CN105220452A

CN105220452A - 抗皱整理剂、织物抗皱整理方法和抗皱织物

Info

Publication number: CN105220452A
Application number: CN201410293079.1A
Authority: CN
Inventors: 简志伟
Original assignee: Hong Kong Polytechnic University HKPU
Current assignee: Hong Kong Polytechnic University HKPU
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明涉及一种抗皱整理剂、织物抗皱整理方法和抗皱织物，该抗皱整理剂包括以下质量分数的原料：纤维素交联剂，4％-6％；氯化镁，0.04-0.06％；分散剂，9％-11％；醋酸，0.05％-0.15％；二氧化钛，0.05％-0.15％；水，余量。本发明使用该抗皱整理剂对织物进行压染-干燥-固化处理，其中固化步骤中固化温度为140℃-160℃，固化时间为1-2分钟。本发明通过添加二氧化钛作为助催化剂，降低了抗皱整理过程中的固化温度，缩短了固化时间，在降低抗皱整理成本的情况下仍能够使整理后的织物保持良好的抗皱性能，并且降低了整理后织物的游离甲醛含量。

Description

抗皱整理剂、织物抗皱整理方法和抗皱织物

技术领域

本发明涉及织物抗皱整理技术，更具体地说，涉及一种抗皱整理剂、织物抗皱整理方法和抗皱织物。

背景技术

棉花是一种重要的织物纤维，具有良好的强度、耐磨性、高吸湿性和快速干燥性能，并且它们很少产生静电或起球的问题。然而，棉花的主要缺点之一是洗涤后起皱，但这一缺点现在已经通过抗皱剂解决了。棉花的聚合物链是由许多羟基将分子连接在一起的，并包括3种排列有序程度不同的区域，即结晶区、无定形区，以及介于二者之间的中间区。在结晶区，棉花的聚合物链被紧密地组装在一起，这限制了它们的活动性和分子的可探测性。另一方面，无定形区和中间区的链呈现在外面，通过弱的或效率较低的氢键结合在一起，这样的氢键当施加力或者氢键破坏分子(如：水)时很容易遭到破坏。即使除去了施加的力或者水，在新的位置重新形成的键可以阻止链回到其原始位置。

在纺织工业中，由于成本相对较低且效果出众，N-羟甲基试剂，如二羟甲基二羟基乙撑脲(DMDHEU)早已被用作生产抗皱棉织物的交联剂。然而，在这一过程中DMDHEU会产生游离甲醛。因此，人们努力改进加工配方，以最大限度地减少游离甲醛的形成。并且，目前常规的抗皱整理剂在进行织物抗皱整理过程中需要使用的固化温度通常为170℃，固化时间约为1分钟，这将造成一定的电费成本。如何在保障抗皱整理效果的情况下降低织物抗皱整理的成本已经成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有抗皱整理剂需要较高的固化温度和较长的固化时间导致成本高并且整理后的织物游离甲醛含量高的缺陷，提供一种添加二氧化钛作为助催化剂的抗皱整理剂以及使用该抗皱整理剂的织物抗皱整理方法和抗皱织物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种抗皱整理剂，包括以下质量分数的原料：

在根据本发明所述的抗皱整理剂中，所述纤维素交联剂为二羟甲基二羟基乙撑脲、三聚氰胺甲醛树脂或二羟甲基乙烯脲。

在根据本发明所述的抗皱整理剂中，所述分散剂为吐温80、聚乙二醇、聚丙烯酸钠或司盘。

在根据本发明所述的抗皱整理剂中，所述抗皱整理剂包括以下质量分数的原料：

在根据本发明所述的抗皱整理剂中，所述二氧化钛的粒径为1-3μm。

本发明还提供了一种织物抗皱整理方法，包括压染步骤、干燥步骤和固化步骤，其中所述压染步骤中采用权利要求1-5中任意一项所述的抗皱整理剂对织物进行整理；所述固化步骤中固化温度为140℃-160℃，固化时间为1-2分钟。

在根据本发明所述的织物抗皱整理方法中，所述固化步骤中固化温度为150℃，固化时间为2分钟。

在根据本发明所述的织物抗皱整理方法中，所述干燥步骤中温度为85℃，时间为5分钟。

在根据本发明所述的织物抗皱整理方法中，所述方法还包括压染步骤之前的预处理步骤：将织物在质量分数为30％的丙酮溶液中浸泡10分钟，再采用去离子水洗涤过量的丙酮，并脱水后在60℃下干燥15分钟，置于温度20℃-22℃和相对湿度60％-70％的条件下24小时等待压染。

本发明还提供了一种抗皱织物，其采用如前所述的织物抗皱整理方法制得。

实施本发明的抗皱整理剂、织物抗皱整理方法和抗皱织物，具有以下有益效果：本发明通过添加二氧化钛作为助催化剂，降低了抗皱整理过程中的固化温度，缩短了固化时间，在降低抗皱整理成本的情况下仍能够使整理后的织物保持良好的抗皱性能，并且降低了整理后织物的游离甲醛含量。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明中的物质配比均以质量分数进行描述，且抗皱整理剂所有物质成分的质量分数总和为100％。

本发明提供的抗皱整理剂包括纤维素交联剂、分散剂、醋酸、二氧化钛和水。各个原料的质量分数如下：

优选地，纤维素交联剂可以采用本领域基础技术人员熟知并能应用的任何纤维素交联剂，例如二羟甲基二羟基乙撑脲(DMDHEU)、三聚氰胺甲醛树脂或二羟甲基乙烯脲(DMEU)。分散剂可以采用本领域基础技术人员熟知并能应用的任何分散剂，例如吐温、聚乙二醇、聚丙烯酸钠(PAANa)或司盘类分散剂。本发明使用醋酸作为催化剂，并采用二氧化钛(TiO₂)作为助催化剂。

在本发明的优选实施例中，抗皱整理剂包括以下质量分数的原料：

本发明中使用的二氧化钛的粒径为1-3μm，优选为2μm。

本发明还提供了一种织物抗皱整理方法，其采用单浴法结合压染-干燥-固化工艺，具体包括压染步骤、干燥步骤和固化步骤，其中压染步骤中采用本发明提供的抗皱整理剂对织物进行整理。常规的未添加二氧化钛作为助催化剂的抗皱整理剂的整理工艺中固化温度为170℃，固化时间为3分钟，而本申请的主要区别在于添加了二氧化钛作为助催化剂之后，固化步骤中固化温度为140℃-160℃，固化时间为1分钟至2分钟。优选地，固化温度为150℃，固化时间为2分钟。优选地，干燥步骤中温度为85℃，时间为5分钟。

该方法还包括压染步骤之前的预处理步骤：将织物在质量分数为30％的丙酮溶液中浸泡10分钟，再采用去离子水洗涤过量的丙酮，并脱水后在60℃下干燥15分钟，置于温度20℃-22℃和相对湿度60％-70％的条件下24小时等待压染。

本发明还相应提供了采用前述织物抗皱整理方法制得的抗皱织物。

下面通过具体的实施例对本发明进行说明。

1、织物原料：使用100％的半漂白全棉平纹布，经纱：67根/cm，纱支：34特克斯(tex)；纬纱：55根/厘米，纱支40特克斯(tex)；织物重量169g/m2)。

2、预处理步骤：

将织物原料切成40cm×15cm大小的织物样品。然后，将织物样品浸泡在质量分数为30％的丙酮溶液中10分钟，以除去油性颗粒和附着在织物样品上的有机物质。然后将织物样品浸入去离子水中5分钟，洗涤过量的丙酮。将洗净的织物样品在清洗织物用脱水机中脱水2分钟，如由HERKAGMBH公司生产的脱水机。最后，将织物样品在约60℃下干燥15分钟，例如采用HERKAGMBH公司生产的型号为NyborgT4350的滚筒式干衣机。随后，在进行抗皱整理之前将织物置于温度21±1℃和相对湿度65±5％的环境中24小时。

3、设备

压染设备：使用由LABORTEX公司生产的快速压染机进行压染处理。辊的速度为10rpm，压力为1.2kg/cm2。对织物压染2次直到75-80％的浸吸量。

干燥设备：由MemmertGmbH公司生产的通用烘箱。

固化设备：由WernerMathisAG.公司生产的名称为MathisLabDryer的固化机器。

4、抗皱整理剂

本发明提供了两组抗皱整理剂及对应的织物抗皱整理方法以对本发明进行说明，如对比组A和实验组B。这两组的抗皱整理剂配方如表格1所示。

表格1

其中，二羟甲基二羟基乙撑脲和氯化镁可以采用市场上销售的改性DMDHEU产品，其二羟甲基二羟基乙撑脲的含量为90％，并在DMDHEU产品中添加了质量分数为1％的催化剂氯化镁。因此，在实验中使用了质量分数为5％的改性DMDHEU产品，使得二羟甲基二羟基乙撑脲占抗皱整理剂的质量分数为4.5％，氯化镁占抗皱整理剂的质量分数为0.05％。该实施例也可以分别添加质量分数为4.5％的二羟甲基二羟基乙撑脲和质量分数为0.05％的氯化镁实现。抗皱整理剂中余量为去离子水。吐温80作为分散剂，用于使化学物完全渗透入织物。TiO₂的粒径为2μm。

5、织物抗皱整理步骤

(1)对比组A：使用常规的抗皱整理条件。

压染步骤：在室温下使用准备好的抗皱整理剂对织物样品进行压染，直到浸湿度达到75-80％。

干燥步骤：将织物样品在85℃下干燥5分钟，随后固化。

固化步骤：将织物样品在170℃固化3分钟。随后，将织物样品于温度为21±1℃和相对湿度65±5％的条件下放置24小时。

(2)实验组B：

干燥步骤：将织物样品在85℃下干燥5分钟，随后固化。

固化步骤：将织物样品在150℃固化2分钟。随后，将织物样品于温度为21±1℃和相对湿度65±5％的条件下放置24小时。

6、测试

(1)织物抗皱性测试

按照AATCC测试方法66-2008的指导，对织物样品的折皱回复角(WRA)进行测试。该方法用于确定织物的折皱回复性能。将包括6个经线方向和6个纬线方向在内的12个织物样品面对面和背对背叠放在一起，每个织物样品的大小为40x15mm。随后，在织物样品上压上500g的重物并维持5分钟。移开重物，并将被压过的样品放置在样品架上等待5分钟。5分钟过后，织物样品恢复到一定程度，并记录其回复角。计算经线方向和纬线方向的所有值的总和进行平均得到折皱回复角。

(2)撕裂强度测试

根据BSENISO13937规定的埃罗门多撕裂强度试验来评估织物样品的撕裂性能。该试验使用位于英格兰哈利法克斯的JamesH.Heal公司生产的Elmatear数字撕裂测试仪。在测试仪上安装1600克的标准重量进行测量。共测试10个样品，包括5个沿经纱方向以及5个沿纬纱方向，根据标准给出的模板进行切割。夹住试验样品的中心，并用刀进行切割。随后释放摇锤，记录读数。获取所有沿经纱方向和沿纬纱方向的测量结果并计算其平均值。

(3)白度测试

按照AATCC测试方法110-2005对织物的白度进行测试，以体现普通观察者观察到的织物的白色程度。每个织物样品测试3次，使用的分光光度计为GretagMacbethColor-Eye7000A，设置点亮C标准光源，观察者角度为10°。

(4)甲醛的测定

根据ISO14184-1-1999对游离的甲醛和部分由水萃取方法水解所提取的甲醛进行了测量。通过比色法测定甲醛的含量。如果整理过的织物上游离和水解的甲醛的范围在20ppm至3500ppm之间，该方法可以检测到，并通过水萃取方法测量，如果低于20ppm则结果为“未检测到”。

7、结果分析

表格2记录了用不同的抗皱整理剂整理的棉织物的结果。

表格2

从表格2中可以看到以下结果：

(1)折皱平复角(WRA)：与未整理织物相比，所有经过抗皱整理之后的织物样品的折皱平复角有所增加。在实验组B中，使用了较低的固化温度和较短的固化时间。实验组B(含TiO₂)达到了与对比组A(无TiO₂)一样的效果。因此，该结果表明TiO₂会对折皱平复角产生影响。

(2)撕裂强度：与未整理织物相比，所有经过抗皱整理之后的织物样品的撕裂强度降低。在实验组B中，使用了较低的固化温度和较短的固化时间。实验组B(含TiO₂)与对比组A(无TiO₂)相比能够保持更好的撕裂强度。因此，该结果表明TiO₂有利于维持撕裂强度。

(3)白度：与未整理织物相比，所有经过抗皱整理之后的织物样品的白度有所降低。在实验组B中，使用了较低的固化温度和较短的固化时间。实验组B(含TiO₂)与对比组A(无TiO₂)相比能够保持更好的白度。因此，该结果表明TiO₂有利于提高白度。

(4)甲醛含量：在抗皱整理之后，对织物样品的游离甲醛含量进行了检测。在实验组B中，使用了较低的固化温度和较短的固化时间。实验组B(含TiO₂)与对比组A(无TiO₂)相比，其含有的游离甲醛含量更低。因此，该结果表明TiO₂有利于降低游离甲醛含量。

基于(1)至(4)可知，在抗皱整理中使用0.1％TiO₂作为助催化剂，并采用150℃固化2分钟，其整理效果比常规条件如在170℃固化3分钟的整理效果好。

8、成本分析

表格3中对实验组B和对比组A的抗皱整理剂的原料成本进行了分析。其中，设反应物的密度等于1g/cm³；每10g织物压染8g溶液，为了压染1000g织物，需要800g溶液。表格4中对实验组B和对比组A的织物抗皱整理方法产生的电费成本及总成本进行了分析。其中，假设干燥机器和固化机器中功耗和温度之间呈线性关系。以下表格中化学物和电费的单价仅供参考。

表格3

表格4

从表格3和表格4的计算结果可知，在抗皱整理中使用0.2％的TiO₂作为助催化剂并采用150℃固化2min，与不采用TiO₂作为助催化剂并在170℃固化3分钟相比，其成本节约11.7％。该计算结果是在假设干燥机器和固化机器中功耗和温度之间呈线性关系的前提下进行的。然而，在实际情况中，机器中所使用的温度越高，会消耗更多的功率。因此，本发明有望节约的成本将高于11.7％。

综上所述，本发明采用TiO₂作为助催化剂可以降低抗皱整理过程中的固化温度，缩短固化时间。并且即使在较低的固化温度和较短的固化时间下，仍能够使整理后的棉织物保持良好的抗皱性能。本发明还能够使抗皱整理后织物样品如棉织物的撕裂强度和白度的降低最小化。本发明还能降低抗皱整理后织物中游离甲醛的含量。

本发明还可以在前述实施例的基础上调整纤维素交联剂、氯化镁、分散剂、醋酸、二氧化钛和水的质量分数，例如在一个实施例中，抗皱整理剂包括以下质量分数的原料：纤维素交联剂，4％；氯化镁，0.04％；分散剂，9％；醋酸，0.15％；二氧化钛，0.15％；水，余量。该纤维素交联剂为三聚氰胺甲醛树脂，分散剂为PEG-200。在另一个实施例中，抗皱整理剂包括以下质量分数的原料：纤维素交联剂，6％；氯化镁，0.06％；分散剂，11％；醋酸，0.05％；二氧化钛，0.05％；水，余量。该纤维素交联剂为二羟甲基乙烯脲(DMEU)，分散剂为聚丙烯酸钠(PAANa)。二氧化钛的粒径也可以调整为1μm或者3μm。并且固化步骤中固化温度可以为140℃固化2分钟，或者为140℃固化1分钟。实验证明，在调整了原料比例、固化温度和固化时间之后，依然能够保障制得的抗皱织物的抗皱性能，且成本也能得到降低。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims

1.一种抗皱整理剂，其特征在于，包括以下质量分数的原料：

2.根据权利要求1所述的抗皱整理剂，其特征在于，所述纤维素交联剂为二羟甲基二羟基乙撑脲、三聚氰胺甲醛树脂或二羟甲基乙烯脲。

3.根据权利要求1所述的抗皱整理剂，其特征在于，所述分散剂为吐温、聚乙二醇、聚丙烯酸钠或司盘。

4.根据权利要求1所述的抗皱整理剂，其特征在于，所述抗皱整理剂包括以下质量分数的原料：

5.根据权利要求1所述的抗皱整理剂，其特征在于，所述二氧化钛的粒径为1-3μm。

6.一种织物抗皱整理方法，其特征在于，包括压染步骤、干燥步骤和固化步骤，其中所述压染步骤中采用权利要求1-5中任意一项所述的抗皱整理剂对织物进行整理；所述固化步骤中固化温度为140℃-160℃，固化时间为1-2分钟。

7.根据权利要求6所述的织物抗皱整理方法，其特征在于，所述固化步骤中固化温度为150℃，固化时间为2分钟。

8.根据权利要求6所述的织物抗皱整理方法，其特征在于，所述干燥步骤中温度为85℃，时间为5分钟。

9.根据权利要求6所述的织物抗皱整理方法，其特征在于，所述方法还包括压染步骤之前的预处理步骤：将织物在质量分数为30％的丙酮溶液中浸泡10分钟，再采用去离子水洗涤过量的丙酮，并脱水后在60℃下干燥15分钟，置于温度20℃-22℃和相对湿度60％-70％的条件下24小时等待压染。

10.一种抗皱织物，其特征在于，采用权利要求6-9中任意一项的织物抗皱整理方法制得。