CN112921653B - 一种纤维素纤维织物亲水高强力保留的抗皱整理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纤维素纤维织物亲水高强力保留的抗皱整理方法，属于纺织品抗皱整理领域。本发明采用巯基硅烷偶联剂预处理棉织物，然后使用含二硫键(或双巯基)化合物整理棉织物，在棉织物表面形成有机无机杂化涂层，建立了一种棉织物亲水高强力保留抗皱整理方法。首先将练漂后的棉织物浸入巯基硅烷偶联剂的乙醇溶液中，在高温焙烘下发生反应；然后将织物浸入含二硫键(或双巯基)化合物溶液中，高温汽蒸再空气氧化下发生二硫键重组，形成有机无机杂化层。使用本方法整理的棉织物强力损伤较小，抗皱性能较好，且保持优良亲水性。此外，本方法使用的整理剂不含甲醛，在加工或使用过程中不会释放甲醛，确保了安全性。

Description

一种纤维素纤维织物亲水高强力保留的抗皱整理方法

技术领域

本发明涉及一种纤维素纤维织物亲水高强力保留的抗皱整理方法，属于纺织品抗皱整理领域。

背景技术

纤维素纤维织物，如棉织物因其柔软的材质，舒适的穿着性能，良好的透气性优良的染色性能而得到广大消费者的青睐，但是天然棉织物往往存在易起皱难恢复的缺点，给人们造成困扰，因此科研工作者提出在棉织物加工处理中加入抗皱整理使织物具有一定的抗皱性能。棉织物容易起皱是因为纤维素大分子中存在没有严格界限的结晶区与无定形区，在外力作用下结晶区内纤维素分子可以同时受力，因此只造成较小的普弹形变，而无定形区分子链则无法同时受力，会造成分子链的相对位移，纤维素分子链之间会在新的位置上形成氢键，外力消失后无法回复道原始状态，因此产生折皱。经过近一个世纪的研究，从2D树脂(二羟基二羟甲基乙烯脲)到多元羧酸类抗皱交联剂，抗皱整理已经取得较大的进展，但强力损失一直是横亘在科研工作者面前的一道难关。抗皱整理中出现强力损失主要有以下两个原因：一方面是因为交联剂在纤维素分子间形成的共价交联限制了分子链的旋转与移动，导致内应力集中；另一方面是因为多元羧酸具有较强的酸性，棉织物在酸性条件下焙烘会造成纤维素的降解，导致较大的强力损失。

为了解决强力下降的问题，学者进行了许多研究，比如在抗皱整理剂中加入柔软剂，柔软剂可以消除织物部分内应力从而提高织物强力。更加常用的方式是加入强力保护剂来提高强力，在整理剂中加入交联型强力保护剂可以使棉织物交联链长与接枝量得到提升，使得分子链柔软性增加，因此减少了织物强力的损失。此外，改善抗皱整理方式也可以减少棉织物强力损失，目前抗皱整理中常用的方式是浸轧焙烘的方式，改变焙烘的时间与温度可出现不同的棉织物抗皱效果与织物强力，但对强力提升效果不明显。潮交联也是棉织物抗皱整理常用的方式，也可使强力保持在正常范围内。尽管对抗皱整理中的强力损失问题有较多的研究，但至今没有较好的方式在保证抗皱效果的同时使棉织物具有高强力的保留。另外，亲水性下降也是抗皱整理中不可避免的问题，导致整理后织物舒适性、易去污性变差。因此，寻找一种棉织物亲水高强力保留抗皱整理的方法具有十分重要现实意义。

发明内容

【技术问题】

本发明要解决的技术问题是：提供一种手感柔软、抗皱效果好且具有高强力和亲水性保留的纤维素纤维织物的整理方法。

【技术方案】

为了解决现有纤维素纤维织物抗皱整理后织物抗皱性好但强力和亲水性普遍严重下降的问题，本发明提供了一种纤维素纤维织物亲水高强力保留抗皱整理方法，所述方法为首先将练漂后的纤维素纤维织物浸渍在巯基硅烷偶联剂的乙醇水溶液中，通过水解与焙烘完成硅烷偶联剂在纤维素纤维织物上的接枝，使纤维素纤维织物初步交联以及实现巯基化改性；再将接枝有巯基硅烷偶联剂的纤维素纤维织物浸入含二硫键(或双巯基)化合物水溶液中，通过汽蒸使纤维素纤维织物上巯基与整理剂中的巯基进行二硫键重组形成有机-无机杂化涂层，所得纤维素纤维织物既有纤维内部交联，又有表面涂层，得到耐久性抗皱纤维素纤维织物，反应机理如图1。本发明采用新型抗皱交联剂与抗皱方法，该交联剂分子结构中不含甲醛，而且在加工和使用过程中均不会释放甲醛。本发明操作简单，抗皱效果明显，耐水洗性好，最突出的优势在于经过抗皱整理后具有高强力保留。

本发明的第一个目的是提供一种纤维素纤维织物的整理方法，所述方法为：首先将纤维素纤维织物浸渍在巯基硅烷偶联剂的溶液中，使得纤维素纤维织物上的接枝巯基硅烷偶联剂；再将接枝有巯基硅烷偶联剂的纤维素纤维织物浸入含二硫键的化合物溶液中，通过汽蒸、氧化得到纤维素纤维织物。

在本发明的一种实施方式中，所述方法的具体步骤为：

(1)首先将巯基硅烷偶联剂溶解在乙醇水溶液中，震荡水解，接着放入纤维素纤维织物，浸轧后进行焙烘，得到接枝有巯基硅烷偶联剂的纤维素纤维织物；

(2)将步骤(1)获得的接枝有巯基硅烷偶联剂的纤维素纤维织物置入含二硫键的化合物水溶液中，使纤维素纤维织物进行汽蒸，汽蒸完成后冷却，在空气中透风氧化；纤维素纤维织物上有机-无机杂化涂层形成完毕，得到纤维素纤维织物。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中，巯基硅烷偶联剂为(3-巯丙基)三乙氧基硅烷或(3-巯丙基)三甲氧基硅烷，优选为(3-巯丙基)三乙氧基硅烷。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中，乙醇水溶液中乙醇浓度为体积分数70～95％，优选为体积分数为90％。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中，巯基硅烷偶联剂的浓度为50～200g/L。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中，震荡温度为20～40℃；水解时间为20～120min，震荡温度优选为30℃。水解时间优选为60min。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中，焙烘温度为120～180℃，焙烘时间为2～5min，焙烘条件优选为温度120℃，时间5min。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中，含二硫键(或双巯基)化合物为α-硫辛酸、胱氨酸或二硫苏糖醇，优选为α-硫辛酸。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中，含二硫键(或双巯基)化合物浓度为50～150g/L。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中，汽蒸温度为110～130℃，汽蒸时间为20～40min。

本发明的第二个目的是提供一种上述方法整理得到的纤维素纤维织物。

本发明的第三个目的是提供一种含有上述纤维素纤维织物的纺织品。

在本发明的一种实施方式中，所述纺织品包括毯类织物、机织物、针织物、服装、服装饰品、家用纺织品、装饰品、医疗卫生用品或特殊工作服中的任意一种。

本发明的有益效果：

(1)本发明首次将巯基硅烷偶联剂与含二硫键(或双巯基)化合物联用作为抗皱交联剂，通过在纤维素分子间形成硅氧共价交联结构，在纤维表面形成基于二硫键重组的涂层使棉织物具有良好的抗皱效果以及耐水洗稳定性；折皱回复角由122.49°提升为232.42°，抗皱效果提升了90％。

(2)本发明与文献已报导抗皱整理工艺相比最突出的优势在于具有高强力保留，此外亲水性几乎不受影响，液滴滴在织物上1s后接触角为0°，可以完全润湿；强力保留率均在80％以上。

(3)本发明以巯基硅烷偶联剂与含二硫键(或双巯基)化合物联用作为抗皱交联剂，这两种分子结构中均不含甲醛，不会在加工或者服用过程中出现甲醛释放的问题，从而从源头上保证了织物的安全性。

(4)本发明中无需使用有机溶剂，环境友好的同时，还能极大程度上保留棉织物良好的手感。

附图说明

图1为制备抗皱织物的反应机理图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。

在实施例中，所用棉织物为经过练漂处理的平纹机织物，规格为40×40,133×72，折皱回复角为122.49°，断裂强力为672.3N。采用GB/T 3819—1997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》对抗皱棉织物进行折皱回复角测试；采用GB/T 3923.1-2013《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(条样法)》对抗皱棉织物经向进行强力测试。从织物不同的位置上剪下0.5cm×0.5cm大小的织物放置于JC2000D4接触角测试仪上，并向织物上滴一滴水，记录液滴滴在织物上1s后的润湿情况。

实施例1：

首先配制体积分数为90％的乙醇溶液，加入150g/L(3-巯丙基)三乙氧基硅烷，在30℃条件下震荡水解60min，然后将棉织物投入溶液中，二浸二轧，带液率为100％，120℃下焙烘2min，得到接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物。

配制50g/Lα-硫辛酸溶液，加入50g/L无水亚硫酸钠使α-硫辛酸还原溶解，加入3g/L渗透剂JFC得到整理液，将接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物浸入整理液中，二浸二轧，带液率为100％，施加一定张力放入汽蒸锅中，汽蒸温度为120℃，时间为20min。汽蒸后后恒张力透风氧化6h。棉织物上硫辛酸的二硫键交联完毕，得到抗皱棉织物。

按照本方法制备得到的抗皱棉织物经过国家标准GB/T 3819-1997和GB/T3923.1-2013测试得折皱回复角为187.64°，强力保留率为90.7％，液滴滴在织物上1s后接触角为0°，完全润湿。

实施例2：

首先配制体积分数为90％的乙醇溶液，加入150g/L(3-巯丙基)三乙氧基硅烷，在30℃条件下震荡水解60min，然后将棉织物投入溶液中，二浸二轧，带液率为100％，120℃下焙烘2min，得到接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物。

配制100g/Lα-硫辛酸溶液，加入100g/L无水亚硫酸钠使α-硫辛酸还原溶解，加入3g/L渗透剂JFC得到整理液，将接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物浸入整理液中，二浸二轧，带液率为100％，施加一定张力放入汽蒸锅中，汽蒸温度为120℃，时间为20min。汽蒸后后恒张力透风氧化6h。棉织物上硫辛酸的二硫键交联完毕，得到抗皱棉织物。

按照本方法制备得到的抗皱棉织物经过国家标准GB/T 3819-1997和GB/T3923.1-2013测试得折皱回复角为221.71°，强力保留率为91.5％，液滴滴在织物上1s后接触角为0°，完全润湿。

实施例3：

首先配制体积分数为90％的乙醇溶液，加入150g/L(3-巯丙基)三乙氧基硅烷，在30℃条件下震荡水解60min，然后将棉织物投入溶液中，二浸二轧，带液率为100％，120℃下焙烘2min，得到接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物。

配制150g/Lα-硫辛酸溶液，加入150g/L无水亚硫酸钠使α-硫辛酸还原溶解，加入3g/L渗透剂JFC得到整理液，将接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物浸入整理液中，二浸二轧，带液率为100％，施加一定张力放入汽蒸锅中，汽蒸温度为120℃，时间为20min。汽蒸后后恒张力透风氧化6h。棉织物上硫辛酸的二硫键交联完毕，得到抗皱棉织物。

按照本方法制备得到的抗皱棉织物经过国家标准GB/T 3819-1997和GB/T3923.1-2013测试得折皱回复角为230.95°，强力保留率为80.5％，液滴滴在织物上1s后接触角为0°，完全润湿。

实施例4：

首先配制体积分数为90％的乙醇溶液，加入150g/L(3-巯丙基)三乙氧基硅烷，在30℃条件下震荡水解60min，然后将棉织物投入溶液中，二浸二轧，带液率为100％，120℃下焙烘2min，得到接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物。

配制100g/Lα-硫辛酸溶液，加入100g/L无水亚硫酸钠使α-硫辛酸还原溶解，加入3g/L渗透剂JFC得到整理液，将接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物浸入整理液中，二浸二轧，带液率为100％，施加一定张力放入汽蒸锅中，汽蒸温度为110℃，时间为40min。汽蒸后后恒张力透风氧化6h。棉织物上硫辛酸的二硫键交联完毕，得到抗皱棉织物。

按照本方法制备得到的抗皱棉织物经过国家标准GB/T 3819-1997和GB/T3923.1-2013测试得折皱回复角为221.53°，强力保留率为86.4％，液滴滴在织物上1s后接触角为0°，完全润湿。

实施例5：

首先配制体积分数为90％的乙醇溶液，加入150g/L(3-巯丙基)三乙氧基硅烷，在30℃条件下震荡水解60min，然后将棉织物投入溶液中，二浸二轧，带液率为100％，120℃下焙烘2min，得到接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物。

配制100g/Lα-硫辛酸溶液，加入100g/L无水亚硫酸钠使α-硫辛酸还原溶解，加入3g/L渗透剂JFC得到整理液，将接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物浸入整理液中，二浸二轧，带液率为100％，施加一定张力放入汽蒸锅中，汽蒸温度为120℃，时间为30min。汽蒸后后恒张力透风氧化6h。棉织物上硫辛酸的二硫键交联完毕，得到抗皱棉织物。

按照本方法制备得到的抗皱棉织物经过国家标准GB/T 3819-1997和GB/T3923.1-2013测试得折皱回复角为232.42°，强力保留率为85.3％，液滴滴在织物上1s后接触角为0°，完全润湿。

实施例6：

参照实施例5的方法制备抗皱棉织物，区别仅在于，调整α-硫辛酸溶液的浓度为50g/L、100g/L、150g/L、200g/L，其他条件同实施例5。制备得到的棉织物的性能见表1。

表1

由上表数据可知，当α-硫辛酸溶液的浓度为50～150g/L时，整理后的棉织物强力保留率均维持在较高的水平，且亲水性较好，当α-硫辛酸溶液的浓度超出这一范围时则会出现强力损失较大的情况，例如浓度为200g/L时虽然折皱回复角与亲水性均比较优良，但强力保留率仅为68.1％。

对比例1：与实施例5相比，不加α-硫辛酸

首先配制体积分数为90％的乙醇溶液，加入150g/L(3-巯丙基)三乙氧基硅烷，在30℃条件下震荡水解60min，然后将棉织物投入溶液中，二浸二轧，带液率为100％，120℃下焙烘2min，得到接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物。

配制100g/L无水亚硫酸钠溶液，加入3g/L渗透剂JFC得到整理液，将接枝(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的棉织物浸入整理液中，二浸二轧，带液率为100％，施加一定张力放入汽蒸锅中，汽蒸温度为120℃，时间为30min。汽蒸后后恒张力透风氧化6h，得到抗皱棉织物。

按照本方法制备得到的抗皱棉织物经过国家标准GB/T 3819-1997和GB/T3923.1-2013测试得折皱回复角为162.49°，强力保留率为92.5％，液滴滴在织物上1s后接触角为0°，完全润湿。

对比例2：

参照实施例5的方法制备抗皱棉织物，区别仅在于，调整(3-巯丙基)三乙氧基硅烷的浓度为200g/L，其他条件同实施例5。

经过国家标准GB/T 3819-1997和GB/T 3923.1-2013测试得折皱回复角为229.64°，强力保留率为73.1％，液滴滴在织物上1s后接触角为22.15°，不能完全润湿。

对比例3：传统的BTCA整理

首先配置丁烷四羧酸(BTCA)浓度为20g/L，次亚磷酸钠浓度为10g/L的整理液，然后使用与实施例完全一样的棉织物在整理液中二浸二轧，轧余率为90％，80℃预烘3min，180℃焙烘2min，按照与实施例相同的测试方法测试织物性能。

经过国家标准GB/T 3819-1997和GB/T 3923.1-2013测试得折皱回复角为246.74°，强力保留率为65.1％，液滴滴在织物上1s后接触角为124.76°，不能润湿。

表2

由表2可以看出，经过本发明处理得到的抗皱棉织物抗皱效果明显，在上述实施例中，棉织物的折皱回复角至少有65°的提高，抗皱效果最好的折皱回复角甚至提高了110°左右，提升了90％；且与对比例3的结果相比，强力保留较高，均在80％以上，此外仍然优良的亲水性能。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (12)

1.一种纤维素纤维织物的整理方法，其特征在于，所述方法为：首先将纤维素纤维织物浸渍在巯基硅烷偶联剂的溶液中，使得纤维素纤维织物上的接枝巯基硅烷偶联剂；再将接枝有巯基硅烷偶联剂的纤维素纤维织物浸入含二硫键的化合物溶液中，通过汽蒸、氧化得到纤维素纤维织物；所述含二硫键的化合物为α-硫辛酸；所述巯基硅烷偶联剂的浓度为50~200 g/L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）首先将巯基硅烷偶联剂溶解在乙醇水溶液中，震荡水解，接着放入纤维素纤维织物，浸轧后进行焙烘，得到接枝有巯基硅烷偶联剂的纤维素纤维织物；

（2）将步骤（1）获得的接枝有巯基硅烷偶联剂的纤维素纤维织物置入含二硫键的化合物水溶液中，使纤维素纤维织物进行汽蒸，汽蒸完成后冷却，在空气中透风氧化；纤维素纤维织物上有机-无机杂化涂层形成完毕，得到纤维素纤维织物。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述巯基硅烷偶联剂为(3-巯丙基)三乙氧基硅烷或(3-巯丙基)三甲氧基硅烷。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，乙醇水溶液中乙醇浓度为体积分数70~95%。

5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，焙烘温度为120~180℃，焙烘时间为2~5 min。

6.根据权利要求1、2或4任一项所述的方法，其特征在于，所述α-硫辛酸浓度为50~150g/L。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述α-硫辛酸浓度为50~150 g/L。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述α-硫辛酸浓度为50~150 g/L。

9.根据权利要求2、4或8任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，汽蒸温度为110~130 ℃，汽蒸时间为20~40 min。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，汽蒸温度为110~130 ℃，汽蒸时间为20~40 min。

11.应用权利要求1-10任一项所述的方法整理得到的纤维素纤维织物。

12.一种含有权利要求11所述的纤维素纤维织物的纺织品。

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