[发明专利]用于粘合到纤维上的带有官能反应基的微胶囊及其应用和固定方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于智能织物材料的微胶囊及微胶囊的应用方法。

发明背景

将微胶囊用于称为智能织物制品的纤维中，能使该纤维控释出不同的物质，诸如，香味、抗菌剂、杀虫剂、抗氧化剂、维生素或耐久性物质等，使该纤维具有诸如绝热、保温等功能，就像PCM(相变物质)的微胶囊的情况一样。它们还被用作特效物质，就像能分别根据发光度或温度来改变颜色的光致变色或热致变色的颜料。将微胶囊粘合到纤维上通常用的是热塑性粘合剂或胶水(涂胶工艺)。带有聚合物的控释型微胶囊的生产方法见，例如，1974年英国专利GB1371179的说明。PCM微胶囊通常都有脲-甲醛和三聚氰胺-甲醛缩聚反应的聚合物制成的外壁，因为这种材料非常耐温度，耐化学试剂和溶剂。也有使用其它缩聚聚合物的，如，聚酰胺和聚氨基甲酸酯，但是这些聚合物都不适合于PCM，因为它们不够具有抗性。它们只适于释放活性产物，因为它们很容易破裂。可临时用在产品上靠近表皮处的其它微胶囊由生物相容性产品制成，诸如壳聚糖，一种由蟹壳或其它甲壳类制成的产品。

带织物涂胶过程所用的粘合剂或胶水的控释型微胶囊的应用始于1970年代。这种粘合微胶囊的问题是，在织物洗涤过程或其它有摩擦力的过程中很容易掉失，因为它们没有与纤维相结合的耐久键。因此，微胶囊的预期效果很快就会由于织物制品的磨损而丧失。

因此，纤维和微胶囊之间的键合最好要能耐受按最近洗涤标准进行的多次家庭洗涤。用于控释香味、抗菌剂、驱虫剂和其它活性产品的微胶囊，通常要按这样一种方法来应用，即让其暴露在摩擦中，并让其破裂和释放出诸如与热塑性聚合物印刷的产品。它们还可以通过在轧压机中用粘合剂进行胶压的方法来应用。通常，它们应用时不采用排气法，因为它们对纤维没有亲和力。即使应用时采用了排气法，其纤维或针织品还需要用粘合剂来涂压，接着，微胶囊要用热塑性粘合剂在高温下和在适当的机器中，一般是在展幅机中进行固定。

另一方面，PCM(相变物质)微胶囊是不会破裂的，它通常是浸渍在热塑性聚合物构成的涂料或泡沫中使用。首先，微胶囊被分散在粘合剂中，然后在采用压辊或滚轮涂覆材料之后，通过热加工方法将它粘合到纤维上。如果是无纺织物，可通过喷涂或压胶方法，然后在滚轮机(foulard)中进行热固定来完成，过程中总是要与粘合剂相混合，这是一个相关的美国1994年的专利US5366801。含微胶囊粘合剂与纤维的热塑性熔融的热加工，通常是在连续干燥和在织物整饰时所用的展幅机型加工机中进行，或在压力下且高于热塑性粘合剂熔点的温度下，在加热的压延滚轮中进行。如果PCM微胶囊的用量比其它微胶囊的用量大的多，通常为纤维重量的30％～100％，那么粘合剂的量也较高。在这种情况下，微胶囊的耐久性不成问题，因为它们整个被粘合剂的薄膜或涂层包裹着。相变材料(PCM)是能从固相变成液相和从液相变成固相的材料，在相变过程中具有这样的特性，即当它们从固相变成液相时，会吸收大量的能量，当他们从液相变成固相时，会释放大量的能量。它们的这种能量保持特性也可用于在预定范围内的自身温度调节，诸如，例如，将舒服感传递给穿冬衣的人和穿冬鞋的人。因为将PCM微胶囊直接应用于纱、纺织纤维和针织品就会出现一些问题，即一些技术问题，比较普通的应用需借助于某些支持物，诸如含PCM微胶囊的聚氨基甲酸酯泡沫塑料，涂有含PCM微胶囊的热塑性粘合剂的纺织或无妨材料，参见美国专利US5851338。然后这些支持物会混入到衣物或鞋制品中。它们还会混入诸如美国专利US6004662所述的一些复合材料中。PCM微胶囊通常由诸如脲-甲醛或三聚氰胺-甲醛等聚合物制成。

发明内容

在本发明中，我们提出一种微胶囊，该微胶囊无需用粘合剂来固定到纤维上，因为它们含有会与纤维进行反应的活性基团。各个微胶囊与纤维之间存在的直接键合呈现出与使用含微胶囊的粘合剂相关的某些优点，因为用粘合剂来涂覆具有许多缺点，即会引起织物材料柔韧性的损失，较高的不透汗性，使人感觉不舒服，在与皮肤接触的材料中，他们会引起粗糙的手感。