向合成和天然纖維表面施加化學(xué)化合物的方法以及用于該方法的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于通過纖維的表面處理將多種不同的性能引入梳條形式的纖維的表面處理和針對其應(yīng)用的方法。該系統(tǒng)可適用于化學(xué)工藝、聲化學(xué)工藝和聲空化工藝，由此在液體介質(zhì)中利用至少一種預(yù)定化合物使纖維生斑或鍍覆以賦予纖維至少一種期望的性能，并且將具有這樣性能的梳條形式的這樣經(jīng)處理的纖維有序地包含在紗線、織造的、編織的或非織造的織物中。
【專利說明】向合成和天然纖維表面施加化學(xué)化合物的方法以及用于該 方法的系統(tǒng)
[0001] 本發(fā)明涉及在將單個(gè)纖維轉(zhuǎn)變成紗線或織物之前對單個(gè)紗線的表面處理，以及用 于纖維處理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)允許利用通過纖維的表面處理賦予單個(gè)纖維不同性能的多種化 合物來處理單個(gè)纖維。該系統(tǒng)采用梳條形式的纖維。該系統(tǒng)可以適用于化學(xué)處理工藝、聲 化學(xué)工藝和聲空化工藝，經(jīng)由這些工藝單個(gè)纖維利用在液體介質(zhì)中的至少一種預(yù)定的化學(xué) 化合物或組合物來生斑或鍍覆，所述液體介質(zhì)可以包含1% w/w或更多的賦予經(jīng)處理纖維 至少一種期望性能的化合物或組合物，而不需要結(jié)合劑。該系統(tǒng)有助于纖維的有序定位，使 它們能夠包含在通過現(xiàn)有的常規(guī)制造工藝制備的紗線、織造的、編織的或非織造的織物中， 從而為單個(gè)纖維處理提供多樣化的平臺。本發(fā)明涉及用于處理這樣的單個(gè)纖維以使得它們 可以被賦予不同性能的方法，所述不同性能例如為不著火、延遲著火、阻燃性、包括防臭蟲 活性在內(nèi)的殺蟲活性、抗細(xì)菌、UV抑制、創(chuàng)傷愈合、美容、防水活性、抗水活性、導(dǎo)電活性和其 他物理和化學(xué)性能以及醫(yī)療遞送性能及其組合。該系統(tǒng)允許處理任何聚合物纖維或纖維素 纖維或制造的再生纖維素纖維，并且易于引入紗線、線、織造的、編織的或非織造的織物中。 因?yàn)閱蝹€(gè)纖維被處理，所以當(dāng)它們被引入更大的結(jié)構(gòu)中、例如通過紡入紗線被引入時(shí)，該處 理被包埋在制品的層中，例如在紗線內(nèi)，從而在纖維上提供更大的所引入處理的保持和更 少的所引入處理的浸出。因此，對被引入這樣的紗線、織物等中的纖維施加的處理也耐磨和 耐重復(fù)洗滌循環(huán)之后的縮減性。

【背景技術(shù)】
[0002] 迄今為止，織物材料的表面處理是在織物預(yù)成品處于紗線狀態(tài)或處于完成的布料 狀態(tài)或在一些情況下處于完成的產(chǎn)品狀態(tài)（如在衣服被染色時(shí)的情形）時(shí)完成的。迄今為 止，單個(gè)纖維的處理還不是工業(yè)上可應(yīng)用的處理工藝。在纖維素纖維的情況下生長后，或者 如在聚合或制造的再生纖維素纖維中擠出后，改變纖維形貌或增加纖維品質(zhì)的纖維后處理 在紡織業(yè)中不是工業(yè)過程。聚合或制造的再生纖維素纖維在其擠出前的化學(xué)狀態(tài)下被擠出 為具有期望的增加的品質(zhì)，如在杜邦的芳族聚酰胺尼龍Nomex具有阻燃性。纖維素纖維以 紗線形式或者在織物中進(jìn)行處理以增加期望的品質(zhì)，例如在處理織物的情況下Westex使 用含氨化合物來增加阻燃性。處于梳條狀態(tài)下的纖維也不被作為用于增加纖維品質(zhì)的載體 使用，而是作為紗線制造工藝中的部分步驟。本文描述的梳條由纖維以平行取向或有序方 式構(gòu)成，并且所描述的系統(tǒng)允許在處理纖維以增加期望的品質(zhì)時(shí)保持這種有序的方式。
[0003] 本文的纖維處理會產(chǎn)生連續(xù)的或者不連續(xù)的涂層，它們在本文被稱為用于連續(xù)涂 覆的鍍覆和用于不連續(xù)涂覆的生斑。
[0004] 缺少這樣的工業(yè)工藝的原因之一在于如下事實(shí)：當(dāng)纖維與液體介質(zhì)接觸時(shí)，纖維 可能聚集成不可分離的球或者纖維可能以不可預(yù)測的方式分離和重取向。進(jìn)一步地，問題 在于，根據(jù)纖維的性質(zhì)，由于化學(xué)鍵的形成或缺少允許整個(gè)纖維被處理的暴露，就表面附著 而言可能存在與溶解化合物的差的相互作用，如同棉球的情形一樣：當(dāng)只有外側(cè)暴露的纖 維可能被處理時(shí)，于是棉球變得不可能進(jìn)行加工。
[0005] 經(jīng)常地，還由于纖維上的化學(xué)品和紡紗機(jī)之間的摩擦，在纖維水平上的處理使紡 紗變得困難。這樣，在纖維水平上的處理不適合于紗線和織物制造中的工業(yè)工藝。
[0006] 經(jīng)表面處理的織物可以具有非常不同的品質(zhì)，其取決于用于表面處理的化合物和 組合物以及用于織物的期望的應(yīng)用。例如，通過氧化/還原工藝、或通過聲化學(xué)輻照、或通 過聲空化利用無機(jī)不溶性化合物、特別是金屬氧化物和一般地其它無機(jī)不溶性或難溶性化 合物處理的織物經(jīng)常摸起來粗糙，并且由于成品的觸感和從織物中掉落的化學(xué)品的粉塵而 具有有限的消費(fèi)者用途。
[0007] 即使施加到織物的化學(xué)化合物的量限于最低有效量或限于納米尺寸的顆粒，織物 的觸感還是經(jīng)常與非常細(xì)的砂紙的觸感相似，因此摸起來無吸引力?；旧弦栽摲绞绞┘?的每一種無機(jī)化合物，例如銀和銀的氧化物、銅和銅的氧化物、鋅和鋅的氧化物或任意無機(jī) 水合化合物如硼酸鈉（十水合物）、三水合氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、三氧化銻、硅藻土、或任 意其它不溶性或難溶性化合物，在這樣施用時(shí)經(jīng)常會給織物表面提供粗糙品質(zhì)，其使得織 物產(chǎn)品不是令人期望的，尤其是當(dāng)織物產(chǎn)品與皮膚接觸時(shí)更是如此。
[0008] 此外，當(dāng)產(chǎn)品為向其表面施加化學(xué)化合物的紗線或織物形式時(shí)，減少表面施加的 化學(xué)化合物的表面暴露以使得使用者將不會感覺到粗糙表面在技術(shù)上存在挑戰(zhàn)。大多數(shù)化 學(xué)化合物的無機(jī)性質(zhì)會導(dǎo)致令人不舒服的表面。
[0009] 附著于織物外表面的化合物經(jīng)受磨損，其進(jìn)而可以導(dǎo)致其移位或被刮掉。由于表 面施用這樣的化合物的目的是在期望的關(guān)鍵水平上實(shí)現(xiàn)合理的負(fù)載，因此利用當(dāng)前的方法 可能不能實(shí)現(xiàn)該目的。而且，表面施加不溶性顆粒至織物或紗線提供潛在的不期望的彩色 人造產(chǎn)品，或者不期望的外觀和/或觸感，導(dǎo)致需要處理這樣的表面以至少部分地隱藏顆 粒。然而，這樣的掩蓋程序通常導(dǎo)致所掩蓋顆粒的效力損失。
[0010] 另外，利用某些類別的期望化合物進(jìn)行表面處理通常是不成功的。利用現(xiàn)有方法 使用難溶于水的化合物例如阻燃性化合物導(dǎo)致化合物容易與其所施加的織物脫離。除了喪 失在所施加的材料上的功能之外，這樣的脫離造成環(huán)境危害，例如在經(jīng)表面施加的布料中， 化合物脫離在洗滌水中。這樣的化合物，例如到現(xiàn)在為止非常常見的溴化阻燃性化合物， 現(xiàn)在是管理審查的對象，因?yàn)檫@樣的化合物持續(xù)存在于環(huán)境中，在食物鏈中生物累積，等等 (參見：Kim Hooper, Jianwen She (2003). "Lessons from the Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs): Precautionary Principle,Primary Prevention,and the Value of Community-Based Body-Burden Monitoring Using Breast Milk^. Environmental Health Perspectiveslll(I) . http://www.ehponline.org/members/2003/5438/5438.html)。顯 然，該問題不與溴化阻燃性化合物相關(guān)，而是與具有潛在毒性作用的任何難溶于水的化合 物相關(guān)。
[0011] 由于上述原因，現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)遠(yuǎn)離用于利用難溶于水的化合物、或者不溶性有機(jī) 或無機(jī)化合物進(jìn)行織物表面處理的工藝，并且在目前不可控制的條件下，考慮到這些因素， 單個(gè)纖維處理看起來會是甚至風(fēng)險(xiǎn)更大的因素。
[0012] 因此，仍然存在對制造引入難溶于水的化合物或不溶性化合物但不遭受上述限制 的基于纖維的產(chǎn)品的需要。此外，制備引入水溶性差或不溶性化合物的包括無毒的各種天 然和合成纖維在內(nèi)的基于纖維的產(chǎn)品以及以最小環(huán)境毒性提供這樣的引入且同時(shí)維持由 引入這樣的化合物所提供的活性和保護(hù)的能力還不可獲得。
[0013] 發(fā)明概述
[0014] 如下文會描述的，本發(fā)明通過提供一種新的系統(tǒng)來解決上面提到的問題，所述新 的系統(tǒng)涉及：
[0015] (a)將單個(gè)纖維或梳條暴露于促進(jìn)單個(gè)纖維或其梳條的化學(xué)處理的液體介質(zhì)，以 在不改變形狀的情況下發(fā)生纖維或梳條內(nèi)纖維的陣列內(nèi)取向或布置或其組合；
[0016] (b)在液體介質(zhì)中維持纖維或梳條內(nèi)纖維的平行取向，同時(shí)允許單個(gè)纖維或梳條 內(nèi)纖維的分離；
[0017] (C)將分離的纖維暴露于聲化學(xué)輻照工藝或聲空化工藝或化學(xué)還原工藝，并且使 基本上每個(gè)所述分離的纖維暴露于這樣的工藝，由此促進(jìn)基本上每個(gè)所述分離的纖維的處 理且同時(shí)維持平行的取向；
[0018] (d)處理基本上每個(gè)所述分離的纖維且同時(shí)維持平行的取向；和
[0019] (e)在陣列內(nèi)重新組裝纖維以形成用于形成紗線或非織造材料的梳條。
[0020] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供用于克服考慮經(jīng)由利用超聲波的聲 化學(xué)或聲空化方法來處理纖維時(shí)遇到的典型困難的手段，所述利用超聲波的聲化學(xué)或聲空 化的方法通常改變其過程中的纖維取向。
[0021] 在一些實(shí)施方案中，如本文所述的聲空化工藝可以指其中在纖維的存在下將 不溶性化合物或組合物暴露于以特定頻率穿過液體介質(zhì)而刺激氣泡產(chǎn)生的聲波的工 藝。不受理論束縛且如觀察到的，這些氣泡可以在非常高的壓力和溫度下破裂，并且如 果化合物容納在這些氣泡之一內(nèi)或其附近時(shí)，化合物的顆粒會被由氣泡以非常高的速度 發(fā)出的釋放能量充能或影響?；瘜W(xué)化合物或組合物不經(jīng)受任何化學(xué)變化，而是通過空化 工藝機(jī)械地附著到纖維，所述空化工藝通過將固體化合物或組合物嵌入纖維中而將物 理顆粒附著到纖維的表面。用于實(shí)現(xiàn)聲空化的實(shí)施方法尤其包括Kenneth S.Suslick、 Yuri Didenko、Ming M. Fang、TaeghwanHyeon、Kenneth J. Kolbeck> William B. McNamara III、Millan M. Mdleleni 和 Mike Wong(School of Chemical Sciences, University of Illinois, Urbana-Champaign, 600 S. Mathews Ave. , Urbana, IL 61801,USA)的 Acoustic cavitation and its chemical consequences ;Suslick, K. S.''Sonochemistry,''Science 1990, 247, 1439-1445,以及其他，如本領(lǐng)域技術(shù)人員會了解的。
[0022] 如本文所描述的，聲化學(xué)反應(yīng)在一些實(shí)施方案中可以指經(jīng)由其使梳條形式的纖維 運(yùn)行穿過包含原生可溶金屬的導(dǎo)槽的過程。然后將第二化合物即還原劑添加至與原生溶 液相互作用的液體。還原劑與原生溶液相互作用并且在梳條的存在下由其還原出固體金 屬。然后打開聲極以如所述的開始發(fā)射無線電波至溶液中，同時(shí)發(fā)生還原工藝。當(dāng)固體由 原生溶液被還原時(shí)，此時(shí)仍然為納米尺寸的顆粒被空化，如任何不溶性顆粒一樣，如上文所 述的。其一個(gè)常見的例子是在纖維的存在下溶解在水中的硝酸銀晶體作為原生溶液。然后 將氨或其它還原劑如過二硫酸鈉添加至導(dǎo)槽內(nèi)具有纖維的溶液中，然后將其暴露于無線電 波。當(dāng)銀從硝酸銀中還原出來時(shí)，銀的氧化物或固體銀的顆粒于是立即被捕獲在由氣泡產(chǎn) 生的能量中，如前所述的，然后被空化到纖維中。在該過程中，金屬處于溶液中，被還原成固 體，然后被空化，如上文所述的不溶性化合物一樣。
[0023] 如本文所述的，氧化/還原化學(xué)過程在一些實(shí)施方案中可以指其中利用化學(xué)還原 劑將溶液中的金屬從溶液中沉淀出來并且使金屬（氧化物）通過范德華力或極性鍵在纖維 上產(chǎn)生的成核位置處附著于纖維的過程。例如，在已經(jīng)利用二氧化鈀預(yù)處理的纖維的存在 下，利用甲醛作為還原劑可以由硫酸銅溶液還原出氧化亞銅，氧化亞銅自身會附著到纖維 的表面。為了促進(jìn)該處理，必須將纖維對齊并且穿過具有二氧化鈀溶液的噴霧或罐，然后進(jìn) 入容納硫酸銅溶液和還原劑的罐中。本文描述利用該系統(tǒng)處理最高達(dá)100%的纖維表面區(qū) 域。
[0024] 上文描述的聲化學(xué)和氧化/還原過程不僅僅限于銀化合物或銅化合物，它們僅僅 是以舉例的方式給出的，而是可以應(yīng)用于如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的、可以從溶液中被還原 為固體的、在溶液中的任意固體不溶性或難溶性化合物，或者可以應(yīng)用于會被直接施加到 纖維表面的任意有機(jī)或無機(jī)不溶性或難溶性化合物。
[0025] 在處理單個(gè)纖維之后，如所述的，將纖維恢復(fù)至梳條狀態(tài)。在一些實(shí)施方案中，如 本文提及的，術(shù)語"梳條"是指長的纖維束，其然后被紡成紗線，所述梳條是松散的、未捻過 的平行短纖維的集合。梳條是通過梳理或梳整短纖維產(chǎn)生的，其然后被拉成長條，其中纖維 在束內(nèi)是平行的。梳條形成通常是紗線制造過程中的預(yù)處理過程。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的方法，以標(biāo)準(zhǔn)梳條的形式引入纖維，如下文描述的。
[0027] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供具有不同特性的梳條及其使用方法。
[0028] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及梳條的操作，其促進(jìn)構(gòu)成這樣的梳條的纖維的表 面改性，方式為將纖維鋪展開，同時(shí)仍然維持它們的平行位置和取向，使得纖維在處理之后 重新組裝成梳條，所述梳條進(jìn)而可以通過標(biāo)準(zhǔn)過程操作以得到包含經(jīng)單個(gè)表面改性的大部 分纖維的最終產(chǎn)品。
[0029] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種用于對構(gòu)成梳條、紗線或織物的纖維的大部 分進(jìn)行表面改性的方法，所述方法包括：
[0030] (a)將梳條短暫地暴露于包含至少一種組分的水溶液，以與梳條中的大部分纖維 的表面締合，其時(shí)間足以允許梳條中的纖維之間的分離；
[0031] (b)在纖維與水溶液接觸的同時(shí)維持纖維的取向；
[0032] (C)提供使得所述至少一種組分與大部分經(jīng)取向的纖維的表面締合的條件；和
[0033] (d)提供使得將大部分水溶液從纖維移走并且纖維重新組裝成梳條的條件。
[0034] 在一些實(shí)施方案中，至少一種組分與大部分經(jīng)取向的纖維的締合是通過將與水溶 液接觸的纖維暴露于聲空化或聲化學(xué)輻照或化學(xué)還原來完成的。根據(jù)該方面，在一些實(shí)施 方案中，該條件包括在以但不限于約15至約30KHz頻率發(fā)送的壓電轉(zhuǎn)發(fā)器的存在下使梳條 暴露于水溶液。根據(jù)該方面，在一些實(shí)施方案中，可以向水溶液添加表面活性劑以進(jìn)一步改 變表面品質(zhì)。
[0035] 在一些實(shí)施方案中，至少一種組分與大部分經(jīng)取向的纖維的表面締合通過在水溶 液中纖維和至少一種組分之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的幫助來完成。
[0036] 在一些實(shí)施方案中，大部分纖維的表面改性是指在纖維整個(gè)表面的非常少量的變 化的改性。
[0037] 例如，如在US 2004/0247653中說明的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，作為聚合物表面上的總外觀百 分比的、其中為銅的氧化物化合物外觀的纖維的低至1/2 %的表面就使得其中引入這些基 于聚合物的經(jīng)浸漬纖維的織物和紗線足以導(dǎo)致織物成為自身滅菌的且對所有的細(xì)菌、所有 的真菌和所有的病毒都高度有效。因此，可知表面改性可以為經(jīng)受表面改性的每根纖維的 甚至低于I %至多至100%，取決于暴露的時(shí)間和暴露的方式。在一些實(shí)施方案中，米用氧 化/還原過程使纖維表面的100%都被改性，如在美國專利號5981066中說明的。
[0038] 在一些實(shí)施方案中，采用聲空化提供纖維的表面改性，該過程可以通過改變因素 如暴露時(shí)間、顆粒的尺寸（其中優(yōu)選不少于90%的顆粒具有約1納米至約5微米的粒徑）、 聲極的振幅、或通過軟化纖維表面對纖維進(jìn)行的預(yù)處理。在一些實(shí)施方案中，聲空化的使用 為由此處理的每根纖維表面的1%至多至每根纖維表面的95%的纖維表面改性。
[0039] 在一些實(shí)施方案中，將梳條短暫暴露于水溶液是通過將梳條浸沒在包含意在用于 與梳條中的大部分纖維的表面締合的至少一種組分的水溶液中來完成的。
[0040] 在一些實(shí)施方案中，梳條在浸沒在水溶液中時(shí)被至少部分地加重以保持打開的纖 維不會漂浮在水溶液中并且不會改變期望的取向。
[0041] 在一些實(shí)施方案中，梳條在浸沒在水溶液中時(shí)被截留在牢固結(jié)合的雙側(cè)網(wǎng)中以保 持打開的纖維不會漂浮并且不會分散在水溶液中并不會改變期望的取向。從SEM觀察可 見，在附圖中，不溶性顆粒真實(shí)地穿透到纖維表面下方進(jìn)入實(shí)際的纖維內(nèi)，如橫截面圖中的 白點(diǎn)所示。此外，在附圖中可以觀察到在纖維表面上的所附著顆粒周圍的陰影，其表明小部 分的不溶性化合物已經(jīng)穿透了表面，使得穿透可以大至幾乎完全在纖維內(nèi)或小至進(jìn)入纖維 內(nèi)側(cè)幾個(gè)微米。
[0042] 如所說明的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，甚至在50次洗滌和暴露于磨損之后，這些顆粒保持在原 位，這是良好的機(jī)械（而不是化學(xué)）結(jié)合的性質(zhì)。在纖維素表面的常規(guī)化學(xué)處理如化學(xué)鍍 覆或共價(jià)鍵連接中，附著至纖維外側(cè)的化學(xué)化合物不穿透表面，而是通過范德華鍵或共價(jià) 化學(xué)連接保持在表面上，范德華鍵或共價(jià)化學(xué)連接通常非常弱并且不會耐受對纖維表面的 磨損。
[0043] 在一些實(shí)施方案中，該方法是自動(dòng)化的，并且在一些實(shí)施方案中，大部分的水溶液 被從纖維移走，實(shí)現(xiàn)它的方法包括使纖維經(jīng)受工業(yè)擠壓過程。
[0044] 在一些實(shí)施方案中，該方法還包括對通過纖維的重新組裝形成的梳條進(jìn)行干燥。 [0045] 特別地，本發(fā)明涉及但不限于用于施加無機(jī)不溶性化合物或組合物或者不溶性有 機(jī)化合物以處理纖維的方法和系統(tǒng)，所述纖維最終會制成耐火織物或具有其它額外品質(zhì)的 織物。
[0046]用于賦予織物材料特別是熱塑性織物基材耐火性的許多化學(xué)品都不是水溶性的， 因而通常通過作為含水分散體或乳液填塞來施加。在美國專利號4, 600, 606中描述了難溶 于水的、不含磷的溴化芳族或脂環(huán)族有機(jī)化合物和金屬氧化物以及膠乳或其它結(jié)合劑的含 水分散體。為了有效地發(fā)揮作用，這些分散體或乳液需要高水平的分散劑、表面活性劑和有 時(shí)需要有機(jī)溶劑。即便如此，分散體或乳液的穩(wěn)定性也經(jīng)常非常依賴濃度，并且對于施加浴 中的其它添加劑的存在敏感。此外，分散劑、表面活性劑和尤其是有機(jī)溶劑可在處理過程中 導(dǎo)致其它難題，例如以該方式整理的經(jīng)染色織物的顏色損失。
[0047] 阻燃劑是施用于織物或其它材料以抑制或消除燃燒過程的化學(xué)品。它們在燃燒過 程的各個(gè)階段如在加熱、分解、點(diǎn)火和火焰蔓延期間干擾燃燒。著火是氣相反應(yīng)。對于燃燒 的物質(zhì)，其必須至少部分變?yōu)闅怏w。對于任何固體，暴露于熱源的紡織物都經(jīng)歷溫度升高。 如果熱源（輻射火焰或氣體火焰）的溫度足夠高并且對織物的熱傳遞凈速率大，則會發(fā)生 纖維基材的熱分解。該分解的產(chǎn)物包括可燃?xì)怏w、不可燃?xì)怏w和含碳燒焦物?？扇?xì)怏w與環(huán) 境空氣及其中的氧氣混合。當(dāng)混合物的組成和溫度有利時(shí)，該混合物開始燃燒，產(chǎn)生火焰。 在火焰內(nèi)產(chǎn)生的熱的一部分被傳遞至織物以維持燃燒過程，并且一部分損失到環(huán)境中。在 將要討論的系統(tǒng)中，在基材從初始形式變化為碳時(shí)，這個(gè)轉(zhuǎn)變幾乎是瞬時(shí)的。
[0048] 用于合成或天然聚合物的阻燃系統(tǒng)可以通過干擾特別是燃燒階段來物理地和/ 或化學(xué)地起作用：
[0049] (a)通過冷卻：由阻燃劑引發(fā)的吸熱過程冷卻基材。
[0050] (b)通過形成保護(hù)層：阻斷熱傳遞，釋放較少的熱解氣體，并且排除氧。
[0051] (C)通過稀釋：分解時(shí)釋放惰性氣體的物質(zhì)稀釋固相和氣相中的燃料?？扇?xì)怏w 的濃度降至點(diǎn)火限以下。
[0052] 在氣相中的反應(yīng)：在氣相中發(fā)生的燃燒過程的自由基機(jī)制可以被阻燃劑中斷。
[0053] 在固相中的反應(yīng)：一個(gè)機(jī)制是加速的聚合物的斷裂。
[0054] 存在多種將阻燃劑施用于紡織物的方法。所使用的施用方法取決于所施用的阻燃 劑的特性以及它與基材的相互作用。例如，水溶性的阻燃劑不能從水浴通過排放系統(tǒng)施用， 這是因?yàn)橄鄬τ谒幚淼幕亩运┯玫幕衔飳τ谒【哂懈蟮挠H和性。此外，具 有低沸點(diǎn)的水溶性阻燃劑由于干燥步驟期間的高物料損失而不能通過浸軋/干燥/固化技 術(shù)來施用。
[0055] 粉末涂覆技術(shù)已經(jīng)被用于將涂覆粉末（通常是熱塑性樹脂，更通常是熱固性樹 脂）施用到固體表面如金屬物體表面。流化床涂覆和靜電粉末噴涂是其兩個(gè)例子。粉末涂 覆過程是熔融涂覆過程，其要求在涂覆過程中將粉末顆粒在某點(diǎn)處熔融或熔化。它們所施 用到的基材必須能夠在至少短的時(shí)間內(nèi)耐受熔融或熔化涂覆粉末顆粒所需的溫度，這會使 得粉末與其所針對的熱塑性材料在特定的、有限的通常表面區(qū)域中機(jī)械地結(jié)合。
[0056] 涂覆粉末和粉末涂覆過程提供了大量的顯著優(yōu)點(diǎn)：它們基本上是100%不揮發(fā) 的，并且在施用和固化期間不釋放溶劑或其它不期望的物質(zhì)；粉末立即可用并且不要求減 稠或稀釋以及附帶的對有機(jī)溶劑的需要；它們也不要求復(fù)雜的乳液或分散體配制。涂覆厚 度即阻燃性可以容易地控制，并且粉末被充分利用。噴濺物可以從周圍環(huán)境中收集或過濾 并重新施用，當(dāng)所施用的材料昂貴時(shí)這是一個(gè)重要的考慮因素。然而，就其耐久性和纖維 內(nèi)的處理深度而言，噴涂是受限的，并且由于純粹的表面位置的處理織物產(chǎn)品更受磨損，因 而，該施用方法具有有限的應(yīng)用。因而，本發(fā)明的方法和材料超越了這類之前的方法并且提 供了優(yōu)異的方法及其作為代替的產(chǎn)品。
[0057] 在一些實(shí)施方案中，設(shè)想用于本發(fā)明方法和材料的阻燃劑可以包括溴化阻燃劑、 氯化阻燃劑、含磷阻燃劑如磷酸酯（例如磷酸三苯酯）、含氮阻燃劑（即三聚氰胺）或無機(jī) 阻燃劑。
[0058] 在一些實(shí)施方案中，設(shè)想用于本發(fā)明方法和材料的阻燃劑可以包括無機(jī)化合物、 有機(jī)磷化合物、齒化有機(jī)化合物和/或基于氮的化合物。齒化有機(jī)阻燃劑可以包括包含氯 或溴的這樣的有機(jī)阻燃劑，即溴化阻燃劑（BFR)。在一些實(shí)施方案中，BFR會包括多溴化二 苯基醚{PBDE}、四溴雙酚AITBBPA}和六溴環(huán)癸烷{HB⑶}?？紤]用于產(chǎn)品中的PBDE為十 BDE、八BDE、和五BDE。產(chǎn)品中BFR的濃度可以為約5至30%。在一些實(shí)施方案中，鹵化有 機(jī)材料會不包含碘。在一些實(shí)施方案中，設(shè)想用于本發(fā)明方法和材料的阻燃劑可以包括氧 化銻。在一些實(shí)施方案中，阻燃劑會包含鹵素，特別是氯和溴。在一些實(shí)施方案中，利用鹵 素氧化物的這樣的阻燃劑會包含三氧化物，或者在一些實(shí)施方案中，包含五氧化物。在一些 實(shí)施方案中，當(dāng)使用聚酯作為阻燃材料的聚合物組分時(shí)，使用氧化銻的堿性鹽。在一些實(shí)施 方案中，氧化銻用作氯和溴的增效劑。
[0059] 三溴化銻是致密的白色產(chǎn)品，并且是從包含鹵素和氧化銻的聚合物燃燒中可見的 典型白煙的主要組分之一。來自普通燃燒的高水含量使SbBr3轉(zhuǎn)化為HBR和Sb 2O3。然后 剩余的氧化銻可以與來自溴化化合物分解的新鮮HBR反應(yīng)。通常，在阻燃應(yīng)用中使用的化 合物包含40至70%的氯或45至80%的溴。溴化物的使用在阻燃球中非常常見，但是具有 局限性，而本 申請人:已經(jīng)出乎意料地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的方法和材料引入了比傳統(tǒng)使用的阻燃 劑毒性低的阻燃性化合物。
[0060] 在一些實(shí)施方案中，根據(jù)選擇用于特定應(yīng)用的阻燃劑，每100份聚合物會使用20 至40份的溴化化合物。根據(jù)該方面，在一些實(shí)施方案中，通常以鹵化材料量的1/4的量包 含氧化銻。
[0061] 對于較新阻燃劑的調(diào)查顯示了針對其組成的簡單理論。分子應(yīng)當(dāng)具有差的水溶性 以獲得洗滌耐久性。溶劑可溶性有機(jī)分子會提供更好的結(jié)果。在分子中應(yīng)存在正磷酸根基 團(tuán)以使纖維素基材催化脫水。分子應(yīng)當(dāng)包含可聚合的基團(tuán)以實(shí)現(xiàn)整理的永久性。分子應(yīng)當(dāng) 包含鹵素或其它基團(tuán)以降低分解氣體的易燃性。然而，目前使用的這些類型的化合物通常 存在問題。所描述的附著體系使得能夠避免將這類化學(xué)品引到纖維上和然后引入織物產(chǎn)品 中，從而產(chǎn)生更健康、更穩(wěn)定的和環(huán)境清潔的產(chǎn)品。
[0062] 當(dāng)不含化學(xué)品的替代材料或設(shè)計(jì)不可行時(shí)，可以使用非鹵化的阻燃劑來滿足防火 標(biāo)準(zhǔn)。有大量的替代物可用。還已經(jīng)證實(shí)，基于三氧化鋁、多多磷酸銨和紅磷的阻燃劑存在 較少的環(huán)境問題。本文描述的用于附著至纖維的系統(tǒng)使得能夠使用由于其附著到基材的問 題而迄今不能使用的化合物。這樣，這些化合物可以應(yīng)用于本文描述的系統(tǒng)，同時(shí)本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以利用更安全的化合物。
[0063] 在棉上施用阻燃劑（FR)的最優(yōu)選方法之一是"預(yù)縮合"/見13法。該方法為施用幾 種磷偷"預(yù)縮合物"中的一種，之后利用氨固化織物，然后用過氧化氫進(jìn)行氧化。預(yù)縮合物 是對與脲或其它含氮材料預(yù)反應(yīng)的四羥甲基磷偷鹽的稱呼。無水醋酸鈉的量為所施用的預(yù) 縮合物的量的約4%。一些預(yù)縮合物與醋酸鈉一起配制。軟化劑也與預(yù)縮合物一起添加。
[0064] 浸軋?jiān)〉膒H值為約5. 0。所需要的阻燃劑的量主要取決于織物類型和施用條件。 需要篩選實(shí)驗(yàn)來確定織物的最低施用水平。將FR施用至織物可以利用常規(guī)浸軋來完成，利 用多個(gè)浸點(diǎn)和軋點(diǎn)浸軋，然后停留約30至60秒，這已經(jīng)表明產(chǎn)生良好的結(jié)果。成功施用預(yù) 縮合物/NH3阻燃劑的關(guān)鍵因素是控制氨化之前的織物含水量。通常，10%至20%的含水量 水平給出良好的結(jié)果。舉例來說，如本文描述的對織物的施用非常常見，并且在多數(shù)織物整 理設(shè)施中，所使用的設(shè)備對用于通常在商業(yè)應(yīng)用中使用的其它整理的織物整理技術(shù)是基本 的。本文描述的方法使得能夠省去這些施用系統(tǒng)。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了功能化產(chǎn)品和用于利用聲空化過程或聲化學(xué)鍍覆或 生斑過程將粉末形式的阻燃性化學(xué)品施用到纖維基材上的程序，如本文描述的，其不需要 施用任何結(jié)合劑或包封處理，從而允許使用具有水合水的化合物或組合物作為基材阻燃和 不著火或延遲著火的載體。
[0066] 因此，根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在提供了一種表面處理方法，用于當(dāng)在液體介質(zhì)中時(shí)通過纖 維的表面空化將至少一種預(yù)定性能引入到多根纖維中，所述方法包括將至少一種預(yù)定化合 物或組合物或化學(xué)品引入到液體介質(zhì)中，所述化學(xué)品因?yàn)槠滟x予利用其處理的纖維至少一 種期望的性能而被選擇；以及當(dāng)在液體介質(zhì)中時(shí)將纖維暴露于聲空化或聲化學(xué)輻照工藝， 由此所述纖維利用至少一種預(yù)定化合物或組合物或化學(xué)品來生斑或鍍覆。
[0067] 在一個(gè)方面中，本發(fā)明基于如下化合物或組合物：隨著基材的溫度升高，所述化合 物或組合物釋放它們的水合水，從而阻止燃燒。
[0068] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，現(xiàn)在提供一種不可著火的聚合物或纖維素基 纖維或制造的再生纖維素纖維，其上已經(jīng)耐久性地附著有粉末狀的難溶性化合物或組合 物，所述附著是在不使用膠黏劑或結(jié)合劑的情況下通過在纖維表面上進(jìn)行的且不會實(shí)現(xiàn)水 合水釋放的聲空化過程來進(jìn)行的，所述化合物或組合物含有水合水，該化學(xué)品為固體形式 并且可以包括但不限于三水合氧化鋁、氫氧化鎂或十水合硼酸鈉或其它水合的不溶性化合 物，該化學(xué)品通過空化與纖維素基材或聚合物基材或制造的再生纖維素基材締合，從而將 這樣的化學(xué)品耐久性地附著至基材。
[0069] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，化學(xué)品或組合物是水合的無機(jī)鹽。
[0070] 在本發(fā)明的另一方面中，提供一種賦予纖維不著火或延遲著火性能的方法，所述 方法包括向纖維素基材或聚合物基材或制造的再生纖維素基材施用包含水合水的難溶于 水的阻燃性組合物，所述組合物能夠通過使用如本文描述的空化過程而附著于包含纖維的 基材。
[0071] 在優(yōu)選的實(shí)施方案中，利用連續(xù)的傳送器輸送來實(shí)施聲空化或聲化學(xué)過程。
[0072] 在另一優(yōu)選方面中，本發(fā)明涉及用于賦予纖維基材源自其它化合物的非常高的阻 燃性和不著火品質(zhì)的程序，更具體地涉及通過向由纖維制成的基材施用水合無機(jī)鹽而由這 樣的經(jīng)處理纖維基材形成的織物，所述鹽通過空化引入期望的基材中以向期望的基材以及 由其形成的織物產(chǎn)品賦予期望的性能。
[0073] 因此，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于當(dāng)在液體介質(zhì)中時(shí)通過纖維表面空化來賦予纖 維基材不著火性能的方法，所述方法包括向纖維素纖維基材或聚合物纖維基材施用難溶于 水的阻燃性組合物，其包含一系列的水合水，所述組合物能夠通過采用聲空化或聲化學(xué)過 程而附著到纖維基材，其中在所述方法中，使纖維在沿著連續(xù)的傳送器行進(jìn)的同時(shí)暴露于 組合物。
[0074] 任選地，難溶于水的阻燃性組合物為選自十水合硼酸鈉、氫氧化鎂和三水合氧化 鋁的水合化合物。
[0075] 在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種利用無機(jī)化合物的水合水來控制基材的燃燒速 率的系統(tǒng)。阻燃效果幾乎是完全的，因?yàn)樵诒┞队诟哂诨牡奶蓟瘻囟鹊母邷鼗鹧婊驘嵩?時(shí)基材會幾乎瞬時(shí)由其原始狀態(tài)轉(zhuǎn)變成碳，從而減少其中產(chǎn)生煙并且火焰可能蔓延的從原 始物料到碳的過渡狀態(tài)。
[0076] 在一些實(shí)施方案中，水合化合物在沒有結(jié)合劑的情況下直接附著到基材，并且通 過空化附著以促進(jìn)化合物與基材的附著。
[0077] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的水合化學(xué)化合物還包含允許控制余燼并且會進(jìn)一步 限制暴露于火焰時(shí)基材的任何煙減少的至少一種粉末狀化合物。
[0078] 在一些實(shí)施方案中，將水合化合物在環(huán)境溫度下在含水介質(zhì)中施用至纖維基材， 其中所述含水介質(zhì)暴露于以約15至約30KHz頻率發(fā)射的一系列連續(xù)的壓電轉(zhuǎn)發(fā)器或聲極， 所述轉(zhuǎn)發(fā)器與聲空化或聲化學(xué)過程相關(guān)，其中在該過程中，纖維在沿連續(xù)的傳送器行進(jìn)的 同時(shí)和暴露于包埋在纖維側(cè)面中的化合物的同時(shí)暴露于組合物。
[0079] 在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，提供一種賦予纖維基材耐火性的方法，所述方法包 括以下連續(xù)步驟：
[0080] (a)將粉末狀的水合化合物引入到含水介質(zhì)中；
[0081] (b)將纖維梳條基材沿移動(dòng)的傳送帶或網(wǎng)狀配置帶傳輸通過介質(zhì)；和
[0082] (c)將含水介質(zhì)暴露于約15至約30KHz的頻率，直至開始起泡，其中在含水介質(zhì)中 的粉末狀水合化合物通過空化自身附著到基材。
[0083] 任選地，步驟（a)在環(huán)境溫度下進(jìn)行，并且沿移動(dòng)的傳送帶控制含水介質(zhì)的溫度 以加速空化過程。
[0084] 優(yōu)選地，在步驟（a)之前，在步驟（a)中施用粉末狀水合化合物之前將含水介質(zhì)和 基材加熱至高于環(huán)境溫度。
[0085] 任選地，向含水介質(zhì)添加表面活性劑以加速空化過程。
[0086] 任選地，步驟（b)在約20°C至約60°C的溫度下進(jìn)行。
[0087] 任選地，在約20°C至約60°C的溫度下在含水介質(zhì)中將水合化合物施用于纖維基 材，并使所述含水介質(zhì)暴露于以約15至約30KHz頻率發(fā)射的一系列連續(xù)的壓電轉(zhuǎn)發(fā)器，所 述壓電轉(zhuǎn)發(fā)器與定尺寸并配置以限制基材所穿過的纖維分散的水槽相關(guān)。
[0088] 用于施用的方法可以控制為使得施用可以進(jìn)行少至約1秒，并且優(yōu)選少于約10分 鐘。傳送帶的長度及其移動(dòng)速度是確定暴露時(shí)間的因素。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了使由經(jīng)處理的纖 維制造的紗線在紗線或由其制造的織物中有效，僅需要將少量的這些纖維引入紗線或產(chǎn)品 中。
[0089] 空化過程可以通過將液體載體的溫度升高至約20°C至約60°C來加快。
[0090] 此外，該過程可以通過向水載體添加少于約1%的乙醇溶液且至多約60%的乙醇 溶液來進(jìn)一步加快。為了最佳的結(jié)果，液體介質(zhì)應(yīng)當(dāng)為陰離子水，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可飲用的自 來水就足夠了。
[0091] 在本發(fā)明的該方面的優(yōu)選實(shí)施方案中，除了水合化合物之外，還向含水介質(zhì)原樣 添加另外的化合物如有機(jī)含磷酯（例如磷酸三苯酯）來抑制失去水合水之后基材的余燼和 由于燃燒導(dǎo)致的基材的焦化。
[0092] 還可以向化學(xué)添加劑添加三氧化銻以增強(qiáng)水合化合物的阻燃性能，如本領(lǐng)域技術(shù) 人員已知的。
[0093] 本發(fā)明還提供鍍覆有包含一系列水合水的難溶于水的阻燃性組合物的纖維素或 聚合物纖維基材。
[0094] 本發(fā)明還提供具有延遲著火或不著火性能的纖維基材，其中水合化合物在沒有結(jié) 合劑的情況下直接附著至基材。
[0095] 還提供一種其中已經(jīng)并入含有水合水的粉末狀難溶性化學(xué)品的不可著火聚合物 或纖維素制造的再生纖維素纖維，所述化學(xué)品為固體形式，并且所述化學(xué)品被空化到纖維 素或聚合物基材上以將化學(xué)品耐久地附著到基材，無論何時(shí)通過上述方法制造的都是如 此。
[0096] 如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，水合水在改變溫度時(shí)會從它們的分子釋放。例如，具有 五水合物附著體或十水合物附著體的分子會分別具有5個(gè)或10個(gè)水分子附著于它。用于釋 放這些水分子的機(jī)制通常為暴露于不同的熱水平。在多數(shù)情況下，隨著溫度升高，化合物會 釋放越來越多的水分子，直至它們耗盡，所述耗盡在最后一個(gè)水分子已經(jīng)被釋放時(shí)會發(fā)生。 只要水合水以物理方式處于化合物中，基材就會因?yàn)樗纤槐Ｗo(hù)免受碳化。當(dāng)最后的 水分子被從化合物中釋放時(shí)，基材會被其所暴露于的熱消耗。如果在高于基材的碳化溫度 的溫度下最后的水合水被從化合物中釋放，則基材會瞬時(shí)轉(zhuǎn)化成碳?；臅⒓唇够?，但是 不會存在火焰或煙。在轉(zhuǎn)化成碳之后，可以沒有火焰或沒有火焰從此時(shí)的碳源蔓延。
[0097] 雖然該效果是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，但是問題在于這些化合物到基材的附著或 包含。即使成功通過氧化/還原化學(xué)過程利用這些化合物來涂覆基材，并且基材的物理外 觀和觸感通過這些化合物到基材的附著而從根本上改變，也會遇到另一個(gè)問題。通常，外觀 是基材到賦予基材砂紙類型觸感的水合化合物的顏色改變。此外，在所有的化學(xué)施用的情 況下，當(dāng)附著于任意纖維的外側(cè)時(shí)，存在無機(jī)不溶性化合物的耐磨性問題。
[0098] 根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種用于限制褪色且還允許織物材料基材保持柔軟 的觸感的系統(tǒng)。
[0099] 如前文所述的，本發(fā)明的新型產(chǎn)品可以通過使用聲化學(xué)過程或通過利用聲空化的 直接附著來制造。
[0100] 為了保證柔軟的織物，有必要向纖維施用水溶性差或不溶性的、優(yōu)選無機(jī)的水合 化學(xué)品，例如十水合硼酸鈉、三水合氧化鋁、二氧化鎂，和具有作為分子的一部分附著的水 合水的其它化合物。該相同的系統(tǒng)可以適合于會吸收化學(xué)化合物的紗線、線或織物，然而這 會產(chǎn)生觸摸起來非常粗糙的織物。如果在纖維水平上進(jìn)行，則將經(jīng)處理的纖維混到紗線中。 由于僅小百分比的紡過的紗線是經(jīng)處理的纖維，則粗糙度和褪色被大幅降低或完全消除。
[0101] 本發(fā)明涉及用于將至少一種預(yù)定性能引入多根纖維素纖維或制造的再生纖維素 纖維、或者聚合物纖維的表面處理方法，所述纖維以有序的方式在液體介質(zhì)中移動(dòng)，所述方 法包括以下步驟：
[0102] 將粉末形式的至少一種預(yù)定的難溶性化合物或組合物引入液體介質(zhì)中，所述至少 一種化合物或組合物選擇為賦予利用其處理的纖維至少一種期望的性能；和
[0103] 當(dāng)在液體介質(zhì)中時(shí)將纖維暴露于選自聲空化工藝、聲化學(xué)輻照工藝和化學(xué)處理工 藝的工藝，由此利用至少一種預(yù)定的化學(xué)化合物或組合物來使鍍覆纖維或在其上生斑。
[0104] 至少一種預(yù)定的化合物或組合物是難溶性化合物或組合物，并且不少于90%的粉 末具有約1納米至約5微米的尺寸。
[0105] 在暴露步驟期間不使用結(jié)合劑來將鍍覆的或生斑的預(yù)定化合物或組合物附著至 纖維。
[0106] 表面處理可以用于賦予纖維不著火或延遲著火性能，其中所述至少一種預(yù)定化合 物或組合物是含有水合水的難溶于水的阻燃性化合物或組合物。
[0107] 難溶于水的阻燃性化合物或組合物可以是選自十水合硼酸鈉、氫氧化鎂和三水合 氧化鋁的水合化合物或其組合。
[0108] 表面處理可以用于賦予纖維抗微生物品質(zhì)，包括抗細(xì)菌、抗真菌和/或抗病毒品 質(zhì)，其中所述至少一種化合物或組合物是包含金屬和/或其氧化物的難溶于水的抗微生物 化合物或組合物。該抗微生物表面處理劑可以是選自銀、銀的氧化物、銅、銅的氧化物、鎂、 鎂的氧化物、鋅、鋅的氧化物的金屬或其氧化物，或其任意組合。
[0109] 表面處理可以用于賦予纖維殺蟲品質(zhì)，其中所述至少一種預(yù)定化合物或組合物選 自硅藻土、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、鋅、鋅的氧化物或其組合。
[0110] 表面處理可以用于賦予纖維防水品質(zhì)，其中所述至少一種預(yù)定化合物是疏水材 料。該疏水材料可以是經(jīng)研磨的二氧化硅。
[0111] 表面處理的至少一種預(yù)定化合物或組合物可以是包封的有機(jī)化合物。
[0112] 表面處理可以用于賦予纖維UV抑制品質(zhì)，其中所述至少一種預(yù)定化合物或組合 物選自鋅的氧化物、二氧化鈦、二醇、二羧酸、二羧酸衍生物、銻、磷、錳、或其組合。
[0113] 表面處理可以用于賦予纖維醫(yī)療性能以用于經(jīng)皮的藥物輸送、或者皮膚處理，其 中所述化合物或組合物選自銅、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、包封的有機(jī)化合物或其組合。
[0114] 表面處理可以用于賦予纖維美容性能以用于皮膚處理，其中化合物或組合物選自 銅、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、包封的有機(jī)化合物或其組合。
[0115] 表面處理可以通過暴露步驟來獲得，所述暴露步驟還包括激活與一個(gè)或更多個(gè)至 少部分浸沒在液體介質(zhì)中的聲極聲學(xué)連通的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的步驟，所述聲極以約15 至約30KHz的頻率發(fā)射聲壓波以用于使至少一種難溶性化合物空化到纖維上。
[0116] 提供至少一種難溶性化合物的表面處理可以通過利用氧化-還原化學(xué)反應(yīng)或聲 化學(xué)反應(yīng)從液體介質(zhì)中沉淀固體來實(shí)現(xiàn)。該表面處理方法還可以包括激活與一個(gè)或更多個(gè) 至少部分浸沒在液體介質(zhì)中的聲極聲學(xué)連通的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的步驟，所述聲極以約 15至約30KHz的頻率發(fā)射聲壓波以用于使氧化-還原化學(xué)或聲化學(xué)引發(fā)的至少一種難溶性 化合物空化到梳條的纖維上。
[0117] 表面處理可以在多種可溶性化合物的存在下實(shí)施，其中氧化-還原反應(yīng)使至少一 種固體沉淀到梳條的纖維的表面上。
[0118] 表面處理方法可以在其中液體介質(zhì)保持在約20°C至約60°C的溫度的情況下進(jìn) 行。
[0119] 表面處理方法可以在如下情況下進(jìn)行：其中暴露步驟還包括輸送纖維穿過槽中的 液體介質(zhì)的步驟，所述纖維在選自移動(dòng)帶、移動(dòng)膜、移動(dòng)網(wǎng)和移動(dòng)雙網(wǎng)的輸送裝置上輸送， 所述纖維被夾在雙網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)之間。在該表面處理方法中，暴露步驟還包括將纖維至少部 分壓下以使其至少部分浸沒在液體介質(zhì)中的步驟，從而有助于維持纖維在液體介質(zhì)中的暴 露并且維持梳條的纖維有序取向。
[0120] 表面處理方法可以在其中液體介質(zhì)為水的情況下進(jìn)行。
[0121] 表面處理方法可以在如下情況下進(jìn)行：其中暴露步驟還包括向液體介質(zhì)添加表面 活性劑的步驟，從而改善表面處理方法期間纖維分離以及從而有助于纖維重構(gòu)成梳條。
[0122] 表面處理方法可以在其中液體介質(zhì)包含1% w/w或更多的至少一種難溶性化合物 的情況下進(jìn)行。
[0123] 本發(fā)明還涉及用于處理多根纖維素纖維或制造的再生纖維素纖維、或者聚合物纖 維的表面處理方法，其包括如下步驟：
[0124] (a)提供在液體介質(zhì)中的至少一種預(yù)定的難溶性化合物；
[0125] (b)將梳條置于輸送裝置上；
[0126] (C)將梳條遞增地引入到表面處理設(shè)備內(nèi)的槽中，使得對在液體介質(zhì)中行進(jìn)的梳 條存在控制，以及使得梳條可以以有序的方式打開，將構(gòu)成梳條的單個(gè)纖維的足夠的表面 區(qū)域暴露于至少一種難溶性化合物，由此使得能夠有效地進(jìn)行纖維的鍍覆或生斑，并且使 纖維重構(gòu)回梳條。
[0127] 梳條重約2至約20克每直線米。所述至少一種預(yù)定的難溶性化合物以粉末的形 式提供，其中至少90%的粉末具有約1納米至約5微米的粒徑。
[0128] 該表面處理方法還可以包括激活與一個(gè)或更多個(gè)至少部分浸沒在液體介質(zhì)中的 聲極聲學(xué)連通的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的步驟，所述聲極以約15至約30KHz的頻率發(fā)射聲壓 波以用于使至少一種難溶性化合物空化到梳條的纖維上。
[0129] 該表面處理方法還可以包括通過利用氧化-還原化學(xué)反應(yīng)或聲化學(xué)反應(yīng)從液體 介質(zhì)中沉淀固體來提供至少一種難溶性化合物的步驟。表面處理方法還可以包括激活與一 個(gè)或更多個(gè)至少部分浸沒在液體介質(zhì)中的聲極聲學(xué)連通的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的步驟，所 述聲極以約15至約30KHz的頻率發(fā)射聲壓波以用于使氧化-還原化學(xué)或聲化學(xué)引發(fā)的至 少一種難溶性化合物空化到梳條的纖維上。
[0130] 表面處理方法可以在如下情況下進(jìn)行：其中纖維在液體介質(zhì)中的輸送在多種可 溶性化合物的存在下實(shí)施，其中氧化-還原反應(yīng)將至少一種固體沉淀到梳條的纖維的表面 上。
[0131] 表面處理方法可以在其中液體介質(zhì)保持在約20°C至約60°C的溫度的情況下進(jìn) 行。
[0132] 表面處理方法還可以包括輸送梳條的纖維穿過定尺寸并配置以限制纖維分散的 槽中的液體介質(zhì)，所述纖維在選自移動(dòng)帶、移動(dòng)膜、移動(dòng)網(wǎng)和移動(dòng)雙網(wǎng)的輸送裝置上輸送， 所述纖維被夾在雙網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)之間。
[0133] 表面處理方法還可以包括將纖維至少部分壓下以使其至少部分浸沒在液體介質(zhì) 中的步驟，從而有助于維持纖維在液體介質(zhì)中的暴露以及維持引入步驟中纖維的有序取 向。液體介質(zhì)可以是水。
[0134] 表面處理方法還可以包括向液體介質(zhì)添加表面活性劑的步驟，從而改善表面處理 方法期間的纖維分離以及從而有助于纖維重構(gòu)成梳條形式。
[0135] 表面處理方法可以在其中液體介質(zhì)包含1% w/w或更多的至少一種難溶性化合物 的情況下進(jìn)行。
[0136] 表面處理方法還可以包括擠壓纖維以有助于干燥纖維的步驟。
[0137] 表面處理方法還可以包括使纖維暴露于熱以用于干燥纖維的步驟。
[0138] 表面處理方法還可以包括在表面處理之后卷繞纖維的步驟，由此有助于纖維重構(gòu) 成梳條形式。
[0139] 表面處理可以用于賦予纖維不著火或延遲著火性能，其中至少一種預(yù)定化合物或 組合物是包含水合水的難溶于水的阻燃性化合物或組合物。
[0140] 表面處理方法可以在其中難溶于水的阻燃性化合物或組合物為選自十水合硼酸 鈉、氫氧化鎂和三水合氧化鋁的水合化合物或其組合的情況下進(jìn)行。
[0141] 表面處理可以用于賦予纖維抗微生物品質(zhì)，包括抗細(xì)菌、抗真菌和/或抗病毒品 質(zhì)，其中所述至少一種化合物或組合物是包含金屬和/或其氧化物的難溶于水的抗微生物 化合物或組合物。
[0142] 表面處理方法可以在其中難溶于水的抗微生物化合物或組合物為選自銀、銀的氧 化物、銅、銅的氧化物、鎂、鎂的氧化物、鋅、鋅的氧化物的金屬或其氧化物、或其任意組合的 情況下進(jìn)行。
[0143] 表面處理可以用于賦予纖維殺蟲品質(zhì)，其中所述至少一種預(yù)定化合物或組合物選 自硅藻土、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、鋅、鋅的氧化物或其組合。
[0144] 表面處理可以用于賦予纖維防水品質(zhì)，其中所述至少一種預(yù)定化合物是疏水材 料。
[0145] 表面處理過程可以在其中疏水材料是經(jīng)研磨的二氧化硅顆粒的情況下進(jìn)行。
[0146] 表面處理方法可以在其中至少一種預(yù)定化合物或組合物為包封的有機(jī)化合物的 情況下進(jìn)行。
[0147] 表面處理可以用于賦予纖維UV抑制品質(zhì)，其中所述至少一種預(yù)定化合物或組合 物選自鋅的氧化物、二氧化鈦、二醇、二羧酸、二羧酸衍生物、銻、磷、錳或其組合。
[0148] 表面處理可以用于賦予纖維醫(yī)療性能以用于經(jīng)皮的藥物輸送、或者皮膚處理，其 中所述化合物或組合物選自銅、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、包封的有機(jī)化合物或其組合。
[0149] 表面處理可以用于賦予纖維美容性能以用于皮膚處理，其中化合物或組合物選自 銅、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、包封的有機(jī)化合物或其組合。
[0150] 授予Rogers等人的美國專利7423079討論了超級吸收劑顆粒的應(yīng)用，其這些顆粒 被用作結(jié)合劑以使化學(xué)品可附著于基材。這與本文討論的技術(shù)不同，因?yàn)闆]有使用結(jié)合劑。
[0151] Weber等人的美國申請2007/0190872討論了向結(jié)合劑添加多種FR化合物并且使 結(jié)合劑固化在基材上。這與本文討論的技術(shù)不同，因?yàn)闆]有使用結(jié)合劑。
[0152] Fochesato Antonio的美國專利4298509討論了向烯經(jīng)楽料添加 FR化合物。這與 本文討論的技術(shù)不同，因?yàn)樗褂枚喾NFR化合物以獲得期望的效果。
[0153] Piana等人的美國專利7736696討論了通過與在壓力下在大桶中施用染料類似的 系統(tǒng)在纖維、紗線或織物上沉積FR化合物。這與本文討論的技術(shù)不同，因?yàn)楸疚挠懻摰氖?用是空化過程，而不是結(jié)合過程。
[0154] Rock Moshe的EP20090160876討論了將阻燃（FR)纖維包含在起絨布形成中的針 織或織造織物中，使得FR成分在織物的外側(cè)上。所討論的技術(shù)應(yīng)用于經(jīng)整理的織物，而未 教導(dǎo)或提示用于纖維直接處理的系統(tǒng)。
[0155] Rearick等人的PCT/US1999/021616討論了包含羧酸的化合物和用于將該化合物 偶聯(lián)到材料上存在的部分或全部羥基并且使羥基酯化以允許FR化合物附著到纖維素上的 合適催化劑的結(jié)合機(jī)制。這與本文討論的技術(shù)不同，因?yàn)楸疚挠懻摰氖┯檬强栈^程，而不 是化學(xué)結(jié)合過程。
[0156] 授予Mischutin的美國專利4600606涉及一種用于在與熱烙融材料接觸時(shí)使非熱 塑性纖維和纖維組合物耐火的方法，該方法涉及向其施用并入溴化有機(jī)化合物和金屬氧化 物或金屬氧化物和金屬水合物的難溶于水的不含磷固體顆粒混合物的阻燃性組合物。
[0157] 授予Pearson的美國專利4552803涉及由以下組分制備的粉末形式的阻燃性組合 物：TBL組分，以重量份計(jì)，乙醛70-140,磷酸銨50-250,銨、堿金屬或堿土金屬化合物或鹽 50-250,脲反應(yīng)物70-190,羥基反應(yīng)物20-60,磷酸150-250。還提供了包含粉末的阻燃性組 合物和用于處理基材如紙或木材，以及棉、羊毛和合成織物以賦予其阻燃性能的方法。
[0158] 授予Pearson的美國專利4468495涉及由以下組分制備的粉末形式的阻燃性組合 物：TBL組分，以重量份計(jì)，乙醛70-110,磷酸銨120-180,硫酸銨120-180,脲120-180,烷醇 胺35-50,磷酸100-150。還提供了包含該粉末的阻燃性組合物，以及用于處理基材如紙或 木材以賦予其阻燃性能的方法。
[0159] 美國專利4990368涉及通過施用固體形式的粉末狀阻燃劑來賦予織物基材阻燃 性能，所述粉末狀阻燃劑然后被熔融或熔化到織物中以將阻燃劑耐久地附著到織物。該 方法尤其適用于目前以分散體或乳液形式施用的難溶于水的固體阻燃劑，例如六溴環(huán)十二 燒。
[0160] 在Gedanken等人的發(fā)明名稱為 Sonochemical Coating of Textiles with Metal Oxide Nanoparticles for Antimicrobial Fabrics 的 IL 2009/00645 中描述了一種實(shí)驗(yàn) 室方法，其中將尺寸為約100平方厘米的織物材料放置在有水的燒杯中。在該方法中使用 納米顆粒，并且說明書示出了對于完全涂覆織物基材1小時(shí)的停留時(shí)間。在該處理的情況 下，僅織物的外表面接受涂覆。在Gedanken中，僅織物的表面被涂覆，因此僅僅可以得到具 有粗糙質(zhì)地的織物。此外，如在所引用的參考文獻(xiàn)中描述的，該方法非常緩慢。
[0161] 與此相比，根據(jù)本發(fā)明，制得一種柔軟的、易揉的有效產(chǎn)品，而不必在允許批量生 產(chǎn)的配置中以大幅減少的時(shí)間范圍使用納米粉末。
[0162] 此外，在Gedanken中，最終產(chǎn)品為其中是織物表面而非纖維表面被處理的織物。 這意味著，所有的化學(xué)化合物沉積都是外部的。結(jié)果，織物的手感粗糙并且具有顏色。
[0163] Burrell等人的US 5, 681，575公開了抗微生物涂層和將其形成在醫(yī)療裝置上的 方法。該涂層通過利用氣相沉積技術(shù)沉積生物相容性金屬來形成，以在涂層中產(chǎn)生原子無 序性，使得實(shí)現(xiàn)足以產(chǎn)生抗微生物效果的金屬離子的持續(xù)釋放。該醫(yī)療裝置可以由任意合 適的材料制成，例如金屬，包括鋼、鋁及其合金、膠乳、尼龍、硅酮、聚酯、玻璃、陶瓷、紙、布和 其它塑料和橡膠，并且涂層通過物理氣相沉積來形成，例如通過真空蒸鍍、濺射、磁控濺射 或離子鍍將一種或更多種抗微生物金屬涂覆在醫(yī)療裝置上。
[0164] Gedanken等人的W02007/032001討論了一種利用銀納米顆粒進(jìn)行母料層面上的 施用。利用聲化學(xué)系統(tǒng)將目標(biāo)聚合物處理成丸粒形式，然后將這樣的丸粒添加到制造系統(tǒng) 的漿料。處理聚合物丸粒以用于包含在漿料中，并且該文獻(xiàn)并未教導(dǎo)或提示通過聲處理將 期望的化學(xué)品直接附著于纖維。因此，該文獻(xiàn)涉及一種用于將納米顆粒包含在母料中、而不 是直接空化施用至纖維的系統(tǒng)。
[0165] 在本發(fā)明的另一方面中，至少一種預(yù)定的化學(xué)品是硅藻土。
[0166] 因此，在本發(fā)明的該方面中，提供了一種用于賦予纖維基材殺蟲性能的方法，其包 括以下連續(xù)步驟：
[0167] 將硅藻土引入含水介質(zhì)中；
[0168] 沿移動(dòng)傳送帶或移動(dòng)膜或移動(dòng)網(wǎng)或移動(dòng)雙網(wǎng)輸送纖維梳條基材穿過所述介質(zhì)，所 述纖維被夾在所述雙網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)之間；和
[0169] 將所述含水介質(zhì)暴露于約15至約30KHz的頻率直到開始起泡，其中在所述含水介 質(zhì)中的硅藻土通過空化自身附著到基材。
[0170] 在本發(fā)明的另一方面中，至少一種預(yù)定化學(xué)品選自金屬和金屬氧化物。
[0171] 任選地，所述化學(xué)品選自銀及其氧化物、銅及其氧化物、鎂及其氧化物、和鋅及其 氧化物。
[0172] 因此，在本發(fā)明的該方面中，提供一種用于賦予纖維基材抗細(xì)菌、抗真菌和抗病毒 品質(zhì)的方法，其包括以下連續(xù)步驟：
[0173] 將銀及其氧化物、銅及其氧化物、鎂及其氧化物、鋅及其氧化物或其混合物引入含 水介質(zhì)中；
[0174] 沿移動(dòng)傳送帶或移動(dòng)膜或移動(dòng)網(wǎng)或移動(dòng)雙網(wǎng)輸送纖維梳條基材穿過所述介質(zhì)，所 述纖維被夾在所述雙網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)之間；和
[0175] 將所述含水介質(zhì)暴露于約15至約30KHz的頻率直到開始起泡，其中在所述含水介 質(zhì)中的銀或其氧化物、銅或其氧化物、鋅或其氧化物、鎂及其氧化物或其混合物通過空化自 身附著到基材。
[0176] 在本發(fā)明的該方面中，還提供了一種用于賦予纖維基材抗微生物和UV抑制性能 的方法，所述方法包括以下連續(xù)步驟：
[0177] (a)將選自鋅的氧化物、二氧化鈦、二醇、二羧酸、二羧酸衍生物、銻、磷、錳或其組 合、MgO、CuO、Ag和AgO或其混合物的化學(xué)品引入含水介質(zhì)中；
[0178] (b)沿移動(dòng)傳送帶或移動(dòng)膜或移動(dòng)網(wǎng)或移動(dòng)雙網(wǎng)輸送纖維梳條基材穿過所述介 質(zhì)，所述纖維被夾在所述雙網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)之間；和
[0179] (c)將所述含水介質(zhì)暴露于約15至約30KHz的頻率直到開始起泡，其中在所述含 水介質(zhì)中的鋅的氧化物、二氧化鈦、二醇、二羧酸、二羧酸衍生物、銻、磷、錳或其組合、MgO、 CuO、Ag和AgO或其混合物通過空化自身附著到基材。
[0180] 在本發(fā)明的又一方面中，至少一種預(yù)定的化學(xué)品是包封的有機(jī)化合物。
[0181] 在本發(fā)明的該方面中，包封的有機(jī)化合物任選地選自諸如抗生素或皮膚處理化合 物如各種乳膏或蘆薈汁的物質(zhì)。
[0182] 因此，在本發(fā)明的該方面中，提供了一種用于將用于經(jīng)皮的藥物輸送或皮膚處理 的醫(yī)療和美容化合物引入到纖維基材上的方法，其包括以下連續(xù)步驟：
[0183] (a)將包封的有機(jī)化合物引入含水介質(zhì)中；
[0184] (b)沿移動(dòng)傳送帶或移動(dòng)膜或移動(dòng)網(wǎng)或移動(dòng)雙網(wǎng)輸送纖維梳條基材穿過所述介 質(zhì)，所述纖維被夾在所述雙網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)之間；和
[0185] (c)將所述含水介質(zhì)暴露于約15至約30KHz的頻率直到開始起泡，其中在所述含 水介質(zhì)中的包封的有機(jī)化合物通過空化自身附著到基材。
[0186] 因此，如本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解的，本發(fā)明提供一種包含在大部分纖維的表面上 包含締合組分的大部分纖維的梳條，并且這樣的梳條因此會具有與根據(jù)本文描述的方法/ 過程通過選擇與其締合的組分實(shí)現(xiàn)的和期望的那些性能對應(yīng)的性能。例如，這樣的梳條和 引入它們的產(chǎn)品可擁有抗微生物性能、阻燃或耐火性能、美容增強(qiáng)性能以及其它性能，如本 領(lǐng)域技術(shù)人員會理解的。
[0187] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明還提供一種用于在液體介質(zhì)中時(shí)通過纖維的表面空化 將至少一種預(yù)定性能引入多根纖維的處理設(shè)備，該處理工藝包括：
[0188] (a)將梳條引入取向處理設(shè)備中，其中：
[0189] i.將梳條遞增地引入在其寬度足以允許梳條在其中行進(jìn)并且允許梳條分離成單 個(gè)纖維的導(dǎo)槽或槽中的設(shè)備；和
[0190] ii.所述導(dǎo)槽或槽包含促進(jìn)纖維基本上平行取向和促進(jìn)纖維浸沒在導(dǎo)槽或槽內(nèi)的 取向附屬裝置；
[0191] (b)將至少一種預(yù)定的化學(xué)品引入處理設(shè)備的模塊中的液體介質(zhì)中，其中所述化 學(xué)品因其賦予利用其處理的纖維至少一種期望性能的能力而被選擇，
[0192] (C)在含水介質(zhì)中時(shí)將纖維暴露于聲空化或聲化學(xué)輻照工藝，由此利用至少一種 預(yù)定的化學(xué)品鍍覆所述纖維；和
[0193] (d)在取向處理設(shè)備的組裝模塊中將單個(gè)纖維重新組裝成梳條；
[0194] 由此所述梳條包含表面引入了至少一種預(yù)定化學(xué)品的多根纖維。
[0195] 根據(jù)該方面，在一些實(shí)施方案中，取向處理設(shè)備包括用作取向附屬裝置的重壓附 屬裝置。
[0196] 根據(jù)該方面，在一些實(shí)施方案中，該設(shè)備包括卷繞器，其有助于將單個(gè)纖維重新組 裝成梳條。
[0197] 根據(jù)該方面，在一些實(shí)施方案中，該設(shè)備包括擠壓輥，其有助于從經(jīng)處理的纖維移 除液體。
[0198] 在一些實(shí)施方案中，圖1提供用于本發(fā)明設(shè)備的實(shí)施草圖的描述。本領(lǐng)域技術(shù)人 員會理解，這樣的設(shè)備可容易修改以引入用于本文描述的各種元件的工業(yè)上可應(yīng)用的設(shè) 備。應(yīng)當(dāng)理解，本文設(shè)想提供在使得能夠浸沒在液體介質(zhì)內(nèi)的同時(shí)以基本上有序的方式壓 縮單個(gè)纖維的能力和提供位于其中的單個(gè)纖維的聲空化或聲化學(xué)輻照和然后這樣的經(jīng)單 個(gè)處理的纖維在梳條內(nèi)的重新組裝的任何設(shè)備，并且其被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分。
[0199] 現(xiàn)在會參考以下示例性附圖和實(shí)施例關(guān)于某些實(shí)施方案來描述本發(fā)明，使得可以 更為充分地理解本發(fā)明。
[0200] 現(xiàn)在特別關(guān)于詳細(xì)的附圖，應(yīng)強(qiáng)調(diào)，所顯示的細(xì)節(jié)是通過舉例給出的，僅用于本發(fā) 明的優(yōu)選實(shí)施方案的示例性討論，并且因?yàn)樘峁?jù)認(rèn)為是最有用的和容易理解的本發(fā)明方 法之一的原理和構(gòu)思方面的說明的原因給出。就此而言，并未試圖以比用于本發(fā)明的基本 理解所需更多的細(xì)節(jié)顯示本發(fā)明的細(xì)節(jié)，對附圖的說明使得本領(lǐng)域技術(shù)人員明白在實(shí)際中 可以如何實(shí)施本發(fā)明的幾種形式。
[0201] 附圖簡述
[0202] 圖1是用于實(shí)施本發(fā)明方法的生產(chǎn)線的示意圖。
[0203] 圖2是圖1中顯示的導(dǎo)槽工作臺的部分分解視圖。
[0204] 圖3是圖1中的工作臺的側(cè)切視圖，其顯示聲極相對于梳條和水的位置。
[0205] 圖4是圖1的工作臺的側(cè)切視圖，其顯示配重輪的位置。
[0206] 圖5是顯示紡入紗線中的空化纖維的SEM照片。此處顯示的是通過聲空化過程具 有三水合氧化鋁的空化纖維。
[0207] 圖6是應(yīng)用三水合氧化鋁的聲空化纖維的SEM照片，其在50次洗滌之后被紡成紗 線。纖維并未著火，表明是持續(xù)產(chǎn)品壽命的產(chǎn)品。
[0208] 圖7是顯示暴露于聲空化之后的單根纖維的SEM照片。
[0209] 圖8是顯示暴露于聲空化之后的單根纖維的橫截面的SEM照片。注意，白點(diǎn)是可 看見已經(jīng)深度穿透纖維表面的化學(xué)化合物。
[0210] 圖9是顯示利用氧化/還原過程的化學(xué)涂覆的纖維的SEM照片。注意到100%的 纖維覆蓋率。
[0211] 圖IOa是在鍍銅棉纖維上的聲化學(xué)納米沉積CuO上空化的Ag404 (大顆粒）的20 微米段。
[0212] 圖IOb是在鍍銅棉纖維上的聲化學(xué)納米沉積CuO上空化的Ag404(大顆粒）的4 微米段。
[0213] 圖IOc是在鍍銅棉纖維上的聲化學(xué)納米沉積CuO上空化的Ag404(大顆粒）的1 微米段。
[0214] 發(fā)明實(shí)施方案的詳細(xì)描述
[0215] 現(xiàn)在參考圖1，以梳條（2)的形式制備纖維，所述梳條例如以卷繞在筒（4)中的方 式儲存，這對于紗線制造業(yè)來說是常見的。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，用于梳條的源和/或其 維護(hù)可以經(jīng)由任何手段并且可得自任何源。將梳條送入到設(shè)備中，例如，通過引導(dǎo)梳條穿過 軌道（6)。軌道可以以一定的間隔支撐，例如通過為梳條（2)提供沿指定路線提供運(yùn)動(dòng)的支 撐金屬輥（8)支撐，如在本文描述的，包括在配合的工作臺（10)上方的軌道。該設(shè)備和各 個(gè)支撐結(jié)構(gòu)允許沿指定的路徑遞增地送入梳條，而沒有斷裂。現(xiàn)在參考圖2,其提供圖1中 的工作臺（10)的分解視圖，可以看出，工作臺配合有一系列凹槽或凹陷單元（14)，所述凹 槽或凹陷單元的尺寸和材料允許將水溶液容納在其中。沿工作臺（10)的長度方向引導(dǎo)梳 條，所述工作臺可以引入沿頂面布置的膜層（16)。根據(jù)該方面，這樣的膜在性質(zhì)上可以是 相對疏水的，例如，由聚丙烯或聚乙烯構(gòu)成。該膜進(jìn)而可以被沿工作臺的表面送入，與沿工 作臺送入梳條一樣遠(yuǎn)，作為為梳條提供光滑通道的導(dǎo)槽。膜進(jìn)而可以作為輥/卷軸（18)儲 存，其進(jìn)而被送入到位于工作臺（10)另一側(cè)的收取卷軸（20)。然后梳條被引至膜層頂上， 兩者沿工作臺的長度前進(jìn)。雖然在該圖示中沒有顯示，但是可以使用雙撓性膜如篩網(wǎng)來抓 取梳條并且還將其保持在位，然而，本文所描述的系統(tǒng)構(gòu)造更為簡單。
[0216] 當(dāng)載有梳條的膜前進(jìn)時(shí)，其與工作臺中的凹陷/凹槽接觸，由此暴露于容納在其 中的水溶液（22)。由于梳條可能具有漂浮的趨勢而會中斷空化過程，所以可能有必要將移 動(dòng)的梳條壓下。這可以借助于如圖4中顯示的配合在工作臺（10)的導(dǎo)槽（14)中的一些配 重輪（26)來實(shí)現(xiàn)。在暴露于含水環(huán)境之后，包含纖維的梳條變得完全潤濕，并且與當(dāng)干燥 時(shí)其取向相比纖維此時(shí)締合地較不緊密。梳條以約15秒沿1米工作臺移動(dòng)，其足以實(shí)現(xiàn)所 期望的完全空化。在纖維之間形成空間，所述空間填充水并且用作纖維處理的載體，因?yàn)樵?該點(diǎn)處的纖維被分離。只要水保持不被擾亂且配重輪（26)與水導(dǎo)槽（14)平行，取向就會 被保持。在該點(diǎn)處，纖維被完全分離。梳條暴露水環(huán)境的時(shí)間可以小心控制，從而確保纖維 維持理想的取向，以便在該過程結(jié)束時(shí)重新形成具有平行布置的纖維的梳條。浸沒的時(shí)間 也可以隨傳送帶的速度變化。
[0217] 當(dāng)干燥的纖維與膜（16)在導(dǎo)槽（14)中移動(dòng)時(shí)，來自化學(xué)品進(jìn)料罐（32)的水和化 學(xué)品（22)被噴灑在纖維上以填充導(dǎo)槽或槽并且用液體覆蓋纖維（13)。水溶液以非常高的 壓力噴灑，其淹沒纖維且同時(shí)還完全潤濕它們。纖維將具有漂浮的趨勢，因此優(yōu)選的是利用 輪（26)將其壓下以使它們至少部分浸沒在液體介質(zhì)中以幫助維持纖維在液體介質(zhì)中的暴 露和維持纖維的有序取向，或者如果需要更多的水，添加額外的噴灑噴頭。該過程優(yōu)選在相 對高的速度下進(jìn)行，以防止纖維的分散和喪失其取向的天然趨勢。
[0218] 在一些實(shí)施方案中，纖維在聲極（24)的一部分下方穿過。在一個(gè)實(shí)施方案中，可 以用化學(xué)分配器代替聲極，使得同一機(jī)器可以用于化學(xué)還原過程。
[0219] 根據(jù)該方面，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步利用周期性的配重結(jié) 構(gòu)布置，例如定位在工作臺中的凹陷/凹槽位置上方或至少部分上方、或靠近其位置的配 重輪26,這進(jìn)而可以有助于更好的纖維浸沒。
[0220] 根據(jù)該方面，在有助于實(shí)施本發(fā)明方法/過程的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)纖維 (13)離開工作臺（10)時(shí)提供用于纖維穿過擠壓輥（28)的通道，從而移除纖維（13)中的 大部分水并且將纖維壓縮回到梳條（12)形式。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他布置，由此膜 /梳條可以沿表面前進(jìn)，與包含上述組分的描述的水溶液周期性接觸，其有助于將單個(gè)纖維 暴露在梳條中，由此大部分這樣的纖維與組分締合，并且完成梳條的最后重新組裝，并且這 樣的布置可以不必使用自動(dòng)化部件，可以適合用于小規(guī)模應(yīng)用，或者替代地可以被修改為 適合工業(yè)應(yīng)用，并且所有的這樣的布置都應(yīng)被視為本發(fā)明的一部分。
[0221] 另外，在如上所述的布置的一些實(shí)施方案中，水會沿重繞膜（16)流到收集罐（30) 中，所述水和化學(xué)品（22)然后可以被再循環(huán)回到水合化學(xué)品進(jìn)料罐（32)，從而為本文描述 的方法/過程提供節(jié)省成本的特征。
[0222] 在一些實(shí)施方案中，在梳條（12)離開第一組擠壓輥（28)之后，梳條被作為移除與 膜/梳條保持締合的過量水溶液的裝置的第二組擠壓輥（34)或任意合適數(shù)目的額外擠壓 輥拾取。在第一擠壓之后，移除約97%的水。現(xiàn)在梳條為具有平行纖維的扁平條帶的形式。 以該形式，梳條可以被移到下一段以進(jìn)行干燥，因?yàn)闂l帶將具有少量的完整性。該形成物現(xiàn) 在允許梳條從支撐膜離開并且移動(dòng)到將進(jìn)入烘箱進(jìn)行干燥的帶上。梳條然后行進(jìn)到第二工 作臺（36)上。該工作臺（36)的底座（38)是金屬網(wǎng)，使得梳條位于網(wǎng)上并且隨其行進(jìn)，從 而允許熱空氣穿過網(wǎng)和濕潤的梳條。梳條進(jìn)入干燥烘箱（40)。當(dāng)梳條離開干燥烘箱時(shí)，梳 條然后進(jìn)入有助于梳條卷繞（42)和進(jìn)入收集梳條筒（44)的一組軌道。
[0223] 現(xiàn)在參考圖3,其示出了在圖1設(shè)備的工作臺（10)中提供的導(dǎo)槽（14)內(nèi)的兩個(gè)不 同聲極的側(cè)視圖。如同所述的，梳條形式的纖維（13)在移動(dòng)膜上行進(jìn)或者截留在移動(dòng)網(wǎng)中 以抓住纖維，使得它們不因?yàn)楸粔喝雽?dǎo)槽（14)中的水（16)而不必要地分散。示出了兩種 不同的聲極配置，即單頭聲極（46)和雙頭聲極（48)，以及它們?nèi)绾闻浜系綄?dǎo)槽（14)中。沿 導(dǎo)槽工作臺（10)的截面可以看見行進(jìn)的膜（16)以及纖維（13)相對于膜（16)、聲極（46) 和（48)以及水位（50)的位置。行進(jìn)穿過水的波將使纖維松散并且打開，從而允許被水中 的化學(xué)品完全覆蓋。每個(gè)槽僅有一個(gè)梳條。 實(shí)施例
[0224] 實(shí)施例1
[0225] 包含水合水的阻燃性化學(xué)品
[0226] 制備梳條，使得其具有低捻度（約4捻每米）并且重3至8克每米。梳條可由任 意的短纖維制成，所述短纖維例如但不限于棉、人造纖維、聚酯和尼龍。使梳條運(yùn)行穿過所 述的系統(tǒng)，但是在將梳條放置在帶的導(dǎo)槽中之前，將細(xì)粉末（通常尺寸不大于5微米）形式 的少量阻燃（FR)化學(xué)化合物放置在水中，所述水被噴灑在纖維上。應(yīng)注意，F(xiàn)R也可以被放 置在干燥的帶上。當(dāng)無線電波被開啟時(shí)，粉末混入含水載體中。粉末可以是任意的水合不 溶性化合物，例如但不限于十水合硼酸鈉或三水合氧化鋁。在該情況下，發(fā)明人使用三水合 氧化鋁和氧化鎂的組合，并且在第二實(shí)施例中使用十水合硼酸鈉。化學(xué)品的量可以改變，取 決于應(yīng)用，并且因此取決于期望的施用密度、成本等。另外，可以通過將過量的化學(xué)品送入 收集罐中來再循環(huán)所施用的化學(xué)品。該方法要求不大于1克粉末每米，然而，在不降低方法 效率的情況下可以向水中添加更多的化學(xué)品。在纖維處于水中的整個(gè)持續(xù)時(shí)間期間，纖維 以少至15秒的時(shí)間沿傳送帶行進(jìn)1米的距離，同時(shí)暴露于超聲輻照。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以低至1 秒每米，5克量的棉纖維覆蓋有不小于30%的表面改性。在纖維周圍觀察到起泡，表明發(fā)生 了空化。梳條中的纖維立即開始在導(dǎo)槽內(nèi)疏散開并分離。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每隔25至50厘米 放置配重輪（26)時(shí)纖維在導(dǎo)槽中保持有序并且纖維保持被浸沒。剛好在將梳條和水以及 水合化合物添加到傳送帶之前激活聲極。只要纖維、水和化學(xué)品在導(dǎo)槽中，聲極保持開啟并 且對于傳送帶的長度繼續(xù)其工作，所述傳送帶的長度被調(diào)節(jié)為確保均勻涂覆100%的纖維 或根據(jù)需要涂覆。在涂覆完成之后，然后將松散的纖維迅速擠壓以移除幾乎所有的水（梳 條是濕潤的但是稠密的），并且梳條再次被固化并移至干燥站。
[0227] 可以制備這樣的纖維的非示例性實(shí)施方案，其包含賦予纖維素或聚合物纖維基材 的不著火或阻燃性能，所述纖維基材然后利用常規(guī)技術(shù)混入紗線中。該紗線然后被織入織 物中，從而產(chǎn)生阻燃性織物。
[0228] 圖5、6、7和8是示出單個(gè)的和包含在紗線中的經(jīng)處理纖維的SEM照片，并且顯示 耐磨性和通過以下實(shí)施例2中描述的方法洗滌50次之后的耐洗性。
[0229] 圖5顯示剛空化之后的纖維，而圖6顯示在強(qiáng)力高溫（60°C)洗滌（50次）之后的 同一纖維。在樣品5中，當(dāng)用三水合氧化鋁和氫氧化鎂處理時(shí)，纖維沒有著火。圖6的紗線 同樣沒有著火，表明織物效力的壽命。
[0230] 圖7和8是更高放大倍率下的圖6(洗滌之后）中的纖維。注意，在圖8中穿透纖 維表面的化合物的深度可以在橫截面中看見。
[0231] 實(shí)施例2
[0232] 引入與金屬和金屬氧化物締合的單個(gè)纖維的梳條的制備
[0233] 制備梳條，使得其具有低捻度（約4捻每米）和重3至8克每米。梳條可由任意 的短纖維制成，所述短纖維例如但不限于棉、人造纖維、聚酯或尼龍。使梳條運(yùn)行穿過所述 的系統(tǒng)，但是在將梳條放置在帶的導(dǎo)槽中之前，將細(xì)粉末（通常尺寸不大于5微米）形式的 非常少量的預(yù)定化合物放置在水和化學(xué)品遞送罐（32)中或放置在干燥的帶上。粉末應(yīng)當(dāng) 為鋅或鋅的任意形式，例如氧化鋅，但是在優(yōu)選的實(shí)施方案中，應(yīng)當(dāng)為純度水平不小于97% 的氧化鋅。可以使用其它金屬和金屬氧化物，例如銅和/或其氧化物或銀和/或其氧化物。 預(yù)定化學(xué)化合物的量不是關(guān)鍵的，因?yàn)槔w維會拾取由輻照放出的物質(zhì)，并且留在導(dǎo)槽內(nèi)的 物質(zhì)在潤濕過程完成之后會被收集。需要不大于1克每米的粉末。梳條沿傳送帶行進(jìn)低至 15秒但不超過1分鐘，并且在其處于液體介質(zhì)中的時(shí)間段期間暴露于輻照。在纖維周圍會 觀察到起泡，這表明正在發(fā)生空化。梳條內(nèi)的纖維會在導(dǎo)槽內(nèi)立即開始疏散開并分離。正 是該分離會允許利用用于沉積的預(yù)定化合物來完全覆蓋纖維。重要的是，確保纖維在導(dǎo)槽 中時(shí)保持有序，因此優(yōu)選間隔不少于30至50厘米放置輥以確保纖維保持浸沒。剛好在將 梳條和水以及預(yù)定化學(xué)化合物添加至傳送帶之前激活聲極。聲極會沿傳送帶的長度繼續(xù)其 工作，所述傳送帶的長度被調(diào)節(jié)為確保均勻涂覆100%的纖維。在涂覆完成之后，然后迅速 擠壓松散的纖維以移除幾乎所有的水，但是更重要的是將纖維再次固化成梳條，使得其會 具有其自己的整體性，所述整體性將允許其被移至干燥站。
[0234] 金屬氧化物的沉積使得經(jīng)處理的纖維具有抗微生物和UV抑制品質(zhì)?？辜?xì)菌織物 被廣泛用于制造戶外服裝、內(nèi)衣物、床上用品和繃帶。UV抑制性和抗微生物性在織物材料中 是非常重要的，其對于穿戴者的舒適性尤其具有影響。已知具有抗微生物活性的金屬氧化 物即Ti0 2、ZnO、MgO、CuO、Ag和AgO的沉積可顯著擴(kuò)展紡織物的最終用途并且延長其使用 的周期。
[0235] 銅的氧化物在針對其抗細(xì)菌、抗真菌和抗病毒品質(zhì)的文獻(xiàn)中被廣泛引用。其還 作為抗螨織物被引用（The FASEB Journal，2004年9月9日在線發(fā)表的文章10. 1096/ fj. 04-2029)。鋅也已經(jīng)被承認(rèn)為溫和的抗微生物劑、無毒性的創(chuàng)傷愈合劑和防曬劑，因?yàn)?它反射UVA和UVB射線（Godrey H.R. Alternative Therapy Health Medicine, 7(2001)49)。
[0236] 利用通過施用金屬氧化物進(jìn)行的超聲空化或聲化學(xué)涂覆，還可以賦予纖維素或聚 合物纖維抗細(xì)菌、創(chuàng)傷愈合、塵螨抑制、醫(yī)療化合物遞送和UV抑制品質(zhì)。
[0237] 金屬氧化物的沉積因?yàn)槠涓鞣N活性而已知，并且在本發(fā)明中，可以利用所述的系 統(tǒng)來施用 TiO2、ZnO、MgO、CuO、Ag 和 AgO。
[0238] 金屬和金屬氧化物的使用被廣泛記載用于多種最終用途，并且在文獻(xiàn)中通篇都有 描述。然而，利用織物基材的普通處理制造的產(chǎn)品大幅限制了這些金屬對各種工業(yè)和醫(yī)療 保健應(yīng)用的應(yīng)用。
[0239] 本文示出的SEM照片顯示銅的氧化物顆粒附著到被空化以有助于銅的氧化物附 著到纖維基材的纖維的外側(cè)，如上所述。
[0240] 在文獻(xiàn)中描述的處理如下：
[0241] 將可溶性金屬氧化還原到纖維或織物上的系統(tǒng)，例如在Gabbay的發(fā)明名稱為 Application of a Metallized Textile 的美國專利 5981006 中描述的。
[0242] 包括通過經(jīng)由載體將化合物引入預(yù)擠出的聚合物漿料中的聚合物中金屬氧 化物的系統(tǒng)，例如在發(fā)明名稱為 Antimicrobial and Antiviral Polymeric Master Batch, Processes For Producing Polymeric Materials Therefrom and Products Produced Therefrom的美國專利申請20080193496中描述的。
[0243] 對織造或非織造織物基材使用聲化學(xué)輻照的系統(tǒng)，例如在Gedanken等人的發(fā) 明名稱為 Sonochemical Coating of Textiles with Metal Oxide Nanoparticles for Antimicrobial Fabrics 的 IL 2009/00645 中描述的。
[0244] 在纖維層面上的處理中，本發(fā)明提供了更大的抗微生物化合物或UV抑制化合物 的劑量控制。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，織物中利用銅的氧化物處理的纖維的30%足以制備有效作為創(chuàng)傷 愈合裝置的均質(zhì)墊，但是在一些情況下較少的量就足夠了。同時(shí)，如果期望的話，通過簡單 地添加不同的經(jīng)處理纖維，可以將其它要素添加至墊。理論上，可以向經(jīng)處理的織物增加阻 燃（FR)品質(zhì)以破壞微生物，這會在醫(yī)院和公共機(jī)構(gòu)中找到用途。
[0245] 實(shí)施例3 (硅藻土和有機(jī)不溶性化合物）
[0246] 制備梳條，使得其具有低捻度（約4捻每米）和重約2至約20克每米，并且優(yōu)選為 約3至約8克每米。梳條可由任意的短纖維制成，所述短纖維例如但不限于棉、人造纖維、 聚酯和尼龍。使梳條運(yùn)行穿過所述的系統(tǒng)，但是在將梳條放置在帶的導(dǎo)槽中之前，將細(xì)粉末 (通常尺寸不大于5微米）形式的非常少量的預(yù)定化合物放置在水和化學(xué)品遞送罐（32)中 或放置在干燥的帶上。粉末可以是食品級的硅藻土，其純度水平不低于97%。硅藻土被該 實(shí)施例選擇的原因是其被EPA批準(zhǔn)作為用于對抗普通臭蟲、溫帶臭蟲（Cimexlectularius) 以及其它外骨架害蟲如跳蚤、壁虱、甲蟲、蟑螂和螨蟲的殺蟲劑。
[0247] 當(dāng)其應(yīng)用于一般地外骨架蟲子和特別地臭蟲時(shí)，硅藻土的通常應(yīng)用為松散的粉末 形式，其作為粉末被沉積在床墊中的織物摺層之間或沉積在地板上，這樣臭蟲會走過粉末 而達(dá)到其人體目標(biāo)。硅藻土是化石的/硅化的硅藻。該粉末具有銳利的邊緣，其劃傷蟲子 的外骨架并且使蟲子脫水。當(dāng)硅藻土被空化到纖維中時(shí)，其毀滅蟲子的殺死機(jī)制會變?yōu)榭?用，優(yōu)點(diǎn)是粉末的使用者不暴露于松散的粉末，而關(guān)于松散的粉末存在暴露的問題。
[0248] 另外，可以以與針對娃藻土或本文描述的任意化合物所描述的方式相同的方式來 使用被包封的并且能夠耐受聲空化過程震蕩的有機(jī)化合物。包封的化合物的粉末尺寸可以 大至15微米，這已經(jīng)被證明仍然在上述方法的可接受參數(shù)范圍內(nèi)。保護(hù)可溶性化合物的包 封化合物是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并且通常用于保護(hù)有機(jī)化合物在處于乳膏或水溶液中 時(shí)不變性。因?yàn)樵摲椒ㄔ谑覝叵逻M(jìn)行，所以包封材料可以是不受方法的熱影響的化合物，例 如但不限于硅酮、蠟、和基于纖維素的化合物。用于移除包封物的機(jī)制可以是壓力、熱、或時(shí) 間，其然后將包埋在織物中的活性成分釋放到期望的最終用途。
[0249] 這樣的包封的有機(jī)化合物的實(shí)例包括賦予愉悅氣味或掩蓋不好氣味的芳香油、納 米化合物或化合物如用于透皮貼劑的煙堿、用于繃帶的抗細(xì)菌素、或生長因子和其它殺蟲 劑作為化合物遞送系統(tǒng)。這些化合物擁有可以通過貼劑、衣服或織物條遞送的醫(yī)療或美容 品質(zhì)。
[0250] 實(shí)施例4
[0251] 將由100%棉構(gòu)成的梳條保持在室溫下，并且施用至與圖1中示出的設(shè)備類似的 設(shè)備。在將梳條浸沒在容納自來水的凹槽中的同時(shí)，經(jīng)由設(shè)定為24Kh的1000瓦的聲極以 總計(jì)15秒暴露時(shí)間完成超聲空化。向水中添加硝酸銀晶體（純度97%)并形成溶液。此 時(shí)與導(dǎo)槽中的水一起噴灑該溶液。向水中添加氨并且激活聲極。當(dāng)還原劑將硝酸銀轉(zhuǎn)化成 銀時(shí)，超聲波立即引起化學(xué)還原過程，此時(shí)，立即產(chǎn)生使銀顆粒保持不聚集的銀空化，從而 將它們立即附著到纖維的表面，如圖10所示的。與此相比，在圖9中，示出了僅利用根據(jù)化 學(xué)鍍覆的化學(xué)反應(yīng)的還原過程。雖然涂層均勻覆蓋整個(gè)纖維，但是其不具有耐磨性或耐洗 滌性，并且容易從纖維的表面移除。
[0252] 利用三水合氧化鋁實(shí)施相同的方法，但是沒有還原過程。在空化之前添加原料化 學(xué)品，并且被放置在水中的顆粒的尺寸與在附著至纖維之后的顆粒的尺寸相同。然后激活 聲極，并且如在圖5中可見的，顆粒自身附著至纖維。
[0253] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明不限于前述示例性實(shí)施例和附圖的細(xì)節(jié)，并且 本發(fā)明可以以其它的特定形式實(shí)施，而不脫離其基本性質(zhì)，因此，參考所附的權(quán)利要求，而 不是前述說明，期望的是本發(fā)明的實(shí)施方案和圖在各方面都應(yīng)被視為舉例說明而非限制性 的，并且因此落在權(quán)利要求等同物的含義和范圍內(nèi)的所有變化都應(yīng)包含在其范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于將至少一種預(yù)定性能引入到多根纖維素纖維或制造的再生纖維素纖維、或 聚合物纖維的表面處理方法，所述纖維以有序的方式在液體介質(zhì)中移動(dòng)，所述方法包括以 下步驟： 將粉末形式的至少一種預(yù)定的難溶性化合物或組合物引入到所述液體介質(zhì)中，該至少 一種化合物或組合物選擇為賦予利用其處理的纖維至少一種期望的性能；和 當(dāng)在所述液體介質(zhì)中時(shí)使所述纖維暴露于選自聲空化工藝、聲化學(xué)輻照工藝和化學(xué)處 理工藝的工藝，由此利用該至少一種預(yù)定的化學(xué)化合物或組合物鍍覆所述纖維或在其上生 斑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其中該至少一種預(yù)定的化合物或組合物是難溶性 化合物或組合物，并且不少于90%的粉末具有約1納米至約5微米的尺寸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其中在暴露步驟期間不使用結(jié)合劑來使鍍覆的或 生斑的預(yù)定化合物或組合物附著至所述纖維。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其用于賦予所述纖維不著火或延遲著火性能，其 中所述至少一種預(yù)定的化合物或組合物是包含水合水的難溶于水的阻燃性化合物或組合 物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面處理，其中所述難溶于水的阻燃性化合物或組合物是選 自十水合硼酸鈉、氫氧化鎂和三水合氧化鋁的水合化合物或其組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其用于賦予所述纖維抗微生物品質(zhì)，所述抗微生 物品質(zhì)包括抗細(xì)菌、抗真菌和/或抗病毒品質(zhì)，其中所述至少一種化合物或組合物是包含 金屬和/或其氧化物的難溶于水的抗微生物化合物或組合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面處理，其中所述難溶于水的抗微生物化合物或組合物是 選自銀、銀的氧化物、銅、銅的氧化物、鎂、鎂的氧化物、鋅、鋅的氧化物的金屬或其氧化物， 或其任意組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其用于賦予所述纖維殺蟲品質(zhì)，其中該至少一種 預(yù)定的化合物或組合物選自硅藻土、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、鋅、鋅的氧化物或其組 合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其用于賦予所述纖維防水品質(zhì)，其中所述至少一 種預(yù)定的化合物是疏水材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的表面處理，其中所述疏水材料是經(jīng)研磨的二氧化硅顆粒。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其中所述至少一種預(yù)定的化合物或組合物是包 封的有機(jī)化合物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其用于賦予所述纖維UV抑制品質(zhì)，其中所述至少 一種預(yù)定的化合物或組合物選自鋅的氧化物、二氧化鈦、二醇、二羧酸、二羧酸衍生物、銻、 磷、錳或其組合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其賦予所述纖維醫(yī)療性能以用于經(jīng)皮的藥物輸 送、或皮膚處理，其中所述化合物或組合物選自銅、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、包封的有 機(jī)化合物或其組合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其賦予所述纖維美容性能以用于皮膚處理，其中 所述化合物或組合物選自銅、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、包封的有機(jī)化合物或其組合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理，其中所述暴露步驟還包括激活與一個(gè)或更多個(gè) 至少部分浸沒在所述液體介質(zhì)中的聲極聲學(xué)連通的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的步驟，所述聲極 以約15至約30KHz的頻率發(fā)射聲壓波以用于使所述至少一種難溶性化合物空化到所述纖 維上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其中提供至少一種難溶性化合物的步驟通 過利用氧化-還原化學(xué)反應(yīng)或聲化學(xué)反應(yīng)從所述液體介質(zhì)中沉淀固體來實(shí)施。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的表面處理方法，其中所述暴露步驟還包括激活與一個(gè)或更 多個(gè)至少部分浸沒在所述液體介質(zhì)中的聲極聲學(xué)連通的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的步驟，所述 聲極以約15至約30KHz的頻率發(fā)射聲壓波以用于使所述氧化-還原化學(xué)或聲化學(xué)引發(fā)的 至少一種難溶性化合物空化到梳條的纖維上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其中所述纖維在所述液體介質(zhì)中的輸送是 在多種可溶性化合物的存在下實(shí)施的，其中氧化-還原反應(yīng)使至少一種固體沉淀在梳條的 所述纖維的表面上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其中所述液體介質(zhì)保持在約20°C至約60°C 的溫度下。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其中所述暴露步驟還包括輸送所述纖維穿 過槽中的所述液體介質(zhì)的步驟，所述纖維在選自移動(dòng)帶、移動(dòng)膜、移動(dòng)網(wǎng)和移動(dòng)雙網(wǎng)的輸送 裝置上輸送，所述纖維夾在所述雙網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)之間。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的表面處理方法，其中所述暴露步驟還包括將所述纖維至少 部分壓下以使其至少部分浸沒在所述液體介質(zhì)中的步驟，從而有助于維持所述纖維暴露在 所述液體介質(zhì)中并且維持梳條的所述纖維的有序取向。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其中所述液體介質(zhì)是水。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其中所述暴露步驟還包括向所述液體介質(zhì) 添加表面活性劑的步驟，從而改善所述表面處理方法期間的纖維分離以及從而有助于所述 纖維重構(gòu)成梳條。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其中所述液體介質(zhì)包含1 % w/w或更多的至 少一種難溶性化合物。
25. -種用于處理多根纖維素纖維或制造的再生纖維素纖維、或者聚合物纖維的表面 處理方法，其包括以下步驟： 提供在液體介質(zhì)中的至少一種預(yù)定的難溶性化合物； 將梳條置于輸送裝置上； 將所述梳條遞增地引入到表面處理設(shè)備內(nèi)的槽中，使得對在所述液體介質(zhì)中行進(jìn)的所 述梳條存在控制，以及使得所述梳條可以以有序的方式打開，從而使構(gòu)成所述梳條的單個(gè) 纖維的足夠的表面區(qū)域暴露于至少一種難溶性化合物，由此使得能夠有效地進(jìn)行所述纖維 的鍍覆或生斑，并且使所述纖維重構(gòu)成梳條。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，其中所述梳條重約2至約20克每直線米。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，其中所述至少一種預(yù)定的難溶性化合物是 以粉末形式提供的，其中至少90%的粉末具有約1納米至約5微米的粒徑。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，還包括激活與一個(gè)或更多個(gè)至少部分浸沒 在所述液體介質(zhì)中的聲極聲學(xué)連通的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的步驟，所述聲極以約15至約 30KHz的頻率發(fā)射聲壓波以用于使所述至少一種難溶性化合物空化到所述梳條的所述纖維 上。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，其中提供至少一種難溶性化合物的步驟通 過利用氧化-還原化學(xué)反應(yīng)或聲化學(xué)反應(yīng)從所述液體介質(zhì)中沉淀固體來實(shí)施。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的表面處理方法，還包括激活與一個(gè)或更多個(gè)至少部分浸沒 在所述液體介質(zhì)中的聲極聲學(xué)連通的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的步驟，所述聲極以約15至約 30KHz的頻率發(fā)射聲壓波以用于使所述氧化-還原化學(xué)或聲化學(xué)引發(fā)的至少一種難溶性化 合物空化到所述梳條的所述纖維上。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，其中所述纖維在所述液體介質(zhì)中的輸送是 在多種可溶性化合物的存在下實(shí)施的，其中氧化-還原反應(yīng)使至少一種固體沉淀在所述梳 條的所述纖維的表面上。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，其中將所述液體介質(zhì)保持在約20°C至約 60°C的溫度下。
33. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，還包括輸送所述梳條的所述纖維穿過槽中 的液體介質(zhì)的步驟，所述槽定尺寸并配置為限制所述纖維分散，所述纖維在選自移動(dòng)帶、移 動(dòng)膜、移動(dòng)網(wǎng)和移動(dòng)雙網(wǎng)的輸送裝置上輸送，所述纖維夾在所述雙網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)之間。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的表面處理方法，還包括將所述纖維至少部分壓下以使其至 少部分浸沒在所述液體介質(zhì)中的步驟，從而有助于維持所述纖維暴露在所述液體介質(zhì)中以 及維持所述引入步驟中所述纖維的有序取向。
35. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，其中所述液體介質(zhì)是水。
36. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，還包括向所述液體介質(zhì)添加表面活性劑 的步驟，從而改善所述表面處理方法期間纖維分離以及從而有助于所述纖維重構(gòu)成梳條形 式。
37. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，其中所述液體介質(zhì)包含1% w/w或更多的 至少一種難溶性化合物。
38. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，還包括擠壓所述纖維以有助于干燥所述纖 維的步驟。
39. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，還包括將所述纖維暴露于熱以干燥所述纖 維的步驟。
40. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理方法，還包括在表面處理之后卷繞所述纖維的步 驟，由此有助于將所述纖維重構(gòu)成梳條形式。
41. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理，其用于賦予所述纖維不著火或延遲著火性能， 其中所述至少一種預(yù)定化合物或組合物是包含水合水的難溶于水的阻燃性化合物或組合 物。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的表面處理，其中所述難溶于水的阻燃性化合物或組合物是 選自十水合硼酸鈉、氫氧化鎂和三水合氧化鋁的水合化合物，或其組合。
43. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理，其用于賦予所述纖維抗微生物品質(zhì)，所述抗微 生物品質(zhì)包括抗細(xì)菌、抗真菌和/或抗病毒品質(zhì)，其中所述至少一種化合物或組合物是包 含金屬和/或其氧化物的難溶于水的抗微生物化合物或組合物。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的表面處理，其中所述難溶于水的抗微生物化合物或組合 物是選自銀、銀的氧化物、銅、銅的氧化物、鎂、鎂的氧化物、鋅、鋅的氧化物的金屬或其氧化 物，或其任意組合。
45. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理，其用于賦予所述纖維殺蟲品質(zhì)，其中所述至少 一種預(yù)定的化合物或組合物選自硅藻土、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、鋅、鋅的氧化物或其 組合。
46. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理，其用于賦予所述纖維防水品質(zhì)，其中所述至少 一種預(yù)定的化合物是疏水材料。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的表面處理，其中所述疏水材料是經(jīng)研磨的二氧化硅顆粒。
48. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理，其中所述至少一種預(yù)定的化合物或組合物是包 封的有機(jī)化合物。
49. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理，其用于賦予所述纖維UV抑制品質(zhì)，其中所述 至少一種預(yù)定的化合物或組合物選自鋅的氧化物、二氧化鈦、二醇、二羧酸、二羧酸衍生物、 鋪、磷、猛或其組合。
50. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理，其賦予所述纖維醫(yī)療性能以用于經(jīng)皮的藥物輸 送、或皮膚處理，其中所述化合物或組合物選自銅、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、包封的有 機(jī)化合物或其組合。
51. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的表面處理，其賦予所述纖維美容性能以用于皮膚處理，其 中所述化合物或組合物選自銅、銅的氧化物、銀、銀的氧化物、包封的有機(jī)化合物或其組合。
【文檔編號】D04H11/08GK104350198SQ201380021548
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月24日
【發(fā)明者】杰里·格林沃爾德 申請人:阿葛曼技術(shù)有限公司