CN103572588B - 一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液及其应用，整理液包含：纳米材料、抗皱整理剂、催化剂、引发剂、强力保护剂以及溶剂水。处理方法包括：将棉织物浸入抗皱整理液中，浸渍3～5min，然后二浸二轧，带液率为80‑85%，烘干、焙烘。本发明制备的纳米材料增强棉织物抗皱整理液优于常规抗皱整理液的特征在于，可使织物的拉伸断裂强力有显著的提高，对于目前抗皱整理织物的强力下降问题有明显改善，有广泛的应用前景和市场前景。
Description
技术领域
本发明属于抗皱整理液及应用领域，特别涉及纳米材料增强棉织物抗皱整理液及其应用。
背景技术
随着社会的发展与技术进步，人们对织物的选用要求越来越严格。由于棉织物具有穿着舒适，吸湿性好的特点，受到人们的青睐，但棉织物容易形成折皱，不易护理，给生产服用带来不便，无法满足人们的需求。因此，棉织物抗皱整理是促进社会发展不可或缺的功能整理。棉织物形成折皱的主要原因在于棉纤维无定形区纤维素分子链上的羟基在外力作用下能够发生滑移，在新的位置形成氢键而阻碍分子链回复到初始状态。目前，抗皱效果大多是通过化学整理剂与棉纤维分子链上自由活动的羟基形成共价交联来实现。由于纤维素分子链间形成共价交联，与未整理的织物相比，各基本结构单元间的移动性受到限制，负担外力的情况更不均匀，会引起织物的强力下降，无法满足消费者的需求，提高抗皱整理织物的强力具有现实意义。
纳米材料泛指由纳米尺寸结构单元构成的任何类型的材料，也包括粒子尺寸小于100nm的单晶体或多晶体、团簇以及纳米微粒，是常规材料在尺寸上从量变到质变的飞跃，具有表面积大，表面活性中心多和吸附能力强等常规材料所无法比拟的特点和功能，应用范围已涉及到各个行业与领域，在一些相关领域起着不可替代的作用，在纺织领域中也有广泛应用。虽然关于纳米材料在抗皱整理中应用的研究比较多，但是大多数是以纳米材料为催化剂或协同催化剂对织物进行抗皱整理，而利用纳米粒子小体积和尺寸特点进行填充棉纤维间或纤维微孔内部的相关报道几乎没有，因此研究一种纳米材料增强棉织物抗皱效果的方法是提高棉织物抗皱整理效果的一个重要方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液及其应用，本发明在抗皱整理剂共价交联的基础上，利用纳米材料的小体积和尺寸特点，采用浸轧的方法将纳米材料填充于棉织物的纤维间或微孔结构中，该方法所得织物的抗皱整理效果比抗皱整理剂单独整理的效果有所增强，工艺不增加新设备，易于工业化生产。
本发明的一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液，所述抗皱整理液包括：纳米材料，抗皱整理剂、催化剂、引发剂、强力保护剂以及溶剂水，其中纳米材料为整理液质量的1-4%， 引发剂为抗皱整理剂质量的0-1.5%，抗皱整理剂为整理液质量的3-10%，催化剂与整理剂的摩尔比为1:2-1:1，强力保护剂为整理液质量的0-2%，溶剂水为84-96%。
所述纳米材料为水溶性POSS、水溶性纳米二氧化硅或纳米丝素蛋白；纳米材料的粒径为1-200nm。
所述抗皱整理剂为多元羧酸类抗皱整理剂或二醛类抗皱整理剂。
所述多元羧酸类抗皱整理剂为马来酸MA、衣康酸IA、丁烷四羧酸BTCA、柠檬酸CA中的一种或两种；多元羧酸类整理剂的催化剂为次亚磷酸钠，磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的一种。
所述二醛类抗皱整理剂为乙二醛或戊二醛；二醛类整理剂的催化剂为MgCl2·6H2O、AlCl3·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Al2(SO4)3·6H2O中的一种。
所述引发剂为过二硫酸钠或过二硫酸钾；强力保护剂为三乙醇胺。
本发明的一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液的应用，包括：
将棉织物浸入抗皱整理液中，浸渍3～5min，然后二浸二轧，带液率为80-85%，烘干，然后焙烘，得到纳米材料增强的抗皱棉织物。
所述棉织物为丝光棉织物或液氨棉织物。
所述烘干为热定型机上80-100℃，烘干3-10min；焙烘温度为160-180℃，焙烘时间为1-3min。
本发明直接将纳米材料与抗皱整理剂一浴法整理棉织物，棉纤维的孔径在10nm左右，由于使用的纳米粒子粒径为纳米级，将纳米粒子通过浸轧的方式整理到织物上，由于纳米粒子粒径小，很容易扩散至棉织物的纤维间或微孔中，烘干后能够沉积于纤维间或微孔中，从而增加了纤维或纤维分子链的滑移，进而增强了织物的拉伸断裂强力，而更小的纳米粒子能够沉积在棉纤维的微孔中，沉积后会阻碍氢键在新的位置形成，故能提高织物的折皱回复角，从而获得增强的抗皱棉织物。
本发明利用纳米材料的小体积和尺寸特点，将纳米材料填充于棉织物的纤维间或纤维的微孔结构中，同时抗皱整理剂与棉纤维分子链上的羟基发生共价交联，采用这种物理与化学相结合的方法处理棉织物，得到的织物比抗皱整理剂单独整理棉织物的抗皱效果有所增强。施加方式是浸轧-焙烘法：用去离子水配制成一定浓度的纳米材料溶液，依次加入抗皱整理剂，催化剂，引发剂以及强力保护剂，之后将棉织物浸渍在整理液中一定时间，再将棉织物经过轧车，以去除织物上多余的整理液，然后在一定温度下烘干和焙烘一定时间，从而得到纳米材料增强的抗皱棉织物。
有益效果
（1）本发明与传统抗皱整理工艺相比，不增加新设备，不增加能耗，便于工业化生产；
（2）本发明是向织物引入纳米颗粒，这些颗粒不会改变织物的吸湿透气性，得到的产品在保持良好的防皱性能的同时透气性和穿着舒适性也保持良好；
（3）本发明将纳米材料填充于棉纤维之间或纤维的微孔结构中，由于纳米粒子比表面积大，吸附能力强，能够与纤维紧密结合，使得整理效果更持久也更耐洗涤；
（4）本发明制备的纳米材料增强的抗皱棉织物相比未使用纳米材料的抗皱棉织物，织物的拉伸断裂强力有显著的提高，对于目前抗皱整理织物的强力下降问题有明显改善，有广泛的应用前景和市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将平纹双股液氨棉织物（100*70cm，200.7g/m2）在抗皱整理液A中浸渍3min后，进行二浸二轧，带液率为80-85%，100℃烘10min，然后180℃焙烘1.5min。
抗皱整理液A包含有：粒径为1.5nm、质量分数为2%的水溶性POSS，质量分数为的6%MA-IA抗皱整理剂及次亚磷酸钠，过二硫酸钾和三乙醇胺，余量为88.5%去离子水。其中MA与IA的摩尔比为1:1，次亚磷酸钠与MA和IA之和的摩尔比为1:1，过二硫酸钾为抗皱整理剂质量的1.5%，三乙醇胺为整理液质量的2%。
实施例2
将平纹丝光棉织物（133*72cm，40s*40s）在抗皱整理液B中浸渍5min后进行二浸二轧，带液率控制在80-85%，80℃烘3min，然后180℃焙烘1.5min。
抗皱整理液B包含有：粒径为30nm、质量分数为1%的SiO2，质量分数为3%的BTCA抗皱整理剂以及次亚磷酸钠，余量96%为去离子水。其中次亚磷酸钠与BTCA的摩尔比为1:1，搅拌充分溶解即得。
实施例3
将平纹丝光棉织物（133*72cm，40s*40s）在抗皱整理液C中浸渍5min后进行二浸二 轧，带液率控制在80-85%，80℃烘3min，然后160℃焙烘3min。
抗皱整理液C包含有：粒径为193nm、质量分数为4%的丝素蛋白，质量分数为10%的戊二醛抗皱整理剂和MgCl2·6H2O，余量86%为去离子水。其中戊二醛是浓度为25%的水溶液，MgCl2·6H2O与戊二醛的摩尔比为1:2，搅拌充分溶解即得。
整理得到的织物剪成试样在恒温恒湿室（温度21±1℃湿度为65±2%）平衡至少4小时，待测。对整理织物进行各项指标测试，具体如下：
抗皱性能测试参照AATCC66-2003标准在美国SDL公司的弹性回复仪上测试。
断裂强力测试参照GB3923.1-1997纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定。使用美国Tiniius Olsen公司H10KS型强力测试仪上测定。
表1抗皱整理液A中添加POSS前后织物性能
表2抗皱整理液B中添加纳米SiO2前后织物性能
表3抗皱整理液C中添加纳米丝素蛋白前后织物性能
Claims (7)
1.一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液，其特征在于：所述抗皱整理液包含：纳米材料，抗皱整理剂、催化剂、引发剂、强力保护剂以及溶剂水；其中纳米材料为整理液质量的1-4％，引发剂为抗皱整理剂质量的1.5％，抗皱整理剂为整理液质量的3-10％，催化剂与整理剂的摩尔比为1:2-1:1，强力保护剂为整理液质量的2％，溶剂水为84-96％；其中纳米材料为1.5nm水溶性POSS。
2.根据权利要求1所述的一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液，其特征在于：所述抗皱整理剂为多元羧酸类抗皱整理剂或二醛类抗皱整理剂。
3.根据权利要求2所述的一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液，其特征在于：所述多元羧酸类抗皱整理剂为马来酸MA、衣康酸IA、丁烷四羧酸BTCA、柠檬酸CA中的一种或两种，多元羧酸类整理剂的催化剂为次亚磷酸钠，磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的一种；二醛类抗皱整理剂为乙二醛或戊二醛，二醛类整理剂的催化剂为MgCl2·6H2O、AlCl3·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Al2(SO4)3·6H2O中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液，其特征在于：所述引发剂为过二硫酸钠或过二硫酸钾；强力保护剂为三乙醇胺。
5.一种如权利要求1-4任一所述的纳米材料增强棉织物抗皱整理液的应用，包括：将棉织物浸入抗皱整理液中，浸渍3～5min，然后二浸二轧，带液率为80-85％，烘干，然后焙烘，得到纳米材料增强的抗皱棉织物。
6.根据权利要求5所述的一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液的应用，其特征在于：所述棉织物为丝光棉织物或液氨棉织物。
7.根据权利要求5所述的一种纳米材料增强棉织物抗皱整理液的应用，其特征在于：所述烘干为热定型机上80-100℃，烘干3-10min；焙烘温度为160-180℃，焙烘时间为1-3min。
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