗滌方法時具有相當(dāng)?shù)哪途眯浴?br> 下列所有美國專利在本文中全部引入以供參考。
Ahlbrecht等的美國專利No.2,841,573和Raynolds的美國專利No.3,645,990公開了使用氟化聚合物賦予紡織品基材以抗油性和抗水性。雖然確實對基材提供了一定程度的抗污漬性，這樣的處理傾向于具有對洗滌有限的耐久性。另外，上述聚合物抑制污漬的去除，特別是在污漬強制地潤濕基材或使得污漬在基材上干燥的情況下。實際上，與沒有對基材實施處理相比，在上述情況下污漬更難以去除。
除了氟化聚合物之外，硅酮、蠟和各種其它化合物已被公開用于賦予紡織物和其它基材以抵抗性。除了氟化聚合物以外，上述化合物通常僅提供抗水性及對洗滌具有有限的耐久性。這些技術(shù)，在例如Burril等的美國專利No.4,421,796中公開。
Sherman等的美國專利No.3,574,791和Raynolds等的美國專利No.3,896,088公開了氟化去油污劑，該氟化去油污劑賦予基材以一定程度的抗水性和抗油性，而在洗滌期間沒有不利影響污漬的去除。這些專利基本上公開了包括氟化的、抵抗的部分和親水部分的聚合物。權(quán)利要求指出此聚合物表現(xiàn)出“觸發(fā)器(flip-flop)”機理，即將氟化片段暴露在空氣中從而提供抗污漬性，然后將親水片段暴露在含水環(huán)境中從而提供去污性。此聚合物通常表現(xiàn)出比傳統(tǒng)的氟化物更低的抵抗性，特別是抗水性，而且它們還缺乏耐洗性。
White等于美國專利No.4,624,676公開了賦予基材以去污性能的例如有機硅氧烷的獨特硅酮化合物。聲稱具有耐久性，如果這些化合物是交聯(lián)的。特別地，當(dāng)使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎r，該化合物可以自交聯(lián)或者可以與基材交聯(lián)。此化合物可提供水基污漬的抵抗性，但非油基污漬的抵抗性。
Deiner等于美國專利No.4,834,764公開了使用例如含有羥甲基的樹脂或嵌段的二異氰酸酯的交聯(lián)樹脂，從而提高氟化聚合物的耐久性。實際上，此樹脂增加了氟化聚合物對洗滌的耐久性。將這些樹脂加入含有氟化聚合物的含水處理劑中。然而，雖然確實增加了抗污漬性能的耐久性，但從該組合不能得到可接受的去污性。
Koemm等于美國專利No.4,540,765公開了比先前的嘗試顯示對洗滌具有更大耐久性的氟化物防護劑。通常地，此聚合物在聚合物中含有某些可交聯(lián)的部分。此可交聯(lián)部分的例子包括羥甲基、嵌段二異氰酸酯基團、環(huán)氧基團等。此可交聯(lián)聚合物的確對洗滌具有更大的耐久性。正如Deiner的美國專利No.4,834,764的情況那樣，耐久性得到了改善，但沒有觀察到可接受的去污性。
Marco于美國專利No.RE 28,914公開了使用羧化丙烯酸去污聚合物、氟化聚合物、和氨基塑料樹脂，從而制備具有良好的抗污漬性和改善的去污性的含纖維素的紡織品。然而，此處理僅對含纖維素的紡織品基材起作用，排除了大多數(shù)合成纖維。
Hisamoto等于美國專利No.4,695,488公開了一種去污組合物，該組合物包括含有氟烷基和烷氧基的聚合物、親水樹脂、和任選地防水防油劑。此組合物聲稱賦予基材以耐久的防污漬性和去污性能。然而，所公開的防水防油性水平相當(dāng)?shù)停宜_的防污漬試驗對抗污漬性的指示多于去污性。
盡管在此密集的領(lǐng)域中進行了諸多嘗試以提供上面討論的所需性能，在此工業(yè)中還沒有公開、使用或者提出耐洗性處理，可以同時給予某些表面以可接受水平的抗水性、抗油性、和去污特征，該表面特別是指織物，而最特別地是指棉織物。因此，上面公開的文獻都沒有充分地公開對于和/或在各種基材上具有高耐久水平的抗水性和抗油性，以及可接受水平的去污性的表面。市場和消費需求已顯示需要使各種基材抵抗盡可能多的普通玷污材料產(chǎn)生的玷污，同時通過使用適宜于該基材的常規(guī)洗滌程序使基材具有改善的去污特征。該洗滌程序可包括例如在家用洗衣機或工業(yè)洗衣機中的洗滌、或者例如用于室內(nèi)裝潢的斑點清洗程序(spot cleaning procedure)。另外，也可考慮例如那些用于地毯清洗和干洗的各種其它常規(guī)洗滌程序。因此，盡管對具有耐久抵抗性和去污特征的基材而言有長久的需要和消費需求，現(xiàn)有的嘗試尚未達到此目的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供同時賦予基材以耐洗的抗油性、抗水性、抗污漬性和去污性能的新型組合物。本發(fā)明的另一目的是公開一種基材，在例如家庭和工業(yè)洗滌、干洗或表面和/或基材清洗的其它典型方法的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序期間和之后，該基材表現(xiàn)出高耐久水平的抗水性和抗油性，以及可接受水平的去污性。本發(fā)明的又一發(fā)明目的是公開處理基材從而得到高耐久水平的抗油性和抗水性以及可接受的去污性能的方法。本發(fā)明的其它目的包括，但不限于將此新型組合物應(yīng)用到某些織物基材上，從而通過典型的浸漬、浸軋、盡染或其它類似應(yīng)用工序，或者通過家用干燥機應(yīng)用方法來賦予其該耐洗性能。
因此，本發(fā)明包括響應(yīng)基材的環(huán)境變化而使基材表面能改變的組合物，所述組合物包括高表面能組分、低表面能組分、和疏水交聯(lián)組分。更具體地說，本發(fā)明包括賦予基材以耐久抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括至少一種親水去污劑、通過至少一種疏水交聯(lián)劑交聯(lián)的至少一種疏水抗污漬劑的合成產(chǎn)物。本發(fā)明進一步包括織物表面處理組合物，該組合物包括至少一種氟化聚合物組分的，其中所述組合物在如下討論的耐洗性和高抗油性等級、抗水性等級、沾水等級和去污等級方面賦予測試的聚酯或棉織物基材以一定的抵抗性和去污性能。在此情況下，該組合物顯然按照其賦予此特定測試織物的性能而定義，因此本發(fā)明不需要此織物作為本發(fā)明組合物的部分。
本發(fā)明的其它部分包括特定的織物基材，例如含有占所述基材總重量至少20wt.％的棉纖維的織物基材，其中所述基材表現(xiàn)出當(dāng)用AATCC測試方法118-2000檢測時，至少4.0的抗油性等級；當(dāng)用3M抗水性測試II(1992年5月)檢測時，至少4.0的抗水性等級；當(dāng)用AATCC測試方法22-2000檢測時，至少70的沾水等級；當(dāng)用AATCC測試方法130-2000檢測時，對玉米油和礦物油至少4.0的去污等級；其中所述性能是在所述測試織物按照AATCC測試方法130-2000洗滌和干燥并經(jīng)過20次洗滌后顯示的。另外地，本文還包括的是含有占所述基材總重量至少20wt.％的棉纖維的織物基材，其中所述基材表現(xiàn)出響應(yīng)基材的環(huán)境變化而使表面能改變到以下程度在暴露于約25℃的溫度下時，測量的表面能小于約20毫焦耳/平方米，而當(dāng)暴露于約40℃的溫度下時，測量的表面能大于約20毫焦耳/平方米。
在本發(fā)明中同樣提供的其它織物基材，包括，而且盡管可能優(yōu)選但不限于，含有聚酯纖維的織物基材，其中所述基材表現(xiàn)出當(dāng)用AATCC測試方法118-2000測試時，至少3.0的抗油性等級；當(dāng)用3M抗水性測試II(1992年5月)檢測時，至少3.0的抗水性等級；當(dāng)用AATCC測試方法22-2000檢測時，至少50的沾水等級；當(dāng)用AATCC測試方法130-2000檢測時，對玉米油和礦物油至少3.5的去污等級；其中所述性能是在所述測試織物按照AATCC測試方法130-2000洗滌和干燥并經(jīng)過20次洗滌后顯示的，同時也表現(xiàn)出與上述棉纖維織物相同的表面能改性性能。
另外，本發(fā)明中還包括賦予基材以耐久抵抗性和去污性的方法，該方法包括以下步驟(a)提供基材；(b)用含有親水去污劑、疏水抗污漬劑、和疏水交聯(lián)劑的組合物涂覆該基材；(c)加熱該基材從而從該具涂層的基材上基本去除所有多余的液體；(d)任選地，進一步加熱該具涂層的基材。
下面將更詳細地論述此發(fā)明的組合物、織物、和方法。


圖1圖示了用本發(fā)明創(chuàng)造性的化學(xué)組合物處理的細微旦聚酯紡織基材，和用各種競爭的化學(xué)組合物處理的數(shù)種細微旦聚酯紡織基材的XPS表面化學(xué)分析。該圖顯示了在基材經(jīng)受其環(huán)境改變之前(即，由化學(xué)品處理的原樣)、在基材經(jīng)受其環(huán)境改變之后(即，用水在40℃下濕潤基材1小時)、以及基材被再次加熱之后(150℃加熱5分鐘)的氟、碳和氧的表面化學(xué)分析。
圖2是類似于圖1的圖示，不同的是圖2顯示在基材經(jīng)受其環(huán)境改變之前(即，由化學(xué)品處理的“原樣”)以及將基材洗滌和干燥10次之后，氟、碳和氧的表面化學(xué)分析。
具體實施例方式
定義“抗水性”和“抗油性”一般分別定義為基材阻礙水和油滲透到基材中的能力。例如，基材可以是能阻礙水和油滲透進紡織品基材纖維的紡織品基材。
“去污性”一般定義為通過養(yǎng)護工藝使沾污的基材接近其原始未沾污的外觀的程度。如本文所定義的，高水平的抗污漬性是指當(dāng)用AATCC測試方法118-2000檢測時，抗油性等級至少為3.0，當(dāng)用3M抗水性測試II(1992年5月)檢測時，抗水性等級至少為1.0，當(dāng)用AATCC測試方法22-2000檢測時，沾水等級至少為50。如本文所述，可接受的去污性是指當(dāng)用AATCC測試方法130-2000檢測時，對玉米油和礦物油的等級至少為3.0。
“耐洗性”一般定義為經(jīng)過合理數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)洗滌周期后，基材保留可接受水平的所需功能的能力。更具體而言，如本文所述，耐久性是要描述根據(jù)AATCC測試方法130-2000進行最少10次洗滌周期之后，更優(yōu)選在20次洗滌周期之后，最優(yōu)選在50次洗滌周期之后，保持充足的抗污漬性、抗水性、抗油性和沾水等級的性能的基材。此基材可以是紡織品基材，例如聚酯紡織品織物。
術(shù)語“碳氟化合物”、“氟化聚合物”和“氟化物”在本文可交換使用，每個代表含有至少一個氟化片段的聚合材料。
術(shù)語“浸軋”是指通過令基材經(jīng)過浴液并緊接著經(jīng)過擠壓輥而將液體涂料施涂到基材上。
“親水性”定義為對水具有強的親和力或者吸收能力。
“疏水性”定義為對水缺乏親和力或者吸收能力。
“高表面能”定義為通過Fowkes接近固體表面能的二組分計算，在約25℃時表面能等于或大于約25mJ/m2(關(guān)于Fowkes方程的附加信息，參見F.M.Fowkes的Industrial and Engineering Chemistry(工業(yè)與工程化學(xué))，1964，第12、40和56章)。
“低表面能”解釋為通過Fowkes接近固體表面能的二組分計算，在約25℃時小于約25mJ/m2。
高表面能表面，描述為可被例如水的表面張力較低的液體自然濕潤(小于90°的接觸角)的表面，例如棉。
例如TeflonTM的低表面能表面不會自然地被水濕潤，并且與含有較高表面張力(大約大于25mN/m)的液體保持大于90°的接觸角。
組合物用于給基材提供耐久的抗污漬性和去污性的組合物通常含有親水去污劑、疏水抗污漬劑、疏水交聯(lián)劑、和任選地賦予基材各種所需屬性的其它添加劑。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，考慮了新的化學(xué)組合物，其中可以令每種上述化學(xué)試劑的相對量和鏈長最優(yōu)化，從而使在單一化學(xué)組合物中的不同目標(biāo)基材獲得所需的性能水平。
親水去污劑可包括乙氧基化聚酯、磺化聚酯、乙氧基化尼龍、羧酸化丙烯酸、纖維素醚或酯、水解聚馬來酸酐聚合物、聚乙烯醇聚合物、聚丙烯酰胺聚合物、親水氟化去污聚合物、乙氧基化硅酮聚合物、聚氧乙烯聚合物、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、和類似物、或其組合。親水氟化去污聚合物可能是優(yōu)選的去污劑?？赡軆?yōu)選的非限制性的此類化合物包括，售自大金公司(Daikin Corp.)的UNIDYNE TG-992、售自三菱公司(Mitsubishi Corp.)的REPEARL SR1100、以及售自杜邦(DuPont)的ZONYL 7910。用親水去污劑處理的基材通常得到表現(xiàn)出高表面能的表面。
疏水抗污漬抵劑包括蠟、硅酮、某些疏水樹脂、氟化聚合物、和類似物、或其組合。氟化聚合物可能是優(yōu)選的抗污漬劑?？赡軆?yōu)選的非限制性的此類化合物包括，均售自三菱公司的REPEARL F8025和REPEARL F-89、以及售自杜邦的ZONYL 7713。用疏水抗污漬劑處理的基材通常得到表現(xiàn)出低表面能的表面。
疏水交聯(lián)劑包括那些不溶于水的交聯(lián)劑。更具體而言，疏水交聯(lián)劑可包括含有嵌段異氰酸酯(例如嵌段二異氰酸酯)的單體、含有嵌段異氰酸酯(例如嵌段二異氰酸酯)的聚合物、含環(huán)氧基的化合物、和類似物、或其組合。含二異氰酸酯的單體或含二異氰酸酯的聚合物可能是優(yōu)選的交聯(lián)劑。然而，含有兩種或多種嵌段異氰酸酯化合物的單體或聚合物可能是最優(yōu)選的交聯(lián)劑。一種可能優(yōu)選的交聯(lián)劑是同樣售自三菱公司的REPEARL MF。其它包括售自科萊恩(Clariant)的ARKOPHOB DAN、售自殼牌公司(Shell)的EPI-REZ 5003 W55、及售自杜邦的HYDROPHOBOL XAN.
施涂到基材上的化學(xué)組合物的總量，以及包括該化學(xué)組合物的每一種化學(xué)試劑的比例，都可在寬的范圍中變化。施涂到基材上的化學(xué)組合物的總量一般地將取決于基材組成、特定最終用途應(yīng)用所需的耐久性水平、以及該化學(xué)組合物的成本。作為一般的準(zhǔn)則，發(fā)現(xiàn)施涂到基材上的化學(xué)固體的總量是基于基材重量的約0.25wt.％至約10.0wt.％。更優(yōu)選地，發(fā)現(xiàn)施涂到基材上的化學(xué)固體的總量是基于基材重量的約0.5wt.％至約5.0wt.％?？砂l(fā)現(xiàn)抗污漬劑與去污劑與交聯(lián)劑的典型固體比例和濃度比率處于約10∶1∶0.1與約1∶10∶5的范圍，所有比例和比率可發(fā)現(xiàn)包括在此范圍中。優(yōu)選地，發(fā)現(xiàn)抗污漬劑與去污劑與交聯(lián)劑的固體比例和濃度比率處于約5∶1∶0.1與約1∶5∶2的范圍。更優(yōu)選地，抗污漬劑與去污劑與交聯(lián)劑的固體比例和濃度比率可以為1∶2∶1。
基于每種待改性的性能的相對重要性，抗污漬劑與去污劑與交聯(lián)劑的比例也可以變化。例如，對特定最終用途應(yīng)用可能需要高水平的抵抗性。結(jié)果，相對于去污劑的量，抵抗劑的量可增加。另外地，高水平的去污性可能視為比高水平的抗污漬性更重要。在這種情況下，相對于抗污漬劑的量，去污劑的量可增加。
出于生產(chǎn)更經(jīng)濟的化學(xué)組合物的目的，去污劑、抗污漬劑和交聯(lián)劑的類型可基于用該化學(xué)組合物處理的基材的最終用途而變化。例如，可生產(chǎn)不希望遭受油基污漬的處理基材。因此，例如硅酮的更經(jīng)濟的抵抗劑可被用作該化學(xué)組合物的一個組分。
本發(fā)明的基材可包括玻璃、玻璃纖維、金屬、薄膜、紙、塑料、石頭、磚塊、紡織品、或其組合。例如建筑物或汽車窗戶的玻璃可受益于本發(fā)明。除了金屬制品外，例如橋梁或汽車車身可受益于本發(fā)明。這些物品能抵抗普通的污物并可被雨水或類似物洗凈。薄膜可包括熱塑性材料、熱固性材料、或其組合。適宜的熱塑性或熱固性材料包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、丙烯酸、硅酮、蜜胺化合物、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、丁腈橡膠、離子交聯(lián)聚合物、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、氯代異戊二烯、或其組合。聚烯烴可以是聚乙烯、聚丙烯、乙酸乙基乙烯酯、乙酸乙基甲酯、或其組合。
紡織品基材包括本發(fā)明的一個可能優(yōu)選的非限制性的實施方式。紡織品基材可以是任何已知結(jié)構(gòu)，包括編織結(jié)構(gòu)、機織結(jié)構(gòu)、非紡織結(jié)構(gòu)、和類似結(jié)構(gòu)、或其組合。紡織品基材可具有約1至約55盎司/碼2的織物重量，更優(yōu)選在約2和約12盎司/碼2之間。
紡織品基材的材料可以是合成纖維、天然纖維、使用天然成分的人造纖維、無機纖維、玻璃纖維、或前述任意的混紡。僅僅為了舉例，合成纖維可包括聚酯、丙烯酸、聚酰胺、聚烯烴、芳香族聚酰胺、聚氨酯、或其混紡。更具體而言，聚酯可包括聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、或其組合。聚酰胺可包括尼龍6、尼龍6，6、或其組合。聚烯烴可包括聚丙烯、聚乙烯、或其組合。芳香族聚酰胺可包括聚對苯二甲酰對苯二胺(即Kevlar)、聚對苯二甲酰間苯二胺(即Nomex)、或其組合。典型的天然纖維包括羊毛、棉、亞麻、苧麻、黃麻、絲、大麻、或其混紡。典型的使用天然成分的人造材料包括再生纖維素(即人造纖維)、溶劑法纖維素短纖維(lyocell)、或其混紡。
紡織品基材可由短纖維、長絲纖維、切膜纖維、或其組合形成。該纖維可經(jīng)受一種或多種變形工藝。然后該纖維可被紡絲，又或者結(jié)合到紗中，例如通過環(huán)錠紡紗、自由端紡紗、噴氣紡紗、渦流紡紗、或其組合。因此，紡織品基材一般包括交絡(luò)纖維、交絡(luò)紗、線圈、或其組合。
紡織品基材可包括的任意尺寸的纖維或紗，該纖維或紗包括細微旦纖維或紗(具有小于1旦/絲的纖維或紗)。纖維或紗的旦數(shù)可以從小于約1旦/絲至約2000旦/絲，或更優(yōu)選地從小于約1旦/絲至約500旦/絲。
此外，紡織品基材可部分地或全部地由具有例如海島型、皮芯型、并列型或盤型(pie configuration)的各種構(gòu)型的多組分或雙組分纖維或紗構(gòu)成。取決于雙組分或多組分纖維或紗的構(gòu)型，纖維或紗可通過化學(xué)或機械作用沿其長度裂離。
紡織品基材可被印花或染色，例如在基材上創(chuàng)造美學(xué)上令人喜愛的裝飾性圖案或在基材上印刷信息。紡織品基材可通過各種染色和/或印花技術(shù)著色，例如使用分散染料的高溫噴射染色、熱溶膠染色、軋染、轉(zhuǎn)移印花、絲網(wǎng)印刷、數(shù)字印刷、噴墨印刷、橡皮凸版印刷、或在本領(lǐng)域中為可比的、相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)紡織產(chǎn)品常用的任何其它技術(shù)。另外，在基材形成之前，包括本發(fā)明紡織品基材的纖維或紗可通過例如卷裝染色、紡前染色、或經(jīng)軸染色的適宜方法進行染色，或者它們可不染色。在一個實施方式中，紡織品基材可用基于溶劑的染料而不是基于水的染料進行印花?；谌軇┑娜玖细赡芫鶆虻貪櫇癖景l(fā)明的疏水性表面。
還可以考慮的是紡織品基材復(fù)合材料可通過將一層或多層紡織品基材結(jié)合在一起而形成。例如，可能理想的是將數(shù)層稀薄組織(openweave)紡織品基材結(jié)合在一起從而形成紡織品基材復(fù)合材料。該復(fù)合材料還可包括粘性材料或一層或多層薄膜。隨后該復(fù)合材料可經(jīng)本發(fā)明的化學(xué)組合物處理，從而得到表現(xiàn)出耐久抗污漬性和去污性能特征的材料。另外地，在本發(fā)明另一實施方式中，包括該復(fù)合材料的紡織品基材在結(jié)合到復(fù)合材料之前，可經(jīng)化學(xué)組合物處理。
在本發(fā)明一個可能優(yōu)選的實施方式中，具有有限使用壽命的日用品可經(jīng)最小量的化學(xué)品處理從而得到需要的性能。更具體而言，一種基材，例如輕便聚酯一次性實驗服，可僅具有約0.25％至約1.5％的施涂到基材上的化學(xué)固體。相反地，在本發(fā)明另一可能優(yōu)選的實施方式中，具有較長使用壽命的優(yōu)等品可經(jīng)接近最大量的化學(xué)品處理從而得到理想水平的耐久性。更具體而言，一種基材，例如優(yōu)等棉服裝或聚酯/棉混紡的工作制服，可具有約1.0％至約10.0％的施涂到基材上的化學(xué)固體。
將去污劑、抗污漬劑和交聯(lián)劑施涂到紡織品基材上可通過各種應(yīng)用方法實現(xiàn)，該方法包括浸漬涂覆、浸軋、噴涂、泡沫涂覆、盡染技術(shù)，或通過可控制施涂到紡織品基材上的液體懸浮量的任何其它技術(shù)實現(xiàn)。采用一種或多種上述施涂技術(shù)可使得化學(xué)品以均勻的方式施涂到紡織品基材上。
化學(xué)試劑可同時或按順序地施涂到紡織品基材上。例如，去污劑、抗污漬劑、和疏水的交聯(lián)劑可在同一溶液中一起混合，接著通過浸軋同時施涂到紡織品基材上。在將化學(xué)試劑施涂到紡織品基材上后，處理基材一般進行干燥步驟以蒸發(fā)多余的液體，使固體活性組分保留在處理基材的表面上。干燥可通過典型用于制造操作中的任何技術(shù)實現(xiàn)，例如來自拉幅機的干熱、微波能量、紅外加熱、蒸汽、過熱蒸汽、壓熱處理、或類似技術(shù)、或其任意組合。在另一實施方式中，去污劑可施涂到紡織品基材上，該基材可干燥或保持濕潤，接著將抗污漬劑和疏水交聯(lián)劑施涂于去污劑上面，在紡織品基材上產(chǎn)生層狀的、連續(xù)的化學(xué)處理。
可能理想的是使處理基材經(jīng)受附加的加熱步驟，從而進一步提高化學(xué)試劑的性能或耐久性。此步驟可以指固化步驟。舉例來說，附加的加熱可以(a)使化學(xué)試劑的活性組分的分散顆粒一起熔融流動，得到均勻、粘著的膜層；(b)引起化學(xué)試劑的某些片段的優(yōu)選排列；(c)在化學(xué)試劑之間或在化學(xué)試劑與基材之間引起交聯(lián)反應(yīng)；或者(d)上述的組合。
在許多情況下，對于要實現(xiàn)令人滿意地、不考慮其最終用途應(yīng)用的紡織品基材來說，需要除了耐久的抗污漬性和去污性以外的屬性。此屬性的例子包括靜電保護、抗折皺性、收縮的減低或消除、理想的手感(或感覺)需求、染色牢度需求、氣味控制、燃燒性需求、抗干污漬、和類似屬性。出乎意料地，根據(jù)本發(fā)明處理的紡織品基材實際上表現(xiàn)出抗緊貼性和抗靜電性能，這是基材在例如衣服剪裁和縫紉工藝中所需的特征。
因此，可能理想的是使用含有例如抗微生物劑、抗細菌劑、抗真菌劑、阻燃劑、紫外抑制劑、抗氧化劑、著色劑、潤滑劑、抗靜電劑、芳香劑、和類似物、或其組合的化學(xué)品的整理劑來處理紡織品基層。化學(xué)品的施涂可通過浸漬涂覆、浸軋、噴涂、泡沫涂覆、或通過可控制施涂到紡織品基材上的液體懸浮量的任何其它技術(shù)實現(xiàn)。采用一種或多種這些施涂技術(shù)可使得化學(xué)品以均勻的方式施涂到紡織品基材上?？赏瑫r將多個上述的化學(xué)處理與本發(fā)明的化學(xué)組合物結(jié)合使用，或者可在用本發(fā)明的化學(xué)組合物處理之前進行上述的處理。同樣可能的是，在用本發(fā)明的化學(xué)組合物處理之后，通過使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)應(yīng)用多個上述的化學(xué)處理。
此外，紡織品基材還可通過機械整理技術(shù)處理。例如，可能理想的是使紡織品基材經(jīng)受機械處理，例如軋光、壓紋、蝕刻、虹彩或全息壓紋、薄膜或金屬箔全息壓紋、織物鍍金屬、熱定型、用水或空氣的水刺、機械防縮處理、上光、電光整理、仿皮起絨工藝、砂磨、emorizing、起絨、剪切、修毛整理、蒸呢、通過使用水、空氣、激光的織物花紋設(shè)計、或圖案輥壓等、或其組合。這些機械處理一般對紡織品基材提供所需的效果，該效果可影響織物的例如外觀、強度、和/或手感的性能。取決于所使用的機械處理，通過在應(yīng)用本發(fā)明的化學(xué)品之前或之后的處理可得到益處。通過舉例，可預(yù)見在化學(xué)處理之前的砂磨和在化學(xué)處理之后軋光的好處。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可以考慮到由具有雙重功能屬性的表面可創(chuàng)造不對稱的紡織品基材。例如，具有第一和第二表面的紡織品基材，可制造成具有第一疏水表面和第二親水表面。這樣的雙重功能的紡織品基材，例如可通過如下方法制造用親水去污劑涂覆紡織品基材的兩個表面，接著用疏水抗污漬劑和疏水交聯(lián)劑涂覆基材的第一表面。化學(xué)施涂方法包括前面討論的任何方法，例如噴射涂覆、泡沫涂覆、和類似方法。結(jié)果，通過在衣物的第一表面排斥液體，同時在衣物的第二表面通過例如排汗的吸濕而提供增強的使用舒適感，以此方式制造的衣服可提供對環(huán)境或化學(xué)攻擊增強的防護。
處理組合物及將其施涂到織物基材上A)織物施涂工序下面提供的所有實施例根據(jù)下述工序中的一種處理，并做了相應(yīng)地注釋。
I)一步施涂工序1.將約14英寸乘18英寸一匹織物浸入到含有由所需化學(xué)試劑組成的化學(xué)組合物的浴液中。
2.除非另有說明，所有的化學(xué)百分比(％)是基于制備的浴液的總重量的wt.％，而當(dāng)化學(xué)百分比或者化學(xué)品的克數(shù)給定時，余量由水組成。另外，％化學(xué)品基于得自制造者的化學(xué)品，以使得假如組合物含30％活性組分，則使用了該30％組合物的X％。
3.在將織物徹底潤濕后，將織物從處理浴液中移出，并在擠壓輥之間在約40psi下運行，從而得到一般在約50和約90％之間的一致的吸濕率。
4.將織物牽拉并釘在框架上，從而保持所需要的尺寸；5.將該釘銷框架放置到溫度處于約300至約400華氏度之間的Despatch爐中約0.5至約5分鐘，從而干燥和對織物進行熱定型，并且使該整理固化。
6.一旦從爐中移出之后，將織物從釘銷框架上移出，然后在測試之前使其在室溫下平衡。
II)兩步施涂工序1.重復(fù)上述一步施涂工序，不同的是不將所有化學(xué)試劑加入到同一化學(xué)浴液中，而是將一種或多種含有該化學(xué)組合物的化學(xué)試劑按照下述的特定順序分別地施涂到織物上。
2.將織物浸漬到含有一種或多種包括該化學(xué)組合物的化學(xué)試劑的浴液中。
3.在將織物完全潤濕后，將織物從浴液中移出，然后在如上述一步施涂工序所述的擠壓輥之間運行。
4.將織物于Despatch爐中在約300華氏度下干燥約5分鐘。
5.接著將織物浸漬到含有包括該化學(xué)組合物的其它所需化學(xué)試劑的新鮮浴液中。
6.然后如上述一步施涂工序所述，將織物被干燥和固化。
III)另外可選的兩步施涂工序1.將約100g織物放置到Werner-Mathis實驗室印染機中。
2.將約2升含有所需化學(xué)品的水加入到噴射染色機中。
3.將該染色機關(guān)閉，加熱至約130℃，然后在此溫度下保持約30分鐘。在將水加熱時，壓力增加至約3巴。
4.將該染色機冷卻至約70℃，接著排出處理浴液。
5.在該染色機中對織物進行離心處理，從而除去多余液體。
6.將仍然濕潤的織物浸漬到含有所需化學(xué)品的處理浴液中。一般地，將織物浸漬約1至約10秒。
7.一旦從此浴液中移出后，織物經(jīng)過浸軋輥擠壓，然后放置到釘銷框架上，如上述一步施涂工序所述進行干燥和固化。
IV)后固化施涂工序
1.重復(fù)上述一步施涂工序，不同的是不在一步干燥步驟過程中使疏水交聯(lián)劑固化，而是按如下步驟干燥織物并使化學(xué)試劑固化(a)在第一階段，將織物在Despatch爐中于約300華氏度下固化約5分鐘；(b)然后，在設(shè)定為320華氏度的熱壓頭壓燙機中使織物如下所述經(jīng)受液流處理i)在高壓下5秒ii)壓頭液流10秒iii)壓燙液流(buck steam)5秒iv)壓燙真空(buck vacuum)5秒；以及(c)然后將織物在310華氏度下固化10分鐘(從而模擬在衣物制造廠中使耐久壓燙后烘焙的樹脂固化)。
V)家用干燥機施涂工序1.為該工序剪裁約8英寸乘9英寸的一匹織物，并制造4.5英寸乘6英寸的模板并將其放置在織物的上部。
2.將化學(xué)組合物放置在噴射瓶中，2.5克溶液通過該模板開口噴射到織物上。
3.將處理織物放置到得自Dryel家用干洗成套工具的Dryel家用干洗袋中，并將其于家用干燥機中在高設(shè)置下放置約30分鐘。
4.從干燥機中取出織物樣品，在測試前于室溫下適應(yīng)約15至45分鐘。
B)本文所使用的處理組合物實施例1制備200克含有下列化學(xué)品的浴液1.9克Unidyne TG-992，購自大金公司的氟化親水去污劑；2.3克Repearl F8025，購自三菱公司的氟化抗污漬劑；和3.3.6克Repearl MF，購自三菱公司的疏水嵌段二異氰酸酯交聯(lián)劑。
使用根據(jù)前述一步施涂工序的化學(xué)組合物處理100％細微旦聚酯織物。在織物上該化學(xué)組合物的吸濕率為約60％。
聚酯織物得自南卡羅萊納州Spartanburg的美利肯公司(Milliken &Company)。該織物包括變形絲聚酯1/140/200旦經(jīng)紗與變形絲聚酯1/150/100旦緯紗一起織成的每英寸織物具有175經(jīng)紗和80緯紗的2乘2反手捻圖案(在本發(fā)明下文中具體是指“測試的聚酯織物”)。對織物進行包括輕柔地砂磨織物表面，緊接著進行噴射染色的正面整理工序。整理織物具有約6盎司/平方碼的重量。
在經(jīng)過0次家庭洗滌(“AR”是指“原樣”)、10次家庭洗滌、20次家庭洗滌、30次家庭洗滌、40次家庭洗滌、和50次家庭洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、以及對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果列于表IA。
實施例2除了化學(xué)試劑的濃度有如下變化以外，重復(fù)實施例1實施例2A8.0克Unidyne TG-992，2.4克Repearl F8025，3.0克Repearl MF；實施例2B4.0克Unidyne TG-992，6克Repearl F8025，3.0克Repearl MF；以及實施例2C2.0克Unidyne TG-992，6克Repearl F8025，3.0克Repearl MF。
測試結(jié)果示于表IA中。
實施例3(比較例)重復(fù)實施例1，不同的是如下從浴液中排除化學(xué)組合物的一種化學(xué)試劑實施例3A不使用Unidyne TG-992；實施例3B不使用Repearl F8025；實施例3C不使用Repearl MF。
測試結(jié)果示于表IA中。
實施例4
重復(fù)實施例1，不同的是如下使用購自于不同制造廠的可替換的化學(xué)品替代該化學(xué)組合物的一些化學(xué)試劑實施例4A用購自大金公司的1％ Unidyne TG-571替代Repearl F8025；實施例4B用購自杜邦的2％ Zonyl 7713替代RepearlF8025；以及實施例4C用3％ Zonyl 7713替代Repearl F8025，并用購自杜邦的1％ Zonyl 7910替代4.5％ Unidyne TG-992。
該化學(xué)組合物在織物上的吸濕率約為60％。測試結(jié)果示于表IA。
實施例5用于床單的兩種聚酯織物由美利肯公司制造，并根據(jù)前述的一步施涂工序使用下列化學(xué)品來處理1. 4.5％ Unidyne TG-992；2. 1％ Repearl F8025；和3. 1.8％ Arkophob DAN(購自于科萊恩的疏水交聯(lián)劑)。
該化學(xué)組合物在織物上的吸濕率約為75％。
實施例5A包括對具有亞麻編織的一種聚酯床單織物的處理，所述織物包括購自杜邦的直絲長絲并捻聚酯56T DB 1/200/136旦經(jīng)紗和購自杜邦的直絲長絲并捻聚酯56T DB 2/150/68旦緯紗。該織物進一步包括61經(jīng)紗/英寸織物和45緯紗/英寸織物，并具有約8.75盎司/平方碼的成品織物重量。
除了聚酯床單織物經(jīng)發(fā)明的化學(xué)品處理，然后進行轉(zhuǎn)移印花之外，實施例5B與實施例5A相同。
實施例5C包括對具有羅緞編織的第二種聚酯床單織物的處理，所述織物包括購自Nanya的直絲長絲并捻聚酯fb3 SDY 75/36旦經(jīng)紗和購自杜邦的直絲長絲并捻聚酯T-121 8/1旦緯紗。該織物進一步包括164經(jīng)紗/英寸織物和37緯紗/英寸織物，并具有約10.5盎司/平方碼的成品織物重量。
除了聚酯床單織物經(jīng)發(fā)明的化學(xué)品處理，然后進行轉(zhuǎn)移印花之外，實施例5D與實施例5C相同。
在經(jīng)過0次工業(yè)洗滌(“AR”是指“原樣”)、和5次工業(yè)洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果示于表IB中。
實施例6(比較例)除了使用不同競爭性的去污和/或抗污漬化學(xué)品來替代該化學(xué)組合物的每種化學(xué)試劑之外，重復(fù)實施例1。實施例G和H是與以下處理織物一起測試的購買的衣服(褲子)。使用的化學(xué)品如下實施例6A5.0％ Scotchgard FC-5102(購自3M的抗污漬劑)實施例6B5.0％ Zonyl 7040(購自杜邦的抗污漬劑)實施例6C8.0％ Scotchgard L-18542(購自3M的抗污漬劑)實施例6D5.0％ Scotchgard FC-248(購自3M的氟化去污劑)實施例6E5.0％ Zonyl 7910(購自杜邦的氟化去污劑)實施例6F5.0％ Scotchgard L-18369(購自3M的氟化去污劑)實施例6GStain Defender Pants(杜邦TeflonTM的聚酯/棉混紡衣服)實施例6HNanoCare Pants(相信是根據(jù)轉(zhuǎn)讓給Nanotex的美國專利No.6,379,753處理的100％棉)實施例6I2.5％ Unidyne TG-9920.5％ Reactant 9010.25％水合硝酸鋅0.35％ Unidyne TG-571(大金的美國專利No.4,695,488中的實施例11)實施例6J3.0％ Repearl F80252.0％ Repearl SR-1100(購自三菱公司的去污劑)測試結(jié)果示于表II中。
實施例7(比較例)除了根據(jù)前述的兩步施涂工序處理聚酯織物之外，重復(fù)實施例1。在工序的第一步驟中，將6.0克購自美利肯公司的羧酸化丙烯酸去污劑PD-75，和0.5克乙酸鈣施涂到織物上。在工序的第二步驟中，將6克氟化抗污漬劑Repearl F8025，和3.0克Repearl MF施涂到織物上。
在經(jīng)過0次家庭洗滌(“AR”是指“原樣”)、5次家庭洗滌、和30次家庭洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果示于表III中。
實施例8除了根據(jù)前述另外可選的兩步施涂工序處理聚酯織物之外，重復(fù)實施例1。在工序的第一步驟中，將占織物重量2％的Unidyne TG-992和占織物重量1.0％的乙酸在染色機中施涂到織物上。在工序的第二步驟中，緊接著將8.0％ Repearl F8025和9.6％ Repearl MF施涂到織物上。
在經(jīng)過0次家庭洗滌(“AR”是指“原樣”)、5次家庭洗滌、和30次家庭洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果示于表III中。
實施例9制備200克含有下列化學(xué)品的浴液a.12克Unidyne TG-992；b.4克Repearl F8025；c.4克Repearl MF；d.16克Freerez PFK，購自諾譽公司(Noveon，Inc.)的耐久壓燙樹脂；e.4克催化劑531，購自O(shè)mnova Solutions的催化劑；和f.4克Atebin 1062，購自于Boehme Filatex的柔軟劑。
根據(jù)上述的一步施涂工序用此化學(xué)組合物處理100％棉織物。該化學(xué)組合物在織物上的吸濕率約為60％。
織物得自于南卡羅萊納州Spartanburg的美利肯公司。該織物包括20/1旦環(huán)錠長絲并捻經(jīng)紗和11/1旦自由端長絲并捻緯紗一起織成的每英寸織物具有118經(jīng)紗和54緯紗的3乘1順手捻圖案。隨后將該織物通過連續(xù)染色工藝進行染色，進行機械預(yù)縮整理，然后用化學(xué)組合物進行處理。成品織物具有約8盎司/平方碼的重量(本發(fā)明的下文中具體是指“測試的棉織物”)。
在經(jīng)過0次家庭洗滌(“AR”是指“原樣”)、10次家庭洗滌、20次家庭洗滌、和30次家庭洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果示于表IV。
實施例10除了用Zonyl 7713取代Repearl F8025，以及用如下不同濃度的Hydrophobol XAN取代Repearl MF之外，重復(fù)實施例9實施例10A8.0克Unidyne TG-9924.0克Zonyl 77134.0克Hydrophobol XAN(購自杜邦的交聯(lián)劑)；實施例10B6.0克Unidyne TG-9926.0克Zonyl 77134.0克Hydrophobol XAN；和實施例10C4.0克Unidyne TG-9928.0克Zonyl 77134.0克Hydrophobol XAN。
測試結(jié)果示于表IV中。
實施例11(比較例)除了如下在浴液中排除化學(xué)組合物的一種化學(xué)試劑之外，重復(fù)實施例9。
實施例11A不使用Unidyne TG-992；實施例11B不使用抗污漬劑；實施例11C不使用疏水交聯(lián)劑。
測試結(jié)果示于表IV中。
實施例12(比較例)除了用各種競爭性的去污和/或抗污漬化學(xué)品來替代化學(xué)組合物的每種化學(xué)試劑外，重復(fù)實施例9。(使用與實施例6中相同的化學(xué)品和化學(xué)品量)。實施例G和H是與下列其它一起測試的購買的衣服(褲子)。使用的化學(xué)品如下實施例12A5.0％ Scotchgard FC-5102；實施例12B5.0％ Zonyl 7040；實施例12C8.0％ Scotchgard L-18542；實施例12D5.0％ Scotchgard FC-248；實施例12E5.0％ Zonyl 7910；實施例12F5.0％ Scotchgard L-18369(PM490)；實施例12GStain Defender Pants(杜邦TeflonTM的聚酯/棉混紡褲子)；實施例12HNanoCare Pants(相信是根據(jù)轉(zhuǎn)讓給Nanotex的美國專利No.6,379,753處理的100％棉)；實施例12I2.5％ Unidyne TG-9920.5％ Reactant 9010.25％水合硝酸鋅0.35％ Unidyne TG-571(大金的美國專利No.4,695,488中的實施例11)實施例12J3.0％ Repearl F80252.0％ Repearl SR-1100測試結(jié)果示于表V中。
實施例13根據(jù)前述的一步施涂工序和后固化施涂工序，用本發(fā)明的化學(xué)品對聚酯和棉混紡織物進行處理。織物得自于南卡羅萊納州Spartanburg的美利肯公司。該織物包括約65％聚酯紗和約35％棉紗。經(jīng)紗由捻度系數(shù)為3.30的14.0/1自由端長絲并捻的65/35聚酯/棉短纖維構(gòu)成。緯紗由捻度系數(shù)為3.25的12.0/1自由端長絲并捻的65/35聚酯/棉短纖維構(gòu)成。經(jīng)紗和緯紗的聚酯短纖維均具有大約1.2的旦數(shù)。經(jīng)紗和緯紗一起織為每英寸織物具有100經(jīng)紗和47緯紗的3乘1順手捻圖案。隨后將織物通過連續(xù)染色工藝進行染色，然后用發(fā)明的化學(xué)品處理。成品織物具有約8.5盎司/平方碼的重量。
發(fā)明的化學(xué)品包括下列制劑
實施例13A使用一步施涂工序加工3.75％ Unidvne TG-9921.25％ Zonyl 7713(購自杜邦的抵抗劑)1.25％ Arkophob DAN10％ Permafresh MFX(購自O(shè)mnova的耐久壓燙樹脂)2.5％ Catalyst KR(購自0mnova的催化劑)0.25％ Tebefoam(購自Boehme Filatex的消泡劑)0.5％ Mykon XLT(購自O(shè)mnova的柔軟劑)實施例13B使用一步施涂工序進加工5.4％ Unidyne TG-9921.75％ Zonyl 77132％ Arkophob DAN10％ Permafresh MFX2.5％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例13C使用一步施涂工序加工0.32％ Unidyne TG-9921.76％ Arkophob DAN3.87％ Zonyl 79101.55％ Repearl F802510％ Permafresh MFX2.5％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例13D使用一步施涂工序加工5％ Unidyne TG-9921％ Repearl F-893％ Epi-Rez 5003 W55(購自殼牌的疏水交聯(lián)劑)實施例13E使用一步施涂工序加工
5％ Unidyne IG-9921％ Repearl F-892％ Witcobond W-293(購自Crompton的疏水交聯(lián)劑)實施例13F使用后固化施涂工序加工；5％ Unidyne TG-9921％ Repearl F-893％ Epi-Rez 5003 W555％ Permafresh MFX1.25％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例13G使用后固化施涂工序加工；5％ Unidyne TG-9921％ Repearl F-892％ Witcobond W-2935％ Permafresh MFX1.25％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例13H與實施例13F相同，除了加上1％ Pluronic F-68(購自巴斯夫(BASF)的去污劑)。
實施例13I與實施例13G相同，除了加上1％ Pluronic F-68，。
實施例13F包括與實施例13D中使用的相同化學(xué)組合物，除了耐久壓燙樹脂與其它輔助劑一同使用，并且未對組合物進行充分地固化從而使耐久折印引入織物中。這在本領(lǐng)域中已知是后固化樹脂處理。然而，在測試前將織物充分固化從而模擬在衣物制造設(shè)備的處理。類似地，實施例13G包括與實施例13E中使用的相同化學(xué)組合物，除了耐久壓燙樹脂與其它輔助劑一同加入，并且未對組合物進行充分地固化從而使耐久折印引入使用后固化樹脂處理的衣服中。在測試之前織物經(jīng)過充分的固化。
實施例13H包括與13F中使用的相同化學(xué)組合物，另附加聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物(來自巴斯夫的Pluronic F-68)。其用后固化施涂方法進行施涂。實施例13I包括與13F中使用的相同化學(xué)組合物，另附加聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物(來自巴斯夫的Pluronic F-68)。其同樣采用后固化施涂方法進行施涂。
在經(jīng)過0次家庭洗滌(“AR”是指“原樣”)、5次家庭洗滌、10次家庭洗滌、20次家庭洗滌、和30次家庭洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果示于表VI中。
實施例14(比較例)除了用各種競爭性的去污和/或抗污漬化學(xué)品替代化學(xué)組合物的每種化學(xué)試劑之外，重復(fù)實施例13。
另外，實施例14D中使用的織物與實施例13中說明的織物在構(gòu)造上有略微不同。14D的織物也是65/35的聚酯/棉混紡織物。然而，經(jīng)紗由捻度系數(shù)為3.30的16/1自由端長絲并捻65/35聚酯/棉短纖維構(gòu)成。緯紗由12.0/1自由端長絲并捻65/35聚酯/棉短纖維構(gòu)成。經(jīng)紗和緯紗的聚酯短纖維均具有約1.2的旦數(shù)。經(jīng)紗和緯紗一起織成每英寸織物具有88經(jīng)紗和46緯紗的2乘1順手捻圖案。隨后將織物經(jīng)過連續(xù)染色工藝進行染色，然后用發(fā)明的化學(xué)品處理。成品織物具有約7.2盎司/平方碼的重量。
化學(xué)組合物如下實施例14A使用一步施涂工序加工1.5％ Zonyl 791018％ Permafresh MFX4.5％ Catalyst KR1.25％ Mykon XLT0.5％ Tebefoam 18680.35％ Progapol DAP-9實施例14B使用一步施涂工序加工
11.1％ Scotchgard L-183692.2％ Hydrophobol XAN9％ Permafresh MFX2.2％ Catalyst 5311％ Mykon NRW3實施例14C使用一步施涂工序加工6％ Zonyl 77136％ Zonyl 77142％ Hipochem CSA3％ Ultratex REP1.5％ Hydrophobol XAN13％ Freerez PFK2.9％ Catalyst KR實施例14D使用一步施涂工序加工10％ Zonyl S4101％ Atebin 10623％ Ultratex REP1％ Hydrophobol XAN15％ Permafresh MFX3.75％ Catalyst 531實施例14EStain Defender Pants(杜邦TeflonTM的聚酯/棉混紡褲子)；實施例14FNanoCare Pants(相信是根據(jù)轉(zhuǎn)讓給Nanotex的美國專利No.6,379,753處理的100％棉)；實施例14G使用后固化施涂工序加工；8％ Scotchgard L-1854210％ Permafresh MFX2.5％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例14H使用后固化施涂工序加工
4％ Scotchgard L-1854210％ Permafresh MFX2.5％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT測試結(jié)果示于表VII中。
實施例15使用下列發(fā)明的化學(xué)組合物對實施例13的織物進行處理實施例15A使用一步施涂工序加工3.75％ Unidyne TG-9921.25％ Zonyl 77131.25％ Arkophob DAN10％ Permafresh MFX2.5％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例15B使用一步施涂工序加工5.4％ Unidyne TG-9921.75％ Zonyl 77132％ Arkophob DAN10％ Permafresh MFX2.5％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例15C使用后固化施涂工序加工0.32％ Unidyne TG-9921.76％ Arkophob DAN3.87％ Zonyl 79101.55％ Repearl F802510％ Permafresh MFX
2.5％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例15D使用后固化施涂工序加工5％ Unidyne TG-9921％ Repearl F-893％ Epi-Rez 5003 W55實施例15E使用后固化施涂工序加工5％ Unidyne TG-992；1％ Repearl F-89；0.5％ Epi-Rez 5003 W55；5％ Permafresh MFX；2％ Witcobond W-293；和1.25％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT在經(jīng)過0次工業(yè)洗滌、5次工業(yè)洗滌、10次工業(yè)洗滌、20次工業(yè)洗滌、和30次工業(yè)洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果示于表VIII。
實施例16(比較例)實施例16A使用下列競爭性的化學(xué)品，通過前述后固化施涂方法對實施例13的織物進行處理4％ Scotchgard L-1854210％ Permafresh MFX2.5％ Catalyst KR0.25％ Tebefoam0.5％ Mykon XLT實施例16B使用下列競爭性的化學(xué)品，通過前述一步施涂方法對實施例1的織物進行處理10％ Zonyl 7040
2.0％ Reactant 9011％ Free Cat(購自諾譽公司)0.4％ Alkanol 6112(潤濕劑)在0次工業(yè)洗滌、5次工業(yè)洗滌、10次工業(yè)洗滌、20次工業(yè)洗滌、和30次工業(yè)洗滌之后，對織物進行測試。測試結(jié)果示于表VIII中。
實施例17根據(jù)前述的一步施涂工序用本發(fā)明的化學(xué)品對一匹尼龍織物進行處理。該織物得自于南卡羅萊納州的Spartanburg的美利肯公司。經(jīng)紗由70/34旦長絲尼龍6，6纖維構(gòu)成。緯紗由2/070/66旦長絲尼龍6，6纖維構(gòu)成。纖維購自杜邦。經(jīng)紗和緯紗一起織入每英寸織物具有106經(jīng)紗和68緯紗的平紋編織圖案中。隨后織物經(jīng)噴射染色，接著經(jīng)過輕微的機械砂磨進行正面整理工序。成品織物寬約為60英寸，重量約為4.8盎司/碼。
發(fā)明的化學(xué)品包括以下制劑(按浴液的按重量％計)1. 2％ Zonyl 79102. 2％ Repearl F80253. 1.5％ Arkophob DAN化學(xué)浴液在織物上的吸濕率約為52％。
在經(jīng)過0次家庭洗滌(“AR”是指“原樣”)、5次家庭洗滌、和10次家庭洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果示于表IX中。
實施例18(比較例)除了用各種競爭性的去污和/或抗污漬化學(xué)品代替該化學(xué)組合物的每種化學(xué)試劑之外，重復(fù)實施例17。所使用的化學(xué)品如下實施例18A3.0％ Zonyl 7713和1％ Repearl MF；實施例18B3.0％ Scotchgard L-18369和1％ HydrophobolXAN；和實施例18C6.0％ Scotchgard L-18542和1.5％ Repearl MF。
測試結(jié)果同樣示于表IX中。
實施例19根據(jù)前述的一步施涂方法，用本發(fā)明的化學(xué)品對一匹Nomex織物進行處理。該織物得自于南卡羅萊納州Spartanburg美利肯公司。經(jīng)紗和緯紗由38/2旦T-462 Nomex短纖維構(gòu)成。經(jīng)紗和緯紗一起織入每英寸織物具有67經(jīng)紗和43緯紗的平紋編織圖案中。隨后對織物進行匹染，接著通過傳統(tǒng)的方法進行整理工序。成品織物寬約為60英寸，重量約為4.5盎司/碼。
發(fā)明的化學(xué)品包括以下制劑實施例19A2％ Unidyne TG-9921％ Zonyl 77131.5％ Arkophob DAN實施例19B0.25％ Unidyne TG-9921.75％ Zonyl 79102％ Repearl F80251.5％ Arkophob DAN實施例19C未處理的織物(對照)。
化學(xué)浴液在織物上的吸濕率約為93％。
在經(jīng)過0次家庭洗滌(“AR”是指“原樣”)、和5次家庭洗滌之后，通過前述方法測試處理織物的抗水和抗油性、沾水等級、對玉米油和礦物油的去污性。測試結(jié)果示于表X中。
接著，測試每種上述示例性的基材的各種表面性能C)織物表面分析工序和測試結(jié)果I)下列測試方法的說明a)為測試耐洗性而進行的下列家庭洗滌工序，根據(jù)AATCC測試方法130-2000，使用洗滌程序1(105°F洗滌)和Tide速溶粉末洗滌劑進行。
工業(yè)洗滌工序則根據(jù)多數(shù)大的工業(yè)洗衣設(shè)備所使用的標(biāo)準(zhǔn)程序進行。該工序與用于紡織品基材的有色混紡的工序一樣，并使用以下工序步驟

對于工業(yè)洗滌工序而言，載荷大小測定為機器容量的80％(在35Ib的機器中裝載28Ib)。總洗滌周期時間約為33分鐘。時間的顯示，例如“16/1”是指洗滌時間為16分鐘而排放時間為1分鐘。用于洗滌的化學(xué)品得自于Washing Systems Inc.。化學(xué)品為濃縮的非離子表面活性劑Choice MP、硅酸鹽化的磷酸鹽增效劑Horizon、堿性化合物Express、和酸性化合物Sour。洗滌循環(huán)的pH范圍保持在約10.2和10.8之間。
b)根據(jù)AATCC(美國紡織化學(xué)師與印染師協(xié)會)測試方法22-2000進行沾水等級測試。等級劃分如下100-上表面沒有粘搭或潤濕90-上表面有輕微的隨意粘搭或潤濕80-上表面在噴射點有潤濕70-整個上表面部分潤濕50-整個上表面完全潤濕0-整個上表面和下表面完全潤濕。
c)使用AATCC測試方法130-2000測定去污性。用于去污性測試的污漬劑是玉米油(CO)和礦物油(MI)。等級分為1-5，“1”是指去去污程度最差，而“5”是指去污程度最好。一般地，約為3的等級是對正常磨損和使用的最小可接受的污漬水平。
d)根據(jù)3M抗水性測試II(1992年5月)對抗水性進行測試。等級分為0-10，“0”表示抵抗程度最差(基材具有較高的表面能)，“10”表示抵抗程度最好(基材具有較低的表面能)。3M抗水性測試等級為·0是0％異丙醇(IPA)，100％水(按重量計)·1是10％IPA，90％水·2是20％IPA，80％水·3是30％IPA，70％水·4是40％IPA，60％水·5是50％IPA，50％水·6是60％IPA，40％水·7是70％IPA，30％水·8是80％IPA，20％水·9是90％IPA，10％水·10是100％IPAe)根據(jù)AATCC測試方法118-2000測試抗油性。等級分為0-8，用“0”指示抵抗程度最差(基材具有較高的表面能)，“8”指示抵抗程度最好(基材具有較低的表面能)?？褂托缘燃壏譃椤?是NujolTM礦物油(基材用該油潤濕)·1是NujolTM礦物油·2是65/35Nujol/正十六烷(按體積計)·3是正十六烷·4是正十四烷·5是正十二烷·6是正癸烷·7是正辛烷·8是正庚烷f)Kawabata手感測試使用Kawabata評價體系(“Kawabata System”)測量各種特征。Kawabata System由日本京都大學(xué)聚合物化學(xué)教授Sueo Kawabata博士研究出，作為科學(xué)方法，通過客觀的和重現(xiàn)性的方式來測量紡織品織物的“手感”。這可以通過使用一套專門發(fā)展用于Kawabata System的四部高專業(yè)化的測試儀器，測量與涉及手感(例如光滑度、豐滿度、剛度、柔軟度、撓性、和挺爽性)的美學(xué)性能相關(guān)的基本機械性能來獲得。這些設(shè)備如下Kawabata張力和剪切力測試儀(KES FB1)Kawabata純彎曲測試儀(KES FB2)Kawabata壓縮測試儀(KES FB3)Kawabata表面測試儀(KES FB4)KES FB1至3由日本京都的Kato Iron Works Col，Ltd.，Div.OfInstrumentation制造。KES FB4(Kawabata表面測試儀)由日本京都的Karo Tekko Co.，Ltd.，Div.Of Instrumentation制造。在每種情況下，測量是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)Kawabata測試程序進行的，對每一類型織物的四張8英寸×8英寸樣品進行測試，所得結(jié)果是平均值。要小心避免折疊、褶皺、受力、或另外會使所述樣品變形的操作方式?？椢镆运鼈兊闹圃煨问綔y試(即它們尚沒有經(jīng)過后續(xù)的洗滌)。用于剪裁每個樣品的模具用織物中的紗進行校準(zhǔn)，從而改善測量的準(zhǔn)確度。
i)剪切力測量根據(jù)Kawabata手冊中的指示來裝配測試儀器。在校準(zhǔn)前使Kawabata剪切力測試儀(KES FB1)預(yù)熱至少15分鐘。如下裝配測試儀靈敏度2和X5樣品寬度20cm剪切重錘195g拉伸速率2mm/s伸長敏感度25mm剪切力測試測量了當(dāng)給予織物恒定張力，且織物經(jīng)受在垂直于恒定張力方向上的剪切形變時所產(chǎn)生的阻力。
平均抗剪剛度(G)[gf/(cm-deg)]。在經(jīng)紗和緯紗中每個方向上測量平均抗剪剛度。較低值的抗剪剛度表明更柔軟的手感。
對四個樣品的每個經(jīng)紗和緯紗方向進行了測量，并列于下面。
ii)彎曲測量彎曲剛度(B)-較低值意味著織物剛性較小。在四個樣品的每個經(jīng)紗和緯紗方向中進行測量。
iii)壓縮分析根據(jù)Kawabata手冊中的指示來裝配測試儀器。在校準(zhǔn)前使Kawabata壓縮測試儀(KES FB3)預(yù)熱至少15分鐘。如下裝配測試儀靈敏度2和X5沖程5mm壓縮速率1mm/50s樣品尺寸20×20cm壓縮測試測量了具有特定表面面積的活塞，在垂直于織物方向上，交替地朝向或離開織物樣品移動時受到的阻力。該測試最終測試了在壓縮織物(朝向方向)至預(yù)定最大力時所作的功，和當(dāng)從織物去壓縮(相反方向)時所作的功。
在0.5克的壓縮百分率(COMP05)測量值越高，織物越具壓縮性。
最大厚度(TMAX)-在最大壓力下(正常為50gf/cm2)的厚度[mm]。較高的TMAX表明織物更有彈性。
最小厚度(TMIN)在0.5g/sq cm下的厚度。一般認(rèn)為越多越好。TMIN越高表明織物越有彈性。
最小密度-在TMIN(DMIN)下的密度-Tmin[g/cm3]。一般認(rèn)為越小越好。
最大密度-在TMAX(DMAX)下的密度-Tmax[g/cm3]。一般認(rèn)為越低越好。
每單位面積的壓縮功(WC)將織物壓縮至50gf/cm2[gf-cm/cm2]的能。一般認(rèn)為越大越好。
每單位面積的去壓縮功(WC’)這是織物回彈性的指示。一般認(rèn)為數(shù)值越大表明回彈性越大(即，更具彈性的手感)。
iv)表面分析根據(jù)Kawabata手冊中的指示來裝配測試儀器。在校準(zhǔn)前使Kawabata表面測試儀(KES FB4)預(yù)熱至少15分鐘。如下裝配測試儀靈敏度12和X5靈敏度22和X5
拉伸重錘480g表面粗糙度重錘10g樣品尺寸20×20cm表面測試測量了織物表面的摩擦性能和幾何粗糙度性能。
摩擦系數(shù)-(MIU)平均摩擦系數(shù)[無量綱]。在每個經(jīng)紗和緯紗方向中進行了測試。較高的值表明表面由更多的給予織物以柔軟、絨毛手感的纖維端和線圈組成。對四個樣品的每個經(jīng)紗和緯紗方向進行了測試，并列于下面。
表面粗糙度(SMD)表面觸點法線位移的平均偏差[微米]。它指示了織物的表面有多粗糙。較低的值表明織物表面具有更多的給予織物以更柔軟、更舒適手感的纖維端和線圈。對四個樣品每個經(jīng)紗和緯紗方向進行了測試，并列于下面。
g)通過將約6英寸乘6英寸的一匹織物放入裝有250ml全氯乙烯的1夸脫大口瓶中來實行干洗測試方法。將瓶子有力地?fù)u動5分鐘。接著將織物取出并使其在空氣中干燥最少8小時。該方法在下文中是指“干洗方法”。
h)通過將約3英寸乘8英寸的一匹織物放置在實驗室工作臺上來實行靜電測試方法。用新的紙巾輕擦樣品20次。立即將Sirnco FM300靜電場儀放置在距織物約1英寸處，然后按壓下按鈕進行測量。所得結(jié)果以千伏特記錄。為了在織物適應(yīng)后獲得結(jié)果，將織物樣品在70°F和相對濕度65％的環(huán)境控制房間中放置過夜。在適應(yīng)的樣品上重復(fù)該測量。
i)使用以下兩種儀器和工序來測量前進接觸角和后退接觸角i)張力儀測試方法本文使用的張力測量法，涉及當(dāng)固體與測試液體相接觸時對相互作用力的重力測量(Wilhelmy方法)。這些相互作用力是動態(tài)測量，并反映了整個浸沒物品的相互作用(浸濕長度)。當(dāng)物品進入和從測試液體退出時，測量力。通過這些測量，可以通過間接的方式分別計算(Wilhelmy方程)前進接觸角和后退接觸角。
ii)測角儀測試方法本文使用的測角法，涉及對固體基材上測試液體的固著液滴的光學(xué)觀測。對每種測試液體進行了正切角測量，這提供了對“前進”(靜力)接觸角的直接測量。這些角僅僅反映了在液滴下區(qū)域(覆蓋區(qū))所產(chǎn)生的平均力，而不是物品的脹量。這些角度的計算可用于測定表面能和相應(yīng)的組分。
測角儀和張力儀測試方法都得到了相似的結(jié)果，其中測角儀測試方法得到了小的面積和靜力測量。
j)X射線光電子能譜(XPS)用于進行示于實施例28以及圖1和2中的表面化學(xué)分析。XPS如下說明自從第一次使用XPS探查聚合物表面，如D.T.Clark和H.R.Thomas在The Journal of Polymer Science and Polymer Chemistry(聚合物科學(xué)和聚合物化學(xué)期刊，1977年，第15卷，2843頁)中所述，XPS已成為氣特征的標(biāo)準(zhǔn)、量化工具。能量分析的電子在通過單色X-射線對固體樣品進行輻射時光電發(fā)射，展現(xiàn)了對應(yīng)于樣品中芯能級電子的結(jié)合能的尖銳峰。這些結(jié)合能的峰可用于識別樣品中的化學(xué)組成。
固體中電子的平均自由程非常短(λ～2.3nm)。為了參考，參見W.S.Bhatia、D.H.Pan和J.T.Koberstein在Macromolecules(大分子，1988年，第21卷，2166頁)中發(fā)表的文章。XPS的有效樣品深度Z可通過Z＝3λcosθ計算，其中θ是表面法線與發(fā)射電子到分析儀的路徑間的角度。于是當(dāng)θ＝0時，可探查的最大深度約為7。對于聚合物通常的原子組分C、N和O而言，最優(yōu)的XPS可檢測到0.2atom％的組分。XPS對F和Si也非常敏感。此定量信息對于理解聚合物表面特性非常有用。
在此采用X射線光電子能譜(XPS)檢測改性的紡織品表面的化學(xué)組合物，此外，評估在不同環(huán)境條件下該表面化學(xué)組合物的變化。使用具備Mg kαX射線源(1253.6eV)的Perkin-Elmer Model 5400XPS光譜儀，在300W和14kV DC下，以及發(fā)射電流為25mA時操作，可得到XPS光譜。斑尺寸為1.0×3.0mm。在半球分析儀中使用位置感測器分析光電子。
II)分析結(jié)果示于下列表中的“N/A”或“NA”表示該項沒有測試數(shù)據(jù)。
實施例1-4的測試結(jié)果列于表IA中。實施例1的結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)品在聚酯織物上的耐久性，該耐久性指在至少30次家庭洗滌循環(huán)后，保持高水平的抗水性和抗油性，且同時保持可接受水平的去污性。
實施例2的結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)品具有多功能性，該多功能性指具有以下能力，以去污性能為代價(即，使用較少量的UnidyneTG-992，對礦物油的去除減少)而使抗污漬性能達到最大(即，使用降低量的Unidyne TG-992，改善沾水等級)，和相反地，以抗污漬性能為代價(隨著Unidyne TG-992的量增大，沾水等級降低)而使去污性能達到最大(即，隨著Unidyne TG-992的量增大，對礦物油的去除增高)。此多功能性使得發(fā)明的化學(xué)品適用于特定最終產(chǎn)品的應(yīng)用，例如更需要抗水性的雨衣，或者更需要去污性的工作服。
比較實施例3的結(jié)果說明了由本發(fā)明公開的化學(xué)試劑的獨特組合得到的優(yōu)良性能。沒有這種獨特組合，如比較實施例3A-3C所示，抵抗性、沾水等級和去污性能特征不是最優(yōu)的。
實施例4的結(jié)果說明了另外可選的化學(xué)品可用于氟化抗污漬劑和去污劑，在成比例地與化學(xué)組合物中其它化學(xué)試劑結(jié)合時，可在經(jīng)過至少30次家庭洗滌循環(huán)后提供耐久抵抗性、沾水等級和去污性。
表IA-經(jīng)過發(fā)明的和比較的處理(家庭洗滌)的細微旦聚酯紡織品基材


表IA(續(xù))-經(jīng)過發(fā)明的處理(家庭洗滌)的細微旦聚酯紡織品基材


實施例5的測試結(jié)果示于表IB中。該結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)品在例如具有各種構(gòu)造和纖維旦數(shù)的聚酯床單織物的基材上的耐久性和多功能性。該結(jié)果進一步說明了由直絲(不是變形的)聚酯構(gòu)成的紡織品基材、和尚未經(jīng)過正面整理砂磨處理的紡織物基材的耐久性和多功能性。
表IB-經(jīng)過發(fā)明的處理(工業(yè)洗滌)的聚酯床單織物

比較例6的測試結(jié)果示于表II中。該結(jié)果說明了如實施例1所示的發(fā)明的化學(xué)品，在經(jīng)過至少30次家庭洗滌循環(huán)后，提供了耐久抵抗性、沾水等級和去污性，這些性能優(yōu)于本文提供用于比較相同細微旦聚酯基材的實施例6A至6J所示的競爭性化學(xué)品。
表II-經(jīng)過比較的處理(家庭洗滌)的細微旦聚酯紡織品基材


表II(續(xù))-經(jīng)過比較的處理(家庭洗滌)的細微旦聚酯紡織品基材

實施例7(比較的)和8(發(fā)明的)的測試結(jié)果示于表III中。實施例7的結(jié)果說明發(fā)明的化學(xué)品在聚酯織物上的耐久性，該耐久性指在至少5次家庭洗滌循環(huán)后，保持高水平的抗水性和抗油性，且同時保持可接受水平的去污性。結(jié)果還進一步顯示了使用各種化學(xué)施涂技術(shù)和工序的發(fā)明的化學(xué)品的多功能性。
實施例8的結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)品在聚酯織物上的耐久性，該耐久性指在至少30次家庭洗滌周期后，保持高水平的抗水性和抗油性，同時保持可接受水平的去污性。結(jié)果還進一步顯示了相對于一步施涂工序，另外可選的兩步施涂工序可提供更大的沾水等級結(jié)果，同時保持高水平的抵抗性和玉米油去除性。
表III-使用兩步施涂工序(家庭洗滌)的發(fā)明的和比較的處理的聚酯紡織物基材

實施例9、實施例10、和比較例11的測試結(jié)果列于表IV中。實施例9的結(jié)果如下所述，說明了發(fā)明的化學(xué)品在棉織物上的耐久性，該耐久性指在至少30次家庭洗滌循環(huán)后，保持高水平的抗水性和抗油性，且同時保持可接受水平的去污性。
實施例10的結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)品具有多功能性，該多功能性指具有以下能力，以去污性能為代價(即，使用較少量的UnidyneTG-992，對礦物油的去除減少)而使抗污漬性能達到最大(即，使用降低量的Unidyne TG-992，改善沾水等級)，和相反地，以抗污漬性能為代價(隨著Unidyne TG-992的量增大，沾水等級降低)而使去污性能達到最大(即，隨著Unidyne TG-992的量增大，對礦物油的去除增高)。此多功能性使得發(fā)明的化學(xué)品適用于特定最終產(chǎn)品的應(yīng)用，例如更需要抗水性的雨衣，或者更需要去污性的工作服。
實施例11的結(jié)果說明了由本發(fā)明公開的化學(xué)試劑的獨特組合得到的優(yōu)良性能。沒有這種獨特組合，例如如比較例10A-10C所示，抵抗性、沾水等級和去污性能特征不是最優(yōu)的。
表IV-經(jīng)過發(fā)明的和比較的處理(家庭洗滌)的棉紡織品基材


比較例12和發(fā)明實施例9的測試結(jié)果示于表V中。該結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)品，在經(jīng)過至少30次家庭洗滌循環(huán)后，提供了耐久抵抗性、沾水等級和去污性，這些性能優(yōu)于本文提供用于比較相同基材的競爭性化學(xué)品。
表V-經(jīng)過發(fā)明的和比較的處理(家庭洗滌)的棉紡織品基材

表V(續(xù))-經(jīng)過發(fā)明的和比較的處理(家庭洗滌)的棉紡織品基材

實施例13的測試結(jié)果列于表VI中。該結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)品在聚酯和棉混紡織物上的耐久性，該耐久性指在至少30次家庭洗滌循環(huán)后，保持高水平的抗水性和抗油性，且同時保持可接受水平的去污性。該結(jié)果進一步顯示發(fā)明的化學(xué)品在以下應(yīng)用中的多功能性，一種應(yīng)用是其中耐久壓燙樹脂在紡織品整理期間充分固化，另一種應(yīng)用是其中該樹脂在紡織品整理期間被部分固化，然后在衣服制造后充分固化，從而得到耐久的衣服折印(即，后固化)。兩種過程都提供了高水平的抗水性和抗油性，可接受水平的去污性，和可接受水平的沾水等級。
表VI-經(jīng)過發(fā)明的處理(家庭洗滌)的聚酯棉混紡紡織品基材

表VI(續(xù))-經(jīng)過發(fā)明的處理(家庭洗滌)的聚酯棉混紡紡織品基材


比較例14的測試結(jié)果示于表VII中。如實施例13A至13J所示的發(fā)明的化學(xué)品，在經(jīng)過至少30次家庭洗滌循環(huán)后，提供了耐久抵抗性、沾水等級和去污性，這些性能優(yōu)于本文提供用于比較相同聚酯棉混紡基材的實施例13A至14H所示的競爭性化學(xué)品。
表VII-經(jīng)過比較的處理(家庭洗滌)的聚酯棉混紡紡織品基材

表VII(續(xù))-經(jīng)過比較的處理(家庭洗滌)的聚酯棉混紡紡織品基材


發(fā)明實施例15和比較例16和18的測試結(jié)果示于表VIII和表IX中。實施例15的結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)品在聚酯和棉混紡織物上的耐久性，該耐久性指在至少30次工業(yè)洗滌循環(huán)后，保持高水平的抗水性和抗油性，且同時保持可接受水平的去污性。該結(jié)果進一步顯示了在發(fā)明的化學(xué)品充分固化之前或在發(fā)明的化學(xué)品在充分固化之后(即，后固化)，將耐久壓燙樹脂加入到織物中時，發(fā)明的化學(xué)品的多功能性。兩種過程都提供了高水平的抗水性和抗油性，可接受水平的去污性，和可接受水平的沾水等級。該結(jié)果進一步顯示了在經(jīng)過至少30次工業(yè)洗滌之后，實施例15A和15B中使用的發(fā)明的化學(xué)品在此聚酯和棉混紡基材上對于燃燒機油(“BMO”)的去污耐久性和效果。
比較例16的結(jié)果說明了，如實施例15A至15E所示的發(fā)明的化學(xué)品，在經(jīng)過至少30次工業(yè)洗滌循環(huán)后，提供了耐久抵抗性、沾水等級和去污性，這些性能優(yōu)于本文提供用于比較相同聚酯棉混紡基材的實施例16A和16B所示的競爭性化學(xué)品。
實施例17的結(jié)果說明了在經(jīng)過至少10次家庭洗滌循環(huán)后，通過前述方法測試沾水等級和去油性時，在尼龍紡織品基材上的發(fā)明的化學(xué)品的耐久性。
比較例18的結(jié)果說明了在尼龍紡織品基材上的發(fā)明的化學(xué)品，在經(jīng)過至少10次家庭洗滌循環(huán)后，其沾水等級以及玉米油和礦物油的去除的性能優(yōu)于競爭性的化學(xué)品。
表VIII-經(jīng)過發(fā)明的和比較的處理(工業(yè)洗滌)的紡織品基材


表IX-經(jīng)過發(fā)明的和比較的處理(家庭洗滌)的尼龍紡織品基材


實施例19的測試結(jié)果示于表X中。該結(jié)果顯示了優(yōu)于未處理的Nomex織物的改善的玉米油和礦物油去除性。該結(jié)果進一步說明了在使用前述方法測試抵抗性、去污性、和沾水等級時，Nomex織物上的發(fā)明的化學(xué)品在經(jīng)過至少5次家庭洗滌循環(huán)之后的耐久性。
表X-使用發(fā)明的處理(家庭洗滌)的Nomex紡織品基材

III)通過改性的測試方法進一步分析實施例20為了說明發(fā)明的化學(xué)品在各種紡織品基材類型上另外提供改善的抗水性和抗油性、改善的去污性、和改善的沾水等級，用發(fā)明的化學(xué)品通過一步施涂工序?qū)追N其它紡織品基材進行處理，并且將相同的紡織品基材與其未處理的狀態(tài)作對比。
用于這些紡織品基材的化學(xué)組合物如下1％ Repearl F-89，抵抗劑；5％ Unidyne TG-992，去污劑；和2％ Witcobond W-293，交聯(lián)劑。
實施例20A將美利肯公司制造的100％乙酸酯紡織品基材，通過前述方法用于測試抗油性和抗水性、沾水等級、以及玉米油和礦物油去除性。將該乙酸酯構(gòu)造成191乘50緞紋組織圖案，且由75/19旦高度光澤(與色光暗淡相對)的乙酸酯經(jīng)紗和150/38旦高度光澤的緯紗構(gòu)成。該乙酸酯的化學(xué)組合物在基材上的吸濕率約為80％。
實施例20B將購買自織物商店的100％丙烯酸紡織品基材，通過前述方法用于測試抗油性和抗水性、沾水等級、以及玉米油和礦物油去除性。該丙烯酸具有毛氈結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)出化學(xué)組合物在基材上的吸濕率約為250％。
實施例20C將購買自織物商店的100％羊毛紡織品基材，通過前述方法用于測試抗油性和抗水性、沾水等級、以及玉米油和礦物油去除性。該羊毛具有平紋織造結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)出化學(xué)組合物在基材上的吸濕率約為80％。
實施例20D將購買自織物商店的100％絲紡織品基材，通過前述方法用于測試抗油性和抗水性、沾水等級、以及玉米油和礦物油去除性。該絲是具有類似于塔夫綢織物的織造結(jié)構(gòu)的生絲。該化學(xué)組合物在基材上的吸濕率約為100％。
測試結(jié)果示于表XI中。實施例20A的結(jié)果說明了當(dāng)與未處理的乙酸酯相比較時，經(jīng)處理的乙酸酯表現(xiàn)出改善的抗油性和抗水性。實施例20B的結(jié)果說明了當(dāng)與未處理的丙烯酸相比較時，經(jīng)處理的丙烯酸表現(xiàn)出改善的抗油性。實施例20C的結(jié)果說明了當(dāng)與未處理的羊毛相比較時，經(jīng)處理的羊毛表現(xiàn)出改善的抗油性及改善的玉米油和礦物油去除性。實施例20D的結(jié)果說明了當(dāng)與未處理的絲相比較時，經(jīng)處理的絲表現(xiàn)出改善的抗油性和抗水性以及改善的沾水等級。
表XI-將發(fā)明的處理的其它紡織品基材

實施例21除了使用幾種其它常用的衣物洗滌劑代替Quick Dissolving Tide之外，重復(fù)實施例1。使用的洗滌劑為實施例21AMoutain Spring Tide實施例21BCheer實施例21CTide Free Liquid實施例21DEra實施例21EAll實施例21FDowny(在洗滌機中)和Quick Dissolving Tide實施例21GBounce(在干燥機中)和Quick Dissolving Tide測試結(jié)果示于表XII中。該結(jié)果說明在聚酯基材上使用各種不同的洗滌劑和織物柔軟劑，得到良好的去污性以及可接受水平的抵抗性和沾水等級。
表XII-經(jīng)過發(fā)明的處理(家庭洗滌)的細微旦聚酯紡織品基材


實施例22為了測定發(fā)明的化學(xué)品如何影響紡織品基材的手感(或感覺)，對幾種紡織品基材進行如下所述處理，然后使用Kawabata評估系統(tǒng)進行測試。經(jīng)測試的基材和使用的化學(xué)組合物如下實施例22A重復(fù)實施例1。
實施例22B重復(fù)實施例6B。
實施例22C實施例1說明的紡織品基材未經(jīng)處理作為對照。
測試結(jié)果示于表XIII中。較低值的彎曲剛度表明更柔軟的手感。所述結(jié)果說明當(dāng)使用Kawabata測試方法進行測試時，發(fā)明的化學(xué)品對聚酯織物的手感沒有不利影響，并且實際上稍微改善了手感。
表XIII-對細微旦聚酯紡織品基材的Kawabata手感測試

實施例23
對根據(jù)前述干洗工序，測試使用發(fā)明的化學(xué)組合物以及幾種競爭的化學(xué)組合物處理的細微旦聚酯織物的干洗耐久性。在任何干洗循環(huán)之前(“原樣”)、1次干洗循環(huán)之后、5次干洗循環(huán)之后、以及5次干洗循環(huán)和熨燙之后，測試處理織物的抗油性和抗水性、以及沾水等級。測試的基材如下實施例23A重復(fù)實施例1。
實施例23B重復(fù)實施例6B。
實施例23C重復(fù)實施例6C。
測試結(jié)果示于表XIV中。該結(jié)果說明了發(fā)明的化學(xué)組合物能經(jīng)受干洗工序和干洗熨燙工序，并且經(jīng)過至少5次干洗循環(huán)后仍保持一定水平的耐久性。
表XIV-經(jīng)發(fā)明的和比較的處理(干洗)的細微旦聚酯紡織品基材

實施例24進行了另一個測試從而測定用發(fā)明的化學(xué)品進行處理的細微旦聚酯紡織品基材的透氣性。將處理的聚酯織物與未經(jīng)處理的聚酯織物以及與在相同織物上施涂競爭的化學(xué)組合物的進行比較。在125Pa(帕斯卡)的氣壓下，根據(jù)ASTM測試方法D737-96進行測試，且結(jié)果以“cfm”(立方英尺/分鐘)為單位給出。測試的紡織品基材和使用的化學(xué)品如下所示實施例24A重復(fù)實施例1
實施例24B重復(fù)實施例6B實施例24C實施例1說明的紡織品基材未經(jīng)處理作為對照。
測試結(jié)果示于表XV中。該結(jié)果說明了用發(fā)明的化學(xué)品處理對透氣性沒有顯著影響。該結(jié)果進一步顯示了當(dāng)與競爭性的化學(xué)品處理的相同織物比較時，用發(fā)明的化學(xué)品處理的織物透氣性更好。
表XV-發(fā)明的細微旦聚酯紡織品基材的透氣性

實施例25進行了另一個測試從而測定發(fā)明的化學(xué)品在靜電荷方面對細微旦聚酯紡織品基材的影響。將處理的聚酯織物與未處理的聚酯織物以及與在相同織物上施涂競爭的化學(xué)組合物的進行比較。根據(jù)前述工序進行該測試。在家庭洗滌之前(“原樣”)、1次家庭洗滌循環(huán)之后、5次家庭洗滌循環(huán)之后、以及5次家庭洗滌及將基材調(diào)節(jié)為70°F和65％的相對濕度(“RH”)之后，結(jié)果以“kV”(千伏特)給出?！癗R”指示靜電荷超過了儀表所能測量的電荷的容量。測試的紡織品基材和使用的化學(xué)品如下實施例25A重復(fù)實施例1。
實施例25B重復(fù)實施例6B。
實施例25C實施例1說明的紡織品基材未經(jīng)處理作為對照。
測試結(jié)果示于表XVI中。該結(jié)果說明了在經(jīng)過5次洗滌和調(diào)節(jié)后，用發(fā)明的化學(xué)品處理的聚酯基材實際上減少了基材上的靜電荷。該結(jié)果進一步顯示了未經(jīng)洗滌和經(jīng)過5次洗滌及調(diào)節(jié)后，相比于競爭的化學(xué)品處理的相同織物，使用發(fā)明的化學(xué)品處理的聚酯基材產(chǎn)生了較少的靜電荷。另外，在經(jīng)過1次洗滌和5次洗滌及調(diào)節(jié)后，相比于未經(jīng)處理的聚酯基材，使用發(fā)明的化學(xué)品處理的聚酯基材產(chǎn)生了較少的靜電荷。
此外，除了用發(fā)明的化學(xué)品處理且經(jīng)過5次洗滌及調(diào)節(jié)后的聚酯基材之外，所有結(jié)果都測量到一定程度的靜電荷，表明了基材表現(xiàn)出不想要的靜電吸附性能。沒有表現(xiàn)出任何靜電吸附的唯一樣品是用發(fā)明的化學(xué)品處理且經(jīng)過5次洗滌及調(diào)節(jié)的聚酯基材。由于在聚酯基材特別是細微旦聚酯基材上，難以得到耐久的抗靜電和抗吸附防護，這些結(jié)果顯示了在各種基材上使用本發(fā)明的化學(xué)品的另一個優(yōu)點。
表XVI-在發(fā)明的細微旦聚酯紡織品基材上的靜電荷

實施例26使用前述的測角儀和張力儀測試方法，對用各種發(fā)明的和競爭的化學(xué)組合物處理的聚酯基材的前進接觸角和后退接觸角進行測試?；瘜W(xué)組合物如下實施例26A在聚酯薄膜和實施例13中說明的聚酯/棉混紡織物上重復(fù)實施例1，然后測量接觸角。
實施例26B在聚酯薄膜上重復(fù)實施例26A，僅用去污化學(xué)試劑4.5％ Unidyne TG-992，然后測量接觸角。
實施例26C在聚酯薄膜上重復(fù)實施例26A，僅用防污化學(xué)試劑1.5％ Repearl F8025，然后測量接觸角。
實施例26D在細微旦聚酯織物上重復(fù)實施例6B，然后測量接觸角。
實施例26E在聚酯薄膜和實施例13的聚酯/棉混紡織物上重復(fù)實施例6C，然后測量接觸角。
實施例26F實施例26A說明的基材(聚酯薄膜)未經(jīng)處理作為對照，然后測量接觸角。
測試結(jié)果示于表XVII中。該結(jié)果表明了當(dāng)與傳統(tǒng)的氟化物抵抗劑(實施例26B)相比較時，本發(fā)明的化學(xué)組合物預(yù)計得到改善的抗污漬性和改善的去污性。該結(jié)果還說明了當(dāng)與更新的抵抗劑(實施例26C)相比較時，預(yù)計得到改善的抗水污漬性。此外，該結(jié)果還顯示了前進接觸角受Repearl F8025(抗污漬化學(xué)試劑)控制，而后退接觸角受Unidyne TG-992(去污化學(xué)試劑)控制，從而提供了化學(xué)組合物對其環(huán)境改變自動適應(yīng)的進一步支持。最后，該結(jié)果顯示了本發(fā)明的組合物在天然和合成纖維上，以及加于紡織品基材上的薄膜上，均產(chǎn)生了相似的結(jié)果。
XVII-發(fā)明的細微旦聚酯紡織品基材的接觸角的測量

實施例27使用示于實施例26中的接觸和后退角數(shù)據(jù)，計算25℃和40℃下用各種發(fā)明的和競爭的化學(xué)組合物處理的細微旦聚酯基材的表面能。結(jié)果以毫焦耳/米2的單位給出。使用相同測試技術(shù)測定40℃的表面能，但在測試前將樣品在水中于40℃下浸泡1小時然后進行真空干燥?；瘜W(xué)組合物如下實施例27A重復(fù)實施例1，然后測定表面能。
實施例27B重復(fù)實施例1，僅用去污化學(xué)試劑4.5％ UnidyneTG-992，然后測量表面能。
實施例27C重復(fù)實施例1，僅用抗污漬化學(xué)試劑1.5％ RepearlF8025，然后測量表面能。
實施例27D重復(fù)實施例6D，然后測量表面能。
實施例27E.重復(fù)實施例6E，然后測量表面能。
實施例27F重復(fù)實施例6I，然后測量表面能。
測試結(jié)果示于表XVIII中。該結(jié)果反映了作為環(huán)境改變的結(jié)果，由本發(fā)明的組合物得到的獨特的表面能。本發(fā)明的化學(xué)組合物是根據(jù)環(huán)境影響，表現(xiàn)出由低表面能至高表面能變化的唯一組合物。表面能改變代表了耐久抗污漬和去污組合物或處理表面的需求。
表XVIII-發(fā)明的細微旦聚酯紡織品基材的表面能測量

實施例28在用本發(fā)明的化學(xué)品處理和用各種競爭的化學(xué)品處理的細微旦聚酯織物上，使用XPS分析技術(shù)進行氟、碳和氧的表面化學(xué)分析。施涂在織物上的化學(xué)組合物如下實施例28A重復(fù)實施例6C。
實施例28B重復(fù)實施例1。
實施例28C重復(fù)實施例6I。
實施例28D重復(fù)實施例6D。
實施例28E重復(fù)實施例6B。
實施例28的測試結(jié)果示于表XIX和圖1-3中。
表XIX-發(fā)明的細微旦聚酯紡織品基材的表面化學(xué)分析


附圖詳述如表XIX和圖1所示，不考慮樣品經(jīng)受過水或加熱，含氟片段和含氧片段在使用實施例28A處理的表面上保持相對不變。然而，當(dāng)樣品接觸水時，實施例28B(發(fā)明的化學(xué)品)的處理使氟降低而氧增加，并且在加熱樣品之后基本上恢復(fù)到初始值。不受理論束縛，這可能說明在水的存在且特別在40℃下，Unidyne TG-992的氧化乙烯片段發(fā)生水解，并且充分地溶脹從而比氟化片段更占優(yōu)勢。這可以解釋顯示發(fā)生的表面能改變，以及本發(fā)明化學(xué)組合物的優(yōu)良抗污漬性和去污性。通過隨后的加熱，聚合物恢復(fù)到其初始構(gòu)形。
圖1進一步說明了實施例28A和28E沒有像實施例28B所示的那樣，顯示出對40℃水的環(huán)境響應(yīng)。實施例28C和28D顯示了與實施例28B(發(fā)明的化學(xué)品)類似的環(huán)境響應(yīng)。然而，如圖2所示，在10次家庭洗滌之后，與實施例28B(發(fā)明的化學(xué)品)相比，相當(dāng)多的氟在實施例28C和28D中損耗。這在實施例28D中尤其明顯，并且說明這些處理缺乏耐久性。
IV)不同織物類型的進一步分析實施例29根據(jù)前述的家用干燥機施涂工序(且主要以美國專利No.5,630,828、5,591,236和/或5,951,716為例)，使用發(fā)明的化學(xué)品和競爭的化學(xué)品，測試由約65％聚酯纖維和約35％羊毛纖維構(gòu)成的套裝織物。處理織物如前所述測試了玉米油去污性、抗水性、和抗油性。還對未經(jīng)處理的對照織物進行了測試。用于處理的化學(xué)組合物如下實施例29A一匹未經(jīng)處理的織物(對照)。
實施例29B5％ Unidyne TG-992實施例29C5％ Unidyne TG-9921％ Repearl F-89測試結(jié)果示于表XX中。該結(jié)果說明使用家用干燥機施涂工序可將去污和抗污漬化學(xué)品加到紡織品基材上，從而提供玉米油去污性以及抗水性和抗油性性能。該結(jié)果進一步顯示了將此化學(xué)品施涂到基材上從而得到去污性和抵抗性特征的多功能性和簡易性。
表XX-通過家用干燥機施涂工序應(yīng)用發(fā)明的和比較的處理的聚酯和羊毛混紡紡織品基材

因此，盡管共同或分別地使用碳氟聚合物和親水去污聚合物從而在基材上得到抗水性、抗油性和去污性能特征是已知的，然而已證明很難同時得到那些性能，以及在經(jīng)歷重復(fù)的家庭和工業(yè)洗滌循環(huán)之后獲得持久的耐久性。由于聚合物傾向于彼此產(chǎn)生消極影響并且在洗滌中易從基材上洗掉，因此令人吃驚地發(fā)現(xiàn)示于實施例1至18中的抗污漬化學(xué)試劑、去污化學(xué)試劑、和疏水交聯(lián)試劑能一起很好的運作。組成用于處理基材的化學(xué)組合物的各個化學(xué)試劑的濃度、結(jié)合化學(xué)試劑彼此之間獨特的比例、以及化學(xué)試劑的認(rèn)真選擇，看起來在決定成功的工藝和產(chǎn)品中，特別是耐久性方面，都起到了重要作用。
在本發(fā)明一個或多個有優(yōu)選實施方式中，該化學(xué)組合物可以經(jīng)過如前所述的一步施涂工序、兩步施涂工序、或另外可選的兩步施涂工序，施涂到基材上。實際上，如實施例中所示，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明進行處理時，聚酰胺、芳香族聚酰胺、聚酯、棉、以及聚酯和棉混紡基材都產(chǎn)生了關(guān)于耐久抗水性、抗油性以及耐久去污特征的改善的性能。
因此，本發(fā)明的處理基材具有許多可結(jié)合到制品中的合適用途，該制品包括服裝制品，例如外衣(例如雨衣)、工作服(例如制服)、時裝(例如襯衣、褲子和其它衣服)；毛織物；餐桌用布(例如桌布和餐巾)；住宅室內(nèi)裝潢；商用室內(nèi)裝潢；汽車室內(nèi)裝潢；地毯；戶外織物(例如戶外家具織物、篷帳布、船罩、格柵罩)，和其它任何希望制造具有耐久的抗水性和抗油性以及耐久的去污特征的制品。
在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可實行對本發(fā)明的這些和其它修改以及改變。此外，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解前述說明僅僅作為舉例，而并不是要限制本發(fā)明所附權(quán)利要求書所記述的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于賦予基材耐久的抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括以下組合(a)去污劑；(b)抗污漬劑；和(c)疏水交聯(lián)物種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中(a)∶(b)∶(c)的濃度比處于約10∶1∶0.1至約1∶10∶5重量份范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述濃度比在約5∶1∶0.1至約1∶5∶2之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述濃度比約為1∶2∶1重量份。
5.一種用于賦予基材耐久的抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括以下組分的混合(a)去污劑；(b)抗污漬劑；和(c)含異氰酸酯的疏水交聯(lián)物種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中(a)∶(b)∶(c)的濃度比約為1∶2∶1重量份。
7.一種通過以下結(jié)合制造的組合物去污劑，所述去污劑選自乙氧基化聚酯、磺化聚酯、乙氧基化尼龍、羧酸化丙烯酸、纖維素醚、纖維素酯、水解聚馬來酸酐、聚乙烯醇聚合物、聚丙烯酰胺聚合物、親水氟化聚合物、乙氧基化硅酮聚合物、聚氧乙烯聚合物、和聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；抵抗劑；和含異氰酸酯的疏水交聯(lián)物種。
8.一種用于賦予基材耐久的抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括(a)氟化去污聚合物；(b)抗污漬劑；和(c)疏水交聯(lián)物種。
9.一種用于賦予基材耐久的抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括去污劑；抗污漬劑；和含環(huán)氧基的疏水交聯(lián)物種。
10.一種組合物，包括(a)氟化去污聚合物；(b)抗污漬劑；和(c)含異氰酸酯的疏水交聯(lián)物種。
11.一種用于賦予基材耐久的抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括以下組合(a)氟化去污聚合物；(b)氟化抗污漬劑；和(c)含異氰酸酯的疏水交聯(lián)物種。
12.一種用于賦予基材耐久的抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括(a)氟化含丙烯酸聚合物；(b)氟化含尿烷聚合物；和(c)含異氰酸酯的交聯(lián)物種。
13.一種組合物，包括(a)去污劑，(b)抗污漬劑，(c)疏水交聯(lián)物種，和(d)阻燃組合物。
14.一種用于賦予基材去污性和耐久的抵抗性的組合物，所述組合物包括(a)去污劑，(b)抗污漬劑，(c)疏水交聯(lián)物種，和(d)抗微生物化合物。
15.一種用于賦予基材耐久的抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括通過以下結(jié)合制造的混合物(a)適于賦予該基材去污性能的含碳氟化合物的聚合物，所述含碳氟化合物的聚合物具有非酯化的主鏈，(b)抗污漬劑，和(c)疏水交聯(lián)物種。
16.一種通過以下結(jié)合制造的組合物去污劑，所述去污劑具有活化基團，其選自乙氧基化聚酯、磺化聚酯、乙氧基化尼龍、羧酸化丙烯酸、纖維素醚、纖維素酯、水解聚馬來酸酐、聚乙烯醇聚合物、聚丙烯酰胺聚合物、親水氟化聚合物、乙氧基化硅酮聚合物、聚氧乙烯聚合物、和聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；含碳氟化合物的抵抗劑；和疏水的嵌段異氰酸酯交聯(lián)物種。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，進一步包括阻燃組合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，進一步包括抗微生物化合物。
19.一種用于賦予基材耐久的抵抗性和去污性的組合物，所述組合物包括(a)適于賦予該基材去污性能的含碳氟化合物的共聚物，所述含碳氟化合物的聚合物具有非酯化的主聚合物鏈，所述含碳氟化合物的共聚物選自氟烷基丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、和氟化的取代尿烷；(b)抗污漬劑，和(c)疏水交聯(lián)劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的組合物，進一步地，其中所述疏水交聯(lián)劑包括含異氰酸酯的物種。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的組合物，其中所述含異氰酸酯的物種來源于嵌段異氰酸酯。
22.一種組合物，基本上包括適于賦予去污性的第一種含碳氟化合物的物種，所述第一種含碳氟化合物的物種選自乙氧基化聚酯、磺化聚酯、乙氧基化尼龍、羧酸化丙烯酸、纖維素醚、纖維素酯、水解聚馬來酸酐、聚乙烯醇聚合物、聚丙烯酰胺聚合物、親水氟化聚合物、乙氧基化硅酮聚合物、聚氧乙烯聚合物、和聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；適于賦予耐久抵抗性的第二種含碳氟化合物的物種，所述第二種含碳氟化合物的物種選自蠟、硅酮、疏水樹脂和氟聚合物；和交聯(lián)物種，所述交聯(lián)物種選自嵌段異氰酸酯單體、芳香族二異氰酸酯、嵌段二異氰酸酯、含異氰酸酯的嵌段聚合物、含環(huán)氧基的化合物、環(huán)氧樹脂、含二異氰酸酯的單體、和含二異氰酸酯的聚合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述第一種含碳氟化合物的物種包括丙烯酸酯。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述第二種含碳氟化合物的物種包括氟化的取代尿烷。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述交聯(lián)物種包括芳香族二異氰酸酯。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述交聯(lián)物種包括環(huán)氧樹脂。
27.一種適于施涂到紡織品基材的組合物，所述組合物包括適于賦予去污性的第一種碳氟丙烯酸酯聚合物種，所述第一種碳氟丙烯酸酯物種具有連接的氧化乙烯基團；適于賦予耐久抵抗性的第二種氟化含尿烷的物種；和含異氰酸酯的物種。
28.一種組合物，基本上包括適于賦予去污性的第一種含碳氟化合物的物種，所述第一種含碳氟化合物的物種選自乙氧基化聚酯、磺化聚酯、乙氧基化尼龍、羧酸化丙烯酸、纖維素醚、纖維素酯、水解聚馬來酸酐、聚乙烯醇聚合物、聚丙烯酰胺聚合物、親水氟化聚合物、乙氧基化硅酮聚合物、聚氧乙烯聚合物、和聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；適于賦予耐久抵抗性的第二種含碳氟化合物的物種，所述第二種含碳氟化合物的物種選自蠟、硅酮、疏水樹脂和氟聚合物；和交聯(lián)物種，所述交聯(lián)物種選自嵌段異氰酸酯單體、芳香族二異氰酸酯、嵌段二異氰酸酯、含異氰酸酯的嵌段聚合物、含環(huán)氧基的化合物、環(huán)氧樹脂、含二異氰酸酯的單體、和含二異氰酸酯的聚合物。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的組合物，其中所述第一種含碳氟化合物的物種包括丙烯酸酯。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的組合物，其中所述第二種含碳氟化合物的物種包括氟化的取代尿烷。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的組合物，其中所述交聯(lián)物種包括芳香族二異氰酸酯。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的組合物，其中所述交聯(lián)物種包括環(huán)氧樹脂。
33.一種適于施涂到紡織品基材的組合物，所述組合物包括適于賦予去污性的第一種碳氟丙烯酸酯聚合物種，所述第一種碳氟丙烯酸酯物種具有連接的氧化乙烯基團；適于賦予耐久抵抗性的第二種氟化含尿烷的物種；和含異氰酸酯的物種。
34.一種用于賦予基材去污性、耐久的抵抗性、和阻燃性的組合物，所述組合物包括以下組合(a)去污劑，(b)抗污漬劑，(c)疏水交聯(lián)劑，和(d)阻燃組合物。
全文摘要
本發(fā)明主要涉及表現(xiàn)出有用的、依賴基材環(huán)境自動適應(yīng)的表面能性能的基材。當(dāng)與目標(biāo)基材表面相接觸時，此表面能性能對液體提供相對高的前進接觸角和后退接觸角。在約25℃的溫度下，該基材表現(xiàn)出最多約20毫焦耳/米
文檔編號B05D3/02GK1720274SQ03825787
公開日2006年1月11日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者W·C·小金布雷爾, X·方, Y·王, D·T·麥克布賴德, D·J·瓦倫蒂 申請人:美利肯公司