专利名称：通过等离子体聚合反应使羊毛防缩的方法
技术领域：
本发明涉及处理羊毛和羊毛混纺织物，以改善洗烫效能，特别是减少在洗涤期间因毡缩而致的缩水。
背景技术：
术语“羊毛”不仅包括来自如绵羊的羊亚科(Caprinae)的纤维，亦包括某些其他品种的哺乳动物，例如山羊、大羊驼、羊驼和兔子的毛发(如羊绒、马海毛或安哥拉毛)。羊毛纤维由于其外观和手感品质以及其隔热特性而为制造衣物的普遍材料。然而，羊毛和羊毛混纺的坏处是其会在洗涤期间缩水。
羊毛纤维由内皮质层和外表面角质层组成，结构复杂，而缩水的问题是因其结构造成的毡缩而致的。主要是由这外表面角质层造成毡缩缩水的。该角质层包含上角质层，其包括与蛋白表面以共价键方式结合的油脂，其提供了一些天然疏水性。该角质层亦包含外角质层，其带有结构坚硬的表面，该表面含有保护羊毛纤维免受机械损害的重叠鳞片。外角质层这样的坚硬表面结构会造成“方向性摩擦效应”(DFE)，而其会导致羊毛在洗涤期间毡缩。该些纤维当正被洗涤时，会经受水、热力和机械搅动，致使该些纤维互相交错。因该外角质层的性质所致，纤维向一个方向滑动比向另一方向更为容易，导致选择性的单向运动，造成租缩。由于鳞片边缘的硬度和其与其他纤维接触时的变形性不足，因此“顺”鳞方向的摩擦系数比“逆”鳞方向的较小。DFE的结果就是，该些纤维会逐渐锁在一起、纱线合拢且织物不可逆地缩水。处理羊毛以使其可机洗的主要方法为氯化赫科塞特法(Chlorine Hercosettprocess)，其目的为“遮蔽”表面鳞片和使表面鳞片“变得平滑”，从而消除DFE。该方法涉及一系列的水浴；以酸的氯化(acid chlorination)开始，以使上角质层改性,从而赋予润湿性、产生可反应的官能度，官能度用于可反应的聚合物的结合以及提高表面能以让聚合物涂层可张开来。其后的步骤是脱氯/中和，其产生更高的可反应的官能度，用于可反应的聚合物的结合并将残余的氯从该纤维除去。在这步骤后施加聚合物，进行软化和干燥。赫科塞特聚合物是软的、阳离子活性环氧氯丙烷聚酰胺，其会排到带负电荷的羊毛纤维上，并与纤维表面以共价键的方式结合。其遮蔽鳞片边缘，从而消除DFE。在T. Shaw&M. A. White, Chapter 5, P. 346 (1984) , Handbook of FiberScience&Fiber Technology, Vol. II, Chemical Processing of Fibers&Fabrics，Functional Finishes，Part B，Edited by M.Lewin&S. B. Sello. Marcel Dekker Inc. , NewYork. ISBN0-8247-7118中更详细地描述了氯化赫科塞特法。在J. Lewis，Wool ScienceReview，54，2 (1977)以及Η· J. Katz，G. F. Wood&M. T. Goldsmith, Textile Manufacturer, 95,84(1969)两者中亦描述了氯化赫科塞特法。氯化赫科塞特法的坏处是会在氯化阶段中产生可吸附的有机卤素(AOX)，致使须寻求其他解决方案。为了令织物防水，往往会在其上添加耐久疏水涂层(DWR)，举例来说，Fluoropel和Olephobol为两种典型的通过湿化学技术来施加以给予疏水性的含氟聚合物涂层。在E. Kissa, Chapter 2, P. 143(1984), Handbook of Fiber Science&Fiber Technology,Vol.II, Chemical Processing of Fibers&Fabrics, Functional Finishes, Part B,Edited by M. Lewin&S. B. Sello. Marcel Dekker Inc. , New York. ISBN 0-8247-7118以及 F. Audenaert, H. Lens, D. Roily and P. Van der Elst, Fluorochemical TextileRepellents-Synthesis, and Applications A 3M Perspective, J. Text.Inst. ,90,3,76(1999)中均论述了耐久疏水涂层。在洗涤后，由于氟碳聚合物链的重新定向，因此这些含氟聚合物涂层的疏水性往往会减弱。这是因该聚合物的运动而致使的，而其运动使得疏水性的氟官能团“重新定位”到该涂层的下层表面，远离在清洁中所使用的水。要恢复疏水性，须对该织物进行热压(如熨烫)或热力干燥。
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等离子体沉积技术被用来将聚合物涂层沉积在一系列表面上，特别是在织物表面上。这项技术被公认为干净且干燥的技术，与传统湿化学法相比，仅生成少量废物。使用这个方法时，等离子体会从在电场作用下的有机分子中产生。当这是在有基质存在下进行时，在等离子体中的化合物的自由基在该基质上聚合。传统的聚合物合成往往产生含有与单体种类非常相似的重复单元的结构，而使用等离子体生成的聚合物网络却可极为复杂。由此所得的涂层的特性可取决于基质的性质，以及所用的单体的性质和其被沉积时所处于的条件。
发明内容
本发明的第一方面提供了处理羊毛的方法，羊毛的形式为纤维、纱条、纱线、含有所述纤维或纱线的织物或衣物，以避免在洗涤期间因毡缩而致的缩水，该方法包含通过等离子体聚合反应施加聚合物涂层。纱条是被粗梳并精梳羊毛形成为管状纤维。英国纺织学会将纱条界定为连续的未加捻的纤维集合体。纤维、纱线、纱条、织物或衣物可包含纯羊毛或羊毛/聚合物混纺。任何进行等离子体聚合反应或表面改性以形成合适聚合物涂层的单体均可被适当地使用。这些单体的例子包括在本领域内已知可通过等离子体聚合反应在基质上产生疏水性聚合物涂层的单体，包括，举例来说，带有反应性官能团的含碳化合物，特别是基本以-CF3为主的全氟化合物(见WO 97/38801)、全氟代烯烃(Wang et al. , Chem Mater1996，2212-2214)、含氢不饱和化合物，该含氢不饱和化合物可选择性地含有卤素原子或全卤化有机化合物(至少10个碳原子)(见WO 98/58117)、含有两个双键的有机化合物(W0 99/64662)、饱和有机化合物，其具有可选择性地被取代的烷基链，而该烷基链带有至少5个碳原子可选择性地被杂原子插入(W0 00/05000)、可选择性地被取代的炔烃(W0 00/20130)、被聚醚取代的烯烃(US 6,482, 531B)和含有至少一个杂原子的大环(US6，329，024B)，而其全部内容均以引用的方式并入本文中。可用于产生本发明的涂层的单体的特定群组包括化学式(I)
权利要求
1.处理羊毛的方法，羊毛的形式为纤维、纱条、纱线、包含所述纤维或纱线的织物或衣物，以避免在洗涤期间因毡缩而致的缩水，该方法包含通过等离子体聚合反应施加聚合物涂层。
2.如权利要求I所述的方法，其中该聚合物为含氟聚合物。
3.如权利要求I或2中任一项所述的方法，其中在该等离子体聚合反应前的预备步骤中，在有惰性气体存在下施加连续功率等离子体。
4.如权利要求3所述的方法，其中该惰性气体包含氩。
5.如前述任一项权利要求所述的方法，其中该纤维、纱线、纱条、织物或衣物会进行预处理来以聚合物在该纤维表面涂层。
6.如权利要求5所述的方法，其中该预处理包含氯化/赫科塞特法。
7.如权利要求I至4中任一项所述的方法，其中该方法进一步包含对该纤维、纱线、纱条、织物或衣物施加硅纳米粒子。
8.如前述任一项权利要求所述的方法，其中该等离子体包含单体化合物，其进行等离子体聚合反应以形成聚合物，其中该单体化合物为化学式(I)
9.如权利要求8所述的方法，其中化学式(I)的化合物为化学式(II)CH2 = CH-R5(II) 的化合物，其中R5如上有关化学式(I)所界定般，或化学式(I)的化合物为化学式(III) CH2 = CR7aC(O)O(CH2)nR5 (III)的丙烯酸酯，其中η和R5如上有关化学式⑴所界定般，R7a为氢、C1,烷基或C1,卤代烷基。特别是，R7a为氢或CV6烷基，如甲基。
10.如权利要求9所述的方法，其中化学式(III)的化合物为化学式(IV)
11.如权利要求10所述的方法，其中化学式(IV)的化合物为1H，1H，2H，2H-全氟癸基丙烯酸酯。
12.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中该等离子体包含单体化合物，其进行等 离子体聚合反应以形成聚合物，其中该单体化合物为化学式(V)
13.如前述任一项权利要求所述的方法，其于等离子体沉积腔室中进行，在所述腔室内引发辉光放电，并施加脉冲场形式的电压。
14.如权利要求13所述的方法，其中所施加的电压的功率在5到500W。
15.如权利要求13或权利要求14所述的方法，其中该电压进行脉冲的次序以开启时间关闭时间的比例在I : 500到I : 1500的范围内。
16.如权利要求15所述的方法，其中该电压进行脉冲的次序为电源开启20-50μS，并关闭 1000 μ s 到 30000 μ S。
17.如权利要求13至16中任一项所述的方法，其中以脉冲场形式施加该电压30秒到90分钟的时间。
18.如前述任一项权利要求所述的方法，其中该纤维、纱线、纱条、织物或衣物包含100%羊毛。
19.如前述任一项权利要求所述的方法，其中该纤维、纱线、纱条、织物或衣物包含羊毛/聚合物混纺。
20.等离子体聚合涂层的用途，其取自在含有羊毛的纤维、纱线、纱条、以所述纤维或纱线制成的织物或衣物上进行聚合物反应，以减少在洗涤期间因毡缩而致的缩水。
21.如权利要求19所述的用途，其中该聚合物为含氟聚合物。
22.如权利要求20或21中任一项所述的用途，其中该聚合物涂层的形成是以将该织物或织物从其构建而成的纱线暴露于化合物一段足够长的时间以让保护性聚合物层可在该织物或纱线的表面上形成，而该化合物包含化学式(I)
23.聚合物涂层的用途，其得自在含有羊毛的纤维、纱线、纱条、以所述纤维或纱线制成的织物或衣物上进行等离子体聚合反应，以作为疏水和/或疏油涂层，该涂层无须在洗涤后进行恢复。
24.含有羊毛的纤维、纱线、纱条、以所述纤维或纱线制成的织物或衣物，其中该纤维、纱线、纱条、织物或衣物已根据如权利要求I至19中任一项所述的方法处理，以避免在洗涤期间因毡缩而致的缩水。
全文摘要
一种羊毛的处理方法，该羊毛的形式为纤维、纱线、纱条、织物或衣物。通过等离子体聚合反应施加聚合物涂层，以避免因洗涤造成的毡缩而致的缩水。该方法可包括预处理步骤，例如施加连续的惰性气体等离子体、对纤维表面施加纳米粒子或以聚合物为纤维表面涂层。
文档编号D06M10/02GK102844490SQ201080062416
公开日2012年12月26日 申请日期2010年9月28日 优先权日2009年11月25日
发明者克里斯托弗·卡尔, 阿克巴·考达米, 史蒂芬·科尔森 申请人:P2I有限公司