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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

一种纤维结构物
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A还含有如下结构：CH2=CH-C(=O)-
Figure 58026DEST_PATH_IMAGE001
。使用含此结构的树脂，可以降低树脂整体的Tg温度，树脂皮膜弹性好，即便是流水处理，树脂膜也不易断裂与脱落。
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-2：含有CH2=CH-C(=O)-
Figure 810081DEST_PATH_IMAGE002
基团的碳6氟素拒水剂（自制）
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
Figure 810705DEST_PATH_IMAGE003
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；
经过流水-吊干处理后的所述纤维结构物的保水率下降5%以上；所述树脂A还含有如下结构：CH2=CH-C(=O)-
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
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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