CN101235595A - 一种纤维素纤维织物的抗皱整理液及其制备方法和用途 - Google Patents

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姚金波
赵海洋
王刚
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Abstract

本发明涉及一种纤维素纤维织物的抗皱整理液及其制备方法和用途。整理液配方为：2D类衍生物免烫树脂60－160g/l；催化剂4－8g/l；纳米二氧化钛0.05－2.0g/l；分散剂0.05－2.0g/l；渗透剂1.0－2.0g/l；所述的2D类衍生物免烫树脂为改性2D或其衍生物免烫树脂；所述催化剂为氯化镁、硝酸锌、氯化铵和硫酸铝中的一种；所述纳米二氧化钛平均粒径为20－100nm；所述分散剂为多聚磷酸钠、PEG－1000、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和吐温80中的一种；所述渗透剂为渗透剂JFC、渗透剂M和渗透剂T中的一种。该制备方法依据本发明整理液配方，经高速搅拌制成。该整理液用途是采用二浸二轧整理工艺对纤维素纤维织物进行抗皱整理。

Description

一种纤维素纤维织物的抗皱整理液及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及纺织品染整加工技术，具体为一种纤维素纤维织物的抗皱整理液及其制备方法和利用该抗皱整理液对纤维素纤维织物的抗皱整理方法，国际专利分类号拟为Int.Cl.D06M 13/00(2006.01)。
背景技术
随着人类社会的进步、科学技术的发展以及生活水平的提高，人们的穿着消费观念和市场需求发生了显著变化。从市场面料开发与研究的国内外现状来看，其重点主要集中在产品的舒适性、健康性、安全防护性和环保性等方面。
天然纤维源于自然，符合人们对舒适性和环保健康性的需求，深受消费者青睐。其中，棉纤维是一种历史悠久、应用较为广泛的天然纤维，被人们公认为“绿色纤维”。纯棉织物作为天然面料产品，因其具有柔软的手感、良好的吸湿透气性能、优异的服用舒适性能，以及质地丰满厚实、具有较好白度、自然环保等特性，受到了人们的欢迎。但是棉织物及其他纤维素纤维织物在使用过程中存在着弹性差、易变形、易起皱、洗后需熨烫等缺陷，导致棉及其他纤维素纤维织物在洗后和服用过程中不能保持平整的外观。因此，为了改善棉及其他纤维素纤维织物在穿着过程中的外观，保持其形态的稳定性，提高其服用性能，在纯棉及其他纤维素纤维服装面料的染整加工过程中需要进行抗皱整理。
目前，所述抗皱整理中常用的抗皱整理剂(或抗皱整理液)仍以脲醛衍生物类树脂整理剂为主，即结构中含有N-羟甲基衍生物结构，如，2D或改性2D类树脂等。这类树脂整理剂整理后的织物或多或少都存在着释放甲醛问题。人们通常依据抗皱整理剂释放甲醛的多少将这类树脂分为低甲醛树脂和超低甲醛树脂。但随着人们环保意识、安全意识的增强，需要更为安全的抗皱整理剂，由此出现了无甲醛抗皱整理剂。其中，研究较多的无甲醛抗皱整理剂主要有四羧酸丁烷(BTCA)、柠檬酸(CA)、和丙三羧酸(PTCA)、马来酸(MA)等。但无甲醛整理剂在反应性、价格和原料来源等方面都与传统的N-羟甲基酰胺类整理剂相差很多，因此在综合性能方面还难以取代这类树脂(如2D或改性2D类树脂等)。
实验表明，经改性2D类树脂整理液抗皱整理后，棉及其他纤维素纤维织物的强力损失很大，严重影响了其服用性能。研究发现，导致强力下降的原因主要有两个：一个原因是这类整理剂在棉及其他纤维素纤维内部形成了分子内和分子间的交联，限制了棉及其他纤维素纤维中纤维素大分子链段的移动性，造成应力集中；另一个原因是传统整理方法中使用的催化剂大多为酸性或潜酸性催化剂，而酸性催化会引起纤维素大分子链的降解，造成棉及其他纤维素纤维的酸性损伤。为了改善棉及其他纤维素纤维织物的弹性性能，抗皱整理导致强力下降原因的前者不可避免；对于后者，目前也未见有良好解决方法的文献报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是提供一种纤维素纤维织物的抗皱整理液及其制备方法和用途。该抗皱整理液为一种纳米树脂整理液，即在传统的改性2D或其衍生物树脂整理液中添加具有催化效果或协同效应的纳米氧化物而制成，具有促进改性2D或其衍生物树脂与纤维素间的交联效率，降低反应条件，减少纤维损伤的特点。该抗皱整理液制备方法具有工艺简单操作方便等特点；该整理液的用途是使用该整理液对纤维素纤维织物的抗皱整理方法，该整理方法在不改变传统抗皱整理工艺的基础上，即可以提高棉及其他纤维素纤维织物的抗皱性和强力，有效改善抗皱整理后纤维素纤维织物的服用性能。
本发明解决所述抗皱整理液技术问题的技术方案是：设计一种纤维素纤维织物的抗皱整理液，其配方组成为：
2D类衍生物免烫树脂    60-160g/l；
催化剂                4-8g/l；
纳米二氧化钛          0.05-2.0g/l；
分散剂        0.05-2.0g/l；
渗透剂        1.0-2.0g/l，
其中，所述的2D类衍生物免烫树脂为改性2D或其衍生物免烫树脂；所述的催化剂为潜酸性催化剂，包括氯化镁、硝酸锌、氯化铵和硫酸铝中的一种；所述的纳米二氧化钛平均粒径为20-100nm；所述的分散剂为多聚磷酸钠、PEG-1000、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和吐温80中的一种；所述的渗透剂为渗透剂JFC、渗透剂M和渗透剂T中的一种。
本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案为：设计一种纤维素纤维织物的抗皱整理液的制备方法，该制备方法根据本发明所述的抗皱整理液配方，先将所述比例的纳米二氧化钛缓缓加入水中，使用高速剪切搅拌器在2000-20000r/min转速条件下搅拌10-30min，添加所述比例的分散剂继续搅拌，制得乳白色的分散液；然后添加所述比例的树脂、催化剂和渗透剂，高速剪切分散3-10min，即可制得所述的纤维素纤维织物的抗皱整理液。
本发明还同时提供了一种所述抗皱整理液的用途，即一种纤维素纤维织物的抗皱整理方法，该抗皱整理方法使用本发明所述的抗皱整理液，采用二浸二轧整理工艺对纤维素纤维织物进行抗皱整理；所述二浸二轧整理工艺的参数是：轧液率为75-80％；80-90℃下预烘1-3min；120-180℃下焙烘2-5min。
与现有技术相比，本发明抗皱整理液及其制备方法仅是在传统抗皱整理液中加入了适量的纳米二氧化钛催化剂和助剂，经高速搅拌即可制成，配方简单，制备方法容易，使用效果却非常明显。利用本发明抗皱整理液整理纤维素纤维织物，解决了传统方法存在的酸性损伤问题，可获得更好的弹性(折皱回复性)、更高的强力保留率，且表观深度K/S值基本不受影响。本发明抗皱整理方法不改变原有工艺，适于工业化应用，非常容易推广实施。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：
本发明设计的一种纤维素纤维织物的抗皱整理液(以下简称整理液)，其配方组成为：
2D类衍生物免烫树脂    60-160g/l；
催化剂                4-8g/l；
纳米二氧化钛          0.05-2.0g/l；
分散剂                0.05-2.0g/l；
渗透剂                1.0-2.0g/l，
其中，所述的2D类衍生物免烫树脂为改性2D或其衍生物免烫树脂，特别是免烫树脂FK-700、免烫树脂MT-6800、免烫树脂BD-501或免烫树脂CTA-700；所述的催化剂为潜酸性催化剂，包括氯化镁、硝酸锌、氯化铵和硫酸铝中的一种；所述的纳米二氧化钛平均粒径为20-100nm；所述的分散剂为多聚磷酸钠、PEG-1000、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基磺酸钠(SDS)和吐温(Tween)80中的一种；所述的渗透剂为渗透剂JFC、渗透剂M和渗透剂T中的一种。本发明所述分散剂、树脂和催化剂均为市售产品，容易购买，使用方便。
本发明所述整理液的制备方法为：根据本发明所述的整理液配方，先将所述比例的纳米二氧化钛缓缓加入水中，使用高速剪切搅拌器在2000-20000r/min转速条件下搅拌10-30min，添加所述比例的分散剂继续搅拌，制得乳白色的分散液；然后添加所述比例的树脂、催化剂和渗透剂，高速剪切分散3-10min，即可制得所述的纤维素纤维织物的抗皱整理液。
本发明还同时提供了所述整理液的一种用途，即一种纤维素纤维织物的抗皱整理方法。该抗皱整理方法使用本发明所述的整理液，采用二浸二轧整理工艺对纤维素纤维织物进行抗皱整理；所述的二浸二轧整理工艺参数是：轧液率为75-80％；80-90℃下预烘1-3min；120-180℃下焙烘2-5min。
本发明所述的纤维素纤维织物包括棉、亚麻、粘胶、竹或天丝等纤维制成的织物。
本发明所述整理液及利用该整理液对纤维素纤维织物整理方法的工作机理是：利用了纳米二氧化钛的高效催化性能，协同传统的潜酸性催化剂，加速了2D类衍生物免烫树脂与纤维素的交联反应，可有效提高纤维素纤维织物的回弹性。同时，配方中的纳米二氧化钛可以进入纤维的无定形区，形成以纳米二氧化钛为中心，呈辐射状与纤维素大分子交联的网状结构。当受到外力作用时，这一结构有利于分子链段通过位移来补偿和平衡缺陷部位的应力分布，因此有效缓解了应力集中，从而提高了纤维素纤维织物的断裂强力，改善了抗皱整理后纤维素纤维织物的品质。
本发明未述及之处适用于现有技术。
以下说明性的具体实施例可帮助进一步理解本法明，但本发明不受实施例限制。
实施例1
首先将0.125g纳米二氧化钛(平均粒径80nm)缓缓加入230ml水中，使用高速剪切搅拌器，在转速为2000r/min的条件下，搅拌30min，然后添加0.125g分散剂多聚磷酸钠，继续搅拌3min，制得乳白色的分散液；再添加20g免烫树脂FK-700、1.5g催化剂氯化镁和0.25g渗透剂JFC，经高速剪切分散5min，即可得到所述的整理液。
用所得的整理液对纯棉织物实施二浸二轧抗皱整理，轧液率为80％，80℃预烘3min，然后180℃焙烘2min。
为了对比实验结果，本实施例同时做了空白样。所述的空白样是采用了与实施例相同用量的树脂、催化剂和渗透剂并加入水配制而成的250ml常规的整理液，进而利用该整理液对相同的纯棉织物做二浸二轧相同工艺的抗皱整理。以下实施例的空白样的制备方法均同于实施例1的对比空白样。
另外，实施例实验的所有测试方法和测试指标均按照国标执行。本实施例纯棉织物的测试结果如表1所示。
表1
  折皱回复角/°   比空白样提高％   强力保留率/％   比空白样提高％
  未整理样空白样本发明整理液   143.6191.0214.8 12.5   10053.764.9 20.9
从表1数据看出，经本发明整理液整理后，纯棉织物的折皱回复角和强力保留率均高于所述的对比空白样，明显提高了抗皱棉织物的服用性能。
实施例2
将0.25g纳米二氧化钛(平均粒径20nm)缓缓加入220ml水中，使用高速剪切搅拌器在转速为10000r/min的条件下搅拌20min，添加0.25g分散剂SDS继续搅拌5min，制得乳白色的分散液。然后添加30g免烫树脂MT-6800、2.5g催化剂硝酸锌和0.5g渗透剂M，高速剪切分散5min，即可得到所述的整理液。
用所得的整理液对亚麻织物二浸二轧抗皱整理，轧液率为80％，90℃预烘2min，然后170℃焙烘3min，水洗，烘干。对整理后的亚麻织物测试的结果如表2所示。
表2
  折皱回复角/°   比空白样提高％   强力保留率/％   比空白样提高％
  未整理样空白样本发明整理液   164.3230.3240.8 4.6   10061.370.6 15.2
表2数据表明，经该整理液整理后，亚麻织物的折皱回复角和强力保留率均高于对比空白样，提高了抗皱亚麻织物的服用性能。
实施例3
将0.5g纳米二氧化钛(平均粒径40nm)缓缓加入230ml水中，使用高速剪切搅拌器在转速为15000r/min的条件下搅拌10min，添加0.125gTween80和0.125g分散剂SDBS继续搅拌4min，制得乳白色的分散液。然后添加20g免烫树脂BD-501、2g催化剂氯化镁和0.25g渗透剂JFC，高速剪切分散10min，即可得到所述的整理液。
用所得的整理液对粘胶织物二浸二轧抗皱整理，轧液率为80％，85℃预烘3min，然后160℃焙烘2min，水洗，烘干。对整理后的粘胶织物测试结果如表3所示。
表3
  折皱回复角/°   比空白样提高％   强力保留率/％   比空白样提高％
  未整理样空白样本发明整理液   86.0220.1232.6 5.7   10059.667.5 13.3
表3数据表明，经该整理液整理后，粘胶织物的折皱回复角和强力保留率均高于对比空白样，提高了抗皱粘胶织物的服用性能。
实施例4
将0.1g纳米二氧化钛(平均粒径50nm)缓缓加入210ml水中，使用高速剪切搅拌器在转速为12000r/min的条件下搅拌15min，添加0.1g多聚磷酸钠、0.1gSDS继续搅拌10min，制得乳白色的分散液；然后添加40g免烫树脂FK-700、3g氯化铵和0.25g渗透剂JFC，高速剪切分散3min，即可得到所述的整理液。
用所得的整理液对竹纤维织物二浸二轧整理，轧液率为75％，85℃预烘2.5min，然后170℃焙烘3min，水洗，烘干。对整理后的竹纤维织物测试结果如表4所示。
表4
  折皱回复角/°   比空白样提高％   强力保留率/％   比空白样提高％
  未整理样空白样本发明整理液   88.5189.2215.7 14.0   10055.765.2 17.1
表4数据表明，经该整理液整理后，竹纤维织物的折皱回复角和强力保留率均高于对比空白样，提高了抗皱竹纤维织物的服用性能。
实施例5
将1.0g纳米二氧化钛(平均粒径25nm)缓缓加入200ml水中，使用高速剪切搅拌器在转速为20000r/min的条件下搅拌20min，添加0.5g分散剂多聚磷酸钠继续搅拌3min，制得乳白色的分散液。然后添加50g免烫树脂CTA-700、6g催化剂氯化镁和0.25g渗透剂M，高速剪切分散8min(，即可得到所述的整理液。
用所得的整理液对天丝织物二浸二轧整理，轧液率为80％，90℃预烘1min，然后180℃焙烘2min，水洗，烘干。对整理后的天丝织物测试结果如表5所示。
表5
  折皱回复角/°   比空白样提高％   强力保留率/％   比空白样提高％
  未整理样   120.9   100
  空白样本发明整理液   256.2264.8 3.4   61.368.7 12.1
表5数据表明，经该整理液整理后，天丝织物的折皱回复角和强力保留率均高于空白样，提高了抗皱天丝织物的服用性能。
实施例表明，本发明整理液科学地向传统工艺中添加了纳米二氧化钛，改变了单一的催化系统，降低了传统催化剂的用量，减少了酸性损伤，同时可以有效提高改性2D或其衍生物树脂和纤维素的交联反应速度，提高了纤维素纤维的强力，改善了抗皱纤维素织物的机械性能和服用性能。同时，本发明整理液使用工艺简单、效率高，操作方便。

Claims (4)

1.一种纤维素纤维织物的抗皱整理液，其配方组成为：
2D类衍生物免烫树脂    60-160g/l；
催化剂                4-8g/l；
纳米二氧化钛          0.05-2.0g/l；
分散剂                0.05-2.0g/l；
渗透剂                1.0-2.0g/l，
其中，所述的2D类衍生物免烫树脂为改性2D或其衍生物免烫树脂；所述的催化剂为潜酸性催化剂，包括氯化镁、硝酸锌、氯化铵和硫酸铝中的一种；所述的纳米二氧化钛平均粒径为20-100nm；所述的分散剂为多聚磷酸钠、PEG-1000、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和吐温80中的一种；所述的渗透剂为渗透剂JFC、渗透剂M和渗透剂T中的一种。
2.根据权利要求1所述的纤维素纤维织物的抗皱整理液，其特征在于所述的2D类衍生物免烫树脂为免烫树脂FK-700、免烫树脂MT-6800、免烫树脂BD-501或免烫树脂CTA-700；所述的纤维素纤维织物包括棉、亚麻、粘胶、竹或天丝纤维制成的织物。
3.一种纤维素纤维织物抗皱整理液的制备方法，其特征在于该制备方法根据权利要求1所述的抗皱整理液配方，先将所述比例的纳米二氧化钛缓缓加入水中，使用高速剪切搅拌器在2000-20000r/min转速条件下搅拌10-30min，添加所述比例的分散剂继续搅拌，制得乳白色的分散液；然后添加所述比例的树脂、催化剂和渗透剂，高速剪切分散3-10min，即可制得所述的纤维素纤维织物的抗皱整理液。
4.一种纤维素纤维织物的抗皱整理方法，其特征在于该抗皱整理方法使用权利要求1所述的抗皱整理液，采用二浸二轧整理工艺对纤维素纤维织物进行抗皱整理；所述二浸二轧整理工艺的参数是：轧液率为75-80％；80-90℃下预烘1-3min；120-180℃下焙烘2-5min。
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