專利名稱：具有疏水性、疏油性和防粘污性的高度耐用涂覆織物和相關(guān)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及防水、耐擦洗防粘污織物及其制造方法。特別地，本發(fā)明涉及具有疏水性和疏油性以及防粘污性的涂覆織物及其制造方法，其中，織物基材涂覆有聚合物體系，該體系包括形成第一層的第一層組合物和含有含氟聚合物的第二層。
背景技術(shù)：
防水性和防粘污性對于許多紡織材料的應(yīng)用是非常重要的性質(zhì)，無論是家庭應(yīng)用還是工業(yè)應(yīng)用。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提供了各種不同類型的防水和防粘污織物。常常地，這些織物同時還制造成具有抗微生物性能，以進一步提高它們的使用壽命。術(shù)語“抗微生物”通常意味著防微生物生長的性能，包括抗生素、抗真菌、抗病毒和抗藻試劑。
盡管現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提供了防水和防粘污織物，但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些織物的防水性對于給定應(yīng)用來說可能是不能令人滿意的，至少還需要對其進行改進。本文所用術(shù)語“疏水性”是指所述織物涂層是防水的，并能經(jīng)受洗滌不被除去。本文所用術(shù)語“疏油性”是指所述織物涂層能夠經(jīng)受油的侵襲不被除去。這兩個術(shù)語在本文可結(jié)合為術(shù)語“防護性”。本文所用術(shù)語“防粘污”是指所述織物涂層具有高的除污漬性(stainrelease)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)盡管在為織物提供一定程度防水性和防粘污性方面是成功的，但是，它不能提供這樣的具有防水和防粘污的涂層，它們可以經(jīng)受大量的擦洗循環(huán)(即洗滌)。
US5565265、US5747392、US6024823、US6165920、US6207250、US6251210(授予High-Tex，Inc.，of Farmington Hills，Michigan)公開了各種不同防粘污和耐液體和/或防液體的織物及其制造方法。這些專利還提供了具有抗微生物性能的織物。這些專利公開了各種不同化學(xué)成分的用途，包括共聚物、丙烯酸類、聚氨酯類、含氟聚合物類、抗微生物試劑、交聯(lián)劑、催化劑等，主要教導(dǎo)了在織物基材上形成聚合物基涂層，以賦予其耐液體和防粘污性能。但是，在研究這些專利公開內(nèi)容之后發(fā)現(xiàn)，所生產(chǎn)的涂層的耐用性不夠。尤其是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)公開的涂層在經(jīng)大量但合理的洗滌循環(huán)之后，易于從所述織物上被除去。
另外，在多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)中，含氟聚合物成分與其它聚合物成分共混，從而提供可涂覆到織物之上的單一成膜組合物。含氟聚合物與涂層的其它聚合物成分的直接混合限制了在形成織物涂層時聚合物的選擇。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種疏水、疏油和防粘污織物，包括涂覆有聚合物體系的機織的、無紡的、或針織的織物基材，該聚合物體系包括耐擦洗第一層、和結(jié)合到所述耐擦洗第一層上的含有含氟聚合物的第二層。
所述耐擦洗第一層在所述織物基材和所述含氟聚合物第二層之間充當粘合增強層作用。第一層還優(yōu)選增強所述紗線，并能提供防粘污性能。為了本發(fā)明目的，在處于磨擦條件下，與沒有插入第一層的具有在同樣基材上的同樣第二層的相似樣品相比，如果有更大量第二層保留在所述織物之上，則第一層可以認為是充當粘合增強層。相似地，在處于磨擦條件下，與沒有第一層的相似織物基材相比，如果所述織物具有更大的結(jié)構(gòu)整體性，則第一層可以認為是用來增強所述織物基材。當污漬物質(zhì)浸潤在基材的表面上，與沒有所述防粘污層的相似基材相比，如果所述污漬物質(zhì)更易于用常規(guī)清潔技術(shù)從所述基材上除去，則該層可認為是防粘污的。
本發(fā)明還提供一種制造疏水、疏油和防粘污織物的方法，包括以下步驟選擇合適的織物基材；涂覆含聚合物組合物的第一層，它具有反應(yīng)性官能部位并對于所述織物基材具有親合力；干燥和固化第一層；涂覆不同于第一層的第二聚合物涂料到第一層之上，所述第二層含具有反應(yīng)性官能部位的含氟聚合物；干燥和固化所述聚合物涂料；和使所述含氟聚合物的反應(yīng)性官能部位的至少一部分與所述第一層的反應(yīng)性官能部位的至少一部分進行反應(yīng)。也可采用中間步驟或最后步驟，為所述織物基材提供背涂層，可通過這些背涂層引入抗微生物試劑。
由于第二含氟聚合物與第一層的結(jié)合，在所述織物上所得到的兩層體系涂層表現(xiàn)出高于現(xiàn)有技術(shù)的耐用性。也就是說，本發(fā)明通過首先在所述織物上提供耐用的第一層以提供部分防粘污性、和之后至少部分地使含氟聚合物與第一層進行反應(yīng)以提供疏水性和疏油性而提供較現(xiàn)有技術(shù)而言的優(yōu)點。
本申請所述方法的一個方面具有明顯的好處，因為涂覆在所述織物上的特定成分是自單獨的組合物進行涂覆的。在不同涂料組合物中提供這些成分(如果它們是以單一組合物提供時，這些組合物可能會不利或過早地相互作用和/或反應(yīng))將可以使用具有更長的適用期的加工材料、以及更加可預(yù)期的隨時間變化的涂層性能。因此，單獨的涂料組合物可在實際涂覆操作之前很久制備，而不必擔心這些成分的過早反應(yīng)。另外，由于在單獨涂料組合物中提供可能相互作用的成分，所以在所述涂覆操作過程中涂料組合物的絮凝或沉降就可得到最小化。


圖1一般性地描述機織織物，特別是平紋織物；圖1A是圖1所示紗線端截面的放大示圖；圖2A-2E是基本沿著圖1線2-2的機織織物的橫截面，并說明了具有中間和最后背涂層的本發(fā)明涂覆織物在其上逐步形成的建議；圖3A-3D是基本沿著圖1線3-3的機織織物的橫截面，并說明了具有單一背涂層的本發(fā)明涂覆織物在其上逐步形成的建議；和圖4提供了實施本發(fā)明方法的非限制性示例示意圖。
圖5為使用含有陽離子含氟聚合物的一層工藝和兩層工藝涂覆的樣品疏水性數(shù)據(jù)的曲線圖。
圖6為使用含有兩性含氟聚合物的一層工藝和兩層工藝涂覆的樣品的疏水性數(shù)據(jù)的曲線圖。
圖7為未涂覆參照樣品的疏水性數(shù)據(jù)的曲線圖。
圖8為使用含有陽離子含氟聚合物的延遲的一層工藝和延遲的兩層工藝涂覆的樣品的疏水性數(shù)據(jù)的曲線圖。
圖9為使用含有兩性含氟聚合物的延遲的一層工藝和延遲的兩層工藝涂覆的樣品的疏水性數(shù)據(jù)的曲線圖。
實施發(fā)明的優(yōu)選實施方式本發(fā)明使用的工藝和化學(xué)品以提供了一種具有高耐擦洗、防粘污和防護性涂層的織物基材，該涂層優(yōu)選不會明顯地影響所述織物基材的手感或感覺。本文所用“織物基材”是指合成或天然材料或其共混物的機織、針織和無紡織物。本文所用術(shù)語“共聚物”包括低聚物和聚合物材料，并包括結(jié)合有兩種或多種單體的聚合物。本文所用術(shù)語“單體”表示具有一個或多個可聚合基團的相對低分子量材料(即通常具有低于約500道爾頓的分子量)?！暗途畚铩北硎窘Y(jié)合有兩個或多個單體且通常具有約500-10000道爾頓分子量的相對中等尺寸的分子?！熬酆衔铩北硎鞠鄬Υ蟮牟牧?，包括子結(jié)構(gòu)形成的兩個或多個單體成分、低聚物成分、和/或聚合物成分且通常具有大于約10000道爾頓分子量。
圖1-3一般性地描述了未涂覆平紋織物(圖1)和按照本發(fā)明特定實施方式涂覆的平紋織物(圖2和3)。圖1簡單地描述了具有經(jīng)紗12和緯紗14的平紋織物10。圖1為圖2A-2E和3A-3D提供了橫截面參照，是沿著圖1的線2-2和3-3呈現(xiàn)的。在圖2A-2E的實施方式中，平紋織物10首先涂覆有第一層16，它源自第一層涂料組合物。第一層16在織物10上形成涂層，并按照上述考慮因素和將在下面進行更全面描述的考慮因素進行選擇。如圖2C所示，織物10包括中間背涂層18，它在涂覆第二層(或含氟聚合物)涂層20之前涂覆在織物10的背表面上的第一層16之上，如圖2D所示。背涂層18之所以稱作“中間”背涂層，是因為在圖2A-2E的實施方式中，采用了兩個背涂層。值得注意地，當采用背涂層時，它們可以是本領(lǐng)域已知的常規(guī)背涂層，也可以含有抗微生物試劑。如圖2E所示，第二或第一背涂層22涂覆在第一層16、中間背涂層18、和第二層20之上；而且也在所述織物10的背表面之上。
在圖3A-3D中，提供了一種涂覆織物的相似逐步形成方法；但是，與圖2A-2E相比，在圖3A-3D中僅采用了一個背涂層，相似部分具有相似數(shù)字。因此，織物10包括第一層16、第二層20、和單一背涂層22。尤其參見圖3C，可以看出該處織物10不含有中間背涂層18。當然，也可涂覆所述中間背涂層18，以代替所述背涂層22。
能夠理解，盡管圖2A-2E所述多層背涂層實施方式對于提供靜水壓頭是優(yōu)選的，但是，背涂層對于實施本發(fā)明各個方面則不是必需的。因此，雖然在附圖中沒有描述，但是，本發(fā)明可以無需涂覆任何背涂層到所述織物上而得到實施，此時，它將僅包含第一層和第二層。當采用背涂層時，可為常規(guī)類型并且可含有常規(guī)背涂層添加劑如抗微生物試劑。由于常規(guī)背涂層會影響它們涂覆到其上的所述織物的柔韌性，所以不含背涂層或含圖3A-3D所述單一背涂層在某些應(yīng)用中可能是優(yōu)選的，以保留所述織物的柔韌性。但是，在其它應(yīng)用中，采用多于一個背涂層可能是明智的，如圖2A-2E所示。
用來提供第一層16的組合物是一種或多種聚合物成分的組合物，并且按照被涂覆的特定織物基材進行選擇。
參見圖1A，圖示了分別包含經(jīng)紗12和緯紗14的單獨纖維12A和14A。第一層涂料組合物至少部分地滲透到所述織物基材，浸潤所述單個的纖維12A、14A，同時流過所述經(jīng)紗和緯紗之間的空隙15。第一層優(yōu)選沒有堵塞所述空隙(而石蠟、或塑料或橡膠膠乳的厚涂層則可能會堵塞)，而是留有足夠的能夠允許空氣通過的孔隙。當?shù)谝粚油苛辖M合物固化時，第一層可比作纖維增強塑料，在該處所述紗線和各自單個纖維含有增強第一層、聚合物組合物的纖維。應(yīng)該理解，在束中的至少一些所述單獨纖維被第一層接觸，同時最里面纖維可能被接觸或可能不被接觸，它取決于下述因素如粘度和第一層的表面張力和涂層涂覆技術(shù)，包括壓力。
本發(fā)明織物基材包括機織織物(圖1-3)以及無紡和針織織物，后兩者都沒有圖示。術(shù)語“紗線”通常指三類成分單絲；長絲的復(fù)絲束(包括股或纖維)；和捻在一起的長絲組(group)，也稱作細紗。紗線可以以各種不同物理構(gòu)造如卷曲形狀等。如上所述，第一層通過對所述織物基材具有足夠的親合力以便在磨擦條件時將所述涂層保留在所述織物之上而充當粘合增強層。在本發(fā)明一個方面，親合力可通過物理滲透所述織物基質(zhì)而機械方式實現(xiàn)。在這個方面，所述組合物環(huán)流、至少部分地圍繞著所述織物的長絲。當采用單絲來制造特定織物基材時，所述長絲被第一層涂料組合物的物理圍繞將主要發(fā)生在所述單絲交叉之間的空隙處，而對于復(fù)絲束和離散纖維的細紗來說，所述紗線被第一層涂料組合物的物理圍繞將發(fā)生在交叉之間的所述空隙以及在所述單個分離纖維之間通過部分或全部滲透所述組合物進行，如12A和14A所示。無紡織物通常是由連續(xù)股制成以及離散纖維捻在一起以形成連續(xù)的紗線股制成。因此，第一層的“部分滲透”是指空隙以及所述紗線的分離的成分(如果采用的話)。
替代地或另外地，第一層可通過第一層的聚合物上的化學(xué)部分與所述織物上的化學(xué)部分之間的配位、相互作用或反應(yīng)而獲得對所述織物基材的親合力。這類作用的實例包括庫侖相互作用、離子鍵合、共價鍵合、氫鍵鍵合、倫敦色散力、偶極-偶極相互作用、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合作用等。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方式中，所述織物基材和第一層都帶有屬于能夠形成共價鍵的反應(yīng)性官能團的化學(xué)部分。這類官能團例如可進行選擇，使得所述織物基材上的官能團可直接與第一層涂料組合物中聚合物上的官能團進行反應(yīng)。例如，織物基材可以帶有可利用的酸官能團，第一層涂料組合物的聚合物可帶有氮丙啶官能團，由此可發(fā)生直接反應(yīng)。一種替代方案是，所述官能團可以進行選擇，使得所述織物基材上的官能團能與中間交聯(lián)材料上的官能團進行反應(yīng)，而該中間交聯(lián)材料還能與第一層涂料組合物中聚合物上的官能團進行反應(yīng)。例如，所述織物基材和第一層涂料組合物中聚合物都可帶有可利用的羧基官能團，它們兩者都能與多官能氮丙啶化合物進行反應(yīng)，從而在所述基材和第一層之間形成鍵連。同樣地，使用替代體系可以形成共價鍵，這對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是清楚的，例如羥基官能材料與具有烷氧基化或部分烷氧基化的三聚氰胺甲醛或脲甲醛官能團的材料之間的反應(yīng)。也可設(shè)計其它的反應(yīng)體系用于以一種本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚的方式使所述聚合物與織物之間反應(yīng)。
在另一種優(yōu)選實施方式中，第一層帶有如上所述的反應(yīng)性官能團，但是，所述織物含有很少或沒有反應(yīng)性官能團。通過將第一層涂覆到所述織物之上，所述官能團的至少一部分反應(yīng)結(jié)合在一起或進行交聯(lián)，從而產(chǎn)生和/或增強第一層對于所述織物的機械結(jié)合力。盡管不希望受理論的約束，據(jù)信部分第一層部分地或全部地圍繞所述織物的至少一些纖維。當?shù)谝粚拥木酆衔镞M行反應(yīng)或交聯(lián)在一起時，就形成了一種基質(zhì)，它趨于將第一層部分到織物上，從而為所述織物上的第一層提供了強的親合力和耐久性。所述可交聯(lián)官能團優(yōu)選地選自如上所述的結(jié)構(gòu)部分。最優(yōu)選地，在第一涂覆步驟過程中，所述第一層的反應(yīng)性官能團僅有一部分進行反應(yīng)，從而為隨后與本文所述含氟聚合物的反應(yīng)留下可利用的空余(open)反應(yīng)性官能團。
如果采用多種聚合物成分用于第一層涂料組合物，則第一聚合物成分可基于對所述基材的化學(xué)親合力，而其它聚合物成分則對于第一聚合物成分具有親合力進行選擇。第一層中這種聚合物成分的組合有利于在由多種聚合物成分組合獲得的第一層中提供多種所需的物理和/或化學(xué)性能。例如，一種聚合物可結(jié)合在第一層的組合物之中，以便為第一層提供增強的拉伸強度性能，第二聚合物可結(jié)合用來為所述第一層提供增強的硬度和耐久性。
替代地或另外地，第一層可通過將第一層的成分擴散到所述織物的單個股之中而獲得親合力。
用來提供含氟聚合物涂層18的含氟聚合物組合物可為所述織物基材提供防水性和防油性，并且一定程度地它們能夠防止水和其它液體污漬，它們也能提高所述織物的防粘污性能。與第一層涂料組合物一樣，所述含氟聚合物包括可利用的反應(yīng)性官能部位。在第一層形成在所述織物基材上之后，所述織物基材采用所述含氟聚合物進行涂覆，通過可利用的官能部位，它被結(jié)合到第一層之上，優(yōu)選采用合適的交聯(lián)劑。如上所述，可在中間和最后步驟涂覆背涂層，優(yōu)選地含有抗微生物試劑。
在本發(fā)明一種實施方式中，在所述織物、所述第一層的聚合物、和第二層的含氟聚合物上可以提供相同的反應(yīng)性官能團，在每層的涂覆過程中可以提供相同交聯(lián)劑以交聯(lián)所述層到其涂覆的材料之上。在這種實施方式中，第一層涂覆在所述織物之上，在所述涂覆過程中提供用量低于與第一層涂覆組合物中全部可利用官能團進行反應(yīng)所需要量的交聯(lián)劑。因此，在此實施方式中的第一層共價地結(jié)合在所述織物基材之上，但仍然含有可利用的反應(yīng)性官能團可用于與第二層的反應(yīng)。第二層接著與充足數(shù)量的交聯(lián)劑一起涂覆到第一層之上，在所述含氟聚合物和第一層之間形成共價鍵合。
在本發(fā)明另一種實施方式中，第一層涂料組合物的聚合物帶有多個反應(yīng)性官能團，一種基團被選擇用來與所述織物上的官能團進行反應(yīng)(既可有交聯(lián)劑也可沒有交聯(lián)劑)，其它種基團被選擇使得它們將不會與所述織物上的官能團進行反應(yīng)，但它們將會與所述含氟聚合物上的官能團進行反應(yīng)(既可有交聯(lián)劑也可沒有交聯(lián)劑)。在這種實施方式中，在第一涂層的涂覆過程中對于交聯(lián)劑量的控制并不關(guān)鍵，這是因為可與所述含氟聚合物進行反應(yīng)的官能團的可利用性能夠得到保證，即使不慎使用了過量的交聯(lián)劑。
在本發(fā)明的另一種實施方式中，第一層涂料組合物的聚合物帶有能夠直接與所述織物上的反應(yīng)性官能團進行反應(yīng)并能與所述含氟聚合物上的反應(yīng)性官能團進行反應(yīng)的反應(yīng)性官能團。在這種實施方式中，在所述涂覆織物構(gòu)造的所有這三種要素中反應(yīng)性官能團不是相同的，在所述織物和在含氟聚合物上的官能團不同于第一層的官能團且與之是反應(yīng)性的。任選地，橋聯(lián)化合物或交聯(lián)劑可用于這種實施方式中，以便在所述織物和第一層和/或所述織物和所述含氟聚合物之間形成鍵合。
在本發(fā)明另一種實施方式中，第一層涂料組合物的聚合物帶有與所述織物上官能團相互作用的官能團，對于所述織物具有如上所述的化學(xué)親合力。第一層涂料組合物的聚合物，還可帶有與所述含氟聚合物上的反應(yīng)性官能團進行反應(yīng)的反應(yīng)性官能團，不論存在橋聯(lián)化合物或交聯(lián)劑與否。
在其中第一層涂料組合物含有一種用于與所述織物進行相互作用的官能團和另一種用于與所述含氟聚合物進行反應(yīng)的官能團的實施方式中，優(yōu)選地這兩種官能團存在于同一聚合物中。任選地，一種官能團可提供在一種聚合物中，另一種官能團提供在第一層涂料組合物的不同聚合物中。優(yōu)選地，后一種替代方案的聚合物具有相對高的分子量和相容性，這樣在形成涂層之時，所述第一層涂料組合物中的這兩種不同類型的聚合物就會纏結(jié)，從而增強耐磨性和含氟聚合物在織物上的保留率。
用于本發(fā)明中的所述織物基材可選自天然或合成紗線的機織、針織和無紡織物。適合用于本發(fā)明織物基材的非限制性實例包括合成織物如聚酯、尼龍、人造纖維、熱塑性聚烯烴等，和天然織物如棉、亞麻、黃麻、苧麻等。一種合適的織物基材也可由天然和合成織物材料的共混物組成。在本發(fā)明一種特別優(yōu)選實施方式中，所述織物基材是一種聚酯。由聚酯與棉的混合物組成的織物基材也是優(yōu)選的。
第一層涂料組合物包括一種或多種聚合物成分，按照它們與所述織物基材的親合力和形成耐擦洗膜能力進行選擇。第一層的聚合物優(yōu)選選擇用來在制造條件下提供成膜容易性、與所得到的層的耐久性和最終織物的可接受手感之間的平衡。
第一層的性能也可通過混合具有相對低的玻璃轉(zhuǎn)化溫度聚合物(“軟聚合物”)與具有相對高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度聚合物(“硬聚合物”)而實現(xiàn)。優(yōu)選地，第一層的聚合物成分選擇用來平衡所得到涂層的特牲，使得在加工條件下能夠形成薄膜，同時最終第一層涂層足夠硬以在使用條件下是耐久的。通常，硬聚合物更耐用且更防粘污。軟聚合物由于與所述織物表面更為一致，通常對于所述織物表現(xiàn)出更大的親合力，在便利的加工條件下，它們傾向于易于接合以形成薄膜。優(yōu)選的軟聚合物具有低于約30℃的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，優(yōu)選為約-30℃至約10℃。優(yōu)選的硬聚合物具有大于約100℃的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，更優(yōu)選為約120-180℃。
優(yōu)選地，第一層的組合物是一種軟聚合物和硬聚合物的共混物，含有約5-95重量％的軟聚合物和約95-5重量％的硬聚合物，更優(yōu)選為約10-45重量％軟聚合物和約55-90重量％硬聚合物。最優(yōu)選地，第一層的組合物含有約20-35重量％軟聚合物和約65-80重量％硬聚合物。在本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式中，第一層的聚合物性質(zhì)上脂族占優(yōu)勢。聚合物優(yōu)選是選自水可分散的聚合物，例如丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯(一起稱作“(甲基)丙烯酸酯”)共聚物、聚氨酯、聚酯、聚醚、聚碳酸酯和這些聚合物的一種或多種的雜混物(hybrid)。
可用于本發(fā)明的聚合物可由具有能夠產(chǎn)生具有特征性能的共聚物的單體結(jié)合的共聚單體形成。這種共聚物的Tg和其它性能可通過在聚合工藝過程中結(jié)合各種不同的選用的單體化合物而制成所需的性能。因此，軟單體優(yōu)選結(jié)合用來賦予該共聚物的柔性和韌性，使得所得到的共聚物表現(xiàn)出所需的低Tg性質(zhì)。同樣地，硬單體結(jié)合用來賦予該共聚物的硬度和耐久性，使得所得到的共聚物表現(xiàn)出所需的高Tg性質(zhì)。根據(jù)由所選單體制成的相應(yīng)均聚物的Tg，單體可表征為“軟”單體或“硬”單體。這樣，為了本發(fā)明目的，如果相應(yīng)均聚物的Tg小于約25℃，則該單體可認為是“軟”單體。相似地，如果相應(yīng)均聚物的Tg大于約25℃，則該單體可認為是“硬”單體。
第一層涂料組合物的聚合物選擇用來提供所需的化學(xué)官能度，為選用的織物基材提供親合力，并提供與第二層含氟聚合物的反應(yīng)活性。優(yōu)選的官能團實例包括羥基和/或羧基基團。
本發(fā)明一種優(yōu)選第一層包括(甲基)丙烯酸酯共聚物作為所述組合物中的一種聚合物。(甲基)丙烯酸酯共聚物可配制用來提供所需的Tg，也可帶有有用的官能團，用來為選用的織物基材提供親合力，并提供與第二層含氟聚合物的反應(yīng)活性。
單體的選擇對于所述織物上的所述層的性能至關(guān)重要，尤其是在所述織物預(yù)期會暴露于顯著UV輻射中的應(yīng)用中，例如直接陽光照射，特別是在戶外。例如，乙烯基甲苯和苯乙烯如果以大用量添加(例如大于20％)會導(dǎo)致發(fā)黃。
軟單體通常是含有單一羥基的烷基醇的軟單體的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，當所述軟單體為丙烯酸酯時，該醇還具有2-14個碳原子，當所述軟單體為甲基丙烯酸酯時，該醇具有約7-18個碳原子。
可用作所述軟單體的合適丙烯酸酯實例包括非叔醇的丙烯酸酯，例如乙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、1-己醇、2-己醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙基-1-丁醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、異辛醇、2-乙基-1-己醇、1-癸醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇等。
可用作所述軟單體的合適甲基丙烯酸酯實例包括非叔醇的甲基丙烯酸酯，例如3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、異辛醇、2-乙基-1-己醇、1-癸醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇、1-十八烷醇等。
可用作所述軟單體成分的單體的其它實例是那些具有必要的Tg值的單體，包括二烯例如丁二烯和異戊二烯；丙烯酰胺例如N-辛基丙烯酰胺；乙烯基醚例如丁氧基乙烯、丙氧基乙烯和辛氧基乙烯；乙烯鹵化物例如1，1-二氯乙烯；和乙烯基酯例如versatatic酸乙烯基酯、癸酸乙烯酯和月桂酸乙烯酯。
可以理解，所述共聚物可以含有單一類型的軟單體，也可含有兩種或多種不同的軟單體。
所述共聚物的硬單體通常是含有單一羥基的烷基醇的單體的甲基丙烯酸酯。所述醇含有1-約6個碳原子，優(yōu)選為1-約4個碳原子?？捎米魉鲇矄误w的合適單體實例包括非叔醇的甲基丙烯酸酯，例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇和3-戊醇。
可用作所述硬單體成分的其它實例是那些具有必要的Tg值的單體，包括具有不同于以上所述結(jié)構(gòu)的甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯和甲基丙烯酸異冰片酯；甲基丙烯酰胺，例如N-叔丁基甲基丙烯酰胺；丙烯酸酯，例如丙烯酸異冰片酯；丙烯酰胺例如N-丁基丙烯酰胺和N-叔丁基丙烯酰胺；不飽和二羧酸的二酯例如衣康酸二乙酯和富馬酸二乙酯；乙烯基腈例如丙烯腈、和甲基丙烯腈；乙烯基氯；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；和含有芳環(huán)的單體如苯乙烯；α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯。
應(yīng)當理解，所述共聚物可以含有單一類型的硬單體，也可含有兩種或多種不同的硬單體。
可用來提供羥基官能團用于與所述織物或含氟聚合物的相互作用和/或反應(yīng)的單體，包括(甲基)丙烯酸羥烷基酯，例如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸4-羥丁酯、丙烯酸6-羥己酯、(甲基)丙烯酸對羥環(huán)己酯、丙烯酸羥基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸羥基聚丙二醇酯和烷氧基衍生物、和二丙烯酸二丙二醇酯。
功能單體可結(jié)合到所述共聚物，例如，用來促進與另外聚合物或材料的物理相互作用。這類功能單體的實例包括丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮或甲基丙烯酸二甲基氨基甲基酯。所述將要被結(jié)合單體的確認是根據(jù)將要用于將第一層粘合到所述織物或用于將所述含氟聚合物結(jié)合到第一層的偶合機理?？捎脕硖峁然倌軋F用于與所述織物或含氟聚合物的相互作用和/或反應(yīng)的單體，包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸和衣康酸。
其它酸官能度可通過用含所需官能團的單體形成聚合物而提供。任選地，反應(yīng)性官能團可在所述聚合物形成工藝過程中被結(jié)合在所述聚合物之中。例如，含磺酸基官能團的丙烯酸酯聚合物可在聚合反應(yīng)過程中形成，其中，所述聚合反應(yīng)是通過使用過硫酸鹽如過硫酸鈉或過硫酸銨而被引發(fā)的。所述磺酸基官能團通常作為所述丙烯酸酯共聚物的端基被提供。
如上所述，所述聚氨酯優(yōu)選地還可以是第一層涂料組合物的聚合物成分。聚氨酯的制備通常是以分步方式進行的，首先使羥基端基的聚酯或聚醚反應(yīng)(多元醇+羥基端基的羧酸分散劑+多異氰酸酯和有時+擴鏈劑)。在羧酸分散劑存在下，通過與胺(三甲胺、三乙胺和二甲基乙醇胺)的反應(yīng)中和所述聚氨酯，聚氨酯被轉(zhuǎn)化為一種聚氨酯分散體。所述中和試劑優(yōu)選為化學(xué)計量比的0.9-1.2。一旦被中和，立即向該反應(yīng)混合物中加入水。特別有用的聚氨酯是水性脂族聚碳酸酯聚氨酯聚合物(Stahl，Massachusetts制造，商品名稱為WF41-035)。
多異氰酸酯在約40-160℃的反應(yīng)溫度，通過使用催化劑和多官能的二異氰酸酯制。所用催化劑包括二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二偶氮二環(huán)(2，2，2)辛烷(DABCO)、乙酰丙酮化鋅(ACAC)、和辛酸錫。合適的多異氰酸酯是R(NCO)n，其中，n為2、3或4的整數(shù)。合適的多異氰酸酯實例包括六亞甲基二異氰酸酯、2，2，4-和/或2，4，4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、對-或間-四甲基二甲苯二異氰酸酯、亞甲基二(4-環(huán)己基異氰酸酯)(氫化MDI)、4，4-亞甲基二苯基異氰酸酯(MDI)、MDI與具有平均異氰酸酯官能度約為2-3的聚合MDI的混合物、2，對-和間-苯基二異氰酸酯、2，4-和/或2，6-甲苯二異氰酸酯(TDI)和其加合物、和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)。
多元醇可為聚醚多元醇、聚縮醛多元醇、聚烯烴多元醇、有機多元醇(例如聚碳酸酯多元醇)、或聚酯多元醇。所述多元醇的數(shù)均分子量在400-15000之間。聚醚多元醇實例包括聚環(huán)氧丙烷或聚環(huán)氧乙烷二醇和三醇、聚(環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)二醇和三醇。聚硫醚多元醇包括二醇、二元羧酸、甲醛、氨基醇或氨基羧酸。聚碳酸酯多元醇實例可包括通過如具有2-10個碳原子的二醇單體如1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二甘醇或四甘醇與具有13-20個碳原子的碳酸二芳基酯如碳酸二苯基酯、或與光氣反應(yīng)而得到的產(chǎn)物。
優(yōu)選的低Tg聚合物是一種(甲基)丙烯酸酯共聚物，它含有約70-90％的一種或多種軟單體，和5-30％的一種或多種硬單體，它們都通過選擇使得所述共聚物的Tg值在約-30至約10℃。更優(yōu)選地，所述低Tg聚合物含有約20-40％丙烯酸丁酯、約30-50％丙烯酸乙酯、和約5-15％丙烯酸。
硬聚合物優(yōu)選因它們的耐久性和防粘污性進行選擇。優(yōu)選地，在使用要被處理的特定織物的領(lǐng)域，所述硬聚合物硬到足以承受用來從織物基材上除去污漬常規(guī)施加的作用力。另外，在使用要被處理的特定織物的領(lǐng)域，選擇所述硬聚合物在常規(guī)施加的清潔溶液或者預(yù)期的污漬物質(zhì)(所述織物基材預(yù)期將會暴露于該物質(zhì))條件下是水解穩(wěn)定的。所述硬聚合物優(yōu)選在長期(例如24小時)暴露于常規(guī)施加的堿性清潔溶液例如Formula 409清潔劑、和暴露于稀酸溶液如5％酸度的醋中時，是水解穩(wěn)定的。
優(yōu)選的硬聚合物包括所選擇的聚氨酯聚合物，特別是聚氨酯/聚碳酸酯聚合物。優(yōu)選的商業(yè)可得聚合物包括WF 41-035(源自Stahl，USA)。
在本發(fā)明的一種特定實施方式中，第一層涂料組合物含有具有側(cè)基羧基的水性聚氨酯聚碳酸酯和羧化丙烯酸共聚物，相對于100重量份的干固體含有約5-95重量份的所述聚氨酯聚碳酸酯，和95-5重量份的所述丙烯酸共聚物。更優(yōu)選地，所述組合物含有約65-75干重重量份的所述聚氨酯聚碳酸酯聚合物，和約35-25干重重量份的所述丙烯酸共聚物。
第二層含有具有可結(jié)合到所述第一層聚合物之上的反應(yīng)性官能團的含氟聚合物。最優(yōu)選地，所述含氟聚合物共價地結(jié)合到所述第一層聚合物上。特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種共價鍵合在磨擦條件下為所述第一層進而所述織物提供了所述含氟聚合物更好的保留率。第二層任選地可含有附加成分，特別是附加聚合物成分，只要所述附加成分不會有害地影響所述第二層的防污漬性能到降低所述層的效力低于最終涂覆織物的可接受性能的程度即可。優(yōu)選地，所述第二層含有不多于約25重量％非含氟聚合物的干燥成分，更優(yōu)選地不多于約10％非含氟聚合物的附加成分。
一般地，按照本發(fā)明，任意可商購得到的防護性含氟聚合物都可采用，只要所述含氟聚合物經(jīng)選擇具有能夠與所述第一層中官能部位進行的官能部位即可?？捎糜谶@種應(yīng)用的含氟聚合物是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的，它們包括所有含氟化合物織物處理劑。尤其，可以采用公開在US5565265、US5747392、US6024823、US6165920、US6207250和US6252210中的任意含氟聚合物/含氟化合物織物處理劑，只要所述含氟聚合物具有可與所述第一層中官能部位進行反應(yīng)的官能部位即可。
用于實施本發(fā)明且商業(yè)可得的有用含氟聚合物包括Zonyl 8412(自Dupont)、和Sequapel GFC(自O(shè)MNOVA Solutions，Inc.)。在本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式中，所述含氟聚合物含有側(cè)基氟化基團，通過醚鍵聯(lián)接到所述聚合物之上。替代物質(zhì)可包括氟代氧雜環(huán)丁烷共聚物或三元聚合物(由OMNOVA Solutions制備)，如US5650483、US5668250、US5668251、和US5663289中所述。在本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式中，所述含氟聚合物從含有至少一種氟化氧雜環(huán)丁烷單體的單體或低聚物制得。優(yōu)選地，所述含氟聚合物含有全氟化或高度氟化的官能團，其中，側(cè)基氟化基團具有等于或小于4個碳原子的碳鏈長度。已經(jīng)表明這類短鏈氟化部分在活的生物體中具有低的生物累積。因此，長度至多4個碳原子的全氟碳結(jié)構(gòu)部分是特別有用的。一種替代方案是，可通過使用基于七氟丁基、全氟丙基、和三氟乙基側(cè)基的氟代部分(它們是非生物累積的)制備丙烯酸、聚醚和環(huán)氧化物基物質(zhì)。
根據(jù)本申請的公開內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在可以容易地根據(jù)所述第一層的可利用官能部位，選擇合適的含氟聚合物。優(yōu)選的含氟聚合物包括羧基官能團，它們能與所述第一層聚合物上的官能團進行反應(yīng)，或者能與用作交聯(lián)劑的多官能化合物進行反應(yīng)。這類含氟聚合物的優(yōu)選實例是Sequapel GFC(可自O(shè)MNOMVA購得)。
如上所討論的，優(yōu)選采用交聯(lián)劑來將所述含氟聚合物結(jié)合到所述第一層的至少一種聚合物之上，也可采用來結(jié)合所述第一層到所述織物之上。為了簡便起見，所述交聯(lián)劑的使用在本申請中以將所述含氟聚合物結(jié)合到所述第一層進行例證性說明，但是應(yīng)當清楚，相似的原理也可用來將所述第一層結(jié)合到所述織物基材或中間層上。當所述含氟聚合物和所述第一層的至少一種聚合物含有羥基官能團時，所述多官能化合物例如可以為任意的能與羥基官能團進行反應(yīng)的合適交聯(lián)劑。優(yōu)選的交聯(lián)劑包括三聚氰胺甲醛交聯(lián)劑，例如Resimene 735(可自Solutia Inc.，St.Louis，MO購得)?？商娲膬?yōu)選的交聯(lián)劑包括使用脲甲醛交聯(lián)劑，例如GP2981(可自Georgia-Pacific Corporation，Atlanta，GA購得)。
在一種替代實施方式中，所述第一層和所述含氟聚合物兩者都可含有酸官能團(例如羧基和磺?；?，且所述多官能化合物例如可為任意能夠與酸官能團進行反應(yīng)的合適交聯(lián)劑。優(yōu)選的交聯(lián)劑包括三官能的氮丙啶，例如Xama-7(可自Bayer購得)。
所述交聯(lián)劑可提供在第一層涂料組合物、第二層涂料組合物之中，或作為一個單獨組合物，可在將各自層涂覆到所述織物基材之上的涂覆過程之前、之后或之中進行涂覆。
所述交聯(lián)劑以足以獲得所需水平的結(jié)合的用量提供。當所述交聯(lián)劑在各自的涂料組合物中提供時，優(yōu)選地，其存在數(shù)量可至多約5php，優(yōu)選約0.5-1.5php(相對每百份聚合物的份數(shù))。用于本發(fā)明的涂料組合物，包括第一層組合物、含氟聚合物組合物、任選的附加涂料組合物、任選的背面涂料組合物，它們?nèi)芜x地都可另外含有適合結(jié)合到涂料組合物之中的附加成分。大量的這類任選添加劑是本領(lǐng)域普遍采用的。這些任選添加劑包括浸潤劑、聚結(jié)劑、固化劑、催化劑(它們可采用于促進交聯(lián)劑的活化并從而有助于通過部分交聯(lián)而形成層或有助于所述層涂料組合物的聚結(jié))、抗微生物劑、消泡劑(它們可用來抑制所述組合物的過量起泡)和其它本領(lǐng)域通常采用的添加劑。這些添加劑將以常規(guī)數(shù)量存在，進行選擇使之對于所述各自層的性能不會產(chǎn)生負面影響。
所述涂料組合物還含有表面活性劑，用于分散所述聚合物和/或用來降低所述涂料組合物的表面張力以允許適當?shù)慕櫤驮谒鐾苛辖M合物涂覆到其上的基材中的纖維周圍滲透。優(yōu)選表面活性劑的實例包括羥基端基的羧酸分散劑，它們是含有一個或多個羧基和兩個或多個羥基的有機化合物(例如2，2-二羥甲基丙酸)。其它合適的表面活性劑化合物包括公開在US4460738中的富馬酸酯聚醚二醇。其它合適的含羧基表面活性劑化合物包括氨基羧酸，例如，賴氨酸、胱氨酸和3，5-二氨基苯甲酸。
所述涂料組合物還可含有非再濕性表面活性劑，用來促進一種或多種層的涂覆。這類非再濕性表面活性劑優(yōu)選地在所述層涂覆之后的干燥步驟中受熱分解，因而不會存在于所述層中干擾隨后涂覆層的粘著。另外，與傳統(tǒng)表面活性劑相比，所述非再濕性表面活性劑對用于含有所述含氟聚合物的第二層中是特別優(yōu)選的。傳統(tǒng)表面活性劑是至少部分吸水的，因而它們在最終干燥涂覆織物材料的外層中存在將是不受歡迎的，這是因為它們將會對含所述含氟聚合物的第二層的防污漬性能產(chǎn)生相反的作用。一種特別優(yōu)選的非再濕性表面活性劑是氧化胺，它優(yōu)選是以約5-10php的量提供在每個所述涂料組合物之中。優(yōu)選地，所述氧化胺的含量為約6-8php。
如上所述，一個或多個中間背涂層(例如背涂層22，圖3)，可任選地涂覆到所述織物基材之上，以提供靜水壓頭和/或防止細菌和細菌副產(chǎn)物遷移。這種任選背涂層是本領(lǐng)域已知的常規(guī)涂層，僅涂覆到所述織物的后面或背面。所述背涂層特別優(yōu)選地含有抗微生物試劑，用來保護所述織物基材的結(jié)構(gòu)整體性，以防止由于細菌、真菌、藻類、和其它微生物而退化。如果采用這種背涂層，那么，在隨后步驟涂覆所述含氟聚合物之前，如本領(lǐng)域所已知的，它是完全干燥的。
所述背涂層通常基于本行業(yè)公知的常規(guī)丙烯酸膠乳。一種有用的背涂層是Performax 3714，它是一種由Noveon(Ohio，USA)提供的專有丙烯酸配方。一種第一層的配方包括45-50％成膜丙烯酸水基乳液；22-27％填料例如碳酸鈣；10-12％增稠劑如堿性膨脹物質(zhì)；1-3％交聯(lián)劑如脲甲醛；0.5-1％消泡劑；1-2％表面活性劑和1-2％胺。
當使用多于一種背涂層時，所述涂層可以是相同的或不同的化學(xué)組合物。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向如圖4示意圖表示的示例性工藝，所述織物基材優(yōu)選首先通過洗滌所述織物而清潔，以除去在織物生產(chǎn)中遺留的任何殘余上漿劑(它們可能會使所述織物吸水)。所述織物10接著從合適源(圖中未畫出)送經(jīng)，并經(jīng)過清洗罐32，它含有水和強清潔劑如磷酸三鈉，之后，它經(jīng)過第一和第二洗滌罐34和36；含有水。一旦清潔，將第一涂料涂覆到所述織物基材之上。緊接著上述洗滌，所述織物立即被輸入到第一浸涂罐38，用來涂覆第一層涂料組合物16。由此，兩側(cè)在一個步驟中得到涂覆，并且，攜帶有所述濕的基料組合物的織物通過相對的輥40、42或通過刮刀(圖中未畫出)以在對所述第一涂料組合物吸濕后向所述織物基材10施加壓力，從而有助于保證在所述織物基材10中的空隙也得到涂覆。所述輥40、42也可幫助除去在其通過所述浴16過程中在所述織物10上吸收的過量第一層涂料組合物。
接著，所述濕潤織物10經(jīng)過干燥烘箱44，在該處，第一層通過在足以至少部分固化所述第一層的溫度和停留時間下除去水分和其它揮發(fā)性物質(zhì)而被干燥。如果將采用背涂層，例如圖2C所示的背涂層18，則它可以在所述第一層干燥之后，用刀片46進行涂覆。所述帶有第一層和任選背涂層的基材接著經(jīng)過所述固化階段48，在該處，提供附加熱量以固化所述第一層和所述背涂層。在干燥和固化之后，現(xiàn)在業(yè)已涂覆有第一層16和任選的背涂層18的織物基材10被收集在卷繞輥50上。
就圖4所示方法來說，所述織物10首先卷繞在輥50上，在該處，它接著被輸送到下一階段，現(xiàn)在將對其進行說明。卷繞輥50在所述方法中是一種任選的、非限制性步驟，這是因為所述織物10可以容易地被連續(xù)引導(dǎo)經(jīng)過所述裝置的隨后階段。對于這兩種情況，所述織物10接著通過經(jīng)過洗滌罐52和54對其進行另外洗滌。緊接著所述洗滌，所述織物立即被輸入到第二浸涂罐56中，用于涂覆所述含氟聚合物組合物20。再次地，兩側(cè)在一個步驟中得到涂覆，并且，帶有所述濕的基料組合物的織物經(jīng)過在相對的輥58、60之間或經(jīng)過在刮刀(圖中未畫出)，以在對所述含氟聚合物組合物吸濕后向所述織物基材10施加壓力，從而有助于保證在所述織物基材10中的空隙也得到涂覆。所述輥58、60也可幫助除去在其經(jīng)過所述浴20過程中在所述織物10上吸收的過量含氟聚合物組合物。
接著，所述濕潤織物10經(jīng)過第二干燥烘箱62，在該處，所述含氟聚合物組合物通過在足以至少部分固化所述第二層的溫度和停留時間下除去水分和其它揮發(fā)性物質(zhì)而被干燥。如果還將采用背涂層，例如圖2E所示的背涂層22，則它可以在所述第一層干燥之后，用刀片64進行涂覆。所述帶有第二層和任選背涂層的基材接著經(jīng)過第二固化階段66，在該處，提供附加熱量以固化所述第二層和所述背涂層。在干燥和固化之后，現(xiàn)在業(yè)已涂覆有第一層16和第二層20、和任選的背涂層18和22的所述織物基物10被收集在最后卷繞輥68上。
為了實施一種替代方法(其中僅涂覆一個背涂層如圖3A-3D所示)，僅涂覆一個背涂層18或22，對所述織物進行對一個所述層的干燥到固化，而不涂覆背涂層。本發(fā)明還考慮僅含如本文所述第一和第二層聚合物材料但沒有背涂層的涂覆織物。能夠理解，雖然所述裝置和方法業(yè)已借助于罐和輥(它們引導(dǎo)所述織物經(jīng)過所述組合物并經(jīng)過干燥和固化烘箱或階段)進行了示意性說明，但是，可以替換可替代的裝置。
一旦包含所述第一層和任選背涂層的織物10離開所述第一固化烘箱48，在涂覆所述含氟聚合物層之前，這些層不會在第二階段洗滌罐52和54中被除去。第二階段洗滌僅除去過量的表面活性劑(如果存在的話)。
涂覆第一層的關(guān)鍵在于所述第一層在所述織物基材上的干吸收。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都能夠容易地理解，浴固體重量百分數(shù)可在很大程度上進行變化。例如，如果所述浴含有高百分數(shù)的固體，則需要更低的濕吸收(pick-up)以實現(xiàn)令人滿意地形成耐擦洗第一層的干吸收，但是，如果所述浴含有較低百分數(shù)的固體，則需要更高的濕吸收，以實現(xiàn)一種令人滿意的干吸收。
盡管可以理解在所述織物基材上的干吸收可根據(jù)最終涂覆織物所需的性能進行改變，但是，在此步驟中吸收的第一層的干重應(yīng)為所述織物基材重量的約1-10％內(nèi)。優(yōu)選地，所述干重范圍為所述織物重量的4-6％。
一般地，在考慮所述織物上的干吸收時，為了耐磨和防粘污性能，更大的干吸收是受人歡迎的。但是，應(yīng)該清楚，隨著干吸收量的提高，美觀將會受到負面影響。實際干吸收的最大量，最高水平的污漬和非研磨聚合物成分，可根據(jù)本文所述原理通過實驗而獲得。
在本發(fā)明一種特定實施方式中，所述織物基材是聚酯，所述第一層涂料組合物是羧基化丙烯酸共聚物和聚碳酸酯氨基甲酸酯聚合物的共混物。特別地，所述丙烯酸共聚物是Hycar T-138(Noveon，Ohio，U.S.A.)，它具有羧基和磺酸酯基，這使得可以與其自身或其它聚合物體系如丙烯酸系、聚氨酯、和/或具有相同類型官能團的含氟聚合物進行交聯(lián)。所述丙烯酸共聚物具有約-20℃的低玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)，它能夠允許這種丙烯酸共聚物與相對硬的聚合物進行共混，同時能夠保持被涂覆織物的手感和感覺。因此，在優(yōu)選實施方式中，這種丙烯酸共聚物與聚氨酯膠乳即WF41-035(Stahl，Massachusetts，U.S.A.)進行共混，它含有側(cè)基羧基并具有約50的斯沃德硬度。
所述第一層涂料組合物浴由WF41-035和HycarT-138組成，以10-50％干重丙烯酸聚合物和90-50％干重聚氨酯進行混合。所述浴還含有小濃度至多約5php的三官能氮丙啶(一種交聯(lián)劑)、和約2-6php的氧化胺(一種非再濕潤劑)。這種優(yōu)選實施方式的聚酯織物通過這種浴，以獲得約40-50％的濕吸收，相當于(corelate)范圍約2％的干吸收。
形成所述第一層涂料組合物主要部分的丙烯酸共聚物和聚氨酯的共混物通過所述氮丙啶交聯(lián)劑(它形成所述第一層浴的小部分)部分交聯(lián)。特別地，當采用交聯(lián)用來形成所述第一層時，所述組合物僅部分地進行反應(yīng)，由此仍存在可利用的官能部位以用來與含氟聚合物(它是隨后被涂覆到所述織物基材上的，如下所述)進行結(jié)合。
這種實施方式的含氟聚合物是Sequapel GFC(OMNOVA Solutions，Inc.，Ohio，USA.)，它是氟化丙烯酸酯，在所述聚合物基質(zhì)中具有活性氫(羧基)基團。由于所述第一層(如上所述)含有活性羧基，所以這些基團可允許所述含氟聚合物被結(jié)合到構(gòu)成所述第一層的所述丙烯酸共聚和聚氨酯聚合物的共混物上。所述含氟聚合物是主要的固體成分，而氮丙啶存在量為約0.5-1.5php，氧化胺存在量為約6-8php。這種優(yōu)選實施方式的聚酯織物通過所述含氟聚合物組合物浴，以獲得約0.25-15wt％的干吸收。
丙烯酸材料的所述背涂層材料涂覆兩次作為兩個涂層，一次是在所述第一層涂覆并部分固化之后，一次是在所述10第二層涂覆并部分固化之后。所述組合物基于軟的水基乳液，含有填料、增稠劑、脲-甲醛交聯(lián)劑、消泡劑和濕潤劑。
第一層的親合力可通過合適的試驗方案(它是設(shè)計用來評價在磨擦條件下所述織物上涂層體系第二層的保留率)進行評價。優(yōu)選地，所述磨擦試驗被選擇用模型模擬在預(yù)期的使用該織物條件下預(yù)測所述織物磨擦的情況。這類試驗對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是清楚的，它們包括耐磨試驗、條帶剝離試驗、撓曲試驗等。第二層的存在可通過肉眼觀察進行評價，或者更優(yōu)選地通過使用顯微照相密切觀察所述織物的長絲，以確定涂層的存在或缺失。其它評價試驗可包括接觸角評價，它將能確定被所述評價中液體濕潤的或未被濕潤的涂層的存在或缺失。疏油性評價優(yōu)選按照這樣一種試驗進行，該試驗包括使用經(jīng)選擇的具有不同的表面張力的一系列液態(tài)烴評價所述織物的表面張力。防油性通過確定不會濕潤所述織物表面的最高次數(shù)試驗的液體而進行分級。一種用于評價疏油性的優(yōu)選試驗是AATCC試驗11897，或ISO 14419試驗方法。相似地，親水性優(yōu)選通過使用選擇的具有不同的表面張力的一系列含水液體進行評價的。在一種優(yōu)選評價方法中，水的表面張力通過引入遞增量的混溶的降低表面張力的液體如異丙醇而得到改變。防水性通過確定不會濕潤所述織物表面的最高次數(shù)試驗的液體而進行分級。也可使用其它試驗如使用官能化染料或類似標記物以幫助指示涂層的存在與否，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是清楚的。
如上所述，與沒有防粘污層的相似織物基材相比，如果所述織物在磨擦條件下具有更高的結(jié)構(gòu)整體性，則認為第一層用來增強所述織物基材。在這種評價中，織物樣品以可控方式處于磨擦狀態(tài)之下，并進行比較以確定所述織物的相對狀態(tài)。施加所述織物的磨擦作用力的方法和用來評價所述織物的相對狀態(tài)的方法可按照本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道的方案進行實施。優(yōu)選地，可以采用標準化的磨擦方案如Wyzenbeek磨擦方案。這類方案采用足夠的作用力和時間來進行實施，以引起至少一套樣品表現(xiàn)出可見的磨擦，如損壞織物長絲或使織物長絲位移。所述磨擦可通過肉眼觀察進行評價，或者更優(yōu)選地通過使用顯微照相圖像進行評價。使用顯微照相圖像是特別有用的，這是因為這類圖像可以采用柵格進行覆蓋并進行比較以確定與所述織物原始構(gòu)造的偏差，或者密切觀察以確定對所述織物長絲的損壞。
當污漬物質(zhì)浸潤在基材表面上，如果與沒有所述防粘污層的相似基材相比，所述污漬物質(zhì)能夠更加容易地通過常規(guī)清潔方法從所述基材上被除去，則該層可以認為是防粘污的。這類污漬除去評價試驗在織物行業(yè)中是常見的，它們可包括可控地施用清潔物質(zhì)，任選是以預(yù)定的順續(xù)方式以評價除去某些污漬物質(zhì)的容易性，例如芥末、血液等。
實驗實施例1實施例1A制備第一層涂料組合物，具有下述化學(xué)組成試劑 量/100#批量活度(activity)聚氨酯(WF41-035) 8# 35％丙烯酸共聚物(T138) 2.6# 48％氧化胺 0.01# 100％氮丙啶 0.04# 100％H2O 89.5# n/a所述丙烯酸共聚物Hycar T-138，具有-20℃的玻璃溫度轉(zhuǎn)化溫度，它能夠允許這種丙烯酸共聚物以低的濃度與一種極硬的聚合物即聚氨酯膠乳WF 41-035進行混合，而且，所得到的織物的柔韌性能夠保持。所述丙烯酸共聚物具有活性氫基團、羧基、和磺酸酯基，使得這種丙烯酸共聚物可以與其自身或其它具有同類官能團的聚合物體系進行交聯(lián)。
所得到的組合物盛放在容器內(nèi)過夜，并轉(zhuǎn)移到實驗室規(guī)模的軋染(即涂布)系統(tǒng)中。對聚酯Jacquard織物(可購自O(shè)MNOVA Solutions，Inc.，稱作“Confetti”圖案織物)按照本發(fā)明進行涂覆。
所述第一層涂料組合物浴具有4％總固體濃度，含有小濃度的三官能氮丙啶(一種交聯(lián)劑)和氧化胺(一種非再濕潤劑)。在此第一層步驟中的濕吸收(pick-up)為50％，得到2％的理論干吸收。
使所述第一層涂料組合物通過使所述涂覆織物經(jīng)過175°F的加熱筒固化所述組合物而形成第一層。所述丙烯酸共聚物/聚氨酯涂層提供防粘污性，并根據(jù)其對于所述聚酯織物的親合力和粘著性進行選擇。所述較軟丙烯酸膠乳與所述極硬聚碳酸酯氨基甲酸酯進行和交聯(lián)，并提供合適長度的第一層(如果所述含氟聚合物存在于所述組合物中則將不會是這樣的)。
處理后的織物接著用常規(guī)丙烯酸膠乳以47％的濕吸收和22％的干吸收進行背面涂覆，之后，在350°F的烘箱中徹底干燥并固化。
之后，所述織物經(jīng)過含氟聚合物組合物的浴，使得所述含氟聚合物能被結(jié)合到在第一步驟中形成的第一層之上。所述含氟聚合物組合物浴由下述物質(zhì)組成試劑 量/100#批量 活度含氟聚合物 10# 30％(Sequapel GFC)氧化胺 0.03#100％氮丙啶 0.2# 100％H2O 89.5#n/a所述含氟聚合物的濕吸收為50％，對應(yīng)于1.5％的理論干吸收。所述含氟聚合物通過所述氮丙啶交聯(lián)劑、在使所述涂覆織物經(jīng)過175°F的加熱筒而被結(jié)合到所述丙烯酸共聚物/聚氨酯第一層的表面上。所述含氟聚合物涂覆作為第二層，它能防水以及防灰塵和污垢物質(zhì)。它是一種極耐用的涂層，而且，如果它被磨穿或穿透，所述第一層仍能繼續(xù)提供防粘污性能。
處理后的織物接著用一種常規(guī)丙烯酸膠乳以47％的濕吸收和22％的干吸收進行第二次背面涂覆，之后，在350°F的烘箱中徹底干燥并固化。
下述對比例用來表明順序涂覆第一層涂料組合物和含氟聚合物不等價于含有所有這些成分的單一涂層。
實施例1B(對比例)在此實施例中，采用與實施例1A相同的化學(xué)組成。但是，在此實施例中，是采用單一涂覆操作。也就是說，所有化學(xué)組成都共混在一起作為單一組合物浴，接著在一個步驟中涂覆到所述聚酯織物之上。丙烯酸共聚物/聚氨酯與含氟聚合物的比值為17/40/43，與實施例1A比值相同，不同的是實施例1A中是存在于兩個單獨涂層中。采用與實施例1A相同的干吸收，即3.5％理論干吸收。
實施例1C(對比例)此實施例是單一軋染操作，如本文上述的Hi-Tex專利所述。在此實例中，Sequapel含氟聚合物是唯一的涂層成分，采用4.5％理論干吸收。
將實施例A、B和C的涂覆織物切割成寬4英寸、長14英寸的條帶，并采用雙面膠帶層壓到玻璃上，這樣，不會有背涂層化學(xué)品干擾將要進行的可清潔性和耐久性評價。這些樣品接著采用黑色鞋油(液體)、betadine、藍色圓珠筆(墨水)、黑色永久標記筆和芥末進行沾污，并使它們保持1小時時間。
在施加這些污漬時，記錄下這些樣品的物理性能，例如防污性能和/或可濕潤性。在每次沾染循環(huán)之后，采用大量水在BYK Gardner洗滌裝置中采用一種水基清潔劑特別是Formula 409TM強烈地進行洗滌，持續(xù)50次擦洗循環(huán)。單個擦洗循環(huán)包括刷子的一個向前和返回步驟。這些樣品接著再次采用水進行沖洗，記錄沾污外觀和織物缺陷，之后所述樣品采用100％異丙醇(IPA)(一種溶劑基清潔劑)進行另外50次循環(huán)的擦洗。在采用異丙醇處理后，記錄沾污外觀和織物缺陷。在溶劑/清潔劑評價后(100次循環(huán))，所述樣品再次洗滌、干燥并再次沾污標記用于下一個100次循環(huán)，重復(fù)這種模式多于二次。下表描述了對比的結(jié)果。
沾污結(jié)果等級 沾污特性5＝可忽略的或沒有污漬20 R-排斥4＝輕微地污漬 W-污漬濕潤3＝明顯地污漬2＝相當大污漬1＝嚴重污漬對于濕潤的污漬如鞋油、betadine和芥末，評價了其沾污特性。非濕潤污漬如藍墨水和黑色標記沒有評價其沾污特性。
表I與鞋油接觸的涂覆織物

由表I可以看出，表示本發(fā)明的樣品A的沾污等級數(shù)值和防粘污性最大。至于樣品B，其中，樣品A的所有聚合物成分結(jié)合在一起并以單一涂層進行涂覆，防粘污性在第一個200次擦洗循環(huán)后就失效了，沾污等級表明在第一個300次擦洗循環(huán)后已經(jīng)嚴重沾污。至于樣品C，其中僅涂覆有含氟聚合物涂層，污漬濕潤發(fā)生在第一個100次擦洗循環(huán)之內(nèi)，且沾污相當大。對于樣品B和C來說，防粘污性在IPA中比在所述清潔劑中好；但是，污漬濕潤在僅100次擦洗循環(huán)之后就很快地發(fā)生了。
表II與Betadine接觸的涂覆織物

由表II可以看出，表示本發(fā)明的樣品A的沾污等級數(shù)值和防粘污性最大。至于樣品B，其中，樣品A的所有聚合物成分結(jié)合在一起并以單一涂層進行涂覆，防粘污性在第一個300次擦洗循環(huán)后就失效了，在第一個200次擦洗循環(huán)后發(fā)生嚴重污漬。至于樣品C，其中僅涂覆有含氟聚合物涂層，污漬濕潤勉強好于樣品B，但是沾污相當大。沒有一個結(jié)果象樣品A一樣好。對于樣品B和C來說，防粘污性在IPA中比在所述清潔劑中好；但是，污漬濕潤在僅100次擦洗循環(huán)之后就很快地發(fā)生了。
表III與藍墨水接觸的涂覆織物

由表III可以看出，樣品A的沾污等級開始略微低于樣品B(其中，樣品A的所有聚合物成分結(jié)合在一起并以單一涂層進行涂覆)，但是，樣品B此后就失效了。至于樣品C，其中僅涂覆有含氟聚合物涂層，沾污通常很嚴重。污漬濕潤沒有進行檢測。對于樣品C來說，防粘污性在IPA中比在所述清潔劑中好；但是，所述織物在100次擦洗循環(huán)之后就開始失效了。
表IV與黑色標記接觸的涂覆織物

由表IV可以看出，樣品A的沾污等級開始低于樣品B(其中，樣品A的所有聚合物成分結(jié)合在一起并以單一涂層進行涂覆)，但是，樣品B此后就失效了。至于樣品C，其中僅涂覆有含氟聚合物涂層，沾污通常很嚴重。污漬濕潤沒有進行檢測。對于樣品C來說，防粘污性在IPA中比在所述清潔劑中好；但是，在100次擦洗循環(huán)之后就開始失效了。
表V與芥末接觸的涂覆織物

由表V可以看出，表示本發(fā)明的樣品A的沾污等級數(shù)值和防粘污性最大。至于樣品B，其中，樣品A的所有聚合物成分結(jié)合在一起并以單一涂層進行涂覆，防粘污性在第一個200次擦洗循環(huán)后就失效了，沾污等級表明在第一個400次擦洗循環(huán)后已經(jīng)嚴重沾污。至于樣品C，其中僅涂覆有含氟聚合物涂層，污漬濕潤發(fā)生在第一個100次擦洗循環(huán)之內(nèi)，盡管沾污可與樣品B相比。對于樣品B和C來說，防粘污性在IPA中比在所述清潔劑中好；但是，污漬濕潤在僅100-200次擦洗循環(huán)之后就很快地發(fā)生了。
表VI擦洗后的織物外觀

由表VI可以清楚地看出，在整個擦洗循環(huán)的全部過程中，樣品A的織物外觀良好，而樣品B和C最終都變得很差。
實施例2制備組合物將涂料涂覆到不含任何上漿劑的平紋聚酯織物上，以評價以單層相對兩層體系進行涂覆的組合物，并用來表明預(yù)制涂料組合物24小時延遲涂覆到所述織物的影響。
更具體地，樣品通過使用如表VII列出的配方和涂覆方案進行制備的
表VII樣品和方法識別

所述兩層體系使用的第一層組合物含有聚碳酸酯氨基甲酸酯丙烯酸乳液、一種非再濕性表面活性劑和一種交聯(lián)劑。這種組合物具有4％的目標固體含量。對兩個第二層組合物進行評價，一個為水基陽離子含氟聚合物Sequapel GFC(自O(shè)MNOVA)，另一個為兩性含氟聚合物Zonyl8412(自Dupont)。所述第二層組合物具有3％的目標固體含量。參見表VIIIA、VIIIB、VIIIC和VIIID。
所述一層體系利用與上述兩層體系相同的成分，但是所有成分以單一組合物提供，并具有7％的目標固體。參見表VIIIE和VIIIF。
表VIIIA樣品A0和A24第一層組合物(A-1)的配方

表VIIIB樣品A0和A24第二層組合物(A-2)的配方

表VIIIC樣品C0和C24第一層組合物(C-1)的配方

表VIIID樣品C0和C24第二層組合物(C-2)的配方

表VIIIE樣品B0和B24單層組合物的配方

表VIIIF樣品D0和D24單層組合物的配方

組合物固體評價從每個配方中提取出液體樣品，評價所述組合物液體部分的總固體，以確定所述組合物的相容性和穩(wěn)定性。因此，如果固體已經(jīng)從所述組合物液體部分中沉淀或分離，則這些固體在所述軋染操作中將不會被轉(zhuǎn)移到所述織物之上，降低了所述織物上所述層中的實際涂層重量。該分析的結(jié)果示于表IX中。
表IX配方穩(wěn)定性

制備樣品采用常規(guī)軋染操作制備樣品，其中，所述織物經(jīng)過所示組合物被取出。基于織物基材重量，所有樣品的目標濕吸收都是50％。在每種涂料配方中浸漬后，樣品在275°F干燥5分鐘。
樣品評價一旦織物樣品制備好，就按照ASTM D4157-92(紡織織物耐磨性)對它進行磨擦試驗。在這種試驗方案中，樣品在Wyzenbeek磨擦試驗設(shè)備上經(jīng)受10000次循環(huán)，該設(shè)備在6lbs拉力的樣本上施加2lbs壓力，使用不銹鋼篩網(wǎng)(表面篩網(wǎng)50×70目，支撐篩網(wǎng)14-18目)。
接著在所有樣品的磨擦的和非磨擦區(qū)進行疏水性試驗。試驗主要是用來表明涂層效力的作用，因為它與在磨擦之前和之后防護性相關(guān)。該試驗按與AATCC試驗方法188-1997相似方法進行。但是，不使用烴原料，而制備異丙醇和水的逐級溶液，具有相對逐漸提高比例的異丙醇。隨著所述水溶液中異丙醇量的提高，所述混合物的表面張力下降。
防水性通過標記不會濕潤所述織物表面的具有最低表面張力的試驗液體而進行分級。在所實施的試驗中，性能等級分為1-9，其中“1”是100％水，即最高表面張力最不可能濕潤所述織物基材，而“9”是20％水/80％異丙醇，即非常低的表面張力且最可能濕潤所述表面。試驗液體的具體標記如表X所示。
表X試驗液體組合物和標記

這種用來評價液滴如何濕潤所述表面的方案按照下述的AATCC方法進行A＝通過；清晰的完全圓形液滴
B＝邊界通過；部分變黑的圓形液滴C＝失?。恍疚黠@和/或完全濕潤D＝失?。煌耆珴駶櫼虼?，樣品“通過”的試驗溶液數(shù)值越高，則該樣品就越疏水。試驗結(jié)果記載在表XI中，這些數(shù)據(jù)也體現(xiàn)在圖5-9的曲線之中。
表XI防水性試驗數(shù)據(jù)


再次轉(zhuǎn)向附圖，圖5為如上討論得到的疏水性數(shù)據(jù)的曲線表示圖。此圖中表示的樣品是兩層和一層涂層，其中，所述含氟聚合物的性質(zhì)是陽離子的。由圖5可以看出，采用本發(fā)明兩步工藝涂覆的樣品，較采用一步工藝涂覆的樣品表現(xiàn)出更好的疏水性。比較試驗結(jié)果線102(它表示本發(fā)明未磨擦樣品)與試驗結(jié)果線104(它表示具有將涂料組合物結(jié)合以形成一個層的未磨擦樣品)。
圖5還給出相同樣品在經(jīng)過如上所述磨擦后的數(shù)據(jù)。本發(fā)明樣品在磨擦后觀察到疏水性有一些降低，表現(xiàn)為相應(yīng)試驗結(jié)果線在圖中向左移動。比較試驗結(jié)果線102與試驗結(jié)果線106。但是，磨擦的本發(fā)明樣品的疏水性程度仍然大于所述未磨擦一步涂覆工藝樣品的疏水性。比較試驗結(jié)果線106與試驗結(jié)果線104。而且，在采用所述一步工藝涂覆的樣品中觀察到疏水性甚至更大的降低。比較試驗結(jié)果線104與試驗結(jié)果線108。因此，與所述一步工藝涂層相比，所述兩步工藝涂層在磨擦之后可更有效地保留在所述織物之上。
圖6給出的數(shù)據(jù)表明，采用本發(fā)明所述兩步工藝和采用兩性含氟聚合物涂覆的樣品，與采用所述一步工藝涂覆的樣品相比，表現(xiàn)出更好的疏水性。比較試驗結(jié)果線112(它表示本發(fā)明未磨擦的樣品)與試驗結(jié)果線114(它表示具有將所述涂料組合物結(jié)合以形成一個層的未磨擦樣品)。如在上述圖5數(shù)據(jù)中所觀察到的，所述樣品在磨擦后也觀察到疏水性降低。與所述陽離子含氟聚合物的情況一樣，磨擦的兩性本發(fā)明樣品的疏水性降低程度仍然大于所述未磨擦兩性的一步涂覆工藝樣品。比較試驗結(jié)果線116與試驗結(jié)果線114。但是，對于兩性含氟聚合物來說，當所述樣品使用所述一步工藝進行涂覆時，可以觀察到疏水性甚至更大的位移。比較試驗結(jié)果線112與試驗結(jié)果線118。與所述一步工藝涂層相比，所述兩步工藝涂層在磨擦之后可更有效地保留在所述織物之上。
圖7為未涂覆織物、或參照樣品的疏水性數(shù)據(jù)的曲線表示圖。通過參見試驗結(jié)果線122可以看出，所述未涂覆織物表現(xiàn)出相對差的疏水性。該結(jié)果不受磨擦的影響，這可由試驗結(jié)果線122和試驗結(jié)果線124的一致性看出。通過比較圖5和6中給出的數(shù)據(jù)與圖7中給出的數(shù)據(jù)，可以看出，當樣品(其中所述涂料采用所述一步工藝進行涂覆)磨擦?xí)r，所述樣品的疏水性降低到幾乎與未處理樣品的相同水平。比較試驗結(jié)果線108和118與試驗結(jié)果線124。
當在保留所述涂料組合物24小時后將涂料涂覆到所述織物上時，則在磨擦后可以觀察到相同模式的較低疏水性和所述織物上較低的涂料保留率。特別地，圖8表示其中所述含氟聚合物的性質(zhì)是陽離子的數(shù)據(jù)樣品。由圖8可以看出，與采用所述一步工藝涂覆樣品相比，采用本發(fā)明所述兩步工藝涂覆的樣品，表現(xiàn)出更高的疏水性。比較試驗結(jié)果線132(它表示本發(fā)明未磨擦樣品)與試驗結(jié)果線134(它表示具有將涂料組合物結(jié)合以形成一個層的未磨擦樣品)。圖8還給出相同樣品在經(jīng)過如上所述磨擦之后的數(shù)據(jù)。樣品的疏水性在磨擦后降低，它表現(xiàn)為相應(yīng)試驗結(jié)果線的向左移動。比較試驗結(jié)果線132與試驗結(jié)果線136，其中線向左移動一段距離。但是，磨擦的本發(fā)明樣品的疏水性程度仍然大于所述未磨擦一步涂覆工藝樣品的疏水性。比較試驗結(jié)果線136與試驗結(jié)果線134。另外，在采用所述一步工藝涂覆的樣品中，觀察到疏水性甚至更大的移動。比較試驗結(jié)果線134與試驗結(jié)果線138，其中，所述線向左位移了兩個距離。與所述一步工藝相比，所述兩步工藝涂層在磨擦后能更好地保留在所述織物上。
對于使用兩性含氟聚合物(即實際用于如US5747392中的含氟聚合物)的樣品(其中，所述涂覆工藝自制成配方后延遲24小時)，所觀察到的疏水性降低更加顯著。圖9給出的數(shù)據(jù)表明，使用本發(fā)明所述兩步工藝涂覆的樣品，與使用所述一步工藝涂覆的樣品相比，表現(xiàn)出更高的疏水性。比較試驗結(jié)果線142(它表示本發(fā)明未磨擦樣品)與試驗結(jié)果線144(它表示具有將涂料組合物結(jié)合以形成一個層的未磨擦樣品)。圖9給出相同樣品在經(jīng)過如上所述磨擦之后的數(shù)據(jù)。樣品的疏水性在磨擦后降低，表現(xiàn)為相應(yīng)試驗結(jié)果線的向左移動。比較試驗結(jié)果線142與試驗結(jié)果線146，其中，所述線向左位移了兩個距離。但是，磨擦的本發(fā)明樣品的疏水性程度與所述未磨擦一步涂覆工藝樣品的疏水性相同。比較試驗結(jié)果線146與試驗結(jié)果線144。而且，在采用所述一步工藝涂覆的樣品中，觀察到疏水性甚至更大的位移。比較試驗結(jié)果線144與試驗結(jié)果線148，其中，所述線向左位移了三個距離。與所述一步工藝相比，所述兩步工藝涂層在磨擦后能更好地保留在所述織物上。
通過比較圖8和9中給出的數(shù)據(jù)與圖7中給出的數(shù)據(jù)，可以看出，當所述樣品(其中所述涂料是采用所述一步工藝進行涂覆的)磨擦?xí)r，所述樣品的疏水性降低到幾乎與陽離子含氟聚合物未處理樣品相同水平的疏水性和與陰離子含氟聚合物未處理樣品相同水平的疏水性。比較試驗結(jié)果線138和138與試驗結(jié)果線124。
本發(fā)明所述涂覆織物具有特殊的耐污斑和污漬性能，因此，作為用于高度誤用(abuse)情形的織物是特別有利的。一方面，本發(fā)明所述織物可用于形成制品的外表面。例如，所述織物可用于制造家具，包括沙發(fā)、躺椅、襯墊等。本發(fā)明所述織物還可用于其它任何合適于織物的功能，例如織物墻壁遮蓋物、家具、服裝制品、戶外結(jié)構(gòu)如遮陽篷、和地板遮蓋物如小地毯和地毯。
特別適用于其中需要高度和潛在誤用的應(yīng)用的工業(yè)或商業(yè)環(huán)境。在一種優(yōu)選實施方式中，所述織物可用來制備外衣。特別優(yōu)選的這類外衣，包括工作服、圍裙和其它保護性衣服型外衣。在本發(fā)明一個優(yōu)選方面，所述織物在涂覆所述第一和第二層之前印有圖案。
本發(fā)明所述織物的一種特別優(yōu)選的應(yīng)用是在衛(wèi)生保健領(lǐng)域，其中，裝飾的(upholstered)家具和表面經(jīng)常接觸難以除去的污漬物質(zhì)如血液和含碘消毒劑。當本發(fā)明織物在衛(wèi)生保健治療過程中用作病人支撐制品的一部分用來支撐病人的至少一部分時，還可提供明顯的衛(wèi)生好處。病人支撐制品的實例包括椅子、檢驗臺、四肢支撐板、床、長椅等。這種好處是因為本發(fā)明所述織物特有地不會允許液體滲透到或滲透過所述織物。在正常清潔方法下，已經(jīng)被液體如血液污漬的織物需要將液體清潔劑涂覆到所述污漬上，用吸收性物質(zhì)如毛巾擦拭所述污漬以從所述織物上除去所述污漬。這種清潔方法當應(yīng)用于采用常規(guī)防污漬劑處理的織物時，傾向于使至少部分所述污漬物質(zhì)進入和/或通過所述織物，從而在所述織物中產(chǎn)生一個污漬物質(zhì)存積場所。當這種污漬物質(zhì)是血液或其它有機物質(zhì)時，這個存積場所的產(chǎn)生可能會為多種微生物和其它不受歡迎的菌群的生長提供了合適的環(huán)境。因為本發(fā)明所述織物在所述清潔方法中具有最少量的污漬物質(zhì)遷移到或經(jīng)過所述織物，所以其在衛(wèi)生保健情形中用作病人支撐制品的一部分是特別有利的。
另外，本發(fā)明所述織物對用于需要可重復(fù)地和衛(wèi)生地清潔表面能力的某些區(qū)域是特別受人歡迎的。這些地方例如包括兒童護理環(huán)境、兒童玩耍區(qū)等。
根據(jù)以上所述，可以看出，本發(fā)明通過提供一種涂覆織物和方法，能夠?qū)嵸|(zhì)性地改進現(xiàn)有技術(shù)。雖然本發(fā)明已經(jīng)在上述實施例中作了范例性說明，但是能夠理解這些實施例是非限制性的。因此，根據(jù)本公開對于在所述織物上形成第一和第二層的涂料組合物中聚合物成分的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠選擇可選的實施本發(fā)明的第一層涂料組合物聚合物以及含氟聚合物，以及合適的交聯(lián)劑、各種表面活性劑和其它成分。而且，本發(fā)明的實施不局限于特定的織物基材。
按照專利的規(guī)定，盡管在上文中僅對本發(fā)明優(yōu)選實施方式進行了詳細描述，但是，本發(fā)明并不局限于此或受此限制。本發(fā)明范圍應(yīng)當包括落入所附權(quán)利要求書范圍之內(nèi)的所有改進和變動。
權(quán)利要求
1.一種疏水、疏油且防污漬的織物，包括涂覆有聚合物體系的織物基材，包括a)耐擦洗的第一層；和b)結(jié)合到所述耐擦洗第一層上的含有含氟聚合物的第二層。
2.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述第一層通過選自庫侖相互作用力、離子鍵合、氫鍵鍵合、倫敦色散力、偶極-偶極相互作用、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合作用的相互作用，表現(xiàn)出對所述織物基材的親合力。
3.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述第一層通過共價鍵合表現(xiàn)出對所述織物基材的親合力。
4.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述織物基材通過用交聯(lián)物質(zhì)共價地結(jié)合到所述第一層上。
5.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述第一層通過所述第一層的交聯(lián)從而機械地將第一層結(jié)合到所述織物基材上，表現(xiàn)出對所述織物基材的親合力。
6.權(quán)利要求5所述織物，其中，所述第一層通過第一層中的羧基官能團經(jīng)由氮丙啶交聯(lián)物質(zhì)的反應(yīng)而進行交聯(lián)。
7.權(quán)利要求5所述織物，其中，所述第一層通過第一層中的羥基官能團經(jīng)由三聚氰胺甲醛交聯(lián)物質(zhì)的反應(yīng)而進行交聯(lián)。
8.權(quán)利要求5所述織物，其中，所述第一層通過第一層中的羥基官能團經(jīng)由脲甲醛交聯(lián)物質(zhì)而進行交聯(lián)。
9.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述第一層含有一種或多種軟聚合物和一種或多種硬聚合物的混合物。
10.權(quán)利要求9所述織物，其中，所述軟聚合物具有30℃-約0℃的Tg，所述硬聚合物具有約120-約180℃的Tg。
11.權(quán)利要求9所述織物，其中，所述第一層含有約10-約45重量％的Tg為30℃-約0℃的軟聚合物和約55-約90重量％的硬聚合物。
12.權(quán)利要求9所述織物，其中，所述第一層含有約20-約35重量％的軟聚合物和約65-約80重量％的硬聚合物。
13.權(quán)利要求9所述織物，其中，所述第一層包括具有側(cè)基羧基的水性聚碳酸酯氨基甲酸酯和羧基化丙烯酸共聚物。
14.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述第二層還含有非含氟聚合物的聚合物。
15.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述含氟聚合物已經(jīng)經(jīng)由反應(yīng)性羧基官能團共價地結(jié)合到所述第一層上。
16.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述含氟聚合物已經(jīng)經(jīng)由反應(yīng)性羥基官能團共價地結(jié)合到所述第一層上。
17.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述含氟聚合物含有側(cè)基氟化基團，經(jīng)由醚鍵連接到所述聚合物上。
18.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述含氟聚合物含有側(cè)基氟化基團，其碳鏈長度等于或小于4個碳。
19.權(quán)利要求1所述織物，其中，所述含氟聚合物由含有至少一個氟化氧雜環(huán)丁烷單體的單體或低聚物制成。
20.權(quán)利要求1所述織物，還含有至少一個背涂層。
21.一種制造疏水、疏油和防粘污織物的方法，包括以下步驟a)選擇合適的織物基材；b)涂覆含有至少一種具有反應(yīng)性官能團的聚合物的第一層涂料組合物；c)干燥和固化所述第一層涂料組合物，從而形成對所述織物基材具有親合力的第一層；d)涂覆不同于所述第一層涂料組合物的第二層涂料組合物到所述第一層之上，所述第二層涂料組合物含有具有反應(yīng)性官能團的含氟聚合物；和以任一順序e)使所述含氟聚合物的反應(yīng)性官能團的至少一部分與所述第一層反應(yīng)性官能團的至少一部分進行反應(yīng)；和f)干燥和固化所述第二層涂料組合物以形成第二層。
22.權(quán)利要求21所述方法，其中，所述第一層是交聯(lián)的，從而機械地將所述第一層結(jié)合到所述織物基材上。
23.權(quán)利要求22所述方法，其中，所述第一層通過使用交聯(lián)劑而進行交聯(lián)。
24.權(quán)利要求23所述方法，其中，所述第一層的反應(yīng)性官能團含有羧基官能團。
25.權(quán)利要求24所述方法，其中，所述第一層用多能氮丙啶交聯(lián)劑而進行交聯(lián)。
26.權(quán)利要求23所述方法，其中，所述所述第一層的反應(yīng)性官能團含有羥基官能團。
27.權(quán)利要求26所述方法，其中，所述第一層用選自三聚氰胺甲醛交聯(lián)劑和脲甲醛交聯(lián)劑的交聯(lián)劑而進行交聯(lián)。
28.權(quán)利要求21所述方法，其中，所述含氟聚合物通過使用交聯(lián)劑而共價地結(jié)合到所述第一層上。
29.權(quán)利要求28所述方法，其中，所述第一層的反應(yīng)性官能團和所述含氟聚合物含有羧基官能團。
30.權(quán)利要求29所述方法，其中，所述第一層和所述含氟聚合物通過多官能氮丙啶交聯(lián)劑共價地結(jié)合。
31.權(quán)利要求28所述方法，其中，所述第一層的反應(yīng)性官能團和所述含氟聚合物含有羥基官能團。
32.權(quán)利要求31所述方法，其中，所述第一層和所述含氟聚合物通過選自三聚氰胺甲醛交聯(lián)劑和脲甲醛交聯(lián)劑的交聯(lián)劑共價地結(jié)合。
33.權(quán)利要求21所述方法，其中，所述含氟聚合物含有側(cè)基氟化基團，它經(jīng)由醚鍵連接到所述聚合物上。
34.權(quán)利要求21所述方法，其中，所述含氟聚合物含有側(cè)基氟化基團，其碳鏈長度等于或小于4個碳。
35.權(quán)利要求21所述方法，其中，所述含氟聚合物由含有至少一個氟化氧雜環(huán)丁烷單體的單體或低聚物制成。
36.權(quán)利要求21所述方法，包括涂覆至少一個背涂層的另外步驟。
37.一種含有權(quán)利要求1所述織物位于其外表面上的制品。
38.權(quán)利要求37所述制品，其中，所述制品在衛(wèi)生保健治療過程中物理地支撐病人的至少一部分。
39.權(quán)利要求37所述制品，其中，所述織物在涂覆所述第一和第二層之前已經(jīng)印有圖案。
40.一種含有權(quán)利要求1所述織物的外衣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種疏水、疏油和防粘污織物，包括涂覆有聚合物體系的機織的、無紡的、或針織的織物基材，該聚合物體系包括耐擦洗第一層、和結(jié)合到所述耐擦洗第一層上的含有含氟聚合物的第二層。一種制造疏水、疏油和防粘污織物的方法，包括以下步驟選擇合適的織物基材；涂覆第一層以形成耐擦洗的第一層；干燥和固化所述所述耐擦洗第一層；在第一層上涂覆含氟聚合物涂料以形成第二層；和干燥和固化第二層。還提供了含有本文所述織物的制品。
文檔編號D06M15/263GK1668803SQ03812384
公開日2005年9月14日 申請日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月1日
發(fā)明者R·T·索貝斯基, R·J·小韋納特, R·L·小庫瓦斯, D·C·戈特沙爾克 申請人:奧姆諾瓦解決方案公司