CN117616166A - 非发泡水性组合物、涂覆的纺织品及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
将非发泡水性组合物施加到织物基材,以在所得的涂覆的织物基材中提供非发泡光衰减涂层,所述所得的涂覆的织物基材产生减少的室外光眩光。所述非发泡水性组合物具有5‑50%固体和在25℃的100‑1000mPa‑sec的零剪切粘度。该组合物具有:i)0.1‑20重量%的多孔颗粒,以及任选不透明着色剂;ii)4‑20重量%的成膜粘合剂材料,其至少包含氯化聚合物;iii)2‑12重量%的白色无机颗粒填料材料,其具有大于2的折射率(RI)和小于1μm的中值粒度;和iv)5‑16重量%的白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度。该非发泡水性组合物可以施加到织物基材以减少室外光眩光,而不改变室内光着色和光遮挡性质。
Description
发明领域
本发明涉及非发泡水性组合物及其向衍生自含有玻璃纤维股的涂覆的纱线的织造织物基材的施加,以制备可用作纺织品的涂覆的织物基材,以用于减少来自阳光的过度亮度,其例如通过窗户、天窗和门进入房间或舱室中。这样的非发泡水性组合物通常仅施加于这样的织物基材的一侧,以减少房间或舱室内的光眩光。非发泡水性组合物含有多孔颗粒、至少包含氯化聚合物的成膜粘合剂材料、具有大于2的折射率的白色无机填料材料和白色低密度颗粒水合氧化铝。
发明背景
窗户是允许光到房间中的最常见的方式。光可流入空间中的其它方式是通过透光窗,例如天窗和玻璃门。通常,至少对于窗户而言,可以使用各种窗户处理物,例如防眩膜、织造帘、卷帘和幕帘来调节进入空间的光的性质,以最大化视觉舒适度,并减少空调空间中的能源使用。与防眩膜不同,卷式遮阳帘和其它纺织品处理物更为通用,因为它们可以根据需要打开或关闭,并且它们呈各种颜色和几何形状。
高端窗户处理物例如卷帘或窗屏设计为提供对室外的一定程度的隐私,同时保持从房间内对室外环境的好的视野。在白天时间期间,这需要很好地控制由明亮的阳光进入房间中而引起的眩光。浅着色的窗户处理物让更多的光通过,引起更强的眩光,然而较深的窗户处理物吸收更多的透过来的光,减少眩光。此外,为了保持高程度的隐私,必须阻挡从室外向内看的视野。窗户处理物中的浅着色的一个优点,尤其是对于街道侧而言,是它增加了对于向内看的观看者而言的眩光和反射,从而加强了隐私。
高效窗帘旨在控制所选择的着色的热量和眩光。具有此类性质的材料作为EScreenTM材料由MERMET进行销售,并可作为各种织造的乙烯基涂覆的玻璃纤维织物获得,所述织造的乙烯基涂覆的玻璃纤维织物具有一系列开松因子(Openness Factors)(OF,材料中的开孔的百分比或每平方英寸的开孔数量)。织造越紧密,则开松度(openness)越低,且材料阻挡的入射光越多。入射光被阻挡得越多,则从室内和室外的视野被阻挡得就越多。这样的窗帘呈若干中性色调,从白色至炭黑色。然而,目标是使用用于所有色调着色的较高的开松因子来提供对街道侧的隐私,同时保持从室内对室外的好的视野。
这样的高效窗帘材料可以使用具有复丝芯的纱线来设计,所述复丝芯可以用阻燃聚合物塑溶胶或其它化学品包覆或涂覆,例如如欧洲专利0 900 294B1(Damour等人)和美国专利9,920,458(MERMET)中所述。例如,所述的复丝芯可以包含多股玻璃纤维,并用与无机阻燃剂例如硼酸锌或铝、镁、锌、锡和铅的氧化物混合的聚(氯乙烯)塑溶胶包覆。
此类织物的一个用途是用于安装到商业场所中的窗帘。美国专利4,587,997(Brooks)和6,032,454(Damour等人)中也描述了由结合的PVC涂覆的聚酯和玻璃纤维纱线组成的合成织造织物。这样的具有塑料涂层的玻璃纤维芯纱线被认为提供了耐久性和尺寸稳定性。
美国专利申请公开2020/0173067(Sedita等人)描述了使用具有玻璃纤维芯的纱线制造的织物基材。此类玻璃纤维芯用含有有机多孔颗粒、成膜粘合剂和相对软的无机填料(MOHS值小于5)的组合物同轴涂覆。这样的组合物不包含不透明着色剂,例如炭黑。通过将该组合物施加到纱线的玻璃纤维芯,所得的织物基材表现出相比本领域中先前已知的那些增加的不透明度和眩光控制。
尽管如上所述在纱线和由其生产的纺织品的技术领域中取得了进步,但进一步需要对设计为窗屏的白色或近白色织造纺织品的太阳辐照控制的品质进行改善,并进一步减少来自入射室外光的房间内眩光,以改善从室内的视野,尤其是当织物包含含有复丝玻璃纤维的纱线时。还需要减少室内眩光,同时不减少“街道侧”的反射和眩光,以防止向房间中看的那些人而加强隐私。存在对于涂覆的配制物的进一步需要,该涂覆的配制物可减少室内眩光而不减损窗户处理物的原始视觉外观和着色或改变织造的开松度。
发明概述
本发明提供了非发泡水性组合物,其具有至少5%且至多并包括50%的%固体,其以至少100mPa-sec且至多并包括1000mPa-sec的零剪切粘度剪切稀化,所述零剪切粘度如在25℃使用频率扫描所测量,
所述非发泡水性组合物包含组分i)至iv):
i)多孔颗粒,其以至少0.1重量%且至多并包括20重量%的量存在,各多孔颗粒包含连续聚合物相和分散在所述连续聚合物相内的离散孔隙,所述多孔颗粒具有至少2μm且至多并包括50μm的众数粒度,并且
任选以至多并包括1重量%的量包含不透明着色剂,所述不透明着色剂的量基于所述i)多孔颗粒的总重量计;
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯化聚合物,其中ii)成膜粘合剂材料以至少4重量%且至多并包括20重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有大于2的折射率(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)无机颗粒填料材料以至少2重量%且至多并包括15重量%的量存在;和
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少2重量%且至多并包括16重量%的量存在,
i)、ii)、iii)和iv)组分的所有量均基于非发泡水性组合物的总重量计。
在本发明的一些实施方案中,非发泡水性组合物具有至少25%且至多并包括40%的%固体,并且其以至少500mPa-sec且至多并包括750mPa-sec的零剪切粘度剪切稀化,所述零剪切粘度如在25℃使用频率扫描所测量,
所述非发泡水性组合物包含组分i)至v):
i)多孔颗粒,其以至少0.1重量%且至多并包括10重量%的量存在,各多孔颗粒包含连续聚合物相和分散在所述连续聚合物相内的离散孔隙,所述多孔颗粒具有至少3μm且至多并包括20μm的众数粒度,并且以至少0.005重量%并包括1重量%的量包含不透明着色剂,所述不透明着色剂的量基于所述i)多孔颗粒的总重量计;
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯乙烯聚合物、氯乙烯-丙烯酸类聚合物或偏二氯乙烯聚合物,其中ii)成膜粘合剂材料以至少8重量%且至多并包括16重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有折射率大于2的(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)无机颗粒填料以至少5重量%且至多并包括10重量%的量存在;
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少5重量%且至多并包括12重量%的量存在;和
v)消泡剂或抗起泡剂,或二者,其以至少0.01重量%且至多并包括1重量%的总量存在,所述消泡剂和抗起泡剂中的每一种不同于所有的i)、ii)、iii)和iv)组分;并且
i)、ii)、iii)、iv)和v)组分的所有量均基于所述非发泡水性组合物的总重量计。
本发明还提供了制造涂覆的织物基材的方法,所述方法包括:
A)提供织物基材,所述织物基材包括全部织造在一起的多根芯纱线,其中所述多根芯纱线中的至少一些包含玻璃纤维,所述织物基材具有第一侧和第二侧;和
B)由具有大于0.8g/cm3的密度的非发泡水性组合物在所述织物基材的至少所述第一侧上形成非发泡光衰减涂层,以提供涂覆的织物基材,所述非发泡光衰减涂层包含组分i)至iv):
i)多孔颗粒,其以至少0.5重量%且至多并包括40重量%的量存在,各多孔颗粒包含连续聚合物相和分散在所述连续聚合物相内的离散孔隙,所述多孔颗粒具有至少2μm且至多并包括50μm的众数粒度,并且
任选以基于所述i)多孔颗粒的总重量计至多并包括1重量%的量包含不透明着色剂;
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯化聚合物,其中ii)成膜粘合剂材料以至少15重量%且至多并包括50重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有大于2的折射率(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)无机颗粒填料材料以至少8重量%且至多并包括40重量%的量存在;和
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少10重量%且至多并包括50重量%的量存在,
i)、ii)、iii)和iv)组分的所有量均基于所述非发泡光衰减干燥涂层的总重量计。
此外,本发明提供了使用本发明的方法的涂覆的织物基材,所述涂覆的织物基材包括全部织造在一起的多根芯纱线,其中所述多根芯纱线中的至少一些包含玻璃纤维,
所述织物基材具有第一侧和第二侧,以及设置在所述织物基材的所述第一侧上的非发泡光衰减涂层,所述非发泡光衰减涂层包含组分i)至iv):
i)多孔颗粒,其以至少0.5重量%且至多并包括40重量%的量存在,各多孔颗粒包含连续聚合物相和分散在所述连续聚合物相内的离散孔隙,所述多孔颗粒具有至少2μm且至多并包括50μm的众数粒度,并且
任选以基于所述i)多孔颗粒的总重量计至多并包括1重量%的量包含不透明着色剂;
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯化聚合物,其中ii)成膜粘合剂材料以至少15重量%且至多并包括50重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有大于2的折射率(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)白色无机颗粒填充材料以至少8重量%且至多并包括40重量%的量存在;和
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少10重量%且至多并包括50重量%的量存在,
i)、ii)、iii)和iv)组分的所有量均基于所述非发泡光衰减涂层的总重量计。
本发明提供了对织物基材例如衍生自在纱线芯中具有复丝玻璃纤维的纱线的纺织品织物的处理。一旦纺织品织物被制造,根据本发明的非发泡水性组合物可以以合适的方式施加到其一侧或两侧或外表面,且优选施加在单侧上,以减少来自从房间外面而来的入射光,特别是阳光对房间之内的眩光。因此,形成的且通常是干燥的涂层变为光衰减的,特别是减少来自入射阳光的眩光,同时提供对室外观看者的隐私。
本发明的非发泡水性组合物由于以下各项的存在而解决了上述问题:i)多孔颗粒,其可通过其在含玻璃纤维的织造纱线中的用途而遮盖进入房间中的可见光,ii)至少包含氯化聚合物的成膜粘合剂材料,所述氯化聚合物充当用于所述非发泡光衰减涂层的组分的粘合剂并提供对所述织造纱线的粘附,相对高的折射率的iii)无机颗粒填料,其增加着色的明度,和iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,其充当填料并赋予阻燃性和着色的明度,如下所述。
本发明可用于提供涂覆的织物基材,该涂覆的织物基材至少在其上的一侧上具有干燥非发泡光衰减涂层,而不显著减损织物材料中的OF或开孔,并且该涂覆的织物基材可被制造用于卷帘、遮阳屏(solar screens)、看板(signage)等等形式的窗户和其它玻璃覆盖的透光窗处理物,以控制进入空间或房间中的光。
发明详述
以下讨论涉及本发明的各种实施方案,并且尽管一些实施方案对于具体用途可以是合意的,但是所公开的实施方案不应被解释为或以其它方式被认为是限制如下文所要求保护的本发明的范围。另外,本领域技术人员将理解,以下公开内容具有比针对任何具体实施方案所明确描述的更广泛的应用。
定义
除非另有说明,否则为了限定非发泡水性组合物、织物基材材料或用于制备多孔颗粒的材料的各种组分,如本文所用,单数形式“一”和“该”旨在包括一种或多种组分(即包括复数指代)。
本申请中未明确定义的每个术语应被理解为具有本领域技术人员通常接受的含义。如果术语的构成将使它在其上下文中无意义或基本上无意义,则术语定义应从标准词典中获取。
除非另有明确指示,否则本文中所指定的各种范围中的数值的使用被认为是近似值,如同在所述范围内的最小值和最大值二者都冠以词语“约”。以这种方式,可以使用高于和低于所述范围的微小变化,以实现与该范围内的值基本上相同的结果。另外,这些范围的公开旨在作为包括最小值和最大值之间的每个值的连续范围。
除非另有指示,否则术语“多孔颗粒”在本文中用于指在下文更详细描述的多孔有机聚合物材料。多孔颗粒通常包含具有外部颗粒表面的固体连续聚合物相和分散在连续聚合物相内的离散孔隙。连续聚合物相在性质上也可以是化学交联的或弹性体的,或者在性质上是化学交联和弹性体二者的。
i)多孔颗粒可以包含“微”、“中”和“大”离散孔隙,根据International Union ofPure and Applied Chemistry,其为推荐用于分别是小于2nm、2nm至50nm和大于50nm的离散孔隙尺寸的分类。因此,尽管i)多孔颗粒可以包含在每个离散孔隙中提供合适的体积的所有尺寸和形状的封闭离散孔隙(即完全在连续聚合物相内的封闭离散孔隙),但是大离散孔隙是特别可用的。虽然在i)多孔颗粒的表面上可以存在开放的大孔,但此类开孔是不合意的,并且可以只是偶然出现。i)多孔颗粒的尺寸、它们的配制和制造条件是离散孔隙尺寸的主要控制因素。然而,通常离散孔隙独立地具有至少100nm且至多并包括7000nm,或更可能地至少200nm且至多并包括2000nm的平均尺寸。无论离散孔隙的尺寸如何,它们通常在整个连续聚合物相中随机分布。
当用于描述某些颗粒尺寸中时,术语“中值粒度”具有在本领域中已知的标准定义,例如,指粒度分布的d50尺寸。
开松因子(OF)是指织物结构中每个面积的开孔的百分比,并且有时被称为“织造密度”。OF越低,则被遮挡、散射或阻挡的可见光就越多,这转而取决于纱线的间距和尺寸。
不同类型的窗户处理物以及所使用的窗户玻璃可以影响通过窗户的透光量。
根据本发明,全可见光反射(TVR)是指从面向街道侧的织造织物漫反射的法向入射处测量可见光的百分比。TVR例如如下所述使用配备有积分球、脉冲氙光源和固态二极管阵列检测器的Hunter Labs UltraScan XE分光光度计在400-700nm波长范围中进行测量。
根据本发明,全可见光透射(TVT)是指通过窗屏直接透射到房间之内的法向入射处测量可见光的百分比。这是用作窗户处理物的织造织物基材所允许多少可见光到房间中的量度。TVT可以例如如下所述使用Perkin Elmer Lambda 800 UV-Vis分光光度计在400-700nm波长范围中进行测量。
根据本发明,漫射可见光透射(DVT)是指不直接穿过织物基材的开孔的从街道侧通过纱线透射的可见光的百分比,其包括从围绕开孔的半透明织造纱线侧反射的光。该值越低,则房间中的眩光就越低。DVT可以如下所述进行测量,例如类似于TVT的测量但使用光阱以收集所有的非散射的光。
根据本发明的非散射的可见光透射(NVT)是仅穿过织物织造物的开放区域而不穿过织物的纤维的光的百分比。NVT可以通过从TVT中减去DVT来估计,并因此可以与在织物基材中的织造有多紧密,并进而减少OF相关。
白度指数(WI)是与对某些白色和近白色表面的白度的视觉评级相关的量度。American Standards Test Methods(ASTM)E313-10已定义了白度指数,并用于测量近白色的不透明材料,例如纸、漆和塑料材料,或用于测量其颜色(着色)看起来是白色的任何材料。
本文中描述的CIELAB L*、a*和b*值具有根据CIE 1976颜色空间或之后已知的颜色空间的标准版本已知的定义,并且使用标准D65光源的功率分布函数和10°标准观测者函数。这些计算值可用来将颜色表示为三个数字颜色值:L*代表颜色的明度(或亮度),a*代表颜色的绿色-红色组分,且b*代表颜色的蓝色-黄色组分。
折射率(Refractive index)(RI)或折射指数(index of refraction)是指当光从一种介质传递到另一种介质或通过界面时,材料使光弯曲的能力的量度或程度的已知性质。自然界中许多材料的折射率是公知的并在文献中报道。
可以使用已知设备和过程使用差示扫描量热法(DSC)测量有机聚合物的玻璃化转变温度,所述有机聚合物用来制备下文所述的连续聚合物相或ii)成膜粘合剂材料。对于许多市售可得的有机聚合物而言,玻璃化转变温度从商业供应商处已知。
如本文所用,“纱线”是指连续长度的互锁纤维股。根据纱线的结构将其分为三个基本类别:短纤维纱线由卷绕在一起的若干根短的短纤维制造;合股纱线(ply yarn)由一股或多股的短纤维纱线制造;单股纱线(single ply yarn)是通过加捻保持在一起的单股的短纤维。多股纱线(multi-ply yarn)由加捻在一起的多根单独纱线制造。长丝纱线由在纱线的整个长度行进且比短纤维长的一根或多根连续股制造。可以以合适的方式将多根长丝织造在一起或捻合在一起,或者在捻合或不捻合的情况下作为束(bundle)布置在一起。
如本文所用。“涂覆的纱线”是指充当“纱线芯”的纱线,涂层设置在其上,如下文所详细描述的。
如本文所用,术语“织物”、“纺织品”和“织物基材”意在指可以使用根据本发明的非发泡水性组合物制备的材料,其具有任何合意的直径或长度的。
用途
根据本发明的非发泡水性组合物可用于制备具有上述性质的各种涂覆的织物基材(涂覆的纺织品)。这样的涂覆的(或处理的)织物基材可以用作例如窗帘和其它窗户处理物、百叶窗(window blinds)、屏风(room dividers)、小室窗帘和横幅。涂覆的织物基材可以任选具有可印刷的外表面,其能够接受在丝网印刷、凹版印刷、喷墨印刷、热成像(例如“染料升华热转移”)或其它成像方法中使用的油墨。
非发泡水性组合物
本发明的非发泡水性组合物通常具有至少5%或至少25%且至多并包括40%或至多并包括50%的%固体。该配制物可以设计为具有所需的%固体,以有利于用于施加到织物基材的所需方式,如下所述。在一些实施方案中,将%固体进行优化以用于使用喷涂施加,如下所述。
此外,本发明的非发泡水性组合物典型地是剪切稀化的,并且表现出至少100mPa-sec或至少500mPa-sec且至多750并包括750mPa-sec或至多并包括1000mPa-sec的零剪切粘度(在非常低的剪切速率下测量并显示处于静止的材料的粘度),其全部均在25℃使用频率扫描使用市售可得的流变设备和过程进行测量(例如,使用Anton Paar MCR 501仪器,如以下对于工作实施例所述)。“零剪切粘度”是本领域中已知的术语,例如所描述的,是指剪切稀化开始之前的粘度平台。这种现象可以在非常低的剪切速率下发生,但对于某些材料,它仍也可以在非常高的剪切速率下发生。
重要的是,在非发泡水性组合物中存在最少的气泡(或其它气态空隙),因为气泡可降低涂层的均匀性或向织物基材的施加的均匀性,或者它们可允许光通过干燥涂层,并从而减少所得的干燥涂层的光衰减性质。如下所述,为了最小化或防止非发泡水性组合物的起泡,该非发泡水性组合物可以以适当量包含下述的水溶性或水分散性v)消泡剂或抗起泡剂,但此类组分在每个实施方案中可以不是必要的。然而,通常,非发泡水性组合物具有大于0.8g/cm3或大于0.9g/cm3的密度(或“泡沫密度”)是合乎需要的。
在许多实施方案中,根据本发明的非发泡水性组合物包含四种必要组分,其全部限定如下:i)多孔颗粒;ii)成膜粘合剂材料;iii)白色无机颗粒填料材料;和iv)白色低密度颗粒水合氧化铝。
对于其中使用本发明来制备涂覆的织物基材的下述方法而言,本发明的非发泡水性组合物用于在织物基材上形成或提供非发泡光衰减涂层。
i)多孔颗粒:
可用于非发泡水性组合物中的各i)多孔颗粒包含连续聚合物相和分布在该连续相内的离散孔隙,并且具有至少2μm且至多并包括50μm的众数粒度。i)多孔颗粒可以使用一种或多种油包水乳液与水性悬浮液方法的组合制备,例如以蒸发有限聚结(ELC)方法制备。i)多孔颗粒的制备及其常见性质的细节在例如美国专利8,110,628(Nair等人)、8,703,834(Nair)、7,754,409(Nair等人)、7,887,984(Nail等人)、8,329,783(Nair等人)和8,252,414(Putnam等人)中提供。因此,各多孔颗粒通常是聚合物性质的和有机物性质的(即连续聚合物相是聚合物性质和有机物性质的),并且通常排除非多孔颗粒(其具有小于20体积%的孔隙率)在本发明中的使用。
与下述复丝包层(multifilament cladding)中所使用的多孔颗粒不同,根据本发明使用的i)多孔颗粒可以含有一定量的一种或多种不透明着色剂,其更详细地描述于下文。
各i)多孔颗粒通常具有至少20体积%或至少35体积%且至多并包括65体积%或至多并包括70体积%的孔隙率,或更典型地至少40体积%且至多并包括60体积%的孔隙率,其全部均基于多孔颗粒的总体积计。可以使用汞压入技术使用对聚合物和物理化学领域的技术人员而言将显而易见的设备和过程来测量孔隙率。
i)多孔颗粒可包含衍生自一种或多种有机聚合物的连续聚合物相,选择所述有机聚合物以使连续聚合物相具有至少25℃,或更典型地至少25℃且至多并包括180℃的玻璃化转变温度(Tg),如使用差示扫描量热法使用已知的设备和过程所测定。
连续聚合物相可包含一种或多种具有上述性质的有机聚合物,其通常占基于连续聚合物相的总重量计至少70重量%且至多并包括100重量%。在一些实施方案中,连续聚合物相包含一种或多种纤维素聚合物(或纤维素类聚合物),该纤维素聚合物(或纤维素类聚合物)包括但不限于衍生自乙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丁酸纤维素和乙酸丙酸纤维素中的一种或多种的那些纤维素类聚合物。例如,关于此类聚合物的细节在美国专利9,963,569(Nair等人)中提供。
用于组成连续聚合物相的其它可用的聚合物在上述的Nair、Nair等人和Putnam等人的专利中描述,因此此处省略了已知的细节。也可以使用一种或多种此类聚合物与一种或多种上述的纤维素聚合物的混合物。
i)多孔颗粒的连续聚合物粘合剂还可衍生自烯键式不饱和可聚合单体和多官能反应性化合物,如例如美国专利8,703,834(如上所述)中所描述。
通常,本发明中使用的i)多孔颗粒具有等于或小于50μm,或至少2μm且至多并包括50μm,或典型地至少3μm且至多并包括30μm,或甚至至多并包括40μm的众数粒度。最可用的i)多孔颗粒具有至少3μm且至多并包括20μm的众数粒度。众数粒度是已知的参数,并且在粒度分布直方图中表示球形颗粒的最频繁出现的直径和非球形颗粒的最频繁常出现的最大直径,所述众数粒度可以使用已知设备(其包括光散射设备,例如使用图像分析测量的Sysmex FPIA 3000 Flow Particle Image Analyzer,并且其可以从的各种来源包括Malvern Panalytical获得;和可获自Beckman Coulter Diagnostics的coulter计数器和其它颗粒表征设备)、软件和过程来测定。
i)多孔颗粒可作为粉末或水性悬浮液(包括水或水与水混溶的有机溶剂例如醇)提供。此类粉末和水性悬浮液还可以包含表面活性剂或悬浮剂,以保持i)多孔颗粒悬浮或促进它们在水性介质中的再润湿。
i)多孔颗粒可以以至少0.1重量%或至少5重量%且至多并包括15重量%或至多并包括20重量%的量存在于根据本发明的非发泡水性组合物中,其全部均基于非发泡水性组合物的总重量计。
如下文所更详细地讨论的,一些i)多孔颗粒可以包含一种或多种不透明着色剂(定义如下),而其它i)多孔颗粒不包含。可以使用具有和不具有不透明着色剂的i)多孔颗粒的混合物,并且不同的i)多孔颗粒可以包含相同或不同的聚合物材料,并且具有相同或不同的众数粒度和孔隙率。
一些可用的不透明着色剂可用作单一着色剂材料或选自着色剂的任何合适的组合,使得单一或多种着色剂形成吸收预先确定的电磁辐射(通常从UV至近IR,例如350nm至800nm,或350nm至700nm)的“不透明着色剂”。不透明着色剂可以是可溶性染料或颜料、或每种或两种类型的材料的组合。
当存在时,一种或多种不透明着色剂可以存在于i)多孔颗粒中的一些或全部的离散孔隙的体积内,或者存在于i)多孔颗粒的连续聚合物粘合剂内,或者在i)多孔颗粒的离散孔隙的体积和连续聚合物粘合剂二者内。这是高度有利的,因为i)多孔颗粒可用于“包封”各种不透明着色剂以及调色着色剂(tint colorants)和其它添加剂,从而使它们与非发泡水性组合物的其它组分保持隔离,且另外不暴露于环境。然而,在一些实施方案中,在其中分散i)多孔颗粒的ii)成膜粘合剂材料内单独或另外掺入不透明剂可以是可用的。
如本文所用,不透明着色剂包含一种或多种着色剂材料,单独或组合选择所述着色剂材料以提供对预先确定的电磁辐射(如上文所限定)的阻挡。虽然不透明着色剂可以提供一些着色或所需的色相,但它们不是出于该目的而特意选择的,并因此材料选择为与非发泡水性组合物内包含的任何调色着色剂不同,特别是因为不透明着色剂在i)多孔颗粒和调色着色剂内。
可单独或组合使用的不透明着色剂的实例包括但不限于中性或黑色颜料或染料、炭黑、黑色铁氧化物、石墨、苯胺黑、蒽醌黑以及选自以下各项的有色颜料或染料的组合:青色、品红色、黄色、绿色、橙色、蓝色、红色和紫色染料或颜料,以及红外吸收颜料或染料。本发明不限于仅使用本文所述的特定不透明着色剂,而是被认为是代表性的且作为对技术人员设计用于预先确定的电磁辐射的所需吸收的不透明着色剂的其它组合的合适指导的那些。炭黑特别可用作不透明着色剂,尤其是当存在于i)多孔颗粒的离散孔隙中时,其中存在可获自商业来源的许多类型的炭黑。染料或颜料的组合,例如减色原色着色的颜料(青色、品红色和黄色着色的颜料)的组合也可用于提供“黑色”或视觉中性的不透明着色剂。
不透明着色剂通常可以以至多1重量%的量,或更可能地以至少0.005重量%且至多并包括1重量%的量存在于非发泡水性组合物中,其全部均基于非发泡水性组合物(以及所得的非发泡光衰减涂层)中的i)多孔颗粒的总重量计。如果需要,则可以使用所述的不透明着色剂的混合物,并且这些量也参照不透明着色剂的混合物的总量。例如,如上所述,不透明性着色剂可以包含两种或更多种组分着色剂的组合(例如染料的组合或颜料的组合),所述两种或更多种组分着色剂的组合在色相和量方面进行设计,使得所述组合满足本文所述的所需的性质。
此外,不同的i)多孔颗粒可以包含不同的不透明着色剂,只要总量满足上述范围即可。此外,一些i)多孔颗粒可以含有不透明着色剂,而其它i)多孔颗粒可以不含不透明着色剂,并且这样的不同的i)多孔颗粒可以单独使用或组合使用。
在一些实施方案中,不透明着色剂如果是颜料形式,则通常将其研磨为细粒度,并然后通过将研磨的颜料掺入在制造多孔颗粒中使用的水性相内,将所述不透明着色剂包封在多孔颗粒的离散孔隙的体积内。可选择地,通过将不透明着色剂掺入在制造多孔颗粒中使用的油相中,可以将不透明着色剂掺入多孔颗粒的连续聚合物相内。这样的布置可以在使用本文所提供的教导和本文所引用的参考文献中提供的教导制造i)多孔颗粒期间实现。
ii)成膜粘合剂材料:
一种或多种ii)成膜粘合剂材料存在于非发泡水性组合物中,并且设计或选择每种成膜粘合剂材料以使其具有以下性质:它通常是水溶性的或水分散性的;它能够很好地粘附到织物基材的织造纱线;它能够被干燥,并且在需要的情况下还可以交联(或至少部分固化);它具有好的光稳定性和热稳定性;以及它是成膜的,例如具有小于25℃的Tg,小于或等于0℃的Tg,或小于或等于-10℃的Tg,或小于或等于-25℃的Tg,其均使用差示扫描量热法测定。
ii)成膜粘合剂材料可以包含一种或多种有机聚合物,其可以作为乳液、分散体或水性溶液提供。它们还可以包含自交联的聚合物,或者它们可以包含一种或多种自交联或可自固化的聚合物,或它们可以包含向其添加交联剂并因此可固化或能够在适当的条件下至少部分交联或固化的一种或多种聚合物。
因此,如果ii)成膜粘合剂材料在合适的交联剂或催化剂的存在下是可交联的(或可固化的),则这样的交联(或固化)可以利用热、辐射或其它已知的方式进行化学活化。固化剂或交联剂通常是具有能够在固化条件下与ii)成膜粘合剂材料(例如官能化胶乳聚合物)中的反应性位点反应从而产生交联的结构的官能团的化学品。代表性的可用交联剂包括但不限于多官能氮丙啶、醛、羟甲基衍生物和环氧化物。
包含一种或多种卤化聚合物,特别是氯化聚合物作为ii)成膜粘合剂材料的一部分是必要的。这样的氯化聚合物包括但不限于氯乙烯聚合物(均聚物和共聚物)、偏二氯乙烯聚合物(均聚物和共聚物)、和氯乙烯-丙烯酸类共聚物。
术语“氯乙烯聚合物”是指聚合物至少部分包含衍生自氯乙烯单体或具有可转化为氯基团的“前体”基团的烯键式不饱和可聚合单体的重复单元。在大多数情况下,此类聚合物仅包含此类重复单元(均聚物),或此类重复单元是所有重复单元中的主要部分(超过50摩尔%)(在共聚物中),所述所有重复单元衍生自除下段中所述的丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯之外的各种烯键式不饱和可聚合单体。
术语“氯乙烯-丙烯酸类共聚物”是指具有衍生自氯乙烯的重复单元以及衍生自一种或多种烯键式不饱和可聚合丙烯酸或丙烯酸酯单体的重复单元二者的共聚物,所述烯键式不饱和可聚合丙烯酸或丙烯酸酯单体例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸以及对本领域技术人员而言将显而易见的其它单体。
其它可用的卤化聚合物包括偏二氯乙烯聚合物,该偏二氯乙烯聚合物限定为包含至少一些重复单元和至多且包括100摩尔%的重复单元,所述重复单元衍生自为偏二氯乙烯的烯键式不饱和可聚合单体。
这样的聚合物(均聚物和共聚物二者)(无论它们是如何形成的)因此包含沿聚合物链随机存在的至少一些重复单元中的侧氯基团。
可用的卤化聚合物例如氯化聚合物(包括氯化均聚物和氯化共聚物)可以从各种商业来源获得,或者使用已知的起始材料和聚合物合成方法制备,并且可以例如以胶乳形式提供。
此外,一种或多种氯化聚合物的混合物可以用作ii)成膜粘合剂材料。此外,聚合物的“混合物”还可以包含成膜乙烯基聚合物,例如不含侧氯基团的丙烯酸类聚合物。例如,ii)成膜粘合剂材料的可用混合物包括但不限于合适重量比的聚(氯乙烯)和非卤化丙烯酸类聚合物的混合物;合适重量比的氯乙烯-丙烯酸类聚合物和非卤化丙烯酸类聚合物;或合适的重量比的偏二氯乙烯聚合物和非卤化丙烯酸类聚合物。
可用于这样的聚合物材料的混合物中的其它合适的非卤化成膜粘合剂聚合物包括但不限于以下类型的水溶性或水分散性聚合物:聚(乙烯醇)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、环氧乙烷聚合物、聚氨酯、氨基甲酸酯-丙烯酸类共聚物、其它丙烯酸类聚合物、苯乙烯-丙烯酸类共聚物、乙烯基聚合物、乙烯基丙烯酸类共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈共聚物和聚酯、硅酮聚合物、或这些有机聚合物中的两种或更多种的组合。这样的成膜粘合剂材料可容易地获自各种商业来源,或者可以使用已知的起始材料和聚合物合成条件制备。一类可用的非卤化成膜粘合剂材料包括水性胶乳聚合物分散体,例如丙烯酸类胶乳,其可以是丙烯酸酯类聚合物和共聚物的离子或非离子胶体分散体。可用的成膜水性胶乳还包括苯乙烯-丁二烯胶乳、聚(乙烯基吡啶)胶乳、聚(丙烯腈)胶乳,以及由丙烯腈、丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯形成的胶乳。
利用一些常规实验,技术人员将能够确定成膜聚合物材料的最佳类型和混合物,以设计最佳的ii)成膜粘合剂材料用于根据本发明的非发泡水性组合物和所得的非发泡干燥光衰减涂层中。
ii)成膜粘合剂材料(包括其混合物)可以以至少4重量%或至少8重量%,且至多并包括16重量%或至多并包括20重量%的量存在于非发泡水性组合物中,其全部均基于非发泡水性组合物的总重量计。在这些量中,基于非发泡水性组合物和所得的非发泡干燥光衰减涂层中的ii)成膜粘合剂材料的总重量计,氯化聚合物,例如一种或多种氯乙烯聚合物、氯乙烯-丙烯酸类聚合物或偏二氯乙烯聚合物通常占至少5重量%且至多100重量%。
可用于本发明中的ii)成膜粘合剂材料的所有聚合物组分可从自各种商业来源获得,或使用已知的合成过程和对熟练的聚合物化学家可获得的起始材料制备。
iii)白色无机颗粒填料:
在根据本发明的非发泡水性组合物中的可用的iii)白色无机颗粒填料材料合意地是具有大于2的折射率(RI)的那些。RI如上文所定义。具有如此高折射率的材料例如二氧化钛与非发泡水性组合物中的其它组分之间的高对比使得该填料材料对于提高着色的不透明度和亮度尤其有效。
这些iii)白色无机颗粒填料材料还具有小于1μm的中值(或d50)粒度,如使用已知方法和设备在室温下所测量。在许多情况下,中值粒度可获自材料的供应商。
具有这样的RI的可用的iii)白色无机颗粒填料材料的实例包括但不限于二氧化钛(锐钛矿或金红石)、铝氧化物、硫酸钡、锌氧化物和锌硫化物。如果需要,则可以使用不同白色无机颗粒填料材料的组合(混合物),例如合适的重量比的二氧化钛和铝氧化物的形式的混合物。
所需的无机颗粒填料通常为“白色”,这意味着它们有助于涂层的光散射性质。由于这些填料材料的相对高的折射率,因此它们通过散射和反射所有波长的可见光来起作用,从而它们被人眼感知为白色。
iii)白色无机颗粒填料材料在非发泡水性组合物中的量可以是至少2重量%或至少5重量%,且至多并包括10重量%或至多并包括15重量%,其全部均基于非发泡水性组合物的总重量计。
这样的可用的iii)白色无机颗粒填料材料,包括二氧化钛,可以从各种商业来源获得。iii)白色无机颗粒填料材料是与本文所定义的所有的i)、ii)和iv)组分不同的材料。
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝
该必要组分也称为氢氧化铝[Al(OH)3],并且其不同于上述的iii)白色无机颗粒填料材料。此类iv)白色低密度颗粒水合氧化铝通常具有小于或等于3μm,或更可能地至少1μm且至多并包括3μm的中值(d50)粒度,如使用在行业中公知的方法和市售可得的粒度分析仪所测量。
借由“低密度”来指可用的材料具有小于4,优选小于3的密度。
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝通常以至少2重量%或至少5重量%、且至多并包括12重量%或至多并包括16重量%的量存在于非发泡水性组合物中,其全部均基于非发泡水性组合物的总重量计。
这些iv)白色低密度颗粒水合氧化铝可以从各种商业来源获得,或由已知的起始材料和合成过程制备。它们不同于上述所有的i)、ii)和iii)组分。
任选的材料
尽管上述的i)多孔颗粒、ii)成膜粘合剂材料、iii)白色无机颗粒填料材料和iv)白色低密度颗粒水合氧化铝是在根据本发明的非发泡水性组合物中用于提供上述的本发明的性质的仅有的必要材料,但可以包含一些任选的材料,只要它们不实质性干扰那些本发明的性质,而是可以增强一些性质,例如着色或涂层性质。这样的任选的材料可以以基于非发泡水性组合物的总重量计小于2重量%的总量存在。这样的任选的材料可以包括但不限于单独或以任何组合的增稠剂、阻燃剂、抗起泡剂、消泡剂、UV辐射稳定剂、热稳定剂、光学增亮剂、调色剂(tinting agents)、分散剂、杀生物剂、润滑剂、和水分或挠曲控制剂。下文更详细地限定了这些材料中的一些。
这些任选的材料可以以技术上实际的任何方式掺入非发泡水性组合物中,例如将它们掺入i)多孔颗粒内(在离散孔隙、连续聚合物相内,或在离散孔隙和连续聚合物相二者中);在ii)成膜粘合剂材料内;或在i)多孔颗粒和ii)成膜粘合剂材料二者内。各种任选的材料可以在涂层中的不同位置中。所得的非发泡光衰减涂层可以包含这些任选的材料中的任何或全部。
v)消泡剂和抗起泡剂
以基于非发泡水性组合物的总重量计至少0.01重量%且至多并包括1重量%的总量包含一种或多种v)消泡剂或抗起泡剂(或防沫剂),或消泡剂与抗起泡剂二者可以是特别可用的。如果存在,则这些v)消泡剂和抗起泡剂不同于上述的所有的i)、ii)、iii)、iv)组分和下述的vi)阻燃剂。
对于大多数流体系统包括本发明的非发泡水性组合物而言,泡沫控制是待克服的挑战。纯液体不起泡。含有添加剂(例如表面活性剂)和填料以及其它颗粒的水性溶液或分散体易于在水中形成泡沫。在本发明的实践中,泡沫或夹带的空气的存在通常是不合意的,并且可以显著影响结果(例如所得的涂覆的织物基材的外观和性能)。为了防止泡沫及其产生的问题,并使过程保持平稳运行,本发明的非发泡水性组合物的许多实施方案包含一种或多种消泡剂。
消泡剂和抗起泡剂的化学性质通常相似,它们的主要区别在于使用时间。消泡剂可用于控制水性组合物中任何现有的泡沫,而抗起泡剂则可用于防止水性组合物形成泡沫。
通常,消泡剂和抗起泡剂是惰性(或非反应性)化学品。它们通常包含液体或疏水性固体。有效的消泡剂应不溶于其使用的介质中,否则将不发挥所需的功能。然而,抗起泡剂在水性组合物中不应不相容致引起沉积问题。这样的材料不同于所有的i)多孔颗粒、ii)成膜粘合剂材料、iii)白色无机颗粒填料材料和iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,并且不同于下述的vi)阻燃剂。在本发明中,这样的材料旨在分解泡沫或防止在非发泡水性组合物中形成泡沫。即使化学组分的适度混合也可倾向于形成一些泡沫,因此消泡剂的存在可以起到最小化泡沫形成的作用,例如,使得最终的非发泡水性组合物可以施加到织物基材同时具有大于0.8g/cm3或甚至大于0.9g/cm3的密度。
可用的v)消泡剂和抗起泡剂包括但不限于液体例如矿物油、硅酮和/或疏水性多元醇,和疏水性固体例如疏水性二氧化硅、亚乙基双硬脂酰胺、脂肪酸和/或脂肪醇。例如,可用的消泡剂可作为获自BYK Gardner。如将对本领域技术人员而言所显而易见的,其它消泡剂和抗起泡剂可以从各种商业来源获得。
包含阻燃剂或这些材料中的两种或更多种的混合物以降低涂覆的织物基材的可燃性也可以是合意的。氯化聚合物,例如聚(氯乙烯)和聚(偏二氯乙烯),由于组合物中存在氯,因此固有地是自熄阻燃材料。聚(氯乙烯)也可用于涂覆用于制造织物基材的芯纱线。此外,一些含玻璃纤维的纱线固有地具有阻燃性。上述的ii)成膜粘合剂材料和iv)白色低密度颗粒水合氧化铝也可以在本发明的实践中充当阻燃剂。已知水合氧化铝是阻燃剂和抑烟填料。它还可以与三氧化二锑、硼酸锌或含磷阻燃剂协同发挥作用,以提高阻燃性。
除了上述材料之外,可用的阻燃剂包括但不限于氧化的锑化合物(例如三氧化二锑)、水合金属氧化物(例如水合氧化铝、镁、锡、锌和铅氧化物,包括三水合氧化铝);含磷或含氮阻燃剂(例如聚磷酸铵);三聚氰胺异氰脲酸酯;衍生物或季戊四醇和三聚氰胺;钼酸铵;水合或非水合硼酸锌;以及这些化合物中的两种或更多种的混合物。可用化合物的具体实例在美国专利申请公开2013/0052900(Jung等人)的[0036]-[0043]和美国专利6,032,454(Damour等人)中描述。可用的阻燃剂可以从各种商业来源获得,并且如果存在,则它们不同于上述所有的i)、ii)、iii)、iv)和v)组分。
非发泡水性组合物的其它任选组分包括增稠剂,所述增稠剂可用来在根据本发明使用非发泡水性组合物之前改变其粘度。特别可用的流变改性剂是HX6010(Elementis)、/>-T1000(BYK)、/>PU 1214(BASF)、G111(Dow Chemical Company)和Paragum(Royal Adhesives,Inc.)。其它可用的增稠剂包括但不限于黄原胶、藻胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、碱可溶胀的丙烯酸类聚合物、琼脂、羧甲基纤维素、果胶和卡拉胶。此类增稠剂可以以基于非发泡水性组合物的总重量计至多并包括2重量%的量存在于非发泡水性组合物中。可用的增稠剂可以从各种商业来源获得。
此外,杀生物剂(即抗微生物剂或抗真菌剂)可以存在于非发泡水性组合物中,以减少或防止微生物和真菌在涂覆的织物基材中的生长。此类材料的实例在本领域中是公知的,并且是市售可得自各种来源的。
可以存在调色剂以提供所得的涂覆的织物或纺织品中的特定的可观察颜色、着色或色相,只要该着色在性质上是“浅”的,即具有低色度值并且在视觉上看起来发射或反射更多的光,且具有至少60的L*。可以存在调色着色剂的混合物,并且它们的组成和量可以不同。所需的着色或色相可以使用特定的调色着色剂来获得,并且可以与特定量的i)多孔颗粒组合使用,以抵消或改变原始颜色,从而提供最终的“颜色”(或着色)中的更多的白度(或明度)。可以将一种或多种调色着色剂掺入i)多孔颗粒内(离散孔隙的体积内或连续聚合物相内或二者的位置中),或者它们可以均匀分散在ii)成膜粘合剂材料内。可选择地,一种或多种调色着色剂可以存在于i)多孔颗粒内(在合适的位置中)和ii)成膜粘合剂材料内二者。调色着色剂可以是在用于制造i)多孔颗粒的有机溶剂和聚合物中可溶或可分散的染料或有机颜料,并因此可以包含在用来制备此类i)多孔颗粒的油相内。
包含一种或多种光学增亮剂以提高非发泡光衰减涂层中的最终着色的白度(明度、L*或“荧光”效果)也是可用的。光学增亮剂有时在本领域中被称为“荧光增白剂”或“荧光增亮剂”。通常,此类材料是选自已知化合物类别的有机化合物,例如茋和4,4′-二氨基茋的衍生物(例如双三嗪基衍生物);苯和联苯的衍生物(例如苯乙烯基(styril)衍生物);吡唑啉类;双(苯并噁唑-2-基)的衍生物;香豆素类;喹诺酮类;萘二甲酰亚胺类;s-三嗪类;和吡啶并三唑类。光学增亮剂的具体实例可在各种出版物中找到,所述出版物包括“Fluorescent Whitening Agents”,Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,Fourth Edition.,第四版,第11卷,Wiley&Sons,1994年。
分散剂和表面活性剂可以存在于非发泡水性组合物中,以提供胶体稳定性并防止颗粒材料的附聚,从而确保配制物中的储存稳定性(无粘度不稳定性、无分离),并且作为涂层助剂来提供好的静态控制和动态表面张力降低。可用的分散剂的实例包括但不限于77非离子有机改性三硅氧烷、DYNOLTM 604基于炔二醇的润湿剂、3000聚丙烯酸钠和水溶性/>43000聚合物分散剂。
根据本发明的非发泡水性组合物可以通过使用合适的混合器将上述的必要组分和任选组分在合适的水性介质(其主要是水)中混合来制备,所述混合器例如附有Cowles叶片、叶轮或涡轮叶片的顶置式搅拌器(overhead stirrer),以破碎任何附聚的颗粒并产生细固体的稳定悬浮液(或分散体)。混合应以使起泡或气泡形成最小化的方式进行,并且上述的v)消泡剂的存在也有助于这一结果。
根据本发明,在施加并干燥以形成如下所述的涂覆的织物基材之后,所得的非发泡光衰减涂层通常仅具有非常少的水性介质(例如水)。也就是说,水性介质的残留量基于所形成的非发泡光衰减涂层的总重量计可以少至5重量%或更少,或甚至1重量%或更少。
织物基材
可用于本发明的实践中的织物基材通常通过将连续纱线使用已知过程适当成形或织造成任何所需宽度和长度的纺织品(或纺织品结构)或织物基材来制备。根据本发明的非发泡水性组合物的用途不限于特定的纱线或织物基材。然而,本发明特别可用于提供涂覆的织物基材,所述涂覆的织物基材由在芯中包含一种或多种玻璃纤维的涂覆的纱线织造,且更特别地,由具有多种玻璃纤维纤维的复合纱线例如用本领域中已知的特定涂层包覆(或涂覆)的含复丝玻璃纤维的纱线织造,如下所述。
可使用本领域中已知的适当挤出技术制备用于制造织物基材的可用纱线。例如,可以例如使用包含至少一种氯化聚合物材料的树脂基质来制备复合纱线,以具有连续纱线纤维的芯和围绕该芯同轴设置的涂覆的皮(sheath),如例如美国专利6,032,454(如上所述)中所述。例如,可以通过使纱线芯(例如单丝或复丝玻璃纤维芯)穿过包含水性组合物的浴并然后通过用于除去水和任何其它溶剂以及使水性组合物中的任何可固化材料固化或定形的热处理来制备复合纱线。
复合纱线通常包括形成如上所述的纱线芯的连续长度的纱线。特别可用的纱线芯包括一根(单)或多根(复)单独的连续长丝的组,所述单独的连续长丝包含基本上在相同方向上纵向延伸的合成或天然存在的材料,例如玻璃纤维。包括两根或更多根单独的连续长丝的复丝纱线芯可用于许多实施方案中。
每根复合纱线通常具有至少25μm且至多并包括1500μm,或至少100μm且至多并包括1000μm的的平均直径。“平均直径”是使用MSD 25直径测量装置(例如可获自Zumbach)对复合纱线进行的多次直径测量的算术平均值,例如十次这样的测量。单丝纱线芯或复丝纱线芯可以具有至少75且至多并包括2500的旦尼尔,其中一旦尼尔是指每9000米1.2g的连续股。
合意的是这样的连续长丝包含燃烧性差且具有高于其上轴向涂覆的聚合物加工或干燥的温度的熔点的一种或多种材料。在一些实施方案中,每个连续长丝可以包含缺乏卤素原子的有机或无机材料,并且可再循环。连续长丝可具有均匀的或可变化的长度。这样的材料可以包括但不限于热塑性聚合物,例如聚酰胺类(例如尼龙);聚芳酰胺类(芳族聚酰胺类例如Nomex);聚酯类[例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)];聚氨酯类;聚烯烃类(例如聚丙烯、聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物);乙烯基聚合物类(例如乙酸乙烯酯和丙烯酸类树脂);纤维素聚合物类(例如乙酸纤维素);棉;和玻璃类(玻璃纤维的形式)。玻璃纤维长丝特别可用于形成单丝芯或复丝芯。
根据本发明的纱线芯基于复合纱线的总干重计可平均占至少15重量%且至多并包括50重量%。纱线芯的平均直径通常为至少20μm且至多并包括1450μm或至少90μm且至多并包括950μm。“平均直径”是使用MSD 25直径测量装置(例如可获自Zumbach)对纱线芯进行的多次直径测量的算术平均值,例如十次这样的测量。各种连续长丝可以设计为具有特别的组成、平均直径和长度,以提供所需的拉伸强度。
单丝纱线芯或复丝纱线芯中的一些或所有连续长丝可包含一种或多种添加剂,所述添加剂包括但不限于长丝(或纤维)增强材料、聚合物稳定剂、UV吸收剂、阻燃剂、增塑剂、调色着色剂、不透明着色剂或本领域技术人员将容易理解为在此类材料中可用的其它材料,例如如EP 0 900 294B1(如上所述)中所述。
可以使用已知技术,例如如美国专利申请公开2007/0015426(Ahmed等人)中所述来制备各单丝或复丝纱线芯。
纱线可以使用美国专利6,032,454(如上所述)中的教导如上所述进行涂覆。
用于制造复合纱线的其它水性组合物在美国专利申请公开2020-0172744(Brick等人)、2020-0173099(Nair等人)和2020-0173067(Sedita等人)中描述。这样的织物基材使用复合纱线制备,该复合纱线可以包括玻璃纤维芯和以同轴方式施加的涂层,所述涂层包含多孔颗粒,类似上述的i)多孔颗粒以及其它组分。然而,存在于这样的同轴涂层中的多孔颗粒并非有意地含有上文针对本发明所需的i)多孔颗粒所描述的不透明着色剂。
可用于本发明的所有复合纱线都可以使用以下方法来制备,该方法包括从供应筒中取出纱线芯;使其通过储器,在该储器中将其浸入合适的非发泡水性组合物中;使其通过用于除去过量水性组合物的模头;将其在保持在合适温度的烘箱中干燥,这包括树脂材料的固化;并然后将所得的复合纱线卷绕起来到卷取卷盘上。
可用于本发明中的织物基材可通过使用多种复合(或非复合)纱线适当织造或其它制造方法来制备。例如,可以使纱线经受整经、织造、拉幅和包装操作,以获得任何尺寸或形状的成形织物基材。可选择地,可以使用本领域中已知的技术将纱线机织、互锁、纺丝、针织或粘合性结合。以该方式可用的纱线股可以在干厚度和长度上变化,只要它们适合用于织物基材及其预期目的。在大多数实施方案中,织物基材厚度为至少50μm。纱线应具有合适的硬度、拉伸强度、批次水分含量(例如在70%的相对湿度小于1重量%)、伸长率和耐光牢度。在美国专利申请公开2013/0052900(Jung等人)的[0072]至[0076]中提供了关于此类方法的细节。
可用于本发明中的织物基材通常具有0%且至多并包括15%,或至少1%且至多并包括10%,或更可能地至少3%且至多并包括10%的开松度(或开松因子)。
在形成根据本发明的涂覆的织物基材之前,上述的织物基材可以“按原样”使用,或者它们可以在施加非发泡水性组合物之前经受进一步的操作以将它们掺入各种制品和设备中。例如,在施加非发泡水性组合物之前,可以将织物基材层压到膜、纸或其它元件。
此外,在施加非发泡水性组合物之前,可以使用任何合适的印刷手段例如喷墨印刷或胶版印刷在织物基材的一个或两个外表面上印刷图像,从而形成文本、图片、符号或其组合的印刷的图像。这样的印刷的图像可以是可见的,或者它们可以是对裸眼不可见的(例如,在印刷的图像中使用荧光染料或其它安全图像)。
热印刷的图像可以通过例如利用热(可升华)染料转移印刷过程(使用热且有或无压力)从一个或多个热供体元件形成于织物基材的一个或两个外表面上,所述热供体元件包括染料供体层,所述染料供体层包含一种或多种染料升华可印刷着色剂。例如,可以使用具有或不具有热无色(透明)片的一种或多种热染料片来获得热着色剂图像。在美国专利10,145,061(Nair等人)中提供了制造热印刷的图像的此类过程的可用细节。
制备涂覆的织物基材
根据本发明,可以提供上述的织物基材以制备涂覆的织物基材。然后,各织物基材包括全部织造在一起的多根涂覆的纱线,并且所述多根涂覆的纱线中的至少一些包括芯(例如玻璃纤维的束)。各织物基材包括第一侧和相对的第二侧。当织物基材用作窗户处理物时,第一侧通常是对房间或建筑物内的观看者可见的侧,可以称为房间侧。那么织物基材的第二(或街道)侧则将通常具有入射的室外光或辐射且被例如房间或建筑物外的人看到,并且可以称为街道侧。
然后,通常在合适的织物基材的第一侧上形成非发泡光衰减涂层,并且通过施加非发泡水性组合物来形成,该非发泡水性组合物通常使用常规方式干燥,并任选固化以提供根据本发明的涂覆的织物基材。干燥和任选的固化可以通过例如在120℃使用热空气最多两分钟或在高于135℃的温度加热最多三分钟来完成。借由术语“干燥”来指非发泡光衰减涂层通常包含小于5重量%,或甚至小于1重量%的水或其它液体。非发泡光衰减涂层的各种必要和任选组分的量如下:
i)如上所述的多孔颗粒,其通常以至少0.5重量%或至少2重量%且至多并包括20重量%或至多并包括40重量%的量存在,其中i)多孔颗粒可任选以基于i)多孔颗粒的总重量计至少0.01重量%或至少0.1重量%,且至多并包括0.3重量%或至多并包括1重量%的量包含不透明着色剂(如上所述);
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯化聚合物(如上所述),所述ii)成膜粘合材料(如上所述)以至少15重量%或至少20重量%且至多并包括35重量%或至多并包括50重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有大于2的折射率(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)无机颗粒填料材料以至少8重量%或至少15重量%且至多并包括30重量%或至多并包括40重量%的量存在;和
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,如上所述,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少10重量%或至少20重量%,且至多并包括30重量%或至多并包括50重量%的量存在,
i)、ii)、iii)和iv)组分的全部量均基于非发泡光衰减干燥涂层的总重量计。
非发泡水性组合物可以使用合适的施加手段(例如喷涂)作为保形涂层施加到织物基材的第一侧,使得开松因子(OF)仅被最小地降低(即原始开松因子的小于20%的降低),并且所得到的涂层仅覆盖纤维的顶表面和任选纤维的侧面,而不显著地流到织物基材的第二侧。将吸附垫直接放置在第二侧后面并与第二侧处于紧密接触中以实现这些结果是有益的。
可以由技术人员优化用于这样的施加的喷涂系统的参数,例如喷嘴尖端的尺寸、涂覆速度、断续负载以及样品和喷嘴之间的距离,以控制涂层重量、涂层厚度、涂层均匀性和涂层再现性。从小正方形到卷对卷高速连续且可扩展制造的用于各种织物基材的喷涂的实例包括空气刷涂和雾化喷涂技术。
还存在本领域中已知的几种将水性组合物喷涂到表面上的方法,并且它们可以用于本发明的实践中。这些包括但不限于压缩空气喷涂,其将非发泡水性组合物的液滴转化成雾;静电喷涂系统,其中在喷嘴处电场的施加控制液滴尺寸,并且在非发泡水性组合物的液滴和表面之间的电场控制其沉积;超声喷涂系统,其中超声能量可用于产生非发泡水性组合物的均匀液滴尺寸的雾;和旋转喷涂,其使用离心力以使非发泡水性组合物雾化。最常见的喷涂技术使用流体压力和喷嘴设计来产生所需尺寸的非发泡水性组合物液滴。除了控制液滴尺寸以外,喷嘴设计还包括离开喷嘴的液滴的集合的几何。这样的几何包括例如锥体、扇形(梯形)或射流。几何的选择基于施加方法,并且取决于喷嘴和基材之间的取向,以及是否喷涂系统为活动的且表面为固定的,或反之亦然,或者二者的组合。
施加根据本发明的非发泡水性组合物的合意的方法是使用具有活动表面的固定喷涂系统。在此方法中,离开喷嘴的非发泡水性组合物液滴的集合的所需几何是扇形的几何,其具有垂直于扇形的平面活动的织物基材的第一侧。当第一侧表面宽度大于扇形的宽度时,可以采用多个喷嘴并将其间隔开,使得来自相邻喷嘴的重叠喷涂横跨织物基材的第一侧的宽度产生均匀的液滴覆盖。除了使用液压来分散液滴以外,可以使用其它机械力,例如喷嘴脉动、超声、离心力或空气流、或这些手段中的两种或三种的组合来帮助将非发泡水性组合物均匀地分布到织物基材的第一侧上。
控制沉积非发泡水性组合物的均匀性的另一方面是控制其性质,特别是其粘度和表面张力,这是本领域普通技术人员所公知的性质。例如,为了实现合意的小液滴,在喷嘴处经历的剪切速率下的粘度和表面张紧度应是低的。因此,优选剪切稀化流体,使得在喷嘴剪切速率下的粘度是低的,低于10mPa-sec,而零剪切粘度是高的,使用上述的过程和设备在25℃测量高于100mPa-sec。在这样的实施方案中,非发泡水性组合物包含合适的涂覆助剂(例如润湿表面活性剂),例如任何低分子量表面活性剂,其可以降低非发泡水性组合物的动态表面张力,并从而提供最低的表面张力。出于该目的的可用表面活性剂描述于上文。
因此,非发泡水性组合物的均匀分布的涂层可以通过上述的任何喷涂技术而形成于仅织物基材的第一侧上方(或直接到其上)。
可以通过简单地蒸发水和任何其它溶剂来干燥所施加的非发泡水性组合物,以在织物基材的第一侧上形成干燥非发泡光衰减涂层。这种干燥可以通过已知的技术来加速,例如对流加热,其包括强制空气或红外加热,或对本领域技术人员而言将显而易见的其它方式。所述干燥也可以在如下所述的任选的固化操作中进行或继续。
固化所施加或形成的非发泡水性组合物可以在本领域技术人员已知的合适条件下进行。例如,可以使用热或红外辐射或响应于实现ii)成膜粘合剂材料的交联的其它条件来完成固化(和干燥)
所得的涂覆的织物基材可以切割为所需的尺寸,以任何合适的方式“整理(finished)”,并且可以在其上印刷图像或文本,如上文对于织物基材所描述的。
本发明提供至少以下实施方案及其组合,但是如本领域技术人员将从本公开的教导中所理解的,特征的其它组合被认为在本发明内:
1.一种非发泡水性组合物,其具有至少5%且至多并包括50%的%固体,其以至少100mPa-sec且至多并包括1000mPa-sec的零剪切粘度剪切稀化,所述零剪切粘度如在25℃使用频率扫描所测量,
所述非发泡水性组合物包含组分i)至iv):
i)多孔颗粒,其以至少0.1重量%且至多并包括20重量%的量存在,各多孔颗粒包含连续聚合物相和分散在所述连续聚合物相内的离散孔隙,所述多孔颗粒具有至少2μm且至多并包括50μm的众数粒度,并且
任选以至多并包括1重量%的量包含不透明着色剂,所述不透明着色剂的量基于所述i)多孔颗粒的总重量计;
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯化聚合物,其中ii)成膜粘合剂材料以至少4重量%且至多并包括20重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有大于2的折射率(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)无机颗粒填料材料以至少2重量%且至多并包括15重量%的量存在;和
v)白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少2重量%且至多并包括16重量%的量存在,
所述i)、ii)、iii)和iv)组分的所有量均基于非发泡水性组合物的总重量计。
2.根据实施方案1所述的非发泡水性组合物,其进一步包含:
v)消泡剂或抗起泡剂,或二者,其各自不同于所有的所述i)、ii)、iii)和iv)组分。
3.根据实施方案1或2所述的非发泡水性组合物,其进一步包含:
阻燃剂,所述阻燃剂不同于所有的所述i)、ii)、iii)、iv)和v)组分。
4.根据实施方案1至3中任一项所述的非发泡水性组合物,其具有至少25%且至多并包括40%的%固体。
5.根据实施方案1至4中任一项所述的非发泡水性组合物,当在25℃使用频率扫描测量时,其具有至少500mPa-sec且至多并包括750mPa-sec的零剪切粘度。
6.根据实施方案1至5中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述i)多孔颗粒以基于所述非发泡水性组合物的总重量计至少0.5重量%且至多并包括15重量%的量存在,并且各多孔颗粒具有至少3μm且至多并包括20μm的众数粒度。
7.根据实施方案1至6中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述i)多孔颗粒包含所述不透明着色剂。
8.根据实施方案1至7中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述i)多孔颗粒以至少0.005重量%且至多并包括1重量%的量包含不透明着色剂,所述不透明着色剂的量基于所述i)多孔颗粒的总重量计。
9.根据实施方案1至8中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述不透明着色剂是炭黑并且存在于所述i)多孔颗粒的离散孔隙中。
10.根据实施方案1至9中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述ii)成膜粘合剂材料以基于所述非发泡水性组合物的总重量计至少5重量%且至多并包括16重量%的量存在。
11.根据实施方案1至10中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述氯化聚合物基于所述ii)成膜粘合剂材料的总重量计占至少5重量%且至多并包括100重量%。
12.根据实施方案1至11中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述氯化聚合物选自聚(氯乙烯)、氯乙烯-丙烯酸类共聚物、聚(偏二氯乙烯)以及这些聚合物材料中的两种或更多种的组合。
13.根据实施方案1至12中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述iii)白色无机颗粒填料材料以基于所述非发泡水性组合物的总重量计至少5重量%且至多并包括10重量%的量存在。
14.根据实施方案1至13中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述iii)白色无机特定填料材料选自锐钛矿二氧化钛、金红石二氧化钛、铝氧化物、硫酸钡、锌氧化物、锌硫化物以及这些材料中的两种或更多种的组合。
15.根据实施方案1至14中任一项所述的非发泡水性组合物,其中所述iv)白色低密度颗粒水合氧化铝以基于所述非发泡水性组合物的总重量计至少8重量%且至多并包括12重量%的量存在。
16.根据实施方案1至15中任一项所述的非发泡水性组合物,其进一步包含增稠剂、调色剂、光学增亮剂、热稳定剂、分散剂或杀生物剂中的一种或多种。
17.根据实施方案1至16中任一项所述的非发泡水性组合物,其具有大于0.8g/cm3的密度。
18.一种非发泡水性组合物,其具有至少25%且至多并包括40%的%固体,并且其以至少500mPa-sec且至多并包括750mPa-sec的零剪切粘度剪切稀化,所述零剪切粘度如在25℃使用频率扫描所测量,
所述非发泡水性组合物包含组分i)至v):
i)多孔颗粒,其以至少0.1重量%且至多并包括15重量%的量存在,各多孔颗粒包含连续聚合物相和分散在所述连续聚合物相内的离散孔隙,所述多孔颗粒具有至少3μm且至多并包括20μm的众数粒度,并且以至少0.005重量%并包括1重量%的量包含不透明着色剂,所述不透明着色剂的量基于所述i)多孔颗粒的总重量计;
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯乙烯聚合物、氯乙烯-丙烯酸类聚合物或偏二氯乙烯聚合物,其中ii)成膜粘合剂材料以至少8重量%且至多并包括16重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有折射率大于2的(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)无机颗粒填料以至少5重量%且至多并包括10重量%的量存在;
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少8重量%且至多并包括12重量%的量存在;和
v)消泡剂或抗起泡剂,或二者,其以至少0.01重量%且至多并包括1重量%的总量存在,所述消泡剂和抗起泡剂中的每一种不同于所有的所述i)、ii)、iii)和iv)组分;并且
i)、ii)、iii)、iv)和v)的所有量均基于所述非发泡水性组合物的总重量计。
19.根据实施方案18所述的非发泡水性组合物,其中所述ii)成膜粘合剂材料至少包含聚(氯乙烯)或氯乙烯-丙烯酸类共聚物;所述iii)白色无机颗粒填料材料至少包含二氧化钛;所述不透明着色剂至少是炭黑;并且所述非发泡水性组合物进一步包含增稠剂。
20.根据实施方案18或19所述的非发泡水性组合物,其中所述iii)成膜粘合剂材料包含氯乙烯-丙烯酸类共聚物。
21.一种制造涂覆的织物基材的方法,所述方法包括:
A)提供织物基材,所述织物基材包括全部织造在一起的多根芯纱线,其中所述多根芯纱线中的至少一些包含玻璃纤维,所述织物基材具有第一侧和第二侧;和
B)由实施方案1至20中任一项所述的非发泡水性组合物在所述织物基材的至少所述第一侧上形成非发泡光衰减涂层,所述非发泡水性组合物具有大于0.8g/cm3的密度,以提供涂覆的织物基材。
22.根据实施方案21所述的方法,其中所述i)多孔颗粒以基于所述非发泡光衰减涂层的总重量计至少2重量%且至多并包括20重量%的量存在于所述非发泡光衰减涂层中,并且各多孔颗粒具有至少3μm且至多并包括20μm的众数粒度。
23.根据实施方案21或22所述的方法,其中所述ii)成膜粘合剂材料以基于所述非发泡光衰减涂层的总重量计至少20重量%且至多并包括35重量%的量存在。
24.根据实施方案21至23中任一项所述的方法,其中所述iii)白色无机颗粒填料材料以基于所述非发泡光衰减涂层的总重量计至少15重量%且至多并包括30重量%的量存在。
25.根据实施方案21至24中任一项所述的方法,其中所述iv)白色低密度颗粒水合氧化铝以基于所述非发泡光衰减涂层的总重量计至少20重量%且至多并包括30重量%的量存在。
26.根据实施方案21至25中任一项所述的方法,其包括仅在所述织物基材的所述第一侧上形成非发泡光衰减涂层。
27.一种涂覆的织物基材,其包括全部织造在一起的多根芯纱线,其中所述多根芯纱线中的至少一些包含玻璃纤维,
所述织物基材具有第一侧和第二侧,和仅设置在所述织物基材的所述第一侧上的非发泡光衰减涂层,所述非发泡光衰减涂层、所述涂覆的织物基材从根据实施方案21至26中任一项所述的方法获得。
28.根据实施方案27所述的涂覆的织物基材,其包括仅在所述织物基材的第一侧上的所述非发泡光衰减涂层。
提供以下工作实施例以说明本发明的实践,并且不意在以任何方式进行限制。每一个提到的实施例均实际实施。在实施例中使用了以下材料。
以下实施例中使用的材料:
本发明实施例中所使用的多孔颗粒(P)包含乙酸丁酸纤维素作为连续聚合物相,其具有和不具有任何不透明颜料,并且如美国专利9,963,569(如上所述)中所述进行制备。所得的多孔颗粒具有5-6μm的标称众数粒度和约46%的孔隙率,并且为50%固体。制备i)多孔颗粒使得在颗粒中掺入基于i)多孔颗粒的总重量计0.05重量%的炭黑作为不透明着色剂。
460x46PVC-丙烯酸类共聚物乳液,49.6%固体,用作ii)成膜粘合剂聚合物,从Lubrizol Corp获得。
S-3三水合氧化铝从J.M.Huber Corporation获得,用作在水中的分散体,59%固体。
R900二氧化钛用作iii)白色无机颗粒填料材料,并且从DuPont获得。
3000聚丙烯酸钠分散剂从MCTRON Technologies获得。
COATOSILTM77是非离子有机改性三硅氧烷表面活性剂(涂覆助剂),其从MomentivePerformance Materials获得。
DynolTM604炔二醇表面活性剂从Evonik Industries获得。
是含硅酮的v)消泡剂,从BYK Gardner获得。
炭黑作为Black Pearls 880从Cabot Corporation获得,并使用43000(从Lubrizol Corporation获得的聚丙烯酸酯聚合物分散剂)转化为水性分散体。该分散体用于制备i)多孔颗粒(P)。
黄原胶增稠剂从CP Kelco获得。
织物基材为E ScreenTM,来自Mermet USA的PVC涂覆的织造玻璃纤维织物。它具有5%的开松因子。
测量:
使用配备有积分球、脉冲氙光源和固态二极管阵列检测器的Hunter LabsUltraScan XE比色计在400-700nm波长范围中测量各涂覆的织物基材样品的全可见光反射(TVR)。使用光阱和标准白色瓦以将反射率范围固定在0至100%。还测定了各样品的X、Y和Z三色激励值以及x、y和z色度坐标,并将其与CIELab颜色空间(标准D65光源,10度观测者结合使用,以计算明度(L*)、红色-绿色特性(a*)和黄色-蓝色特性(b*)的具体值。Y三色激励值以及x和y色度坐标值也用于使用ASTM E313-10中指定的等式来计算各样品的白度指数(WI):
白度指数(D65/10度观测者)=Y+800*(0.3138-x)+1700*(0.3310-y)。
使用Perkin Elmer Lambda 800UV-Vis分光光度计在400-700nm波长范围中测量各涂覆的织物基材样品的全可见光透射(TVT)。将各涂覆的织物基材样品放置在150mm直径积分球的透射端口处,并将参考Spectralon盘放置在反射端口(位于透射端口的相对面)处。然后使用位于积分球内的光检测器对通过涂覆的织物基材样品进入球的光(散射的和非散射的二者)进行量化。通过用光阱代替Spectralon盘来收集或“捕获”穿行通过球的全部非散射光来直接测量透射光(漫射可见光透射或DVT)的漫射(或散射)组分。
通过使用Anton Paar MCR 501在25℃进行的流变学测量来测量样品的零剪切粘度,其中首先进行频率扫描,然后进行2次从1至100001/s的连续稳定剪切测量。
发明实施例1:
通过将以下各项在水中合并来制备根据本发明的非发泡水性组合物:下表I中示出的量的460x46成膜粘合剂聚合物、多孔颗粒(P)、/>S-3三水合氧化铝和Ti-Pure/>二氧化钛,与/>3000分散剂、/>77表面活性剂、DynolTM604润湿剂和/>消泡剂一起合并在容器中。使用Cowles叶片将这些材料混合,直到所有固体颗粒均良好分散,并然后通过添加1重量%等分部分的黄原胶增稠剂的水性溶液来增稠分散体,直到获得所需的粘度。所得的根据本发明的非发泡水性组合物具有约25%固体、700mPa-sec的零剪切粘度(如上所述测量)和1.1g/cm3的密度。
使用装有VLT-5(1.06mm)空气刷尖端和VLN-5(1.06mm)针的Paasche VL空气刷(Paasche Airbrush Company,Kenosha,WI,USA)在30psi(106.8kPa)和距织物基材的第一侧4-5英寸(或10.2-12.7cm)的距离处将该非发泡水性组合物喷涂到织物基材样品上(上文所述)。由文丘里效应(Venturi effect)通过压缩空气流而产生雾化组合物的细雾,该压缩空气流通过压触发器而开始流动。喷涂的非发泡水性组合物在120℃干燥以在织物基材的第一侧上以约1oz/yd2(或23.7g/m2)的覆盖率形成干燥非发泡光衰减涂层,从而形成根据本发明的涂覆的织物基材。用于各实验的织物基材的样品尺寸从3英寸x 4英寸(7.62cmx10.2cm)至12英寸x 12英寸(30.48cmx 30.48cm)变化。对喷涂和干燥的非发泡光衰减涂层进行目视分析,以确保对性能进行评估的涂覆的织物基材样品不具有任何堵塞的孔。非发泡光衰减涂层的组成及其特性在下表I和表II中示出。
用于该本发明实施例的干燥非发泡光衰减涂层含有0.01重量%或0.005重量%的炭黑作为不透明着色剂,其量基于干燥非发泡光衰减涂层中的i)多孔颗粒的总重量计。
发明实施例2:
除了如下表I中所示,在干燥非发泡光衰减涂层中仅存在10重量%的多孔颗粒(P)以外,以与发明实施例1的涂覆的织物基材相同的方式制备发明实施例2的涂覆的织物基材。该干燥非发泡光衰减涂层含有0.005重量%的炭黑作为不透明着色剂,该量基于该干燥非发泡光衰减涂层中的i)多孔颗粒的量计。密度和零剪切粘度值与在发明实施例1中制备的非发泡水性组合物的这些值相似。
对比实施例1:
该参考制品仅为被称为Mermet USA E ScreenTM的商业织物基材的样品,如上文所述,在其上未形成非发泡光衰减涂层。
对比实施例2:
以与发明实施例1中所描述的方式相同的方式制备本发明的范围之外的非发泡水性组合物,但在非发泡水性组合物中不包含i)多孔颗粒(P)。作为替代,S-3三水合氧化铝用于替代多孔颗粒,重量对重量。该非发泡水性组合物的所有其它组分与对于发明实施例1所述的相同。
以相同的方式将该对比非发泡水性组合物施加到相同的织物基材的样品,并干燥以形成具有与对于发明实施例1和2的涂覆的织物基材所描述的相同的干燥覆盖率的非发泡光衰减涂层。干燥组分组成在下表I中示出。
对比实施例3:
除了使用用于i)多孔颗粒(P)的制备中的炭黑的分散体代替i)多孔颗粒(P)之外,以与对于发明实施例1所描述的相同的方式制备本发明的范围之外的另一非发泡水性组合物,使得该非发泡水性组合物在干燥非发泡光衰减涂层中含有如本发明实施例1中所提供的等量的炭黑且无i)多孔颗粒。该非发泡水性组合物的所有其它组分均与发明实施例1中所述的相同。以相同的方式将该对比非发泡水性组合物施加到相同的织物基材的样品,并干燥以形成具有与对于发明实施例1所描述的相同的干燥覆盖率的非发泡光衰减涂层。干燥组分组成在下表I中示出。该非发泡光衰减涂层含有基于干燥非发泡光衰减涂层的总重量计0.01重量%的炭黑作为不透明着色剂。
对比实施例4:
除了使用用于多孔颗粒(P)的制备中的炭黑的分散体代替i)多孔颗粒(P)之外,以与对于发明实施例2中所描述的相同的方式制备本发明的范围之外的非发泡水性组合物,使得该非发泡水性组合物在干燥非发泡光衰减涂层中含有如本发明实施例2中所提供的等量的炭黑且无i)多孔颗粒。该非发泡水性组合物的所有其它组分均与发明实施例2中所述的相同。以相同的方式将该对比非发泡水性组合物施加到相同的织物基材的样品,并干燥以形成具有与对于发明实施例2所描述的相同的干燥覆盖率的非发泡光衰减涂层。干燥组分组成在下表I中示出。
该非发泡光衰减涂层含有基于干燥非发泡光衰减涂层的总重量计0.005重量%的炭黑作为不透明着色剂。
在下表I中,列出的重量%量相对于涂覆的织物基材上的干燥非发泡光衰减涂层计。
表I
*基于i)多孔颗粒的总重量计,或如果不存在i)多孔颗粒则基于光衰减层的总重量计
发明实施例1和2以及对比实施例1-4中制备的涂覆的织物基材的性质(如上所述)提供于下表II中。
表II
**全部均在上文定义部分中定义
从表II中的数据可以看出,对于发明实施例1而言,%DVT与对比实施例1(未涂覆的商业白色/白色E ScreenTM)的%DVT相比降低了将近65%,从而当本发明织物基材用作窗户处理物时显著降低了房间中的眩光。进入房间中的全光TVT也降低而不明显影响NVT(或相关地,OF)。另一方面,WI得以保持,仅具有<10%的全可见光反射(TVR)降低。对于发明实施例2的本发明涂覆的织物基材而言同样的情况也成立,其中DVT与对比实施例1的制品的DVT相比降低了大于50%。在这种情况下,WI和TVR几乎与对比实施例1相同。
对于其中不存在i)多孔颗粒的对比实施例2的涂覆的织物基材而言,DVT降低了小于35%,尽管使用了显著更大量的iv)白色低密度颗粒水合氧化铝来代替i)多孔颗粒。
对于其中不存在多孔颗粒而仅存在等量的炭黑的对比实施例3的涂覆的织物基材而言,DVT如所需的降低,但与发明实施例1的涂覆的织物基材相比,WI和TVR也降低到视觉上显著的程度。
对于其中炭黑水平降低至匹配发明实施例2的涂覆的织物基材中的炭黑水平的对比实施例4的涂覆的织物基材而言,WI和TVR值随DVT而降低,从而在干燥非发泡光衰减涂层中存在i)多孔颗粒的优点显示出来。
Claims (27)
1.一种非发泡水性组合物,其具有至少5%且至多并包括50%的%固体,其以至少100mPa-sec且至多并包括1000mPa-sec的零剪切粘度剪切稀化,所述零剪切粘度如在25℃使用频率扫描所测量,
所述非发泡水性组合物包含组分i)至iv):
i)多孔颗粒,其以至少0.1重量%且至多并包括20重量%的量存在,各多孔颗粒包含连续聚合物相和分散在所述连续聚合物相内的离散孔隙,所述多孔颗粒具有至少2μm且至多并包括50μm的众数粒度,并且
任选以至多并包括1重量%的量包含不透明着色剂,所述不透明着色剂的量基于所述i)多孔颗粒的总重量计;
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯化聚合物,其中ii)成膜粘合剂材料以至少4重量%且至多并包括20重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有大于2的折射率(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)无机颗粒填料材料以至少2重量%且至多并包括15重量%的量存在;和
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少2重量%且至多并包括16重量%的量存在,
所述i)、ii)、iii)和iv)组分的所有量均基于所述非发泡水性组合物的总重量计。
2.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其进一步包含:
v)消泡剂或抗起泡剂,或二者,其各自不同于所有的所述i)、ii)、iii)和iv)组分。
3.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其进一步包含:阻燃剂,所述阻燃剂不同于所有的所述i)、ii)、iii)、和iv)组分,并且如果v)消泡剂或抗起泡剂存在,则不同于v)消泡剂或抗起泡剂。
4.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其具有至少25%且至多并包括40%的%固体。
5.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,当在25℃使用频率扫描测量时,其具有至少500mPa-sec且至多并包括750mPa-sec的零剪切粘度。
6.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述i)多孔颗粒以基于所述非发泡水性组合物的总重量计至少0.5重量%且至多并包括15重量%的量存在,并且各多孔颗粒具有至少3μm且至多并包括20μm的众数粒度。
7.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述i)多孔颗粒包含所述不透明着色剂。
8.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述i)多孔颗粒以至少0.005重量%且至多并包括1重量%的量包含不透明着色剂,所述不透明着色剂的量基于所述i)多孔颗粒的总重量计。
9.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述不透明着色剂是炭黑并且存在于所述i)多孔颗粒的离散孔隙中。
10.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述ii)成膜粘合剂材料以基于所述非发泡水性组合物的总重量计至少5重量%且至多并包括16重量%的量存在。
11.根据权利要求所述的非发泡水性组合物,其中所述氯化聚合物基于所述ii)成膜粘合剂材料的总重量计占至少5重量%且至多并包括100重量%。
12.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述氯化聚合物选自聚(氯乙烯)、氯乙烯-丙烯酸类共聚物、聚(偏二氯乙烯)以及这些聚合物材料中的两种或更多种的组合。
13.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述iii)白色无机颗粒填料材料以基于所述非发泡水性组合物的总重量计至少5重量%且至多并包括10重量%的量存在。
14.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述iii)白色无机特定填料材料选自锐钛矿二氧化钛、金红石二氧化钛、铝氧化物、硫酸钡、锌氧化物、锌硫化物以及这些材料中的两种或更多种的组合。
15.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其中所述iv)白色低密度颗粒水合氧化铝以基于所述非发泡水性组合物的总重量计至少5重量%且至多并包括12重量%的量存在。
16.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其进一步包含增稠剂、调色剂、光学增亮剂、热稳定剂、分散剂或杀生物剂中的一种或多种。
17.根据权利要求1所述的非发泡水性组合物,其具有大于0.8g/cm3的密度。
18.一种非发泡水性组合物,其具有至少25%且至多并包括40%的%固体,并且其以至少500mPa-sec且至多并包括750mPa-sec的零剪切粘度剪切稀化,所述零剪切粘度如在25℃使用频率扫描所测量,
所述非发泡水性组合物包含组分i)至v):
i)多孔颗粒,其以至少0.1重量%且至多并包括15重量%的量存在,各多孔颗粒包含连续聚合物相和分散在所述连续聚合物相内的离散孔隙,所述多孔颗粒具有至少3μm且至多并包括20μm的众数粒度,并且以至少0.005重量%并包括1重量%的量包含不透明着色剂,所述不透明着色剂的量基于所述i)多孔颗粒的总重量计;
ii)成膜粘合剂材料,其至少包含氯乙烯聚合物、氯乙烯-丙烯酸类聚合物或偏二氯乙烯聚合物,其中ii)成膜粘合剂材料以至少8重量%且至多并包括16重量%的量存在;
iii)白色无机颗粒填料材料,其具有折射率大于2的(RI)和小于1μm的中值粒度,所述iii)无机颗粒填料以至少5重量%且至多并包括10重量%的量存在;
iv)白色低密度颗粒水合氧化铝,其具有小于或等于3μm的中值粒度,并且以至少8重量%且至多并包括12重量%的量存在;和
v)消泡剂或抗起泡剂,或二者,其以至少0.01重量%且至多并包括1重量%的总量存在,所述消泡剂和抗起泡剂中的每一种不同于所有的所述i)、ii)、iii)和iv)组分;并且
i)、ii)、iii)、iv)和v)组分的所有量均基于所述非发泡水性组合物的总重量计。
19.根据权利要求18所述的非发泡水性组合物,其中所述ii)成膜粘合剂材料至少包含聚(氯乙烯)或氯乙烯-丙烯酸类共聚物;所述iii)白色无机颗粒填料材料至少包含二氧化钛;所述不透明着色剂至少是炭黑;并且所述非发泡水性组合物进一步包含增稠剂。
20.根据权利要求19所述的非发泡水性组合物,其中所述iii)成膜粘合剂材料包含氯乙烯-丙烯酸类共聚物。
21.一种制造涂覆的织物基材的方法,所述方法包括:
A)提供织物基材,所述织物基材包括全部织造在一起的多根芯纱线,其中所述多根芯纱线中的至少一些包含玻璃纤维,所述织物基材具有第一侧和第二侧;和
B)由权利要求1至20中任一项所述的非发泡水性组合物在所述织物基材的至少所述第一侧上形成非发泡光衰减涂层,所述非发泡水性组合物具有大于0.8g/cm3的密度,以提供涂覆的织物基材。
22.根据权利要求21所述的方法,其中所述ii)成膜粘合剂材料以基于所述非发泡光衰减涂层的总重量计至少20重量%且至多并包括35重量%的量存在。
23.根据权利要求21或22中任一项所述的方法,其中所述iii)白色无机颗粒填料材料以基于所述非发泡光衰减涂层的总重量计至少15重量%且至多并包括30重量%的量存在。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法,其中所述iv)白色低密度颗粒水合氧化铝以基于所述非发泡光衰减涂层的总重量计至少20重量%且至多并包括30重量%的量存在。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法,其包括仅在所述织物基材的所述第一侧上形成非发泡光衰减涂层。
26.一种涂覆的织物基材,其包括全部织造在一起的多根芯纱线,其中所述多根芯纱线中的至少一些包含玻璃纤维,所述涂覆的织物基材衍生自根据权利要求21至25中任一项所述的方法,
所述织物基材具有第一侧和第二侧,和仅设置在所述织物基材的所述第一侧上的所述非发泡光衰减涂层。
27.根据权利要求26所述的涂覆的织物基材,其包括仅在所述织物基材的第一侧上的所述非发泡光衰减涂层。
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