CN115418862A - 一种纺织品无氟防污整理方法 - Google Patents

一种纺织品无氟防污整理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的纺织品无氟防污整理方法包括以下步骤：在10~25℃温度下，按浴比1:（10~50）将纺织品放入装有生物酶处理液的容器中，浸渍纺织品10~20 min；常温下，将容器置于水浴锅中，将溶液的pH值调节至2.5~10，再在40~65℃温度下处理30~90 min，然后升温至80℃处理10 min，灭活生物酶，取出纺织品，水洗、烘干；将纺织品放入无氟防污整理液中，经过二浸二轧后，先在60~110℃下烘1~10 min，再在130~180℃焙烘1~5 min。该整理方法节能环保、工序简单，采用生物法在纺织品表面构筑凹角结构，借助凹角结构对油污液滴的承托力，再结合无氟防水剂，实现纺织品的无氟防污功能。

Description

一种纺织品无氟防污整理方法
技术领域
本发明涉及一种纺织品整理方法，具体是一种纺织品无氟防污整理方法。
背景技术
近年来，随着纺织产业结构的转型与升级，高附加值纺织品面料开发成为纺织企业发展的重要议题之一，尤其是对于防污面料的开发，如何在不影响纺织品本身服用性能的基础上赋予织物优异的防污功能，更成为其中的热门课题。
在防油污和拒油领域，没有任何化合物可以代替氟碳聚合物，在不采用含氟整理剂的情况下，要使纺织品达到拒油污的效果，目前主要从材料表面的构造入手。很多研究通过物理化学的手段调控粗糙表面颗粒的大小、间距和形状等，再结合无氟防水剂整理，获得初级拒油效果。已有构造材料表面粗糙度的研究多采用加法方式在基质表面生成纳米粒子，构造纳米级粗糙结构，再施加低表面能物质，可以使基质获得超疏水或疏油的效果，但该途径在纺织品上不适用，因为纺织品需要反复洗涤，表面的纳米粒子结合牢度小，不耐洗。通过减法在基质表面构造粗糙度的方式主要有等离子体处理、紫外激光照射和化学刻蚀，等离子体处理有时效性，紫外激光照射成本高，不适宜工业大生产，化学刻蚀对基质的损伤较大。表面自粗糙法仅适用于易变形的纤维，普适性不强。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种纺织品无氟防污整理方法，该整理方法节能环保、工序简单，采用生物法在纺织品表面构筑凹角结构，借助凹角结构对油污液滴的承托力，再结合无氟防水剂，实现纺织品的无氟防污功能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种纺织品无氟防污整理方法，包括以下步骤：
(1)生物酶渗透：配制生物酶处理液，该生物酶处理液的组成中含有生物酶0.5～10％、香草醛辛二醇缩醛聚氧乙烯醚2～5g/L和水；在10～25℃温度下，按浴比1:(10～50)将纺织品放入装有生物酶处理液的容器中，浸渍纺织品10～20min，使生物酶充分渗透到纺织品内部；
(2)生物酶从内而外刻蚀：常温下，将步骤(1)中的容器置于水浴锅中，并根据生物酶发挥活性的酸碱度，将容器内溶液的pH值调节至2.5～10，再在40～65℃温度下处理30～90min，然后升温至80℃处理10min，灭活生物酶，取出纺织品，水洗、烘干；
(3)无氟防污整理：配制无氟防污整理液，该无氟防污整理液的组成中含有烷基脲酯类无氟防水剂50～120g/L、异氰酸酯交联剂5～10g/L、脂肪醇醚类渗透剂1～3g/L和水；将步骤(2)烘干后的纺织品放入无氟防污整理液中，经过二浸二轧后，先在60～110℃下烘1～10min，再在130～180℃焙烘1～5min。
本发明整理方法采用生物法在纺织品表面构筑凹角结构，借助凹角结构对油污液滴的承托力，再结合无氟防水剂，实现纺织品的无氟防污功能。
本发明在10～25℃的低温下，以香草醛辛二醇缩醛聚氧乙烯醚作为渗透剂，在香草醛辛二醇缩醛聚氧乙烯醚的作用下，使生物酶进入到纺织品内部；然后升温至40～65℃，使生物酶由内而外刻蚀纺织品，在纺织品表面形成凹角结构；最后采用无氟防污整理液进行整理。纺织品表面的凹角状粗糙形态，削弱了防污整理对降低纺织品表面张力方面的要求，同时进一步降低了纺织品的表面张力，大大提高了纺织品的疏水防污效果，可以达到超疏水效果，对咖啡、牛奶、酱油、醋的防污等级可达5级。
本发明采用生物酶处理纺织品表面产生的粗糙度无时效性，可耐洗涤，对手感、色泽无影响。生物酶易得、环保，处理条件温和、过程简单，易于工业化应用。生物酶处理后再经无氟防污整理，可提高纺织品对无氟防水剂的吸附量，提高无氟防水剂的利用率，减少排污。
与传统改造织物表面形态的方法相比，本发明通过生物酶从内而外刻蚀在纺织品表面构造凹角结构的方法，工序简单、耗能低、成本低、环保、无有毒有害化学物质排放，且不影响纺织品手感和色泽。
作为优选，所述的生物酶为纤维素酶或蛋白酶。根据纺织品的材质不同，选择适用的生物酶，如棉织物选择纤维素酶，毛织物可选择蛋白酶。在生物酶从内而外刻蚀步骤中，需根据生物酶发挥活性的酸碱度，将容器内溶液的pH值调节至2.5～10。例如，采用纤维素酶处理液处理棉织物时，将溶液的pH值调节至5.1。采用蛋白酶处理液处理羊毛织物时，若采用碱性蛋白酶，则将溶液的pH值调节至10.0；若采用中性蛋白酶，则将溶液的pH值调节至7.0；若采用酸性蛋白酶，则将溶液的pH值调节至3.0。
作为优选，所述的二浸二轧中的浸渍时间为1～10min，带液率为60～90％。
作为优选，所述的无氟防水剂为科慕FC公司提供的产品Zelan R3，所述的异氰酸酯交联剂为亨斯迈公司提供的产品PHOBOL XAN，所述的脂肪醇醚类渗透剂为亨斯迈公司提供的产品INVADINE PBN。
作为优选，所述的纺织品为棉、麻、丝、毛、再生纤维素纤维织物中的一种或几种的混纺织物。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、与常规构造织物表面粗糙度的方法相比，本发明构造织物表面粗糙度的方法采用生物法，所用原料为生物酶，环保节能，无有毒有害化学物质排放，且废水排放少；生物酶刻蚀是在40～65℃温度进行的，耗能少，对设备要求低。生物酶处理后再经无氟防水剂整理，可提高纺织品对无氟防水剂的吸附量，提高无氟防水剂的利用率，减少排污。
2、本发明方法未添加任何纳米粒子，织物色彩得以保留，且手感不受影响，甚至对进一步提高手感有一定帮助。
3、本发明采用生物酶处理纺织品表面产生的粗糙度无时效性，可耐洗涤。
4、经本发明方法处理的纺织品表面具有凹角状粗糙形态，这些局部凹角特征一方面可以减少液滴滚落时的摩擦力，另一方面将产生分散的向上托举力，当其合力足够大以至于可以阻止低表面张力液滴渗入结构内部时，相当于在一定程度上弥补了无氟低表面能物质降低界面张力能力的不足，当凹角形的粗糙结构与无氟防水剂一起作用时，可实现纺织品的无氟防污防油性能，达到耐久的防水防污效果。
5、本发明方法的生物酶处理条件温和，工序简单，适用于大规模生产，易于工业化应用。
附图说明
图1为实施例一中纤维素酶刻蚀前后棉织物纤维表面形态；
图2为实施例一中生物酶处理后经无氟防污整理的纯棉织物的防污效果；
图3为不同防污整理方式得到的羊毛织物的表面水接触角；
图4为不同污渍在实施例二中无氟防污整理后的羊毛织物表面滚动后沾污对比图。
具体实施方式
以下结合附图实施例及对比例对本发明作进一步详细描述。
对比例一：无氟防水剂直接整理纯棉织物
配制防污整理液，该防污整理液的组成中含有烷基脲酯类无氟防水剂Zelan R380g/L、异氰酸酯交联剂PHOBOL XAN 2g/L、脂肪醇醚类渗透剂INVADINE PBN 2g/L和水适量；将织物放入防污整理液中浸渍10min，充分搅拌均匀，二浸二轧，带液率为75～80％；110℃、5min烘干，150℃、5min焙烘，织物冷却后检测其防水防污性能，结果如表1所示。
表1经无氟防水剂整理后纯棉织物的防水与防污性能
Figure BDA0003851214060000041
对比例二：无氟防水剂直接整理羊毛织物
配制防污整理液，该防污整理液的组成中含有无氟防水剂Zelan R3 80g/L、异氰酸酯交联剂PHOBOL XAN 5g/L、脂肪醇醚类渗透剂INVADINE PBN 2g/L；将织物放入防污整理液中浸渍10min，充分搅拌均匀，二浸二轧，带液率约为70％；110℃、3min烘干，150℃、3min焙烘，织物冷却后检测其防水防污性能，结果如表2所示。
表2羊毛织物经无氟防水剂整理后的防水防污性能
Figure BDA0003851214060000042
实施例一：采用本发明方法整理纯棉织物
配制生物酶处理液，该生物酶处理液的组成中含有纤维素酶6％(o.w.f)、香草醛辛二醇缩醛聚氧乙烯醚2g/L和水；在20℃温度下，按浴比1:40将纺织品放入装有生物酶处理液的容器中，浸渍纺织品20min，使生物酶充分渗透到纺织品内部；然后在常压染色水浴振荡机中，将容器内溶液的pH值调节至5.1，再将容器置于水浴锅中，先以2℃/min的速率升温至60℃，处理90min，再以3℃/min的速率升温至80℃，处理10min使酶灭活，之后取出纺织品，水洗、烘干，得到生物酶处理后的纯棉织物。纤维素酶刻蚀前后棉织物纤维表面形态如图1所示。
配制无氟防污整理液，该无氟防污整理液的组成中含有烷基脲酯类无氟防水剂Zelan R380g/L、异氰酸酯交联剂PHOBOL XAN 5g/L、脂肪醇醚类渗透剂INVADINE PBN 2g/L和水适量；将生物酶处理后的纯棉织物放入无氟防污整理液中二浸二轧，二浸二轧中的浸渍时间为10min，带液率为75～80％，经过二浸二轧后先在110℃下烘5min，再在150℃焙烘5min，织物冷却后检测其防水防污性能和防污效果，防水防污性能如表3所示，防污效果见图2。
表3生物酶处理后经无氟防污整理的纯棉织物的防水与防污性能
Figure BDA0003851214060000051
实施例二：采用本发明方法整理羊毛织物
配制3种蛋白酶处理液(碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶)，3种蛋白酶处理液的组成中均含有蛋白酶3g/L、香草醛辛二醇缩醛聚氧乙烯醚2g/L和水；在20℃温度下，按浴比1:30将3块纺织品样品分别放入装有不同蛋白酶处理液的3个容器中，浸渍纺织品20min，使生物酶充分渗透到纺织品内部；然后在常压染色水浴振荡机中，将装有碱性蛋白酶的容器内溶液的pH值调节至10、将装有酸性蛋白酶的容器内溶液的pH值调节至3、将装有中性蛋白酶的容器内溶液的pH值调节至7，再将3个容器分别置于水浴锅中，分别先以2℃/min的速率升温至60℃，处理90min，再分别以3℃/min的速率升温至80℃，处理10min使酶灭活，之后取出纺织品，水洗、烘干，得到3块生物酶处理后的羊毛织物。
配制无氟防污整理液，该无氟防污整理液的组成中含有烷基脲酯类无氟防水剂Zelan R380g/L、异氰酸酯交联剂PHOBOL XAN 5g/L、脂肪醇醚类渗透剂INVADINE PBN 2g/L和水适量；将生物酶处理后的羊毛织物放入无氟防污整理液中二浸二轧，二浸二轧中的浸渍时间为10min，带液率约为70％，经过二浸二轧后先在110℃下烘3min，再在150℃焙烘3min，织物冷却后检测其防水防污性能，结果如表4所示。图3为不同防污整理方式得到的羊毛织物的表面水接触角，即未经任何整理的原布、对比例二中无氟防水剂直接整理的羊毛织物、实施例二中无氟防污整理后的羊毛织物的表面水接触角。不同污渍在实施例二中无氟防污整理后的羊毛织物表面滚动后沾污对比图如图4所示。
表4不同蛋白酶刻蚀羊毛织物再防污整理后的防水防污性能
Figure BDA0003851214060000052
以上各对比例及实施例中所用的无氟防水剂为科慕FC公司提供的产品Zelan R3，异氰酸酯交联剂为亨斯迈公司提供的产品PHOBOL XAN，脂肪醇醚类渗透剂为亨斯迈公司提供的产品INVADINE PBN。

Claims (5)

1.一种纺织品无氟防污整理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生物酶渗透：配制生物酶处理液，该生物酶处理液的组成中含有生物酶0.5～10％、香草醛辛二醇缩醛聚氧乙烯醚2～5g/L和水；在10～25℃温度下，按浴比1:(10～50)将纺织品放入装有生物酶处理液的容器中，浸渍纺织品10～20min，使生物酶充分渗透到纺织品内部；
(2)生物酶从内而外刻蚀：常温下，将步骤(1)中的容器置于水浴锅中，并根据生物酶发挥活性的酸碱度，将容器内溶液的pH值调节至2.5～10，再在40～65℃温度下处理30～90min，然后升温至80℃处理10min，灭活生物酶，取出纺织品，水洗、烘干；
(3)无氟防污整理：配制无氟防污整理液，该无氟防污整理液的组成中含有烷基脲酯类无氟防水剂50～120g/L、异氰酸酯交联剂5～10g/L、脂肪醇醚类渗透剂1～3g/L和水；将步骤(2)烘干后的纺织品放入无氟防污整理液中，经过二浸二轧后，先在60～110℃下烘1～10min，再在130～180℃焙烘1～5min。
2.根据权利要求1所述的一种纺织品无氟防污整理方法，其特征在于，所述的生物酶为纤维素酶或蛋白酶。
3.根据权利要求1所述的一种纺织品无氟防污整理方法，其特征在于，所述的二浸二轧中的浸渍时间为1～10min，带液率为60～90％。
4.根据权利要求1所述的一种纺织品无氟防污整理方法，其特征在于，所述的无氟防水剂为科慕FC公司提供的产品Zelan R3，所述的异氰酸酯交联剂为亨斯迈公司提供的产品PHOBOL XAN，所述的脂肪醇醚类渗透剂为亨斯迈公司提供的产品INVADINE PBN。
5.根据权利要求1所述的一种纺织品无氟防污整理方法，其特征在于，所述的纺织品为棉、麻、丝、毛、再生纤维素纤维织物中的一种或几种的混纺织物。
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