[发明专利]亲水性纤维物件

说明书

技术领域

本说明书涉及具有纳米粒子涂层的纤维物件，且更具体来说，涉及具有纳米粒子涂层的铺地物件，以及向纤维物件涂覆纳米粒子涂层的方法。

背景技术

在许多应用中希望具有亲水性或水可润湿性表面的物件。举例来说，在下雨环境中，需要在建筑物门口提供地垫以快速吸收进入建筑物的人的鞋子中的水或从伞上振落的水滴或从进入建筑物的人的外衣上滴下的水滴。在一些地方，通常使用棉制门垫，其可快速吸水但持久性不良，经常发霉并因此需要更换门垫。其它类型的门垫可由诸如尼龙或聚丙烯等人造纤维制成，其可能不易长霉，但这些材料可能不能非常快速地吸水。

纤维材料的已知亲水性涂层包括以下文献中所述的涂层：美国专利第6,136,215号(纺织品的硅氧烷处理(siloxane treatments fortextiles))、美国专利第6,436,855号(高速加工吸水物件之前的纤维整理(fiber finishing prior to high speed manufacture of water-absorbing articles))和WO2003097925(用含有羧基的聚合物处理合成纤维(treatment ofsynthetic fibers with polymers that contain carboxyl groups))。

美国专利第7,112,621号中已描述使用纳米粒子系统来官能化软表面。

例如，如美国专利第5,585,186号、第5,723,175号、第5,753,373号和第6,040,053号以及US20040237833中已描述使用二氧化硅纳米粒子提供防雾应用的亲水性性质。

美国专利第5,908,663号、第7,407,899号和第7,485,588号中已描述使用纳米粒子作为地毯表面处理的一部分，其中处理通常提供拒液性和防沾污性。

发明内容

在一些实施例中，描述一种包含具有偶联剂和表面改性二氧化硅纳米粒子的聚合纤维的纤维物件，其中所述表面改性二氧化硅纳米粒子包含亲水性表面改性剂且使所述聚合纤维变得亲水。

在一些实施例中，描述一种包含具有偶联剂和表面改性二氧化硅纳米粒子的聚合纤维的地垫，其中所述表面改性二氧化硅纳米粒子包含亲水性表面改性剂且使所述聚合纤维变得亲水。

在一些实施例中，描述一种包含具有偶联剂和表面改性二氧化硅纳米粒子的聚合纤维的地垫，其中所述表面改性二氧化硅纳米粒子包含亲水性表面改性剂且使所述聚合纤维变得持久亲水。

在一些实施例中，描述一种制造纤维物件的方法，所述方法包含(a)用偶联剂涂布聚合纤维，接着(b)用亲水性表面改性二氧化硅纳米粒子的水性分散液涂布聚合纤维，和(c)干燥涂布过的纤维，其中所述表面改性二氧化硅纳米粒子使干燥过的聚合纤维变得亲水。

在一些实施例中，偶联剂可包含氨基硅烷。在其它实施例中，偶联剂可包含聚乙烯亚胺。在一些实施例中，可使偶联剂与聚合纤维的表面共价键合。

在一些实施例中，表面改性二氧化硅纳米粒子可包含选自由羧酸基、磺酸基、膦酸基和其盐组成的群组的亲水性表面改性基团。在一些实施例中，亲水性表面改性基团可包含亲水性醚基(包括聚环氧乙烷基)、脂肪族羟基或糖基(包括糖硅烷)。

在每个这些实施例中，纤维物件可进一步包含如本文中所述的任何一个属性或其组合。纤维物件可持久亲水。聚合纤维可呈疏水性(在用表面改性二氧化硅纳米粒子涂布之前)。聚合纤维可包含选自由聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、其共混物和组合组成的群组的热塑性树脂。纤维物件在根据水洗测试(Laundering Test)进行的至少10次或甚至20次水洗循环后在水滴吸收测试(Water Droplet Absorption Test)中可具有小于约10秒或5秒、4秒、3秒、2秒或1秒的平均吸收时间。

具体实施方式

对于以下所定义的术语，除非权利要求书或本说明书中其它地方给出不同的定义，否则应应用这些定义。

术语“聚合物”应理解包括聚合物、共聚物(例如，利用两种或两种以上不同单体形成的聚合物)、低聚物和其组合以及可例如通过共挤压或包括酯交换的反应以可混溶共混物形成的聚合物、低聚物或共聚物。除非另作说明，否则嵌段共聚物和无规共聚物也包括在内。

术语“纳米粒子”在本文中定义意指直径小于约100nm的粒子(初级粒子或缔合的初级粒子)。

术语“表面改性纳米粒子”是指包括例如通过共价键与粒子表面连接的化学基团或部分的粒子。表面基团改变粒子的物理或化学特性。