CN101994258B - 具透气及吸附的多孔性材料纺织品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备含有多孔性材料纺织品的方法，包括：(1)将多孔性材料的溶液与树脂混合形成混合物；(2)将(1)的混合物形成泡沫体；(3)将(2)的泡沫体涂布于纺织品表面；及(4)干燥(3)的纺织品。本发明还涉及一种具有多孔性材料的纺织品，其包括：多孔性材料；树脂层；纤维层、薄膜或离型基质。

Description

具透气及吸附的多孔性材料纺织品及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种制备多孔性材料纺织品的方法，以及一种多孔性材料的纺织品。 

背景技术

近年来随着科技的进步与生活质量的提高，人们对于日常生活用品的要求亦随之提高，对于衣物的舒适与健康功能更加重视，且随着技术的进步，此领域的人尝试制备具有不同功能特性的纺织品，如：吸臭、透气、凉感、蓄热保温、透湿、耐水压等功能。 

目前已知具有除臭功能的纺织品多是以活性碳来达到此目的，其包含不同形态的活性碳，如：椰壳层状活性碳、球形活性碳、纤维型活性碳与表面经化学处理过的活性碳，其颗粒大小亦大不相同，其颗粒大小因不同制造方法而不同，由于活性碳具有高比表面积，故吸附容量大，其表面覆盖有形状、大小不同的孔洞，此孔洞使其具有除臭的功能，其吸附对象以非极性的大分子及饱和分子为主，如：苯、甲苯和甲硫醇等。 

公知技术中，将活性碳加入衣物中的方法，有以下几种方式：1.将活性碳颗粒夹在两层织物中间，然以此种方式制备的纤物较厚重，穿起来较不轻便，舒适度低；2.将活性碳掺进包覆纱线的覆盖层，然此方式会改变纱线的物理性质；3.将活性碳与黏着剂混合，使活性碳黏着于织物上，由于活性碳粉被黏着剂包覆，故除臭性能较差，且不耐水洗；4.利用活性碳纤维原料为主要材料，化学合成纤维为副材料，所制备的织物，然此方法所添加的活性碳重量比率低，故其除臭效果有限；与5.利用聚丙烯腈(polyacrylonitrile简称PAN)做的碳纤维布作为吸附材，贴合加工至二层或三层结构的布种，即具有优良的吸附效果，但价格昂贵，适用于军方防护性服装，手感及重量皆不适合于一般织物的应用。

有鉴于公知技术的各项缺点，以及人们对更舒适、健康衣物的需求，研发一种具有更佳除臭功能、更舒适的织物是此领域的人的目标，以开发出满足大众需求的产品。 

发明内容

本发明涉及一种制备含有多孔性材料的纺织品的方法，其包括：(1)将多孔性材料的溶液与树脂混合形成混合物；(2)将(1)的混合物形成泡沫体；(3)将(2)的泡沫体涂布于纺织品表面；及(4)干燥(3)的纺织品。其中树脂为聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate)、聚对苯二甲酸乙二酯(Poly(ethylene terephthalate))或聚碳酸酯(Polycarbonate)。 

本发明方法中，多孔性材料包含但不限于沸石、咖啡渣、二氧化硅、活性碳、中孔材料、活性碳纤维、高分子纳米孔洞材料...等，较佳的多孔性材料为沸石或咖啡渣，其中咖啡渣可来自烘培过的咖啡渣、微胶囊化烘培过的咖啡渣或碳化的咖啡渣，经处理而成粉体混合于溶液中，多孔性材质溶液形成的混合物，其可另包含粉体：凉感粉体、保湿粉体(如：胶原蛋白)、热感粉体或任一种可被萃取成粉体或液体的精华液(如：咖啡萃取精华液)，而此溶液为水。多孔性材质溶液与树脂形成的混合物，其可另包含起泡剂、发泡剂、稳泡剂、架桥剂或触媒，且起泡剂可为硬脂酸，架桥剂可为异氰酸酯(isocyanate)，其中的聚胺酯树脂化合物与助剂的比例如下：1％～100％的聚胺酯树脂化合物、0.05％～5％的起泡剂或发泡剂、0.05％～10％的架桥剂、0.05％～2％的触媒、0.05％～10％的稳泡剂与1～10％的其它助剂；其中所含的其它助剂可为抗黏剂、增黏剂、疏水性助剂、吸水性助剂、分散剂、表面改质剂(如：蜡感剂、滑感剂、色胶、填充剂)...等。 

本发明的助剂有不同的功能，其中主要助剂的起泡剂为界面活性剂，使水性树脂易于通过剪切力达到起泡效果；发泡剂能在高温(100℃)产生气体达到发泡的效果；架桥剂则在高温处理时产生架桥反应，可提供水性树脂良好的物性，增加机械强度与耐水洗的程度；稳泡剂为硬酯酸胺类化合 物，目的在于维持水性树脂起泡后的泡沫安定性；触媒为催化剂，调整异氰酸酯与羟基间、异氰酸酯与水间、异氰酸酯自聚反应速率，保持三种反应正常且平衡；其它助剂可为抗黏剂、增黏剂、疏水性助剂、吸水性助剂、分散剂、表面改质剂(如：蜡感剂、滑感剂、色胶、填充剂)...等，其中增黏剂可提高树脂的黏度，使其适用于任一种加工；抗黏剂的使用则为使加工成品胶面干爽，无沾黏；疏水性助剂的使用，则因其较不亲水，故使树脂表面不易沾污；分散剂为粉体分散于树脂中的助剂，通过分散均匀使粉体能外露于树脂的表面；吸水性助剂的功能为提升树脂的亲水性使透湿度提升；蜡感剂使树脂的表面呈现油蜡感；滑感剂则使树脂表面有毛羽的触感；色胶则可使涂布面呈现不同颜色；填充剂的使用使树脂具遮光的效果。 

本发明的混合物混合后，以机械方式或化学方式发泡，其机械方式是指利用机械力量使具起泡能力的聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯酸脂酯(Polyacrylate)、聚对苯二甲酸乙二酯(Poly(ethylene terephthalate))或聚碳酸酯(Polycarbonate)因空气的打入并通过剪切力而形成泡体；化学方式为利用发泡剂等具热可发泡物质，在高温下可自行发泡，其中两种方式产生的泡沫体发泡比为0.1～50倍，再将此泡沫体涂布于布料表面，泡沫体涂布量为0.5～500g/m²，且泡沫体发泡比与泡沫体涂布量可依不同需求调整；其中涂布标的可为吸湿或疏水的纺织品，其可为平织布、针织布、不织布、薄膜或离型基质。 

本发明将树脂化合物混合后形成的泡沫体加工于纺织品上，加工的制备流程包含涂布、去除水分、干燥及架桥等步骤，纺织品进入涂布设备，涂布设备包括罗拉及涂覆装置，涂覆装置将本发明的泡沫体涂布于纺织品之上，涂覆着本发明的混合物泡沫体的纺织品通过烘箱，以温度50～150℃处理10～240秒，将其干燥去除水分同时进行架桥反应，且经过压轮，经涂布的布料厚度增加约0.01mm～2mm，最后形成多孔性表面。 

本发明还涉及一种多孔性材料的纺织品，其包含：(1)纤维层、薄膜或离型基质其上涂覆多孔性材料及多孔性树脂层；(2)至少一种多孔性材料，分布并外露于树脂层，覆盖于纤维层、薄膜或离型基质的表面及(3)树脂层，覆盖于纤维层、薄膜或离型基质的表面。其中该多孔性材料可为沸石、咖 啡渣、二氧化硅、活性碳等、中孔材料、活性碳纤维、高分子纳米孔洞材料...等，本发明较佳的多孔性材料为沸石或咖啡渣，其中咖啡渣可来自烘培过的咖啡渣、微胶囊化烘培过的咖啡渣或碳化的咖啡渣，经处理而成粉体混合于溶液中；该树脂层可另包含凉感粉体、保湿粉体(如：胶原蛋白)、热感粉体与可被萃取为粉体或液体的精华液(如：咖啡萃取精华液)；其中树脂层为聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate)、聚对苯二甲酸乙二酯(Poly(ethylene terephthalate))或聚碳酸酯(Polycarbonate)树脂，较佳为聚胺酯树脂化合物；而纺织品为吸湿或疏水的布种、薄膜或离型基质，且其布种可为平织布、针织布或不织布。 

本发明的涂布方式用于后整理加工中，加工应用性更广，制造工艺更简便，使含有吸臭与透气等功能的布料制造工艺更简便、成本更低，选择更多，更满足使用者的需求。 

为让本发明上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。 

附图说明

图1为本发明的含有咖啡渣粉体的布料，其以电子显微镜观察的放大图； 

图1(a)为以2000倍扫描； 

图1(b)为以5000倍扫描。 

图2为氨气吸附效果比较图，以不同布料进行测试，并将测试结果以立体群体柱形图表示；树脂：树脂涂布布料；咖啡渣：树脂涂布内含咖啡渣粉体(5％)的布料；沸石：树脂涂布内含沸石粉体(5％)的布料。 

主要元件标记说明 

10：含有咖啡渣的布料 

20：咖啡渣粉体 

具体实施方式

实施例1：本发明的制备流程 

将沸石或咖啡渣加入水中混合均匀，形成调配液A；将聚胺酯树脂化合物加入各种助剂，其中助剂包括起泡剂、架桥剂、触媒、稳泡剂与其它助剂(如：抗黏剂、拨水剂、蜡感剂、表面改质剂...等)等，混合均匀后形成调配液B；将调配液A与调配液B以5比95之比例混合均匀，并以机械方法发泡形成泡沫体，最后将泡沫体涂布于布料表面。 

其中调配液B的组成比例为2.5％的其它助剂、90％的聚胺酯树脂化合物、2％的起泡剂、2％的架桥剂、0.5％的触媒与3％的稳泡剂。机械方式为利用机械力量使聚胺酯(Polyurethane)在空气的打入后形成泡沫体，再将此泡沫体涂布于布料上，形成多孔性表面。 

涂布的制备流程包含涂布、烘干及架桥等步骤，布料进入涂布设备，涂布设备包括罗拉及涂覆装置，涂覆装置将本发明的调配液A与调配液B混合物形成的泡沫体涂布于布料之上，涂覆着本发明的混合物泡沫体的布料通过烘箱，以温度90℃与150℃各施以60秒去除水分，同时进行架桥反应，并经过压轮，涂布完成后，布料厚度增加0.2mm。成品如图1所示。 

实施例2：吸附能力测试 

如表1与图2所示，以不含树脂与多孔性材料的布料为对照组，以泡沫体涂布布料、含有5％咖啡渣粉体与含有5％的沸石粉体布料为实验组，比较其吸附效果。吸附能力测试利用样品对氨气吸附的效果来测试其吸附能力，亦表示其除臭的效果与能力，其测试方法参照JAFET消臭性能评鉴测试。 

表1. 

由表1可知，在加入咖啡渣与沸石粉体后，其吸附能力高于仅以泡沫体涂布的布料，且远高于未做任何加工的纺织品，从图2的三维柱形图更可清楚看出其吸附效果的差异。 

另外，本发明的纺织品亦送至财团法人纺织产业综合研究所(TTRI)做氨气除去测试，其测试方法以JAFET做消臭性能评鉴测试，样品大小10x10平方公分，其氨气除去率＝(样品残存浓度/对照组残存浓度)x100，结果如下所示： 

表2.咖啡渣粉体的布料1 

表3.咖啡渣粉体的布料2 

实施例3：透气测试 

除吸附能力的测试外，亦比较不同布料的透气值，其结果如表4所示，加入咖啡渣或沸石粉体的纺织品其透气值与仅含树脂涂布纺织品并未有差异，故加入粉体的多孔性材质并未影响纺织品的透气度。 

表4. 

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。 

Claims (20)

1.一种制备含有多孔性材料的纺织品的方法，其特征在于，包括： 

(a)将含多孔性材料的溶液与树脂混合形成混合物，该多孔性材料为烘培过的咖啡渣、微胶囊化烘培过的咖啡渣或碳化的咖啡渣； 

(b)将(a)的混合物形成泡沫体； 

(c)将(b)的泡沫体涂布于纺织品表面；及 

(d)干燥(c)的纺织品。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该溶液为水。 

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该溶液还包含凉感粉体、保湿粉体、热感粉体或任何可加入溶液中的粉体或液体。 

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(a)的混合物还包含起泡剂、发泡剂、稳泡剂、架桥剂或触媒。 

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该树脂选自聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯与聚碳酸酯树酯。 

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该助剂的比例为0.05％～5％的起泡剂或发泡剂、0.05％～10％的架桥剂、0.05％～2％的触媒、0.05％～10％的稳泡剂与1～10％的其它助剂。 

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于该聚氨酯树脂化合物的比例为1％～100％。 

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于该其它助剂选自抗黏剂、增黏剂、疏水性助剂、吸水性助剂、分散剂或表面改质剂。 

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于该表面改质剂选自蜡感剂、滑感剂、色胶、填充剂。 

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该混合物以机械方法或化学方法形成泡沫体。 

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该泡沫体涂布量为0.5～500g/m²。 

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该泡沫体发泡比为0.1～50倍。 

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该纺织品为平织布、针织布、不织布、薄膜或离型基质。 

14.一种具有多孔性材料的纺织品，其特征在于，包括： 

纤维层、薄膜或离型基质，其上涂覆多孔性材质树脂层； 

至少一种多孔性材料，分布并外露于树脂层，覆盖于纤维层表面，该多孔性材料为烘培过的咖啡渣、微胶囊化烘培过的咖啡渣或碳化的咖啡渣；及 

树脂层，覆盖于纤维层表面。 

15.根据权利要求14所述的纺织品，其特征在于该树脂层还包含凉感粉体、保湿粉体、热感粉体或任何可加入溶液中的粉体或液体。 

16.根据权利要求14所述的纺织品，其特征在于该树脂层为水性树脂。 

17.根据权利要求14所述的纺织品，其特征在于该纤维层为平织布、针织布或不织布。 

18.根据权利要求15所述的纺织品，其特征在于该保湿粉体为胶原蛋白。 

19.根据权利要求15所述的纺织品，其特征在于该液体为咖啡萃取液。 

20.根据权利要求16所述的纺织品，其特征在于该树脂层为聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚碳酸酯。 

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