一种彩棉织物的防皱整理方法

专利名称：一种彩棉织物的防皱整理方法
技术领域：
本发明涉及一种天然彩棉机织物的防皱整理方法，经该方法防皱整理后的彩棉织物可以改善在穿着过程中易起皱，服用形态差等缺点。
背景技术：
天然彩色棉，是含有天然色素的棉花。其虽历史悠久，但由于纤维短、产量低、可纺性不强而被人们所忽视。但随着人们对健康和环保意识的增强，无污染的天然织物越来越受消费者的青睐。天然彩色棉以其独特的自然色彩无需漂染，不含残留化学毒素，对人类和环境无污染，穿着舒适，附加值高等特点，而引起国内外棉花育种专家和纺织、服装行业的广泛关注。天然彩棉织物本身具有天然的色彩，在柔软性、耐穿性、手感等方面也具有明显的优点，在纺织加工中无须传统的漂白、染色等工序，减少了污水的排放和能源的消耗。
但彩棉制品颜色单调，目前规模化种植并开发的天然彩色棉只有棕色和绿色两大系列，和五颜六色的印染棉织物相比，产品显得单一；而且天然彩色棉纤维的内在品质差，纤维长度短，强度低，可纺性较差；天然彩色棉纤维中色素不稳定，加工中易引起织物颜色的变化，加工过程难以控制。针对以上存在的问题，近年来，人们试图通过后道加工的配合，对其进行适当的整理，改善棉织物的弹性，提高棉织物干湿态抗皱性能，以开发出高附加值的天然彩色棉产品。但采用现有的对白棉织物防皱整理效果较好的无甲醛整理剂如多元羧酸类，对天然彩棉织物进行防皱整理，防皱性能有所改善，但织物色泽受到影响，因此无法得到令人满意的效果。这主要是由于天然彩棉织物色稳定性差，特别是绿棉织物，在酸、碱等条件下颜色变化较大；棕色棉虽然比绿色棉稳定，但也有一定影响。多元羧酸整理剂是在酸性条件下实施的，因此在整理过程中会引起天然彩色棉织物色变。
因此，非常需要提供一种保持天然彩棉织物色泽的防皱整理方法，在提高天然彩棉织物的防皱性、保证各项机械性能达到要求的同时，又保持它的颜色稳定。

发明内容
本发明的目的在于，克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种天然彩棉织物防皱整理的方法， 其不仅能提高彩棉织物的防皱性，而且保持它的颜色稳定性，并做到不破坏它的绿色环保特性，同时还保证各项机械性能达到要求。经该方法防皱整理后的彩棉织物可以改善在穿着过程中易起皱，服用形态差等缺点。一种天然彩棉机织物防皱整理方法，其包含将彩棉织物在整理浴中进行处理，所述的整理浴是以水为溶剂，主要包括以下组分(1)整理剂N-羟甲基类树脂及其醚化物或羟甲基三聚氰胺及其醚化物；(2)催化剂氯化镁及其水合物和氯化锌及其水合物中的至少一种；(3)柔软剂含有氨基、环氧基、乙烯基、硅醇基等反应性基团的有机硅化合物；(4)渗透剂聚乙二醇类非离子表面活性剂；pH调节剂醋酸和/或醋酸盐。
通常，对天然彩棉织物的防皱处理的原理是利用整理剂上的活性基团与棉织物纤维素上的羟基发生共价交联反应，阻止了羟基在新位置上形成新的氢键，从而使因新氢键的阻滞作用而不能回弹的性能得以改善，提高防皱性能。
因此，棉织物的防皱整理与整理剂是密不可分的。由于彩棉织物色素对pH值非常敏感，因此对其的防皱整理应在偏中性的条件下进行，不可采用多元羧酸类整理剂。在本发明的防皱整理方法中，所述的整理剂采用本行业已知的N-羟甲基类产品，优选醚化的2D树脂。所述的2D树脂是指由二羟基乙撑脲和甲醛在一定的条件下反应所生成的产物，它的分子结构为 由于上述2D树脂整理剂与纤维发生交联反应时，有甲醛释放出来。因此2D树脂类的醚化物是非常优选的。对醚化的2D树脂主要是采用甲醇、乙醇、乙二醇等醇类化合物把2D中的羟基醚化，从而阻碍甲醛的释放，即降低游离甲醛的含量。醚化的位置主要在1，3，4，5位上。例如，当上述结构式中的4，5位羟基被烷氧基取代后，可阻止转位反应，相应提高交联键的水解稳定性，从而降低甲醛释放量。具体地，2D树脂类的醚化物可采用石家庄环城生物化工厂的TCL-LF产品，Ciba公司的Knittex FF产品、Clariant有限公司(瑞士)的Arkofix NEC plus产品。
所述的整理剂也可以采用三聚氰胺类或其醚化物，优选采用三聚氰胺缩聚物的醚化产物，其也是采用甲醇、乙醇、乙二醇等醇类化合物将三聚氰胺中的羟基醚化，从而降低游离甲醛的含量。
在整理浴中，所述整理剂的用量为40-150克/升，优选为60-120克/升。通常情况下，棉织物的防皱性能随着整理浴中整理剂的浓度增加而提高，但用量过多时，织物的弹性会呈现下降的趋势，这可能是由于当整理液的粘度较大时有碍于整理液向织物中渗透，而表明交联反应不够充分；而且由于较高的整理剂浓度易于形成表面树脂，应力分布不均匀，而使强力下降。
催化剂在棉织物的防皱整理中起着很重要的作用，通常对于棉织物的防皱整理多采用酸性催化剂，如金属盐类，具有潜在酸性的物质，其在焙烘时可放出质子，促进整理剂与纤维发生交联反应。但天然彩棉织物不耐酸性，尤其是在较高温度下。因此，在本发明的防皱整理方法中，应采用弱酸性的催化剂。可选用氯化镁及其水合物和氯化锌及其水合物中的至少一种，优选MgCl2.6H2O。
在整理浴中，所述催化剂的用量为5-20克/升，优选为8-15克/升。
由于棉织物经防皱整理后，机械强度和手感都有所下降，为了改善其综合效果，一般需在整理浴中添加有机硅柔软剂。所述的有机硅柔软剂可采用本行业公知的一些带有反应性基团(如氨基、环氧基、乙烯基、硅醇基等)的有机硅化合物。其不仅可赋予织物的防皱性，而且可改善织物的手感，提高织物的抗撕破强力和耐磨性。此类的有机硅柔软剂反应性基团可与纤维素或整理剂发生交联，一般交联程度越高，整理织物的弹性和防皱性越好。优选采用带有环氧基活性基团的有机硅柔软剂，其一般通式为 式中R为烷基。
在整理浴中，所述的有机硅柔软剂的用量为10-50克/升，优选为20-40克/升。具体地，可采用香港先进有限公司的有机硅柔软剂AV-920。
在整理剂中加入渗透剂的目的是为了加速整理液对织物的渗透，具体可采用聚乙二醇类非离子表面活性剂，优选渗透剂JFC(上海助剂公司)，用量为1-3克/升。
在整理剂中加入的pH调节剂，可调节整理浴的pH值，使其在6-8范围之间。一般地，采用醋酸和/或醋酸盐，优选采用醋酸和醋酸钠的复配物，用量视整理浴的pH值而定。
为了改善织物的某些性能，在本发明所述的整理液中，还可以添加其他一些本行业公知的添加剂。例如，为了增加织物的防皱、抗菌性以及改善染色性能，可在整理液中加入壳聚糖。壳聚糖是由甲壳质脱乙酰化处理后的产物，其分子量通常在几十万至上百万。壳聚糖的分子结构与纤维素非常相似，它们之间有很好的吸附性和相容性，壳聚糖上的羟基和氨基也可以与纤维素上的羟基发生交联反应，从而赋予织物防皱的功能。壳聚糖还具有高分子成膜性物质的特性，对棉织物因应力分布不均而产生的断裂有所改善，故相同的整理浴中添加壳聚糖之后，织物的断裂强力下降率有所减小，机械性能得以改善。
本发明所述的棉织物的防皱整理方法通常包括浸轧、预烘和焙烘等步骤，其中浸轧可进行多次的浸轧，整理浴的用量以能将织物浸为准，控制轧余率为60-80％。预烘的目的是烘干水分，其温度控制在100℃以下，优选为80℃。焙烘的目的主要是促进整理剂与织物间的交联反应，焙烘温度对整理效果非常重要，温度过低，反应速率低，交联反应不充分，防皱效果不理想。温度过高，又会使反应速率过高，造成反应不均匀，影响织物的手感和防皱性。一般可控制在130-170℃，优选为140-160℃。焙烘时间不宜过长，一般为10分钟以下，3-5分钟为宜。
在进行本发明的防皱整理以前，通常还需进行常规的退浆处理，例如采用淀粉酶、果胶酶等生物酶对彩棉织物处理，然后再水洗、晾干。
为了保持彩棉织物的外观和穿着舒适性，退浆后也可进行以除去棉籽壳等天然杂质为目的的精练工序。这种精练处理剂包括常规的氢氧化钠、硅酸钠、亚硫酸氢钠、润湿剂等等。
具体实施例方式
下面的实施例用来说明本发明，并不是用来限制本发明的范围。测试方法1、折皱回复角采用GB3819-83纺织织物以回复角表示折叠试样折痕回复性的测定方法。将织物裁成1.5×4cm大小的三经三纬，在LFY-1织物折痕恢复性测试仪上测定缓弹回复角的平均值，并计算经+纬(T+W)的角度。并按下式计算弹性提高率 2、断裂强力采用GB3923-83机织物断裂强力和断裂伸长的测定方法。将织物撕成5*20cm大小的三经三纬，在HDO26N型电子织物强力仪上测定，记录平均值，并按下式计算强力下降率 3、轧余率浸轧前后分别测试试样的重量G0、G，并按下式计算轧余率。
轧余率％＝(G-G0)/G0×100％4、色变的评价1)色差值(ΔE)的测定采用意大利ORINTEX有限公司的测色配色系统进行测试。在均匀色空间体系中，L，a，b色度坐标，L表示颜色的明度指数，a，b表示颜色的色度指数，a为红—绿坐标，b为黄—蓝坐标。将对照样和试样在测色配色仪上测出L，a，b，计算ΔL、Δa、Δb，再计算综合色差值ΔE。公式如下
ΔE=ΔL2+Δa2+Δb2]]>ΔE值越大，说明颜色变化越大。其中ΔL为明度差异值，ΔL＞0，说明试样比对照样亮，ΔL＜0，说明试样比对照样暗；Δa＞0，说明试样比对照样偏红，Δa＜0，说明试样比对照样偏绿；Δb＞0，说明试样比对照样偏黄，Δb＜0，说明试样比对照样偏蓝。
2)色变等级按GB250-84，用灰色样卡评定整理前后织物的色变等级。
5、织物上游离甲醛的测定按GB/T2912.1-1998的方法测定。采用液相萃取法，准确称取一定量的整理织物，剪碎后在水相中萃取，对萃取后的滤液用乙酰丙酮显色，以蒸馏水和乙酰丙酮的溶液作参比液，用WFZ800-D3B型UV/VIS分光光度计在412nm处测定吸光度，从甲醛溶液的标准曲线上查得对应的甲醛浓度，再按公式F＝c×100/m，换算成织物上游离甲醛值。其中F-从织物样品中萃取的甲醛含量，mg/kg(即ppm)；c-读自工作曲线上的萃取液中的甲醛浓度，mg/L；m-试样的质量，g。
实施例1绿棉织物绿棉75/白棉25，平纹，纱支40s/2×40s/2， 180×160(小样机织物)整理浴是以水为溶剂，主要包括以下组分(1)催化剂MgCl·6H2O，12g/L；(2)整理剂醚化2D树脂(石家庄环城生物化工厂的TCL-LF产品)，65g/L；(3)有机硅柔软剂含有氨基有机硅化合物(香港先进有限公司的有机硅柔软剂AV-920)，30g/L；
(4)渗透剂渗透剂JFC，2g/L；(5)醋酸和醋酸盐复配液适量，调节pH＝6-7。
操作条件浸轧——两浸两轧，液量能浸透织物；轧余率为80％；预烘90℃3分钟， 140℃焙烘4分钟。
对样品测定后结果见表1。
实施例2同实施例1，将绿棉织物改为彩棉织物，平纹，纱支20s×20s；经纬密180×180，光华染织厂。对样品测定后结果见表1。
表1

实施例3对棕棉织物(棕棉75/白棉25，平纹，纱支40s/2×40s/2，180×160，小样机织物)在下述条件进行整理整理剂(Arkofix NEC，Clariant有限公司(瑞士))80g/L；MgCl2.6H2O 14g/L；AV-920 30g/L；醋酸钠调节pH＝5～6，140℃×2min焙烘，此时弹性提高率大于32％，强力下降为30％左右。
实施例4对实施例2的彩棉色织物改变为下述条件进行整理
整理剂(Knittex FF，Ciba公司)120g/L，MgCl2.6H2O 22g/L，AV-920)，30g/L，醋酸钠调节pH＝5～6，160℃×4min焙烘。此时弹性提高率可达30％左右，强力下降略高于25％。
测定实施例1-4彩棉织物整理后，织物上的甲醛释放量均低于75ppm，符合生态要求。且各种织物的色牢度均较好(日晒牢度除外)，各种色牢度均在4～5级以上。
权利要求
1.一种彩棉机织物的防皱整理方法，其包含将彩棉织物在整理浴中进行处理，所述的整理浴是以水为溶剂，主要包括以下组分(1)整理剂N-羟甲基类树脂及其醚化物或羟甲基三聚氰胺及其醚化物；(2)催化剂氯化镁及其水合物和氯化锌及其水合物中的至少一种；(3)柔软剂含有氨基、环氧基、乙烯基、硅醇基等反应性基团的有机硅化合物；(4)渗透剂聚乙二醇类非离子表面活性剂；(5)pH调节剂醋酸和/或醋酸盐。
2.根据权利要求1所述的彩棉织物的防皱整理方法，其中所述的彩棉织物为天然彩棉机织物。
3.根据权利要求1所述的彩棉织物的防皱整理方法，其包括浸轧、预烘和焙烘步骤。
4.根据权利要求1所述的彩棉织物的防皱整理方法，其中所述的整理剂为N-羟甲基(二羟甲基二羟基乙撑脲)醚化物。
5.根据权利要求1所述的彩棉织物的防皱整理方法，其中所述的整理浴的pH值为6-8。
6.根据权利要求1-5之一所述的彩棉织物的防皱整理方法，其中所述的整理浴中整理剂的用量为40-150克/升。
7.根据权利要求1-5之一所述的彩棉织物的防皱整理方法，其中所述的整理浴中催化剂的用量为5-20克/升。
8.根据权利要求1-5之一所述的彩棉织物的防皱整理方法，其中所述的整理浴中柔软剂的用量为10-50克/升。
9.根据权利要求1-5之一所述的彩棉织物的防皱整理方法，其中所述的整理浴中渗透剂的用量为1-3克/升。
10.根据权利要求1-5之一所述的彩棉织物的防皱整理方法，其中所述的整理浴中整理剂的用量为40-150克/升，催化剂的用量为5-20克/升，柔软剂的用量为10-50克/升，渗透剂的用量为1-3克/升。
全文摘要
本发明提供一种天然彩棉机织物的防皱整理方法，其包括浸轧、预烘和焙烘步骤。所述的整理浴是以水为溶剂，主要包括催化剂、整理剂、有机硅柔软和渗透剂等主要组分。该方法不仅能提高天然彩棉织物的防皱性，而且又保持它的颜色稳定，并做到不破坏它的绿色环保特性，同时保证各项机械性能达到要求。经该方法防皱整理后的天然彩棉织物可以改善在穿着过程中易起皱，服用形态差等缺点。
文档编号D06M101/04GK1760439SQ200510123828
公开日2006年4月19日 申请日期2005年11月23日 优先权日2005年11月23日
发明者陈英, 王俊华 申请人:北京服装学院