CN1878904A - 改善织物抗皱性的复合物和方法,容纳这种复合物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于改善织物抗皱性的复合物，该复合物包括：包括至少一种软化剂的减少起皱的活性物质，和用于携带该活性物质的液体载体。本发明还涉及用在这种复合物中的减少起皱的活性物质。本发明还涉及一种用于容纳这种复合物的装置。此外，本发明涉及通过使用这种复合物改善织物抗皱性的方法。

Description

改善织物抗皱性的复合物和方法，容纳这种复合物的装置

本发明涉及一种用于改善织物中抗皱性的复合物，该复合物包括：包含至少一种软化剂的减少起皱的活性物质，和用于携带该活性物质的液体载体。本发明还涉及如用在这种复合物中的减少起皱的活性物质。本发明还涉及一种用于容纳这种复合物的装置。此外，本发明涉及通过使用这种复合物在织物中改善抗皱性能的方法。

就长效熨烫效果而言，抗皱性是经熨烫衣服在长时间(即在穿戴和存放期间)抵抗形成皱褶的特性。在织物中的抗皱性是更好地从起皱变形恢复或者更能抵抗皱褶形成，即需要更大的力来减少起皱。通常，皱褶是由于两种因素引起的：(i)在各纤维中的粘弹性松弛，和(ii)纤维间和/或纱线间的摩擦。对于第一个问题(i)，已知当织物起皱时(例如在穿戴期间、在洗涤周期期间或者在存放期间弯曲而形成皱褶)，各纤维由于应力松弛而损失势能。这种应力松弛是由于通过二次(氢)键连续地断裂和再形成引起的能量耗散而造成的。该过程通过水汽传输到纤维中或者从纤维中传出(例如在穿戴期间或者洗涤周期期间)被加速。这导致用于恢复的驱动力降低。对于第二个问题(ii)，已知当起皱的织物被松开时，在纤维中的残余能量引发该织物部分恢复其变形。然而，在纤维和纱线间的摩擦力可能在一定程度上限制这种恢复。

工业上为了在织物中产生抗皱性，基于上述两种导致皱褶形成的作用，采用两种主要方法。为了抑制各纤维中的粘弹性松弛，各纤维可以经化学交联，由此稳定其中的分子网络。恢复期间为了克服摩擦，用软化剂处理织物，该软化剂通过在纤维周围形成润滑材料的薄层来降低摩擦。降低摩擦的另一可供选择方案是使用经交联的弹性成膜材料，该材料以弹性结合来取代纤维间的摩擦接触，提供了恢复期间的额外能量来源。相当常见的是，使用两种概念(化学交联和降低纤维间摩擦)的组合来获得针对指定体系的最佳抗皱性。

使用织物软化剂是用于降低皱褶形成或者在织物中赋予一定程度的抗皱性的公知技术。然而，某些软化剂的使用可能导致与对比织物相比的显著更低的织物挺度。这导致在穿戴期间经处理的织物有时发生更大的起皱变形，这导致与对比织物相比更为严重的起皱。然而，在相同的起皱变形条件下(例如在某一客观起皱测试中)，经处理的纤维显示出比对比织物更好的恢复，即较少起皱。为了在这两种情况下达到平衡，理想的是具有一种能够在恢复期间降低摩擦，又能将织物的挺度保持在相对于对比织物的挺度的某一范围内的软化剂。

本发明的目的在于提供一种用于改善织物抗皱性的复合物，利用该复合物可以获得织物的相对良好的恢复，同时保持相对良好的挺度。

所述目的可以通过根据前序部分的复合物得以实现，该复合物的特征在于所述减少起皱的活性物质还包括至少一种用于在升高的温度下基本上交联所述软化剂的交联剂。受控地交联所述软化剂可以导致复合物不仅显示出令人满意的织物皱褶恢复，而且改善了这种织物的挺度。实际上，在织物的纱线和纤维之间存在交联导致挺度增加。因此，受控地交联软化剂提供了在织物的挺度和皱褶恢复之间的良好平衡。在受控地交联期间，活性物质可能成为有利的粘弹性物质，利用这种物质可以获得所述平衡。这种粘弹性材料具有可测得的粘度和可测得的弹性。粘度通常在10-1000Pas范围内，而动态储能模量(G’)通常为0.01-0.1MPa(在1Hz的频率下测得)范围内。优选地，所述粘度为约200Pas，而动态储能模量为约0.05MPa。在将本发明的复合物施加到织物上后，织物将较难发生起皱，而织物的皱褶恢复性保持在常规的有利水平。高度交联的复合物将得到弹性涂料而不是得到软化剂。软化剂的交联过程通常在室温下(约20℃)进行，但是这种过程通常较慢，这取决于减少起皱的活性物质在液体载体中的浓度。在高于室温的温度下，优选在50-100℃，交联过程的速度将显著增加，使得例如在熨烫期间，织物可以容易地配备有至少部分交联的软化剂。应注意，所述液体载体通常基本上由水和/或乙醇组成。

在一个优选的实施方案中，每分子软化剂具有多个羟基和/或氨基基团。这些基团可以例如由端基形成或者是分子的侧链部分。利用这些类型的反应性基团，可以通过使用有机改性的聚烷氧基硅烷实现交联。通过这种方式，交联过程可以相对快速地完成，而软化剂交联的程度可以相对良好地控制。

优选地，所述交联剂是硅基软化剂。(可固化的)硅基软化剂，例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)通常非常适合用作软化剂，这是因为其相对低的粘度及其润滑性质(导致低剪切应力)，通常在施加条件下导致在纤维或纱线之间的低变形阻力。由于它们与纤维表面的强相互作用，羟基封端的(改性)硅氧烷和氨基封端的(改性)硅氧烷都可以作为软化剂施加到本发明的复合物中。

在另一优选的实施方案中，所述交联剂包括至少一种有机改性的聚烷氧基硅烷。相对受控地交联软化剂可以通过组合使用基于硅烷的交联剂和基于硅的软化剂来获得。此外，所述交联过程基本上在熨烫的时间量程(和其他边界条件)内进行。更优选地，使用烷基三烷氧基硅烷作为交联剂。适合作为交联剂的硅烷的实例是烷基三烷氧基硅烷例如甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和基于缩水甘油基的硅烷例如环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。

在一个优选的实施方案中，所述复合物还包括至少一种用于交联软化剂的催化剂。一种或多种催化剂的使用可以加速在软化剂和交联剂之间的交联反应，使得交联过程在例如熨烫的时间量程内完成。用于该用途的合适的催化剂的实例是基于铝的盐、铝的醇盐和甲基磷酸铝(MAP)。

在另一优选实施方案中，活性物质在液体载体中的含量为2-20wt％。在这些值之间可以获得并保持该活性物质在液体载体中的良好分散。在1-40wt％、优选2-20wt％、更优选5-10wt％的范围内，活性物质在液体载体中的浓度使得软化剂和交联剂之间的交联反应将不会或者不会显著地在正常环境温度(室温)下被引发。优选地，在活性物质中的所述交联剂含量为0.5-10wt％、优选5wt％。更优选地，在活性物质中的交联剂含量独立于软化剂中的反应性基团的量进行设定。通过这样的相对用量，可以获得软化剂的理想交联。这种交联可以充分地增加其中施加了所需水平的该复合物的织物的挺度，而基本上保持相对高的皱褶恢复能力。进一步增加在活性物质中交联剂的量通常将导致过分交联的软化剂(过高的交联密度)，其将更具有弹性性能而不是软化性能。因此，这将导致过高的织物挺度。

根据本发明的复合物优选具备有添加剂，例如表面活性剂、芳香剂、抗菌添加剂等，只要该添加剂不干扰硅氧烷软化剂的基本作用。当所述复合物是借助家用器具(例如洗衣机或者熨斗)施加到织物上时，在根据本发明的复合物中使用添加剂可能是非常合适的。

本发明还涉及在所述复合物中使用的减少起皱的活性物质。

本发明还涉及用于容纳这种复合物的装置，包括至少一个用于容纳至少一部分所述复合物的容器，该容器配备有至少一个用于将所述复合物施加到织物上的出口。这种装置的实例是：熨斗、喷壶(用于在熨烫前将复合物施加到织物上)、洗衣机等。优选的，该装置由熨斗的可拆卸料筒构成。减少起皱的活性物质通常以浓缩形式被容纳在这种料筒中。在将这种物质施加到织物期间，该物质用水稀释，优选用容纳在该熨斗中的独立的水容器中的水稀释，从而达到理想的活性物质浓度。例如，该开口可以由喷嘴构成。优选地，所述装置包括用于分散在第一液体载体中的至少一种软化剂的第一容器，和用于分散在第二液体载体中的至少一种交联剂的第二容器。分离本发明复合物的最基本的成分可以防止和延迟上述交联反应的引发。在将这两种乳液施加在织物上期间，将使得这些成分相互接触，由此引发交联反应。如上面所提到的，这种反应通常可以通过增加环境温度(例如借助熨斗)来显著加速。因为交联反应通常可以通过增加复合物的温度而加速，常常没有必要在装置中分开这两种基本成分，只要这种装置中的温度，更具体地，该装置的容器的温度没有(显著)增加。

此外，本发明涉及通过这种复合物改善织物中抗皱性的方法，该方法包括以下步骤：A)将所述复合物施加在织物上，B)消除织物中的皱褶，C)至少部分地使液体载体蒸发，和D)通过升高织物的温度使软化剂交联到一定程度。步骤C)和步骤D)通常同时进行。通常施加在、特别是喷在织物上的活性物质的量优选为所调理的织物重量的约0.5至约10wt％、更优选约2至约5wt％。一旦有效量的复合物被喷到织物上，该织物根据步骤B)用手拉伸或平整化。在有效量的复合物被施加到织物上且该织物已优选被拉伸之后，液体(特别是水汽)至少大部分被蒸发。如果同时实施步骤C)和D)，由于织物的温度增加，蒸发将以活跃的强迫方式进行。在软化剂和交联剂之间的反应将在这种温度升高期间被引发。在这期间，软化剂将被交联到某一足够的程度。在实施升高的温度期间，水汽的蒸发通常导致织物的纤维中应力松弛。所存储能量的降低将纤维保持在其放置(即平坦)状态。

优选地，根据步骤A)将所述复合物施加到织物上通过家用器具实现。这种家用器具的实例是洗衣机和配备有喷雾复合物储罐的熨斗和其他用于根据本发明的复合物的喷雾装置。

在本发明的优选实施方案中，根据步骤B)消除织物中的皱褶通过在相对于环境温度(室温)升高的温度下借助熨斗得以实现。在这种方式中，步骤C)和D)通常在步骤B)期间进行。这样，升高的温度将导致所施加液体的加速蒸发和导致软化剂的交联。织物冷却通常导致在织物的经拉伸的纱线周围形成保护层。显然，步骤A)-D)不需要顺次地进行，而是可以在同一时间进行。

在再一优选实施方案中，在步骤A)中将软化剂和交联剂分开地施加到织物上。如上所述，可能有利的是，分开地施加根据本发明的复合物的主要成分，即软化剂和交联剂(不考虑液体载体)，从而防止过早引发交联反应。

本发明还将通过下面的非限制性实施例进行进一步阐述。

实施例1

获得了作为40％乳液(按重量计)的名为Tinotex CMA(Ciba提供)的市售织物软化剂。甲基三甲氧基硅烷(MTMS)由Aldrich提供并以直接接收到的形式使用。按照如下步骤先将MTMS水解：在均匀搅拌条件下混合25g MTMS与0.35g(1/60摩尔当量)的马来酸和200g乙醇。向其中逐滴添加15g去离子水。该反应进行15分钟后完成。Tinotex CMA用水稀释直到得到8％乳液(按重量计)。向其中添加3％(基于Tinotex CMA的纯复合物重量)的水解MTMS(对于溶液中的经水解的MTMS浓度进行校准)

这种乳液被喷到棉样品上以进行测试(吸湿量为经调理纤维重量的约33％)。使这些样品在空气中干燥直到达到吸湿量为约20％后将样品熨干。由此获得了2.7％的固体吸收量。在熨烫后，调理样品至少24小时。然后该样品经受AATCC方法128(起皱测试方法)。这种测试方法用于确定织造织物的皱褶恢复性。

在测试期间，样品在受控的时间(5分钟)和力(上方法兰的重量，无其他负载)的条件下被弄皱和压制以得到被弄皱的织物。然后将所述样品在受控温度和湿度条件(21℃、60％RH)下悬挂一段受控的恢复阶段(24小时)，此后将织物与AATCC复制品进行比较来评价。为了比较，用类似的方式用水或者就用Tinotex CMA(固体吸收量：2.7％)处理织物。这些结果示于下表中。

处理	AATCC成绩
		对比(水)	2.3
Tinotex CMA	2.2
		Tinotex CMA+3％ MTMS	2.9

该表1-5的AATCC成绩显示了结果，其中最低的AATCC成绩1表示非常差的外观，而最高AATCC成绩5表示最好的外观。

Claims (17)

1.用于改善织物抗皱性的复合物，包括：

-包括至少一种软化剂的减少起皱的活性物质，和

-至少一种用于携带该活性物质的液体载体，

其特征在于该减少起皱的活性物质还包括至少一种用于在升高温度下基本上交联所述软化剂的交联剂。

2.权利要求1的复合物，其特征在于，每分子软化剂具有多个羟基和/或氨基。

3.权利要求2的复合物，其特征在于，所述软化剂是基于硅的软化剂。

4.前述权利要求任一项的复合物，其特征在于，所述交联剂包括至少一种有机改性的聚烷氧基硅烷。

5.前述权利要求任一项的复合物，其特征在于，所述复合物还包括至少一种用于交联软化剂的催化剂。

6.前述权利要求任一项的复合物，其特征在于，在液体载体中活性物质的含量为2-20wt％。

7.前述权利要求任一项的复合物，其特征在于，在活性物质中交联剂的含量取决于软化剂中反应性基团的量。

8.前述权利要求任一项的复合物，其特征在于，所述复合物配备有添加剂，优选表面活性剂、芳香剂和防腐剂。

9.根据前述权利要求1-8任一项的复合物中使用的减少起皱的活性物质。

10.容纳权利要求1-8任一项的复合物的装置，该装置包括至少一个用于容纳至少一部分所述复合物的容器，其中所述容器配备有用于将所述复合物施加到织物上的至少一个出口。

11.权利要求10的装置，其特征在于所述装置包括用于分散在第一液体载体中的至少一种软化剂的第一容器，和用于分散在第二液体载体中的至少一种交联剂的第二容器。

12.权利要求10或11的装置，其特征在于所述装置适用于可拆卸地耦合到熨斗上。

13.通过使用根据前述权利要求1-8任一项的复合物改善织物抗皱性的方法，该方法包括以下步骤：

A)将所述复合物施加在织物上，

B)消除织物中的皱褶，

C)至少部分地使液体载体蒸发，和

D)通过升高织物的温度交联软化剂。

14.权利要求13的方法，其特征在于，根据步骤A)的将复合物施加到织物上是借助家用器具实现的。

15.权利要求13或14的方法，其特征在于，根据步骤B)的消除织物中的皱褶是通过在相对于室温升高的温度下借助熨斗实现的。

16.权利要求13-15任一项的方法，其特征在于，步骤C)在步骤B)期间进行。

17.权利要求13-16任一项的方法，其特征在于，在步骤A)中软化剂和交联剂被分开地施加到织物上。