CN101595258A - 纺织底物通过在电离辐射下桥联的官能化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织底物借助于活性组合物的官能化方法，所述方法包括以下步骤：制备含有在包封物中的活性组合物的微囊配制剂，所述包封物基于包含一种在电离辐射下具有反应性的基团的材料，所述配制剂还包含至少一种具有两种在电离辐射下具有反应性的基团的桥联剂；用所述微囊配制剂浸渍该纺织底物；对浸渍过的纺织底物施加电离辐射以便通过反应性基团的反应在所述底物上桥联微囊。本发明还涉及通过所述方法获得的官能化纺织底物以及用上述纺织底物制成的纺织制品。

Description

纺织底物通过在电离辐射下桥联的官能化方法
技术领域
本发明涉及纺织底物(substrat textile)借助于活性组合物的官能化方法、通过实施所述方法官能化的纺织底物和用所述纺织底物制造的纺织制品。
本发明特别适用于纺织底物的官能化以便赋予其热调节性能。为此，已知将包含相变材料组合物的微囊固定到纺织底物上。实际上，通过该材料相变过程中的热能吸收-释放，该纺织底物使得可以延迟温度变化以便提供热舒适性。
背景技术
为了在纺织底物上固定微囊，特别是从文献EP-0 611 330中已知的是：涂布其中分散有微囊的聚合物粘结剂层，所述粘结剂粘附在所述纺织底物上。
然而，由于粘结剂层的存在，这种解决方案就纺织底物的柔软性而言不能完全令人满意。另外，涂布过的纺织底物的重量不利地增大。最后，由于该粘结剂层不透气，纺织底物的透气性也劣化。所有这些局限性使得不能用该纺织底物制造合适的纺织制品，特别是贴近人体穿着的纺织制品。
此外，从文献EP-1 275 769中已知在纺织底物上分别固定微囊的方法。为此，用固定剂分散微囊并用所述分散体浸渍纺织底物。然后施加UV辐射活化该固定剂以便确保微囊分别固定在纺织底物上。
虽然该方法可以解决上面所述方法的问题，但是就能够固定的微囊数量而言受到限制。
发明内容
本发明的目的在于通过提供纺织底物的官能化方法克服现有技术的缺点，其中可以引入大量的活性组合物，而不显著降低所述纺织底物的柔软性和透气性。
为此，根据第一方面，本发明提供纺织底物借助于活性组合物的官能化方法，所述方法包括以下步骤：
-制备含有在包封物中的活性组合物的微囊配制剂，所述包封物基于包含一种在电离辐射下具有反应性的基团的材料，所述配制剂还包含至少一种具有两种在电离辐射下具有反应性的基团的桥联剂(agent de pontage)；
-用所述微囊配制剂浸渍该纺织底物；
-对浸渍过的纺织底物施加电离辐射以便通过反应性基团的反应在所述底物上桥联微囊。
根据第二方面，本发明提供通过实施所述方法官能化的纺织底物，所述底物包含大于10g/m2的含该活性组合物的微囊，所述微囊借助于其包封物与所述底物的纤维之间的桥联而结合。
根据第三方面，本发明提供用所述纺织底物制造的纺织制品，所述制品还包含在该纺织底物一侧的内部纺织层和所述底物另一侧为了封闭一定体积的空气而布置的外部纺织层。
具体实施方式
本发明的其它特征和优点在下文多种具体实施方案的描述中将会显现。
本发明涉及纺织底物借助于活性组合物的官能化方法。具体地，该活性物质能够赋予纺织底物热调节功能。在其它应用中，活性物质可以具有其它功能，例如与卫生或舒适有关的功能。在实施方案的实例中，活性物质可以包含香精油，从而特别地改善透气、香味、驱虫(特别是驱蚊)、导电或抗静电，抑菌剂例如银盐、除臭剂。
所述方法提供含有在包封物中的活性组合物的微囊配制剂的制备，所述微囊的尺寸小于20μm，特别地平均为1-10μm。
在下述的配制剂中，所述活性物质包含相变材料，其熔化温度为15℃-38℃，优选22℃-35℃，以便确保在人体温附近的热调节。
已知的是，所述活性组合物可以基于链烷烃(paraffine)，特别地根据期望的熔化温度包含16-22个碳原子。这样，当环境温度升高时，该活性组合物的液化使得能够在准恒温下吸收热能，而当环境温度降低时，所述组合物的凝固释放所述热能。在变化方案中，可以使用不含链烷烃、特别地用于防火应用的阻燃相变材料。
另外，微囊的包封物基于包含在电离辐射下具有反应性的基团的材料。具体地，这些基团可以包含在电离辐射的作用下形成反应性自由基的不饱和键。在实施方案的实例中，在电离辐射下具有反应性的基团选自羟基、羧基、羰基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯(uréthanes)、苯乙烯基团。在变化方案中，包封物可以包含多种在电离辐射下具有反应性的基团。
所述配制剂包含两种微囊，每种微囊的相变材料的熔化温度不同。特别地，两种微囊可以是BASF公司的称为Lurapret TX PMC 28和Lurapret TX PMC 35的那些，它们分别具有28℃和35℃的熔化温度。为此，活性物质分别为正十八烷和正二十烷，储热或放热容量为170J/g左右。此外，包封物基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其具有在电离辐射下具有反应性的丙烯酸酯基团。
所述微囊配制剂还包含至少一种具有两种在电离辐射下具有反应性的基团的桥联剂，所述种类可以相同或不同。和包封物一样，电离辐射下具有反应性的基团可以选自羟基、羧基、羰基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、苯乙烯基团。另外，至少一些反应性基团可以选择为具有热反应性。
更具体地，所述微囊配制剂可以包含桥联剂的混合物，特别选自丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯(AGLY、MAGLY)，聚乙二醇200、400、600二丙烯酸酯(PEG200DA、PEG400DA、PEG600DA)，二丙二醇二丙烯酸酯(DPGA)、甲基丙烯酸磺酸丙酯钾盐(SPMK)和甲基丙烯酸月桂酯或丙烯酸月桂酯。
特别地，AGLY或MAGLY是具有环氧基团和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团的双官能桥联剂，PEG DA是通过延长微囊与纤维之间的结合链参与桥联的双官能内部增塑剂。因此，这两种桥联剂的结合使用使得可以改善微囊沉积的灵活性。
桥联剂与微囊之间的质量比优选小于0.5，特别是0.10-0.30。
此外，所述微囊配制剂可以包含30-60重量％，特别是40-50重量％分散于溶剂中、特别是水中的微囊。该微囊配制剂还可以包含至少一种改善分散体稳定性的试剂，例如甲基丙烯酸磺酸丙基酯(SPM)或丙烯酸磺酸丙基酯(SPA)，它们是在电离辐射下具有反应性的阴离子单体，或者丙烯酸胶乳例如以名称HYCAR 26319销售的胶乳，它在微囊与底物之间产生桥联时改善桥联剂对微囊的润湿。在变化方案中，所述试剂可以是凝胶形式的聚丙烯酸酯或聚氨酯分散体。
然后，所述方法提供用所述微囊配制剂浸渍该纺织底物。可以借助浸轧(foulardage)进行该浸渍，对所述浸轧的条件和纺织底物的特性进行调整以在所述纺织底物中带走至少80重量％并优选至少150重量％的微囊配制剂。这样，通过具有很高的微囊含量的配制剂和高带走率的结合，可以借助于不同的反应性基团在纺织底物中固定大量微囊。
特别地，所述微囊配制剂可以是触变性的而且其粘度为130-150mPa.s，特别是通过向所述配制剂中添加流化剂(fluidifiant)如异丙醇而具有上述特性。另外，纺织底物可以基于亲水性纤维。这样，可以在浸渍过程中实现配制剂在纺织底物中令人满意的浸入和良好润湿。
此外，浸轧过程中的轧制压力相对较小，特别是1-2巴左右，从而使微囊配制剂在纺织底物中的高的带走以及均匀渗透和分布成为可能。在实施方案的实例中，在每单位面积质量为50g/m2的纺织底物中浸渍的配制剂的量可以大于50g/m2，特别是50g/m2-150g/m2。
浸渍之后，在浸渍过的纺织底物上施加电离辐射以前，可以干燥该纺织底物，特别是借助红外灯干燥。干燥还使得可以对纺织底物中的微囊配制剂进行热固定。在变化方案中，可以在施加电离辐射之后进行热固定，例如在100-140℃的温度下进行，从而借助于热反应性桥联剂的反应完善微囊的固定。
安排辐射的功率和持续时间以活化反应性基团，从而确保微囊在所述底物上的桥联。根据一种实施方案，电离辐射是电子加速器产生的电子轰击，其可以在一个或两个通道中进行，特别是在纺织底物的每一侧一个通道。此外，与各种反应性基团的存在结合的电离辐射的功率使得可以在纺织底物中固定大量微囊。
另外，包封物与桥联剂的反应性基团之间的反应使得可以将微囊的包封物与纤维、微囊和任选的桥联剂结合在一起，以便产生耐摩擦和耐洗涤或干洗的立体三维网络。
最后，该纺织底物可以进行洗涤然后干燥或经历其后续使用所必需的其它处理。
根据一种实施方案，所述官能化方法还包括以下步骤：制备对微囊配制剂具有不渗透性的材料，并且在用微囊配制剂浸渍纺织底物以前在该纺织底物的表面的至少一个区域上涂布该不渗透性材料，以便防止所述区域随后被微囊配制剂浸渍。
这种实施方案使得可以改善官能化纺织底物的柔软性，其中缺乏微囊的区域可以形成所述底物的优选褶皱区域。另外，该纺织底物的某些区域不需要官能化。在实施方案的实例中，该不渗透性材料的施涂区域可以在纺织底物的表面上形成二维网络，例如是具有矩形或其它几何形状的不连续区域。有利地，不渗透性材料的施涂区域可以形成该纺织底物总表面积的5％-40％。
另外，在施加电离辐射之后，可以将至少一部分不渗透性材料从纺织底物表面上除去以便形成缺乏微囊的区域。另外，不渗透性材料的清除，特别是借助于热洗涤进行的清除，使得可以除去在施加电离辐射的过程中没有固定的任选量的微囊配制剂。为此，可以提供至少一种改善该材料的溶解和随后除去的试剂，例如二氧化钛和/或表面活性剂磺酸盐。
如果只有一部分不渗透性材料从表面上除去，另外可以受益于留下的所述材料的性能，特别是关于具有微囊的相邻区域之间的热传递或水分传递。
根据一种实施方案，所述不渗透性材料基于溶解在水中的至少部分水解的聚乙烯醇(PVA)，所述溶液还包含用于微囊配制剂的防粘剂。在变化方案中，不渗透性材料可以基于壳聚糖或壳多糖衍生物。例如，防粘剂可以是甘油，而且考虑到该材料的粘度以捕获(piéger)防粘剂从而防止其迁移。特别地，该不渗透性材料可以是触变性的而且具有50-300dPa.s的粘度，以便能够以糊料形式应用，通过纺织底物迁移以涂布纤维。
可以借助于丝网印刷(sérigraphie)施涂该不渗透性材料，接着在用微囊配制剂浸渍纺织底物以前至少部分干燥所述材料。沉积的材料的量可以是5-40g/m2。
上述方法的实施使得可以获得包含大于10g/m2，特别是大于40g/m2含该活性组合物的微囊的纺织底物，其中该微囊借助于其包封物与所述底物的纤维之间的桥联而结合。该热调节纺织底物使得可以吸收和释放5至大于150J/g热能。
在实施方案的一种实例中，纺织底物基于纤度小于4分特的亲水性纤维，以便促进柔软性和微囊配制剂的吸收容量。
特别地，所述纤维可以基于聚酯或聚酰胺。在变化方案中，可以提供聚酯或聚酰胺纤维与纤维素纤维、特别是棉或粘胶纤维的混合物，例如重量比例为80％/20％的混合物。
纺织底物可以包含重量小于50g/m2，特别是30-80g/m2和厚度小于0.5mm的无纺层(nappe)。该层的纤维长度可以是30-60mm。该层可以借助于水喷射或任何其它使得可以获得耐久(résistante)和吸收性层的方法(植绒，用适当的粘结剂化学粘结，热粘结)结合。
另外，在官能化之前，纺织底物可以经历特定的处理，从而特别地改善其内聚力和/或可润湿性。此外，根据预期的应用，纺织底物也可以由针织物或编织物形成。
当纺织底物用包含相变材料的活性组合物官能化时，它使得可以进行热调节。特别地，如上所述，可以将两种微囊引入纺织底物以改善所提供的热调节。
所述纺织底物可以用于制造纺织制品，特别是用于床用织物例如枕头、被子，或用于衣服，特别是运动服或工作服。
特别地，该纺织制品可以包含在该纺织底物一侧的内部纺织层和所述底物另一侧为了封闭一定体积的空气而布置的外部纺织层，例如棉填料层。这样，通过布置面向身体的内层，热调节功能得到优化。此外，纺织制品还可以包含防水/透气层，例如多孔疏水性或亲水性层，其布置在外部纺织层上以便通过防止液态水触及身体而容许身体透气。

Claims (20)

1.纺织底物借助于活性组合物的官能化方法，所述方法包括以下步骤：
-制备含有在包封物中的活性组合物的微囊配制剂，所述包封物基于包含一种在电离辐射下具有反应性的基团的材料，所述配制剂还包含至少一种具有两种在电离辐射下具有反应性的基团的桥联剂；
-用所述微囊配制剂浸渍该纺织底物；
-对浸渍过的纺织底物施加电离辐射以便通过反应性基团的反应在所述底物上桥联微囊。
2.权利要求1的官能化方法，其中所述微囊配制剂包含30-60重量％分散在至少一种溶剂中的微囊。
3.权利要求2的官能化方法，其中所述微囊配制剂还包含至少一种改善该分散体稳定性的试剂。
4.权利要求1-3任一项的官能化方法，其中所述微囊配制剂还包含流化剂。
5.权利要求1-4任一项的官能化方法，其中所述桥联剂与微囊之间的质量比为0.10-0.30。
6.权利要求1-5任一项的官能化方法，其中所述在电离辐射下具有反应性的基团选自羟基、羧基、羰基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、苯乙烯基团。
7.权利要求6的官能化方法，其中微囊组合物包含选自以下的桥联剂的混合物：丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯(AGLY或MAGLY)，聚乙二醇200、400、600二丙烯酸酯(PEG200DA、PEG400DA、PEG600DA)，二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、甲基丙烯酸磺酸丙酯钾盐(SPMK)和甲基丙烯酸月桂酯或丙烯酸月桂酯。
8.权利要求6或7的官能化方法，其中所述微囊的包封物基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
9.权利要求1-8任一项的官能化方法，其中借助浸轧进行所述浸渍，对所述浸轧的条件和纺织底物的特性进行调整以在所述纺织底物中带走至少80重量％并优选至少150重量％的微囊配制剂。
10.权利要求1-9任一项的官能化方法，其中在施加电离辐射之前干燥浸渍过的纺织底物。
11.权利要求1-10任一项的官能化方法，其特征在于至少某些基团为热反应性的，所述方法包括通过所述基团的反应的微囊热固定步骤。
12.权利要求1-11任一项的官能化方法，其中所述电离辐射是电子轰击。
13.权利要求1-12任一项的官能化方法，包括以下步骤：
-制备对微囊配制剂具有不渗透性的材料；并且，在用微囊配制剂浸渍纺织底物以前，
-在该纺织底物的表面的至少一个区域上涂布该不渗透性材料，以便防止所述区域随后被微囊配制剂浸渍。
14.权利要求13的官能化方法，其中，在施加电离辐射之后，将至少一部分不渗透性材料从纺织底物的表面上除去以便形成缺乏微囊的区域。
15.权利要求13或14的官能化方法，其中所述不渗透性材料基于溶解在水中的至少部分水解的聚乙烯醇(PVA)，所述溶液还包含用于微囊配制剂的防粘剂。
16.权利要求13-15任一项的官能化方法，其中通过丝网印刷施涂所述不渗透性材料，接着在用微囊配制剂浸渍纺织底物以前干燥所述材料。
17.采用权利要求1-16任一项的方法官能化的纺织底物，所述底物包含大于10g/m2的含该活性组合物的微囊，所述微囊借助于其包封物与所述底物的纤维之间的桥联而结合。
18.权利要求17的纺织底物，其中所述活性组合物包含相变材料，该相变材料的熔化温度的设置要确保热调节。
19.权利要求18的纺织底物，其中引入两种微囊，每种微囊的相变材料的熔化温度不同。
20.用权利要求17-19任一项的纺织底物制造的纺织制品，所述制品还包含在该纺织底物一侧的内部纺织层和所述底物另一侧为了封闭一定体积的空气而布置的外部纺织层。
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