[发明专利]表面涂层

说明书

本发明涉及用于施加表面涂层的方法且特别地，但是非排它地，涉及用于将保护性聚合物涂层沉积到织物(fabric)上的方法及所得经涂布的织物。

如本申请中使用的词织物包括为非编织的以及编织的或者针织的纺织品(textile)的材料，其可被制成制品(article)例如用于在日常使用中、在工业环境中、在个人防护设备(PPE)中、在运动和休闲环境等中的应用的服饰物品(item)。织物还可制成的其它制品为日用品，例如背包、伞、帐篷、窗帘(百叶窗，blinds)、纱窗(银幕，screen)、遮篷(canopy)、挂毯(tapestry)、家用纺织品、睡袋等。织物也可用作例如用在加热、通风或者空气调节(HVAC)系统中、或者用在废气(exhaust)过滤器、柴油机过滤器、液体过滤器、用于医学应用的过滤介质等等中的过滤介质制品。经常地，在HVAC应用中，织物未被编织、针织或者以其它方式形成为具有规则的纤维结构或者规则的纤维排列的材料。本发明的方法和工艺可应用于所有这样的织物。

已知为了保护织物免受磨损例如在日常使用期间或者在反复的洗涤循环期间经历的磨损，将织物用涂层例如聚合物涂层涂布。

沉积涂层的现有技术方法描述了使用等离子体沉积技术使氟碳气体前体例如四氟甲烷(CF₄)、六氟乙烷(C₂F₆)、六氟丙烯(C₃F₆)或八氟丙烷(C₃F₈)聚合。现有技术中还描述了其它前体单体例如氟烃例如CF₃H或C₂F₄H₂、或者氟碳醚例如CF₃OCF₃、或者具有8个碳或更多的全氟碳链长度的长链丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯例如丙烯酸lH,1H,2H,2H-十七氟癸基酯(FC8)。

然而，这些特定类别的前体分子需要高功率等离子体或者脉冲等离子体来引发聚合反应。此外，为了获得聚合物层的可接受的厚度，这样的前体分子可还需要高的前体气体流速和长的沉积时间。

在使用高的前体气体流速和/或高功率或脉冲等离子体时可出现的问题是，所得聚合物涂层可具有不均匀的厚度。例如，高功率等离子体导致单体断裂，这可导致聚合物的无法预测的沉积并且因此导致达不到标准的涂层。

在使用氟碳气体前体分子例如以上描述的那些时可出现的另一问题是，随后形成的聚合物层具有有限的疏水性和疏油性。用这样的涂层可实现的典型的对水的接触角最大为90-100°。耐油性也限于根据ISO14419的最大水平3-4。

另一问题是，具有8个碳或更多的全氟碳链长度的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯可含有显著水平的危险的、致癌的化学品全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸酯(盐)(PFOS)，其已经成为近来对人类的不利健康影响进行研究的主题。

另一方面是，对于气体和液体的现有技术单体前体中的许多，使用载气例如惰性气体如氩气或氦气产生等离子体。此外，在现有技术文献中，载气/单体比率表明使用比单体前体气体多的载气，例如100:1-2:1的比率。

本发明的第一非排它性方面是提供用于向织物沉积保护性涂层的方法，所述方法利用低的等离子体功率和/或低的单体流速和/或温和的(benign)等离子体条件。

第二非排它性方面是提供更具回弹性的层，具有更好的原位性能和提高的均匀性之一或两者的层，例如以提高织物的寿命。

第三非排它性方面是提供具有高的疏水性和/或疏油性水平的用于织物的涂层，例如使得随后由所述织物形成的服饰物品或日用品是足够防水和/或油的。由于一些类型的空气过滤介质带静电，因此期望提供具有高的疏水性和/或疏油性水平的涂层以减少在与放电材料例如异丙醇接触的情况下驻极体的放电，而没有不利地影响织物的性质例如过滤性质。

第四非排它性方面是提供用于织物的更安全的、无毒的保护性涂层。

本发明的第一方面提供将织物(包括纺织品材料)用聚合物涂层涂布的方法，该方法包括使织物与单体接触和使所述单体经历低功率等离子体聚合，其中所述单体包括通式(I)：

C_nF_2n+1C_mX_2mCR₁Y-OCO-C(R₂)＝CH₂  (I)