[发明专利]通过等离子体接枝聚合使物品具有耐液性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及保护物品，尤其是衣服类物品或鞋类物品不致因吸收液 体而增重的方法。特别是，本发明涉及保护物品，尤其是衣服类物品或 鞋类物品不致因吸收液体而增重的方法，所述方法包括使所述物品暴露 于气态等离子体足够长的时间以在所述物品的表面上形成聚合物层。

背景技术

诸如Dupont、Clariant、3M、Asahi和Daikin等公司已经生产出可施 用于布卷的拒液化学品，所述布卷包括下述材料：合成聚合物如聚丙烯、 聚酯和尼龙，天然纤维如棉花、纤维素和皮革。这些技术提供了具有极 好的耐油性和耐水性的材料，并且这些材料还能够使染色降至最小程度。 这些处理往往被称为持久防水处理(DWR)。

制作服装和鞋类等产品以提供一定程度的拒液性或使其具有防水 性时，很可能所用的主要成分之一是已经通过使用DMR而具有防水 性的材料。另外，这些DWR修整可施用于一系列广泛的产品，如帐 篷、雨伞、睡袋、遮篷，以及多种提供良好的整体拒液保护的其他户 外或保护性材料。

已经研究的可赋予拒液性的其他方法包括制作后洗涤法和对制品应 用喷雾。

尽管布卷可由以上描述的方式进行处理以提供高水平的防水性，但 这些材料必须随后被制作成产品。在诸如服装或鞋类等产品的情况中， 还需要诸如接缝、纽扣、饰带、拉链、鞋底、衬里、鞋垫等等其他部件。 这些另外的部件本身也许并不固有拒液性，或者由于诸如不利的溶液能 量学或与所述方法物理不相容等因素所致很难赋予这些部件拒液性。此 外，如缝纫等制作产品所涉及的过程本身会使产品中产生更多的区域， 这些区域将不能提供最终用户所需的保护水平。例如，水通过服装或鞋 类的接缝进入会使产品对于穿戴者来说不可接受。

以鞋类为例，由于如因美学需要或空气流动需要而在材料中所需的 孔洞等多种设计方案，或者材料和粘合技术的选择所致，通常设计鞋子 的方式无法施用常规的DWR以提供良好的保护性。另一个问题，也往往 是更重要的问题是，鞋子整体的吸水量增多会导致重量明显增加，尤其 是在潮湿条件下更是如此。因此，穿戴者不得不耗费更多的能量以携带 此刻存在于鞋中以及吸附在材料上的水的大量额外的重量。当使用诸如 隔膜等物理屏障(例如商标名为Sympatex、Gore-tex和event的那些)时， 即对覆盖隔膜的上部材料可能施用也可能未施用DWR，也会发生上述情 况。此处，水会渗透并在外部的上层织物与隔膜之间累积，因此增加了 重量。

声称具有最高等级的“耐水性”的使用隔膜的鞋类或服装总是由经 DWR的外层织物以某种形式缝接或连接所述鞋或服装的其余部分而构 成，并且极为依赖于此以维持透气性和舒适性。尽管隔膜的完整性可防 止水进入鞋类的空隙或服装的内部，但是仍可能发生该外层的渗水，导 致大量的重量增加。

洗涤法和喷雾法的有效性随所用材料的不同而对于不同产品各不相 同。在完全覆盖物品方面也存在困难，仅留有一小部分未被保护也会导 致大量的液体进入，由此削弱了已经实现的保护。

因而，仍然需要不断改进各种方法以提供对于诸如鞋类和服装等物 品的处理，所述方法提供了适当的耐液保护，还避免了因吸收液体导致 的增重，由此减轻了穿戴者的负担。

等离子体沉积技术已经相当广泛地应用于在各种表面，尤其是织物 表面上进行聚合物涂层的沉积。该技术被认为是清洁的干式技术，相比 于传统的湿式化学法其产生的废物很少。使用该方法，由被施加电场的 有机分子产生等离子体。在底物的存在下这样做时，处于等离子体形式 的化合物的自由基聚合在所述底物上。传统的聚合物合成倾向于制得包 含与单体物种极为相似的重复单元的结构，而使用等离子体生成的聚合 物网可极为复杂。所得涂层的性质取决于底物的性质以及所用单体的性 质和沉积条件。

发明内容

本发明人已经发现，通过使用等离子体增强技术，不仅可以获得高 度的耐液保护，而且相较于未被处理的对照物来说经等离子体增强的物 品还显示出完成物品的明显减少的水分吸收。气相使得复杂的三维最终 产品能够被充分渗透，离子化使得拒液官能团能够附着于产品的所有部 件，而不论部件由何种材料构成。这样获得了具有最小吸水性的分子定 制产品，因而穿戴者“携带”较少的重量，从而降低能量消耗。