固体表面上的多功能响应型功能层及其制备方法

专利名称：固体表面上的多功能响应型功能层及其制备方法
固体表面上的多功能响应型功能层及其制备方法本发明涉及根据权利要求1的在固体表面上的多功能响应型功能层和根据权利要求18 - 20的该层的制备方法。在固体基片如纺织材料、纸材料和塑料材料上的多功能层的制备具有很大的重要性，并且是现实研究及开发计划的课题。在实际应用中已存在各种不同的组合性功能的实例如阻燃性和防污性或免熨烫性和抗静电性等，并也描述在专业文献[1]中。下列列表中汇总了一些文献，借助这些文献详述现有技术S. Duquesne 等人,Multifunctional Barriers for Flexible Structure, (2007),第 39 — 43，63 — 71，109 — 124 页，SpringerBerlin, Heidelberg, New York ；http://en. wikipedia. org. /wiki/Phase_Chang_Material ；St. Galler Tagblatt,星期五，2008 年 6 月 6 日；V. Papaefthimiou, R. Steitz, G. H. Findenegg, Responsive Polymerschichten, Chem. Unserer Zeit, (2008) 42，第 102 — 115 页；J. Ruhe, M Ballauf, M. Biesalski 等人，Polyelectrolyt brushes, Adv. Polym. Sci (2004) 165，第 79 — 150 页；M. Motornov, R. Sheparovych等人，Stimuni-Responsive Colloidal Systems from Mixed Brush-Coated Nanoparticles, Advanced Functional Materials (2007) 17，第 2307 - 2314 页；D. Hegemann, Μ. Μ. Hossain, D. J. Balazs, Nanostructured plasma coatings to obtain multifunctional textile surface, Progress in Organic Coatings 58 (2007)第 237 — 240 页；Μ. ffeder, Α. Satir, W. Federer, Wenn sich die Kleidung dem Menschen anpasst, Eidgenossische Materialpriifungs- und Forschungsanstalt, Medien Information, Diibendorf, September (2002)；W. D. Schindler, P. J. Hauser, Chemical Finishing of Textiles, CRC Press (2004)，第 87 — 96 页，Boca Raton Boston New York Washington, DC ；F. D. Evans, H. Wennerstr5m, The Colloidal Domain, Wiley-VCH (1999)第 606 - 608 页，New York ；H. Mollet, A. Grubenmann, Formulierungstechnik, 第 47 — 55 页， Wiley-VCH Verlag (2000) ffeinheim, New York ；Μ. Tanaka, Ε. Sackmann, Polymer-sopported membranes as models of the cell surface, Nature (2005) 437，第 656 — 663 页；A. Janshoff, C. Steinem, Transport across artificial membranee an analytical perspective, Anal. Bio. Chem. (2006) 385,第 33 — 51 页；R. v. Klitzing, Internal structure of polyelectrolyte multilayers assemblies, Phys. Chem. Chem. Phys. (2006) 8，第 5012 — 5033 页[15]K. Glinel, C. Dejugnat, M. Prevot 等人,Responsive polyelectrolyte multilayers, Colloid Surf. Α. (2007) 303，第 3 — 13 页；C. Wu, S. Zhou, First Observation of the Molton Globule State of a Single Homopolymer Chain, Phys. Rev. Lett. (1996) 77，第 3053 — 3055 页；W. Barthlott, C. Neinhuis, Nur was rauh ist, wird von sebst sauber, Technische Rundschau Nr. 10，(1999)第 56 — 57 页；L. Feng 等人·，Petal Effect: A Superhydrophobic State with High Adhesive Force, Langmuir Vol. 24， (2008),第 4114 —4119 页。文献[1]中提及的实例，即通过整理或涂层达到的效果持久存在。在多功能层中使用相变材料[2](如BASF公司的Micronaf PCM)的情况下，通过这些材料所引发的热调节效应是可逆的。该相度材料是其内含物为例如电解质或电解质混合物或低熔点聚合物的微囊。在相变(固/液或液/固)时吸热或放热，由此通过用相变材料产生的整理可调节温度。在最近的论文[3]中研究了例如马的护甲，该护甲不仅呈高的反射性，而且在涂层中含相变材料。在该文献中还描述了其它聚合物材料，这些材料通过外激发源呈可逆式接入或断开，即所述的响应型聚合物材料，但未涉及其在多功能层中的应用W]，[5], [6]0现今所用的在纺织品上的多功能层的制备原理大多在于在涂液中混合至少两种功能性产品或功能性复合材料或依次在待处理的基底上涂覆该功能性产品。术语基底在下面也可代表性用于各种固体基片如纺织材料、纸材料和塑料材料或人造纤维材料。按所述原理制备多功能层的已知方法描述于下列文献中
a)用一步法的功能性整理[1]
抗静电、疏水、疏油和防污、阻燃、免熨烫等；
b)功能层的依次涂覆(两步法) ‘纺织物面，(W0 02/075038 A2)。等离体技术提供了另一种用于制备多功能层的非常实用的方法技术[1]，[7]。现今两种优选力求的组合功能是通过衣服和其整理实现人类皮肤上的湿度调节和热调节。对这些功能近十年来已进行了大量研究和讨论[8]。对此在各种应用领域研发和实现了各种功能模式，这些模式从织物设计到服装业均利用了非常多的纤维材料资源。另一值得提及的双功能与术语‘去污’相关[9]，由此不仅将防污而且将所吸附的污物的可再洗除性均作为功能要求。另一种特别是对保健领域中的工作服和床上用品所需的多功能层包括防污和杀菌和抗静电功能。所有上述的多功能层的主要缺点是其制备原理包括要单独配制的功能性产品或功能性复合材料，且与其它存在的涂液成分的相容性常受到限制。制备各种各样的多功能层的另一缺点是方法的多步骤，其中至少要两次实施成本非常高的工艺步骤如干燥和凝聚。特别是在合成纤维和塑料上的功能层情况下的很有限的洗涤特性和使用特性也属已提及的技术缺点。因为这些缺点日益受重视，所以其是市场认可性犹豫不决的主要原因。
主要的经济缺点在于具有或多或少的复杂制备技术的各功能性产品的高成本。本发明的目的在于研发一种要涂覆于固体表面特别是纺织物上的基于整理处理的多功能原理和制备方法，其层固有地满足至少两种不同的功能。例如这些功能是湿度控制、去污、抗静电、疏水、亲水、疏油、可控释出、导电性等。另一目的在于实现对多功能层的典型使用特性的高要求，其中对所有多功能层的高耐洗性的要求是共同的。层所特有的特性视涂层要满足的各功能而定。本发明的目的是通过使用双极性的和/或两亲的适于形成阻挡层特别是形成膜的化合物并与响应型的通过激发源切换的化合物或聚合物相组合实现的，其共同形成多功能的响应型功能层。按本发明，该多功能的响应型功能层的特性作为整个体系或该功能的至少之一必须通过外激发源呈可逆切换(响应型)。该多功能的响应型功能层的响应型特性可通过一种、多种功能组分或通过至少两种功能成分的组合预先确定。基于通过自组装[10]所形成的阻挡层(也称为膜层或界层)的几何排列和在固体基质上的响应型聚合物层，以及通过该阻挡层与响应型聚合物层的化学接合，该整个体系即多功能的响应型功能层按该响应型聚合物的特性对外激发源作出反应。在使用不同的化学官能的和结构的化合物来形成多功能的响应型功能层的同时也可给定其在层中的不同几何排列。其基于例如在基底上或固体基质上的响应型聚合物层和形成膜结构或阻挡层结构的化合物或聚合物形成朝向空气的层的主要界面力通过自组装呈自动态地产生。在此情况下，该响应型聚合物层和阻挡层在特性上是协同的。化学官能化合物具有反应性基团如氨基、羟基、羧基、羰基、环氧基、异氰酸酯基; 该化合物的成分特征是通过其物理或结构特性表征的那些特征，如双极性、平面性或手征性。响应型聚合物层的特征在于，其对外激发源(也称触发源)显示出“应答 (Antwort)，，。因此源于拉丁语的术语"responsiv，，意为"respondere = antworten，，。口向应特性意指通过激发源引发的体系变化是可逆的和可重复的。下面依附图详述本发明。附图简介


图1示出一种含两种功能成分的多功能的响应型功能层的结构，其中一种成分可通过外激发源呈可逆切换；
图2示出一种含两种功能成分的多功能的响应型功能层的结构，其中亲脂性功能成分位于该响应型功能成分上，且温度构成外激发源；
图3示出一种含两种功能成分的多功能的响应型功能层的结构，其中亲脂性功能成分位于该响应型功能成分上，且湿气含量构成外激发源。图1示出一种含两种功能成分的多功能的响应型功能层的结构，其中一种成分可通过外激发源呈可逆切换。存基底3或固体表面或固体基质上有第一功能成分1，其与基底3呈物理化学方式连接。第二功能成分2处于该第一功能成分1旁，且也与基底3呈物理化学方式连接。该第二功能成分2由响应型的极性聚合物成分构成，其上积聚有水分子4。该第一功能成分1 由疏水型的聚合物构成。第一和第二功能成分1，2形成响应型功能层5，或整理层，其响应特性另行说明。在该功能层中，响应型聚合物成分和疏水型聚合物成分1，2由于在涂覆和固定时的强制相分离而呈相互隔离形式存在。该疏水型功能成分1通过自组装构成对气相(空气)基本刚性的链，而该响应型功能成分2的链随水含量增加而强烈伸展，由此产生该响应功能层5的亲水层优势。存在于气相中的水分子4’积聚到响应型功能成分2上，其用箭头 6表示。在正常温度下存在这种亲水层优势。温度升高引起该响应型功能成分2’或响应型聚合物不断脱水和去胀，其中伸展的链萎缩或卷曲。先前结合的水分子4汽化，并且显著阻得水分子4’的再进入，这用箭头6’ 表示。该响应型功能成分2’在疏水型功能成分1’旁缩回，由此该功能成分1’或疏水型聚合物的基本刚性链控制了功能层5’的表面。所述外激发源是温度，由温度可逆地切换功能层5，5’的表面的亲水型或疏水型， 这用双箭头7表示。下面描述阻挡物或阻挡层。双极性的单体和聚合物可从微胞和/或微囊出发，通过自组装在固体或液体表面上形成界面结构特别是膜层。该以热动态为条件的自组装依该微胞或微囊所扩展的表面的极性(亲水性或疏水性)不同而导致相对于空气的反方向取向 (疏水性或亲水性)[11]，[12], [13]。例如在水中乳化的双极性化合物和两亲聚合物在涂覆于固体基质上后也显示出与该微胞或微囊相当的特性。这类化合物的典型实例是特定配制的油脂改性的(C3 - C24，优选C8 - C18)的甲醛树脂、聚丙烯酸酯树脂和聚氨酯树脂以及氟碳树脂(C2 —C12，优选C4 —C8),其骨架例如也可基于丙烯酸酯或氨基甲酸乙酯。其它的可能性是应用高级脂肪酸(C3 — C24，优选C 一 C18)和例如用含多糖或四元基(Quatgruppen) 的化合物酯化的脂肪酸(C3 - C24，优选C - C18)的金属盐。另一类两亲化合物是既含疏水性链段也含亲水性链段的嵌段聚合物。该疏水性链段基于各种硅树脂和氟碳树脂，该亲水性链段优选基于聚氧乙烯和聚氧丙烯。所述化合物在织物上的使用量按待整理织物的干重计为活性物质的0. 1 - 5%，优选为0. 2 — 2. 0%。该所述类的化合物可部分用于纺织纤维材料和织物的疏水化。用这类化合物在织物表面上制成的通过自组装产生的阻挡层大多仅满足整理的专有功能，即织物的亲水性或疏水性。通过将形成双极性阻挡层的化合物(单体和/或聚合物)固定在固体或液体表面，其取向可能性受限于该取向分子链的刚性和其到固体基质的邻近性。其后果又是损失有效性。该缺点可通过将例如间隔层引入到固体基质和阻挡层之间而得以明显改进。这类阻档层，特别是具有相对固体基质的‘间隔件’的膜层，被称为‘限定膜’ [11]，[12]。按本发明，使用响应型聚合物作为间隔层，该聚合物通过外激发源可在不同造型的聚合物状态之间呈可逆切换(如该聚合物的伸展或卷曲形态)。文献中所述的引发切换过程的相应触发源是物理的和/或化学的非层所固有的因素如温度、PH-值、电荷和湿度。将电解质溶液的离子强度或该聚合物表面本身的离子强度称为其它的引发切换过程的激发源W]，[12], [13]。本发明的响应型功能层依结构和待满足的目的可通过10_7牛顿(N)至几牛顿(N) 的机械力，以及通过不同光谱范围的电磁波(电磁辐射)和其强度切换。作为实例可提及一定波长范围的光和其强度。该所述的因素在使用涂有响应型功能层的材料如洗涤、贮存、熨烫、干燥、净化等时会出现。其它非固有的诱发激发源的情况是应变(血压、汗等)、高温、触油和触化学品。同时通过引入间隔层可产生附加的功能性。例如在固体基质和例如主要呈疏水性的阻档层之间的储水器或抗静电的和/或抗微生物的功能是非常重要的。响应型聚合物的实例是聚环氧乙烷衍生物和聚环氧丙烷衍生物以及它们的共聚物、乙氧基化和丙氧基化的多糖、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸酯以及聚合电解质如离子型多糖、 丙烯酰胺或丙烯酸酯。与此有关的使用量按待整理的纺织品的干重计为活性物质的0. 05 - 5. 0%，优选为 0. 1 — 2. 0%。除按本发明原理用于制备多功能的响应型功能层的优选的一步工艺方式外，在接受附加成本情况下，两步制备法或多步制备法[14]，[15]也是可行的。例如在形成双层结构来实现可逆的高储水能力时应用这种加工方法，以由此达到高程度的调温。在此情况下，首先通过浸渍工艺涂覆响应型间隔层，接着以单面或双面涂覆形成阻挡层的功能成分或功能复合物。作为单面涂覆技术例如可使用泼涂、喷涂和刮涂，而双面涂覆宜通过浸入进行。该单面或双面的阻挡层涂覆视该纺织品的应用目的而定。在单面阻挡层涂覆中，该与阻挡层对置的织物面是亲水的，并可呈液相吸收水。在双面阻挡层涂覆中，水的输送主要经气相进入响应型亲水功能层中。图2示出一种含两种功能成分的多功能的响应型功能层的结构，其中亲脂功能成分位于该响应型功能成分上，且温度构成外激发源。在基底3上有第二功能组分2，其与基底3呈物理-化学方式连接且由响应型的极性聚合物成分组成，在该第二功能组分2上积聚有水分子4。该第一功能成分1，即一种亲脂成分呈物理-化学方式固定在响应型聚合物成分上。该第二功能组分2也称为间隔聚合物。该第一和第二功能成分1，2构成响应型功能层5或整理层。如果该基底3是衣物或织物，则其上存在的响应型功能层5在正常温度下(无体力劳累)仅可有少量水输送，其用窄箭头8表示。在体力劳累和由此相关的温度上升时，响应型功能层5’可发生明显的水输送，其用宽箭头9表示。外激发源是温度，其可可逆地切换或触发该功能层5，5’的表面的亲水性或疏水性。这再用双箭头7表示。该功能层5也可含多种第一功能成分1和多种第二功能成分2。其决不限于单一的第一和第二功能成分。在纺织品上通过一步法涂覆含响应型聚合物作为间隔层的双极性的形成阻挡层的化合物以制备用于贴身穿着的纺织物的湿气输送和调温的本发明的功能层。该响应型聚合物层具有储水器特性，其存储能力由温度确定。通过应用响应型间隔层聚合物可接通或关闭该层的典型特性。在此情况下温度作为触发源是特别重要的，在应用与此相关的响应型聚合物时温度导致水合作用或脱水作用。该响应型聚合物层在相应切换时明显和可逆地改变链排列，可使该链排列从伸展态变成完全卷曲态。按该实例，应用一种响应型聚合物是很重要的，该聚合物在较低体温(< 30°C ) 下形成水，并在较高温度下由于不断增大的不可溶性而析出水[16]。因为释出的水相应于主要条件会或多或少地快速汽化，并通过待耗的蒸发焓从体系中去除能量，所以造成纺织物的冷却并由此造成皮肤的冷却。以此方式呈双面制成的功能层在贴身穿着的纺织物情况下向外如朝向皮肤会显示出疏水为主的和由此呈干燥的特性。通过身体的蒸散作用释出的水主要经气相输送并贮存到间隔层中，依温度条件极快速地释放到环境中而无皮肤的明显潮湿感。通过改变涂于固体基质上的分散体/乳液中的疏水性为主的阻挡聚合物和亲水性为主的响应型聚合物之间的物料比，可在层固定时通过去除均勻相(如水)而形成混合间隙。这种混合间隙也可通过其它激发源如电荷或电解质形成。由于出现混合间隙，该极性为主的两亲聚合物形成输送水的聚合物桥，其相当于生物膜中的跨膜蛋白质。该功能层的另一个本发明的特点是，在低的到中等的相对空气湿度(彡80%)下主要呈疏水性，这意指排斥特别多水的特性，和在较高的相对湿度(>80%)下亲水性不断增加，这意指优异的污物可洗除性。通过在功能层或复合物中引入微米颗粒和/或纳米颗粒可制备响应型的自净化表面。在所述的应用形式中和在下面的应用形式中均固有地存在荷花效应层[17]和光瓣效应层[18]，其中该功能层的湿度或相应的水含量是切换各功能的触发源。基于该原理， 去污功能层显示出高有效性。该原理的另一应用形式是水捕集器。在此情况下，例如以亲水为主的响应型聚合物固定在几微米大小的颗粒(如SiO2)上，并与疏水性膜聚合物和相应的分散剂一起分散于水中。通过涂覆后进行的干燥产生相分离且形成亲水性的凝聚核心。该凝聚核心随不断降低的环境温度可在该纺织品的一面(正面)上从气相中吸收水，并作为液相通过由于相分离而存在的由极性聚合物缔合所形成的桥输送到背面或也可在织物的正面流下。由此导致形成液滴，并且例如可作为饮用水再利用。随温度不断升高，该响应型聚合物再次脱水， 复原成疏水性区域。该应用实例是野营、农作物灌溉和作为军用存活包。图3示出一种含两种功能成分的多功能的响应型功能层的结构，其中亲脂功能成分位于该响应型功能成分上，且湿气含量构成外激发源。在基底3上存在第二功能成分2，其与基底3仅在两个位置10，10’呈物理化学方式相连接。该第二功能成分2由作为间隔层的响应型的极性聚合物成分组成。在响应型聚合物成分上呈物理化学方式固定有第一功能成分1即亲水成分。第一和第二功能成分1，2 形成响应型功能层5或整理层，如去污功能层。该响应型功能层5在低湿度下是斥水性的，其用水分子4’和箭头6’表示。可能的污物11或污物颗粒附着在该功能层5的疏水性表面上。通过响应型聚合物的水吸收和优选调节成弱碱性的pH值发生间隔层聚合物2’的膨胀或伸展。结果其上固定的第一功能成分1’的间距或该疏水性链的间距打开。由此可输入水，其用水分子4和箭头6表示。因此该功能层5’和由此该基底3就可产生去除掉可能的污物11的净化效果，其用箭头12表示。外激发源是功能层5，5’的湿气含量，其随洗涤过程或干燥呈可逆切换或触发。这再用双箭头7表示。该‘去污’功能由两个相反的功能组合而成。一方面是防污功能，另一方面是受污染表面的尽可能好的可洗涤性。实现该两功能的原理在于组合应用形成疏水膜的聚合物与亲水为主的响应型聚合物。通过使用经特定改性的纤维素衍生物作为间隔层聚合物，其在低湿度下呈卷曲的或多或少不膨胀的状态存在。在有水存在时如在洗涤过程中，通过在阻挡层中存在的缺陷可确定水进入，其结果是间隔层大大膨胀，并由此也使膜层打开。在此情况下，该间隔层的水含量增加是引发该响应型效应的触发源。该间隔层不必定是一种响应性聚合物层；如也可使至少一种第一功能成分形成间隔层，如亲脂的功能成分。宜使用含C4 - C12链的氟碳树脂作为形成阻挡层的聚合物和宜使用聚电解质如羧基化的多糖和/或丙烯酸衍生物作为响应型聚合物。该形成阻挡层的化合物的使用量按待整理的纺织品的干重计为活性物质的0. 1 — 3. 0%，优选为0. 2 — 1. 5%，该响应型聚合物的使用量按待整理的纺织品的干重计为活性物质的0. 05 - 5. 0%，优选为0. 1 — 2. 0%。也可利用一种相适应的间隔层聚合物的响应特性来实现例如防护服的高疏油性和疏汽油性。这种高疏油性和疏汽油性对警察、消防员和军人用的防护衣具是特别重要的， 因为在相应的使用中火险是最大的威胁。在未经膨胀的间隔层聚合物中，所渗入的油或汽油可不受阻地分布，而经膨胀的间隔层聚合物却形成不被油和汽油穿透的第二阻档层。响应型的间隔层的膨胀已由人的排汗作用所实现，在此情况下该贴身气候的相对湿度就是形成该所需功能的激发源。这种特性在防护衣具干燥后可任意经常重复。本发明的功能层除含形成阻挡层的成分和响应型的聚合物成分外，还含其它成分并由此形成多功能复合物。交联剂作为交联剂使用甲醛树脂，特别是密胺和亚乙基脲衍生物如Knittex FEL (Huntsman)、游离异氰酸酯和嵌段异氰酸酯如Wiobol XAN (Huntsman)、氮丙啶化合物如 XAMA 7 (flevo chemie)和多官能的缩水甘油基化合物如Isobond GE 100 (Isochem)。与物料相关的使用量依该交联剂的分子量和反应基团含量按按待整理的纺织品的干重计为活性物质的0. 05 — 1. 5%，优选为0. 1 - 0. 5%。催化剂该催化剂是针对反应体系而专门选用的。在甲醛树脂但也使用缩水甘油基化合物的情况下，使用金属盐和优选羧酸。适于甲醛树脂的典型的催化剂是氯化镁、氯化铝水合物、柠檬酸和酒石酸。在浆液中的金属盐的使用量为1 一 25 g/Ι，优选5 — 15 g/1。 在浆液中待调节的酸浓度为0. 1 — 10 g/Ι，优选0.5 — 4 g/1。在使用异氰酸酯但也使用缩水甘油基化合物时，可使用胺，优选叔胺，如1，4- 二氮杂二环(2，2，2)辛烷(DABCO)、三乙醇胺、1，2-二甲基咪唑和苄基二甲基胺(BDMA)。用量为 0.5 — 15 g/Ι，优选 2 — 10 g/1。采用所述的措施可实现新一代的整理方法，其根据作为基础的仿生概念，通过贴身穿着的纺织物导致改进的湿度控制和温度控制。实施例1 去污功能层
该实施例涉及在纺织物上产生去污功能，该纺织物含起响应性作用的功能成分，其特征在于排斥亲水的和疏水的物质以及同时对可能的污物残余具有良好的可洗除性。为制备防污的衬衫，在每平方米重为120 g的由70%的聚酯和30%的棉组成的彩色混合织物纱线上涂覆去污浆液配料。其是一种响应型功能层，该层一方面是疏水和疏油的，另一方面可在洗涤过程中净化。切换各功能(排斥性或可移动性)的激发源是该功能层的湿含量。湿含量按整理层的干重计至多达约8%时，其具有高的疏水、疏油和防污性能， 但在进一步增加水含量(典型是在洗衣机中)时，排斥特性大大降低。随疏水、疏油和防污
10性作用下降，该功能层的亲水特性越发占优，由此显著易于去除污物。接着的衣服干燥又导致回到原始状态，即具有高的疏水、疏油和防污特性。该功能层的制备是通过涂覆含所有功能成分的浆液实现的。其借助于浸渍工艺涂覆，在织物上的吸收量为65%。通过接着在约 120°C下干燥和在150°C下凝聚，该功能层呈耐洗状固定在织物上。该浆液配料列于表1。
表1浆液配料
权利要求
1.在基底、固体表面特别是纺织物、纸和塑料表面上的多功能响应型功能层，其特征在于，该层具有至少一种第一和至少一种第二功能成分(1，2)，其中至少一种第二功能成分(2)具有适于响应型性能或响应型特性的化学官能和结构前提条件，且由此可通过外激发源呈可逆切换，该至少二种功能成分(1，2)的固有预定特性是不同的，在功能层(5，5’ ) 中存在的功能成分(1，2)在功能层中的特性是相互协同的，该功能成分(1，2)中的至少一种以物理化学方式连接在基底C3)上。
2.权利要求1的功能层，其特征在于，功能层(5)的响应型特性是仅通过至少一种第一和第二功能成分(1，2)的组合所预定的。
3.权利要求1或2的功能层，其特征在于，将所述至少一种第一功能成分(1)和至少一种第二功能成分(2)设计为间隔层。
4.权利要求1一 3之一的功能层，其特征在于，所述至少二种功能成分(1，2)在基底(3)上相邻存在，且通过排出水形成混合间隙，该间隙导致形成输送水的聚合物桥。
5.权利要求1一 4之一的功能层，其特征在于，该层可通过10_7牛顿(N)至几牛顿(N) 的机械力，通过不同光谱范围的电磁辐射和其强度切换。
6.权利要求1一 4之一的功能层，其特征在于，该层可通过非层所固有的物理和/或化学因素如温度、PH-值、电荷、湿度、电解质溶液的离子强度或该聚合物表面进行切换。
7.权利要求1一 6之一的功能层，其特征在于，所述外激发源是应变、温度、触油和触化。
8.权利要求1一 7之一的功能层，其特征在于，所述具有响应型特性的第二功能成分 (2)作为间隔层以物理化学方式连接在基底(3)上，所述第一功能成分(1)作为疏水阻档层以物理化学方式固定在第二功能成分( 上，由此使所述功能层( 在基底C3)和第一功能成分(1)之间形成储水器。
9.权利要求1一 7之一的功能层，其特征在于，所述至少一种第二功能成分(2)是响应型聚合物，其选自聚环氧乙烷衍生物和聚环氧丙烷衍生物以及它们的共聚物，或选自乙氧基化和丙氧基化的多糖、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸酯、聚电解质特别是离子型多糖、丙烯酰胺或丙烯酸酯。
10.权利要求9的功能层，其特征在于，所述响应型聚合物的使用量按待整理的纺织品的干重计为活性物质的0. 05 - 5. 0%，优选为0. 1 — 2. 0%。
11.权利要求1一 10之一的功能层，其特征在于，通过将纳米颗粒和/或微米颗粒掺入功能层(5)中而使该层固有地具有莲花效应层或花瓣效应层，其中该功能层(5)的湿度或相应的水含量形成切换各功能或特性的触发源。
12.权利要求1一 11之一的功能层，其特征在于，所述可切换的功能是湿汽输送、热输迭、去污、疏水、疏油或它们的组合。
13.权利要求1一 12之一的功能层，其特征在于，所述第二功能成分(2)具有抗静电效应或抗微生物效应。
14.权利要求1一 13之一的功能层在工作服和防护服中的应用。
15.权利要求1一 13之一的功能层在运动服、户外服装和内衣中的应用。
16.权利要求1一 13之一的功能层作为水收集器的应用。
17.用于制备权利要求1一 13之一的多功能响应型功能层的方法，其特征在于，将所述至少两种功能成分(1，2)预置入单一的浆液中并涂覆于基底(3)上，将经涂覆的基底送入干燥装置，在其中形成响应型功能层(5)，该功能层以物理化学方式固定在基底上，由此以一步过程制成响应型功能层(5)。
18.用于制备权利要求1一 13之一的多功能响应型功能层的方法，其特征在于，将所述至少一种第二功能成分(2)呈双面涂于基底(3)上并形成响应型间隔层，之后呈双面涂以所述第一功能成分(1)，将经双面涂覆的基底送入干燥装置，在其中形成响应型功能层 (5)，将该功能层以物理化学方式固定在基底上，由此以二步过程在基底(3)的双面上制成响应型功能层(5)。
19.用于制备权利要求1一 13之一的多功能响应型功能层的方法，其特征在于，将所述至少一种第二功能成分(2)呈双面涂于基底(3)上并形成响应型间隔层，之后仅呈单面涂以所述第一功能成分(1)，将经二步涂覆的基底送入干燥装置，在其中形成响应型功能层 (5)，将该功能层以物理化学方式固定在基底上，由此以二步过程在基底(3)的仅一面上制成响应型功能层(5)。
20.权利要求17— 19之一的方法，其特征在于，在功能成分(1，2)中加入交联剂和/ 或催化剂，由此形或多功能复合物。
全文摘要
本发明涉及一种在基底特别是纺织物、纸和塑料材料上的多功能的响应型功能层(5)，其包含至少一种第一功能成分和至少一种第二功能成分(1,2)，其中至少一种第二功能成分(2)具有适于响应型性能或响应型特性的化学官能和结构前提条件，且由此可通过外激发源呈可逆切换。该第一和第二功能成分(1,2)在其固有预定的特性上是不同的且相互适配，其中该功能成分的至少一种以物理化学方式连接在基底(3)上。本发明还涉及一种用于制备多功能响应型功能层(5)的方法，该功能层能使各功能如湿度控制、脱尘、抗静电、疏水、亲水、疏油、可控释出和导电性相组合。
文档编号D06M23/16GK102165114SQ200980135634
公开日2011年8月24日 申请日期2009年7月13日 优先权日2008年7月15日
发明者海格特 M., 迈尔 M., 马特 O. 申请人:海克原料股份公司