CN101228312A - 具有层状整理剂结构的纺织品基质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在制造过程中已经向其施用了整理处理剂的纺织品基质。这种整理处理剂提供了改进的防水和/或防油性以及防污和防土性。该整理处理剂通常包括防护剂、去污剂和颗粒组分。可以向处理剂中加入其它化合物如沾污抑制剂、交联剂、偶联剂、抗微生物剂、和pH调节剂。通常使用在处理过的基质表面上产生层状结构的施用方法将整理处理剂的组分施用在纺织品基质上，已经发现这大大改进了整理剂的耐久性。这样处理的纺织品基质因而表现出优异的防污性和防水和/或防油特性。

Description

具有层状整理剂结构的纺织品基质

技术领域

本发明涉及在制造过程中已经向其施用了整理处理剂(finishingtreatment)的纺织品基质。这种整理处理剂提供了改进的防水和/或防油性以及防污和防土性。整理处理剂通常包括防护剂、去污剂、和颗粒组分。可以向处理剂中加入其它化合物如沾污抑制剂(stain-blockingagent)、交联剂、偶联剂、抗微生物剂、和pH调节剂。通常使用在处理过的基质表面上产生层状结构的施用方法将整理处理剂的组分施用在纺织品基质上，已经发现这大大改进了整理剂的耐久性。这样处理的纺织品基质因而表现出优异的防污和防土性(stain and soilresistance)以及防水和/或防油特性。而且，已经发现这种整理处理剂在纺织品基质上的涂布是耐用的，并且改进了所处理基质的可清洁性(cleanability)。

背景技术

本文所公开的全部美国专利和专利申请均通过引用的方式全文并入。

长久以来，特别在纺织品工业内，需要提供同时表现出数种耐洗涤特性或耐磨损特性的基质。最明显地，防水性、防油性、防污性、去污特性是高度合意的，它们即使不能完全防止基质沾污，也有助于其清洁。不幸的是，由于满足某些表面能量要求的普遍困难，在这些基质的耐洗涤或耐磨损寿命中，这种耐洗涤或耐磨损特性的同时提供受到了严格限制。通常，可以在耐洗涤的基础上为纺织品基质(或其它表面)提供共存的防水防油性和去污性的涂料或其它处理剂是不容易获得或者不被人广泛知晓的，因为这些特性之一所需的表面能分布与同时赋予其它特性所需的表面能分布是完全不同的。

尽管已经存在一些在特定基质(如下文所示)上最初同时存在两种特性的例子，但不幸的是，其耐洗涤程度对于目标基质的长期使用来说是不能接受的。因此，防油性或防水性的任何显著降低也会因此降低防污性。随着防污倾向的降低，实现充分去污性的能力也同样降低，特别是暴露于更高程度的沾污时，其中充分去污性功能所需的能量分布(类似于赋予前述防水防油特性所需的能量分布)被破坏(即，不耐洗涤或不耐磨损)。

因此，真正有效的耐洗涤或耐磨损的、长效的、防污、去污、并防土的处理剂尚未出现，因为可以耐受多次洗涤和/或磨损循环的同时防止极性(水性)和非极性(油性)液体渗透到这些纺织品基质表面内是非常难于实现的。市场和消费者的需求已经显示，希望使各种纺织品基质具有对尽可能多的常见沾污物质的防污性，同时使基质通过使用适用于基质的常规清洁方法去污的特性得到改进。这些清洁方法可以包括洗涤，例如家用或工业洗衣机；或者斑点洗涤法(spot cleaningprocedure)，例如用于室内装璜业。此外，可以设想各种其它常规清洁方法如地毯清洗和干洗。

作为纺织品基质的非限定性例子，地面遮盖物(floorcovering)制品，特别是这些制品的绒头部分(例如，设计成与行人的鞋子相接触的部分，例如簇绒纤维、割绒纤维、起圈绒头纤维和类似物)非常容易沾污、聚集灰尘、泼溅到液体等。由于行人在这些表面上行走，提供耐受这些冲击并在长期使用之后仍保持其初始外观的地面遮盖物对于地面遮盖物的制造商来说是极富挑战性的。其它人为地面遮盖物制品提供整理处理剂的尝试包括通过例如喷涂而在制品表面上施用含氟化合物。但是，由于通过该方式施用的含氟化合物似乎保留在构成地毯地面遮盖物制品的纱束的顶部和外部而不是渗透到纱束内，这种方法通常不能提供所需水平的防水防油性。

而且，以该方式施用的含氟化合物很容易被磨掉，因此不能提供所需水平的耐久性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于纺织品基质的整理处理剂，其为处理过的基质提供长效、耐久的防污和防土性以及防水和/或防油性。在使纺织品基质暴露于ASTM D4966-98马丁代尔磨损(MartindaleAbrasion)的10000次循环后，达到这种耐久性。本发明的目的还在于提供一种将整理处理剂施用于纺织品基质的方法，其中该方法提供了一种表现出耐久的防污和防土性以及防水和/或防油性的处理过的基质。

附图说明

图1是通过处理过的聚酯织物的X-射线光电子能谱(XPS)分析而测定的氟/氧比例的图示。

具体实施方式

定义

术语“含氟化合物”、“碳氟化合物”和“含氟聚合物”可以互换使用，它们各自代表含有至少一个氟化链段的聚合材料，优选含有-CF₃基团。术语的具体定义如下所示。

“含氟化合物”通常是指其中一些或全部与碳原子直接相连的氢原子被氟取代的有机化合物。

“碳氟化合物”通常是指其中氟原子取代一些或全部氢原子的类似于烃的一类有机化合物。

“含氟聚合物”通常是指由其中一些或全部氢原子被氟取代的线性重复单元组成的聚合物。

“亲水”通常定义成对水的亲和力强或吸收水的能力强。

“疏水”通常定义成缺乏对水的亲和力或吸收水的能力。

“防水性”和“防油性”通常分别定义成基质防止水和油渗透到基质内的能力。例如，基质可以是能够防止水和油渗透到纺织品基质的纤维内的纺织品基质。如本文所定义，防水剂通常是指这样的化合物：当其施用于纺织品基质时，提供当通过3M防水性测试II(1992年5月)测试时至少为1.0的防水级别。防水防油剂通常是指这样的化合物：当其施用于纺织品基质时，提供当通过3M防水性测试II(1992年5月)测试时至少为1.0的防水级别和当通过AATCC测试方法118-2000测试时至少为1.0的防油级别。

“去污性”通常定义成被沾污的纺织品基质因护理过程而接近其初始的、未沾污的外观的程度。如本文所定义，高水平的防污性是指当通过AATCC测试方法118-2000测试时防油级别至少为3.0，通过3M防水性测试II(1992年5月)测试时防水级别至少为3.0，且通过AATCC测试方法22-2000测试时喷射级别(spray rating)至少为50。如本文所描述的，可接受的去污性是指当通过改良的AATCC测试方法130-2000测试时，去除玉米油和矿物油的级别为至少3.0。

术语“浸轧(padding)”描述了用于将整理处理剂施用于纺织品基质的施用方法。其通常是指下述方法：在该方法中，通过将基质通过浸浴(bath)然后通过压榨辊而将液体涂料施用于纺织品基质。

如本文所使用的，术语“地面遮盖物制品”意在描述一种包括面纤维(face fiber)并用于覆盖人们倾向于在其上行走的表面的纺织品基质。因此，地毯(阔幅地毯、拼块地毯或其它类型的地毯)和小地毯(室外、室内及类似物)是地面遮盖物制品的具体类型。

术语“面纤维部分”包括在地面遮盖物制品中使用的任何标准纤维及其复合物。面纤维部分可以由单丝纤维、皮芯型纤维、和类似物组成，或者可以作为起圈绒头、割绒、或任何其它类型的地毯正面而存在。仅作为例子，尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、棉、聚醋酸乙烯酯等可以穿过织物(例如任何纤维类型的机织、非织造或针织织物，例如先前所列出的那些)而簇绒。这种织物断片通常被称作地面遮盖物制品的初级背衬部分(primary backing portion)。

术语“层状结构”意在描述一种在其上施用了多组分整理剂(即，至少两种组分)的纺织品基质上形成的结构。多组分整理剂的两种或更多种组分不是完全互混在一起，而是基本上彼此以层状排列分离，从而形成层状结构。层间边界可以是清楚的，或者它们也可以互混。

纺织品基质

本发明的纺织品基质可以是任何已知的结构，包括针织结构、机织结构、非织造结构及类似结构、或者它们的组合。织品基质的重量可以是大约1至大约55盎司/平方码。纺织品基质如织物的重量可以更优选为大约2至大约12盎司/平方码，但纺织品基质如地面遮盖物制品的重量可以更优选为大约20至大约50盎司/平方码。

纺织品基质的材料可以是合成纤维、天然纤维、使用天然组分的人造纤维、无机纤维、玻璃纤维或任何前述纤维的混纺。仅作为例子，合成纤维可以包括聚酯、聚丙烯腈系纤维(acrylic)、聚酰胺、聚烯烃、聚芳酰胺、聚氨酯或其混合物。更优选地，聚酯可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸或其组合。聚酰胺可以包括尼龙6、尼龙6，6或其组合。聚烯烃可以包括聚丙烯、聚乙烯或其组合。聚芳酰胺可以包括聚对苯二甲酰对苯二胺(即，Kevlar)、聚对苯二甲酰间苯二胺(即，Nomex)或其组合。示例性的天然纤维包括木材、棉、亚麻、苎麻、黄麻、胡麻、丝、大麻或其混纺。示例性的使用天然组分的人造材料包括再生纤维素(即，人造丝)、lyocell或其混纺。

纺织品基质可以由短纤维、长丝纤维、切膜纤维或其组合形成。纤维可以进行一种或多种变形处理。然后可以将纤维纺成纱线或通过其它方式结合成纱线，例如，通过环锭纺纱、自由端纺纱、气流喷射纺纱、涡流纺纱或其组合。因此，纺织品基质通常由交缠(interlaced)纤维、交缠纱、线圈或其组合组成。

纺织品基质可以由任意尺寸的纤维或纱线组成，包括微旦尼尔纤维或纱线(小于1旦尼尔/单丝的纤维或纱线)。纤维或纱线的旦尼尔范围可以是小于大约0.1旦尼尔/单丝至大约2000旦尼尔/单丝或更高，或者更优选小于大约1旦尼尔/单丝至大约500旦尼尔/单丝。

而且，纺织品基质可以部分或全部由各种结构的多组分或双组分纤维组成，例如海岛型(islands-in-sea)、皮芯型、并排式、或盘式(pie)结构。根据双组分或多组分纤维或纱线的结构，纤维或纱线可以通过化学或机械作用而沿其长度是可分裂的。

此外，构成纺织品基质的纤维可以包括共挤压于其中的添加剂，可以预涂有任意数目的不同材料，包括下文更详细地列举的那些，和/或可以用任意类型的着色剂染色或着色，例如聚(氧化烯化)着色剂以及颜料、染料、色彩和类似物，以便为最终消费者提供其它美学上的特征。其它添加剂也可以存在于目标纤维之上和/或之中，包括抗静电剂、增亮化合物、成核剂、抗氧剂、UV稳定剂、填料、耐久压烫整理剂、软化剂、润滑剂、固化促进剂、和类似添加剂。

纺织品基质可以进行印花或染色，例如，以便在基质上产生在美学上令人愉悦的装饰性设计，或者在基质上印上指示性信息。纺织品基质可以通过多种染色和/或印花技术而着色，例如使用分散染料的高温喷射染色、热溶胶染色、浸轧染色、转移印花、筛网印花、数字印花、喷墨印花、橡胶版轮转印刷或任何其它本领域对于可比较的等同传统纺织产品来说公知的技术。此外，构成本发明的纺织品基质的纤维或纱线可以在基质形成之前通过任何合适方法来染色，例如，通过卷装染色、原液染色或经轴染色，或者其可以不染色。在一个实施方式中，纺织品基质可以用溶剂基染料而不是水基染料进行印花。

另外还设想，纺织品基质复合材料可以通过将一层或多层纺织品基质结合在一起而形成。例如，可以预期将数层稀松组织的纺织品基质结合在一起，形成纺织品基质复合材料。复合材料还可以包括粘合剂材料或一层或更多层薄膜。然后可以将复合材料用本发明的化学组合物处理，以实现表现出耐久的防污性和去污性能特性的材料。另外可选地，在本发明的另一个实施方式中，构成复合材料的纺织品基质可以在结合成复合材料之前用化学组合物进行处理。

对于其中纺织品基质为地而遮盖物制品的实施方式来说，可以采用任何标准地毯纱线或纤维作为在本中请中对其进行局部处理的基质。因此，天然纤维(棉、木材、和类似物)或合成纤维(聚酯、聚酰胺、聚烯烃、和类似物)可以以其本身或者以合成、天然或混纺或两种类型的任意组合或混合物来构成目标基质。对于合成类型来说，例如但不限于，在本发明中可以使用聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯；卤化聚合物如聚氯乙烯；聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚酯/聚醚；聚酰胺如尼龙6和尼龙6，6；聚氨酯；以及这些单体的任意组合的均聚物、共聚物和三元共聚物；以及类似物。作为一种特别优选的纤维类型，由于其强度、柔性、韧性、弹性、耐磨性、可洗涤性、易干燥性、以及耐微生物侵袭性，常常使用聚酰胺纤维来生产地面遮盖物制品。

地面遮盖物制品可以根据本领域技术人员已知的多种标准方法制造。通常，在与任何其它组分整合之前，将面纤维部分穿过初级背衬织物进行缝制、簇绒、针刺和类似处理，以形成可以与其它部分简单粘附的复合物。另外可选地，初级背衬织物可以与二级背衬织物接触，然后可以通过例如针刺而穿过初级背衬织物产生面纤维部分。地毯和地毯拼块的生产例子在Higgins等人的美国专利第5,929,145号；Higgins等人的美国专利第5,948,500号；Higgins等人的美国专利第5,545,276号；以及Higgins等人的美国专利第5,540,968号中公开。小地毯的生产例子在Kerr的美国专利第5,902,662号；Kerr等人的美国专利第5,928,446号；以及Nagahama等人的美国专利第5,305,565号中公开。

整理处理剂

可用于改进纺织品基质的防污和防土性以及防水和/或防油性的整理处理剂通常由防护剂、去污剂和颗粒组分组成。已经出人意料地发现，当使用包括至少两步的方法施用整理处理剂以使整理处理剂的组分在纺织品基质上分层时，可以实现优异的防水性、防油性和去污性。通常，这些出人意料的效果通过如下方法实现：将包括防护剂的第一层化学品施用于纺织品基质，然后将第二层化学品施用于第一层上。第二层化学品包括去污剂、或者包括防护剂和去污剂。可以向第一层和/或第二层的混合物中加入颗粒组分。据信这些结果是出乎意料的，因为本领域普通技术人员不会预计到：在向纺织品基质上施用防水防油层之后可以添加去污化学品层，该去污化学品层将粘附到该第一防护层上，并且不会有损于第一防护层的防护性能。但已经发现，通过使用某些处理步骤，可以实现这种配置，而且所产生的处理过的基质显示改进的防护性、去污性和防土特性。

处理剂中可以包括其它任选添加剂，以使纺织品基质具有各种所需特性。这些添加剂包括但不限于，沾污抑制剂、交联剂、偶联剂、抗微生物剂、和pH调节剂。

可以对化学组分进行优化，以在一种整理处理剂内实现所需水平的用于不同目标应用的性能。而且，各组分与其它组分的相对比例可以根据目标应用而变化。

防护剂：

防水剂通常包括蜡、硅酮、硅酮、某些疏水树脂和类似物、或者其组合。通常为纺织品基质提供防水性和防油性的化合物包括含氟化合物。

通常，可用于本发明的防护性含氟化合物包括任何本领域已知的使纤维基质具有干防污性和防水防油性的含氟化合物和聚合物。这些防护性含氟化合物和聚合物通常包括一个或多个含氟基团，该基团含有具有大约3至大约20个碳原子、更优选大约6至大约14个碳原子的全氟化碳链。这些含氟基团可以含有直链、支链、或环状的氟化亚烷基基团或其任意组合。含氟基团优选不含可聚合的烯属不饱和度，但可以任选地含有链状(catenary)杂原子，例如氧、二价或六价硫、或氮。优选全氟化基团，但也可以存在氢或氯原子作为取代基，尽管优选每两个碳原子上存在不超过一个取代原子，该取代原子可以是氢或氯原子中的任何一个。另外，优选任何含氟基团含有大约40重量％至大约80重量％的氟，更优选大约50重量％至大约78重量％的氟。基团的末端部分优选是全氟化的，优选含有至少7个氟原子，例如CF₃CF₂CF₂-、(CF₃)₂CF-和CF₅CF₂-。全氟化脂族基团(即式C_nF_2n+1的那些基团)是最优选的含氟基团实施方式。

本发明的整理处理剂中可以使用的代表性的防护性含氟化合物包括但不限于，含氟的氨基甲酸酯、脲、酯、醚、醇、环氧化物、脲基甲酸酯、酰胺、胺(及其盐)、酸(及其盐)、碳二亚胺、胍、噁唑烷酮、异氰脲酸酯、和缩二脲。也可以考虑使用这些化合物的混合物。本发明的处理剂中可以使用的代表性的含氟聚合物包括含氟的丙烯酸酯和取代丙烯酸酯的均聚物或共聚物，其含有与不含非乙烯氟的单体共聚的含氟丙烯酸酯单体，例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、氧化烯和聚氧化烯多元醇低聚物的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯(例如氧乙烯二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯二醇二甲基丙烯酸酯、甲氧基丙烯酸酯和聚氧乙烯丙烯酸酯)、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯、丁二烯、苯乙烯、异戊二烯、氯丁二烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、偏二氟乙烯、丙烯腈、氯乙酸乙烯酯、乙烯基吡啶、乙烯基烷基醚、乙烯基烷基酮、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸2-羟基乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-(N，N，N-三甲基铵)乙酯、和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)。各种非乙烯无氟共聚单体的相对量通常根据待处理的纺织品基质、所需特性和在纺织品上施用的方式而根据经验来选择。可以使用的含氟处理剂还可以包括各种上述防护性含氟聚合物的混合物、以及前述含氟化合物与这些防护性含氟聚合物的混合物。

可以与本发明结合使用的市售防水防油含氟化合物包括但不限于，3M公司的Scotchgard^TM系列防护性含氟化合物、杜邦公司的Zonyl^TM系列防护性含氟化合物、Mitsubishi Internation Corporation的Repearl^TM系列防护性含氟化合物。Mitsubishi公司的RepearlF-8025、Repearl F-7105、和Repearl F-7000尤其可用于实施本发明。也可以使用其它含氟化合物，例如Daikin America，Inc经销的Unidyne^TM产品或OMNOVA Solutions经销的产品。可以优选含氟化合物基防水防油剂用于本发明中。

去污剂：

去污剂通常是存在于已经用去污剂处理过的纺织品基质之上或之中的有助于去污的化合物。去污剂可以是含氟化合物基化合物，或者其可以是无氟化合物基化合物。

含氟化合物基去污剂通常包括氟化去污含氟聚合物。许多这些类型的去污剂是具有结合到共聚物中的疏油亲水部分的混杂型聚合材料，以使得各部分在不同的温度和环境条件下具有流动性。这些材料的化学性质在许多专利中都有教导，例如，Sherman等人的美国专利第3,574,791号和McCown的美国专利第3,944,527号。这些专利中描述了示例性的混杂型聚合材料的疏油含氟部分。

亲水基团包括但不限于：烷氧基化物，特别是乙氧基化物；以及羧基、羟基、磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、和膦酸酯基团。市售含氟化合物基去污组分的例子为获自Daikin Corp.的UnidyneTG-992和UnidyneTG-993、获自Mitsubishi Corp.的RepearlSR1100、以及获自DuPont公司的Zonyl7910。

无氟化合物基去污剂的例子包括乙氧基化聚酯、磺化聚酯、乙氧基化尼龙、羧化聚丙烯腈系纤维、纤维素醚或酯、水解聚马来酸酐聚合物、聚乙烯醇聚合物、聚丙烯酰胺聚合物、乙氧基化硅酮聚合物、聚氧乙烯聚合物、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物等或其组合。

在另一个实施方式中，去污剂可以是无氟化合物基亲水试剂和如上所述且如共同所有的Kimbrell的美国专利第6,818,253号所教导的含氟化合物防护剂的混合物。含氟化合物基去污剂可以是优选的去污剂。可以最优选由混杂型疏油亲水部分组成的含氟化合物基去污剂。

颗粒组分：

各种无机或有机的颗粒材料都可以与本发明结合使用。不拘泥于任何理论限制，本发明人认为，颗粒材料改进了纺织品基质的防护性，甚至可以与防护剂协同作用以改进两种材料施用于纺织品基质时的防护性。本发明人还认为，颗粒材料也可以为处理过的纺织品基质提供其它功能，例如防污性、紫外稳定性、耐磨性等。

优选地，颗粒由选自硅酸盐、掺杂硅酸盐、矿物质、二氧化硅、聚合物、碳、石墨、金属盐、金属粉末、二氧化硅包被的金属粉末、无机氧化物(例如金属氧化物)等及其组合的至少一种材料组成。更具体地，可以使用的颗粒的例子包括但不限于，二氧化硅、胶体二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化锌、沉淀碳酸钙、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟共聚物、与四氟乙烯的共聚物、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和类似物。

这些颗粒可以通过例如接枝而进行表面改性。

所选颗粒的大小应当出于若干原因而考虑。太小的颗粒不能提供适当的表面粗糙度以将空气捕集到基质表面上，或者需要高负载量随后团聚以实现所需效果。太大的颗粒可能使干燥的纺织品具有霜状白色外观，或者可能在纺织品基质的使用或常规保养过程中容易脱除。通常，本发明人认为粒径为大约1纳米至大约50微米的颗粒能够在本发明的各种应用中提供良好的结果。大约5纳米至大约1微米范围内的粒径是特别有用的，大约10纳米至大约50纳米范围内的粒径已经被发现在一些应用中颇为有效。

如本文所使用的，术语“无机氧化物”或“金属氧化物”是指一大类包括至少一种与氧阴离子和/或氢氧阴离子结合的金属阳离子的材料。该材料可以额外地含有结合或吸附形式的水，并且可以进一步包括少量如少于5重量％的稳定的抗衡离子，例如钠离子、羧酸根离子、氯离子、硝酸根离子或类似物。就本发明的目的而言，通常希望金属氧化物或无机氧化物是非常微细的状态。胶体分散体提供了尤其可以用于本发明的形式。

根据所使用的特定应用，可以采用以下材料实施本发明：

Nalco 1042^TM胶体二氧化硅——伊利诺斯州Naperville的纳尔科化学公司(“Nalco”)销售的固体量为34重量％的水性胶体酸性二氧化硅溶胶阳离子。

Nalco 1050^TM胶体二氧化硅——Nalco销售的固体量为50重量％的含水胶体二氧化硅溶胶。溶胶pH为9，平均粒径为直径20纳米；

Nalco 2326^TM胶体二氧化硅——Nalco销售的固体量为15重量％的水性胶体二氧化硅溶胶。溶胶pH为9，平均粒径为直径5纳米；

Nalco 2327^TM胶体二氧化硅——Nalco销售的固体量为40重量％的水性胶体二氧化硅溶胶。溶胶pH为9，平均粒径为直径20纳米。

Nalco 2329^TM胶体二氧化硅——Nalco销售的固体量为40重量％的水性胶体二氧化硅溶胶。溶胶pH为9，平均粒径为直径75纳米；

Nalco 1056^TM铝化二氧化硅——Nalco销售的固体量为30重量％的铝化二氧化硅颗粒(26％二氧化硅和4％氧化铝)水性胶体悬浮液；

Nalco 88SN-126^TM胶体二氧化钛——Nalco销售的固体量为10重量％的二氧化钛水分散体；

Nalco 88SN-123^TM胶体氧化锡——Nalco销售的固体量为22重量％的氧化锡含水分散体；

Cab-O-Sperse S3295^TM锻制二氧化硅——宾夕法尼亚州Boyertown的Cabot Corporation销售的固体量为15重量％的锻制二氧化硅水分散体。分散体的pH为9.5，平均团聚一级粒径为直径大约100纳米；

Cab-O-Sperse A205^TM锻制二氧化硅——宾夕法尼亚州Boyertown的Cabot Corporation销售的固体量为15重量％的锻制二氧化硅水分散体。分散体的平均粒径为直径大约100纳米；

LudoxAS 40胶体二氧化硅——马里兰州Columbia的GraceDavison销售的固体量为40重量％的水性二氧化硅溶胶。溶胶pH为9，平均粒径为直径22纳米；

LudoxAM胶体二氧化硅——Grace Davison销售的固体量为30重量％的水性溶胶。溶胶pH为9，平均粒径为直径12纳米；

LudoxCL-P氧化铝包被的二氧化硅胶体——Grace Davison销售的固体量为40重量％的水溶胶。溶胶pH为4，平均粒径为直径22纳米；

LudoxCL氧化铝包被的二氧化硅胶体——Grace Davison销售的固体量为30重量％的水溶胶。溶胶pH为4.5，平均粒径为直径12纳米；

LudoxTMA胶体二氧化硅——固体量为34重量％的水性胶体二氧化硅溶胶，获自Grace Davison。溶胶pH为4.7，平均粒径为直径22纳米；

Ludox SM胶体二氧化硅——Grace Davison销售的固体量为30重量％的水分散体。其平均粒径为直径大约20纳米；

AerosilR7200疏水锻制二氧化硅，德国Degussa Corporation销售。该材料平均pH为5.5，平均粒径为直径大约12纳米；

AeroxideAlu C亲水锻制氧化铝，德国Degussa Corporation销售。该材料平均pH为5，平均粒径为直径13纳米；

Sipernat22LS亲水沉淀二氧化硅——德国Degussa Corporation销售的干燥粉末。平均聚集粒径为直径4.5纳米；

Sipernat500LS亲水沉淀二氧化硅——德国Degussa Corporation销售的干燥粉末。平均聚集粒径为直径4.5纳米；和

Viviprint 540^TM聚(乙烯基聚吡咯烷酮)颗粒，固体量为10重量％，ISP Technologies销售。

在一些情形下，可以使用具有其它功能特性的颗粒。这些颗粒在本文所述的结构构建特性以外还可以提供额外的特性。例如，南卡罗来纳州斯巴达堡的美利肯公司销售的AlphaSan抗微生物颗粒可以为纺织品基质提供抗微生物特性。氧化锌颗粒可以提供吸味特性。同样获自美利肯公司的Zelec^TM颗粒可以提供抗静电特性。硼酸锌颗粒或五氧化二锑可以提供阻燃和杀真菌特性。铁基微粒可以提供磁性和微波吸收特性。

沾污抑制剂：

适用于本发明的一类沾污抑制剂包括分子量相对低(MW范围为500至50,000)并含有在低pH条件下与尼龙反应的磺酸基的阴离子表面活性剂。合适的沾污抑制剂的例子是明尼苏达州圣保罗的MinnesotaMining and Manufacturing Company(3M)销售的商品名为StainblockerFC661的产品，以及南卡罗来纳州斯巴达堡的美利肯公司销售的商品名为FS2和FS7的产品。

交联剂：

多种类型的交联剂可以适用于加入到本发明的整理处理剂中。一类交联剂包括疏水交联剂。疏水交联剂包括不溶于水的那些交联剂。更具体地，疏水交联剂可以包括含有封端异氰酸酯(例如封端二异氰酸酯)的单体、含有封端异氰酸酯(例如封端二异氰酸酯)的聚合物、含有环氧化物的化合物等或者其组合。含有二异氰酸酯的单体或含有二异氰酸酯的聚合物可以是优选的交联剂。但是，含有两种或更多种封端异氰酸酯化合物的单体或聚合物可以是最优选的交联剂。一种可能优选的交联剂为RepearlMF，亦获自Mitsubishi Corp。其它包括获自Clariant的ArkophobDAN、获自Shell的Epi-Rez5003 W55、获自Dupont的HydrophobolXAN和获自美利肯公司的MilliguardMRX。

偶联剂：

偶联剂通常用于在有机聚合物和无机材料之间提供稳定的键合，否则二者将会不相容。一类非限定性的偶联剂包括含硅烷的偶联剂。硅烷偶联剂是一类具有如下一般结构的有机官能硅烷：Y-R-Si-X₃，其中X是可水解的基团，例如甲氧基、乙氧基或乙酰氧基，并且Y是通过烷基桥R与硅连接的有机官能团。Y基团的例子为乙烯基、环氧基、氨基、脲基、巯基、甲基丙烯酸酯基和类似物。硅烷偶联剂通常用于将无机颗粒材料与有机树脂偶联。当可水解的X基团在存在水分的条件下水解并缩合到无机颗粒材料的表面上时，则Y组分使多种树脂系统发生反应。

市售硅烷偶联剂的例子包括获自GE silicons-OSi Specialties的SilquestA-系列和获自Dow Corning的Dow Corning Z-系列。

其它添加剂：

在许多情况下，无论纺织品基质的最终使用用途是什么，为使其性能令人满意，需要有耐久的防污性、去污性和防护性以外的特性。这些特性的例子包括静电保护、抗皱性、收缩降低或消除、合意的手感(或触感)要求、染色牢度要求、气味控制、可燃性要求和类似特性。

因此，可能需要用含有如下化学物质的整理剂来处理纺织品基质：例如，抗微生物剂、抗菌剂、抗真菌剂、阻燃剂、UV抑制剂、抗氧化剂、着色剂、润滑剂、增稠剂、耐久压烫树脂(例如二羟甲基二羟基亚乙基脲)、其它类型的树脂(例如Kymene 450)、催化剂(例如Catalyst531)、抗静电剂、香料等或者其组合。而且，可以使用抗微生物剂和/或抗真菌剂来抑制微生物和/或真菌生长，甚至有助于控制气味。抗微生物剂和/或抗真菌剂的例子包括胶体银；AlphaSanRC-5000和AlphaSanRC-2000(均获自美利肯公司)；Ultrafresh NM、UltrafreshDM-50和Ultrafresh DM-25(均获自Thompson Associates)；Chitosante(获自VAG Bioscience)；Kathon LM(获自Rohm and Haas)；Reputex(获自Avecia)；AM 5700(获自Dow Corning)；Amical 48(获自DowChemical)；奥麦丁锌(zinc omadine)(获自Arch Chemicals，Inc.)；以及它们的组合。可能优选的是AlphaSan抗微生物产品和奥麦丁锌。

许多这些化学处理剂可以与本发明的整理处理剂同时加入，或者这些处理可以在用本发明的化学组合物处理之前进行。也可以使用合适的技术在施用本发明的整理处理剂之后施用许多这些化学处理剂。

此外，纺织品基质也可以通过机械整理技术加以处理。例如，可能需要对纺织品基质进行机械处理，例如砑光、凹凸轧花、蚀刻、虹彩或全息压花、薄膜或金属箔全息压花、织物金属化、热定形、用水或空气进行水力缠结、预缩整理、上光、缎光整理、磨绒、起绒、emorizing、拉绒、刮布、修毛整理、蒸呢、通过使用水、空气、激光或印花辊进行织物印花、以及类似处理或者它们的组合。这些机械处理通常为纺织品基质提供合意的效果，这会影响如下特性如织物的外观、强度和/或手感。根据采用哪种机械处理，通过在施用本发明的整理处理剂之前或之后进行处理而获得益处。例如，可以预计在施用整理处理剂之前起绒和在施用整理处理剂之后砑光具有有益效果。

此外，特别是对于具有绒头表面的地面遮盖物制品，整理处理剂中可以包括其它添加剂和调节剂。这些添加剂和调节剂包括但不限于，耐漂白剂、颜色安全剂(color safe agents)、发泡剂和类似物。这种耐漂白剂优选性质是水性的(尽管短链醇如甲醇、乙醇、异丙醇和类似物也可以作为其中的溶剂)，并且其形式可以是香波(shampoo)、涂料、喷雾、雾化分散体和类似形式。发泡剂可以包括任意各种阴离子或非离子表面活性剂，其包括但不限于，脂芳基(fatty aryl)-磺酸盐、脂芳基磷酸盐(优选十二烷基苯磺酸)、乙氧基化脂肪醇(优选获自美利肯公司的Syn Lube728)、椰子油等及其混合物。

施用于纺织品基质的整理处理剂的总量、以及构成整理处理剂的各化学成分的比例可以大范围变化。施用于纺织品基质的整理处理剂的总量通常取决于制品的组成、指定终端应用用途所需的耐久性水平、以及化学组合物的成本。作为一般准则，可以发现，施用于纺织品基质的整理处理剂的总量范围在纺织品基质的大约0.25重量％至大约10.0重量％。更优选地，可以发现施用于纺织品基质的整理处理剂的总量范围在纺织品基质的大约0.5重量％至大约5.0重量％。可以发现，通常的防护剂/去污剂的固体比率和浓度的比例在大约10∶1至大约1∶10的范围内，其包括所有可以发现在该范围之内的比率和比例。优选地，发现防护剂/去污剂的固体比率和浓度的比例在大约5∶1至大约1∶5的范围内。施用于纺织品基质的颗粒组分的总量优选小于纺织品基质的10重量％。

如果需要向组合物中加入交联剂，则可以发现防护剂/去污剂/交联剂的比例在大约10∶1∶0.1至大约1∶10∶5的范围内，包括所有可以发现在该范围之内的比率和比例。优选地，可以发现防护剂/去污剂/固体组分的固体比率和浓度比例在大约5∶1∶0.1至大约1∶5∶2的范围内。

防护剂/去污剂的比率以及施用于纺织品基质的颗粒组分量可以根据每种被改变的特性的相对重要程度而变化。例如，对于指定的终端使用用途，可能需要较高的防护剂水平。因此，可以增加防护剂相对于去污剂的量。另外可选地，去污性水平较高可以视为比防污性水平高更重要。在该情况下，可以增加去污剂相对于抗污剂的量。可以相应地调节颗粒组分的量。

为产生更经济的整理处理剂，防护剂、去污剂和颗粒组分的类型可以根据处理过的纺织品基质的终端用途而变化。例如，可以制造预计不会遇到油基污渍的处理过的地面遮盖物制品。因此，可以使用更经济的防护剂如硅酮作为整理处理剂的一种组分。

施用整理处理剂的方法

将整理处理剂施用于纺织品基质可以通过多种施用方法进行，这些方法包括但不限于，喷雾、发泡、浸轧、气蒸或任何其它技术，从而可以将可控量的液体悬浮液施用于纺织品基质。采用一种或多种这些施用技术可以使整理处理剂以均匀的方式施用于纺织品基质。

通常使用多层施用方法将整理处理剂施用于纺织品基质。该方法的第一步包括将包括防护剂的第一化学组合物施用于基质。该施用方法通常产生接近或邻近纺织品基质表面的第一化学品层。这种结构分层效果表示在图1中。

然后可以使纺织品基质暴露于可控干燥步骤，以便从基质上蒸发掉所需量的液体，并在处理过的基质表面上留下固体活性组分。干燥可以通过制造活动中通常使用的任何技术进行，例如干燥热来自拉幅机、微波能量、红外加热、蒸汽、过热蒸汽、高压釜等或它们的任意组合。另外可选地，纺织品基质可以不暴露于干燥步骤，在该情形下，基质通常会在施用方法的第二步中保持湿润。

该方法的第二步包括施用包括去污剂或者包括防护剂和去污剂的第二化学组合物。防护剂可以与施用方法第一步中应用的防护剂相同或不同。第二化学组合物可以与第一化学品层同时施用或顺序施用，例如，通过喷射、发泡或浸轧技术。这种施用方法通常产生接近或邻近纺织品基质表面上第一化学品层的第二化学品层。这种结构分层效果表示在图1中。

将整理处理剂施用于纺织品基质之后，通常将处理过的基质暴露于可控干燥步骤，以将过量液体蒸发，并在处理过的基质表面上留下固体活性组分。此外，可能需要将处理过的基质暴露于额外的干燥步骤，以进一步提高化学试剂的性能和耐久性。该步骤可以称作固化步骤。例如，额外的热可以：(a)能够使某些化学试剂活性组分的离散颗粒一起熔融流动(melt-flow)，产生均匀的粘合薄膜层；(b)引起化学试剂的某些链段的优选排列；(c)引起化学试剂之间或化学试剂与基质之间的交联反应；或(d)上述情况的组合。

具体实施方式

以下通过实施例的方式显示了本发明的各种实施方式，但本发明的范围并不限于此处提供的具体实施方式。

测试方法

a)3M防水性测试II(1992年5月)

织物纺织品基质的防水性根据3M防水性测试II(1992年5月)测试。级别范围为0-10，“0”表示防水程度最差(基质表面能较高)，“10”表示防水程度最好(基质表面能较低)。3M防水性测试级别为：

·0为0％异丙醇(IPA)和100％水(按重量)

·1为10％IPA和90％水

·2为20％IPA和80％水

·3为30％IPA和70％水

·4为40％IPA和60％水

·5为50％IPA和50％水

·6为60％IPA和40％水

·7为70％IPA和30％水

·8为80％IPA和20％水

·9为90％IPA和10％水

·10为100％IPA

将测试样品置于平坦的水平表面上。使用滴管或移液管将3小滴直径为大约5毫米的测试液体轻轻置于测试样品上的3处不同的区域。使液滴不受扰动地静置10秒。如果10秒过后，3滴液滴中地两滴仍然可见为圆形或半圆形，则样品通过测试。报告的防水性级别对应于处理过的基质通过测试的含IPA最高的混合物。

b)3M防水性测试V(1994年2月)

地毯纺织品基质的防水性根据3M防水性测试V(1994年2月)测试。级别范围与上文“a”中就织物纺织品基质而言所描述的相同。报告的防水性级别对应于处理过的地毯基质通过规定的含IPA最高的混合物。

c)防油性测试-AATCC测试方法118-2000

织物纺织品基质的防油性测试根据AATCC(American Associationof Textile Chemists and Colorists)测试方法118-2000进行。级别范围为0-8，“0”表示防油程度最差(基质表面能较高)，“8”表示防油程度最好(基质表面能较低)。防油性级别为：

·0为Nujol^TM矿物油(基质被该油润湿)

·1为Nujol^TM矿物油

·2为65/35的Nujol/正十六烷(按体积)

·3为正十六烷

·4为正十四烷

·5为正十二烷

·6为正癸烷

·7为正辛烷

·8为正庚烷

将测试样品置于平坦的水平表面上。以编号最低的测试样品开始，使用滴管或移液管将3小滴直径为大约5毫米的测试液体轻轻置于测试样品上的3处不同的区域。使液滴不受扰动地静置30秒，以45°角度观察液滴。如果30秒过后，样品基质在液体-基质界面处没有渗透或润湿，液滴周围没有发生芯吸，则样品通过测试。样品指定的防油性级别编号是编号最大的在30秒时间内不会润湿基质的测试样品。

d)防油性测试-改良的AATCC测试方法118-2000

除进行以下改良之外，具有绒头表面的地面遮盖物制品的防油性与以上“c”中对于织物纺织品基质所描述的相同：

·在将测试液滴置于制品表面之前，将绒头用手背朝着绒头行列最大的方向刷拂。

·在将6滴测试液体置于制品表面之后，以45度的角度观察液滴10秒钟(而不是上述的30秒)。重复该步骤，直至10分钟时间内制品发生明显的润湿。

e)喷射评级测试-AATCC测试方法22-2000

喷射评级测试根据AATCC测试方法22-2000进行。评级范围如下：

1 00-上表面没有粘搭或润湿

90-上表面有轻微的随机粘搭或润湿

80-上表面在喷射点润湿

70-整个上表面部分润湿

50-整个上表面完全润湿

0-整个上表面和下表面完全润湿

f)马丁代尔磨损测试-ASTM D4966-98

马丁代尔磨损测试根据改良的ASTM D4966-98使用Mark III磨损测试仪BS5690(Shirley Developments Ltd.)进行。将7英寸×7英寸的样品安装在测试台上。使用置于磨损圆柱体(重量12kpa)上的机织毛织物作为磨损材料。然后使样品暴露于预定次数的磨损循环。

g)去污性测试-改良的AATCC方法130-2000

这里所使用的去污性测试方法是AATCC方法130-2000的改良方法，其中使用除斑法而不是使用洗涤法(laundering process)清洗污渍。根据AATCC方法130将污渍如玉米油(CO)、燃烧机油(BMO)、番茄酱、芥末涂施于测试织物。在清洁之前，将沾污的织物在70±2和65±2％RH的条件下静置24小时。使用以下方法，以除斑法清洁污渍：

1.将沾污的样品置于光滑的水平表面。

2.使用ArmorAII清洁拭巾(cleaning wipe)，从污渍外部朝向内部轻轻擦拭5次。

3.每次擦拭均使用ArmorAII清洁拭巾的洁净部分。

4.启动定时器。在其运转中使用外部继续擦拭污渍。在擦拭污渍时施加压力，但压力不要高到对基质材料造成损坏。

5.继续擦拭1分钟。

6.在测试样品的沾污区域上放置4片纸巾。

7.将砝码放置在直接在清洗过的表面上的纸巾顶部。

8.使砝码在污渍顶部静置1分钟。

重复步骤6、7和8。

9.使样品在70±2和65±2％RH的条件下干燥24小时。

残余的污渍根据AATCC方法130-2000评价。

h)干防污性测试-AATCC测试方法123-2000

该测试方法描述了地毯的加速沾污的方法。其可以用于比较两块或更多块的沾污倾向，或者其可以在地毯的被清洁能力或清洁方法的效率的测量中用于沾污地毯作为预备步骤。已经发现该加速地毯沾污的方法给出了与地毯使用沾污类似的结果，但仅推荐其作为筛选方法值用，而不是作为地板测试的替代品。

将地毯样品与制成的合成污渍在实验室球磨机中翻滚预定的时间。合成污渍(获自Textile Innovators)由以下组分组成：38％泥炭、17％高岭土、17％波特兰水泥、17％二氧化硅、1.75％碳黑、0.5％红色氧化铁、8.75％矿物油(医用级)。

沾污水平在人为选择的地毯(对照样品)上预先确定，该地毯优选通过暴露于使用沾污测试(每次测试使用5.0克污渍)而沾污至指定的沾污轻度、中度和重度的程度。球磨机中的沾污时间由将对照样品的未沾污样品沾污而确定，以便与沾污的对照样品建立的沾污水平相匹配。评价的地毯样品沾污1分钟。

沾污方法如下：

(1)将两块样品放置在磨罐(mill jar)中，每块样品的背面靠着罐的内部圆筒表面；

(2)将5克污渍尽可能均匀地置于地毯样品的表面上；

(3)向瓷罐中加入50个燧石子，紧固罐的盖子；

(4)以250-300rpm转动罐和球磨机内容物；并且

(5)在预定的沾污时间(1分钟)结束时去除地毯样品，用罐型真空吸尘器通过轻度真空从地毯样品上清洁过量污渍。对所有的地毯样品都抽真空，直至看不到进一步的污渍去除(大约30秒)。

使用仪器方法评价地毯样品，以测量沾污样品的ΔEcm。ΔEcmc测量在地毯样品上的3处进行，并报道平均ΔEcmc。推荐使用AATCC测试方法121地毯沾污视觉评级方法用于该评价。如果时间或装置不允许通过AATCC方法121进行评价，则有必要使用视觉板(visualpanel)评价。

沾污地毯样品的三个L^*、a^*、b^*彩色坐标可以使用带有D65发光源的Minolta 310色度计测量。每个沾污地毯样品的色差值ΔEcmc相对于其未沾污的对应物计算。这种ΔEcmc测量与工业方法一致，例如，如Wang等人的美国专利第5,908,663号中所描述。已经有人表明，从这些比色测量计算的ΔEcmc值与之前采用的视觉评价(例如AATCC提出的沾污评价)定性地相符。

此外，ΔEcmc值具有精确度更高的额外优势，而且它们很大程度上不受环境变化或操作者主观因素的影响。色泽差异在下文中提供为ΔEcmc，以下报道的该数值越大，则对应于去污性越差。因此，ΔEcmc低表示末沾污和沾污的纺织品制品在色泽上更为接近，因此更多的污渍被去除。从色原学说来讲，ΔEcmc将根据地毯的颜色和图案以及所使用污渍的颜色或量而变化。浅色在用深色污渍沾污后将会表现出较大的颜色变化。因此，如果评价其它地毯颜色或图案时，说明书和权利要求书中给出的数值必须从白色地毯上给出的数值调整。

i)地毯除尘度测试-AATCC测试方法171-2000

使用AATCC测试方法171-2000测定地毯基质的去污性，不同之处描述如下：

将测试样品平放在光滑的水平表面上。然后将10滴红色Kool-Aid染料应用于测试样品，并以戴手套的手指进行圆周运动30秒以将其揉进地毯中。使染料干燥过夜(大约16小时)。使用1.0％的Tide(粉末)在热自来水(大约120)中的清洁溶液，用Bissell Little Green清洁器(型号#1720-1)进行热水提取。样品最多清洁2分钟，或者直至污点完全去除(少于2分钟)。将清洁过的样品进行空气干燥，并评级如下：5.0＝去除完全，4.0＝去除非常良好(＞75％)，3.0＝去除良好(＞50％)，2.0＝去除尚可(＜50％)，1.0＝去除很差(＜25％)。

整理处理剂施用方法：

以下提供的所有实施例根据如下方法之一进行处理，并相应地标记。

I)一步法浸轧施用方法

1.将织物片浸泡在含有包括所需化学试剂的化学组合物的浸浴(bath)中。

2.织物完全湿润后，将织物从处理剂浸浴(treatment bath)中取出，在所需压力下在挤压辊之间经过，得到通常为大约30％至大约100％的均匀吸液率(pickup)。

3.将织物在支架上固定拉紧拉伸，以保持所需的大小。将固定的织物置于Dispatch烘箱中，或者在大约300至大约380的温度下通过拉幅机运转大约0.5到10分钟，以使整理剂干燥并固化。

II)多层浸轧/浸轧施用方法

1.将织物片浸泡在含有包括所需化学试剂的化学组合物的第一浸浴中。

2.织物完全湿润后，将织物从处理浸浴中取出，并在所需压力下在挤压辊之间经过，得到通常为大约30％至大约100％的均匀吸液率。

3.在织物保持湿润、部分干燥或被蒸汽处理过(steamed)的同时，然后将织物浸泡在现制的含有包括所需化学试剂的第二化学组合物的第二浸浴中。

4.然后将织物在所需压力下在挤压辊之间经过，得到均匀吸液率。

5.将织物在支架上固定拉紧拉伸，以保持所需的大小。将固定的织物置于Dispatch烘箱中，或者在大约300至大约380的温度下通过拉幅机运转大约0.5-10分钟，以使整理剂干燥并固化。

III)多层地面遮盖物施用方法包括如下步骤：

1.使用氨基磺酸将第一化学混合物调节至pH为大约2.2±0.2；

2.将大约30重量％的第一化学混合物喷射至地毯纤维上；

3.将地毯用蒸汽处理(steam)大约5分钟；

4.使用标准技术洗涤并挟持(nip)地毯；

5.将大约30重量％的第二化学混合物喷射至地毯纤维上；和

6.在大约300至大约380的温度下，将地毯干燥并固化大约0.5-10分钟。

注意到，除非另外指出，以下实施例中所有化学物质的百分含量(％)均为基于所制备浸浴总重的重量百分比，当给出化学物质的百分含量或克数时，余量为水。此外，％化学物质是基于获自制造商的原始化学品，这样如果组合物含有30％活性组分，则使用X％的该30％的组合物。

根据之前描述的方法，对于原始样品，测试处理过的纺织品基质的防水防油性、喷射评级和去污性。这些测试结果提供在表1中。在10000循环的马丁代尔磨损(以12kpa重量)之后，另外测试处理过的纺织品基质的防水防油性、喷射评级和去污性。这些测试结果提供在表2中。根据之前描述的方法，对于地毯基质，测量处理过的地面遮盖物制品的干防污性、地毯除尘度和防水防油性。

“N/A”表示指定样品没有进行特定参数的测试。

实施例

实施例1

机织100％聚酯织物(大约8盎司/平方码)获自南卡罗来纳州斯巴达堡的美利肯公司。织物是机织的，经向和纬向均使用2股150单丝变形聚酯纱，得到的织物具有大约60根经纱/英寸和大约45根纬纱/英寸。

根据前述多层浸轧/浸轧施用方法处理机织织物。第一化学浸浴含有如下组分：

·2％RepearlF-7105，获自Mitsubishi Corp.的氟化防水防油剂；和

·0.5％MilliguardMRX，获自美利肯公司的含有异氰酸酯的交联剂。

第二化学浸浴含有如下组分：

·2％RepearlF-7105；

·1％UnidyneTG-993，获自Daikin Corp的去污含氟化合物；

·0.5％MilliguardMRX；

·0.2％AerosilR7200，获自德国Degussa Corporation的疏水锻制二氧化硅颗粒；和

·0.5％AlphaSanRC5000，获自美利肯公司的银基抗微生物剂。

挤压辊压力设定成实现大约100％的总纤维吸液率。

处理过的织物在拉幅机上在325下干燥并固化大约5分钟。

实施例2

重复实施例1，不同之处在于100％机织聚酯织物用获自美利肯公司的聚酯双针床针织织物(大约12盎司/平方码)代替。

实施例3

重复实施例1，不同之处在于第二化学浸浴含有如下组分：

·0.02％SilquestA-1 87，获自GE公司的硅烷基偶联剂；

·0.2％Sipernat500LS，获自德国Degussa Corporation的亲水沉淀二氧化硅颗粒；

·2％RepearlF-7105；

·1％UnidyneTG-993；

·0.5％MilliguardMRX；和

·0.5％AlphaSanRC5000。

实施例4

重复实施例3，不同之处在于100％机织聚酯织物用获自美利肯公司的聚酯双针床针织织物(大约12盎司/平方码)代替。

实施例5

为说明在整理处理剂中不加入颗粒组分的情况下防护性和去污性的改进，根据多层浸轧/浸轧施用方法对平纹组织的100％聚酯织物进行处理，并进行如下所述的修改。

将织物片浸泡在含有如下化学物质的第一化学浸浴中：

·2％Repearl F-7105

·0.5％Milliguard MRX

织物完全湿润后，将织物从处理浸浴中取出，并在40psi下经过挤压辊，得到大约60％的均匀吸液率。

当织物保持湿润时，将其在蒸汽室内放置3分钟。然后将织物浸泡在含有如下化学物质的第二浸浴中：

·2％Unidyne TG-993

·0.5％Milliguard MRX；

将织物再次在40psi下经过挤压辊，并且在支架上固定拉紧拉伸，并在Dispatch烘箱中在350下干燥5分钟，以使整理剂固化。

比较例1

将实施例1中所述的100％机织聚酯织物根据前述一步法浸轧施用方法进行处理。化学浸浴含有如下组分：

·2％RepearlF-7105；

·1％UnidyneTG-993；

·0.5％MilliguardMRX；和

·0.5％AlphaSanRC5000。

挤压辊压力设定成实现大约100％的总纤维吸液率。处理过的织物在Dispatch烘箱中在325下干燥并固化大约5分钟。

比较例2

重复比较例1，不同之处在于100％机织聚酯织物用聚酯双针床针织织物(大约12盎司/平方码)代替。

比较例3

将实施例1中所述的100％机织聚酯织物根据前述一步法浸轧施用方法进行处理。化学浸浴含有如下组分：

·2％Repearl F-7105；和

·0.5％Milliguard MRX。

挤压辊压力设定成实现大约100％的总纤维吸液率。处理过的织物在Dispatch烘箱中在325下干燥并固化大约5分钟。

比较例4

重复比较例3，不同之处在于100％机织聚酯织物用聚酯双针床针织织物(大约12盎司/平方码)代替。

比较例5

将实施例5中所述的100％机织聚酯织物根据前述一步法浸轧施用方法进行处理。化学浸浴含有如下组分：

·2％RepearlF-7105；

·2 ％UnidyneTG-993；和

·1％MilliguardMRX。

挤压辊压力设定成实现大约60％的总纤维吸液率。处理过的织物在Dispatch烘箱中在350下干燥并固化大约5分钟。

表1-原始样品的测试结果

样品	防水性	防油性	喷射评级	去污性
								CO	BMO	番茄酱	芥末
				实施例1	10	7	100					5	5	5	5
实施例2	9	6	100					5	4.5	4.5	5
				实施例3	10	7	100					5	5	5	5
实施例4	9	6	100					5	4.5	4.5	5
				实施例5	10	6	100					5	4	4.5	5
比较例1	10	7	70					5	5	4.5	5
				比较例2	9	6	50					N/A	N/A	N/A	N/A
比较例3	10	6.5	100					3.5	2	4	4
				比较例4	9	6	100					3.5	3	4	3.5
比较例5	10	6	70					5	4	4.5	4.5

表2-10000循环的马丁代尔磨损后样品的测试结果

样品	防水性	防油性	喷射评级	去污性
								CO	BMO	番茄酱	芥末
				实施例1	9	6	90					5	5	5	5
实施例2	4	4	80					5	5	4	5
				实施例3	9	6	90					5	5	5	5
实施例4	4	4	80					5	4	4	5
				比较例1	8	6	50					5	5	4	4
比较例2	4	3	50					N/A	N/A	N/A	N/A

表1和表2中的数据说明了使用多层施用方法施用整理处理剂的优势。表1清楚地表明，通过施用由防护剂组成的第一层、然后施用由防护剂和去污剂组成的第二层，出乎意料地实现了改进的防护性和去污性。表2的结果表明整理处理剂是耐磨损的。

实施例6

为说明纺织品基质上层状结构的形成，根据多层浸轧/浸轧施用方法对实施例5和比较例5中使用的聚酯织物进行处理，并进行如下所述的修改。

将织物片浸泡在含有如下化学物质的第一化学浸浴中：

·2％Repearl F-7105

·0.5％Milliguard MRX

织物完全湿润后，将织物从处理浸浴中取出，并在40psi下经过挤压辊，得到大约60％的均匀吸液率。

当织物保持湿润时，将其在蒸汽室内放置3分钟。然后将织物浸泡在含有如下化学物质的第二浸浴中：

·2％Unidyne TG-993

·0.5％Milliguard MRX；

将织物再次在40psi下经过挤压辊，并在支架上固定拉紧拉伸，并在Dispatch烘箱中在350下干燥5分钟，以使整理剂固化。

为说明整理处理剂中层状结构的形成，使用溅射剖面X-射线光电子能谱(XPS)对处理过的织物进行氟(F)和氧(O)的深度剖面表面化学分析。使用具有Al KαX-射线源(1486.6eV)的SSX-100X-射线光电子能谱仪(Surface Science Laboratories，Inc.)进行溅射分布XPS分析。基础压力低于10^-8乇。在剖面测量过程中使用氩离子溅射蚀去表面。在4keV下在3.7×10^-7乇的氩气压力下操作Kratos Mini-Beam II离子枪。氟/氧(F/O)比例随氩离子溅射时间变化的情况显示在图1中。

溅射剖面XPS分析清楚地证明了表面处理中层状结构的形成。由于存在于由大量由去污剂组成的第二化学品层中的-CF₃基团的存在，处理过的织物的极外侧表面处的F/O比很高。从处理过的织物的外表面向内直到第二化学品层，F/O比随着剖面分析而降低。相信这种降低是因为去污剂中存在氧化乙烯链段。F/O比在第二化学品层和第一化学品层之间的界面处再次开始增加，该第一化学品层由防护剂组成。F/O比随着剖面分析穿过第二化学品层进行而持续增加。相信这种增加是因为防护剂中缺乏氧化乙烯链段。当到达聚酯纤维时，F/O比消失。

实施例7

18英寸×18英寸的白色阔幅地毯由尼龙6，6组成，具有割绒结构，重量为32盎司/平方码，获自美利肯公司。将地毯根据前述地面遮盖物多层施用方法使用下列化学试剂进行处理：

第一化学混合物(步骤#2)：

·5％FC661，以“3M牌去污浓缩物”销售的沾污抑制剂含有29.5％的水溶液，该水溶液包括磺化novalak和丙烯酸树脂的混合物；和

·1.0％BK96，获自美利肯公司的防护剂。

第二化学混合物(步骤#5)：

·1.0％BK96；

·1％Ludox SM，获自Grace Davison的胶体二氧化硅；和

·0.5％Milliguard DXG，获自美利肯公司的亲水氟化去污剂，由大约30％的丙烯酸氟烷基酯共聚物固体组成。

地毯在1区在350的温度下、在2区在320的温度下干燥大约5分钟。然后使用剪毛机对地毯的面纤维部分进行剪毛。

处理过的地毯的干防污性评级ΔEcmc为24.16。未经处理的白色对照物的ΔEcmc为40.14。处理过的地毯的地毯除尘度为5.0。处理过的地毯的防水性和防油性评级分别为4.0和4.0。

比较例7

根据前述地面遮盖物多层施用方法对与实施例7中所述相同的地毯进行处理，不同之处在于在施用方法第二步中第一化学混合物中没有加入BK96防护剂，且第二化学混合物中加有2.0％的BK96。

处理过的地毯的干防污性评级ΔEcmc为25.37。未经处理的白色对照物的ΔEcmc为40.14。处理过的地毯的地毯除尘度为5.0。处理过的地毯的防水性和防油性评级分别为2.0和3.0。

因此，实施例7和比较例7的测试结果说明，使用其中第一化学品层中施加了防护剂的地面遮盖物多层施用方法，实现了改进的防护性、去污性和防污性。还相信，蒸汽处理步骤显著提高了含氟化合物向纱束中心以及向地毯纱束底部的渗透。因此，以特定设置使化学物质分层和对地面遮盖物制品进行蒸汽处理的步骤的组合显著改进了处理过的地面遮盖物制品的防水防油性、去污性和防污性。这种组合还显著改进了含氟化合物的耐磨性和耐清洗性，这使得地面遮盖物制品的寿命性能延长。

因此，本发明的处理过的纺织品基质具有许多可应用的终端用途。例如，处理过的纺织品基质可以理想地适用于室内装璜应用，例如车内装璜、商用装璜和住宅装璜。其它合意的终端用途包括处理过的地面遮盖物制品(例如地毯和小地毯)和室外织物(例如车用可变换顶部织物、室外家具织物和覆盖物、遮阳蓬、船罩和散热器格栅罩)。另外还预计，处理过的纺织品基质可以结合到服装制品中，例如外衣(例如雨衣)、工作服(例如制服)、运动衣、activewear、和时装(例如衬衫、裤子和其它衣服)。用于垂悬制品、竖向百叶窗、桌布制品(例如亚麻台布和餐巾)、纺织品栅栏、医用纺织品和任何其它制品中也是理想的，在上述制品当中，需要制造具有改进的防水防油性、去污性和抗污特性的基质。

本领域技术人员可以在不偏离本发明精神和范围的情况下对本发明进行这些和其它修改和变化。而且，本领域技术人员将会认识到，前述描述通过实施例进行，实施例并非对所附权利要求描述的发明范围进行限定。

Claims (78)

1.一种为纺织品基质赋予改进的耐久防护性和去污性的方法，所述方法包括以下步骤：

a.提供纺织品基质；

b.将第一化学品层施用于纺织品基质的至少一个表面上，其中所述第一化学品层包括防护剂；

c.将第二化学品层施用于第一化学品层上，其中所述第二化学品层包括去污剂；和

d.加热处理过的纺织品基质，以从处理过的纺织品基质上除去基本上所有的过量液体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤“b”中的所述第一化学品层施用于纺织品基质的两个表面上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过喷射实现。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过浸轧实现。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过发泡实现。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一化学品层在施用于所述纺织品基质之前被调节至pH2.2±0.2。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在应用步骤“b”和“c”之间对所述纺织品基质进行蒸汽处理。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热步骤“d”在拉幅机上通过干燥加热来实现。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热步骤“d”进行大约0.5-10分钟。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热步骤“d”在大约300至380的温度下进行。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一化学品层进一步包括沾污抑制剂。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一化学品层进一步包括交联剂。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括交联剂。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括防护剂。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括颗粒组分。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括抗微生物剂。

17.一种为织物基质赋予改进的耐久防护性和去污性的方法，所述方法包括以下步骤：

a.提供织物基质；

b.将第一化学品层施用于织物基质的至少一个表面上，其中所述第一化学品层包括防护剂和交联剂；

c.将第二化学品层施用于第一化学品层上，其中所述第二化学品层包括去污剂和交联剂；

d.加热织物基质，以从处理过的织物基质上除去基本上所有的过量液体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中步骤“b”中的所述第一化学品层施用于织物基质的两个表面上。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过喷射实现。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过浸轧实现。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过发泡实现。

22.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一化学品层在施用于纺织品基质之前被调节至pH2.2±0.2。

23.根据权利要求17所述的方法，其中所述加热步骤“d”在拉幅机上通过干燥加热来实现。

24.根据权利要求17所述的方法，其中所述加热步骤“d”进行大约0.5-10分钟。

25.根据权利要求17所述的方法，其中所述加热步骤“d”在大约300至380的温度下进行。

26.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括防护剂。

27.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括颗粒组分。

28.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括抗微生物剂。

29.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括偶联剂。

30.一种为地面遮盖物制品赋予改进的耐久防护性和去污性的方法，所述方法包括以下步骤：

a.提供地面遮盖物制品；

b.将第一化学品层施用于地面遮盖物制品，其中所述第一化学品层包括防护剂；

c.对地面遮盖物制品进行蒸汽处理；

d.将第二化学品层施用于第一化学品层上，其中所述第二化学品层包括防护剂、去污剂和颗粒组分；和

d.加热处理过的地面遮盖物制品，以从处理过的地面遮盖物制品上除去基本上所有的过量液体。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过喷射实现。

32.根据权利要求30所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过浸轧实现。

33.根据权利要求30所述的方法，其中所述第一化学品层和第二化学品层的施用通过发泡实现。

34.根据权利要求30所述的方法，其中所述第一化学品层在施用于纺织品基质之前被调节至pH2.2±0.2。

35.根据权利要求30所述的方法，其中所述加热步骤“e”在拉幅机上通过干燥加热来实现。

36.根据权利要求30所述的方法，其中所述加热步骤“e”进行大约0.5-10分钟。

37.根据权利要求30所述的方法，其中所述加热步骤“e”在大约300至380的温度下进行。

38.根据权利要求30所述的方法，其中所述第一化学品层进一步包括沾污抑制剂。

39.根据权利要求30所述的方法，其中所述第二化学品层进一步包括抗微生物剂。

40.根据权利要求1所述的方法制备的产品。

41.根据权利要求17所述的方法制备的产品。

42.根据权利要求30所述的方法制备的产品。

43.一种用于纺织品基质的整理处理剂，其包括防护剂和去污剂，

其中所述整理处理剂为纺织品基质赋予改进的耐久防护性和去污性；且

其中所述防护剂和所述去污剂在纺织品基质的至少第一表面上形成层状结构，其中所述防护剂设置为与纺织品基质的第一表面邻接，且所述去污剂设置为与所述防护剂邻接。

44.根据权利要求43所述的整理处理剂，其中所述防护剂包括疏水含氟聚合物。

45.根据权利要求43所述的整理处理剂，其中所述去污剂包括氟化去污聚合物。

46.根据权利要求43所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括交联剂。

47.根据权利要求46所述的整理处理剂，其中所述交联剂是疏水交联剂。

48.根据权利要求47所述的整理处理剂，其中所述交联剂包括含有封端异氰酸酯的聚合物。

49.根据权利要求43所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括偶联剂。

50.根据权利要求49所述的整理处理剂，其中所述偶联剂是硅烷基化合物。

51.根据权利要求43所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括颗粒组分。

52.根据权利要求51所述的整理处理剂，其中所述颗粒组分选自微米尺寸的无机颗粒、微米尺寸的有机颗粒、纳米尺寸的无机颗粒、纳米尺寸的有机颗粒及其组合。

53.根据权利要求43所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括抗微生物剂。

54.根据权利要求53所述的整理处理剂，其中所述抗微生物剂是银离子交换化合物。

55.根据权利要求43所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括沾污抑制剂。

56.根据权利要求55所述的整理处理剂，其中所述沾污抑制剂包括含有磺酸基的阴离子聚合物。

57.根据权利要求43所述的整理处理剂，其中防护剂/去污剂的浓度比例在基于重量份的大约10∶1至大约1∶10的范围内。

58.一种整理处理剂，其包括防护剂、去污剂和交联剂，

其中所述整理处理剂为纺织品基质赋予改进的耐久防护性和去污性；且

其中所述防护剂和所述去污剂在纺织品基质的至少第一表面上形成层状结构，其中所述防护剂设置为与纺织品基质的第一表面邻接，且所述去污剂设置为与所述防护剂邻接。

59.根据权利要求58所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括颗粒组分。

60.根据权利要求59所述的整理处理剂，其中所述颗粒组分选白微米尺寸的无机颗粒、微米尺寸的有机颗粒、纳米尺寸的无机颗粒、纳米尺寸的有机颗粒及其组合。

61.根据权利要求58所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括抗微生物剂。

62.根据权利要求61所述的整理处理剂，其中所述抗微生物剂是银离子交换化合物。

63.一种整理处理剂，其包括防护剂、去污剂和颗粒组分，

其中所述整理处理剂为纺织品基质赋予改进的耐久防护性和去污性；且

其中所述防护剂和所述去污剂在纺织品基质的至少第一表面上形成层状结构，其中所述防护剂设置为与纺织品基质的第一表面邻接，且所述去污剂设置为与所述防护剂邻接。

64.根据权利要求63所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括沾污抑制剂。

65.根据权利要求64所述的整理处理剂，其中所述沾污抑制剂包括含有磺酸基的阴离子聚合物。

66.根据权利要求63所述的整理处理剂，其中所述整理处理剂进一步包括抗微生物剂。

67.根据权利要求66所述的整理处理剂，其中所述抗微生物剂是银离子交换化合物。

68.一种具有改进的耐久防护性和去污性的纺织品基质，

其中所述纺织品基质具有第一表面和第二表面，其中所述第一表面和所述第二表面中的至少一个已经涂有包括防护剂和去污剂的整理处理剂；

其中所述整理处理剂在所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上形成层状结构，其中所述防护剂设置为与所述第一表面和所述第二表面中的至少一个邻接，并且所述去污剂设置为与所述防护剂邻接。

69.根据权利要求68所述的纺织品制品，其中所述整理处理剂进一步包括交联剂。

70.根据权利要求69所述的纺织品基质，其中所述纺织品基质是织物。

71.根据权利要求70所述的纺织品基质，其中所述织物包括合成纤维、天然纤维、使用天然组分的人造纤维、无机纤维、玻璃纤维及其组合。

72.根据权利要求71所述的纺织品基质，其中所述织物包括聚酯纤维。

73.根据权利要求72所述的纺织品基质，其中所述织物表现出：

当通过AATCC测试方法118-2000测试时防油级别至少为4；通过3M防水性测试II(1992年5月)测试时防水级别至少为4；通过AATCC测试方法22-2000测试时喷射级别至少为70；当通过AATCC测试方法130-2000测试时对于玉米油的去污级别至少为5；并且

其中在所述织物暴露于10000循环的根据ASTM D4966-98的马丁代尔磨损后，表现出所述特性。

74.一种具有改进的耐久防护性和去污性的纺织品基质，

其中所述纺织品基质具有第一表面和第二表面，其中所述第一表面和所述第二表面中的至少一个已经涂有包括防护剂、去污剂和颗粒组分的整理处理剂；

其中所述整理处理剂在所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上形成层状结构，其中所述防护剂设置为与所述第一表面和所述第二表面中的至少一个邻接，并且所述去污剂设置为与所述防护剂邻接。

75.根据权利要求74所述的纺织品基质，其中所述整理处理剂进一步包括沾污抑制剂。

76.根据权利要求75所述的纺织品基质，其中所述纺织品基质是地面遮盖物制品。

77.根据权利要求76所述的纺织品基质，其中所述地面遮盖物制品包括尼龙纤维。

78.根据权利要求77所述的纺织品基质，其中所述地面遮盖物制品表现出：

当通过改良的AATCC测试方法118-2000测试时防油级别至少为4；当通过3M防水性测试V(1994年2月)测试时防水级别至少为4；当通过AATCC测试方法123-2000测试时干防污性级别ΔEcmc小于25；并且当通过AATCC测试方法171-2000测试时地毯除尘度为5.0。

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