CN102454108A

CN102454108A - 织物的防污方法

Info

Publication number: CN102454108A
Application number: CN2011101518052A
Authority: CN
Inventors: 尹美姃; 吴政锡; 姜建; 郑基然; 姜信赫; 朴渊奉; 金亨国; 金闰美
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kolon Glotech Inc
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kolon Glotech Inc
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2031-05-30
Also published as: CN102454108B; US8877289B2; KR20120040609A; DE102011076256B4; US20120094564A1; DE102011076256A1

Abstract

本发明公开了一种织物的抗污处理的方法。该织物的抗污处理的方法包括：将织物浸渍于含有调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物、和交联剂比如异氰酸酯交联剂的水溶液中；使浸渍的织物脱水；干燥脱水的织物；热处理干燥的织物；以及用阻燃剂比如丙烯酸阻燃剂涂覆热处理的织物以提供阻燃性。该方法提供具有优异的耐污性、防水性和防油性的汽车座椅织物而不降低汽车座椅织物要求的其它特性，比如阻燃性、耐光性、磨擦着色、或类似特性。该方法可广泛应用于商用汽车座椅织物，包括平机织物、平经编针织物、双面拉歇尔经编针织物、或类似织物。

Description

织物的防污方法

技术领域

本发明总体来讲涉及一种用于改善织物的耐污性和去污功效的方法，具体地涉及使用氟类树脂优选地与交联剂结合用于改善织物的耐污性和去污功效的方法。更具体地，本发明涉及使用丙烯酸全氟代烷基酯共聚物和异氰酸酯交联剂用于改善织物的耐污性和去污功效的方法。

背景技术

织物衣服和用于椅子、汽车座椅等的织物经常被例如来自人体的油、食物油和空气里的灰尘弄脏。通常地，带有污迹的产品具有变糟的外观，通过微生物的增殖发出不好的气味，且破坏产品的耐久性。

通过使织物抵抗污染或者使一旦附上的污点可轻松地去除可以防止织物污点。例如，在一旦安装到车内就很难洗涤的汽车座椅的情况中，使织物抵抗污染就特别重要。因此，机动车厂商已经制定了他们自己的用于汽车座椅的污迹标准以进行耐污性和去污功效试验。在北美和欧洲，认为去污功效比耐污性更为重要。然而，在韩国，更多的重点已放在耐污性上。

常规地，氟类树脂已经用于纤维的抗污处理。例如，韩国专利第10-0105205号描述使用含有全氟代烷基的化合物制备耐污性合成纤维的方法。然而，这个方法需要额外的用于纤维制备的方法，因此应用到工业上有劣势。因此，在织物制备后赋予耐污性看起来就更有优势。通常，抗污处理通过如下进行：用使用氟类聚合物的薄膜覆盖纤维的表面并大大降低表面自由能，同时保持粗糙纤维表面平滑，以使油引起的污染最小化。例如，在日本专利公开第H9-324173号、韩国专利第10-0227100号和美国专利第5,578,688号中，已经提出了用具有全氟代烷基的防污剂处理织物的方法。然而，这些方法没有提供高持久性所需要的特性，包括磨损后的耐污性、燃烧性、磨擦着色、色牢度、硬化、变黄等。

发明内容

本发明涉及用于织物的简单有效的抗污处理的方法。本发明人已经发现具有较高耐污性、防水性和防油性的织物可以通过包括将织物浸渍于水溶液，特别是含有调聚的(telomerized)的氟类树脂和交联剂的水溶液，脱水，干燥，热处理和用阻燃剂涂覆的方法获得。

根据本发明的一个实施方式，本发明提供一种用于织物的抗污处理的方法，其包括：将织物浸渍于含有约2-10wt％的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物和约0.3-1wt％的交联剂的水溶液中，交联剂优选异氰酸酯交联剂；使浸渍的织物脱水；干燥脱水的织物；热处理干燥的织物；且用丙烯酸阻燃剂涂覆热处理的织物。

要理解的是本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种艇和船的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢燃料车和其他代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

下文将讨论本发明的上述和其它方面及特征。

附图说明

现在将参考由附图所图示的某些示例性实施方式来详细说明本发明的上述和其他目的、特征和优势，下面这些实施方式仅用于举例说明，并因此不是对本发明的限制，并且其中：

图1示意性地显示通过根据本发明的一个实施方式的调聚反应制备氟类树脂的方法。

图2示意性地显示根据本发明的一个实施方式的抗污处理的织物。

应当理解，所附的附图并非必然是按比例的，而只是在一定程度上代表用于说明本发明的基本原理的各种优选特征的简化表示。本文所公开的本发明的具体设计特征包括，例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分取决于具体的既定用途和使用环境。

具体实施方式

以下将参照本发明的各个实施方式进行详细说明，其实例在附图中显示且在以下说明。尽管本发明将结合示例性的实施方式进行说明，可以理解本说明书不意在将本发明限制为那些示例性的实施方式。相反，本发明意在不仅涵盖示例性的实施方式，还涵盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围中的各种替换形式、变更、等价形式和其他实施方式。

本发明提供用于织物的抗污处理的方法。具体地，提供用于织物的抗污处理的方法，通过使用含有特定比例的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物和异氰酸酯交联剂的水溶液作为抗污剂。在某个实施方式中，交联剂是异氰酸酯交联剂。使用的氟类树脂和交联剂的类型、以及溶液里所述材料的特定比例在此将进一步描述。在某些实施方式中，将任何已知的阻燃剂，比如丙烯酸阻燃剂，涂覆于抗污处理的织物上以抑制或阻止织物的阻燃性下降。

根据一个实施方式，首先将织物浸渍于含有调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物、和交联剂例如异氰酸酯交联剂的水溶液。

织物可以是任何市售的织物且没有特别的限定，且优选为用于汽车座椅的织物。根据一些实施方式，织物可以是提花和多臂编织(Jacquard-and-dobby-woven)的平机织物、使用经编针织物编织机编织并具有平的表面且没有长绒(piles)或短绒的平经编针织物、使用双面拉歇尔经编针织物编织机编织并使其中心切开以使绒在表面上形成的双面拉歇尔经编针织物、使用经编针织物编织机编织的但表面具有短绒的感觉像通过拉毛或抛光的人造皮革的经编绒面革、使用经编针织物编织机编织且使绒通过拉毛升起然后通过修剪均一地剪切的经编针织物匹、以及圆形针织物、网状织物(mesh)、沉降片绒(sinker pile)或类似物。织物可以由已知的纤维比如天然纤维、人造纤维、合成纤维或其混合物制成。

织物的防水性和防油性可以根据碳原子数目(即链长)和氟类树脂的化学结构大大地改变。当氟类树脂紧密均一地粘附到织物时，获得优异的防水性和防油性。已经发现如果氟类树脂具有5至7个碳原子，获得防水性但不能充分地达到防油性，因为表面张力比油的表面张力大。当氟类树脂具有8个或更多个碳原子时，获得防油性因为表面张力变得比油的表面张力小。

通过电化学氟化方法制造的氟类树脂具有8个或更少的碳原子且具有线性或分枝的结构。因此，它不能紧密均一地粘附到织物，且不能轻易地获得理想的防油性，因为表面张力通常比油的表面张力大。另一方面，通过调聚方法制造的氟类树脂当使用两种不同的单体时可以具有10个或更多的碳原子。因此，用这此氟类树脂，通过降低表面张力至比油的表面张力更低就可以获得防油性。而且，树脂通常具有线性化学结构，因此它紧密均一地粘附到织物，提供优异的防水性和防油性。

因此，根据本发明，调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物优选用作氟类树脂。在一些实施方式中，所述调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物溶液可以具有约20-30wt％的固体含量及10个或更多的碳原子。根据某些实施方式，调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物以水溶液状态通过溶解于水中加以使用。具体地，在使用具有24wt％的固体含量的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物溶液的情况中，优选地，水溶液含有约2-10wt％的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物。如果包含于水溶液中的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物溶液的含量太低，耐污性就不能充分地改善。相反，如果它太高，例如如果它超过10wt％，织物可能具有不好的触感或其它特性，比如降低的耐磨损性，或者磨擦着色可能不好。

交联剂用于此溶液以赋予去污能力。已知异氰酸酯交联剂在耐磨损性上优于三聚氰胺交联剂，因此通常是优选的。然而，此交联剂不限于异氰酸酯交联剂，且可以适当地使用任何已知的交联剂。在一些实施方式中，异氰酸酯交联剂可以是选自肟嵌段异氰酸酯、二异氰酸甲苯酯、二异氰酸六亚甲基酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯(二异氰酸亚甲基二苯基酯)、二异氰酸亚苯基酯、二异氰酸2-氯-1，4-苯基酯、二异氰酸萘酯、二异氰酸二甲苯酯、赖氨酸二异氰酸酯、二异氰酸四甲基二甲苯酯和异氰酸酯三甲基六亚甲基酯的一个或多个。根据本发明的一些实施方式，异氰酸酯交联剂也通过溶解于水中以水溶液状态加以使用。特别地，在使用具有26wt％的固体含量的交联剂溶液的情况中，优选地，水溶液含有约0.3-1wt％的交联剂溶液。已经发现如果交联剂溶液的含量太低，不能获得理想的效果。另一方面，如果所述含量太高(例如，如果它超过约1wt％)，可能导致不理想的昂贵的制造费用。

含有氟类树脂(即调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物)和交联剂(例如，异氰酸酯交联剂)的水溶液用作抗污剂，并将织物浸渍于其中。例如，浸渍织物约5至10秒然后将其取出的步骤可以重复2次或更多次以使水溶液均一地渗透织物。

织物浸渍后，优选将浸渍的织物脱水。脱水可以使用任何已知的方法进行，比如，例如轧干机由此将织物在压于两个辊之间时脱水。在脱水过程中，两个辊之间的压力可以是，例如，约3-6kgf/cm²。如果两个辊之间的压力太低，例如，小于约3kgf/cm²，干燥时间可能增加因为织物含有大量水。此外，即使使用高压力，例如，如果压力超过约6kgf/cm²，也没有进一步减少含水量的实际利益。脱水后，织物优选具有约40-80％的含水量。

脱水后，织物优选干燥。干燥可以在适当的温度进行，比如约120至140℃。在一些实施方式中，干燥可以以无张力状态进行，因为如果干燥在强张力下进行，织物的触感可能不好。如果干燥的温度低，例如低于约120℃，处理效率可能不好因为干燥时间增加。另一方面，如果干燥温度高，例如高于约140℃，在磨擦着色方面可能不利。

然后优选将干燥的织物在适当的温度进行热处理。根据一些实施方式，热处理可以在约140至170℃进行。如果热处理温度太低，调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物不能稳固地粘附到织物表面。相反，如果温度太高，可能破坏织物。进一步理想的是，热处理在恒定的温度范围内比如±2℃在无张力状态下进行。

由此制造的热处理的织物具有改善的耐污性。然而，阻燃性、耐光性、磨擦着色、静电特性或类似特性可能降低。因此，在本公开中，阻燃剂比如丙烯酸阻燃剂可以在热处理的织物的一侧形成以提供阻燃性。

阻燃剂(例如，丙烯酸阻燃剂)可以是用于涂覆的阻燃剂，其包含阻燃剂粉末、丙烯酸共聚物、水和分散剂。根据一些实施方式，涂覆可以在织物的一个表面以约45至100g/m²进行。如果涂覆量低，例如，小于约45g/m²，阻燃性可能不充分。另一方面，如果涂覆量太大，当生产汽车座椅或类似物时褶皱就可能出现。涂覆可以根据任何已知的方法例如刮刀涂覆进行。

织物的后处理，例如，抗污处理的织物的染色，可导致降低的耐污性。因此，优选抗污处理在后处理后进行。

根据本发明的用于织物的抗污处理的方法为汽车座椅织物提供优异的耐污性、防水性和防油性，而不降低其它特性，包括阻燃性。此织物会因此满足耐污性标准，比如韩国汽车制造商要求的标准。

实施例

接着将描述实施例和实验。下列实施例和实验仅用于示例说明的目的而不意在限制本公开的范围。

实施例1：网状织物的抗污处理

聚脂网状织物选作汽车座椅织物。

用于浸渍的水溶液通过加入3wt％的具有10个碳原子的调聚的丙烯酸全氟代甲酯共聚物溶液(固体含量：24％)和0.3wt％的肟嵌段异氰酸酯(固体含量：26％)进行制备。在将网状织物浸渍于水溶液中5秒后，将织物取出然后再浸渍5秒。使用轧干机，在两个辊之间压力4kgf/cm²，将浸渍的织物脱水至含水量50-70％。然后，在130℃干燥90秒后，将织物在150℃热处理2分钟。之后，将通过在织物的一侧以60-70g/m²刮刀涂覆包含阻燃剂粉末、丙烯酸共聚物、水和分散剂的丙烯酸阻燃剂对织物进行抗污处理。

实施例2至5：汽车座椅织物的抗污处理

聚酯双面拉歇尔经编针织物(实施例2)、经编绒面革(实施例3)、平机织物(实施例4)和平经编针织物(实施例5)织物以与实施例1相同的方式进行抗污处理。

物理特性试验

1.耐污性

1)滴落试验

水(蒸馏水)、牛奶和咖啡(咖啡1.8g、奶油4.4g、糖5.8g、热水100mL)用于试验。将各个200×200mm大小的样品(实施例1至5)置于平表面上，使用移液管将一滴大小～5mm的试验物质从30cm的高度滴落。三滴从不同的位置滴落，30秒后观察液滴的状态。结果在表1给出。

2)防油性

正十四烷(表面张力：26达因/cm)用于试验。将各个200×200mm大小的样品(实施例1至5)置于平表面上，使用移液管将一滴大小～5mm的试验物质从30cm的高度滴落。在不同的位置滴落3滴后，30秒后观察液滴的状态。结果在表1给出。

3)防水性

将水和异丙醇的6∶4(w/w)的混合物(表面张力：26.6达因/cm)用于试验。试验步骤与防油性试验相同。结果在表1给出。

表1

从表1可以看出，根据本公开的抗污处理的汽车座椅织物证实耐污性在磨损前后几乎没有不同。它们还证实了很优异的防油性和防水性。

2.阻燃性和其它特性

1)阻燃性

实施例1至5的抗污处理的汽车座椅织物剪切至宽度100mm且长度350mm。具有大于12mm厚度的织物剪切至厚度12mm。根据KSB 9152-1978[有机汽车内部材料的燃烧试验]，由此制备的试验样品保持在16-21℃、相对湿度55±5％至少24小时，然后在干燥炉里在80±3℃保持168小时。标准要求在表2给出。

表2

2)耐光性

将60×200mm的样品放在10mm厚的相同大小的软聚氨酯泡沫(密度0.035±0.004的平板泡沫)上，并置于耐光试验机中。在84MJ/m²(300-400nm)和42MJ/m²(300-400nm)辐射后，将颜色改变与相应的未辐射样品进行比较。颜色改变根据灰度[JIS L 0804，对日光的染色牢固度试验]来评估。耐光试验机的条件在表3中描述。

表3

3)耐磨损性

在具有直径～150mm的样品的中心制作直径～6mm的孔。将样品装到JIS L 1096[普通织物的测试]指定的Taber磨损试验机里。磨损使用CS-10磨轮在500g负载下进行1000次。磨损后，表面状态如表4所述进行评价。

表4

级别	磨损程度
		5	完全没有磨损
4	表面稍有拉毛或磨损
		3	在磨损部分有清楚的拉毛，或者仅在表面出现拉毛
2	在磨损部分处线被破坏且有重拉毛
		1	严重的表面磨损使能看到背部

4)磨擦着色

a)用干布磨擦的磨擦着色

将2个25×220mm的样品稳固地平行放在磨损试验机(用于染色牢固度试验的JIS L 0823 II型磨损试验机)中。将样品安全地支撑并用50×50mm白色棉布覆盖。将4.9N(500gf)负载施加于样品。然后，样品用白色棉布以100mm的行程且以30圈/min的速率磨擦100次。然后，除去白色棉布后，污染级别基于灰度(JIS L 0805)确定。

b)用汗布(sweat cloth)摩擦的磨擦着色

试验以与干布试验相同的方式进行。将白色棉布浸渍于人造汗溶液10分钟然后稍微绞出水。然后，安全地支撑样品并用布覆盖后，立即进行磨损试验。人造汗溶液通过将8g 1级或更好的JIS K 9019(磷酸钠12H₂O)、8g 1级或更好的JIS K 8150(氯化钠)和5g 1级或更好的JIS K 8355(冰醋酸)溶解到纯水中以制成1L(pH 4.5)而制备。

燃烧性和其它特性的试验结果在表5中给出。

表5

从表5可以看出，根据本公开的抗污处理的汽车座椅织物满足燃烧性、耐光性、耐磨擦性和磨擦着色的要求。

因此，可以确认的是，通过进行根据本公开的方法的抗污处理织物，可以得到具有优异的耐污性、防水性和防油性的汽车座椅织物而不降低其它特性。

根据本公开的用于织物的抗污处理的方法提供具有优异的耐污性、防水性和防油性的汽车座椅织物，而不降低汽车座椅织物要求的其它特性，比如阻燃性、耐光性、磨擦着色、或类似特性。该方法可广泛应用于商用汽车座椅织物，包括平机织物、平经编针织物、双面拉歇尔经编针织物、或类似织物。

已经参照其特定实施方式详细说明了本发明。然而，本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施方式做出改变和变更，其范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims

1.一种织物的抗污处理的方法，其包括：

将织物浸渍于含有约2-10wt％的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物和约0.3-1wt％的异氰酸酯交联剂的水溶液中；

使浸渍的织物脱水；

干燥脱水的织物；

热处理干燥的织物；以及

用丙烯酸阻燃剂涂覆热处理的织物。

2.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述织物是平机织织物、平经编针织物、双面拉歇尔经编针织物、经编绒面革、经编针织物匹、圆形针织物、网状织物或沉降片绒。

3.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物具有10个或更多个碳原子。

4.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物以溶液的形式，基于其固体含量24％，以所述水溶液的约2-10wt％的量加入到所述水溶液中。

5.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述的异氰酸酯交联剂以溶液的形式，基于其固体含量26％，以所述水溶液的约0.3-1wt％的量加入到所述水溶液中。

6.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述的异氰酸酯交联剂是选自肟嵌段异氰酸酯、二异氰酸甲苯酯、二异氰酸六亚甲基酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二异氰酸亚苯基酯、二异氰酸2-氯-1，4-苯基酯、二异氰酸萘酯、二异氰酸二甲苯酯、赖氨酸二异氰酸酯、二异氰酸四甲基二甲苯酯和异氰酸酯三甲基六亚甲基酯的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述脱水使用轧干机进行。

8.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述热处理在约140至170℃进行。

9.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述丙烯酸阻燃剂是用于涂覆的阻燃剂，其包括阻燃剂粉末、丙烯酸共聚物、水和分散剂。

10.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述涂覆以约45至100g/m²进行。

11.根据权利要求1所述的织物的抗污处理的方法，其中所述涂覆通过刮刀涂覆进行。

12.一种通过根据权利要求1所述的方法形成的抗污处理的织物。

13.一种织物的抗污处理的方法，其包括：

将织物浸渍于含有约2-10wt％的调聚的丙烯酸全氟代烷基酯共聚物和约0.3-1wt％的交联剂的水溶液中；

使浸渍的织物脱水；

干燥脱水的织物；以及

热处理干燥的织物。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述氟类树脂具有8个或更多个碳原子。

15.根据权利要求11所述的方法，其还包括用阻燃剂涂覆热处理的织物。