具透氣及吸附的多孔性材料紡織品及其製備方法
2023-07-31 21:37:51 2
專利名稱：具透氣及吸附的多孔性材料紡織品及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種製備多孔性材料紡織品的方法，以及一種多孔性材料的紡織品。
背景技術：
近年來隨著科技的進步與生活質量的提高，人們對於日常生活用品的要求亦隨之 提高，對於衣物的舒適與健康功能更加重視，且隨著技術的進步，此領域的人嘗試製備具有 不同功能特性的紡織品，如吸臭、透氣、涼感、蓄熱保溫、透溼、耐水壓等功能。目前已知具有除臭功能的紡織品多是以活性碳來達到此目的，其包含不同形態的 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的活性碳，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、大小不同的孔洞，此孔洞使其具有除臭的功能，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。公知技術中，將活性碳加入衣物中的方法，有以下幾種方式1.將活性碳顆粒夾 在兩層織物中間，然以此種方式製備的纖物較厚重，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的物理性質；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，所製備的織物，然此方法所添加 的活性碳重量比率低，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的應用。有鑑於公知技術的各項缺點，以及人們對更舒適、健康衣物的需求，研發一種具有 更佳除臭功能、更舒適的織物是此領域的人的目標，以開發出滿足大眾需求的產品。
發明內容
本發明涉及一種製備含有多孔性材料的紡織品的方法，其包括(1)將多孔性材 料的溶液與樹脂混合形成混合物；(2)將(1)的混合物形成泡沫體；(3)將(2)的泡沫體塗 布於紡織品表面；及(4)乾燥(3)的紡織品。其中樹脂為聚氨酯(Polyurethane)、聚丙烯 酸脂(Polyacrylate)、聚對苯二甲酸乙二酯(Poly (ethylene terephthalate))或聚碳酸 月旨(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、高分子納米孔洞材料…等，較佳的多孔性材料為沸石或咖啡漁，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的混合物，其可另包含粉體涼感粉體、保溼粉體(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的混合物，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)，其中的聚胺酯樹脂化合物與助劑的比例如下 100%的聚胺酯樹脂化合物、0. 05% 5%的起泡劑或發泡 劑、0.05% 10%的架橋劑、0. 05% 2%的觸媒、0. 05% 10%的穩泡劑與1 10%的其 它助劑；其中所含的其它助劑可為抗黏劑、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。本發明的助劑有不同的功能，其中主要助劑的起泡劑為界面活性劑，使水性樹脂 易於通過剪切力達到起泡效果；發泡劑能在高溫(iocrc)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的物性，增加機械強度與耐水洗的 程度；穩泡劑為硬酯酸胺類化合物，目的在於維持水性樹脂起泡後的泡沫安定性；觸媒為 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；其它助劑可為抗黏劑、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的黏度，使其適用於任一 種加工；抗黏劑的使用則為使加工成品膠面乾爽，無沾黏；疏水性助劑的使用，則因其較不 親水，故使樹脂表面不易沾汙；分散劑為粉體分散於樹脂中的助劑，通過分散均勻使粉體 能外露於樹脂的表面；吸水性助劑的功能為提升樹脂的親水性使透溼度提升；蠟感劑使樹 脂的表面呈現油蠟感；滑感劑則使樹脂表面有毛羽的觸感；色膠則可使塗布面呈現不同顏 色；填充劑的使用使樹脂具遮光的效果。本發明的混合物混合後，以機械方式或化學方式發泡，其機械方式是指利用機械 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 通過剪切力而形成泡體；化學方式為利用發泡劑等具熱可發泡物質，在高溫下可自行發泡， 其中兩種方式產生的泡沫體發泡比為0. 1 50倍，再將此泡沫體塗布於布料表面，泡沫體 塗布量為0. 5 500g/m2，且泡沫體發泡比與泡沫體塗布量可依不同需求調整；其中塗布標 的可為吸溼或疏水的紡織品，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的泡沫體加工於紡織品上，加工的製備流程包含 塗布、去除水分、乾燥及架橋等步驟，紡織品進入塗布設備，塗布設備包括羅拉及塗覆裝置， 塗覆裝置將本發明的泡沫體塗布於紡織品之上，塗覆著本發明的混合物泡沫體的紡織品通 過烘箱，以溫度50 150°C處理10 240秒，將其乾燥去除水分同時進行架橋反應，且經過 壓輪，經塗布的布料厚度增加約0. Olmm 2mm，最後形成多孔性表面。本發明還涉及一種多孔性材料的紡織品，其包含(1)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)至少一種多孔性材料，分布並外露於樹脂層， 覆蓋於纖維層、薄膜或離型基質的表面及(3)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、 高分子納米孔洞材料…等，本發明較佳的多孔性材料為沸石或咖啡漁，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、保溼粉體(如膠原蛋白)、熱感粉體與可被萃取為粉體 或液體的精華液(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；而紡織品為吸溼或疏水的布種、薄膜或 離型基質，且其布種可為平織布、針織布或不織布。
本發明的塗布方式用於後整理加工中，加工應用性更廣，製造工藝更簡便，使含有 吸臭與透氣等功能的布料製造工藝更簡便、成本更低，選擇更多，更滿足使用者的需求。為讓本發明上述和其它目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並 配合附圖，作詳細說明如下。
圖1為本發明的含有咖啡渣粉體的布料，其以電子顯微鏡觀察的放大圖；圖1(a)為以2000倍掃描；圖1(b)為以5000倍掃描。圖2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柱 形圖表示；樹脂樹脂塗布布料；咖啡渣樹脂塗布內含咖啡渣粉體(5% )的布料；沸石樹 脂塗布內含沸石粉體(5% )的布料。主要元件標記說明10:含有咖啡渣的布料20 咖啡渣粉體
具體實施例方式
實施例1 本發明的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、穩泡劑與其它助劑(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，最後將泡沫體塗布於布料表面。其中調配液B的組成比例為2. 5%的其它助劑、90%的聚胺酯樹脂化合物、2%的 起泡劑、2%的架橋劑、0.5%的觸媒與3%的穩泡劑。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，再將此泡沫體塗布於布料上，形成多孔性表 面。塗布的製備流程包含塗布、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，塗覆裝置將本發明的調配液A與調配液B混合物形成的泡沫體塗布於布 料之上，塗覆著本發明的混合物泡沫體的布料通過烘箱，以溫度90°C與150°C各施以60秒 去除水分，同時進行架橋反應，並經過壓輪，塗布完成後，布料厚度增加0.2mm。成品如圖1 所示。實施例2 吸附能力測試如表1與圖2所示，以不含樹脂與多孔性材料的布料為對照組，以泡沫體塗布布 料、含有5%咖啡渣粉體與含有5%的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的效果來測試其吸附能力，亦表示其除臭的效果與能力，其測試 方法參照JAFET消臭性能評鑑測試。表1.樣品種類除臭率(％)紡織品20.00樹脂塗布紡織品68.18紡織品測試樹脂塗布內含咖啡渣粉體(5%) 的紡織品97.37樹脂塗布內含沸石粉體(5%)的 紡織品97.37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布的布 料，且遠高於未做任何加工的紡織品，從圖2的三維柱形圖更可清楚看出其吸附效果的差
已 升。另外，本發明的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10x10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.咖啡渣粉體的布料1
測試編號:TFF8F301對照組含咖啡粉體的布料0小時起始濃度1001001小時殘留濃度1003除臭率(％)一97 表3.咖啡渣粉體的布料權利要求
1.一種製備含有多孔性材料的紡織品的方法，其特徵在於，包括(a)將含多孔性材料的溶液與樹脂混合形成混合物；(b)將(a)的混合物形成泡沫體；(c)將(b)的泡沫體塗布於紡織品表面；及(d)乾燥(C)的紡織品。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於該溶液為水。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於該溶液還包含涼感粉體、保溼粉體、熱感粉 體或任何可加入溶液中的粉體或液體。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(a)的混合物還包含起泡劑、發泡劑、 穩泡劑、架橋劑或觸媒。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於該多孔性材料為沸石、咖啡渣、二氧化矽、 活性碳、中孔材料、活性碳纖維或高分子納米孔洞材料。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於該樹脂選自聚氨酯、聚丙烯酸脂、聚對苯二 甲酸乙二酯與聚碳酸脂樹脂。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於該助劑的比例為0.05% 5%的起泡劑或 發泡劑、0. 05% 10%的架橋劑、0. 05% 2%的觸媒、0. 05% 10%的穩泡劑與1 10% 的其它助劑。
8.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於該聚氨酯樹脂化合物的比例為 100%。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於該其它助劑選自抗黏劑、增黏劑、疏水性助 劑、吸水性助劑、分散劑或表面改質劑。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於該表面改質劑選自蠟感劑、滑感劑、色膠、 填充劑。
11.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於該混合物以機械方法或化學方法形成泡 沫體。
12.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於該泡沫體塗布量為0.5 500g/m2。
13.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於該泡沫體發泡比為0.1 50倍。
14.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於該紡織品為平織布、針織布、不織布、薄膜 或離型基質。
15.一種具有多孔性材料的紡織品，其特徵在於，包括纖維層、薄膜或離型基質，其上塗覆多孔性材質樹脂層；至少一種多孔性材料，分布並外露於樹脂層，覆蓋於纖維層表面；及樹脂層，覆蓋於纖維層表面。
16.根據權利要求15所述的紡織品，其特徵在於該樹脂層還包含涼感粉體、保溼粉體、 熱感粉體或任何可加入溶液中的粉體或液體。
17.根據權利要求15所述的紡織品，其特徵在於該樹脂層為水性樹脂。
18.根據權利要求15所述的紡織品，其特徵在於該纖維層為平織布、針織布或不織布。
19.根據權利要求15所述的紡織品，其特徵在於該多孔性材料為沸石、咖啡渣、二氧化 矽、活性碳、中孔材料、活性碳纖維或高分子納米孔洞材料。
20.根據權利要求16所述的紡織品，其特徵在於該保溼粉體為膠原蛋白。
21.根據權利要求16所述的紡織品，其特徵在於該液體為咖啡萃取液。
22.根據權利要求17所述的紡織品，其特徵在於該樹脂層為聚氨酯、聚丙烯酸脂、聚對 苯二甲酸乙二酯或聚碳酸脂。
23.根據權利要求19所述的紡織品，其特徵在於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。
全文摘要
本發明涉及一種製備含有多孔性材料紡織品的方法，包括(1)將多孔性材料的溶液與樹脂混合形成混合物；(2)將(1)的混合物形成泡沫體；(3)將(2)的泡沫體塗布於紡織品表面；及(4)乾燥(3)的紡織品。本發明還涉及一種具有多孔性材料的紡織品，其包括多孔性材料；樹脂層；纖維層、薄膜或離型基質。
文檔編號D06N3/00GK101994258SQ200910161780
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月21日 優先權日2009年8月21日
發明者莊鈺坪, 洪碩廷, 溫禮鴻, 陳國欽, 黃毓瑾 申請人:興採實業股份有限公司