CN110878477B - 一种纤维结构物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维结构物。该纤维结构物由合成纤维所组成,其中合成纤维的表面上固着有含氟树脂的树脂层,经过流水‑吊干处理后的纤维结构物的保水率下降5%以上。本发明的纤维结构物具有优越的低润湿耐久性,特别适合泳衣等用途。
Description
技术领域
本发明涉及一种拒水性纤维结构物。
背景技术
随着生活水平的不断提高,消费者对纤维结构物的要求也随之提高。进行功能性后整理是纺织行业发展的趋势。功能性后整理技术层出不穷,其中拒水整理深受大家关注。
目前,拒水整理的技术已经发展得比较成熟了。如中国专利文献CN102304850B中公开了一种袋式除尘材料的拒水拒油整理方法,使用含PTFE乳液、交联型丙烯酸树脂以及胶粘剂含氟丙烯酸树脂等的加工液对
除尘材料进行整理,所得材料的拒水拒油性极为优越。又如,专利文献WO2003/093388中公开了一种具有优越的发水性以及滑水性的表面处理用组成物,该表面处理用组成物包括发水性交联树脂、聚四氟乙烯粒子以及分散剂,可提供具有能防止积雪、积冰的高发水性以及水滴易滑落性的涂膜。
拒水处理后的纤维结构物经过流水冲洗后,一般都会出现拒水性下降的问题,而且随着冲洗时间越长,拒水性能会越来越差。比如,泳衣用面料,由于需要经常在水中使用,如果发生被润湿、变重等现象的话,穿着舒适性会大大下降,甚至会导致游泳速度的降低。特别是,据有关资料显示对于老年人而言,高含水率泳衣在冬季使用时由于温差较大,会促使一系列的突发性疾病的发生。目前,并没有任何文献针对低润湿耐久性给出解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低润湿耐久性优越的纤维结构物。
本发明纤维结构物,由合成纤维所组成,合成纤维的表面上固着有含氟树脂的树脂层,含氟树脂包括树脂A以及树脂B;
树脂A中含有CH2=C(X)-C(=O)-Y-Z-(CF2)5CF3基团,
X为氢原子、碳原子数1~21的直链或支链状的烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、CFX1X2基、氰基、碳原子数1~21的直链或支链状的氟烷基、取代或者非取代的苯甲基、取代或者非取代的苯基,
其中,CFX1X2基中的X1和X2为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子或者碘原子;
Y为-O-或者-NH-;
Z为碳原子数1~10的脂肪族基、碳原子数6~10的芳香族基或者环状脂肪族基、-CH2CH2N(R1)SO2-基、-CH2CH(OZ1)CH2-基、-(CH2)m-SO2-(CH2)n-基或者-(CH2)m-S-(CH2)n-基,
其中-CH2CH2N(R1)SO2-基中的R1为碳原子数1~4的烷基,
-CH2CH(OZ1)CH2-基中的Z1为氢原子或者乙酰基,
-(CH2)m-SO2-(CH2)n-基或者-(CH2)m-S-(CH2)n-基中的m数为1~10、n数为0~10;
树脂B为氟原子与主链碳链相结合的树脂;
经过流水-吊干处理后的纤维结构物的保水率下降5%以上。
本发明中,构成纤维结构物的合成纤维上覆盖了包括特定含氟树脂的树脂层,解决了低润湿耐久性的问题。这样的纤维结构物特别适合泳衣用途,即便是多次洗涤,再次使用时含水率也比较低,不会影响游泳速度。
具体实施方式
本发明纤维结构物,由合成纤维所组成。这里的纤维结构物是指纤维的集合体,包括机织物、针织物、无纺布等。本发明所用合成纤维原料没有特别限定,包括聚酯(PET)、阳离子改性聚酯(CDP)、聚酰胺(Ny)、聚丙烯(PP)等非弹性纤维,聚氨酯(PU)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯并列型复合纤维(PTT/PET)等弹性纤维。可以根据使用场合、用途的不同而进行适当的选择设计。
本发明的合成纤维的表面上固着有含氟树脂的树脂层。氟素化合物的表面张力比水小,具有极好的拒水性能。
上述含氟树脂包括树脂A以及树脂B;
树脂A中含有CH2=C(X)-C(=O)-Y-Z-(CF2)5CF3基团,
X为氢原子、碳原子数1~21的直链或支链状的烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、CFX1X2基、氰基、碳原子数1~21的直链或支链状的氟烷基、取代或者非取代的苯甲基、取代或者非取代的苯基,
其中,CFX1X2基中的X1和X2为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子或者碘原子;
Y为-O-或者-NH-;
Z为碳原子数1~10的脂肪族基、碳原子数6~10的芳香族基或者环状脂肪族基、-CH2CH2N(R1)SO2-基、-CH2CH(OZ1)CH2-基、-(CH2)m-SO2-(CH2)n-基或者-(CH2)m-S-(CH2)n-基,
其中-CH2CH2N(R1)SO2-基中的R1为碳原子数1~4的烷基,
-CH2CH(OZ1)CH2-基中的Z1为氢原子或者乙酰基,
-(CH2)m-SO2-(CH2)n-基或者-(CH2)m-S-(CH2)n-基中的m数为1~10、n数为0~10;
树脂B为氟原子与主链碳链相结合的树脂。由于具有氟原子的聚合物本身就具有优越的拒水性,且具有较低的表面张力,和树脂A并用,可以更大程度降低树脂层的表面张力,从而提高拒水性,降低保水率。
本发明中的保水率是模拟纤维结构物在水中运动后的含水率。保水率越小,代表纤维结构物越难被润湿。
经过流水-吊干处理后的纤维结构物的保水率下降5%以上。如果保水率下降少于5%的话,纤维结构物的低润湿耐久性不良。
具体计算公式如下:
保水率下降比率=(只经过流水处理不吊干的纤维结构物的保水率)-(流水-吊干处理后的纤维结构物的保水率)。
优选,本发明的树脂B的成分为聚四氟乙烯(PTFE)、全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)和乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)中的一种或更多种。这些聚合物中氟素含量较高,可以进一步提高拒水性能。
本发明中的纤维结构物优选为经过阴离子前处理剂处理过,即在对基布进行拒水浸轧整理前先进行阴离子前处理,这样可以让拒水整理中的含氟树脂更好地附着。这里的阴离子性前处理剂为尼龙用单宁固色剂,可以是含有带磺酸基的酚类缩合物、硫砜类化合物或二羟基苯砜化合物的固色剂。
本发明的纤维结构物可通过对基布浸轧整理得到。浸轧条件根据需要进行选择,可以是一浸一轧,也可以是二浸二轧。浸轧后可在温度80~200℃的条件下热处理1~20分钟,再在130~200℃的条件下进行定型整理。
浸轧加工液包括树脂A、树脂B、架桥剂和水,各用量可根据需要进行调节。其中树脂A用量优选为10~200g/L、树脂B用量优选为5~80g/L、架桥剂用量优选为1~50g/L。另外,为了提高反应效率,优选加工液中还添加有渗透剂。
上述药剂可直接使用市售品,也可按照本领域的公知技术合成。其中架桥剂优选为三聚氰胺类和封端异氰酸酯类中的一种或两种。渗透剂优选为异丙醇等。
下面说明本发明各项指标的测定方法及评价方法:
(1)拒水度
根据JIS L 1092:2009法测试。
(2)保水率
a.剪取经向20cm×纬向20cm大小的样布3块;
b.称取其中1块的重量记为W0,在样布中心附近画直径为10.6cm 的圆圈,再使用JIS L 1092:2009法拒水度测试用圆形铁框(直径15cm)将样布平整均匀拉伸到所画圆圈和圆形铁框圈基本一致的状态,将样布固定在面积扩展80%的状态后,进行拒水评价;
c.取下样布,在2槽式双缸洗衣机中放入30升水,温度调节至25~29℃后,将样布放入其中进行运转一定时间,
其中只经过流水处理不吊干时运转时间为180分钟,
经过流水-吊干处理时运转时间为175分钟,自然吊干至晾干为止,一般为24小时,再放进洗衣机中(30升水、温度25~29℃)运转时间为5分钟;
d.运转结束后,将样布取出,倾斜15°左右停留10秒后,称其重量W1;
根据公式计算出保水率=[(W1-W0)/W0]×100% 。
e.重复以上步骤,得出剩下两块样布的保水率,
f.求3块的平均值作为本发明的保水率。
下面结合实施例及比较例对本发明作进一步说明。
以下实施例中所使用的树脂如下:
树脂A-1:碳6氟素拒水树脂(UNIDYNE TG-5671、大金工业株式会社制)
树脂A-3:碳8氟素拒水剂(FX-192、日本京绢化成株式会社制)
实施例1
将Ny/PU纤维形成的机织物作为基布先在98℃下进行60分钟染色,接着利用尼龙固色剂进行浴中前处理,浓度为5%、90℃条件下处理20分钟,再采用下列组成的加工液进行加工:
树脂A-1 60g/L
PTFE树脂(树脂B、大金工业株式会社制) 20g/L
架桥剂A(封锁异氰酸酯类、HUNTSMAN制) 10g/L
架桥剂B(三聚氰胺类、住友化学株式会社制) 3g/L
催化剂(ACX、大日本油墨化学工业株式会社制) 2g/L
渗透剂(异丙醇、C&T制) 10g/L
其余为软水。
加工条件:采用一浸一轧加工,然后在温度130℃的条件下热处理2分钟,再在170℃的条件下进行定型整理60秒后得到本发明的拒水性纤维结构物,其各项性能测试结果见表1。
实施例2
将树脂A-1替换为A-2,其余同实施例1,得到本发明的拒水性纤维结构物,其各项性能测试结果见表1。
实施例3
将PTFE树脂替换为PFA树脂(科慕公司制),其余同实施例2,得到本发明的拒水性纤维结构物,其各项性能测试结果见表1。
实施例4
将树脂A-2的用量替换为80g/L,其余同实施例2,得到本发明的拒水性纤维结构物,其各项性能测试结果见表1。
实施例5
PTFE树脂的用量调整为50g/L,其余同实施例2,得到本发明的拒水性纤维结构物,其各项性能测试结果见表1。
比较例1
将树脂A-2碳6氟素拒水剂替换为碳8氟素拒水剂(FX-192、日本京绢化成株式会社制),其余同实施例2,得到拒水性纤维结构物,其各项性能测试结果见表1。
比较例2
不使用PTFE树脂,其余同实施例2,得到拒水性纤维结构物,其各项性能测试结果见表1。性相当,但前者的干态防皱性较差,不及后者。
表1
根据上表,
(1)由实施例2与实施例1可知,同等条件下,使用具有特定结构的碳6树脂A-2加工所得纤维结构物与使用不含特定结构的碳6树脂A-1加工所得纤维结构物相比,前者的初期拒水性略好于后者,而且前者的保水率下降率高于后者,低润湿耐水性优于后者。
(2)由实施例2与实施例3可知,同等条件下,使用含PTFE树脂加工所得纤维结构物与使用含PFA树脂加工所得纤维结构物相比,两者的初期拒水性、保水率下降率均相当。
(3)由比较例1与实施例2可知,同等条件下,使用含碳8氟素拒水剂加工所得纤维结构物与使用含碳6氟素拒水剂加工所得纤维结构物相比,前者的初期拒水性稍不及后者,而且前者保水率下降率仅有3%,明显低于后者,即保水率高,低润湿耐水性差。
(4)由比较例2与实施例2可知,同等条件下,未使用PTFE树脂加工所得纤维结构物与使用PTFE树脂加工所得纤维结构物相比,前者的初期拒水性稍不及后者,而且前者保水率下降率仅有3%,明显低于后者,即保水率高,低润湿耐水性差。
Claims (2)
1.一种纤维结构物,由合成纤维所组成,所述合成纤维的表面上固着有含氟树脂的树脂层,其特征是:所述含氟树脂包括树脂A以及树脂B;
所述树脂A中含有CH2=C(X)-C(=O)-Y-Z-(CF2)5CF3基团,
X为氢原子、碳原子数1~21的直链或支链状的烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、CFX1X2基、氰基、碳原子数1~21的直链或支链状的氟烷基、取代或者非取代的苯甲基、取代或者非取代的苯基,
其中,CFX1X2基中的X1和X2为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子或者碘原子;
Y为-O-或者-NH-;
Z为碳原子数1~10的脂肪族基、碳原子数6~10的芳香族基或者环状脂肪族基、-CH2CH2N(R1)SO2-基、-CH2CH(OZ1)CH2-基、-(CH2)m-SO2-(CH2)n-基或者-(CH2)m-S-(CH2)n-基,
其中-CH2CH2N(R1)SO2-基中的R1为碳原子数1~4的烷基,
-CH2CH(OZ1)CH2-基中的Z1为氢原子或者乙酰基,
-(CH2)m-SO2-(CH2)n-基或者-(CH2)m-S-(CH2)n-基中的m数为1~10、n数为0~10;
所述树脂B为氟原子与主链碳链相结合的树脂;
2.根据权利要求1所述纤维结构物,其特征是:所述树脂B的成分为聚四氟乙烯、全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物、氟化乙烯丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的一种或更多种。
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