TWI513872B - 一種用於織物的抗靜電劑組成物及其製備方法 - Google Patents

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一種用於織物的抗靜電劑組成物及其製備方法
本發明是有關於一種用於織物的抗靜電劑組成物及其製備方法。
人體活動時，皮膚與織物之間或織物與織物之間相互摩擦而產生大量的電荷。在空氣乾燥之情況下，這些電荷無法藉由水氣釋放至空氣中，而會聚積於織物之表面。帶靜電之織物會貼附人體並帶來不適感，更甚者會對心血管疾病患者帶來危害。
近年來應用於織物之合成纖維上僅具有微量的親水性官能基，導致表面電阻過高，產生之電荷不容易被傳導釋放。為了避免電荷聚集產生靜電，在織物的製備過程中必須利用抗靜電劑來降低表面電阻。本領域公知的抗靜電劑多為親水性佳之界面活性劑或親水性高分子，藉由抗靜電劑之親水性質能吸收空氣中的水分並大幅降低表面電阻值，使產生之電荷不易聚集於織物表面。
但親水性佳之抗靜電劑，在織物洗滌之過程中容易 分散於水中，無法持續纏繞於織物上，因此在清洗過後織物即喪失抗靜電之功效。
因此，本發明揭露一種抗靜電劑組成物，用以解決傳統親水性抗靜電劑不耐水洗之缺失，能更有效的提升織物的抗靜電能力。
本發明之一態樣在於提供了一種用於織物的抗靜電劑組成物，包含一溶劑，以及一共聚物與一交聯劑分散於此溶劑中。此共聚物係由至少一反應性單體、至少一親水性單體及至少一疏水性單體反應而得。其中反應性單體具有下列式I之化學式，親水性單體具有下列式II之化學式，疏水性單體具有下列式III之化學式： 其中，X為一反應性官能基，Y為一親水性官能基以及Z為一疏水性官能基，其係為具有15至25個碳原子之長鏈烷基，其中，R1 、R2 及R3 可分別為氫或甲基。抗靜電劑組成物中的交聯劑係使反應性官能基間能產生交聯。其中， 以反應性單體之重量為1重量份計，親水性單體之重量為2.5至60重量份，疏水性單體之重量為1至25重量份，且親水性單體與疏水性單體之重量比值為2至6。
根據本發明之一實施方式，其中此共聚物為一隨機共聚物，反應性官能基、親水性官能基以及疏水性官能基在共聚物中為隨機排列。
根據本發明之一實施方式，以反應性單體之重量為1重量份計，親水性單體之重量為5至30重量份，疏水性單體之重量為2至15重量份。
根據本發明之一實施方式，反應性單體與交聯劑之莫耳數當量比為1：0.5至1：2。
根據本發明之一實施方式，其中溶劑係選自下列至少其中之一：二甲亞碸、乙醇、異丙醇、三氯甲烷以及水。
根據本發明之一實施方式，其中反應性官能基係包含下列至少其中之一：氫、羧基、羥基、環氧基以及異氰酸酯官能基。
根據本發明之一實施方式，其中反應性單體係選自下列至少其中之一：(甲基)丙烯酸羥乙酯(2-hydroxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯(2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸((meth)acrylic acid)、2-甲基丙烯酸醯氧基乙基琥珀酸酯(2-methacryloyloxyethyl succinic acid)、1,2-環己烷二甲酸-2-(2-丙烯醯基)氧乙基單酯(2-acryloyloxyethyl hexahydro phthalate)、醯氧基乙醇-鄰苯二酸酯(2-acryloxy ethyl phthalate)、醯氧基乙醇-2-羥 基乙醇鄰苯二酸酯(2-acryloyloxy ethyl 2-hydroxy ethyl phthlate)、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl(meth)acrylate)、2-羥基丙基-1,2-苯二甲酸-2-[(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基)氧基]乙基酯(2-methacryloyloxy ethyl 2-hydroxy propyl phthlate)、甲基丙烯酸羥基丙基酯(hydroxypropyl methacrylate)、N-(羥甲基)-2-甲基-2-丙烯醯胺(N-methylol methacrylamide)、2-異丁烯醯乙氧基丁二酸酯(2-methacryloyloxy ethyl hydrogen succinate)、3-氯-2-羥基丙基甲基丙烯酸酯(3-chloro-2-hydroxy propyl methacrylate)、3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane)、聚乙氧基丙烯酸甲酯(polyethoxy methacrylate)及β-羧乙基丙烯酸酯(beta-carboxyethyl acrylate)。
根據本發明之一實施方式，其中親水性官能基係包含下列至少其中之一：烷氧基、磺酸基以及四級胺基。
根據本發明之一實施方式，其中反應性官能基為氫，親水性官能基為四級胺基。
根據本發明之一實施方式，其中交聯劑係選自下列至少其中之一：噁唑啉基團樹脂(oxazoline-fuctional polymer)、封閉型脂肪族聚異氰酸酯(aliphatic blocked polyisocyanate)、有機鈦酸鹽(organic titanates)、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol)以及聚碳二亞胺基樹脂(polycarbodiimide resin)。
本發明之另一態樣在於提供了一種提高織物抗靜電性之方法，包含提供一織物，並施加如上述之抗靜電劑組成物於織物上，以及乾燥此織物。
根據本發明之一實施方式，其中織物係選自下列至少其中之一：聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、聚氨基甲酸酯纖維、聚醯胺纖維以及聚乙烯醇縮醛纖維。
本發明之另一態樣在於提供了一種抗靜電織物，其中抗靜電織物包含如上述之抗靜電劑組成物。
100‧‧‧抗靜電織物
120‧‧‧織物
140‧‧‧抗靜電劑組成物
142‧‧‧共聚物
144‧‧‧交聯劑
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖繪示根據本發明一實施方式之一種抗靜電織物之示意圖。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。並為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制 本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
本發明之一態樣提供一種用於織物的抗靜電劑組成物，其包含一溶劑、一共聚物以及一交聯劑。其中溶劑係選自下列至少其中之一：二甲亞碸、乙醇、異丙醇、三氯甲烷以及水。
共聚物係由至少一反應性單體、至少一親水性單體及至少一疏水性單體所反應而得，其中反應性單體具有下列式I之化學式，親水性單體具有下列式II之化學式，而疏水性單體具有下列式III之化學式： 其中，X為一反應性官能基、Y為一親水性官能基以及Z為一疏水性官能基，其為具有15至25個碳原子之長鏈烷基，而R1 、R2 及R3 可分別為氫或甲基。此共聚物為一隨機共聚物，反應性官能基、親水性官能基以及疏水性官能基於共聚物中為隨機排列。
抗靜電劑組成物中的交聯劑使共聚物上的反應性 官能基間能形成交聯，交聯下的共聚物易與纖維纏繞並提升耐水洗性能，其中反應性單體與交聯劑之莫爾數當量比為1：0.5至1：2。交聯劑係選自下列至少其中之一：噁唑啉基團樹脂(oxazoline-fuctional polymer)、封閉型脂肪族聚異氰酸酯(aliphatic blocked polyisocyanate)、有機鈦酸鹽(organic titanates)、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol)以及聚碳二亞胺基樹脂(polycarbodiimide resin)。
於此共聚物中，以反應性單體之重量為1重量份計，親水性單體之重量為2.5至60重量份，而疏水性單體之重量為1至25重量份，且親水性單體與疏水性單體之重量比值為2至6。
在本發明之一實施例中，共聚物中反應性單體之重量為1重量份計，親水性單體之重量為5至30重量份，而疏水性單體之重量為2至15重量份。
共聚物上的反應性官能基係包含下列至少其中之一：氫、羧基、羥基、環氧基以及異氰酸酯官能基。此些反應性官能基係由反應性單體所提供，如反應性壓克力單體或反應性不飽和烯烴類單體。反應性單體係選自下列至少其中之一：(甲基)丙烯酸羥乙酯(2-hydroxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯(2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸((meth)acrylic acid)、2-甲基丙烯酸醯氧基乙基琥珀酸酯(2-methacryloyloxyethyl succinic acid)、1,2-環己烷二甲酸-2-(2-丙烯醯基)氧乙基單 酯(2-acryloyloxyethyl hexahydro phthalate)、醯氧基乙醇-鄰苯二酸酯(2-acryloxy ethyl phthalate)、醯氧基乙醇-2-羥基乙醇鄰苯二酸酯(2-acryloyloxy ethyl 2-hydroxy ethyl phthlate)、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl(meth)acrylate)、2-羥基丙基-1,2-苯二甲酸-2-[(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基)氧基]乙基酯(2-methacryloyloxy ethyl 2-hydroxy propyl phthlate)、甲基丙烯酸羥基丙基酯(hydroxypropyl methacrylate)、N-(羥甲基)-2-甲基-2-丙烯醯胺(N-methylol methacrylamide)、2-異丁烯醯乙氧基丁二酸酯(2-methacryloyloxy ethyl hydrogen succinate)、3-氯-2-羥基丙基甲基丙烯酸酯(3-chloro-2-hydroxy propyl methacrylate)、3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane)、聚乙氧基丙烯酸甲酯(polyethoxy methacrylate)及β-羧乙基丙烯酸酯(beta-carboxyethyl acrylate)。反應性官能基可以與交聯劑反應，進一步提高織物耐水洗的性能，即織物在經多次水洗後，仍可維持一定程度之抗靜電特性。
共聚物上的親水性官能基係包含下列至少其中之一：烷氧基、磺酸基以及四級胺基。此些親水性官能基係由親水性壓克力單體或親水性不飽和烯烴類單體所提供，如聚氧乙烯醚丙烯酸酯(poly(ethylene oxide)ether acrylate)、聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(poly(ethylene oxide)ether methacrylate)、羥乙基澱粉(hydroxyethyl starch)、羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulose)、丙烯酸二甲氨基乙 酯季銨鹽(dimethylaminoethyl acrylate quaternarynitrogen)或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季銨鹽(dimethylaminoethyl methacrylate quaternarynitrogen)。親水性官能基可提升織物的親水性和保水性，使織物表面能吸附水氣並形成連續的導電層，以達抗靜電效果。
共聚物上的疏水性官能基為具有15至25個碳原子之長鏈烷基，其係由烷基長碳鏈丙烯酸酯(alkyl acrylate)或烷基長碳鏈甲基丙烯酸酯(alkyl methacrylate)所提供。導入適量的疏水性官能基不會影響織物之抗靜電效果，更可提升織物的耐水洗性。
將前述之抗靜電劑組成物附著於織物上，並乾燥此織物以得到一抗靜電織物。其中織物為下列至少其中之一：聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、聚氨基甲酸酯纖維、聚醯胺纖維以及聚乙烯醇縮醛纖維。
請參閱第1圖，第1圖繪示抗靜電織物之示意圖。如第1圖所示，一抗靜電織物100包含一織物120以及一抗靜電劑組成物140纏繞於織物上。抗靜電劑組成物140藉由交聯劑144使共聚物142上的反應官能基能互相交聯，讓共聚物142能纏繞在織物120上。共聚物142上的親水性官能基能吸收空氣中的水分並降低表面電阻值，產生之電荷不易聚集於織物120表面並達到抗靜電效果。另一方面，共聚物142上的疏水性官能基能提升織物120的耐水洗性能，使抗靜電織物100不易在洗滌後喪失抗靜電性。
接著將抗靜電織物100放在溫度為21℃至25℃，濕度為43%至47%之恆溫恆濕機中24小時後，測定抗靜電織物100的表面電阻值。另將抗靜電織物100放在溫度為18℃至22℃，濕度為38%至42%之恆溫恆濕機中24小時後，依據JISL1094標準測定抗靜電織物100的摩擦帶電壓值。
實施例1
以不同疏水性單體製備抗靜電劑組成物
實驗例1：以甲基丙烯酸十八酯作為疏水性單體
將5公克丙烯酸(acrylic acid，商品名：AA，購自：Acros)、70公克甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季銨鹽(dimethylaminoethyl methacrylate quaternarynitrogen compound，商品名：Light Ester DQ-100，購自：共榮社化學)以及25公克甲基丙烯酸十八酯(stearyl methacrylate，商名品：EM35，購自：長興化學)加入75公克異丙醇(isopropyl alcohol)中，置入具有回流冷凝器與攪拌裝置之反應器，通入氮氣攪拌並升溫至75℃。其中丙烯酸為反應性單體，其反應性官能基為氫；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季銨鹽為親水性單體，其親水性官能基為四級胺基；甲基丙烯酸十八酯為疏水性單體，其疏水性官能基為18個碳原子之長鏈烷基。
接著取0.5公克的偶氮二異丁腈(2,2’-azobisisobutyronitrile,AIBN)分散於20公克異丙醇中作為起始劑，並將此起始劑緩慢滴入前述之溶液，於75℃下 恆溫反應6個小時。起始劑使反應性單體、親水性單體與疏水性單體間產生聚合反應，形成共聚物。反應完畢後，取此溶液6公克再加入95公克水，並加入0.4583公克的噁唑啉基團樹脂(oxazoline-functional polymer，商品名：WS-700，購自：日本觸媒)攪拌均勻。其中噁唑啉基團樹脂為交聯劑，能使共聚物上的反應性官能基間產生交聯，形成抗靜電劑組成物。
在本發明之其他實施例中，起始劑亦可選用偶氮二異庚腈(2,2’-AZOBis(2,4-dimethyl-valeronitrile),ADVN)或過氧化苯甲醯(dibenzoyl peroxide,BPO)。
將20公克的聚酯纖維布放入製備的抗靜電劑組成物中浸泡10分鐘，使抗靜電劑組成物能纏繞於聚酯纖維布上。接著在120℃之烘箱中烘烤10分鐘，並於室溫下放置一天即可得抗靜電織物。先量測此抗靜電織物的表面電阻值與摩擦帶電壓值，再將抗靜電織物依AATCC 135之洗滌標準，使用Whirlpool洗衣機及乾衣機，在溫度38℃至44℃下洗滌10次，並量測洗滌10次後的表面電阻值與摩擦帶電壓值。
比較例1：以甲基丙烯酸三氟乙酯作為疏水性單體
抗靜電織物之製備條件同實驗例1，但將疏水性單體更換為甲基丙烯酸三氟乙酯(2,2,2-trifluoroethyl methacrylate，商品名：Fluorester，購自：台灣波津)，其中甲基丙烯酸三氟乙酯之疏水性官能基為三氟甲基。接著以同實驗例1之方式量測洗滌前與洗滌10次後的表面電阻值與摩擦帶電壓 值。
比較例2：不加入疏水性單體
抗靜電織物之製備條件同實驗例一，但不加入任何疏水性單體，抗靜電劑組成物之共聚物上只有反應性官能基與親水性官能基。接著以同實驗例1之方式量測洗滌前與洗滌10次後的表面電阻值與摩擦帶電壓值。
比較例3：以寡聚物變性矽油(reactive silicone fluids)作為疏水性單體
抗靜電織物之製備條件同實驗例一，但將疏水性單體更換為寡聚物變性矽油(reactive silicone fluids，商品名：X-22-174-DX，購自：信越化學)。接著以同實驗例1之方式量測洗滌前與洗滌10次後的表面電阻值與摩擦帶電壓值。
由表一可得知，實驗例1的抗靜電織物在洗滌前後 的表面電阻值均較比較例1~3的抗靜電織物低，因此能更有效的轉移抗靜電織物表面的電荷並達到消除靜電的效果。此外，實驗例1與的抗靜電織物於洗滌前與洗滌後的表面電阻值介於105 Ω/sq至1012 Ω/sq之間，符合AATCC 76表面抗靜電性的標準。
由於實驗例1與比較例1~3的抗靜電織物在洗滌10次後的表面電阻值差異不大，因此再藉由摩擦帶電壓值的測定結果來判斷洗滌10次後的抗靜電性。摩擦帶電壓值是評估織物抗靜電特性的方式之一，相對於表面電阻值則更為嚴苛，若表面電阻值無明顯差異時，摩擦帶電壓值通常較能區別織物抗靜電能力之優劣。在洗滌前，實驗例1與比較例1~3均能維持良好的抗靜電性，其摩擦帶電壓值均小於400伏特。但從表一得知，實驗例1於洗滌前的摩擦帶電壓值僅40伏特，仍低於比較例1~3的摩擦帶電壓值。且洗滌10次後，比較例1~3之摩擦帶電壓值已遠高於實驗例1。比較例1~3的抗靜電織物在洗滌10次後的摩擦帶電壓值均超過1000伏特，相較於實驗例1的抗靜電織物的摩擦帶電壓值仍低於1000伏特，維持良好的抗靜電性。
由於比較例1共聚物上的三氟甲基具有強疏水性，使抗靜電劑組成物不易分散至水中，浸漬後附著於聚酯纖維布上的量相對減少，因此洗滌後的抗靜電性相對較差。比較例1中，洗滌10次後摩擦帶電壓值已高於1000伏特。
比較例2之共聚物上並不具有疏水性官能基，親水 性官能基雖使共聚物易分散於水中，但洗滌時更容易脫離抗靜電織物，使抗靜電性大幅下降。此外，比較例3是以變性矽油寡聚物做為疏水性單體，製備得之抗靜電織物表面觸感良好並具有爽滑性。但由表1得知，其洗滌前與洗滌10次後的表面電阻均遠高於實驗例1，且洗滌10次後的摩擦帶電壓值更高達2874伏特，明顯不適用於製備抗靜電劑組成物。
反觀實驗例1中以長鏈烷基作為疏水性官能基，不但能維持織物的抗靜電效果，更進一步調整共聚物之疏水性以提升抗靜電織物之耐水洗性。實驗例1之抗靜電織物於洗滌10次後的摩擦帶電壓值小於1000伏特，具有良好的抗靜電性。
實施例2
以不同碳數的長鏈烷基作為疏水性官能基製備抗靜電劑組成物
前述實驗例1中之疏水性官能基為18個碳原子的長鏈烷基，以同實驗例1的方式製備抗靜電織物，但將甲基丙烯酸十八酯替換為具有不同碳數的長鏈烷基之疏水性單體。這些長鏈烷基分別具有4個、9個、12個以及22個碳原子，並以同實驗例1之方式測定洗滌前與洗滌10次後的表面電阻值與摩擦帶電壓值。測定結果如表二。
表二：以不同碳數的長鏈烷基作為疏水性官能基製備的抗靜電織物，於洗滌前與洗滌10次後的表面電阻值與摩擦帶
由表二可得知，隨著碳原子數的增加，洗滌10次後的表面電阻值隨而降低，此時抗靜電織物能有效的轉移聚集於表面的電荷並達到消除靜電的效果。長鏈烷基之鏈長使共聚物能遷移至織物表面，並同時將親水性官能基帶至織物表面。織物表面的親水性官能基能吸附水氣，增加織物的抗靜電能力。且碳原子數越多，鏈段越長，表面遷移效應也越強。
接著藉由摩擦帶電壓值的測定結果進一步判斷洗滌前後的抗靜電性。洗滌前，以長鏈烷基作為疏水性官能基的抗靜電織物具有良好的抗靜電性，其摩擦帶電壓值均能小於100伏特。但在洗滌10次後，比較例4~6之抗靜電織物的摩擦帶電壓值大幅增加，均大於1000伏特。相對的，實驗例1以及實驗例2中長鏈烷基之抗靜電織物，洗滌10次後的摩擦帶電壓值良好，均小於1000伏特。由於長鏈烷 基上的碳原子數越多，疏水效果越強，進而能阻礙親水性官能基於洗滌時分散於水中，此時共聚物不易脫離織物並失去抗靜電性。但若長鏈烷基上的碳原子數過多，強疏水性會使抗靜電劑組成物不易分散於水中，浸漬後能附著於聚酯纖維布上的量相對減少，使得洗滌後的抗靜電性大幅降低。因此，為使抗靜電織物於洗滌前後均保有良好的抗靜電性，長鏈烷基之碳原子數需介於15至25個之間。
實施例3
改變反應性單體、親水性單體以及疏水性單體之重量比例以製備抗靜電劑組成物
先以同實驗例1的方式製備抗靜電劑組成物，但改變共聚物中丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季銨鹽以及甲基丙烯酸十八酯之間的重量比例，如表三所示。
表三中丙烯酸為反應性單體、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季銨鹽為親水性單體、而甲基丙烯酸十八酯為疏水性單體。由表三中能得知，比較例7中的抗靜電織物於洗滌前具有良好的表面電阻值與摩擦帶電壓值，但共聚物中丙烯酸所佔重量份較低，能產生交聯的反應性官能基相對較少。此時共聚物間的交聯強度過弱且不易纏繞於織物上，經過洗滌後更易脫離織物。比較例7的抗靜電織物於洗滌後的表面電阻值已大於1011 Ω/sq，且摩擦帶電壓值更高達3591伏特，無法達到抗靜電的效果。
相較於比較例7，實驗例1、3與4之抗靜電織物，共聚物中丙烯酸所佔重量份較高。此時共聚物間能形成穩定的交聯並纏繞於織物上，洗滌前後均具有良好的表面電阻值，不但洗滌前的摩擦帶電壓值小於300伏特，洗滌後的摩擦帶電壓值也小於1000伏特，能達到良好的抗靜電功效。
但若持續增加共聚物中丙烯酸所佔重量份，如比較 例8。由於共聚物中反應性官能基含量過多，彼此間會形成高度交聯讓抗靜電織物具有較硬之觸感。高度交聯下，洗滌前的表面電阻值遠大於實驗例1、3與4，且洗滌後的表面電阻值更大於1011 Ω/sq。此外，洗滌前後的摩擦帶電壓值亦大於實驗例1、3與4，洗滌後的摩擦帶電壓值更高達1810伏特。
因此，為使抗靜電織物於洗滌前後均保有良好的抗靜電性，以反應性單體之重量為1重量份計，親水性單體之重量為2.5至60重量份，而疏水性單體之重量為1至25重量份。
在本發明之一實施例中，以反應性單體之重量為1重量份計，親水性單體之重量為5至30重量份，而疏水性單體之重量為2至15重量份。
實施例4
改變親水性單體與疏水性單體之重量比值以製備抗靜電劑組成物
先以同實驗例1的方式製備抗靜電劑組成物，但改變共聚物中甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季銨鹽與甲基丙烯酸十八酯之重量比值，如表四所示。並測定以不同重量比值下製備而得之抗靜電織物，於洗滌前與洗滌10次後的表面電阻值與摩擦帶電壓值，如表五所示。
表四：改變親水性單體與疏水性單體之重量比值製備抗靜電織物。
其中丙烯酸為反應性單體、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季銨鹽為親水性單體而甲基丙烯酸十八酯為疏水性單體。比較例9中抗靜電織物於洗滌前能具有良好的表面電阻值與摩擦帶電壓值，但洗滌後表面電阻值已大於1011 Ω /sq。且洗滌後的摩擦帶電壓更大於1000伏特，無法達到抗靜電之功效。
由於比較例9之共聚物上甲基丙烯酸十八酯所佔重量份較低，共聚物上之疏水性官能基過少而無法阻礙親水性官能基分散於水中，此時共聚物易分散於水中並於洗滌時脫離織物，喪失抗靜電性。相較於比較例9，實驗例1、5與6中之甲基丙烯酸十八酯佔共聚物之重量份較高，較多的疏水性官能基使抗靜電織物於洗滌前後的表面電阻均小於1011 Ω/sq，且摩擦帶電壓值均小於1000伏特，能達到良好的抗靜電功效。
為使抗靜電織物於洗滌前後均保有良好的抗靜電性，共聚物中之疏水性官能基需足以阻礙親水性官能基分散於水中，親水性單體與疏水性單體之重量比值需介於2與6之間。由比較例9可得知，當甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季銨鹽與甲基丙烯酸十八酯之重量比值為7時，抗靜電織物已無法在洗滌後仍維持良好的抗靜電性。另一方面，若親水性單體與疏水性單體之重量比值小於2，疏水性單體過多將導致共聚物不易分散於溶劑中，難以製備之織物用之抗靜電劑組成物。
由上述本發明實施例可知，本發明具有下列優點。本發明所揭露之抗靜電劑組成物能附著於織物上，其中的親水性官能基使織物具有良好的親水性與保水性，且水氣形成的導電層能傳導聚集於織物表面的電荷，達到抗靜電效果。此外，導入疏水性官能基能調整抗靜電劑組成物之 疏水性，使其於洗滌時不易脫離織物，以提升織物的耐洗性。更重要的是，疏水性官能基並不會影響親水性官能基的抗靜電能力，本發明所揭露之抗靜電劑組成物於洗滌前與洗滌後均具有良好的表面電阻值與摩擦抗電壓值。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧抗靜電織物
120‧‧‧織物
140‧‧‧抗靜電劑組成物
142‧‧‧共聚物
144‧‧‧交聯劑

Claims (11)

  1. 一種用於織物的抗靜電劑組成物，包含：一溶劑；一共聚物分散於該溶劑中，其係由至少一反應性單體、至少一親水性單體及至少一疏水性單體所反應而得，該反應性單體具有下列式I之化學式，該親水性單體具有下列式II之化學式，該疏水性單體具有下列式III之化學式： 其中，X為一反應性官能基，包含下列至少其中之一：氫、羧基、羥基、環氧基以及異氰酸酯官能基，Y為一親水性官能基，包含下列至少其中之一：烷氧基、磺酸基以及四級胺基，以及Z為一疏水性官能基，其係為具有15至25個碳原子之長鏈烷基，其中，R1、R2及R3可分別為氫或甲基；以及一交聯劑，其係使該反應性官能基間能產生交聯，其中，以該反應性單體之重量為1重量份計，該親水 性單體之重量為2.5至60重量份，該疏水性單體之重量為1至25重量份，且該親水性單體與該疏水性單體之重量比值為2至6。
  2. 如請求項1所述之抗靜電劑組成物，其中該共聚物為一隨機共聚物，該反應性官能基、該親水性官能基以及該疏水性官能基於該共聚物中為隨機排列。
  3. 如請求項1所述之抗靜電劑組成物，以該反應性單體之重量為1重量份計，該親水性單體之重量為5至30重量份，該疏水性單體之重量為2至15重量份。
  4. 如請求項1所述之抗靜電劑組成物，該反應性單體與該交聯劑之莫耳數當量比為1：0.5至1：2。
  5. 如請求項1所述之抗靜電劑組成物，其中該溶劑係選自下列至少其中之一：二甲亞碸、乙醇、異丙醇、三氯甲烷以及水。
  6. 如請求項1所述之抗靜電劑組成物，其中該反應性單體係選自下列至少其中之一：(甲基)丙烯酸羥乙酯(2-hydroxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯(2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸((meth)acrylic acid)、2-甲基丙烯酸醯氧基乙基琥珀酸酯 (2-methacryloyloxyethyl succinic acid)、1,2-環己烷二甲酸-2-(2-丙烯醯基)氧乙基單酯(2-acryloyloxyethyl hexahydro phthalate)、醯氧基乙醇-鄰苯二酸酯(2-acryloxy ethyl phthalate)、醯氧基乙醇-2-羥基乙醇鄰苯二酸酯(2-acryloyloxy ethyl 2-hydroxy ethyl phthlate)、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl(meth)acrylate)、2-羥基丙基-1,2-苯二甲酸-2-[(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基)氧基]乙基酯(2-methacryloyloxy ethyl 2-hydroxy propyl phthlate)、甲基丙烯酸羥基丙基酯(hydroxypropyl methacrylate)、N-(羥甲基)-2-甲基-2-丙烯醯胺(N-methylol methacrylamide)、2-異丁烯醯乙氧基丁二酸酯(2-methacryloyloxy ethyl hydrogen succinate)、3-氯-2-羥基丙基甲基丙烯酸酯(3-chloro-2-hydroxy propyl methacrylate)、3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane)、聚乙氧基丙烯酸甲酯(polyethoxy methacrylate)及β-羧乙基丙烯酸酯(beta-carboxyethyl acrylate)。
  7. 如請求項1所述之抗靜電劑組成物，其中該反應性官能基為氫，該親水性官能基為四級胺基。
  8. 如請求項1所述之抗靜電劑組成物，其中該交聯劑係選自下列至少其中之一：噁唑啉基團樹脂(oxazoline-fuctional polymer)、封閉型脂肪族聚異氰酸酯 (aliphatic blocked polyisocyanate)、有機鈦酸鹽(organic titanates)、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol)以及聚碳二亞胺基樹脂(polycarbodiimide resin)。
  9. 一種提高織物抗靜電性之方法，包含：提供一織物；施加如請求項1-8任一項所述之抗靜電劑組成物於該織物上；以及乾燥該織物。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該織物係選自下列至少其中之一：聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、聚氨基甲酸酯纖維、聚醯胺纖維以及聚乙烯醇縮醛纖維。
  11. 一種抗靜電織物，其中該抗靜電織物包含如請求項1-8任一項所述之抗靜電劑組成物。
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