經處理的紡織品襯底及製造紡織品襯底方法

2023-05-31 22:05:11

專利名稱：經處理的紡織品襯底及製造紡織品襯底方法
背景技術：
近年來，人們對表面化學和紡織品領域中有關所謂的超防水性表面和其「自清潔性能」有著濃厚的興趣。這種超防水錶面的自清潔效果主要受液體(通常是水)與例如紡織品襯底的表面的相互作用控制。液體、空氣和平整的固體表面之間的相互作用由楊氏方程(Young’s方程)決定，並且通常用液滴和固體表面之間的接觸角來描述。接觸角由固-液、固-氣和液-氣界面間的表面張力來決定。固體表面可以是，例如，親水性的(對水具有強親和力或者具有吸水能力)或者防水性的(不具有對水的親和力或者不具有吸水能力)。通常，具有大接觸角的表面比具有較小接觸角的表面更防水。楊氏方程和固/液表面接觸角示意圖如圖1所示。
楊氏方程可用於確定液滴(例如，水)在均勻平整表面上的接觸角。迄今為止，對於低表面能的氟化材料來說，平整固體表面上的最大水接觸角為120度左右。為進一步增大接觸角，需要進行表面結構改性。已知具有相同化學性質的粗糙表面上的接觸角大大高於平整表面上的接觸角。對於具有相對高縱橫比的高粗糙防水錶面(其允許在水滴下捕獲大量空氣)來說，接觸角可以大於150度(即，超防水性表面)。在都具有粗糙表面的兩種情況中，由於與水滴接觸的表面積改變了，所以楊氏方程被改變了。當水滴被滴到這樣的超防水性表面上時，水滴攢成球狀，當表面稍微傾斜時可以滾落。但是，要注意的是，為了獲得小的滾離角(其被定義為水滴開始滾動時的最小傾斜角)，單憑高接觸角是不夠的。還需要小的接觸角滯後量(hysteresis)(其被定義為前進角和後退角之間的差)。前進角是在用例如注射器增大壓在表面上的液滴體積時觀察到的液體接觸角。減少同一液滴的體積時得到的是後退角。如果液滴具有大前進角，但是具有相當小的後退角(即，具有充分的接觸角滯後量)，液滴可能攢成水珠，但是液滴滾動需要較大的滾離角。而且，在液滴經過的表面上會留下液跡。另一方面，如果液滴既具有大前進角又具有大後退角，則基本沒有滯後量，液滴能攢成球狀，並且以小的傾斜角度滾離而不會在其經過的表面留下明顯的液跡(即超防水性表面)。這種攢成水珠和滾動作用可以使液滴滾離表面並隨之帶走鬆散的汙垢或灰塵，這就形成「自清潔」性能。另一方面，在具有較小接觸角的光滑表面上，液滴不能帶走表面汙垢。其通常只能使汙垢重新分布。圖2示意性地給出了這些場景。
人們發現，在自然界中，被稱為蓮的親水植物具有這種超防水性自清潔方法。蓮屬植物是產自亞洲的溼地物種，並且由於其出淤泥而不染而被敬稱為純潔的象徵。蓮屬植物的超防水自清潔性來自粗糙物理表面結構和防水錶面化學性質的結合。特別是，蓮葉表面呈現兩種級別的表面不規則性，如圖3所示。每片葉子的表面(也可參見圖3A和3B)均被一批大約5到10微米高並且間隔10到15微米的小凸起所覆蓋。在這三張圖中，明顯顯示出20微米的比例尺，這使得可以估算表面特徵的大致尺寸。這組不平整的表面結構還被測量為直徑小於或等於大約1納米的小的多的蠟狀防水晶體所覆蓋。可以認為，蓮葉上的這種兩級結構增加了整個表面的粗糙度，這相應地增加了其防水性。具有防水「谷」的兩級結構減少了來自，例如，冷凝、蒸發或大暴雨的水，侵入表面空氣層的可能性，因為其非常不利於水充滿上述谷。因此可以認為，蓮葉的物理表面結構與其表面化學(防水蠟晶體)相結合，使得其表面可以作為超防水性自清潔表面，在這裡水能夠攢成球狀滾離，並從表面帶走鬆散的汙垢。這種在表面水存在下的超防水自清潔作用通常被稱為「蓮葉效應」。
與蓮屬植物相似，排斥液體並證明具有超防水性和相關的自清潔性能的紡織品表面也能夠更有效地保持其外觀。因此，具有與蓮屬植物相似性能的紡織品表面可以是高度期望的。具有蓮葉性能的紡織品襯底可用於製造高防水和/或防液斑織物，這些織物可用於例如雨天裝備、船罩、雨蓬、休閒家具、服裝等用途。所提供的防水和/或防液斑織物還可以防止細菌和黴菌生長，因為水和/或其它液體往往不會聚集或芯吸入這樣的表面中，從而不會為細菌和黴菌提供滋生地。
防護型紡織品襯底有時候可以在市場上獲得。例如，已知碳氟化合物處理可以為這樣的襯底提供防護整理。已知許多含碳氟化合物的組合物塗覆在紡織品襯底上可以提供防水和防油性。但是，為得到超防水錶面所需的大接觸角和小滾離角，通常需要與蓮葉相似的表面結構。人們進行各種努力以製造蓮葉樣表面結構，例如Shouji等的美國專利US 6,068,911，Keller等的美國專利申請公開No.2002/0016433和Creavis Gesellschaft Fuer Techn.Und Inovation MBH的美國專利申請公開Nos.2002/0150723、2002/0150724、2002/0150725、2002/0150726、2003/0013795、2003/0147932。這些文獻公開了在基本光滑的平整表面上使用微粒構築粗糙結構的方法。根據這些文獻進行處理的紡織品襯底無法提供持久的防護性，因為其經常在洗滌時或在正常使用中磨蝕時失去大部分或者全部的防護性。因此，那些經過洗滌或者正常使用中的磨蝕後仍然保持有利的優異防液性的紡織品襯底是非常期望的和新穎的。
Saito的美國專利No.5,968,642涉及一種具有防水性含氟樹脂表面的製品。該製品具有由不規則多孔材料組成的防水性含氟樹脂表面，該材料是由平均粒徑不大於40微米的含氟樹脂顆粒不規則地相互堆砌而形成的。而且，該專利還涉及具有平整表面的襯底，例如，鋁片。此外，該專利並未示範其在具有不規則表面的複合結構紡織品襯底上的適用性，也未顯示該處理劑對洗滌和紡織品應用磨蝕的耐久性。
Gross等的美國專利US 6,649,266涉及用於易清潔系統的帶有微觀結構表面的諸如玻璃或金屬的襯底，以及製造這些襯底的方法。處理劑由包括一種或多種可水解化合物的冷凝物(condensate)的組合物構成。這些化合物中的至少一部分同時含有比例為10∶1到1∶2的可水解基團和不可水解基團。在將塗料組合物塗覆到襯底上之前，使用無機納米顆粒形成微觀結構表面。微觀結構表面還可以通過在乾燥和/或固化之前或之中，將塗料組合物壓上。這種微觀結構襯底上水或鯨蠟烷的接觸角比相應的光滑表面上的接觸角至少大5度。雖然該專利中公開的方法可以在平整表面上良好運用，但是其中的教導並未說明在複合結構紡織品襯底上的適用性，也沒有說明該處理對洗滌和典型的紡織品應用中的磨蝕的耐久性。
Morgan等的美國專利申請No.2003/0096083涉及物體(尤其是用於接收液體的容器)的表面，包括非常防水的表面，還涉及製造該種表面的方法。根據該文獻，該表面結構是這樣製造的用合適的噴砂材料對表面進行細噴砂和/或使用合適的壓花步驟進行壓花，或使用合適的蝕刻材料進行蝕刻。該文獻未教導怎麼處理複合結構的紡織品襯底，並且也未說明該處理劑對洗滌和典型的紡織品應用中的磨蝕的耐久性。
一篇專利申請公布WO 01/75216公開了在紡織品載體材料上應用整理層(finishing layer)的方法。根據該專利申請公開，在一組纖維、組織和織物的載體材料上應用防水或防油層。防水或防油整理層包括至少兩種防水或防油組分。第一組分包括至少一種分散劑，第二組分包括至少一個分散相或膠體。分散劑和分散相以凝膠狀態存在。分散相的膠體以各向異性的方式通過下述途徑分散在分散劑中膠體以濃縮形式存在於整理表面的區域內，其形成整理層和周圍氣氛之間的相邊界層。該方法的基本特徵是使用分散系統作主客(guest-host)系統，該系統可以允許整理劑組分進行空間自組裝。「客」組分稱為從「主」組分中分理出來的相，並富集在具有柱狀結構的微觀粗糙表面的整理層頂部。該方法依賴於化學混合物內在的相不穩定性。因此，工藝難以控制，並且在大規模製造過程中可能引起問題。
另一專利申請公開，WO 02/084016涉及具有自清潔防水錶面的平整紡織品結構，其由(a)至少一種合成和/或天然的紡織品基礎材料A和(b)一種具有微粒造成的凸起和凹陷的、人造的、至少部分防水的表面，上述微粒在不使用膠粘劑、樹脂或漆的情況下牢固地附著在基礎材料A上。上述平整的紡織品結構是通過下述方式獲得的用至少一種含有不溶形式的微粒的溶劑處理基礎材料A，然後除去溶劑以使得至少部分微粒牢固地附著在基礎物質A的表面上。但是，該專利申請公開未說明小的動力學滾角和對洗滌和磨蝕的耐用性。
又一專利申請公開WO 02/084013涉及具有自清潔防水錶面的聚合物纖維，其由(a)至少一種合成纖維材料A和(b)一種具有微粒造成的凸起和凹陷的、人造的、至少部分防水的表面，上述微粒在不使用膠粘劑、樹脂或漆的情況下牢固地附著在基礎材料A上。該聚合物纖維可以通過下述方式得到用至少一種含有不溶形式的微粒的溶劑處理纖維材料A，然後除去溶劑以使得至少部分微粒以固定方式附著在合成纖維材料A的表面。但是，該專利申請公開並未說明小的動力學滾角和對洗滌和磨蝕的耐久性。
在膜、金屬或陶瓷表面上使用在溶劑系統中的防水性微粒和粘合劑以實現超防水自清潔性能的現有技術系統存在明顯的缺點，例如，當應用於紡織物襯底時耐久性差。正常使用時，應用在表面的塗層容易磨掉。圖4和圖4A顯示了根據Keller等的美國專利申請No.2002/0016433 A1中描述的方法用防水微粒處理的機織紡織品襯底中的纖維。這些紡織品襯底可以獲得一定程度的防護性，但是這種防護性對纖維或紡織品襯底的洗滌來說不耐久。防水微粒容易從表面上不希望地磨掉。
總之，如本文所述，試圖獲得蓮葉效應的大部分現有技術都涉及具有平整光滑表面(例如玻璃、陶瓷、金屬片和塑料膜等)的襯底。在這樣的光滑表面上，超防水自清潔性能所需的粗糙結構可以僅通過使用微粒而獲得。在典型的紡織品襯底(例如機織織物)上存在複雜的表面形貌。例如，毫米尺度的結構通過紗線的編織而產生；10到100微米尺度的結構通過紗線內部的纖維形成。此外，紡織品襯底還具有機械柔性。在這樣的複雜結構的柔性紡織品襯底上，典型地僅使用微粒不足以構築表現出蓮葉效應並且對洗滌和由紡織品使用所引起的磨蝕具有耐久性的預期粗糙結構。
可以通過其它方法來賦予紡織品襯底表面結構。例如，用機械方法處理紡織品表面是公知的。使用包括對紡織品進行磨蝕、砂洗或起絨的技術的處理可以為織物提供良好的手感(或感覺)或其它性能。但是，機械處理紡織品襯底表面的通常目的是使纖維斷裂，以產生使織物表面手感柔軟的毛羽。因此，這些傳統機械處理的目的通常是改善襯底的手感，而不是使纖維表面粗糙而又不斷裂。例如，美國專利Nos.6,112,381、5,815,896、4,512,065、4,316,928和4,468,844描述了各種用於紡織品襯底表面的機械處理。但是，發現用這些工藝進行機械處理的襯底都缺乏蓮葉效應性能所需的理想粗糙表面。
因此，需要一種能夠導致具有超防水自清潔表面的紡織品襯底的、處理或塗覆襯底的組合物和/或方法。將會提供表現出高度防護性(如小的動力學滾角(DRA)所量度的)的表面性質的表面結構和處理紡織品襯底的方法是期望的。將會提供表現出高度防護性(在多次洗滌和/或磨蝕之後是耐久的)的處理紡織物襯底的表面結構和處理紡織物襯底的方法也是期望的。
令人驚奇的是，我們發現，在結構如此複雜的紡織品襯底上，通過機械地使部分纖維紡織品襯底表面(例如，大於或等於10％)粗糙化而基本上不打斷纖維，能夠得到優異的防液(例如，水或油)性能。在機械地處理襯底之後再使用例如含碳氟化合物的防護組合物對其進行化學處理，可以增強防護性能的耐久性。微粒可以與防護化學處理劑結合使用。本發明的機械粗糙化處理在處理過程中與現有技術完全不同。所得到的經處理的紡織品襯底被認為對多次循環洗滌和/或正常使用中經受的磨蝕具有耐久性，因為纖維表面上的機械粗糙化結構是纖維本身的一部分，其持久和直接地連接在纖維上。


圖1是顯示接觸角現象和潤溼的示意圖；圖2是顯示在粗糙表面和光滑表面上液滴行為對比的圖；圖3是顯示具有微觀結構和小的多的納米結構的蓮葉的超防水「粗糙」結構的顯微鏡照片；圖3A顯示了圖3所示的蓮葉的兩級結構的放大的顯微鏡照片；圖3B顯示了圖3A所示的蓮葉的表面不規則的側面形貌；圖4是表面上存在有微粒以形成納米結構、但也表現出相對差的耐久性的現有技術纖維的1000倍放大顯微鏡照片；圖4A是對應於圖4的現有技術纖維的側面；圖5是實施例10描述的平紋聚酯織物的放大顯微鏡照片，顯示了粗糙度相對高的第一區域和粗糙度相對低的第二區域；圖5A是顯示了具有粗糙度相對高的表面纖維的第一區域的500倍放大顯微鏡照片；圖5B是顯示了具有粗糙度相對低的表面纖維的第二區域的500倍放大顯微鏡照片；圖5C是圖示了粗糙度相對高的纖維表面存在的單個納米微粒的圖5的50000倍放大顯微鏡照片；圖5D是圖示了粗糙度相對高的纖維表面存在的納米微粒團塊的圖5的50000倍放大顯微鏡照片；圖6是通過傳統的粗磨碾輥進行機械處理的平紋聚酯織物，其圖示了在織物表面上存在大量斷裂的纖維；圖7A-7C是在實施例6中進一步描述的帳篷織物纖維的放大顯微鏡照片，該纖維具有可以用來測定這些纖維的粗糙係數的高度粗糙的邊緣；圖7D顯示了用於測定圖7C所示纖維的粗糙係數(R.F.)的估算的輪廓或陰影；圖7E顯示了圖7C所示纖維的側面輪廓圖；圖8A是實施例20所述的帳篷織物纖維的1000倍放大的顯微鏡照片，其選自粗糙度相對高的區域並且確定具有相應的高粗糙係數；圖8B顯示了圖8A的粗糙纖維的側面輪廓圖，其可以用來估算纖維的粗糙係數；圖9A是實施例10所述的平紋聚酯織物的50倍放大顯微鏡照片，顯示了粗糙度相對高的第一區(機械粗糙化部分)和粗糙度相對低的第二區域；圖9B顯示了與圖9A相同的圖像，除了紡織品襯底表面高度粗糙的區域倍設為黑色(像素值為0)；圖9C顯示了與圖9B相同的圖像，除了代表紡織品襯底表面的高度粗糙的區域的像素被設定為255(即白色)，並且其餘部分的像素值被設為0(即黑色)，這樣，圖像被轉換為只有黑白兩色的二進位映象。

發明內容
現在，參照本發明各實施方式，在下面列出一個或多個實施例。各實施例均以解釋本發明的方式提供，而不是限制本發明。實際上，對本領域技術人員來說，在不偏離本發明的範圍或精神的情況下對本發明作出各種改進和修改是顯而易見的。本專利申請中提到的所有專利、公開的專利申請和任何其它公開物在這裡都全文引入參考。
如前所述，為得到超防液的表面，應該在該表面上建立期望的表面粗糙度，優選具有高縱橫比。被粗糙表面上的谷捕獲的空氣可以使液滴攢成球狀並滾離表面。本發明的一項內容是，在模仿蓮葉的紡織品襯底上製造粗糙表面的方法。本發明提供處理紡織品的組合物和方法，其為紡織品襯底提供優異的防液性和潛在的易清潔性能並對洗滌和磨蝕具有耐久性。
粗糙度通常被定義為包括纖維紡織品襯底表面上存在的任何凸起、刻痕、溝、磨損、缺口、坑或其它表面結構，這些是機械處理、化學處理或其組合的結果，上述處理將相對光滑和規則的表面改變為相對不那麼光滑和規則的表面。相應的，描述性術語「粗糙度」通常是指單根纖維表面上存在的這些表面結構，其中，這些表面結構基本位於纖維軸的法向。描述性術語「表面結構」還可以用於與「粗糙度」互換來描述粗糙特徵。術語纖維表面上的「微觀表面結構」通常是指尺寸小於纖維直徑的那些表面結構。這些微觀表面結構的尺寸通常少於100微米。
可以用加式(additive)或減式(subtractive)方法來賦予纖維表面粗糙度。現有技術中許多建立粗糙結構的嘗試都是通過使用在表面(包括紡織品表面)上添加各種微粒的方法。為使用微粒在纖維表面製造高縱橫比的粗糙結構，應當在表面上使用大微粒或高濃度的小微粒。無論那種情況，在一些光滑柔軟的纖維紡織品襯底上很難僅靠使用微粒來獲得持久的高縱橫比表面。微粒往往通過磨蝕或其它方式而被容易地從表面除去。
或者，可以在減式方法中採用機械處理、化學處理或者其組合以便從紡織品襯底表面除去或重新分布物質，從而得到微觀表面結構。減式方法製造粗糙度的優點是纖維表面的粗糙微觀結構連接在經處理的紡織品襯底表面上並且是其的一部分。用這種方式粗糙化(roughen)紡織品襯底表面可以被稱為「整體的」，因為粗糙化不會導致在紡織品襯底的纖維上加入新的和不同的物質。粗糙表面和未粗糙化的表面的化學組成不會由於處理工藝而發生適當地改變(即，不會有新材料適當地加入到纖維或是紡織品襯底的表面上)。
在本發明中，可以優選地採用使用減式方法使紡織品表面機械粗糙化以便為紡織品襯底賦予整體微觀表面結構，從而提供優異的防液性能。因為機械粗糙化的表面結構具有整體性，在洗滌或正常使用中其不易被磨掉或洗掉。因此，整體表面粗糙度，或者整體微觀表面結構會增強紡織品襯底防護性能的耐久性。這種耐久性通常是紡織品襯底在正常使用過程中抵抗摩擦和重複洗滌所必需的。為解釋這個目的，圖5A和8A解釋了這裡所說的整體粗糙度相對高的範圍。
在本發明的一個實施方式中，粗糙度可以通過下述方式得到根據下文中將更詳細地描述的技術，使紡織品襯底表面機械粗糙化，以便獲得高防液性紡織品襯底。在該實施方式中，可以為紡織品襯底的纖維表面賦予至少一個尺寸範圍的微觀表面結構。在另一個實施方式中，應用化學防護劑和機械處理可以結合使用以獲得高防液性能的紡織品襯底。在本發明的又一個實施方式中，在應用化學防護劑之前、之後或同時，可以向機械粗糙化的紡織品表面上加入直徑為納米到微米尺寸的微粒，以形成高防液紡織品襯底表面。在該實施方式中，具有至少兩個不同尺寸範圍的粗糙表面結構被賦予紡織品襯底的纖維表面。上述尺寸範圍可以互相不包括，這樣兩個尺寸範圍不會重疊，或者改範圍可以有某一部分重疊。這些實施方式將會在下文中更詳細地描述。
對於本發明，製造高防液粗糙表面的方法可適用於廣泛的紡織品襯底。紡織品襯底可以是含纖維的紡織品襯底，例如，機織、針織或無紡布，或條紋平紋棉麻織物。這些含纖維的紡織品襯底可以用任意方式結合在一起形成複合結構。複合結構可以包括其它材料，例如，膜、塗料、泡沫、增強襯底、粘合劑等。複合結構的多層可以使用例如但不限於粘合劑、熱層壓及其組合的手段結合在一起。
含纖維的紡織品襯底中的纖維可以由下述纖維形成例如，合成纖維、天然纖維、使用天然成分的人造纖維、或其組合。合成纖維包括，例如但不限於，聚酯、丙烯酸、聚醯胺、聚烯烴、芳族聚醯胺、聚氨酯、再生纖維素及其混紡。更具體的說，聚酯包括，例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸三亞苯基酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸及其組合。聚醯胺包括，例如，尼龍6、尼龍6，6、及其組合。聚烯烴包括，例如，聚乙烯、聚丙烯及其組合。芳族聚醯胺包括，例如，poly-p-phenyleneteraphthalamid(即，Kevlar)、poly-m-phenyleneteraphthalamid(即，Nomex)及其組合。天然纖維包括，例如但不限於，羊毛、棉、亞麻紗線、薴麻、黃麻、亞麻、蠶絲、大麻及其混紡。示例性的使用天然成分的人造材料包括再生纖維素(即粘膠)、裡奧賽纖維(lyocell)或其混紡。
紡織品襯底可以由任意尺寸的纖維或紗線形成，包括，微旦尼爾(microdenier)纖維和紗線(每根單纖維小於1旦尼爾的纖維或紗線)。纖維或紗線可以由短纖維、長絲、雙組分纖維、裂離型雙組分纖維或混紡組成。纖維可以包括切膜纖維或扁絲。
如前所述，一種賦予紡織品襯底整體粗糙度的方法是通過機械絨面整理。就本發明的目的而言，術語「絨面整理」(face-finishing orface-finished)是指，例如，通過所引用的專利和專利申請公開中描述的方法和技術來擦毛、砂洗、噴砂、粗糙化或機械改變紡織品襯底的表面。例如，美國專利US 6,112,381、5,815,896、4,512,065、4,316,928和4,468,844各自描述了各種用於紡織品襯底的機械絨面整理方法。這些機械絨面整理技術的例子，包括，例如，用塗有磨蝕用砂粒(例如，金剛石、碳化矽、二氧化矽、三氧化二鋁、碳化鈦、碳化鎢等)的裝置(例如，輥)砂洗或擦毛、微粒噴塗(例如，噴砂)、將襯底暴露在例如水或空氣的高溫流體中等等。對於本發明，上述所有絨面整理技術及其變化都可單獨或者結合在一起使用，以便使紡織品襯底表面粗糙化並且在其中所含纖維的表面上製造微觀表面結構。對這些技術的變化或修改可以包括允許有效地使紡織品襯底的表面粗糙化而不會打斷其中所含大量纖維的工藝。
潛在優選的、非限制性的、紡織品襯底絨面整理的機械方法包括，使紡織品襯底接觸磨蝕面，該磨蝕面相對紡織品襯底可以是靜止的、振動的或旋轉的。磨蝕面上可以覆蓋砂紙、金剛石或其它磨蝕顆粒。如果使用圓柱形旋轉輥，其可以垂直於紡織品襯底的長度方向(即垂直跨過紡織品襯底的寬度)或者與紡織品襯底的長度方向呈一定的角度而存在，從而控制紡織品襯底表面的某區域或部分受到更多或更少的處理。例如，特殊用途的機織物，最希望其經紗而不是緯紗受到大部分粗糙處理。為了控制這樣的處理，可以調整工藝的各種參數獲得期望值。這些參數包括，例如，(a)磨蝕輥施加給紡織品襯底的張力，(b)磨蝕輥的嚙合壓力，(c)磨蝕輥與紡織品襯底傳送相比的相對轉速，(d)磨蝕輥和紡織品襯底之間的接觸停留時間，以及(d)處理輥上的磨料粒徑。
通常，傳統的絨面整理技術用於賦予織物某些特點，例如，更需要的手感(包括表面柔軟度)、改進織物的懸垂性、改進織物的芯吸性等。為了賦予紡織品襯底這些特點，傳統技術(使用400粒度或粗度的旋轉磨蝕輥)經常用於故意使纖維斷裂，並且產生能夠增加紡織物襯底表面的「毛羽」的短的、斷裂的或鬆散的纖維的緻密區。就本發明的目的而言，這些斷裂纖維和襯底上增加的毛羽被認為是紡織品襯底的不良特徵，因為，斷裂的纖維會被認為是從紡織品襯底的表面伸出的纖維，其可能成為液體滾離表面的障礙。因此，表面上具有許多斷裂纖維的襯底往往會降低襯底的防護性。實際上，可以識別表面形貌上的斷裂纖維，因為其通常顯示出從紡織品表面突出的明確末端或末梢。其還可以通過下述方式來鑑別這些纖維已經基本上離開其最初的位置，因此纖維的相當多一部分從紡織品表面伸出來。後面這種情況可以在下述情況中發生例如，可以在機織物的圖像上看到纖維已經離開其最初的紗線束並且橫過或進入不同的紗線束。在絨面整理前，短纖維末端或末梢有規律的出現在短纖紗的表面，通常不認為是就本發明目的而言的斷裂纖維。
圖6顯示了用現有技術中傳統採用的機械絨面整理方式處理的紡織品襯底。在襯底40的表面可以看到大量的斷裂纖維和/或長絲。實際上，斷裂纖維是表面的主要特徵。顯示為1毫米的標尺明顯地靠近圖6的下部，因此能夠估算表面特徵的大致尺寸。用這種方式可以計算經處理的典型紡織品襯底上每平方毫米的斷裂纖維數量，發現當用現有技術中的粗磨蝕處理使，其數量為大約9到大約30。如前所述，發現這些從紡織品襯底表面伸出的長斷裂纖維不利於製造超防液自清潔紡織品襯底。因此，現有技術中通常應用的機械絨面整理不能產生有利於超防液性的紡織品襯底微觀表面結構。
為製造具有超防液性的紡織品襯底，發現機械絨面整理可以通過非傳統的方式以賦予襯底表面粗糙度。如圖5所示，本發明所使用的絨面整理工藝可以提供的粗糙水平比傳統工業應用中的工藝更輕(lighter)或更精細，從而使紡織物襯底表面的纖維或長絲輕微地粗糙化而不會斷裂。根據本發明的方法進行機械絨面整理的紡織品襯底表面，如圖5所示，遠遠不同於圖6所示的用現有技術中的方式進行機械絨面整理的襯底表面。因此，當與傳統絨面整理技術的目的比較時，使用機械絨面整理技術製造超防水紡織品襯底的能力被認為是賦予紡織品襯底蓮葉效應的新的和非顯而易見的方法。
為了獲得這裡所說的本發明的處理，利用下述方法使用通過磨蝕砂、磨料粒度非常細小的磨蝕輥或磨砂輥的機械絨面整理，其中，輥上塗有磨料粒度為大約600到大約1200粒(grit)或者更小的磨粒。這些磨蝕輥能使纖維表面的大範圍粗糙化而不會打斷大量纖維。因此，其能夠在纖維表面上製造令人滿意的整體微觀表面結構，這導致紡織品襯底具有持久的超防液性能。根據本發明，不利於製造超防液自清潔性紡織品襯底的斷裂纖維的數量遠少於通過傳統絨面整理技術處理的紡織品襯底表面上觀測到的斷裂纖維數。在本發明的經處理的襯底上觀察到的斷裂纖維數量通常少於5根/平方毫米，優選少於3根/平方毫米。在一些情況下，觀察到斷裂纖維可以基本與紡織品襯底處於同一平面上，而不是從襯底表面伸出。
根據本發明的目的，「在含纖維襯底的平面內」或「在紡織品襯底平面內」可以由下述討論來解釋。紡織品襯底通常被製成或者配置為薄片形式。在使用中，紡織品襯底具有薄片特徵，至少是分段地具有。含纖維襯底平面可以至少局部由紡織品襯底的薄片定義。操作中，襯底可以被平滑、無褶皺地放置在平整的水平支承面上，支撐面可以用於定義襯底平面。
通過本發明教導的機械粗糙化而賦予紡織品襯底表面的粗糙表面結構的特殊分布非常有特色，並且有別於其它方法賦予的。如果，例如，構成紡織品襯底的纖維或紗線在形成紡織品結構前被粗糙化，將會希望粗糙表面結構在紗線或纖維上均勻分布。與此相反，用磨蝕輥處理紡織品襯底的本發明的方法導致粗糙表面結構的更加不均勻的分布。
特別是，對於某些紡織品襯底，纖維可以形成紗線束。用磨蝕輥機械處理紡織品表面往往會處理紡織品襯底的凸起部分。根據保持紡織品與磨蝕處理輥接觸的垂直作用力，可以處理不同量的表面凸起部分。同樣，對紡織品襯底進行機械絨面整理往往不會造成紗線束內部的纖維粗糙化，因為，內部纖維往往受到位於紗線束外部纖維的保護。另外，含纖維的紡織品襯底，例如，機織織物，也可以在機織織物突出部分和/或凹陷部分特徵(即經紗束和/或緯紗束)都具有粗糙表面結構，並且不會使織物的體積額外增加。
此外，根據磨蝕輥的角度和方向，紡織品襯底內不同方向上的纖維可以受到不同的處理。例如，許多現有技術中的磨蝕輥系統優選處理機織結構中的緯紗。因此，當使用磨蝕輥對紡織品表面進行機械粗糙化時，雖然纖維紡織品襯底的整個頂部或底部表面都可以被處理，整個頂部或底部表面不可能均勻地粗糙化。根據本發明，經處理的紡織品襯底表面百分比被確定為平均為大約20％，如下述實施例部分所更詳細地公開的。看起來可能令人驚訝的是，僅僅處理紡織品襯底表面上相對小部分可以對防液性能作出如此神奇的改進，但是，對防液性作出巨大貢獻的這部分表面區域卻是最容易與衝擊性液體接觸的，該表面區域主要是經過機械粗糙化的表面的凸起部分。預計在機械粗糙化的機織、針織、非織造和條紋平紋棉麻紡織品襯底的表面上會出現這種粗糙度的非均勻分布。預計增加紡織品襯底上粗糙化部分的百分比可以進一步提高防液性能。
對紡織品襯底進行機械粗糙化處理而不是對形成襯底之前的紗線或纖維進行處理的另一方面在於，在織物上一個點的紗線頂部表面上的纖維不可能在織物上另一個點的頂部表面上。因此，同一根纖維可以在織物的一部分內是表面粗糙的，而在另一部分內不具有表面粗糙。因此，當用磨蝕輥對紡織品表面進行機械粗糙化時，雖然纖維紡織品襯底的整個頂部或底部表面都可以被處理，構成襯底表面的纖維或紗線的整個表面通常不會完全被粗糙化。因此，粗糙化的纖維可以僅僅在其部分圓周面和僅僅沿著部分其長度方向變粗糙。在提供高防液性中有價值的是，粗糙化的部分應該具有合適長度(至少基本覆蓋織物上將會接觸液滴的凸起部分)，並且纖維圓周面上粗糙化的部分應該基本處於垂直紡織品襯底表面的位置。令人驚奇的是下述事實構成紡織品襯底的纖維整個表面區域僅有部分需要處理以提供高防液性。但是，接觸紡織品襯底表面的液體往往不會被芯吸入或滲入高防液性紡織品襯底的紗線束內並進一步接觸內部纖維。這種理解允許更簡單和更經濟的處理方法，例如，能夠簡單地實施的對紡織物整體進行磨蝕輥處理，而不是處理每根紗線或纖維的整個表面，儘管這種處理也是有效的。
纖維的粗糙度可以根據紡織品襯底的數量定量確定，下面將進行詳細描述。總的來說，儘管，如果用顯微鏡沿著遠離任意斷裂纖維末端或末梢的稜邊的粗糙部分來檢測粗糙化的纖維，那麼可以測量粗糙化纖維的輪廓長度(主要是陰影)。沿著纖維的粗糙輪廓的長度與直線長度的比值作為粗糙度(R.F.)。通常，根據本發明，從經處理的紡織品襯底上除去的纖維的粗糙度等於或大於1.10，以下進行詳述。
基於上述詳細描述，本發明可以通過下述實施方式描述具有第一表面和第二表面的含纖維襯底，其至少一個表面的至少一部分上具有整體微觀表面結構，其中所述微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底的平面的凸起，所述至少一個表面由具有大量基本未斷裂的纖維的部分構成，其包括沿著所述纖維長度方向上的至少部分長度的表面結構，並且其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10。可以更優選粗糙係數大於或等於1.20，進一步優選大於或等於1.30。如果襯底材料本身不是防液性的，可以對含纖維襯底進行防液化學處理。通常，為了獲得超防液性能，含纖維襯底也可以在其至少一個表面上具有至少10％的整體微觀表面結構。但是，可以更優選在其至少一個表面上具有至少15％的整體微觀表面結構，進一步優選在其至少一個表面上擁有至少20％的整體微觀表面結構。
在上述描述中，「基本垂直於含纖維襯底的平面」是指物體(具體的說，表面結構)具有從含纖維的襯底平面(如前面所定義的)伸出、或者進入、或者基本垂直於該襯底平面的合適尺寸的部件。對於垂直於紡織品襯底平面以增強防液性能的凸起來說，其應該位於紡織品襯底的頂部表面或接觸表面。
在其它實施例中，可以在應用防護組分之前、之後或之中向含纖維的襯底的至少一個表面上加入另外的微粒組分以形成另一種尺寸規模的粗糙度。應該提到的是，經過機械粗糙化處理的含纖維的紡織品襯底上的其它表面區域也可以形成更多的定位點以便使微粒和/或其它化學物質附著到紡織品襯底表面上，從而使微粒和化學物質更持久地附著在紡織品襯底的表面。其它對紡織品襯底進行粗糙化的機械方法也可以在本發明的範圍內實施。通常，任何絨面整理的處理方法都可以用於獲得期望的纖維粗糙係數、處理表面區域有效的百分比和/或期望的動力學滾角。
除使用機械絨面整理技術來使紡織品襯底的纖維表面粗糙化之外，使用例如含碳氟化合物的化學組合物或其它防液性化學組合物的化學處理可以被應用到紡織品襯底上，以便將襯底的非防液成分轉變為防液成分。如果襯底已經是防液的，也可以不需要額外的防護劑化學處理。而且，除了由絨面整理形成的整體微觀表面結構以外，可以通過添加納米尺寸的微粒到紡織品襯底表面上，從而得到另一種尺寸規模的粗糙度。可以認為，這些完全防水的小微粒將模仿前面提到的蓮葉上的蠟質晶體的納米結構。令人驚訝地發現，經過機械絨面整理處理、然後進行含碳氟化合物的組分和微粒組分(優選粒徑小於1000納米)處理的紡織物襯底呈現優異的性能性質，包括提高的粗糙度係數(R.F.)(如本文所定義)和降低的動力學滾角(DRA)。
在本發明的其它應用中，使用交聯劑以及防護化合物是有用的。防護化合物可以包括含碳氟化合物的防護化合物。在一個實施方式中，可以使用含有含氟化合物分散體和交聯劑的水性組合物來處理絨面整理過的紡織品襯底。在另一實施方式中，可以使用含有親水性微粒、交聯劑和含氟化合物分散體的水性組合物來處理絨面整理過的紡織品襯底。對紡織物襯底應用化學劑可以通過下述各種應用方式來完成包括但不限於，塗覆、填料、噴霧、泡沫塗層、印花，exhaustion技術或人們可以施加可控數量的懸浮體到襯底上的任意其他技術。使用一種或多種上述應用技術可使得化學組分被均勻地施加到紡織品襯底上。
化學處理劑可以同時或順序施加到紡織品襯底上。例如，在一個實施方式中，含有防護劑、微粒劑和交聯劑的混合物(在一個浴中混合)可以通過例如填料(padding)而同時施加到紡織品襯底上。對紡織品襯底施加化學劑後，使經處理的襯底經過乾燥步驟以蒸發多餘的液體並將固體活性組分保留在經處理的襯底的表面上。乾燥可以通過製造過程中通常使用的任意技術來完成，例如，拉幅機的乾熱、微波能、紅外加熱、蒸汽、過熱蒸汽、壓熱等、或上述技術的任意組合。在另一個實施方式中，含有微粒組分的混合物(含有或不含有交聯劑)被施加到紡織品襯底，該襯底可以被乾燥或保持溼態，然後在微粒組分的表面施加一種包括防護劑和防水交聯劑的混合物，在紡織品襯底的表面上相繼進行化學處理。然後，乾燥該襯底。在又一個實施方式中，含有防護劑(含有或不含有交聯劑)的混合物被施加到紡織品襯底上，該襯底可以被乾燥或保持溼態，然後，在前述施加的防護劑的表面上再施加包括防護劑、微粒劑和防水交聯劑的混合物，在紡織品襯底的表面上相繼進行化學處理。然後，乾燥該襯底。
理想的是，也可以額外增加一個對處理後的襯底進行加熱的步驟，以進一步增強化學處理劑的性能和持久性。這個步驟可以作為固化步驟。作為例子(by way ofexample)，額外的加熱可以(a)使一部分化學處理劑的活性組分能夠一起熔融流動，在襯底的表面上形成均勻的粘結薄膜覆蓋層；(b)使化學組分中的某些片段形成最佳排列；(c)使化學處理劑之間或化學處理劑與襯底之間發生交聯反應；或(d)上述效果的組合。
在許多情況下，不論最終用途，除了持久的防液自清潔性能以外，紡織品襯底還令人滿意地實現了其它性能。這些性能包括但不限於，靜電保護、抗皺、滿意的手感(或觸感)、色牢度、臭味抑制、可燃性、幹抗汙性以及類似性能。在這些情況下，除了前面已經描述的以外，還可以用各種其它化學整理劑來處理紡織品襯底。例如，理想的是用含有下列化合物的整理劑來處理襯底例如，抗菌劑、抗真菌劑、阻燃劑、紫外線抑制劑、抗氧化劑、著色劑、潤滑劑、抗靜電劑、芳香劑等、或上述化學劑的組合。許多這樣的化學處理劑都可以與本發明的化學組合物同時使用，或者這些處理也可以在用本發明的化學組合物處理之前使用。還可以在用本發明的化學組合物處理之後，使用適當的技術施加許多這樣的化學處理劑。
此外，紡織品襯底還可以使用典型的機械整理技術來處理以獲得期望的外觀、強度、多孔性、和/或織物手感。例如，理想的是對紡織品襯底進行下述機械處理例如，壓光、壓花、爛花、虹彩或全息爛花、薄膜或金屬箔全息爛花、織物金屬塗層、熱定型、防縮整理、上光、電光工藝、仿麂皮起絨工藝、砂洗、emorizing、起絨、剪毛、修毛整理、蒸呢、通過使用水、空氣或花紋輥形成織物花紋等等或上述方式的結合。根據使用哪種機械處理，通過在應用本發明的機械和/或化學處理之前或之後，可以獲得若干優點。例如，除了在紡織品襯底的第一表面上製造粗糙度以外，隨後在紡織品襯底的第二表面進行壓光的好處是不會嚴重影響在化學處理之前已經在第一表面上形成的粗糙結構。在這種情況下，襯底的靜水性質可以大大提高，而且不會影響已經在紡織品襯底第一表面上形成的高防液自清潔性能。
在本發明的範圍內，還可以預期，可以製造表面具有雙重功能性的對稱紡織品襯底。例如，具有第一表面和第二表面的紡織品襯底，可以製造為具有第一防水性表面和第二親水性表面。這樣的雙功能紡織品襯底可以通過下述方式製造例如，對第一表面進行絨面整理以形成整體微觀表面結構，用親水化學處理劑塗覆襯底的兩面，然後用本發明的化學處理劑塗覆襯底的第一表面。或者，可以對第一表面進行絨面整理以製造整體微觀表面結構，然後可以僅僅對第二表面施加親水化合物。化學應用的方法包括任意前述的方法，例如，噴塗、泡沫塗層等等。結果，用這種方式製造的紡織品襯底通過排斥襯底第一表面上的液體，可以增加對環境和化學侵蝕的保護，同時，通過襯底第二表面的吸水，例如，排汗，可以增加使用者的舒適感。由此可見，如果例如這種紡織品襯底應用在服裝上，這些特徵明顯令人滿意。
需要注意的是，僅使用防水性微粒來製造蓮葉效應表面的其它嘗試不能呈現對溼組分(例如，油)的任何排斥性，儘管其可以對水具有一定程度的排斥性。但是，根據本發明處理的紡織品襯底既有超防水性又有優異的防油性。更具體的說，油滴(例如，玉米油滴)，當襯底傾斜一個角度時，可以攢成球狀從經處理的襯底表面滾落而不會留下油跡。
參照圖5，顯示了含纖維的紡織品襯底20，其具有纖維表面的第一側面。表示100微米的標尺顯示在接近圖5的下部，使得能夠估算微觀表面結構的大致尺寸。圖5對應於實施例10中的平整機織聚酯織物，其將在下文中更詳細地描述。如圖5A和5B所示，纖維表面包括延伸到表面上的纖維23-25和纖維30-32。顯示10微米的標尺顯示在接近圖5A和5B的下部，使得能夠估算微觀表面結構的大致尺寸。圖5A和5B顯示了第一凸起區域21a-c和第二凹陷區域22a-c，其是機織紡織品襯底的特徵。
在該
具體實施例方式
中，襯底20是機織物，粗糙表面是通過用細金剛石磨料粒塗覆的輥來磨蝕紡織品襯底而製造的。機織花紋使得第一凸起區域21a-c高於第二凹陷區域22a-c。因此，在磨蝕處理過程中，第一凸起區域21a-c接受到更多的粗糙化，而第二凹陷區域接受到較少的粗糙化，實際上，也可以一點都不受到這種絨面整理的粗糙化。紡織品襯底表面的這種選擇性的機械處理，其中一些區域比另一些區域更有可能受到粗糙化，通常由襯底結構決定。例如，襯底是針織、機織、無紡還是條紋平紋棉麻結構，影響紡織品襯底內纖維的取向和布置，從而通過絨面整理處理改變可以被粗糙化的區域或纖維(例如，機織襯底中的緯紗對經紗)。
圖5中的插入框21b在圖5A中被放大，因此可以看到第一凸起區域21b的細節。而且，可以看到具有很大表面粗糙度的單根纖維23-25，這些粗糙度是模仿蓮葉表面的特徵；即，是製造和維持紡織品襯底上防護和/或優異防液性能的所期望的特徵。因為該粗糙表面是紡織品襯底表面的整體部分，這些防護性不容易在紡織品襯底的洗滌、磨蝕或正常使用中損失。此外，如果使用納米級的微粒，因為其高表面積，其更持久地附著到這些纖維的粗糙區域。
圖5中的插入框22b在圖5B中被放大，其顯示了第二凹陷區域22b的放大圖。正如所看到的，在後面這個區域內，纖維30-32上的粗糙度和表面不規整度都要小得多。因此，該區域由於其幾何位置，幾乎不受到本發明所實施的絨面整理處理的表面粗糙化。具有很大的纖維粗糙度的面積和具有明顯較小的纖維粗糙度的面積的相對百分比根據所使用的絨面整理處理和紡織品襯底的結構不同而變化。實際上，其可以是這樣的情況只有下述紗線或纖維可以明顯地顯示出較小的表面粗糙度這些紗線或纖維被隱藏起來未受處理，因為其位於跨接點，例如在機織物結構中，緯紗被經紗物理覆蓋。
圖5C和5D顯示圖5中紡織品襯底20表面上的納米顆粒。圖5C顯示了存在於粗糙纖維表面上的單個納米顆粒41a-41c。圖5D顯示這些單獨的納米顆粒的一部分可以在粗糙纖維表面上聚集在一起形成團塊41d。
圖7A顯示了從實施例6所述的帳篷織物中抽出的粗糙纖維41的500倍掃描電鏡照片。粗糙纖維41是通過應用了下述至少兩個不同尺寸的特徵而形成的-(a)由機械絨面整理處理形成的微觀表面結構，和(b)添加到纖維上的額外的納米級顆粒。圖7B顯示了粗糙纖維41的近景圖，而且圖7C、7D和7E顯示了用來測量纖維粗糙係數(R.F.)的一系列步驟，其將在下文中討論。測量的側面輪廓的上邊總長度相對於圖像框的線性長度決定第一凸起區域內纖維表面的近似或平均粗糙度，像以下過程中所指示的那樣。
圖8A顯示了從下述實施例20所述的帳篷織物中拉出的纖維50的1000倍掃描電鏡照片，並且說明了由於機械絨面整理而在纖維上形成的微觀表面結構。圖8B顯示了這個圖像對應的側面輪廓。表示10微米的標尺顯示在接近圖8A的下部，使得能夠估計表面特徵的近似尺寸。這根纖維上形成的粗糙度特徵接近於蓮葉上呈現的那些特徵。
防護組分許多組合物可以用作本發明中的防護劑成分。「防護性」通常定義為襯底阻擋流體滲入襯底的性能，例如，水和/或油。例如，該襯底可以是能夠阻擋水和油滲入紡織品襯底的纖維中的紡織品襯底。
含氟化合物組合物是一種特別有用的組合物。術語「碳氟化合物」、「含氟聚合物」和「含氟化合物」在這裡可以互換使用，每一種都表示含有至少一種含氟片段的聚合物材料。已知許多含氟化學品組合物都能在紡織品襯底上產生防護性。
通常，可用於本發明的含氟化合物防護劑包括現有技術中已知的能賦予纖維性襯底抗幹汙和防水、防油性的任意含氟化合物和聚合物。這些含氟化合物和聚合物防護劑通常包括一個或多個含有具有3到大約20個碳原子的全氟碳鏈含氟化學基，更優選6到14個碳原子的。這些含氟化學基可以具有直鏈、支鏈或環狀的氟化allcylene基團或其任意組合。含氟化學基優選不含可聚合不飽和烯烴，但是任選地含有懸(catenary)雜原子，例如，氧、二價或六價的硫、或者氮。優選全氟化基團，但是，也可以存在氫或氯原子取代基，儘管優選每兩個碳原子上只出現一個原子。另外，優選任意含氟化學基含有大約40到大約80wt％的氟，更優選含有大約50到大約78wt％的氟。基團的末端部分優選全氟化，優選含有至少7個氟原子，例如，CF3CF2CF2-、(CF3)2CF--、SF5CF2--。全氟脂肪基(即，分子式CnF2n+1--)是最優選的含氟化學基實施方式。
可用於本發明處理的代表性的含氟化合物防護劑包括含氟化合物氨基甲酸酯、尿素、酯、醚、醇、環氧化物、脲基甲酸酯、醯胺、胺(及其鹽)、酸(及其鹽)、碳二醯亞胺、胍、噁唑烷酮(oxazolidinone)、異氰脲酸鹽和縮二脲。這些化合物的摻合物也可以考慮使用。可用於本發明處理的代表性的含氟化合物聚合物包括含氟化合物丙烯酸酯單體、和取代的丙烯酸酯均聚物或含有與不含非乙烯氟的單體共聚的含氟化合物丙烯酸酯單體的共聚物，其中不含非乙烯氟的單體例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、氧化烯和聚氧化烯多醇低聚物的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯(例如，氧乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲氧酯和聚氧乙二醇丙烯酸酯)、縮水甘油基甲基丙烯酸酯、乙烯、丁二烯、苯乙烯、異戊二烯、氯丁二烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、偏二氟乙烯、丙烯腈、氯乙酸乙烯酯、乙烯基吡啶、乙烯烷基醚、乙烯烷基酮、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸2-羥乙酯、N-羥甲基丙烯醯胺、2-(N，N，N-三甲基)乙基甲基丙烯酸銨(2-(N，N，N-trimethylammonium)ethyl methacrylate)、以及2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)。所使用的各種不含非乙烯氟的共聚單體的相對量通常根據所處理的紡織品襯底、期望得到的性能和施加到紡織品襯底上的方式而經驗性地選擇。可用的含氟化合物整理劑還包括上述各種含氟化合物聚合物防護劑的摻合物，也包括前述含氟化合物與這些聚合物防護劑的摻合物。
可與本發明結合使用的市售含氟化合物防護劑包括但不限於，3M公司的ScotchgardTM系列含氟化合物防護劑、杜邦公司的ZonylTM系列含氟化合物防護劑、Mitsubishi國際公司的RepearlTM系列含氟化合物防護劑。在本發明中特別有用的是Mitsubishi公司的RepearlF-8025或者Repearl F-7000。其它含氟化合物，例如，Daikin美國有限公司生產的UnidyneTM或者OMNOVA Solutions公司生產的產品也可使用。
除了含氟化合物以外，其它化學防護劑，例如，聚矽氧烷防護劑、蠟等等，也可以在本發明中使用以獲得防護性能。聚矽氧烷防護劑可以從GE化學公司、Dow Corning公司、Kelmar工業公司及其它公司買到。市售聚矽氧烷防護劑的例子包括密西根州米德蘭市的Dow Corning公司出售的Dow Corning 346Emulsion、以及南卡羅來納州鄧肯市的Kelmar工業公司出售的SE-40A。蠟可以從Petrolite公司、Allied化學品公司、Cabot Consos公司及其他公司買到。市售的蠟防護劑的一個例子是Consopel ZW，北卡羅來納州夏洛特市的Consos有限公司出售的鋯蠟基乳液。
微粒組分各種微粒材料(無機或有機的)也可以在本發明中共同使用。優選微粒包括至少一種選自矽酸鹽、摻雜矽酸鹽、礦物、二氧化矽、聚合物、碳、石墨、金屬鹽、金屬粉末、矽石塗層金屬粉末、無機氧化物(例如金屬氧化物)等或其組合的物質。
更具體的說，可以使用的微粒的例子包括但不局限於，二氧化矽、膠體二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、沉澱碳酸鈣、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟共聚物、與四氟乙烯的共聚物、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等等。這些顆粒還可以被表面改性，例如，接枝。
選擇顆粒的尺寸應該考慮幾個因素。粒徑太小不能提供合適的表面粗糙度以便在襯底的表面上誘捕(trap)空氣或者可能需要後續凝聚體的高填充才能獲得本發明中滿意的粗糙度特徵。顆粒太大對於染色紡織品襯底來說，會出現霜白現象，或在紡織品襯底的使用和日常保養中容易被磨掉。通常，認為粒徑為1納米到大約50微米能夠在本發明的各種應用中提供良好的效果。粒徑為大約5納米到大約1微米是特別有用的，粒徑為大約10納米到大約50納米之間在某些應用中效果很好。使用這些尺寸的微粒可以建造納米級的粗糙度，類似於蓮葉上的蠟狀晶體，以增大由絨面整理的機械粗糙化所賦予的纖維粗糙度，絨面整理的機械粗糙化形成尺寸通常小於100微米的微觀表面結構。
正如在這裡所使用的，術語「無機氧化物」或「金屬氧化物」代表一大類含有至少一種與氧陰離子或氫氧基陰離子、或者氧與氫氧離子的混合物相結合的金屬陽離子的物質。該物質還包括鍵合或吸附形式的水，並且還可以包括少量的，例如，少於5重量％的抗衡離子，例如，鈉離子、羧酸根離子、氯離子、硝酸根離子等等。對於本發明的目的而言，通常期望的是金屬氧化物或無機氧化物處於非常細的分離狀態。膠體分散系提供了一種對本發明特別有用的形式。
以下是根據特定應用在本發明實際中所使用的組分Nalco 1042TM膠體二氧化矽-34wt％固體的膠體酸性矽溶膠陽離子水溶液，Nalco化學公司(「Nalco」)市售，內普維爾市，伊利諾斯州；Nalco 1050TM膠體二氧化矽-50wt％固體的膠體酸性矽溶膠陽離子水溶液，Nalco市售；溶膠pH值為9，平均粒徑為直徑20納米；Nalco 2326TM膠體二氧化矽-15wt％固體的膠體酸性矽溶膠陽離子水溶液，Nalco市售；溶膠pH值為9，平均粒徑為直徑5納米；Nalco 2327TM膠體二氧化矽-40wt％固體的膠體酸性矽溶膠陽離子水溶液，Nalco市售；溶膠pH值為9，平均粒徑為直徑20納米；Nalco 2329TM膠體二氧化矽-40wt％固體的膠體酸性矽溶膠陽離子水溶液，Nalco市售；溶膠pH值為9，平均粒徑為直徑75納米；Nalco 1056TM鋁化二氧化矽-30wt％固體的鋁化二氧化矽顆粒的含水膠體懸浮液(26％的二氧化矽和4％的氧化鋁)，Nalco市售；Nalco 88SN-126TM膠體二氧化鈦-10wt％固體的二氧化鈦水分散液，Nalco市售；Nalco 88SN-123TM膠體氧化錫-22wt％固體的氧化錫水分散液，Nalco市售；Cab-O-Sperse S3295TM氣相二氧化矽-15wt％固體的氣相二氧化矽水分散液，賓夕法尼亞州Boyertown市的Cabot公司市售；分散液的pH值為9.5，平均凝聚的原始微粒的粒徑為直徑大約100納米；Cab-O-Sperse A205TM二氧化矽，Cabot公司市售；Ludox AS 40TM膠體二氧化矽-40wt％固體的膠體矽溶膠水溶液，馬裡蘭州哥倫比亞市的Grace Davison公司市售；溶膠pH值為9，平均粒徑為直徑22納米；
Ludox AMTM膠體二氧化矽-30wt％固體的膠體矽溶膠水溶液，Grace Davison公司市售；溶膠pH值為9，平均粒徑為直徑12納米；Ludox CL-PTM膠體氧化鋁塗層的二氧化矽--40wt％固體的膠體水溶液，Grace Davison公司市售；溶膠pH值為4，平均粒徑為直徑22納米；Ludox TMATM膠體二氧化矽-34wt％固體的膠體矽溶膠水溶液，Grace Davison公司市售；溶膠pH值為4.7，平均粒徑為直徑22納米；Sipernat 22LSTM親水性沉澱二氧化矽-乾燥粉末，德國Degussa公司市售；平均粒徑為直徑4.5納米；和Viviprint 540TM聚乙烯聚吡咯烷酮顆粒，10wt％的固體，從ISPTechnologies公司獲得。
在有些情況下，也可以使用具有其它功能性的顆粒。這些顆粒可以提供超出這裡所描述的結構建造特徵的額外的性能。例如，AlphaSan顆粒，來自南卡羅來納州Spartanburg的美利肯化學公司，可以為紡織品襯底提供抗菌性特徵。氧化鋅顆粒可以提供吸臭味的性能。ZelecTM顆粒同樣來自美利肯化學公司，可以提供抗靜電的性能。硼酸鋅顆粒或者五氧化二銻可以提供阻燃和殺真菌的性能。鐵基微粒可以提供磁性和微波吸收性能。
交聯組分本發明中可以任選地使用交聯組分，包括基本不溶於水的交聯組分(例如，防水的)。在其他配方中，沁水交聯劑可以使用。
在其它實施方式中，防水性交聯組分可以包括保護的異氰酸酯衍生物(protected derivatives of isocyanates)等或其組合。保護的二異氰酸酯可以是合適的交聯組分。含有兩個或多個封閉的(blocked)異氰酸酯化合物的單體或聚合物可以是最優選的交聯組分。一個可用的交聯組分是REPEARLMFTM，可從Mitsubishi公司獲得。其它的包括ARKOPHOBDAN(一種聚氨酯)，可得自Clariant公司；以及HYDROPHOBLXANTM，得自杜邦公司。
另一種可用的交聯劑是Milligard MRXTM，一種聚氨酯基交聯劑，可得自南卡羅來納州Spartanbury市的美利肯化學公司。
測試方法說明a)防水性測試防水性是根據3M防水性測試II(1992年5月)進行測試。等級標準為0-10，「0」表示防水程度最差(襯底具有較高的表面能)，而「10」表示防水程度最好(襯底具有較低的表面能)，3M防水性測試等級如下·0是0wt％異丙醇(IPA)，100wt％水·1是10wt％異丙醇(IPA)，90wt％水·2是20wt％異丙醇(IPA)，80wt％水·3是30wt％異丙醇(IPA)，70wt％水·4是40wt％異丙醇(IPA)，60wt％水·5是50wt％異丙醇(IPA)，50wt％水·6是60wt％異丙醇(IPA)，40wt％水·7是70wt％異丙醇(IPA)，30wt％水·8是80wt％異丙醇(IPA)，20wt％水·9是90wt％異丙醇(IPA)，10wt％水·10是100wt％異丙醇(IPA)測試樣品放置在平整的水平表面上。3小滴測試液體，直徑大約5毫米，用滴管或吸液管輕輕地放置在測試樣品的3個不同區域。液滴無幹擾地靜置10秒鐘。如果10秒鐘後，3滴中的兩滴仍然可以看出球形到半球形，則樣品通過測試。樣品的等級數應該是仍然保持液滴可見的編號最大的測試液體。
b)防油性測試防油測試根據AATCC測試方法118-2000進行。等級標準為0-8，「0」表示防油性最差(襯底具有較高的表面能)，「8」表示防油性最好(襯底具有較低的表面能)。防油等級分為·0是NujolTM礦物油(襯底被油浸潤)·1是NujolTM礦物油·2是65/35的Nujol/正十六烷(按體積計算)·3是正十六烷
·4是正十四烷·5是正十二烷·6是正癸烷·7是正辛烷·8是正庚烷測試樣品放置在平整的水平表面上。從編號最低的測試液體開始，將直徑大約為5毫米的一小滴測試液體用滴管或吸液管輕輕地放置在測試樣品的幾個不同區域。液滴無幹擾地靜置30秒鐘，並在45度角觀察液滴。如果30秒後，在液體-襯底的界面上，樣品襯底沒有潤溼或滲透並且沒有芯吸發生在液滴的周圍，則樣品通過測試。樣品的防油等級是30秒內沒有潤溼襯底的編號最大的測試液體。
c)噴淋法評級測試噴淋法評級測試根據AATCC(AmericanAssociation of TextileChemists and Colorists(美國紡織化學家和染色者協會))測試方法22-2000進行。噴淋度等級分為·100-上表面無粘著和潤溼·90-上表面輕微隨機粘著或潤溼·80-上表面在噴淋點潤溼·70-整個上表面部分潤溼·50-整個上表面全部潤溼·0-整個上表面和下表面全部潤溼d)動力學滾角(DRA)測試使用傳統的接觸角測量方法難以比較象本發明中這樣具有高防水錶面的防護性能，因為難以可靠地測量高接觸角(＞150度)。在紡織品襯底上甚至更加困難，因為紡織品襯底的結構導致不能很好地確定基線。使用水滴動力學滾角測試來代替。在這裡，動力學滾角定義為當水滴滴到預先傾斜的表面上時，水滴將會在其上滾動通過預定距離的表面的最小角度。較小的動力學滾角數值表示較高的防護性。
動力學滾角由以下步驟測量。
6×4英寸樣品安置在測量臺上，測量臺的角度可以相對於水平方向在0到90度範圍內調整。樣品在適度的張力下平滑無褶皺。然後，用測量臺頂部的空氣電離器吹樣品，以便驅散表面上可能存在的任何靜電荷。使用注射器針頭將預定質量的去離子水滴(通常為11到12好客)從離樣品表面1釐米的距離處，橫跨樣品的寬度，滴落到預先傾斜的樣品上。逐漸調整傾斜角度，記錄至少5次水滴滾過預定距離的最小角度。預定距離通常為3釐米。
e)家庭洗滌程序用來測試耐洗性的家庭洗滌程序根據AATCC測試方法130-2000進行，使用洗滌程序1(105F°洗滌)和Tide速溶去汙粉。
「耐洗性」通常被定義為通過合理次數的標準洗滌循環後，襯底將期望的功能保持在可接受程度的能力。襯底可以是紡織品襯底，例如，織物。
f)Martindale耐磨測試Martindale耐磨測試根據修訂後的ASTM D4966-98進行，使用Mark III磨蝕試驗儀BS 5690(Shirley發展有限公司)。7×7英寸的樣品被放置在測試臺上。使用放置在磨蝕滾筒(沒有額外的重量)上的機織羊毛織物作為磨蝕材料。該織物是平紋雜交精紡羊毛織物，重量為5.8盎司/平方碼，得自賓夕法尼亞州西皮茨頓市(West Pittston)的TexFabric有限公司。織物由R63Tex/2經紗和R74Tex/2緯紗平紋機織而成，經密43根/英寸，緯密30根/英寸。經紗由直徑為27.5微米的羊毛纖維在單根540TPM z捻中製造，緯紗由直徑為29微米的羊毛纖維在單根500TPM z捻中製造。
然後，樣品被施以預定數量的磨蝕循環。
具體實施例方式
A)機械粗糙化處理用絨面整理工藝對紡織品襯底(例如機織、針織或無紡織物、條紋平紋棉麻織物)粗糙化。這包括用一系列特殊粒度或各種粒度結合的金剛石塗覆的磨蝕輥(或者有些用砂紙)對襯底的表面進行輕微粗糙化。可以看到，現有技術中已知的具有合適粒度的用來砂磨的任何機械都可以用來進行處理。此外，為了增加處理效果，預期在絨面整理處理之前或之中可以使用化學溶脹劑。可以在非傳統的低水平上執行絨面整理工藝，以便使至少一部分表面粗糙化而不會在紡織品襯底表面產生大量的斷裂纖維。也可以使用其它方式對紡織品襯底表面進行粗糙化，例如，微粒噴砂、雷射刻蝕、等離子體處理和化學刻蝕(例如用酸)。因此，化學方法、機械方法或任意其它方法、或其結合都可用於對紡織品襯底的表面進行粗糙化。
在本文所列出的實施例中，按以下步驟對襯底實行預處理。
將一塊織物切割成大約13×60英寸的大小。織物的兩末端被縫在一起形成一個環。然後將織物安置在專有國產磨蝕機上，使織物環放置在磨蝕輥上。織物的張力由充氣滾筒控制。織物以每分鐘8碼的速度運行。為平衡處理，通常在兩個方向上用相同數量的循環處理織物。處理的級別取決於處理輥(g)的粒度、由滾筒(p)的壓力確定的織物的張力、以及施加到織物上的循環數(n)。處理級別表示為g-p-n。例如，1200-30-12表示，在每個方向上用1200粒度的磨蝕輥在30psi的壓力下處理12個循環。一般來說，本發明中使用大約600到大約1200的粒度是非常合適的。典型的，只有部分織物表面被絨面整理工藝粗糙化。粗糙化的面積佔總表面積的百分比由織物結構決定，也可以從有代表性的掃描電鏡照片估算。估算方法以下詳述。因為，本發明使用細粒度磨蝕輥，所以，由絨面整理工藝引起的單位面積內斷裂纖維的數量遠少於用粗粒度磨蝕輥的傳統絨面整理工藝。
B)用來測量粗糙表面積百分比的方法在下述部分詳細描述所有電鏡照片的拍攝和用來測定表面粗糙度和計算粗糙係數的樣品製備。經處理的織物被放置在SEM內，以便看到表面清晰的圖像，位置的放置要能使由突出、刮磨、顆粒等形成的表面粗糙度被清楚地看到。數字圖像是800像素長×600像素高。織物表面圖像放大50倍拍攝。圖像以jpeg格式保存為8bit RGB文件。例如，圖5顯示由SEM獲得的實施例10的織物Q的原始圖像。為了聚焦粗糙化的織物表面百分比(即，所示區域21b)，可以提取一部分僅僅聚焦在經處理的紡織品表面的圖像，如圖9A所示。在這種情況下，經處理的紡織品襯底表面對應於受到絨面整理處理並且具有明顯的表面粗糙度的第一凸起區域21b。這些區域21b，如下文所更詳細地描述，通常其粗糙係數大於或等於1.10。圖9A所示樣品的實際尺寸是2.4毫米寬×1.48毫米高。這個是該分析所需的範圍內的最小面積。
為進行分析，使用兩個軟體包Adobe Photoshop6.0.1，加利福尼亞州San Jose市的Adobe Systems Incorporated公司提供；以及Image ProPlus 4.5，馬裡蘭州Silver Spring市的Media Cybernetics公司提供。提取的圖像在Image Pro Plus 4.5中轉換成8位元組的亮度色標圖像(每像素佔據一個灰度值，從0到255，或從黑色到白色)。然後，將提取文件轉換到Adobe Photoshop。為從表示沒有粗糙化的襯底表面(類似於22b的區域)中分離出表示襯底粗糙化的表面(類似於21b的區域)的圖形的像素，使用3-像素直徑的擦除工具標出圖像中粗糙化的表面纖維的那些像素。為了實現這一目的，擦除器被設定成轉換所跨過區域內的所有像素，同時將這些像素激活至黑色，像素值為0。用滑鼠處理放大的圖像(在Adobe Photoshop的界面上放大200％或更大)，在50倍的電鏡照片中可以看到由工藝賦予的表面粗糙化(纖維粗糙化並基本保持在平行於襯底表面的平面內)很明顯，用手準確地勾勒出電鏡照片中的那些部分，並設定那些像素為0。圖9B顯示了與圖9A一樣的圖像，但是，用上述方法將襯底粗糙化的部分設定成黑色(像素值為0)。這個圖像在Image Pro Plus中被保存為TIFF文件用作以後分析。
使用Image Pro Plus，將表示粗糙化表面的像素被設定為黑色(像素值為0)的圖像文件打開。這個圖像用於計算粗糙化表面積的百分比。原則上，代表表面粗糙化面積的黑色像素與表面圖像的像素總數相比的百分數作為經處理的表面積的百分比(PS)。為了測定PS，Image ProPlus允許使用者根據圖像某些部分的像素值和尺寸來選擇該部分。因為表示粗糙化表面的像素已經設定成黑色(像素值為0)，通過分割出(選擇)接近於0的像素，可以從圖像中選擇背景。有些複雜。因為，在一張圖像中，可能會有陰影，有一些像素物體的像素值接近於零但不表示表面粗糙化部分。這些像素物體總是包括比表面粗糙化部分更小的像素。因此，通過要求像素物體被標示為像素尺寸大於圖像中陰影尺寸的背景，分析者從輪廓中排除陰影(這個依圖像而變化)。為完整起見，需指明的是，粗糙化表面物體像素的計算要使選定像素的大背景中的任何像素「孔」都被自動選擇，任何像素應該在4個連接範圍內相互鄰近，被標為背景部分。這意味著，圖像中的物體應該通過具有直接位於特定像素之上、之下或任一邊的鄰居連接到圖像中的主體；僅通過對角連接的像素將不被包括在選定的背景物體中。圖9C是為圖9B勾勒的表面粗糙度圖像的例子。在這種情況下，表示粗糙化的表面部分的像素(所有類似於21b的區域)被設定為255色(即白色)，並且，其它部分的像素值被設定為0(即黑色)。圖像被轉換為只有黑色和白色像素的二進位圖像。
處理圖9C中圖像的任務就是測量白色(粗糙)像素的數量和圖像總像素數。使用Image Pro Plus中的分割工具，與具有255(白色)的所有像素一樣，可以計算該例中表示粗糙部分的像素數(XR)。用ImagePro Plus中的位圖可以得到圖像總像素數(XT)或者再次用沒有設定分割等級的分割工具計算。現在可以計算粗糙的表面積百分比PSPS＝XR/XTC)化學應用方法所有使用以下提供的紡織品襯底的實施例根據下述方法之一處理，並被相應註明。
I)一步法1.一塊大約13×17英寸的織物被浸入到含有包括理想的化學試劑的化學組合物的浴中。
2.除非另有說明，所用的化學百分比(％)都是基於所製備的浴的總重量的重量百分比，當化學品的化學百分比或克數給定，餘量為水。此外，化學百分比是基於從製造商處得到的化學品，這樣，如果該組合物含有30％的活性成分，那麼這30％組合物的X％被使用。
3.在該織物被完全浸溼後，織物從處理浴中移走，並從壓力為40psi的軋液輥之間經過，得到大約30到大約100％的均勻的軋液率。
4.織物被張緊並固定在拉幅機上以保持理想尺寸。
5.針板拉幅機被放入Despatch爐中，溫度為大約350到380F°，乾燥大約5到大約10分鐘，然後固化整理。
6.一旦從爐中取出，織物被從針板拉幅機上取下並在測試前在室溫下平衡。
II)兩步法1.重複一步法，除將所有化學品加到一個化學浴中之外，將含有化學組合物的一種或多種化學劑，按照下述特定順序分別施加到織物上。
2.織物被浸入包含一種或多種包括化學組合物的化學劑浴中。
3.該織物被完全潤溼後，將織物從處理浴中移走，在一步法中描述的軋液輥之間經過。
4.織物在Despatch爐中在大約300到350F°下乾燥大約5分鐘。
5.然後，織物被浸入含有包括第二化學組合物的理想的化學劑的新鮮的第二浴中。
6.然後，織物如一步法中描述的那樣被乾燥固化。
III)噴淋法1.一塊大約13×17英寸的織物被張緊並固定在拉幅機上。
2.然後，使用在20psi壓力操作的噴槍Model 150(Badger Air-Brush公司)，用包括理想化學劑的化學組合物噴淋該織物。執行噴淋操作直到織物表面被完全潤溼而無滴落。
3.針板拉幅機被放入Despatch爐中，溫度為大約200到350F°，乾燥大約5到大約10分鐘，固化整理。
4.一旦從爐中取出，織物被從針板拉幅機上取下並在測試前在室溫下平衡。
本發明的各種實施方式通過以下實施例體現，但是這裡所提供的具體實施例不限定本發明的範圍。
實施例1微旦尼爾斜紋織物絨面整理一步法處理製備200克的含有以下化學品的浴1.2克(或1％)的Sipernat 22LSTM，親水性二氧化矽顆粒，得自德國Degussa公司。
2.8克(或4％)的Repearl F-7000，氟化防汙劑，得自Mitsubishi公司。
3.2克(或1％)的Milligard MRXTM，交聯劑，得自美利肯化學公司。
用該化學組合物根據前述一步法處理100％的微旦尼爾(microdenier)聚酯織物。該織物上化學組合物的纖維吸液率為大約50％。
微旦尼爾聚酯織物是從南卡羅來納州Spartanburg市的美利肯公司得到的。織物由變形長絲聚酯1/140/200旦尼爾經紗和變形長絲聚酯1/150/100旦尼爾緯紗機織在一起，2×2右斜紋，織物每英寸175根經紗，80根緯紗(以下特指用於本發明的「微旦尼爾斜紋織物」)。用金剛石塗覆輥以1200-30-32的級別，用絨面整理工藝使織物粗糙化。大約19％的表面積受到絨面整理工藝的粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果如1A所示。家庭洗滌1次、5次、10次和20次後測定噴淋度和動力學滾角。結果如1B所示。噴淋度和動力學滾角也可以在Martindale磨蝕1000次循環、2000次循環、5000次循環、10000次循環和20000次循環後測定。結果如1C所示。
實施例2微旦尼爾斜紋織物絨面整理兩步法處理使用相同級別的絨面整理的如實施例1中所述的表面整理的聚酯微旦尼爾斜紋織物用前述兩步法進行處理。在該方法的第一步中，在該織物上應用2％的Ludox AM，平均粒徑為12納米的膠體二氧化矽顆粒，Grace Davison公司市售，然後乾燥。在第二步中，隨後將4.0％的Repearl F-7000和1％的Milligard MRXTM的混合物應用到織物上。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。家庭洗滌1次、5次、10次和20次後測定噴淋度和動力學滾角。結果列入1B。噴淋度和動力學滾角也可以在Martindale磨蝕1000次循環、2000次循環、5000次循環、10000次循環和20000次循環後測定。結果列入1C。
比較例3微旦尼爾斜紋織物無顆粒和無絨面整理除了Sipernat 22LSTM成分被從浴中除去之外，重複實施例1。微旦尼爾斜紋織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。
實施例4汽車用斜紋織物絨面整理一步法處理除了微旦尼爾斜紋織物被汽車內裝潢聚酯織物替代以外，重複實施例1。化學組合物在該織物上的纖維吸液率大約98％。
該汽車內裝潢聚酯織物得自南卡羅來納州Spartanburg市的美利肯公司。織物由變形長絲聚酯2/150/34旦尼爾經紗和緯紗機織在一起，2×2右斜紋(以下特指用於本發明的「汽車用斜紋織物」)。織物染成淡褐色。用金剛石塗覆的輥以級別1200-30-24，用絨面整理工藝粗糙化該織物。大約20％的表面積受到絨面整理工藝的粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。家庭洗滌1次、5次、10次和20次後測定噴淋度和動力學滾角。結果列入1B。噴淋度和動力學滾角也可以在Martindale磨蝕1000次循環、2000次循環、5000次循環、10000次循環和20000次循環後測定。結果列入1C。
比較例5汽車用斜紋織物無顆粒和無絨面整理除了Sipernat 22LSTM成分被從浴中除去之外，重複實施例4。該織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。
實施例6聚酯帳篷織物絨面整理一步法處理除了微旦尼爾斜紋織物被聚酯帳篷織物替代以外，重複實施例1。化學組合物在該織物上的纖維吸液率大約88％。
該聚酯帳篷織物得自南卡羅來納州Spartanburg市的美利肯公司。織物是平紋織物，經向和緯向具有70旦尼爾36根長絲變形PET紗線。每英寸織物由大約90根經紗和80根緯紗構成。(以下特指用於本發明的「帳篷織物」)。織物染成淡褐色。用金剛石塗覆的輥以級別600-30-12，用絨面整理工藝粗糙化該織物。大約17％的表面積受到絨面整理工藝的粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。噴淋度和動力學滾角也可以在Martindale磨蝕1000次循環、2000次循環、5000次循環、10000次循環和20000次循環後測定。結果列入1C。
比較例7帳篷織物無顆粒和無絨面整理除了Sipernat 22LSTM成分被從浴中除去之外，重複實施例6。該織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。
實施例8聚酯船罩織物絨面整理一步法處理製備200克含有以下化學品的浴1.2克(或1％)的Sipernat 22LSTM，親水性二氧化矽顆粒，得自Degussa公司。
2.10克(或5％)的Repearl F-7000，氟化防汙劑，得自Mitsubishi公司。
3.2.4克(或1.2％)的Milligard MRXTM，交聯劑，得自美利肯化學公司。
用該化學組合物根據前述一步法處理100％聚酯船罩織物。化學組合物在該織物上的纖維吸液率大約66％。
該聚酯船罩織物得自南卡羅來納州Spartanburg市的美利肯公司。織物由變形長絲聚酯4/150/36旦尼爾經紗和變形長絲聚酯4/150/36旦尼爾緯紗機織在一平紋結構內，每英寸54根經紗，36根緯紗(以下特指用於本發明的「聚酯船罩織物」)。用600粒度和1200粒度結合的金剛石塗覆的輥以級別1200-30-24，用絨面整理工藝粗糙化該織物。大約25％的表面積受到絨面整理工藝的粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。家庭洗滌1次、5次、10次和20次後測定噴淋度和動力學滾角。結果列入1B。噴淋度和動力學滾角也可以在Martindale磨蝕1000次循環、2000次循環、5000次循環、10000次循環和20000次循環後測定。結果列入1C。
比較例8船罩織物無顆粒和無絨面整理除了Sipernat 22LSTM成分被從浴中除去之外，重複實施例8。該織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。
實施例10扁平機織聚酯織物(織物Q)絨面整理一步法處理除了船罩織物被扁平機織聚酯織物替代以外，重複實施例8。化學組合物在該織物上的纖維吸液率大約32％。
該扁平機織聚酯織物得自南卡羅來納州Spartanburg市的美利肯公司。該織物是1×1平紋，經向上有34根，4.45旦尼爾/根聚酯紗線，緯向上有有34根，4.19旦尼爾/根聚酯紗線(以下特指用於本發明的「織物Q」)。用絨面整理工藝粗糙化該織物，先用600粒度和1200粒度結合的金剛石塗覆的輥以級別600-30-6，接著以級別1200-30-16，對織物進行粗糙化。大約18％的表面積受到絨面整理工藝的粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。家庭洗滌1次、5次、10次和20次後測定噴淋度和動力學滾角。結果列入1B。噴淋度和動力學滾角也可以在Martindale磨蝕1000次循環、2000次循環、5000次循環、10000次循環和20000次循環後測定。結果列入1C。
比較例11扁平機織聚酯織物(織物Q)無顆粒和無絨面整理除了船罩織物被織物Q替代以外，重複實施例9。該織物不用絨面整理工藝粗糙化，Sipernat 22LSTM成分被從浴中除去。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。
比較例12微旦尼爾斜紋織物無絨面整理根據Keller等人的美國專利申請No.2002/0016433 A1製備製備根據Harald Keller等的美國專利申請No.2002/0016433 A1的實施例9的化學組合物。
根據前述噴淋法，使用該化學組合物處理聚酯微旦尼爾斜紋織物。該織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
比較例13汽車用斜紋織物無絨面整理根據Keller等人的美國專利申請No.2002/0016433 A1製備除了微旦尼爾斜紋織物被汽車用斜紋織物替代以外，重複比較例12。該織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
比較例14帳篷織物無絨面整理根據Keller等人的美國專利申請No.2002/0016433 A1製備除了微旦尼爾斜紋織物被帳篷織物替代以外，重複比較例12。該織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
比較例15船罩織物無絨面整理根據Keller等人的美國專利申請No.2002/0016433 A1製備除了微旦尼爾斜紋織物被船罩織物替代以外，重複比較例12。該織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
比較例16扁平機織聚酯織物(織物Q)無絨面整理根據Keller等人的美國專利申請No.2002/0016433 A1製備除了微旦尼爾斜紋織物被織物Q替代以外，重複比較例12。該織物不用絨面整理工藝粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
實施例17船罩織物絨面整理一步法處理製備200克含有以下化學品的浴1.10克(或5％)的Repearl F-7000，氟化防汙劑，得自Mitsubishi公司。
2.5克(或2.5％)的LUDOX CL-P膠體氧化鋁塗層二氧化矽顆粒，得自Grace Davison公司。
3.8克(或4％)的Milligard MRXTM，交聯劑，得自美利肯化學公司。
用該化學組合物根據前述一步法處理實施例8中的聚酯船罩織物(以600-30-12的級別，然後用1200-30-24的級別，用絨面整理工藝進進行粗糙化)。化學組合物在該織物上的纖維吸液率大約65％。處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
實施例18船罩織物無絨面整理一步法處理除了表面整理的船罩織物被沒有絨面整理工藝粗糙化過的船罩織物替代以外，重複實施例17。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
實施例19船罩織物絨面整理一步法處理製備200克含有以下化學品的浴1.10克(或5％)的Repearl F-7000，氟化防汙劑，得自Mitsubishi公司。
2.2克(或1％)的Viviprint 540，聚乙烯吡咯烷酮顆粒，得自ISPTechnologies公司。
3.1.6克(或0.8％)的LUDOX CL-P，膠體氧化鋁塗層二氧化矽顆粒，得自Grace Davison公司。
4.2.4克(或1.2％)Milligard MRXTM，交聯劑，得自美利肯化學公司。
用該化學織物根據前述一步法處理實施例8中的聚酯船罩織物(用絨面整理工藝，先用600-30-12級別，接著用1200-30-24級別)。化學織物在該織物上的纖維吸液率大約68％。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
實施例20聚酯帳篷織物絨面整理無顆粒一步法處理用前述一步法處理實施例6中的聚酯帳篷織物(用絨面整理工藝，600-30-12級)。1.0％的Repearl F-7000和2％Milligard MRXTM的混合物被施加到織物上。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
比較例21帳篷織物無顆粒和無絨面整理用前述一步法處理實施例6中的聚酯帳篷織物(無絨面整理工藝)。1.0％的Repearl F-7000和0.25％Milligard MRXTM的混合物被施加到織物上。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。
實施例22
尼龍/棉混紡織物絨面整理兩步法用前述兩步法處理50％尼龍/50％棉的混紡織物。在該方法的第一步中，2％的Ludox AMTM膠體二氧化矽顆粒，平均粒徑為12納米，得自Grace Davison公司，被施加到該織物上，接著進行乾燥。在第二步中，5.0％的Repearl F-7000和1.2％的Milligard MRXTM被隨後應用到該織物上。
該尼龍/棉混紡織物得自南卡羅來納州Spartanburg市的美利肯公司。織物由20/1環錠紡尼龍/棉(52/48)經紗和17/1環錠紡尼龍/精梳棉(52/48)緯紗構成，2×1左斜紋結構。(以下特指用於本發明的「尼龍/棉混紡織物」)。織物用專利絨面整理工藝，1000粒度的砂紙盤，進行粗糙化。然後進行燒毛以除去長的鬆散的纖維。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定1次和5次家庭洗滌後的性能，結果分別列入表1B。
比較例23尼龍/棉混紡織物無顆粒和無絨面整理用前述一步法處理實施例22中的尼龍/棉混紡織物(無絨面整理工藝)。5.0％的Repearl F-7000和1.2％Milligard MRXTM的混合物被施加到織物上。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定1次和5次家庭洗滌後的性能，結果分別列入表1B。
實施例24汽車用斜紋織物絨面整理兩步法處理用前述兩步法處理實施例4中所示的汽車用斜紋織物(用1200-30-24級絨面整理工藝粗糙化)。在該方法的第一步中，4.0％的Repearl F-7000、1.2％的Milligard MRXTM和0.1％的Wetaid NRW(一種不會重新溼潤(non-rewetting)的潤溼劑，得自俄亥俄州Cleveland市的Noveon有限公司)的混合物被應用到該織物上。在第二步中，2.5％的Ludox CL-PTM、2.5％Milligard MRX和5.0％的Repearl F-7000的混合物隨後被施加到還是溼態的該織物上。織物然後被乾燥固化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。處理後的織物還測定耐洗滌和耐磨性能，結果分別列入表1B和1C。
實施例25聚酯帳篷織物絨面整理一步法處理用5％的SE-40A(聚二甲基矽氧烷基乳液，得自南卡羅來納州鄧肯市的Kelmar industries公司)，根據前述一步法處理實施例6中的表面整理聚酯帳篷織物(用600-30-12級絨面整理工藝粗糙化)。
織物用水預洗(無清潔劑)除去殘留防護劑，在進一步測試前乾燥。用前述方法測量織物的動力學滾角並且，測定為25度。
實施例26聚酯帳篷織物無絨面整理一步法處理除了表面整理的聚酯帳篷織物被沒有表面整理的聚酯帳篷織物替代以外，重複實施例25。用前述方法測定織物的動力學滾角，所測大於50度(受測試儀器的限度)實施例27聚酯帳篷織物絨面整理一步法處理用5％的Consopel ZW(一種鋯蠟基乳液用作防水劑，得自南卡羅來納州夏洛特市的Consos公司)，根據前述一步法處理實施例6中的表面整理聚酯帳篷織物(用600-30-12級絨面整理工藝粗糙化)。
用前述方法測定織物的動力學滾角，測定為18度。
實施例28聚酯帳篷織物無絨面整理一步法處理除了表面整理的聚酯帳篷織物被沒有表面整理的聚酯帳篷織物替代以外，重複實施例27。用前述方法測定織物的動力學滾角，測定為23度。
實施例29無紡織物絨面整理一步法處理除了聚酯船罩織物被無紡織物替代以外，重複實施例8。化學織物在該織物上的纖維吸液率大約78％。
無紡織物是聚酯紡粘，每平方米克重25，得自南卡羅來納州Simpsonville市的BBA Nonwovens公司。用金剛石塗覆的磨蝕輥以1200-15-6級，絨面整理工藝進行機械粗糙化。
處理後的織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入表1A。
比較例30無紡織物無顆粒和無絨面整理除了Sipernat 22LSTM成分被從浴中除去外，重複實施例29。不用絨面整理工藝處理織物。
處理後的無紡織物用前述方法測定防水防油性、噴淋度、動力學滾角，作為原樣(「AR」)。結果列入1A。
表1A防護性能測試結果


*動力學滾角的滾離距離為3釐米表1B耐洗性測試結果


*動力學滾角的滾離距離為3釐米。
**洗15次。
「N/A」表示無測試數據。
表1C耐磨擦測試結果


*動力學滾角的滾離距離為3釐米。
「N/A」表示無數據。
表1A的結果顯示根據本發明處理後的織物顯示出很好的防油防水性以及優異的噴淋度。當與比較例11-16相比較時，根據本發明處理的織物的防油防水和噴淋度表現異常優異。此外，根據本發明處理的織物通常表現出比任何比較例都較低的動力學滾角。此外，實施例25-28使用了無氟化學防護劑。實施例25和26使用聚矽氧烷作為防護劑，實施例27和28使用鋯蠟作為防護劑。實施例25和27中表面整理的織物(分別用聚矽氧烷和蠟)表現出比實施例26和28的對照織物(分別用聚矽氧烷和蠟)更低的動力學滾角，表明，絨面整理處理比單獨用防護劑處理能提供更防水的襯底。實施例29表明，用本發明中的工藝獲得防水無紡織物的動力學滾角比實施例30中，無絨面整理和顆粒處理的同樣的無紡織物要低得多。
因此，這些實施例的結果表明絨面整理處理的優點和納米顆粒在紡織品襯底表面的任意添加，會形成類似於蓮葉表面上那樣的表面粗糙度，從而製造出具有優異拒液性能的紡織品襯底。處理也進一步賦予織物「自清潔「的特徵，例如，令人不快的液體接觸到紡織品襯底後，易於攢成球狀滾離襯底的表面。
表1B中的結果顯示根據本發明處理後的織物，在經過20次洗滌的噴淋度測試後，通常呈現良好的耐洗滌性。與比較例11-16相比，根據本發明處理的織物的噴淋度表現異常優異。此外，根據本發明處理的織物通常表現出比任何比較例都較低的動力學滾角。更具體的，在洗滌1次後，比較例12-16沒有表現出任何拒液性能，而大部分其它實施例在洗滌20次後保持至少適中的拒液性。因此，這些實施例的結果顯示絨面整理處理的優點和納米顆粒在紡織品襯底表面的任意添加，形成類似於蓮葉表面上那樣的表面粗糙度，從而製造出具有耐洗滌的超防水性、自清潔的紡織品襯底。
表1C中的結果顯示大部分根據本發明處理後的織物，在經過20000次循環磨蝕後，通常呈現良好的噴淋度。與比較例12-16相比，根據本發明處理的織物表現異常優異。更具體的是，在經過20000次循環後，比較例12-16顯示噴淋度僅在45-60範圍內，而許多根據本發明處理後的織物，經過20000次循環後，噴淋度範圍在50-90之間-增大了四倍。此外，實施例1和2在經過10000次循環後，表現出相當低的動力學滾角，實施例24在經過20000次循環後，表出現相當低的動力學滾角，因此，結果顯示根據本發明處理後的織物，在經受摩擦後，例如正常使用中的摩擦，能保持防水性。因此，這些實施例的結果表明絨面整理處理的優點和納米顆粒在紡織品襯底表面的任意添加，形成類似於蓮葉表面上那樣的表面粗糙度，從而製造出具有耐磨擦的超防水性、自清潔的紡織品襯底。
測量纖維表面粗糙度的樣品製備來自實施例部分所述織物樣品的具有代表性的纖維或紗線在顯微鏡觀察前被小心擺放在樣品臺上。這些具有蓮葉效應的代表性纖維基本位於含纖維襯底平面內。如下面進一步解釋的那樣，通過纖維的實際物理測量來測定粗糙係數(R.F.)。通常，當被放大較大倍數時，粗糙係數可能會稍微有點高，因為，分析過程中使用的個體數會變得更多。因此，放大到500倍被選作紡織纖維粗糙係數測量的標準。基於其它放大倍數的計算僅顯示從文獻中得到的樣品或一個具體的點。
在掃描電鏡檢測前，用Denton Desk II模型濺射塗膜器(新澤西州Morristown市Denton Vacuum有限公司)在這些代表性的纖維或紗線上進行噴金，大約150到200埃的黃金被沉積到樣品表面。
使用Amray Model 1845FE掃描電鏡(KLA-Tencor，Inc.160RioRobles，San Jose，加利福尼亞95134)成像，在5千伏加速電壓下操作。
儘管最常使用放大倍數500倍，因為這個倍數下所觀察到的細節最佳，但是也可以在各种放大倍數下檢測纖維樣品。在IBM兼容個人計算機上，用WIN TV-GO(Happauge Computer Works，Inc.，Happauge，NY)視頻卡製作圖像和被保存為jpg圖像文件，800×600像素。
測定粗糙係數(R.F.)的方法代表性纖維的粗糙係數(R.F.)可以如下所示被客觀測量。圖像採集如前所示。紡織品襯底的經處理的纖維上的粗糙區域(圖7A所示)在SEM內的放置要能使被處理纖維的側面影像清晰可見。纖維整理造成的由突出、刮磨、顆粒等形成的纖維表面粗糙度可以被清楚地看到。需要指明的是，纖維不是均勻粗糙化的。即，儘管頂部表面可以被完全粗糙化，但是遠離紡織品襯底頂部表面的纖維的側面可能根本沒有粗糙化。在一根纖維的連續的側面上測量纖維頂部表面的纖維粗糙係數。不測量斷裂纖維末端或末梢上或接近斷裂纖維末端或末梢。
形成的數字圖像800×600像素。單根纖維放大五百倍採集圖像。圖像文件倍保存為JPEG格式8位元組RGB文件。
圖7A所示為從掃描電鏡獲得的來自實施例6中所述的帳篷織物的纖維的原始圖像。為了聚焦在纖維的稜邊及其相應的粗糙度，可以提取只顯示輪廓內被處理纖維的粗糙稜邊的部分圖像。在提取的圖像內，纖維取向指向沿著圖像的其中一個邊。那個方向所指在這裡為圖像的長度。分析用的圖像的長度是100微米或更長。例如，圖7B顯示從電鏡獲得的帳篷織物的原始圖像中提取的部分。
為了分析，使用兩個軟體包Adobe Photoshop6.0.1，得自加利福尼亞州San Jose市的Adobe Systems Incorporated公司；以及Image ProPlus4.5，得自馬裡蘭州Silver Spring市的Media Cybernetics有限公司。提取的圖像在Image Pro Plus4.5轉換成8位元組的亮度色標圖像(每像素佔據一個灰度值，從0到255，或從黑色到白色)。提取的文件然後被轉換到Adobe Photoshop。為了分離出表示背景中纖維稜邊的圖像的像素，並提高分析能力，使用3-像素直徑擦除工具標出纖維稜邊和背景之間的界限。為了實現這一目的，擦除器被設定成轉換所跨橫過區域內的所有像素，同時將這些像素激活至黑色，像素值為0。用滑鼠處理被放大的圖像(在Adobe Photoshop的界面上放大200％或更大)，用手準確地勾勒出纖維稜邊和背景之間的界限，並設定背景像素為0。在背景稜邊的像素被設置為0後，剩下的背景也被設置為0(黑色)。
圖7C所示和圖7B一樣的圖像，用上述方法將背景設置為0。這個圖像在Image Pro Plus中被保存為TIFF文件用作以後分析。
使用Image Pro Plus，打開黑色背景圖像文件。這個圖像用於計算纖維稜邊粗糙度。原則上，粗糙度參數被定義為纖維稜邊實際長度包括表面上所有的突出部分除以圖像的長度(假設討論中的該纖維沿著圖像的整個長度延伸)。
為了測量表面輪廓，背景像素可以被標示為黑白兩色，以顯示纖維表面粗糙度的形狀(即陰影)。為了測量表面輪廓，Image Pro Plus允許使用者選擇圖像的某些部分，根據該部分的像素值和尺寸來選擇。因為，背景像素已經被設定為黑色(像素值為0)，通過分割出接近於0值的像素，可以從圖像中選擇背景。
因為，在圖像中可能有陰影，有一些像素物體的像素值接近於零，但不表示背景和輪廓。這些像素物體總是包括比背景更小的像素。因此，通過要求像素物體被標示為像素尺寸大於圖像中陰影尺寸的背景，分析者從輪廓中排除陰影。
為完整起見，物體的選擇要能使選定像素的大背景中的像素「孔」被自動選擇，在4個連接範圍內相互鄰近的像素，被標為背景部分。這意味著，圖像中的物體，通過具有位於特定像素之上或之下、或任一邊的鄰居，應該被連接到圖像中的主體；僅通過對角連接的像素將不被包括在選定的背景物體中。用於圖7C被標示背景圖像的例子顯示在圖7D中。是為圖9B勾勒的表面粗糙度圖像的例子。處理這個圖像的任務就是測量與纖維連接的背景的長度，或者輪廓的長度。
為了測量輪廓的長度，使用黑白陰影圖像。通過定義追蹤背景/纖維分界線稜邊的單像素寬線，來估算分界面的長度。用下述方法來產生該單像素寬線。
首先複製陰影圖像。用被稱為侵蝕過濾器的形態過濾器處理陰影圖像的第一拷貝。侵蝕過濾器採集黑白兩色圖像，可以移動圖像的白色部分的分界線，使得圖像白色部分降低(較少的像素)，黑色部分增加(更多的像素)，但是分界線的形狀保持不變。侵蝕過濾器的形狀是3×3個交叉(cross)。這個過濾器在圖像上應用一次。然後用膨脹過濾器處理原始陰影圖像的第二拷貝。這個與侵蝕過濾器相反。對於擴大的圖像，圖像的白色部分長大，黑色部分變小，因此，保留分界線的形狀。膨脹過濾器再次使用3×3交叉形的過濾器一遍。使用圖像算法，消掉的和擴大的圖像的絕對差別給出一個圖像，其中，在原始的背景/纖維分界線上只保留一根線(比單像素寬)。因為，侵蝕和膨脹過濾器已經保留圖像的所有部分，除了在界面區以外，這導致相同的情況。為了得到單像素寬線，再次用所謂的「修枝」過濾器處理絕對差別圖像。這個方法採集多像素寬線並將其壓縮到單像素。任何邊界線上的分支都被除去。該最終圖像成為輪廓圖，給出一個單像素寬白線(像素值255)，表示處理纖維的粗糙度輪廓。圖7B的輪廓圖實施例在圖7E中表示。
粗糙係數(R.F.)對應粗糙稜邊的長度，通常與纖維表現出的表面粗糙程度成正比。根據定義來計算。可以用Image Pro Plus的計算工具來對輪廓圖像進行計算。計算工具被設定成計算所有的尺寸單像素或較大像素的白色物體(像素值255)。如果多像素物體是上述的四連接的，也計作一個單個物體。
計算工具給出至少兩種信息。計算工具提供分界線上的像素數，和分界線上的物體數。物體的意義又涉回到像素是否是四連接。這對於計算邊界線的長度是重要的，因為，當4連接的長度僅為1個像素時，沿著對角線的連接(稱為8連接)的幾何長度為21/2像素。如果在分界線上有N個物體和M個像素，有N-1個對角線連接(長度21/2)，M-N個直線連接(長度1)。因此，輪廓(LP)的長度(以像素為單位)為LP＝(N-1)21/2+(M-N)。
圖像長度(L1)是簡單的圖像像素長度，等於沿著纖維被取樣的長度。這個可以在Image Pro Plus找到，例如通過看位圖和計算圖像的柱狀長度。討論中的該纖維的粗糙係數(R.F.)參數現在可以通過計算R.F.比率得到
R.F.＝LP/L1。
表1D和1E列出所選樣品的數據。對應著表1A-1C的數據的樣品號在表1D和1E中同樣使用。例如，「實施例2」是指按照實施例2中所述製備的紡織品襯底。為了比較，從襯底的高粗糙表面區域上抽出的纖維作為絨面整理處理的結果，在其表面上具有顆粒(表中示為「FF+顆粒」)，與沒有絨面整理形成的表面粗糙度的區域抽出的纖維相比較，該纖維表面上有顆粒(表中示為「顆粒」)。
表1D實施例的粗糙係數(R.F.)


表1E比較例的粗糙係數(R.F.)


*這些異乎尋常的高粗糙係數被認為是由纖維表面上一個或多個大的被隔離的顆粒團塊引起的。
表1D和1E中的結果顯示根據本發明處理後的由纖維構成的織物比現有技術中的其它超防水紡織纖維表面，例如，比較例中的所述的織物，表現出更高的粗糙係數。粗糙係數值顯示了單獨使用顆粒製造粗糙化表面會引起在織物被處理過表面上的纖維具有低粗糙係數(通常RF＜1.10)。而且，在一些異乎尋常的情況中，高粗糙係數值可以由大的單獨的顆粒團塊引起，這並不耐久地連接到襯底上。表1D最後三個實施例顯示即使在較高的放大倍數(1000倍)，被施加到纖維表面上的顆粒不能如本發明所述，對粗糙係數作出有意義的貢獻。因此，如本發明所述，在紡織品襯底表面，用絨面整理結合顆粒處理會在纖維表面上製造出與蓮葉表面相似的表面特徵，其中，表面的粗糙係數大於或等於1.10，並且被經處理的襯底表現出優異的拒液性能。
表1A-1E中的結果表明，表面粗糙度確實影響賦予纖維襯底的防液性能，這個可以由低動力學滾角、高噴淋度和高防水防油性來證明。如前所述，本發明的表面比現有技術中的表面表現出較高的和更耐久的防液性和自清潔性。
根據表中分隔的數據，本發明清楚的顯示了那些具有最好的防液性、噴淋度和耐洗滌性的織物表現出最大的粗糙係數。
本發明能夠滿足製造具有超防水和自清潔性能的紡織品襯底，該襯底可以適用於許多最終的應用。其包括，不限制於此，汽車用織物(例如可變頂棚)和服裝。
本領域技術人員可以在不背離本發明的範圍和精神的情況下對本發明作出各種改進和修改。此外，本領域技術人員會意識到，前述說明僅僅是通過實施例的方式，而不意味著對所附權利要求所述的本發明的範圍的限制。
權利要求
1.一種具有第一表面和第二表面的含纖維襯底，其至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(a)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10。
2.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述整體微觀表面結構的尺寸小於大約100微米。
3.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述整體微觀表面結構存在於其至少一個表面的至少10％上。
4.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述整體微觀表面結構存在於其至少一個表面的至少15％上。
5.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述整體微觀表面結構存在於其至少一個表面的至少20％上。
6.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底在所述至少一個表面上還包括防護組分。
7.如權利要求6所述的含纖維襯底，其中所述防護組分選自含碳氟化合物的化學品、聚矽氧烷、蠟及其組合。
8.如權利要求7所述的含纖維襯底，其中所述防護組分是含碳氟化合物的化學品。
9.如權利要求8所述的含纖維襯底，其中所述含碳氟化合物的化學品是含氟丙烯酸酯的組合物或者含氟乙烷的組合物。
10.如權利要求6所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底在所述至少一個表面上還包括交聯組分。
11.如權利要求10所述的含纖維襯底，其中所述交聯組分是聚氨酯基物質。
12.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底在所述至少一個表面上還包括微粒組分。
13.如權利要求12所述的含纖維襯底，其中所述微粒組分包括平均粒徑為大約1納米到大約50微米的顆粒。
14.如權利要求12所述的含纖維襯底，其中所述微粒組分包括平均粒徑為大約5納米到大約1微米的顆粒。
15.如權利要求12所述的含纖維襯底，其中所述微粒組分包括平均粒徑為大約10納米到大約50納米的顆粒。
16.如權利要求12所述的含纖維襯底，其中所述微粒組分包括至少一種選自矽酸鹽、摻雜矽酸鹽、礦石、二氧化矽、聚合物、碳、石墨、金屬鹽、金屬粉末、二氧化矽包被的金屬粉末、無機氧化物及其組合的物質。
17.如權利要求16所述的含纖維襯底，其中所述微粒組分是二氧化矽基物質。
18.如權利要求17所述的含纖維襯底，其中所述二氧化矽基物質是膠體二氧化矽。
19.如權利要求12所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底在所述至少一個表面上還包括交聯組分。
20.如權利要求19所述的含纖維襯底，其中所述交聯組分是聚氨酯基物質。
21.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底還包括防護組分、微粒組分和交聯組分。
22.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.20。
23.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.30。
24.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底包括機織織物。
25.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底包括非織造織物。
26.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底包括針織織物。
27.如權利要求1所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底包括條紋稀鬆布。
28.一種具有第一表面和第二表面的含纖維襯底，其至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(a)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；和(b)防護組分。
29.如權利要求28所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底在所述至少一個表面上還包括交聯組分。
30.如權利要求28所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底在所述至少一個表面上還包括微粒組分。
31.如權利要求29所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底在所述至少一個表面上還包括微粒組分。
32.一種具有第一表面和第二表面的含纖維襯底，其至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(a)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；(b)防護組分；和(c)微粒組分。
33.如權利要求32所述的含纖維襯底，其中所述含纖維襯底在所述至少一個表面上還包括交聯組分。
34.一種複合紡織品襯底，其包括(I)至少一層具有第一表面和第二表面的含纖維襯底，該含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(a)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；和(II)至少一層選自下述物質的附加層含纖維襯底、膜、塗層、泡沫、增強襯底和粘合劑。
35.如權利要求34所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括防護組分。
36.如權利要求35所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括交聯組分。
37.如權利要求34所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括微粒組分。
38.如權利要求37所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括交聯組分。
39.如權利要求34所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括防護組分、微粒組分和交聯組分。
40.一種複合紡織品襯底，其包括(I)至少一層具有第一表面和第二表面的含纖維襯底，該含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(a)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；和(b)防護組分；和(II)至少一層選自下述物質的附加層含纖維襯底、膜、塗層、泡沫、增強襯底和粘合劑。
41.如權利要求40所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括交聯組分。
42.如權利要求40所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括微粒組分。
43.如權利要求42所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括交聯組分。
44.一種複合紡織品襯底，其包括(I)至少一層具有第一表面和第二表面的含纖維襯底，該含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(a)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；(b)防護組分；和(c)微粒組分；和(II)至少一層下述物質的附加層含纖維襯底、膜、塗層、泡沫、增強襯底和粘合劑。
45.如權利要求44所述的複合紡織品襯底，其中所述含纖維襯底還包括交聯組分。
46.一種具有第一表面和第二表面的機織含纖維襯底，其至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(a)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；和(b)化學混合物，所述化學混合物包括(i)含碳氟化合物的防護組分，(ii)微粒組分，和(iii)交聯組分；其中，所述機織含纖維襯底在洗滌後表現出充分耐用的防水性，在根據3M防水實驗II(1992年5月)進行測試時，所述防水性至少為大約5。
47.如權利要求46所述的含纖維襯底，其中所述整體微觀表面結構的尺寸小於大約100微米。
48.如權利要求46所述的含纖維襯底，其中所述整體微觀表面結構存在於其至少一個表面的至少10％上。
49.如權利要求46所述的含纖維襯底，其中所述整體微觀表面結構存在於其至少一個表面的至少15％上。
50.如權利要求46所述的含纖維襯底，其中所述整體微觀表面結構存在於其至少一個表面的至少20％上。
51.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中所述含碳氟化合物的防護組分包括氟丙烯酸酯。
52.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中所述微粒組分包括平均粒徑為大約1納米到大約50微米的顆粒。
53.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中所述微粒組分包括平均粒徑為大約5納米到大約1微米的顆粒。
54.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中所述微粒組分包括平均粒徑為大約10納米到大約50納米之間的顆粒。
55.如權利要求52所述的含纖維襯底，其中所述微粒組分包括至少一種選自矽酸鹽、摻雜矽酸鹽、礦物、二氧化矽、聚合物、碳、石墨、金屬鹽、金屬粉末、二氧化矽包被的金屬粉末、無機氧化物及其組合的物質。
56.如權利要求55所述的機織含纖維襯底，其中所述微粒組分是二氧化矽基物質。
57.如權利要求56所述的含纖維襯底，其中所述二氧化矽基物質是膠體二氧化矽。
58.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中所述交聯組分是聚氨酯基物質。
59.如權利要求46所述的含纖維襯底，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.20。
60.如權利要求46所述的含纖維襯底，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.30。
61.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法118-2000進行測試時，所述襯底表現出的防油性至少為大約5。
62.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC測試方法22-2000進行測試時，所述襯底表現出的噴淋度為100。
63.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中所述襯底表現出的動力學滾角(DRA)小於或等於大約100度。
64.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法22-2000進行測試時，在1次家庭洗滌後，所述襯底表現出的噴淋度為至少70。
65.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法22-2000進行測試時，在5次家庭洗滌後，所述襯底表現出的噴淋度為至少70。
66.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法22-2000進行測試時，在10次家庭洗滌後，所述襯底表現出的噴淋度為至少70。
67.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法22-2000進行測試時，在20次家庭洗滌後，所述襯底表現出的噴淋度為至少60。
68.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在1次家庭洗滌後，所述襯底表現出的(DRA)小於或等於大約13.0度。
69.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在5次家庭洗滌後，所述襯底表現出的動力學滾角(DRA)小於或等於大約28.0度。
70.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在10次家庭洗滌後，所述襯底表現出的動力學滾角(DRA)小於或等於大約35.0度。
71.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在20次家庭洗滌後，所述襯底表現出的動力學滾角(DRA)小於或等於大約34.5度。
72.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法22-2000進行測試時，在進行2000次Martindale磨蝕循環後，所述襯底表現出的噴淋度至少為70。
73.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法22-2000進行測試時，在進行5000次Martindale磨蝕循環後，所述襯底表現出的噴淋度至少為70。
74.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法22-2000進行測試時，在進行10000次Martindale磨蝕循環後，所述襯底表現出的噴淋度為至少為60。
75.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在根據AATCC實驗方法22-2000進行測試時，在進行20000次Martindale磨蝕循環後，所述襯底表現出的噴淋度至少為50。
76.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在進行2000次Martindale磨蝕循環後，所述襯底表現出的動力學滾角(DRA)小於或等於大約28.0度。
77.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在進行5000次Martindale磨蝕循環後，所述襯底表現出的動力學滾角(DRA)小於或等於大約35.0度。
78.如權利要求46所述的機織含纖維襯底，其中在進行10000次Martindale磨蝕循環後，所述襯底表現出的動力學滾角(DRA)小於或等於大約21.5度。
79.一種製造具有第一表面和第二表面的含纖維襯底的方法，該含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(i)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；所述方法包括以下步驟(a)提供含纖維襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面；和(b)對所述襯底的至少所述第一表面進行絨面整理，由此在所述第一表面上形成整體微觀表面結構。
80.如權利要求79所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理、化學處理或其組合而完成的。
81.如權利要求80所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理而完成的。
82.如權利要求81所述的方法，其中所述機械處理是通過使至少所述第一表面與一個或多個磨蝕面相接觸而完成的。
83.如權利要求82所述的方法，其中所述一個或多個磨蝕面上覆蓋有金剛石磨料粒或砂紙。
84.如權利要求83所述的方法，其中所述磨蝕面上覆蓋有平均磨料粒度為大約600到大約1200的金剛石磨料粒。
85.如權利要求84所述的方法，其中所述的磨蝕面包括一個或多個磨蝕輥柱。
86.一種製造具有第一表面和第二表面的含纖維襯底的方法，所述含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(i)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；所述方法包括以下步驟(a)提供含纖維襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面；(b)對所述襯底的至少所述第一表面進行絨面整理，由此在所述第一表面上形成整體微觀表面結構；和(c)將化學混合物塗覆到所述襯底的至少所述第一表面上，所述化學混合物包括防護組分。
87.如權利要求86所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理、化學處理或其組合而完成的。
88.如權利要求87所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理而完成的。
89.如權利要求88所述的方法，其中所述機械處理是通過使至少所述第一表面與一個或多個磨蝕面相接觸而完成的。
90.如權利要求89所述的方法，其中所述一個或多個磨蝕面上覆蓋有金剛石磨料粒或砂紙。
91.如權利要求90所述的方法，其中所述磨蝕面上覆蓋有平均磨料粒度為大約600到大約1200金剛石磨料粒。
92.如權利要求91所述的方法，其中所述的磨蝕面包括一個或多個磨蝕輥柱。
93.一種製造具有第一表面和第二表面的含纖維襯底的方法，所述含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(i)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；所述方法包括以下步驟(a)提供含纖維襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面；(b)對所述襯底的至少所述第一表面進行絨面整理，由此在所述第一表面上形成整體微觀表面結構；和(c)將化學混合物塗覆到所述襯底的至少所述第一表面上，所述化學混合物包括防護組分和微粒組分。
94.如權利要求93所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理、化學處理或其組合而完成的。
95.如權利要求94所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理而完成的。
96如權利要求95所述的方法，其中所述機械處理是通過使至少所述第一表面與一個或多個磨蝕面相接觸而完成的。
97.如權利要求96所述的方法，其中所述一個或多個磨蝕面上覆蓋有金剛石磨料粒或砂紙。
98.如權利要求97所述的方法，其中所述磨蝕面覆蓋有平均磨料粒度為大約600到大約1200的金剛石磨料粒。
99.如權利要求98所述的方法，其中所述的磨蝕面包括一個或多個磨蝕輥柱。
100.一種製造具有第一表面和第二表面的含纖維襯底的方法，所述含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(i)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；所述方法包括以下步驟(a)提供含纖維襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面；(b)對所述襯底的至少所述第一表面進行絨面整理，由此在所述第一表面上形成整體微觀表面結構；(c)將第一化學混合物塗覆到至少所述第一表面上，所述第一化學混合物包括微粒組分；和(d)隨後，將第二化學混合物塗覆到至少所述第一表面上，所述第二化學混合物包括防護組分。
101.如權利要求100所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理、化學處理或其組合而完成的。
102.如權利要求101所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理而完成的。
103如權利要求102所述的方法，其中所述機械處理是通過使至少所述第一表面與一個或多個磨蝕面相接觸而完成的。
104.如權利要求103所述的方法，其中所述一個或多個磨蝕面上覆蓋有金剛石磨料粒或砂紙。
105.如權利要求104所述的方法，其中所述磨蝕面覆蓋有平均磨料粒度為大約600到大約1200的金剛石磨料粒。
106.如權利要求105所述的方法，其中所述的磨蝕面包括一個或多個磨蝕輥柱。
107.一種製造具有第一表面和第二表面的含纖維襯底的方法，所述含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(i)具有大量基本未斷裂纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維至少部分長度的表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；所述方法包括以下步驟(a)提供含纖維襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面；(b)對所述襯底的至少所述第一表面進行絨面整理，由此在所述第一表面上形成整體微觀表面結構；(c)將第一化學混合物塗覆到至少所述第一表面上，所述第一化學混合物包括防護組分；和(d)隨後，將第二化學混合物塗覆到至少所述第一表面上，所述第二化學混合物包括防護組分和微粒組分。
108.如權利要求107所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理、化學處理或其組合而完成的。
109.如權利要求108所述的方法，其中所述步驟(b)的絨面整理是通過機械處理而完成的。
110如權利要求109所述的方法，其中所述機械處理是通過使至少所述第一表面與一個或多個磨蝕面相接觸而完成的。
111.如權利要求110所述的方法，其中所述一個或多個磨蝕面上覆蓋有金剛石磨料粒或砂紙。
112.如權利要求111所述的方法，其中所述磨蝕面覆蓋有平均磨料粒度為大約600到大約1200的金剛石磨料粒。
113.如權利要求112所述的方法，其中所述磨蝕面包括一個或多個磨蝕輥柱。
114.一種製造複合紡織品襯底的方法，該方法包括以下步驟(a)提供至少一層具有第一表面和第二表面的含纖維襯底，所述含纖維襯底的至少一個表面的至少一部分具有整體微觀表面結構，其中所述整體微觀表面結構具有基本垂直於所述含纖維襯底平面的凸起，所述至少一個表面包括(i)具有大量基本未斷裂的纖維的部分，所述基本未斷裂的纖維具有沿所述纖維的至少部分長度表面結構，其中所述纖維的粗糙係數大於或等於大約1.10；(b)提供至少一層選自下列物質的附加層含纖維襯底、膜、塗層、泡沫、增強襯底和粘合劑；和(c)將步驟(a)和(b)中的層結合在一起。
115.如權利要求114所述的方法，其中(c)的所述結合步驟可以使用粘合劑、熱層壓及其組合來完成。
全文摘要
本發明公開了用於處理紡織品襯底以得到優異的防水性能的組合物和方法。所給予纖維襯底的耐用微觀表面結構使得液體攢成球狀滾離其表面。機械磨蝕或砂洗技術可用於在基本不會使纖維斷裂的情況下在纖維紡織品襯底的表面製造這種微觀表面結構，隨後使用，例如，含碳氟化合物的防護劑組合物進行化學處理。也可以聯合使用顆粒和防護組分以獲得優異的防護性能。粗糙表面的纖維的性能，即，粗糙係數，用於表徵經處理的紡織品襯底的微觀表面結構。本發明還公開了即使在多次磨蝕或洗滌循環後，仍然具有優異的防水和防油性的經處理的紡織品襯底。
文檔編號D06M15/277GK1942311SQ200480042814
公開日2007年4月4日 申請日期2004年9月27日 優先權日2004年2月24日
發明者Y·王, D·T·麥克布雷德, R·S·科爾曼 申請人:美利肯公司