通过浸轧和烘干来使纺织品阳离子化制造技术

本公开描述了用于使含天然纤维的纺织品阳离子化和染色的方法和系统，该方法和系统使用单或双季铵化阳离子化剂。该方法包括将该纺织品加热到90℃至小于110℃范围内的温度，持续的时间段在1分钟至10分钟范围内，以使该阳离子化剂与该纺织品反应的步骤。在存在热量的情况下使用本发明专利技术的卤代阳离子化剂的阳离子化步骤有利于改进的染色。化步骤有利于改进的染色。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过浸轧和烘干来使纺织品阳离子化


[0001]本公开涉及用于使含天然纤维(例如，棉基)的纺织品阳离子化的工艺和系统，可用于改善染料与阳离子化纺织品的缔合。

技术介绍

[0002]纺织品染色是在纺织品材料诸如织物、纱线和纤维上施加颜料或染料的过程。理想的是，染色过程是高效且快速的，并且为染色纺织品提供期望的着色程度，以及抗染料褪色和流转的能力(着色牢度)。此外，染色过程和其中使用的材料优选地不会对纺织品的各方面(诸如其柔韧性、耐久性和触觉特性，如柔软性、光滑度、刚度)产生不利影响。根据纺织品的材料(例如天然材料、合成材料或它们的混合物)和期望的着色，使用各种染料类型。
[0003]棉的常见染料带有负电荷。然而，在水溶液中，由于构成棉的纤维素材料的羟基的存在，棉纤维的表面带有中性或轻度负电荷。带负电的染料被带负电的纤维素材料排斥，导致棉对染料的摄入减少。为了使纺织品染色，必须改变棉纤维的表面特性，以使染料不被排斥。棉基纺织品的传统染色已涉及使用盐、碱和染料的混合物将染料与棉纤维的材料缔合。染浴中通常使用盐以逆转棉纤维上的电荷，并且使用碱以允许染料与棉纤维的感应带正电的表面反应并与其缔合。然而，这些传统的工艺可消耗大量的水、能量和化学品，这是不期望的。
[0004]作为盐和碱处理的另选方案，使用阳离子试剂来对棉纤维进行改性的工艺是本领域已知的。具有适当化学成分的阳离子试剂可与纤维素上的化学基团反应，以在棉纤维的表面上提供永久的阳离子(正)电荷(“阳离子棉”)。棉纤维上的表面正电荷允许其与更多种染料缔合，并且还可允许一系列着色变化(例如，着色深度)。用于棉基纺织品的阳离子化工艺也可消耗更少的水、能量和化学品，使它们成为工业规模操作的理想选择。
[0005]一种类型的阳离子化剂是3
‑
氯
‑2‑
羟丙基三甲基氯化铵(CHTAC)(例如，参见美国专利号7,201,778；Hashem，M.等人，Textile Res.J.，第73卷：第1017页，2003年)。CHTAC可在存在碱的情况下与纤维素的羟基基团反应。在第一个步骤中，将CHTAC脱氯以形成反应性中间体环氧丙基三甲基氯化铵(EPTAC)，并且该化合物的环氧基团可与纤维素的去质子化羟基反应，从而使阳离子氯化铵基团通过醚键共价连接到纤维素主链。然而，这存在与水分子的竞争反应，导致EPTAC的环氧基团水解，并且产生废物产品2，3
‑
二羟丙基三甲基氯化铵(2，3
‑
DHTAC)。因此，期望的是使2，3
‑
DHTAC的形成最小化。在低温和延长时间段内，在存在碱和阳离子化剂的情况下进行纺织品的“分批”处理可允许阳离子化剂与纤维更好地反应，并且可使废物产品的形成最小化，但是此类长期的加工步骤对于商业操作来说是不切实际的。
[0006]尝试减少产生和染色阳离子棉的化学品如盐、碱和水的使用，以改善纺织品的染色。因此，本公开的方法和系统改善了纺织品(诸如包含天然纤维(诸如棉)的纺织品)的阳离子化，同时减少了过程中化学品的使用。然后可在染色过程中将阳离子化纺织品用作改进的衬底，以提供具有更好颜色特性的纺织品。

技术实现思路

[0007]本公开提供了有利于含有或衍生自天然纤维诸如棉的纺织品的阳离子化的方法和系统。本公开的工艺形成改进的阳离子化纺织品，其有利于纺织品的后续染色并且改善染色纺织品的特性(诸如着色)。
[0008]使用如本文所述的工艺，纺织品的阳离子化可在短时间段内执行，并且结果好、浪费少。使阳离子化剂的水解最小化，从而使其与纺织品的反应得以改善。阳离子化纺织品的后续染色提供了期望的着色和着色牢度。继而，该工艺通过产生较少废物产品改善了试剂的用途，通过最小化加工时间节省了能量，并提高了整体工业加工效率。
[0009]在一个方面，本公开提供了一种用于使包含天然纤维或其衍生物的纺织品阳离子化的方法。该方法包括用包含碱金属氢氧化物和单或双季铵化阳离子化剂的水溶液处理包含天然纤维或其衍生物的纺织品的步骤。然后在90℃但小于110℃范围内的温度下对纺织品进行热处理，持续的时间段在1分钟至10分钟范围内，以使阳离子化剂与纺织品反应。
[0010]在实施方案中，在90℃至109℃范围内的温度下处理纺织品，持续的时间段在约2分钟至8分钟范围内。在实施方案中，在90℃至105℃范围内的温度下处理纺织品，持续的时间段在约2分钟至8分钟范围内。
[0011]在一些实施方案中，在用包含碱金属氢氧化物和阳离子化剂的水溶液处理纺织品之后，从纺织品中机械去除水溶液的一部分。
[0012]在一些实施方案中，用水溶液处理和机械去除的步骤在小于35℃的温度下执行，并且持续的总时间段不超过1分钟。
[0013]用水溶液处理、机械去除和热处理纺织品的步骤可执行的总时间段不超过11分钟，诸如在1分钟至11分钟的范围内，在1分钟至8分钟的范围内或在1分钟至8分钟的范围内，这显著提高了纺织品产量，同时提供了纺织品的良好阳离子化和掺入的氮含量，这继而有利于后续的染色过程。
[0014]在一些实施方案中，蒸汽处理后，然后用含酸溶液中和纺织品。后续可使用用于浸轧和热处理的相同系统在包含染料的组合物中使阳离子纺织品染色，或者可使用不同的系统染色。
[0015]示例性阳离子化剂包括能够在存在碱金属氢氧化物的情况下产生单个环氧基团的单季铵化氮化合物，诸如3
‑
氯
‑2‑
羟丙基三甲基氯化铵。其他示例性阳离子化剂包括能够在存在碱金属氢氧化物的情况下产生两个环氧基团的双季铵化氮化合物，诸如双醚卤代二羟基化双季铵化铵化合物，如双[(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基二烷基铵)烷基]醚二氯化物。
[0016]当与本公开的方法结合使用时，优选此类双基化合物，因为它们能够促进阳离子化和染色，并且显著减少化学品、水、能量和废水的产生，同时有利于形成具有期望的明亮、明显和持久的颜色的染色纺织品。
[0017]在实施方案中，溶液中碱金属氢氧化物与阳离子化剂的摩尔比为3.5∶1或更大、或8.0∶1或更小，诸如在3.5∶1至8.0∶1或3.75∶1至7.5∶1的范围内。在其他实施方案中，溶液中碱金属氢氧化物与阳离子化剂的摩尔比大于1∶1，诸如在1.8∶1至5∶1或2.0∶1至4.5∶1的范围内。
[0018]在另一方面，本公开提供了一种用于使包含天然纤维或其衍生物的纺织品阳离子化和染色的系统。该系统包括浸轧浴槽，该浸轧浴槽被构造成允许在浸轧浴槽中用水溶液
处理包含天然纤维或其衍生物的纺织品，该溶液包含碱金属氢氧化物和单或双季铵化阳离子化剂。该系统还包括在浸轧浴槽中处理之后从浸轧的纺织品中去除水溶液的溶液去除设备，其中该系统包括能够在约1分钟或更短的时间内移动纺织品通过浸轧浴槽和溶液去除设备的输送机设备。该系统还包括热处理设备，该热处理设备被构造成在90℃至小于110℃范围内的温度下处理浸轧的纺织品，持续的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使包含天然纤维或其衍生物的纺织品阳离子化的方法，所述方法包括用包含碱金属氢氧化物和单或双季铵化阳离子化剂的水溶液处理纺织品；并且将所述纺织品加热到90℃至小于110℃范围内的温度，持续的时间段在1分钟至10分钟范围内，以使所述阳离子化剂与所述纺织品反应。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述阳离子化剂是能够在存在碱金属氢氧化物的情况下产生单个环氧基团的单季铵化氮化合物。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述单季铵化氮具有式I：其中R1为C1
‑
C6亚烷基基团，R2、R3和R4独立地选自C1
‑
C6烷基基团，并且X和X
’
独立地选自卤素原子。4.根据权利要求3所述的方法，其中R1选自亚甲基、亚乙基、亚丙基，并且R2、R3和R4独立地选自甲基、乙基和丙基。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述单季铵化化合物是3
‑
氯
‑2‑
羟丙基三甲基氯化铵。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述阳离子化剂是能够在存在碱金属氢氧化物的情况下产生两个环氧基团的双季铵化氮化合物。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述阳离子化剂是双醚卤代二羟基化双季铵化铵化合物。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述阳离子化剂具有下式：其中R1和R1’
独立地选自C1
‑
C6亚烷基基团，R2、R2’
、R3和R3’
独立地选自C1
‑
C6烷基基团，R4和R4’
独立地选自C1
‑
C6亚烷基基团，并且X
‑
X
”’
独立地选自卤素原子。9.根据权利要求8所述的方法，其中R1和R1’
独立地选自亚甲基、亚乙基和亚丙基，R2、R2’
、R3和R3’
独立地选自甲基、乙基和丙基，并且R4和R4′
独立地选自C1
‑
C6亚烷基。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述阳离子化剂是双[(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基
‑
二烷基铵)烷基]醚二氯化物。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碱金属氢氧化物与所述阳离子化剂的所述摩尔比为3.5∶1或更大、或8.0∶1或更小。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述碱金属氢氧化物与所述阳离子化剂的所述摩尔比在3.5∶1至8.0∶1或3.75∶1至7.5∶1的范围内。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水溶液还包含粘度增强剂。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在90℃至109℃范围内、在90℃至108℃范围内、在90℃至107℃范围内、在90℃至106℃范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：