CN104074051A - 一种高耐久抗静电织物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐久抗静电织物，形成该织物的单纤维表面上覆盖有树脂膜，且该树脂膜主要由具有如下特征的单体A及单体B聚合而形成：单体A：分子链段含有聚氧乙烯醚链段，且分子链的两端、或者分子链段的一端和分子的侧链中至少含有两个以上丙烯酸基或者甲基丙烯酸基的单体；单体B：至少含有一个乙烯基和一个羰基的单体。加工方法简易，易形成纳米级皮膜，初期抗静电性能优越，并且洗涤过程中皮膜不易脱落，洗涤耐久性较高，手感柔软。

Description

一种高耐久抗静电织物
技术领域
本发明属于纺织、材料领域，具体涉及一种具有高耐久抗静电性能的织物。
背景技术
随着技术的进步和社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，尤其是对日常生活的环境要求越来越高。由此，高科技含量的产品不断的进入到纺织品行业。纺织品的功能性整理加工不断地增多，通过赋予纺织品特殊的功能性来提高纺织品的附加值，从而改善人们的生活环境，满足人们日益增长的物质需求。
在织物加工和使用过程中，纤维相互间或同其他物体接触摩擦都会产生带电现象，若电荷不断积累而未能消除，就会造成各种静电现象。静电使合成纤维织物加工困难，易吸附灰尘，而且静电产生的电火花，可引起爆炸和火灾。
目前，提高织物的抗静电性能的方法主要有三种：（1）是通过纤维合成，添加高吸湿性功能性单体，使纤维本身具有亲水性和抗静电性，从而改善纤维的服用性能。但是这种方法对技术要求高，现实生产中较少采用。（2）是通过在后加工时对纤维进行接枝改性，在纤维大分子链上引入亲水性基团，在纤维表面生成亲水性基团，达到改变纤维抗静电性能的目的，但是此种方法目前停留于实验室研究阶段，尚未应用于生产。（3）是使用亲水性成膜剂，均匀吸附在纤维表面，使纤维表面形成亲水层，从而达到提高纤维抗静电的目的。如日本公开专利特开2009-13527中了介绍了一种洗涤耐久性优越，且具有染色及还原洗净耐久性的纤维构造物，通过在单纤维表面覆盖以聚环氧烷链段为主体的主链的两端或一端、或者主链的侧链上具有2个以上的丙烯酸基团和/或甲基丙烯基团的单体，以及三氮杂苯单体的树脂膜来达到发明的目的，但是由于考虑到抗静电洗涤耐久性，其树脂膜中必须含有三氮杂环成分（来源于三聚氰胺），所以会造成纤维构造物的手感欠佳，降低穿着舒适性。
又如CN101492885A中公开了一种抗静电纺织品，通过在单纤维的表面包裹抗静电皮膜状树脂层，其抗静电耐久性为经过JIS L 0217 103号标准洗涤20次后摩擦带电压测定结果在3000V以下，虽然该申请在抗静电洗涤耐久性及手感方面均没有问题，但由于皮膜中含有抗静电粒子，随着使用时间的推移，皮膜容易磨损，粒子外露，降低使用年限；而且如果抗静电粒子分布不均匀的话，也会造成最终产品的抗静电性能不稳定。
发明内容  
本发明的目的在于提供一种可以解决上述问题，具有手感柔软、初期抗静电性能及抗静电洗涤耐久性能均佳的织物。
形成本发明的织物的单纤维表面上覆盖有树脂膜，该树脂膜主要由具有如下特征的单体A及单体B聚合而形成：单体A：分子链段含有聚氧乙烯醚链段，且分子链的两端、或者分子链段的一端和分子的侧链中至少含有两个以上丙烯酸基或者甲基丙烯酸基的单体；单体B：至少含有一个乙烯基和一个羰基的单体。
上述树脂膜中还含有成分C，所述成分C为聚氨酯类、丙烯酸酯类中的一种或两种。
本发明的织物的初期摩擦带电压在1000V以下；根据JIS L 0217 103号标准家庭洗涤20次后，本发明的织物的摩擦带电压在1500V以下。
本发明的具体技术解决方案是：
形成本发明的织物的单纤维表面上覆盖有树脂膜，该树脂膜主要由具有如下特征的单体A及单体B聚合而形成：单体A：分子链段含有聚氧乙烯醚链段，且分子链的两端、或者分子链段的一端和分子的侧链中至少含有两个以上丙烯酸基或者甲基丙烯酸基的单体；单体B：至少含有一个乙烯基和一个羰基的单体。
上述单体B为高吸湿性丙烯酸类小分子，该类小分子与单体A发生聚合反应后，在单纤维表面形成均匀的树脂膜，改善了纤维的吸湿能力，进而提高了最终产品的初期抗静电性能。而且由于单体A和单体B反应充分均匀，有效改善了抗静电粒子分布不均匀的问题。
单体B的结构如下式所示：
CH2=CH-R
R为-COO盐、-COOH、-CONH2、-CONHC(CH3)2CH2SO3H、-CONHC(CH3)2CH2SO3盐、                                                中的一种或几种。
形成本发明织物的单纤维上覆盖的树脂膜中优选还含有成分C，成分C为聚氨酯类、丙烯酸酯类中的一种或两种。通过含有成分C使得覆盖在单纤维表面的树脂膜不易脱落，原因是成分C自己聚合反应后，与单体A和单体B聚合形成的高分子，形成互穿网络状结构，该结构在水洗条件下不易脱落，从而达到提高洗涤耐久性能的目的。
更优选形成本发明织物的单纤维上覆盖的树脂膜中单体A、单体B、成分C分别占树脂膜整体的50～90%wt、5～25%wt、5～25%wt。如果单体B的含量超过25wt%的话，洗涤耐久性会受到影响。同样如果C成分超过25wt%的话，手感和抗静电性会受到影响。
本发明的织物的生产方法如下：
a.待加工品的准备：织物
b.树脂整理液调制（1L）：
亲水性成膜单体A          50～90g
亲水性成膜单体B          5～25g
催化剂                     2g
成分C                    0～25g  
其余都为软水。
将待处理的织物浸渍在所配制的树脂工作液中，通过物理作用使整理液附着在织物中的单纤维表面；
c.热处理：在温度80～120℃的饱和蒸汽条件下热处理5～20分钟，使抗静电树脂整理液均匀连续地包覆于单纤维表面，纤维与纤维之间不会产生树脂粘连的状态；
d.水洗：热处理后，在温度50～80℃水浴中洗涤0～20分钟，去除吸附在纤维表面的残留助剂；
e.烘干、定型：水洗后进行充分烘干，烘干温度为80～150℃；烘干后定型温度为130～190℃、时间为45～120秒。
所用亲水性成膜单体A可以为CH2=C(CH3)-COO-(CH2CH2O)n-OC(CH3)C=CH2(n=9),CH2=C(CH3)-COO-(CH2CH2O)n-OC(CH3)C=CH2(n=14),CH2=C(CH3)-COO-(CH2CH2O)n-OC(CH3)C=CH2(n=23)；
(l+m+n=20)；
(l+m+n+o=35)；
(l+m+n+o=54)中的一种或几种。
所用亲水性成膜单体B具体为丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种。
所用催化剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
所用成分C的用量优选5～25g，具体种类为聚氨酯类、丙烯酸酯类中的一种或两种。
本发明所用待处理织物为机织物或针织物，所用纤维原料没有特别限定，可以单独使用涤纶、阳离子可染涤纶、尼龙6、尼龙66等合成纤维中的一种或几种，或者同时使用上述合成纤维与棉、麻、羊毛等天然纤维中的一种或几种。
本发明所得织物具有良好的吸湿性（吸湿率差在2%以上）、抗静电性，加工方法简易，易形成纳米级皮膜（1000nm以下），并且洗涤过程中皮膜不易脱落，洗涤耐久性较高，手感柔软。
具体实施方式
本发明中所涉及的各参数测定方法如下。
（1）家庭洗涤方法为JIS L 0217 103号标准。
（2）摩擦带电压测试方法为JIS L 1094标准。
（3）手感
用20人进行感官评价，分4档进行：◎非常好、○良好、△一般、×不好。
（4）吸湿率差
a.取三块重约1g的试验片。将试验片放入已知质量的秤量瓶,打开盖子用设定温度为60。C的热风干燥机进行30分钟的预备干燥。预备干燥之后，放入设定为20℃×65%RH的恒温恒湿机内（风速约为1m）进行24小时调湿；
b.秤量瓶加盖之后，从恒温恒湿机内取出，立即测量质量（保留小数点后四位数，再将去除秤量瓶质量的数据以W1方式计算。）接下来,打开盖子放入设定为30℃×90%RH的恒温恒湿机内（风速约为1m）进行24小时调湿；
c.秤量瓶加盖之后，从恒温恒湿机内取出，立即测量质量（保留小数点后四位数，再将去除秤量瓶质量的数据以W2方式计算。）打开盖子在105±2℃的热风干燥机内进行2小时的干燥。完全干燥之后，立即秤量，加盖后放入干燥器置于室内进行30分钟的冷却；
d.冷却后从干燥器内取出，放入秤量瓶测量质量（保留小数点后四位数，再将去除秤量瓶质量的数据以W3方式计算），上述得到的完全干燥的试验片的质量，根据以下的公式求出20℃×65%RH和30℃×90%RH的吸湿率，再算出它们的吸湿差（△MR），用作表示三块的平均值（保留小数点后面一位数），
△MR=MR2-MR1
MR1=（W1-W3）/ W3×100 （%）
MR2=（W2-W3）/ W3×100 （%）
此处 W1：20℃×65%RH时试验片的质量（g）（去除秤量瓶的质量）
     W2：30℃×90%RH时试验片的质量（g）（去除秤量瓶的质量）
     W3：完全干燥的试验片的质量（g）（去除秤量瓶的质量）。
（5）皮膜厚度 通过TEM观察测量。
下面结合实施例及比较例对本发明作进一步说明。
实施例1
a.待加工聚酯平纹机织物； 
b.树脂整理液配制（1L）
亲水性成膜单体A（NK-ESTER A-GLY20E   新中村化学株式会社） 70g/L
亲水性成膜单体B (丙烯酸)             20g/L
催化剂 (过硫酸铵)                     2g/L
成分C（聚氨酯类）                    10g/L
余量为软水；
将待加工的聚酯平纹机织物放入上述树脂整理液中进行浸轧加工（1浸1轧、轧液率60%）；
c.然后在汽蒸机（饱和蒸汽105℃×10分钟）中处理；
d.水洗；
e.最后采用热风型普通针板定型机（170℃×60秒）进行定型。
实施例2
a.待加工聚酯平纹机织物； 
b.工作液配制（1L）
亲水性成膜单体A（NK-ESTER A-GLY20E 新中村化学株式会社）   20g/L
亲水性成膜单体A（NK-ESTER 23G 新中村化学株式会社）      50g/L
亲水性成膜单体B (丙烯酸)                       10g/L
亲水性成膜单体B (2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠)  10g/L
催化剂(过硫酸铵)                                2g/L
成分C（聚氨酯类）                              10g/L
余量为软水；
将待加工的聚酯平纹机织物放入上述树脂整理液中进行浸轧加工（1浸1轧、轧液率60%）；
c.然后在汽蒸机（饱和蒸汽115℃×5分钟）中处理；
d.水洗；
e.最后采用热风型普通针板定型机（170℃×90秒）进行定型。
实施例3
a.待加工聚酯平纹机织物； 
b.工作液配制（1L）
亲水性成膜单体A（NK-ESTER A-GLY54E 新中村化学株式会社）80g/L
亲水性成膜单体B (丙烯酰胺)                15g/L
催化剂 (过硫酸铵)                          2g/L
成分C（丙烯酸酯类）                        5g/L
余量为软水；
将待加工的聚酯平纹机织物放入上述树脂整理液中进行浸轧加工（1浸1轧、轧液率60%）；
c.然后在汽蒸机（饱和蒸汽110℃×10分钟）中处理；
d.水洗；
e.最后采用热风型普通针板定型机（160℃×120秒）进行定型。
实施例4
a.待加工聚酰胺针织物； 
b.工作液配制（1L）
亲水性成膜单体A（NK-ESTER A-GLY35E新中村化学株式会社）50g/L
亲水性成膜单体B (丙烯酰胺)               25g/L
催化剂 (过硫酸铵)                         2g/L
成分C（丙烯酸酯类）                      25g/L
余量为软水；
将待加工聚酰胺针织物放入上述树脂整理液中进行浸轧加工（1浸1轧、轧液率60%）；
c.然后在汽蒸机（饱和蒸汽105℃×10分钟）中处理；
d.水洗；
e.最后采用热风型普通针板定型机（180℃×30秒）进行定型。
实施例5
a.待加工聚酰胺针织物； 
b.工作液配制（1L）
亲水性成膜单体A（NK-ESTER A-GLY54E新中村化学株式会社） 80g/L
亲水性成膜单体B (丙烯酸钠)               15g/L
催化剂 (过硫酸钾)                         2g/L
成分C（聚氨酯类）                         5g/L
余量为软水；
将待加工聚酰胺针织物放入上述树脂整理液中进行浸轧加工（1浸1轧、轧液率60%）；
c.然后在汽蒸机（饱和蒸汽105℃×10分钟）中处理；
d.水洗；
e.最后采用热风型普通针板定型机（170℃×60秒）进行定型。
实施例6
a.待加工聚酰胺针织物； 
b.工作液配制（1L）
亲水性成膜单体A（NK-ESTER 23G新中村化学株式会社）    90g/L
亲水性成膜单体B (2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠)    3g/L
亲水性成膜单体B (丙烯酸)                         2g/L
催化剂 (过硫酸钾)                                 2g/L
成分C（丙烯酸酯类）                              3g/L
成分C（聚氨酯类）                                2g/L
余量为软水
将待加工聚酰胺针织物放入上述树脂整理液中进行浸轧加工（1浸1轧、轧液率60%）；
c.然后在汽蒸机（饱和蒸汽105℃×10分钟）中处理；
d.水洗；
e.最后采用热风型普通针板定型机（170℃×60秒）进行定型。
实施例7
a.待加工聚酯平纹机织物；  
b.工作液配制（1L）
亲水性成膜单体A（NK-ESTER 23G新中村化学株式会社）  90g/L
亲水性成膜单体B (2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠)   10g/L
催化剂 (过硫酸钾)                                2g/L
余量为软水
将待加工聚酰胺针织物放入上述树脂整理液中进行浸轧加工（1浸1轧、轧液率60%）；
c.然后在汽蒸机（饱和蒸汽105℃×10分钟）中处理；
d.水洗；
e.最后采用热风型普通针板定型机（170℃×60秒）进行定型。
比较例1
a.待加工聚酰胺针织物； 
b.工作液配制（1L）
亲水性成膜单体A（NK-ESTER A-GLY35E新中村化学株式会社） 50g/L
亲水性成膜单体A (NK-ESTER 23G新中村化学株式会社)       25g/L
催化剂 (过硫酸铵)                         2g/L
成分C（三聚氰胺类）                      25g/L
余量为软水；
将待加工聚酰胺针织物放入上述树脂整理液中进行浸轧加工（1浸1轧、轧液率60%）；
c.然后在汽蒸机（饱和蒸汽105℃×10分钟）中处理；
d.水洗；
e.最后采用热风型普通针板定型机（170℃×60秒）进行定型。
 

Claims (6)

1.一种高耐久抗静电织物，其特征是：该织物的单纤维表面上覆盖有树脂膜，且该树脂膜主要由具有如下特征的单体A及单体B聚合而形成：
单体A：分子链段含有聚氧乙烯醚链段，且分子链的两端、或者分子链段的一端和分子的侧链中至少含有两个以上丙烯酸基或者甲基丙烯酸基的单体；
单体B：至少含有一个乙烯基和一个羰基的单体。
2.根据权利要求1所述的高耐久抗静电织物，其特征是：所述树脂膜中还含有成分C，所述成分C为聚氨酯类、丙烯酸酯类中的一种或两种。
3.根据权利要求1或2所述的高耐久抗静电织物，其特征是：所述树脂膜中单体B具有如下结构，
CH2=CH-R
其中R为-COO盐、-COOH、-CONH2、-CONHC(CH3)2CH2SO3H、-CONHC(CH3)2CH2SO3盐、                                                中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的高耐久抗静电织物，其特征是：所述树脂膜中单体A占50～90%wt、单体B占5～25%wt、成分C占5～25%wt。
5.根据权利要求1或2所述的高耐久抗静电织物，其特征是：该织物的初期摩擦带电压在1000V以下。
6.根据权利要求5所述的高耐久抗静电织物，其特征是：根据JIS L 0217 103号标准家庭洗涤20次后，该织物的摩擦带电压在1500V以下。
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