CN102978901A

CN102978901A - 一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺

Info

Publication number: CN102978901A
Application number: CN2012104343942A
Authority: CN
Inventors: 蒋幼明; 高加勇; 蒋志新
Original assignee: Zhejiang Laimei Textile And Printing & Dyeing Sci-Tech Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Laimei Textile And Printing & Dyeing Sci-Tech Co Ltd
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2013-03-20

Abstract

本发明提供了一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，包括对基布进行前处理或染色待定型用、浸轧定型整理，浸轧定型整理时将织物在包括用于防水、防油、防污整理的含氟整理剂和纳米陶瓷粉分散液的纳米整理液中浸轧定型整理。本发明不仅能够使织物具有十分好的纳米防水、防油、防污功能，且织物经过多次水洗之后，三防效果依然保持的很好，且各项色牢度高，织物透气透湿性能佳，织物强力在经过整理之后，其断裂强度下降不是很明显。

Description

一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺

技术领域

本发明涉及印染领域，具体涉及一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺。

背景技术

随着社会的进步和人们生活水平的不断提高，人们对健康时尚的追求也愈来愈强烈，而体现一个时代进步的关键要素之一，莫过于引领潮流的家纺纺织品。越来越多的消费者在关注纺织品外观性能的同时，对纺织品的内在功能性表现出了更强烈的追求，近几年来，在国内国外各种服装、面料、家纺展览会上均可以发现：强调以舒适性为主的功能性面料，如具有防污易去污、吸湿透气、抗菌防臭、抗静电、抗紫外、阻燃、防蛀、远红外、负离子、拒水拒油防污等功能的家纺面料越来越多。理想状态的家纺纺织品被期望具有永远保持清洁，不被污物污染，或者无论被什么污物沾染上以后都很容易去掉的功能，我们知道这是不可能实现的。事实上要实现纺织品保持清洁、不易被污物污染，就需要提供纺织品的防水、防油、防污（简称“三防”）效果。但是现有的纺织品采用常规三防整理，三防效果差，多次水洗之后更差，以及存在三防整理过后织物的透气透湿性差等问题。而且现有三防整理加工助剂选择不当，会将PFOA(全氟辛酸及其盐)、PFOS(全氟辛烷磺酸盐)、APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)等有害生物的物质排入环境，严重影响了人们的健康和地球生态环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，不仅能够使织物具有十分好的纳米防水、防油、防污功能，且织物经过多次水洗之后，三防效果依然保持的很好，且各项色牢度高，织物透气透湿性能佳，织物强力在经过整理之后，其断裂强度下降不是很明显。

为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，包括对基布进行前处理或染色待定型用、浸轧定型整理，浸轧定型整理时将织物在包括用于防水、防油、防污整理的含氟整理剂和纳米陶瓷粉分散液的纳米整理液中浸轧定型整理。

作为优选，所述纳米整理液中还包括交联剂、渗透剂、柠檬酸，每升纳米整理液中含氟整理剂的量为30~60g、纳米陶瓷粉分散液的量为30~60g、交联剂的量为5~15g、渗透剂的量为0.5~2.5g、柠檬酸的量为0.5~2.5g。

作为优选，所述纳米陶瓷粉分散液包括去离子水、Al₂O₃、分散剂，每100ml去离子水中Al₂O₃的量为5-15g、分散剂的量为1.2~2.4ml，所述纳米陶瓷粉分散液的pH值为8-9。

作为优选，每100ml去离子水中Al₂O₃的量为10g、分散剂的量为2ml，所述纳米陶瓷粉分散液的pH值为8.5。

作为优选，所述纳米陶瓷粉分散液制备过程为：先将Al₂O₃溶于去离子水中，然后滴入分散剂，然后再滴入氨水调节pH值为8~9，然后再进行超声波处理。

作为优选，浸轧定型整理时共进行两次浸轧，第一次浸轧的基布轧液率为50~60%，第二次浸轧的基布轧液率为60~80%。

作为优选，浸轧定型整理后，基布先在100~130℃下预烘干，预烘干时间为30~120s，然后再在140~180℃下焙烘，焙烘时间为30~160s。

作为优选，所述基布为桃皮绒面料。

有益效果：

本发明采用上述技术方案提供的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，不仅能够使织物具有十分好的纳米防水、防油、防污功能，且织物经过多次水洗之后，三防效果依然保持的很好，且各项色牢度高，织物透气透湿性能佳，织物强力在经过整理之后，其断裂强度下降不是很明显。

具体实施方式

实施例一：

一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，包括对基布进行前处理或染色待定型用、浸轧定型整理，浸轧定型整理时将织物在包括用于防水、防油、防污整理的含氟整理剂和纳米陶瓷粉分散液的纳米整理液中浸轧定型整理。所述纳米整理液中还包括交联剂、渗透剂、柠檬酸，每升纳米整理液中含氟整理剂的量为30~60g、纳米陶瓷粉分散液的量为30~60g、交联剂的量为5~15g、渗透剂的量为0.5~2.5g、柠檬酸的量为0.5~2.5g。每升纳米整理液中含氟整理剂的量为45g、纳米陶瓷粉分散液的量为45g、交联剂的量为10g、渗透剂的量为1.5g、柠檬酸的量为0.5~2.5g。所述纳米陶瓷粉分散液包括去离子水、Al₂O₃、分散剂，每100ml去离子水中Al₂O₃的量为5-15g、分散剂的量为1.2~2.4ml，所述纳米陶瓷粉分散液的pH值为8-9。所述纳米陶瓷粉分散液制备过程为：先将Al₂O₃溶于去离子水中，然后滴入分散剂，然后再滴入氨水调节pH值为8~9，然后再进行超声波处理。每100ml去离子水中Al₂O₃的量为10g、分散剂的量为2ml，所述纳米陶瓷粉分散液的pH值为8.5。浸轧定型整理时共进行两次浸轧，第一次浸轧的基布轧液率为50~60%，第二次浸轧的基布轧液率为60~80%。浸轧定型整理时共进行两次浸轧，第一次浸轧的基布轧液率为55%，第二次浸轧的基布轧液率为70%。浸轧定型整理后，基布先在100~130℃下预烘干，预烘干时间为30~120s，然后再在140~180℃下焙烘，焙烘时间为30~160s。浸轧定型整理后，基布先在115℃下预烘干，预烘干时间为80s，然后再在160℃下焙烘，焙烘时间为100s。所述基布为桃皮绒面料。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于：每升纳米整理液中含氟整理剂的量为30g、纳米陶瓷粉分散液的量为30g、交联剂的量为5g、渗透剂的量为0.5g、柠檬酸的量为0.5g。

实施例三：

与实施例一的不同之处在于：每升纳米整理液中含氟整理剂的量为60g、纳米陶瓷粉分散液的量为60g、交联剂的量为15g、渗透剂的量为2.5g、柠檬酸的量为2.5g。

实施例四：

与实施例一的不同之处在于：浸轧定型整理时共进行两次浸轧，第一次浸轧的基布轧液率为50%，第二次浸轧的基布轧液率为60%。

实施例五：

与实施例一的不同之处在于：浸轧定型整理时共进行两次浸轧，第一次浸轧的基布轧液率为60%，第二次浸轧的基布轧液率为80%。

实施例六：

与实施例一的不同之处在于：浸轧定型整理后，基布先在100℃下预烘干，预烘干时间为30s，然后再在140℃下焙烘，焙烘时间为160s。

实施例七：

与实施例一的不同之处在于：浸轧定型整理后，基布先在130℃下预烘干，预烘干时间为120s，然后再在180℃下焙烘，焙烘时间为30s。

本发明中的纳米陶瓷粉分散液中的颗粒不易沉降，分散稳定性特别好，制得的纳米陶瓷粉分散液均匀稳定、各项性能优良、具有较好的使用可靠性。纳米陶瓷粉分散液中的颗粒具有极小的粒径（平均粒径可达到120nm以下）、大的比表面积和高的化学性能，能够使材料的组成致密化、均匀化。由于纳米陶瓷粉分散液中的颗粒本身具有一定的导电性能，可以降低纤维表面的电荷，从而降低污物通过电荷间的静电吸附到纤维上的机会，织物面料在加入了纳米陶瓷粉分散液的纳米整理液中进行浸轧处理或定型处理后，织物面料的纤维表面能够生成稳定耐久的具有超强拒水、拒油、防污功能特性的纳米层级聚合物，使处理过后的面料具有“荷叶”效果，既保持原面料的透气性等特色，又具有超常的拒水拒油防污的功能特性，增强织物防污效果。

本发明中，含氟整理剂的量优选40g，含氟整理剂优选特氟龙ZSR三防整理剂；纳米陶瓷粉分散液的量优选为40g。基布选用75×150D的全涤桃皮绒面料，密度157×100、克重115g/m²、坯布幅宽为250cm。纳米整理液中浸轧整理时，浸渍时间1min，轧余率70%左右；在进行浸轧定型整理时，浸渍时间1min，轧余率55%左右；在进行浸轧定型整理后，先在125℃下预烘干，预烘干时间为1min，以非接触热风烘干为宜，因直接接触烘干时，烘桶的急烘易使整理剂发生泳移，粘附金属部件，影响整理效果及设备的正常运行；选择焙烘温度时，要确保助剂能够充分的跟纤维得到反应，选择焙烘时间时，要考虑生产效率。

表1为不同的焙烘温度和时间对桃皮绒面料的三防效果的影响，表中，5种焙烘工艺都能够使织物获得较好的三防效果，且耐久性很好，但是低温140℃*6min需要较长的时间，影响生产效率。实际生产中，一般选用160℃以上的高温焙烘工艺，若需要较高的生产效率，也可以选用180℃高温焙烘。通常最佳焙烘工艺选择温度160℃，时间3min。

表1焙烘温度和时间对桃皮绒面料的三防效果的影响

本发明中，由于纳米整理液中的纳米陶瓷粉分散液中的颗粒具有极小的粒径、大的比表面积和高的化学性能，能够使材料的组成致密化，均匀化，提高其使用可靠性；纳米陶瓷粉分散液中的颗粒本身具有一定的导电性能，可以降低纤维表面的电荷，从而降低了污物通过电荷间的静电吸附到纤维上的机会，增强了防污效果。采用本实验例所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺制成的桃皮绒织物不仅具有耐水洗性能良好的三防功能，且织物处理后的强力损伤不大、抗起毛起球性能好、各项色牢度指标好、且透气透湿性能好。经实验测试，采用本实施例所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺制成的全涤桃皮绒织物的性能指标如下：织物经过20次水洗之后的防水等级为90分，防油等级为5级，防污等级为5级，干摩和湿摩色牢度为4~5级，耐水洗色牢度均为4~5级，织物整理后的透气性能为4.77L·m^-2·s；实验测试中，拒水性和抗透湿性测试按照AATCC-22标准测定，测3次取平均值；拒油性测试按AATCC-118标准测定，测3次取平均值；防污性测试按AATCC130规定方法测试；耐洗试验洗涤条件：洗衣粉2g/L，纯碱2g/L，浴比1：30，温度40℃，时间15min/次，每次洗涤后待试样干燥平衡后再测定有关指标，其中耐水洗色牢度按照GB/T3921.3-1997标准测试、耐摩擦色牢度按照GB/T 3920-2008标准测试；透气性能测试按照BS 7209测试方法。

经过三防整理后的基布加工成服装和家用纺织品等织物，不仅具有优良的防水、防油、防污功能，易于打理，而且可以减少织物的洗涤次数，节约资源；织物的服用性能更加优越，防水、防油、防污持久性更强，且不影响织物的手感，适用于各种织物；此工艺不含有PFOA、PFOS和APEO等有害物质，具有更好的实用安全性和环境有好性能；本发明的制备工艺科学合理，故不仅可以保留织物颜色和印花的色光鲜艳度，而且所用的助剂、原材料均可以从市场上面买到，且价格不贵，有利于纳米整理制备技术的推广应用。通过定型整理的方法，采用轧-烘-焙工艺制备拒水、拒油、防污功能于一体的家纺桃皮绒面料，工艺流程简单、可行，降低了生产成本，符合绿色环保、低能耗、资源可循环利用的现代经济发展主题，具有明显的节能、节水特征，制得的家纺面料具有安全、美观、实用，实现了多重功能的复合，提高了产品的附加值，提升了产品的档次，顺应了现代社会人们的需求。

本发明中，若是其它织物的制备工艺，则调整纳米整理液中纳米陶瓷粉分散液和含氟整理剂的配量、并调整相应的预烘干和焙烘温度及时间即可。

本发明的原理为：

拒水拒油整理是在织物表面施加一层整理剂，改变了纤维表面性能，使纤维的表面张力低于油的表面张力，水的表面张力远大于油的表面张力，所以织物获得拒油的性能后自然也就有了拒水的性能。防污整理可以通过三防整理来实现，即拒油、拒水、防污整理，整理过后，织物表面张力能够降低到油类表面张力以下，无论水性污垢、油性污垢及固体污垢都不易沾染。

利用含氟整理剂（含有机氟化合物的三防整理剂）对织物进行拒水、拒油、防污整理，是在织物表面引入表面能很低的-CF₃基团，有机氟化合物中起拒水拒油作用的是全氟烷基(-CnF_2n+1)，当-CF₃基团中的一个F被H取代，基团的SE就增加一倍，所以，聚合物中全氟烷基分子链越长，就越低，氟碳基团在织物表面就形成垂直紧密网状排列，提高了织物的拒水、拒油和防污性能。

通过在含氟整理剂中加入纳米材料，并通过粘合剂的作用与纤维结合，由于纳米粒子的小尺寸效应、表面和界面效应，纳米粒子表面的原子存在大量的表面缺陷和许多悬挂键，具有很高的化学活性，纳米粒子高度分散在纱线之间、纤维之间和纤维表面，它们与有机氟化合物、交联剂、粘合剂在纤维表面形成一层很薄而致密的膜，阻止了油污的进一步渗透，大大提高了拒水、拒油和防污性能，另外，纳米陶瓷粉分散液中的颗粒本身具有一定的导电性能，可以降低纤维表面的电荷，从而降低了污物通过电荷间的静电吸附到纤维上的机会，增强了防污效果。

纳米改性技术是采用适宜的纳米材料粒子拒水拒油防污特种功能母液，对其纤维表面进行浸轧处理和定型处理，使面料的纤维表面生成稳定耐久的拒油超强拒水，拒油，防污功能特性的纳米层级聚合物，使处理过后的面料具有“荷叶”效果，既保持原面料的透气性等特色，又具有超常的拒水拒油防污的功能特性。

采用适当的整理工艺，有机氟聚合物可在织物表面形成保护层，使织物具有三防功能。改性有机氟聚合物与普通聚合物不同，具有全氟化侧基。聚合物骨架主链本身不含氟，但它影响到聚合物膜的形成、硬度和在织物上的牢度。反应性侧基把聚合物固定在织物上，使聚合物具有一定的水洗牢度，有机氟聚合物把织物表面能降低到油、水和污渍不能浸润和穿透纤维的程度。效果最好的是有机氟聚合物形成无缝看不见的保护膜，把纤维包裹起来。液态无溶剂时，有机氟聚合物形成膜，在纤维表面铺展，含氟侧链在热作用下可以伸直取向。

织物表面粗糙度对拒水拒油性的影响：织物表面一般是不光滑的，表面粗糙度r可用液滴在固体表面上的真实或实际接触面积A₀与表观或投影接触面积Ar之比来表示，既r＝A₀/Ar。显然，粗糙度r越大，表面越不平。表面粗糙度不仅影响接触角滞后，而且影响所测得的接触角的数值r＝A₀/Ar＝cosθ′/cosθ。粗糙表面的cosθ′的绝对值总是比光滑表面的大，如液滴在光滑表面上的接触角小于90度，则在其粗糙表面上的接触角将更小些，在光滑表面上的接触角大于90度，则在其粗糙表面上还要更大些，换言之，一个水不能够润湿的光滑表面，如其表面粗糙则水更不容易润湿；一个水能润湿的光滑表面，如其表面粗糙则水更容易润湿，这就是经拒水整理的绒面织物，其拒水效果格外好的原因。

Claims

1.一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，其特征在于：包括对基布进行前处理或染色待定型用、浸轧定型整理，浸轧定型整理时将织物在包括用于防水、防油、防污整理的含氟整理剂和纳米陶瓷粉分散液的纳米整理液中浸轧定型整理。

2.根据权利要求1所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，其特征在于：所述纳米整理液中还包括交联剂、渗透剂、柠檬酸，每升纳米整理液中含氟整理剂的量为30~60g、纳米陶瓷粉分散液的量为30~60g、交联剂的量为5~15g、渗透剂的量为0.5~2.5g、柠檬酸的量为0.5~2.5g。

3.根据权利要求1或2所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，其特征在于：所述纳米陶瓷粉分散液包括去离子水、Al₂O₃、分散剂，每100ml去离子水中Al₂O₃的量为5-15g、分散剂的量为1.2~2.4ml，所述纳米陶瓷粉分散液的pH值为8-9。

4.根据权利要求3所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，其特征在于：所述纳米陶瓷粉分散液制备过程为：先将Al₂O₃溶于去离子水中，然后滴入分散剂，然后再滴入氨水调节pH值为8~9，然后再进行超声波处理。

5.根据权利要求3所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，其特征在于：每100ml去离子水中Al₂O₃的量为10g、分散剂的量为2ml，所述纳米陶瓷粉分散液的pH值为8.5。

6.根据权利要求1所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，其特征在于：浸轧定型整理时共进行两次浸轧，第一次浸轧的基布轧液率为50~60%，第二次浸轧的基布轧液率为60~80%。

7.根据权利要求1所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，其特征在于：浸轧定型整理后，基布先在100~130℃下预烘干，预烘干时间为30~120s，然后再在140~180℃下焙烘，焙烘时间为30~160s。

8.根据权利要求1所述的一种防水、防油、防污的纺织布料的制备工艺，其特征在于：所述基布为桃皮绒面料。