TW201328874A - 具防絨、透氣及吸附之多孔性材料紡織品及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種製備具防絨、透氣及吸附之含有多孔性材料紡織品的方法，包括：(1)將多孔性材料之溶液與樹脂混合形成一混合物；(2)將(1)之混合物形成泡沫體；(3)塗佈(2)之泡沫體於紡織品表面；及(4)乾燥(3)之紡織品。本發明亦提供一種具有多孔性材料之紡織品，其包括：一多孔性材料；一樹脂層；與一纖維層、薄膜或離型基質。

Description

具防絨、透氣及吸附之多孔性材料紡織品及其製備方法

本發明係關於一種製備具防絨、透氣及吸附之多孔性材料紡織品的方法，以及一種多孔性材料之紡織品。

近年來隨著科技之進步與生活品質之提高，人們對於日常生活用品的要求亦隨之提高，對於衣物之舒適與健康功能更加重視，且隨著技術之進步，此領域之人嘗試製程具有不同功能特性之紡織品，如：吸臭、透氣、防絨、涼感、蓄熱保溫、透濕、耐水壓等功能。

目前已知具有除臭功能之紡織品多是以活性碳來達到此目的，其包含不同型態之活性碳，如：椰殼層狀活性碳、球形活性碳、纖維型活性碳與表面經化學處理過之活性碳，其顆粒大小亦大不相同，其顆粒大小因不同製造方法而不同，由於活性碳具有高比表面積，故吸附容量大，其表面覆蓋有形狀、大小不同之孔洞，此孔洞使其具有除臭之功能，其吸附對象以非極性的大分子及飽和分子為主，如：苯、甲苯和甲硫醇等。

習知技術中，將活性碳加入衣物中之方法，有以下幾種方式：1.將活性碳顆粒夾在兩層織物中間，然以此種方式製程之纖物較厚重，穿起來較不輕便，舒適度低；2.將活性碳摻進包覆紗線的覆蓋層，然此方式會改變紗線之物理性質；3.將活性碳與黏著劑混合，使活性碳黏著於織物上，由於活性碳粉被黏著劑包覆，故除臭性能較差，且不耐水洗；4.利用活性碳纖維原料為主要材料，化學合成纖維為副材料，所製之織物，然此方法所添加之活性碳重量比率低，故其除臭效果有限；與5.利用聚丙烯腈(polyacrylonitrile簡稱PAN)做的碳纖維布作為吸附材，貼合加工至二層或三層結構的布種，即具有優良的吸附效果，但價格昂貴，適用於軍方防護性服裝，手感及重量皆不適合於一般織物之應用。

有鑑於習知技術之各項缺點，以及人們對更舒適、健康衣物之需求，研發一種具有更佳除臭功能、更舒適之織物是此領域之人的目標，以開發出滿足大眾需求之產品。

本發明係關於一種製備具防絨、透氣及吸附之含有多孔性材料之紡織品的方法，其包括：(1)將多孔性材料之溶液與樹脂混合形成一混合物；(2)將(1)之混合物形成泡沫體；(3)塗佈(2)之泡沫體於紡織品表面；及(4)乾燥(3)之紡織品。其中樹脂係為聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯酸脂(Polyacrylate)、聚對苯二甲酸乙二酯(Poly(ethylene terephthalate))或聚碳酸脂(Polycarbonate)。

本發明方法中，多孔性材料包含但不限於沸石、咖啡渣、二氧化矽、活性碳、中孔材料、活性碳纖維、高分子奈米孔洞材料…等，較佳之多孔性材料為沸石或咖啡渣，其中咖啡渣可來自烘培過的咖啡渣、微膠囊化烘培過的咖啡渣或碳化的咖啡渣，經處理而成粉體混合於溶液中，多孔性材質溶液形成之混合物，其可另包含一粉體：涼感粉體、保濕粉體(如：膠原蛋白)、熱感粉體或任一種可被萃取成粉體或液體的精華液(如：咖啡萃取精華液)，而此溶液為水。多孔性材質溶液與樹脂形成之混合物，其可另包含起泡劑、發泡劑、穩泡劑、架橋劑或觸媒，且起泡劑可為硬脂酸，架橋劑可為異氰酸酯(isocyanate)，其中之聚胺酯樹脂化合物與助劑之比例如下：1%~100%之聚胺酯樹脂化合物、0.05%~5%之起泡劑或發泡劑、0.05%~10%之架橋劑、0.05%~2%之觸媒、0.05%~10%之穩泡劑與1~10%之其他助劑；其中所含之其他助劑可為抗黏劑、增黏劑、疏水性助劑、吸水性助劑、分散劑、表面改質劑(如：蠟感劑、滑感劑、色膠、填充劑)…等。

本發明之助劑係有不同之功能，其中主要助劑之起泡劑係為界面活性劑，使水性樹脂易於透過剪切力達到起泡效果；發泡劑能在高溫(100℃)產生氣體達到發泡的效果；架橋劑則在高溫處理時產生架橋反應，可提供水性樹脂良好之物性，增加機械強度與耐水洗之程度；穩泡劑係硬酯酸胺類化合物，目的在於維持水性樹脂起泡後的泡沫安定性；觸媒係催化劑，調整異氰酸酯與羥基間、異氰酸酯與水間、異氰酸酯自聚反應速率，保持三種反應正常且平衡；其他助劑可為抗黏劑、增黏劑、疏水性助劑、吸水性助劑、分散劑、表面改質劑(如：蠟感劑、滑感劑、色膠、填充劑)…等，其中增黏劑可提高樹脂之黏度，使其適用於任一種加工；抗黏劑之使用則為使加工成品膠面乾爽，無沾黏；疏水性助劑之使用，則因其較不親水，故使樹脂表面不易沾污；分散劑為粉體分散於樹脂中之助劑，經由分散均勻使粉體能外露於樹脂之表面；吸水性助劑的功能為提升樹脂之親水性使透濕度提升；蠟感劑使樹脂之表面呈現油蠟感；滑感劑則使樹脂表面有毛羽之觸感；色膠則可使塗佈面呈現不同顏色；填充劑之使用使樹脂具遮光之效果。

本發明之混合物混合後，以機械方式或化學方式發泡，其機械方式係指利用機械力量使具起泡能力的聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯酸脂(Polyacrylate)、聚對苯二甲酸乙二酯Poly(ethylene terephthalate)或聚碳酸脂(Polycarbonate)因空氣的打入並透過剪切力而形成泡體；化學方式係利用發泡劑等具熱可發泡物質，在高溫下可自行發泡，其中兩種方式產生之泡沫體發泡比為0.1~50倍，再將此泡沫體塗佈於布料表面，泡沫體塗佈量為0.5~500 g/m²，且泡沫體發泡比與泡沫體塗佈量可依不同需求調整；其中之塗佈標的可為吸濕或疏水之紡織品，其可為平織布、針織布、不織布、薄膜或離型基質。

本發明將樹脂化合物混合後形成之泡沫體加工於紡織品上，加工之製備流程包含塗佈、去除水分、乾燥及架橋等步驟，紡織品進入塗佈設備，塗佈設備包括羅拉及塗覆裝置，塗覆裝置將本發明之泡沫體塗布於紡織品之上，塗覆著本發明之混合物泡沫體的紡織品通過烘箱，以溫度50~150℃處理10~240秒，將其乾燥去除水份同時進行架橋反應，且經過壓輪，經塗佈之布料厚度增加約0.01 mm~2 mm，最後形成多孔性表面。

本發明進一步提供一種多孔性材料之紡織品，其包含：(1)一纖維層、薄膜或離型基質其上塗覆多孔性材料及多孔性樹脂層；(2)至少一種之多孔性材料，分佈並外露於樹脂層，覆蓋於纖維層、薄膜或離型基質的表面及(3)一樹脂層，覆蓋於纖維層、薄膜或離型基質的表面。其中該多孔性材料可為沸石、咖啡渣、二氧化矽、活性碳等、中孔材料、活性碳纖維、高分子奈米孔洞材料…等，本發明較佳之多孔性材料為沸石或咖啡渣，其中咖啡渣可來自烘培過的咖啡渣、微膠囊化烘培過的咖啡渣或碳化的咖啡渣，經處理而成粉體混合於溶液中；該樹脂層可另包含涼感粉體、保濕粉體(如：膠原蛋白)、熱感粉體與可被萃取為粉體或液體之精華液(如：咖啡萃取精華液)；其中樹脂層為聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯酸脂(Polyacrylate)、聚對苯二甲酸乙二酯Poly(ethylene terephthalate)或聚碳酸脂(Polycarbonate)樹脂，較佳為聚胺酯樹脂化合物；而紡織品為吸濕或疏水之布種、薄膜或離型基質，且其布種可為平織布、針織布或不織布。

本發明之塗佈方式用於後整理加工中，加工應用性更廣，製程更簡便，使含有吸臭、透氣與防絨等功能之布料製程更簡便、成本更低，選擇更多，更滿足使用者之需求。

實施方式1：本發明之製備流程

將沸石或咖啡渣加入水中混合均勻，形成調配液A；將聚胺酯樹脂化合物加入各種助劑，其中助劑包括起泡劑、架橋劑、觸媒、穩泡劑與其他助劑(如：抗黏劑、撥水劑、蠟感劑、表面改質劑…等)等，混合均勻後形成調配液B；將調配液A與調配液B以5比95之比例混合均勻，並以機械方法發泡形成泡沫體，最後將泡沫體塗佈於布料表面。

其中調配液B之組成比例為2.5%之其他助劑、90%之聚胺酯樹脂化合物、2%之起泡劑、2%之架橋劑、0.5之觸媒與3%之穩泡劑。機械方式為利用機械力量使聚胺酯(Polyurethane)在空氣的打入後形成泡沫體，再將此泡沫體塗佈於布料上，形成多孔性表面。

塗布之製備流程包含塗布、烘乾及架橋等步驟，布料進入塗布設備，塗布設備包括羅拉及塗覆裝置，塗覆裝置將本發明之調配液A與調配液B混合物形成之泡沫體塗布於布料之上，塗覆著本發明之混合物泡沫體的布料通過烘箱，以溫度90℃與150℃各施以60秒去除水份，同時進行架橋反應，並經過壓輪，塗佈完成後，布料厚度增加0.2 mm。成品如圖一所示。

實施方式2：吸附能力測試

如表1與圖二所示，以不含樹脂與多孔性材料之布料為對照組，以泡沫體塗佈布料、含有5%咖啡渣粉體與含有5%之沸石粉體布料為實驗組，比較其吸附效果。吸附能力測試利用樣品對氨氣吸附之效果來測試其吸附能力，亦表示其除臭之效果與能力，其測試方法參照JAFET消臭性能評鑑測試。

表1.

由表1可知，在加入咖啡渣與沸石粉體後，其吸附能力高於僅以泡沫體塗佈之布料，且遠高於未做任何加工之紡織品，從圖2之立體直條圖更可清楚看出其吸附效果之差異。

另，本發明之紡織品亦送至財團法人紡織產業綜合研究所(TTRI)做氨氣除去測試，其測試方法以JAFET做消臭性能評鑑測試，樣品大小10 x 10平方公分，其氨氣除去率=(樣品殘存濃度/對照組殘存濃度) x 100，結果如下所示：

表2.咖啡渣粉體之布料1

表3.咖啡渣粉體之布料2

實施方式3：透氣測試

除吸附能力之測試外，亦比較不同布料之透氣值，其結果如表3所示，加入咖啡渣或沸石粉體之紡織品其透氣值與僅含樹脂塗佈紡織品並未有差異，故加入粉體之多孔性材質並未影響紡織品之透氣度。

表4.

實施方式4：防絨測試

本發明之紡織品送至台灣檢驗科技股份有限公司，以紡織物測試標準FTMS 191 Method 5530及水洗測試標準AATCC 150-2003進行紡織物防絨透出性測試(洗後)，結果如下所示：

表5.

10．．．含有咖啡渣之布料

20．．．咖啡渣粉體

圖一為本發明之含有咖啡渣粉體之布料，其以電子顯微鏡觀察之放大圖；圖1(a)為以2000倍掃描；圖1(b)為以5000倍掃描。

圖二為氨氣吸附效果比較圖，以不同布料進行測試，並將測試結果以立體群體直條圖表示。

10．．．含有咖啡渣的布料

20．．．咖啡渣粉體

Claims (23)

1. 一種製備具防絨、透氣及吸附之含有多孔性材料之紡織品的方法，包括：(a)將含多孔性材料之溶液與樹脂混合形成一混合物；(b)將(a)之混合物形成泡沫體；(c)塗佈(b)之泡沫體於紡織品表面；及(d)乾燥(c)之紡織品。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該溶液係水。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該溶液另包含涼感粉體、保濕粉體、熱感粉體或任何可加入溶液中之粉體或液體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟(a)之混合物另包含起泡劑、發泡劑、穩泡劑、架橋劑或觸媒。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該多孔性材料係沸石、咖啡渣、二氧化矽、活性碳、中孔材料、活性碳纖維或高分子奈米孔洞材料。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該樹脂係選自聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯酸脂(Polyacrylate)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate)與聚碳酸脂(Polycarbonate)樹脂。
7. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該助劑之比例為0.05%~5%之起泡劑或發泡劑、0.05%~10%之架橋劑、0.05%~2%之觸媒、0.05%~10%之穩泡劑與1~10%之其他助劑。
8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該聚氨酯樹脂化合物之比例為1%~100%。
9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該其他助劑係選自抗黏劑、增黏劑、疏水性助劑、吸水性助劑、分散劑或表面改質劑。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該表面改質劑係選自蠟感劑、滑感劑、色膠、填充劑。
11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該混合物係以機械方法或化學方法形成泡沫體。
12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該泡沫體塗佈量為0.5~500 g/m²。
13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該泡沫體發泡比為0.1~50倍。
14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該紡織品為平織布、針織布、不織布、薄膜或離型基質。
15. 一種具防絨、透氣及吸附之具多孔性材料之紡織品，包括：一纖維層、薄膜或離型基質，其上塗覆多孔性材質樹脂層；至少一種之多孔性材料，分佈並外露於樹脂層，覆蓋於纖維層表面；及一樹脂層，覆蓋於纖維層表面。
16. 如申請專利範圍第15項所述之紡織品，其中該樹脂層另包含涼感粉體、保濕粉體、熱感粉體或任何可加入溶液中之粉體或液體。
17. 如申請專利範圍第15項所述之紡織品，其中該樹脂層係水性樹脂。
18. 如申請專利範圍第15項所述之紡織品，其中該纖維層為平織布、針織布或不織布。
19. 如申請專利範圍第15項所述之紡織品，其中該多孔性材料係為沸石、咖啡渣、二氧化矽、活性碳、中孔材料、活性碳纖維或高分子奈米孔洞材料。
20. 如申請專利範圍第16項所述之紡織品，其中該保濕粉體係膠原蛋白。
21. 如申請專利範圍第16項所述之紡織品，其中該液體係咖啡萃取液。
22. 如申請專利範圍第17項所述之紡織品，其中該樹脂層係聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯酸脂(Polyacrylate)、聚對苯二甲酸乙二酯Poly(ethylene terephthalate)或聚碳酸脂(Polycarbonate)。
23. 如申請專利範圍第19項所述之紡織品，其中該咖啡渣為烘培過的咖啡渣、微膠囊化烘培過的咖啡渣或碳化的咖啡渣。