改性合成纺织品的表面的方法

专利名称：改性合成纺织品的表面的方法
技术领域：
本发明涉及通过使聚合物与至少一种保持固体合成纺织品的亲水性特性的有机 硅添加剂接触来改性合成织物。用于所述方法的有机硅添加剂对PH变化是稳定的，且降低 在家用洗衣机的洗涤和/或漂洗循环中与有机硅添加剂接触的织物的残留水分含量(RMC) 水平。可加入有机硅添加剂作为洗涤剂和/或织物调理剂的一部分。
背景技术：
当今纺织品行业持续从使用天然纤维(例如羊毛和棉)变化到使用合成纺织品和 /或合成纺织品和天然纤维的混纺物。众所周知，天然纤维(例如棉)通常具有亲水性，且 在洗涤后保持一定程度的亲水性，而该特性不是合成纤维必然具备的。也就是说，与天然纤 维不同，合成纤维大多数具有疏水性或在一次或两次洗涤后快速变为疏水性。这是不期望 的，因为疏水性纺织品不吸水并且当在洗衣干燥机中干燥时往往积累静电荷。此外，许多合 成纺织品不容易润湿，因此油性污点非常难以除去。实际上，在用亲水性添加剂处理以前， 当今服装行业使用量最大的合成纤维——聚酯具有疏水性。由于具有亲水性的合成纺织品的物理和化学性能更接近天然纤维(如棉)，因此 比疏水性纺织品合适。由于大多数合成纤维是本质疏水性的，为了具有与亲水性相关的正 特性(positive characteristics)，合成纤维(如聚酯)必须涂有使纺织品具有亲水性的 化合物。但是，为了使合成纤维具有亲水性，目前用于处理合成纤维的市场上可得的化合物 通常在第一次或第二次洗涤时被洗掉。也就是说，在开始的少数几次洗涤之后，亲水性消 失。一旦失去亲水性，合成织物再次具有较高的静电荷，降低去污性并具有通常与疏水性纺 织品有关的其它不利特性。需要可用于处理合成纺织品的化合物和/或组合物，以提供更持久的亲水性涂 层。还需要对材料施用这些化合物/组合物的容易的方法，从而对含有至少一些百分比的 合成纤维的纺织品提供持久的亲水性。本发明提供了 一种使用化合物和组合物来处理合成纺织品的方法，该方法克服了 现有技术的缺点。在紧接下来的部分中进一步描述本发明的方法和用于所述方法的组合物 /化合物。发明概述本发明涉及一种使用活性有机硅化合物或含有至少一种活性有机硅化合物的组 合物改性合成纺织品的固体表面的方法。所述方法包括使用含有至少一种活性有机硅化合 物的组合物洗涤和/或漂洗合成纺织品，从而制备具有亲水性表面的合成纺织品，该表面 对宽范围的PH变动不敏感，且在一次或两次洗涤中不会被洗掉。用于本发明方法的活性有 机硅化合物选自
具有通式(I)的表面活性剂(R1) (R2) (R3) Si-R4-Si (R5) (R6) (R7)其中R1、R2、R3、R5和R6各自独立地选自具有1_6个碳原子的一价烃基、芳基、和含 有芳基的具有7-10个碳原子的烃基；R4为具有1-3个碳原子的烃基；R7为具有以下通式的 氧化烯基R8 (C2H40) a (C3H60) b (C4H80)。R9，其中R8为具有以下结构的二价直链或支链烃 基-CH2-CH(R1(i) (R")d0-，其中R"1为H或甲基；R11为具有1_6个碳原子的二价烷基，其中下 标d可为0或1 ;R9选自H、具有1-6个碳原子的一价烃基和乙酰基，有以下限制下标d、e 和f 为0或正数，且满足以下关系2 ( a+b+c彡20，其中a彡2 ；具有通式(II)的表面活性剂MM'其中M = R12R13R14Si01/2 ；M' = R15R16R17Si01/2 ；其中 R12 选自具有 3_6 个碳原子的支 链一价烃基和 R18，其中 R18 选自 R19，R20, R21，SiR22 和(R15R16R17)SiR22(Si (R13R14) Si01/2)，其中 R19、R2°和R21各自独立地选自具有1-6个碳原子的一价烃基和具有6-13个碳原子的一价芳 基或烷芳基烃基，R22为具有1-3个碳原子的二价烃基，R13和R14各自独立地选自具有1-6 个碳原子的一价烃基或R12，其中R15为具有以下通式的烷基聚氧化烯R23 (C2H40) e (C3H60) f (C4H80) gR24，其中R23为具有以下结构的二价直链或支链烃基-CH2-CH(R25) (R26)h0-其中R25为H或甲基；R26为具有1-6个碳原子的二价烷基，其中下标h可为0或1 ； R24选自H、具有1-6个碳原子的一价烃基和乙酰基，其中下标a、b和c为0或正数，且满足 以下关系2 ( e+f+g彡20，其中e彡2，R16和R17各自独立地选自具有1_6个碳原子的一 价烃基或R15;具有通式(III)的表面活性剂M'D'M2其中M1 = (R27) (R28) (R29) Si01/2 ；M2 = (R30) (R31) (R32) Si01/2 ；禾口D1 = (R33) (Z) Si02/2其中R27、R28、R29、R3°、R31、R32和R33各自独立地选自具有1_4个碳原子的一价烃基、 芳基、和含有芳基的具有4-9个碳原子的烃基；Z为具有以下通式的氧化烯基R34 (C2H40) i (C3H60) J (C4H80) kR35，其中R34为具有2、3、5、6、7、8或9个碳原子的直链或支链二价烃基；R35选自H、 具有1-6个碳原子的一价烃基和乙酰基，下标a、b和c为0或正数，且满足以下关系 2≤i+j+k≤20，其中a≥2 ；及其混合物；或包括式(IV)的重复单元的聚铵_聚硅氧烷共聚物表面活性剂 其中R彼此独立表示含有选自季铵基或氧化胺基的部分的有机基团，V选自V1基团或V2基团，其中V2选自具有至多1000个碳原子(以下定义的聚硅氧烷部分Z2的碳原子在此处不 计算在内)的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱和或芳族烃部分，任选含有一个或 多个选自以下的基团-0-,-NR2-，-N+R22-,其中R2为氢、具有至多100个碳原子的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱 和或芳族烃部分，任选含有一个或多个选自-0-，-NH-, -C(O)-和-C(S)-的基团，并任选被 一个或多个选自以下的取代基取代羟基、任选取代的优选含有一个或多个N原子的杂环 基团、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、聚醚、聚醚酯，前提是，如果存在多于一个-NR2-基团，则 它们可相同或不同，-C (0)-,-C(S)-,任选地，V2部分可被一个或多个羟基取代，和V2部分含有至少一个下式的基 团-Z2- 其中R1相同或不同，选自=C1-C22烷基、氟代(C1-Cltl)烷基和C6-Cltl芳基，和其中叫=20-1000，V1选自具有至多1000个碳原子的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱和或 芳族烃部分，其可被一个或多个选自以下的基团取代-0-,-NR2-，-N+R22-,其中R2如上定义，且V1和V2中的R2基团可相同或不同，-C (0)-,-C (S)-禾口-Z1-，其中-Z1-为具有下式的部分
其中R1如上定义，且V1和V2中的R1基团可相同或不同，其中n2 = 0-19，并且任选地，V1部分可被一个或多个羟基取代，其中聚铵_聚硅氧烷共聚物中的V1和V2部分可相同或不同，前提是，存在至少一 个Z1或Z2基团，和其中铵基的正电荷被有机酸阴离子或无机酸阴离子中和。本发明方法可与包括合成聚合物的纺织品一起使用，以在家用洗衣机的洗涤或漂 洗循环中提供亲水性特性。在本发明的另一实施方式中，所述方法可在将纺织品制成衣服 之前或之后用于工业定形(setting)。在本发明的一种实施方式中，可将上述活性有机硅化 合物加入到洗衣用洗涤剂组合物或织物调理组合物中，这些组合物可在家用洗衣机的洗涤 或漂洗循环中施用于纺织品。在紧接着的详述部分进一步描述本发明。发明详述本文使用的化学计量下标的整数值是指分子种类，化学计量下标的非整数值是指 基于分子重均、数均或摩尔分数的分子种类的混合。本文使用的本发明的合成聚合物包括聚酯、丙烯酸类、尼龙，及其混合物。这些合 成聚合物也可与天然纤维(例如棉和/或羊毛)混纺，从而制备也可用本发明方法处理的 合成/天然混纺物。本文使用的纺织品是指由交织纤维制成的任何材料，包括通过织造、编织、钩针编 织、或粘合制成的织物，且整饰后的织物片也称为布。本发明提供了一种使用含有至少一种活性有机硅化合物的组合物改性合成纺织 品的固体表面的方法。具体地讲，本发明提供了一种改性纺织品的固体表面的方法，所述方 法包括提供在宽PH范围内耐降解的亲水性表面，由此该表面比目前可得的现有处理物更 持久。如上所述，经处理已具有亲水性表面或本性具有亲水性表面的合成纤维在一次洗涤 后通常失去其亲水性。本发明的方法使用抗PH降解的活性有机硅化合物或组合物、降低含 水体系的表面张力，并赋予快速铺展和润湿性能，因此提供比目前市场上可得的更持久的 亲水性涂层。本发明方法的亲水性处理可在家庭洗衣循环期间施用或以工业水平施用。由于具有亲水性特性的织物在转鼓干燥之后保持较少的静电荷、具有改进的去污 性能、对所有运动用织物具有改进的透气性(transpiration)，因此比疏水性织物更合乎需 要。本发明特别重要的在于降低衣服的静电荷。静电荷是由于具有太多电子(负电 荷)或太少电子(正电荷)且电子不迁移(“静态”)的区域或表面而产生的。当静电突然 迁移时，如以火花形式(即，静电放电)，则不再为静态的。为电的非导体且具有良好电绝缘 性能的材料称为电介质材料。在实践中，电介质不允许电流动。如果在电介质上存在足够大的电压，则绝缘体击穿，电子将突然流动并产生火花。击穿所需的电压取决于材料和材料 的厚度二者。几乎将所有的纤维聚合物分类为电介质材料。合成纤维(例如，尼龙、聚酯、 聚烯烃、丙烯酸类，等等)更是如此。当与其它材料摩擦时，这些材料容易带静电荷。通过 用至少一种本文所述的含有机硅的组合物涂布织物/材料，设计本发明来降低和/或改变 静电荷的特性。用于本发明方法的活性有机硅化合物选自具有通式⑴的表面活性剂(R1) (R2) (R3) Si-R4-Si (R5) (R6) (R7)其中R1、R2、R3、R5和R6各自独立地选自具有1_6个碳原子的一价烃基、芳基、和含 有芳基的具有7-10个碳原子的烃基；R4为具有1-3个碳原子的烃基；R7为具有以下通式的 氧化烯基R8 (C2H4O) a (C3H6O) b (C4H8O) CR9,其中R8为具有以下结构的二价直链或支链烃基-CH2-CH(R1(i) (R11)dO-,其中Rki为 H或甲基；R11为具有1-6个碳原子的二价烷基，其中下标d可为0或1 ;R9选自H、具有1-6 个碳原子的一价烃基和乙酰基，有以下限制下标d、e和f为0或正数，且满足以下关系 2彡a+b+c彡20，其中a彡2 ；具有通式(II)的表面活性剂MM'其中M = R12R13R14SiCV2 ；M' = R15R16R17SiOl72 ；其中 R12 选自具有 3_6 个碳原子的支 链一价烃基和 R18，其中 R18 选自 R19，R20, R21，SiR22 和(R15R16R17) SiR22 (Si (R13R14) Si01/2)，其中 R19、R2°和R21各自独立地选自具有1-6个碳原子的一价烃基和具有6-13个碳原子的一价芳 基或烷芳基烃基，R22为具有1-3个碳原子的二价烃基，R13和R14各自独立地选自具有1-6 个碳原子的一价烃基或R12，其中R15为具有以下通式的烷基聚氧化烯R23 (C2H4O) e (C3H6O) f (C4H8O) gR24，其中R23为具有以下结构的二价直链或支链烃基-CH2-CH(R2s) (R26)hO-其中R25为H或甲基；R26为具有1-6个碳原子的二价烷基，其中下标h可为0或 1 ；R24选自H、具有1-6个碳原子的一价烃基和乙酰基，其中下标为0或正数，且满足以下关 系2彡e+f+g彡20，其中e彡2，R16和R17各自独立地选自具有1_6个碳原子的一价烃基 或 R15;具有通式(III)的表面活性剂M1D1M2其中M1 = (R27) (R28) (R29) SiOl72 ；M2 = (R30) (R31) (R32)SiCV2 ；禾口D1 = (R33) (Z) SiO272其中R27、R28、R29、R3°、R31、R32和R33各自独立地选自具有1_4 个碳原子的一价烃基、 芳基、和含有芳基的具有4-9个碳原子的烃基；Z为具有以下通式的氧化烯基R34 (C2H4O)i (C3H6O)j (C4H8O)kR35，其中 R34 为具有 2、3、5、6、7、8 或 9 个碳原子的直链 或支链二价烃基；R35选自H、具有1-6个碳原子的一价烃基和乙酰基，下标a、b和c为0或正数，且满足以下关系2彡i+j+k彡20，其中a彡2 ；及其混合物。此外，所述活性有机硅化合物可包括含有式(IV)的重复单元的聚铵-聚硅氧烷共
聚物表面活性剂 其中R彼此独立表示含有选自季铵基或氧化胺基的部分的有机基团，V选自V1基团或V2基团，其中V2选自具有至多1000个碳原子(以下定义的聚硅氧烷部分Z2的碳原子在此处不 计算在内)的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱和或芳族烃部分，任选含有一个或 多个选自以下的基团-0-,-NR2-,-N+R22-,其中R2为氢、具有至多100个碳原子的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱 和或芳族烃部分，任选含有一个或多个选自-0-，-NH-, -C(O)-和-C(S)-的基团，并任选被 一个或多个选自以下的取代基取代羟基、任选取代的优选含有一个或多个N原子的杂环 基团、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、聚醚、聚醚酯，前提是，如果存在多于一个-NR2-基团，则 它们可相同或不同，-C (0)-,-C(S)-,任选地，V2部分可被一个或多个羟基取代，V2部分含有至少一个下式的基团-Z2- 其中R1相同或不同，选自=C1-C22烷基、氟代(C1-Cltl)烷基和C6-Cltl芳基，和其中ni = 2O-IOOO,V1选自具有至多1000个碳原子的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱和或 芳族烃部分，其可被一个或多个选自以下的基团取代-0-，-NR2-，-N+R22-,其中R2如上定义，且V1和V2中的R2基团可相同或不同，
-C(0)-，-C(S)_ 禾口-Z1-，其中-Z1-为具有下式的部分 其中R1如上定义，且V1和V2中的R1基团可相同或不同，其中n2 = 0-19，并且任选地，V1部分可被一个或多个羟基取代，其中聚铵-聚硅氧烷共聚物中的V1和V2部分可相同或不同，前提是，存在至少一 个Z1或Z2基团，和其中铵基的正电荷被有机酸阴离子或无机酸阴离子中和。在宽pH范围内(即pH为约2-12)耐降解、当暴露于织物时对织物提供亲水性性 能的其它含有机硅的表面活性剂也预计为本发明方法的一部分。上式⑴所述的有机硅化合物在2006年4月21日提交且题为 "HydrolysisResistant Organo-Modif ied Silylated Surfactants (" 的甲硅烷基化表面活性剂)”的共同待审的美国专利申请(序列号11/379592)中充分描述， 该申请在此全文并入作为参考。类似地，上式(II)所述的有机硅化合物在2005年12月 13 日提交且题为 ‘‘Hydrolysis Resistant Organo-ModifiedDisiloxane Surfactants (耐 水解有机基-改性的二硅氧烷表面活性剂)”的共同待审的美国专利申请(公开号us 2007/0088091)中充分描述，该申请在此全文并入作为参考。最后，上式(III)所述的有 机硅化合物在2006年2月9日提交且题为"Hydrolysis Resistant Organo-Modif ied Trisiloxane Surfactants (耐水解有机基-改性的三硅氧烷表面活性剂)，，的共同待审的 美国专利申请(公开号US 2007/0184005)中充分描述，该申请在此全文并入作为参考。根据以上列出的相应专利申请中所述的材料和方法可以制备用于本发明方法的 上述有机硅化合物，从而在用这些化合物的至少一种洗涤织物时提供持久亲水性的织物。 在这些专利申请以及本申请中提供的信息使得本领域技术人员可生产用于本发明方法的 有机硅化合物，由此能够获得要求保护的本发明的全部范围。本发明方法生产的织物的亲水性涂层具有持久性，在多次洗涤和干燥循环后，比 起用其它方法处理来提供亲水性的合成织物出乎意料地保留了亲水性。在实施例中说明并 在下面进一步讨论使用本发明方法生产的织物的亲水性特性的有效性和出乎意料的持久 性。对织物施用本发明方法的效率的测试方法为了确定本发明方法是否有效，进行以下非限制性实施例。在各实施例中使用两 件100%聚酯T恤作为“织物监测物”(或对照物)，且与作为增载织物(ballast)的棉T恤 和棉毛巾织物一起放入洗衣机中。整个洗涤装载物使用洗涤剂洗涤，在加入有机硅添加剂的漂洗循环中使用或不使用织物柔软剂。在洗涤循环结束时，将聚酯T恤在转鼓干燥器中 干燥。在实施例中用于测量本发明有效性的方法为点滴试验。设计点滴试验来测量20 微升蒸馏水通过聚酯纺织品的时间吸水性(time absorbency)(秒)。为了测试使用本发明方法生产的织物的亲水性特性的持久性，进行持久亲水性测 试。在该测试中，亲水性聚酯织物用洗衣用洗涤剂洗涤4次，随后用水漂洗，直至聚酯变为 疏水性。在每次洗涤循环之后将聚酯装载物干燥，进行点滴试验，以便检查亲水性/疏水 性。达到100%疏水性所需的洗涤/干燥循环的次数越多，说明使用本发明方法为织物提供 的亲水性涂层的持久性越大。为了测试静电荷的量和静电荷保持在经历本发明方法的织物上的持续时间，进行 静态试验。设计该测试不仅测量在织物经历本发明方法之后该织物上的静电荷量，还测定 经处理的织物的保持电荷的持续时间的影响。
实施例以下描述实施例1-4和对比例A和B，结果提供于紧随其后的表和图中。对于每个实施例，将包括4块(40X60cm)100%棉毛巾织物、2块(240X310cm， 270 X 310cm) 100%棉床单、2件100 %聚酯T恤的2. 7Kg洗涤装载物放置在Indesit W63T 前开门式洗衣机中。随后使用50g洗涤剂(商品名Persil Color)在40°C棉循环中洗涤 装载物，并于600rpm下旋转。如上所述进行实施例A，在洗衣机的漂洗循环中未加入织物柔软剂且未加入有机 硅添加剂。如上所述进行实施例B，在洗衣机的漂洗循环中加入织物柔软剂，未加入有机硅添 加剂。如实施例A所述进行实施例1，不同之处在于在洗衣机的漂洗循环中加入以上通 式(II)的有机硅添加剂。如实施例B所述进行实施例2，不同之处在于在洗衣机的漂洗循环中将通式(III) 的有机硅添加剂加入到织物柔软剂中。如实施例A所述进行实施例3，不同之处在于在洗衣机的漂洗循环中加入通式 (IV)的季氨基硅氧烷聚醚共聚物。如实施例A所述进行实施例4，不同之处在于在洗衣机的漂洗循环中加入通式 (IV)的第二种季氨基硅氧烷聚醚共聚物。各实施例使用点滴试验的亲水性/疏水性结果如下对聚酯T恤的点滴试验结果 实施例A和B的点滴试验结果表明，用洗涤剂洗涤的聚酯T恤(实施例A)和在漂洗循环使用织物柔软剂的聚酯T恤(实施例B)具有疏水性，而加入本发明的有机硅添加剂作为漂洗添加剂(实施例1、3和4)或使用织物柔软剂(实施例2)使得聚酯纺织品具有亲 水性。持久性测试为了测量聚酯T恤的持久亲水性，将T恤放置在Indesit W 63T前开门式洗衣机 中，使用50g Persil Color 洗涤剂，在棉循环(cotton cycle)上于40°C洗涤。将装载物 于600rpm下旋转4次。随后装载物仅用水洗涤，直至聚酯变为疏水性。在每次洗涤循环之 后将装载物干燥，对聚酯T恤进行点滴试验。使用以下方程式计算该阶段的疏水性疏水性指数=100Xtl/tQ其中tl =在每次洗涤和干燥循环之后测量的聚酯T恤的滴下时间。t0 =预处理过的聚酯T恤的滴下时间。
如在上面示出的题为“亲水性聚酯织物的持久性测试”的三维图中所示，实施例4 即使在16次重复洗涤和干燥循环之后也未曾达到100%亲水性。因此，由为了达到100%疏 水性而必须完成的洗涤和干燥循环的绝对次数显然看到，用至少一种上述有机硅化合物洗 涤的织物的亲水性特性具有持久性。如在以上持久性图中所示，实施例3未曾达到100%疏 水性，但是处于测试的目的，将其列于上表中，当作在大于16次循环后达到100%疏水性。设计实施例5和对比例C和D来测量经历本发明方法的织物上的静电荷的量/保 持性。评定材料的电荷保持性能的方式为测量“电荷衰减时间”材料上的任何电荷如何在 材料上和通过材料快速消散并远离，到达地面[1]。测试材料的电荷保持能力的最简单方式 是将一些电荷放置在材料上，看该电荷如何快速消失。JCI 155ν5电荷衰减测试装置为使用高压电晕放电将一片电荷沉积在待测试材料表面的仪器。快速响应静电场仪表观察由材料上的该电荷产生的电压，并测量当电荷迁移 时该电压如何快速下降。电晕电荷沉积为模拟实际放电情况的简单方式。其允许控制初始 表面电压和电荷极性，且适用于所有类型的表面，无论是均勻的或是具有局部导电特性的。 研究表明，电晕电荷衰减与通过摩擦表面产生的电荷衰减的实际情况非常匹配，且提供不 受电晕接触影响的一致的可重现的结果。以下实施例描述在洗涤后使用和不使用有机硅处理的聚酯织物和烯烃合成的 弹性物(elastane)/聚酰胺织物上的电荷衰减时间测量，以评价电荷保持能力。通常， Elastane/聚酰胺织物极具疏水性，而聚酯由于在纺织加工中进行了预处理而具有亲水性。 由于本发明组合物使得聚酯织物具有亲水性，因此选择本发明组合物来处理合成织物。以下图表1提供了用于本发明方法的产品以及加入的百分比。这些产品在洗涤循 环过程中加入，且加入的量为使得聚酯具有亲水性的最低量。唯一例外的是样品E，其在柔 软剂循环(不使用和使用柔软剂)过程中加入，使得聚酯具有亲水性。在洗涤循环期间加 入不起作用，即使提高剂量。图表1 样品A为以上通式(I)的有机硅添加剂。样品B为以上通式(I)的第二种有机硅添加剂。样品C为以上通式(II)的有机硅添加剂。样品D为以上通式(II)的第二种有机硅添加剂。样品E为以上通式(IV)的有机硅添加剂。样品F为以上通式(IV)的有机硅添加剂。以下描述洗涤装载物类型、洗涤条件和物理/化学测量。以下洗涤装载物类型用于测试五件100%聚酯T恤、一件尼龙/Elastane内衣和 增载织物。有机硅产品在洗涤循环过程中与洗涤剂一起加入(如上所述，样品E例外)，且在 柔软剂循环过程中与织物调理剂一起加入。采用织物预处理的ASTM方法对所有洗涤装载物进行预洗涤。如下处理全部洗涤装载物1.加入50g阴离子洗涤剂(即，Persil color Powder)洗涤4次，T = 40°C，转速 =600rpm ；2.不使用洗涤剂洗涤三次，温度为40°C，旋转循环在约600rpm;和3.干燥织物。用于本实施例的使用和不使用柔软剂的洗涤条件如下使用的洗衣机MIELEN0V0TR0NIC ；洗涤装载物类型5件T恤100%聚酯、1件尼龙/Elastane和增载织物；洗涤剂用量25g阴离子洗涤剂(即，制造商推荐的Persil Color)；温度40°C，转速=600rpm；织物柔软剂用量20ml Comfort (如制造商推荐的)；有机硅产品用量使得聚酯具有亲水性的最低量。在不使用柔软剂的洗涤循环中 加入有机硅产品。但是，当加入柔软剂时，有机硅产品与柔软剂一起加入。唯一例外的是样 品E，在两种情况下，样品E均在柔软剂循环加入。将织物洗涤五次以测量累积(build-up)。 在一次、三次和五次洗涤后取样，而尼龙/elastane织物样品仅在五次洗涤后取样。在每次 洗涤后，将洗涤装载物转鼓干燥，存放所有样品，各样品之间放置纸，以避免静电荷通过直 接接触从一个样品转移至另一个样品。对每个样品进行物理和化学测量，即，静电荷测量和累积研究。I.静电荷测量如上所述，如下测量静电荷保持性将一些电荷放置在材料上，并使用JCI 155v5 电荷衰减测试装置测量经时的电荷衰减。该衰减测试装置使用高压电晕放电，将一片电 荷沉积在待测试材料表面，使用快速响应静电场仪表观察由材料上的该电荷产生的电压。 基于当电荷迁移时该电压如何快速下降进行测量。JCI 155测试装置在仪器基板中具有 45 X 54mm测试孔，可将该仪器基板直接放置在测试表面上。与测试孔周围的表面接触为电 荷向外迁移提供了返回路径和高的局部电容以捕获该电荷。仪器软件使得在每次测试前恰 好将电场仪表自动归零。JCI 155测试装置测量衰减时间与初始峰值电压的关系，并计算两点(简单的验 收测试标准)至初始峰值电压37%的电压和至初始峰值电压10%的电压。测量这两点， 以在材料之间进行快速比较。电荷衰减特性通常对来自大气的表面水分的吸收敏感，因此 测量极可能取决于湿度。JCI 155v5包括设计用于测量仪器的测试区内的温度和湿度二者 的元件。出于该原因，将织物储存于密闭的纸板箱中，在实验室中控制温度和湿度来进行测 量。在紧接着累积测试的图中记录以下测试的结果。累积将每种织物洗涤五次，在一次、三次和五次洗涤时对织物取样。对于产品的累积， 取样测定织物的几种化学/物理性能。在一组测试条件下，在测试材料中得到三次衰减时间测量结果。在织物的不同位 置进行这些测量。使用正和负电晕极性(corona polarity)进行几次测试，以确保记录的 任何差别不是由于极性引起的。除了以上数据以外，还记录以下信息a)温度和相对湿度
b)电晕放电、持续时间、极性的测试条件c)样品表面初始峰值电压和从峰值电压到该峰值电压的37%和10%时的时间的 各个值d)接收的电荷e)电容负载(capacitance loading)每单位初始峰值表面电压的电荷的量。静 电荷对材料的影响取决于静电荷存在多久以及产生的相关的表面电压。不含柔软剂的洗衣粉型洗涤剂第一系列结果关于用洗衣粉型洗涤剂(Persil Color) +有机硅产品而无柔软剂 (Comfort)洗涤的所有聚酯T恤和尼龙/elastane内衣。考虑两种对照物对照物1说明预处理过的聚酯T恤和尼龙/Elastane内衣得到 的电荷衰减性质，对照物2说明用Persil Color洗涤的聚酯T恤和尼龙/Elastane内衣的 电荷衰减性质。 虽然两种织物均为疏水性的，但尼龙/Elastane消散静电荷，而聚酯往往根本不 消散静电荷。也就是说，在测试的聚酯织物中在900秒后仍保持多于37%的初始电荷，而尼 龙/elastane在392秒时达到初始电压的37%。消散时间仍太长，但是消散电荷的趋势较闻。
% 如以上所示结果所说明的，即使聚酯衬衫用洗涤剂洗涤且开始变得亲水，但仍不 足以消散静电荷。相反，尼龙/elastane织物保持疏水性，但是电荷消散快速在约23秒后 消散37%的初始电荷，在约100秒后消散10%的初始电荷。接下来的一组数据说明对照物与用有机硅产品处理的织物之间的比较。第一个结果关于以下洗涤装载物a)对照物2 用Persil Color洗涤的聚酯T恤和尼龙/Elastane内衣b)洗涤剂+样品A 用Persil Color+样品A洗涤的聚酯T恤和尼龙/Elastane 内衣c)洗涤剂+样品B 用Persil Color+样品B洗涤的聚酯T恤和尼龙/Elastane 内衣用样品A和样品B洗涤的聚酯和尼龙/elastane在一次、三次和五次洗涤(1W，3W, 5W)之后的电荷衰减数据 上表记录电荷衰减测量结果。与不含有机硅添加剂的对照物相比，在洗涤装载物 中包括样品A提高在聚酯上的静电荷消散速率。与不含有机硅添加剂的对照物相比，在洗 涤装载物中包括样品B提高在聚酯和尼龙/elastane上的静电荷消散速率。该数据还说明 存在静电荷消散的累积效果，洗涤五次的样品比仅洗涤一次或三次的样品显示更快的消散 速率。以下实施例说明在洗涤装载物中包括样品D的益处d)对照物2 用Persil Color洗涤的聚酯T恤和尼龙/Elastane内衣e)洗涤剂+样品D 用Persil Color洗涤剂和样品D洗涤的聚酯T恤和尼龙/ Elastane f^J^用样品D洗涤聚酯和尼龙/elastane在一次、三次和五次洗涤(1W，3W，5W)之后的
电荷衰减数据 上表记录电荷衰减测量结果。与不含有机硅添加剂的对照物相比，在洗涤装载物 中包括样品D提高在聚酯上的静电荷消散速率。该数据还说明存在静电荷消散的累积效 果，洗涤五次的样品比仅洗涤一次或三次的样品显示更快的消散速率。含有柔软剂的洗衣粉型洗涤剂以下实施例说明当将有机硅样品加入到用洗衣粉型洗涤剂(Persil Color)和织 物柔软剂(Comfort)洗涤的聚酯T恤和尼龙/elastane内衣中的性能。对照物3表示用 Persil Color洗涤剂+Comfort织物调理剂洗涤的聚酯T恤和尼龙/Elastane内衣。对照物3的电荷衰减结果用Persil Color和Comfort洗涤的聚酯和尼龙/
elastaneo 由于织物柔软剂也用作抗静电剂，如所预期的，加入柔软剂看来有助于提高电荷 消散速率。这对于亲水性织物通常如此，但是本文中两种类型的合成织物均为疏水性的。下表记录与柔软剂一起加入有机硅产品时织物的性质。f)对照物3 用Persil Color+Comfort洗涤的聚酯T恤和尼龙/Elastane内衣g)洗涤剂+Comfort+样品A 用Persil Color+Comfort+样品A洗涤的聚酯和尼 ^fc /Elastaneh)洗涤剂+Comfort+样品B 用Persil Color+Comfort+样品B洗涤的聚酯和尼 ^fc /Elastane 上表记录在织物调理剂存在下的电荷衰减测量结果。与不含有机硅添加剂的对照 物相比，在洗涤装载物中包括样品A或B提高在聚酯上的静电荷消散速率。静电荷消散速 率的提高对于前述仅用织物调理剂得到的效果是附加的。该数据还说明存在静电荷消散的 累积效果，洗涤五次的样品比仅洗涤一次或三次的样品显示更快的消散速率。以下实施例记录用样品C处理的洗涤装载物的电荷衰减测量结果i)对照物3 用Persil Color+Comfort洗涤的聚酯T恤和尼龙/Elastane内衣j)Det. +Comfort+ 样品 C 用 Persil Color+Comfort+ 样品 C 洗涤的聚酯和尼龙 / Elastane 上表记录在织物调理剂存在下的电荷衰减测量结果。与不含有机硅添加剂的对照 物相比，在洗涤装载物中包括样品C提高在聚酯上的静电荷消散速率。静电荷消散速率的 提高对于前述仅用织物调理剂得到的效果是附加的。该数据还说明存在静电荷消散的累积 效果，洗涤五次的样品比仅洗涤一次或三次的样品显示更快的消散速率。虽然以上描述含有许多细节，这些细节不应看作是限制本发明，而仅作为本发明 的优选的实施方式的举例说明。在所附权利要求限定的本发明的范围和精神内，本领域技 术人员可预期许多其它实施方式。
权利要求
一种改性固体合成纺织品的表面的方法，所述方法包括(i)使所述固体合成纺织品与包括至少一种有机硅添加剂的组合物接触，从而制备具有改性表面的固体合成纺织品。
2.权利要求1的方法，其中所述有机硅添加剂选自 具有通式(I)的表面活性剂(R1) (R2) (R3) Si-R4-Si (R5) (R6) (R7)其中R1、R2、R3、R5和R6各自独立地选自具有1-6个碳原子的一价烃基、芳基、和含有芳 基的具有7-10个碳原子的烃基；R4为具有1-3个碳原子的烃基；R7为具有以下通式的氧化烯基R8(C2H40)a(C3H60)b(C4H80)cR9,其中R8为具有以下结构的二价直链或支链烃基-CH2-CH(R10) (R")d0-，其中俨为H或甲基；R11为具有1-6个碳原子的二价烷基，其中下标d可为0或1 ;R9 选自H、具有1-6个碳原子的一价烃基和乙酰基，有以下限制下标d、e和f为0或正数，且 满足以下关系2≤a+b+c≤20，其中a≥2 ； 具有通式(II)的表面活性剂 MM'其中M = R12R13R14Si01/2 ；M' = R15R16R17Si01/2 ；其中R12选自具有3_6个碳原子的支链一 价烃基和 R18，其中 R18 选自 R19，R20, R21，SiR22 和(R15R16R17)SiR22(Si (R13R14) Si01/2)，其中 R19、 R20和R21各自独立地选自具有1-6个碳原子的一价烃基和具有6-13个碳原子的一价芳基 或烷芳基烃基，R22为具有1-3个碳原子的二价烃基，R13和R14各自独立地选自具有1-6个 碳原子的一价烃基或R12，其中R15为具有以下通式的烷基聚氧化烯 R23(C2H40)e(C3H60)f(C4H80)gR24, 其中R23为具有以下结构的二价直链或支链烃基 -CH2-CH(R25) (R26)h0-其中R25为H或甲基；R26为具有1-6个碳原子的二价烷基，其中下标h可为0或1 ；R24 选自H、具有1-6个碳原子的一价烃基和乙酰基，其中下标a、b和c为0或正数，且满足以 下关系2 ≤e+f+g ≤ 20，其中e≥2，R16和R17各自独立地选自具有1_6个碳原子的一价 烃基或R15 ；具有通式(III)的表面活性剂 M'D'M2其中 M1 = (R27) (R28) (R29) Si01/2 ； M2 = (R30) (R31) (R32) Si01/2 ；和 D1 = (R33) (Z) Si02/2其中R27、R28、R29、R3°、R31、R32和R33各自独立地选自具有1-4个碳原子的一价烃基、芳 基、和含有芳基的具有4-9个碳原子的烃基；Z为具有以下通式的氧化烯基 其中R34为具有2、3、5、6、7、8或9个碳原子的直链或支链二价烃基；R35选自H、具有1-6个碳原子的一价烃基和乙酰基，下标a、b和c为O或正数，且满足以下关系 2 ( i+j+k < 20，其中a > 2 ；及其混合物；此外，所述活性有机硅化合物可包括含有式(IV) 的重复单元的聚铵-聚硅氧烷共聚物表面活性剂 其中R彼此独立表示含有选自季铵基或氧化胺基的部分的有机基团， V选自V1基团或V2基团， 其中V2选自具有至多1000个碳原子(以下定义的聚硅氧烷部分Z2的碳原子在此处不计算 在内)的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱和或芳族烃部分，任选含有一个或多个 选自以下的基团 其中R2为氢、具有至多100个碳原子的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱和或 芳族烃部分，任选含有一个或多个选自-0-，-NH-, -C(O)-和-C(S)-的基团，并任选被一个 或多个选自以下的取代基取代羟基、任选取代的优选含有一个或多个N原子的杂环基团、 氨基、烷基氨基、二烷基氨基、聚醚、聚醚酯，前提是，如果存在多于一个-NR2-基团，则它们 可相同或不同， -C(O)-, -C(S)-,任选地，V2部分可被一个或多个羟基取代且V2部分含有至少一个下式的基团-Z2- 其中R1相同或不同，选自=C1-C22烷基、氟代(C1-Cltl)烷基和C6-Cltl芳基，和 其中 Π! = 20-1000，V1选自具有至多1000个碳原子的二价或三价、直链、环状或支链、饱和、不饱和或芳族 烃部分，其可被一个或多个选自以下的基团取代 -0-， -NR2-， -N+R22-,其中R2如上定义，且V1和V2中的R2基团可相同或不同，-C(O)-,-C(S)-和-z1-，其中-z1-为具有下式的部分 其中R1如上定义，且V1和V2中的R1基团可相同或不同，其中n2 = 0-19，并且任选地，V1部分可被一个或多个羟基取代，其中聚铵_聚硅氧烷共聚物中的V1和V2部分可相同或不同，前提是，存在至少一个Z1 或Z2基团；和其中铵基的正电荷被有机酸阴离子或无机酸阴离子中和。
3.权利要求1的方法，其中所述固体合成纺织品为聚酯。
4.权利要求1的方法，其中所述固体合成纺织品为尼龙。
5.权利要求1的方法，其中所述固体合成纺织品为整饰的衣服形式。
6.权利要求5的方法，其中所述纺织品含有至少一些聚酯、尼龙、或丙烯酸类纤维，或 其混合物和/或任何前述物质与棉和/或羊毛的混合物。
7.权利要求1的方法，其中在洗衣循环的洗涤循环或漂洗循环过程中引入所述有机硅 添加剂。
8.权利要求1的方法，其中所述包括至少一种有机硅添加剂的组合物进一步包括用于 清洁和/或改进所述织物柔软度的洗衣用洗涤剂或织物调理剂。
9.权利要求1的方法，其中所述固体合成纺织品的所述改性表面具有亲水性涂层，所 述涂层在洗衣机多次洗涤和干燥循环之后仍保持亲水性。
10.权利要求9的方法，其中所述固体合成纺织品的所述改性表面具有亲水性涂层，所 述涂层在洗衣机3次或更多次洗涤和干燥循环之后仍保持亲水性。
全文摘要
本发明涉及一种改性固体合成纺织品的表面的方法，所述方法包括将含有至少一些合成纺织品的织物与至少一种有机硅添加剂接触，以提供具有持久的亲水性涂层的合成纺织品。
文档编号D06M13/17GK101874135SQ200880117574
公开日2010年10月27日 申请日期2008年9月18日 优先权日2007年9月25日
发明者安杰拉·迪皮特罗, 桑德林·梅比尔, 罗纳德·瓦格纳 申请人:莫门蒂夫性能材料股份有限公司