TW201623561A - 用於紗線與紡織品撥水加工的架橋劑及使用其的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於羊毛紗線與紡織品撥水加工的架橋劑以及使用其的加工方法。所述架橋劑包括由以下式(1)表示的化合物，R-(Z)m 式(1)
其中，R表示從具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物去除m個異氰酸酯基所得之殘基；m為2至10的整數；Z彼此相同或不同，且Z由以下式(2)表示，
□在式(2)中，R1為C1-C6烷基、C2-C6烯基、C7-C12芳烷基、N-取代胺甲醯基、苯基、硝基、鹵素原子或-COO-R2，R2為氫原子或C1-C6烷基；n為0至3的整數，且當n為2或3時，R1彼此相同或不同。
Description
本發明是有關於一種紗線與紡織品的加工方法，且特別是有關於使紗線與紡織品具有撥水機能的一種架橋劑以及紗線與紡織品的加工方法。
在全球化的趨勢下，紡織產業正面臨強大的競爭壓力，紡織業者必須不斷地研發新的技術與多元化的產品，才能面對全世界的競爭。為了滿足消費者多元的需求，目前市面上已經有多種多功能織物的產品，例如防水織物、保溫織物或是電熱織物等。現有防水織物通常是在將紗線製成紡織品之後進行加工，以賦予紡織品撥水機能。
然而，在目前的技術中，加工過程中的乾燥溫度往往在150℃以上。當紡織品的原料為天然纖維(例如羊毛、蠶絲等)時，過高的溫度容易使紡織品產生尺寸收縮、黃化等現象，因而造成
品質不良的問題。
本發明提供一種架橋劑，其可使紗線與紡織品在較低溫度下進行撥水性加工。
本發明提供一種紗線的加工方法，可使紗線具有撥水性。
本發明提供一種紡織品的加工方法，可使紡織品具有撥水性。
本發明的架橋劑適用於紗線或紡織品的撥水處理。所述架橋劑包括由以下式(1)表示的化合物，R-(Z)m 式(1)
其中，R表示從具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物去除m個異氰酸酯基所得之殘基；m為2至10的整數；Z彼此相同或不同，且Z由以下式(2)表示，
在式(2)中，R1為C1-C6烷基、C2-C6烯基、C7-C12芳烷基、N-取代胺甲醯基、苯基、硝基、鹵素原子或-COO-R2，R2為氫原子或C1-C6烷基；n為0至3的整數，且當n為2或3時，R1彼此相同或不同。
依照本發明實施例所述的架橋劑，上述的m例如為2至6的整數。
依照本發明實施例所述的架橋劑，上述的R例如為包括脂肪族基團、環脂肪族基團、雜環基團或芳香族基團且包括至少三個連續的伸乙氧基或至少一個聚羥基羧酸的殘基的m價基團。
本發明的紗線的加工方法是先提供由天然纖維製成的紗線。然後，將所述紗線浸泡於處理溶液中，其中以所述處理溶液的總重量計，所述處理溶液含有8wt%至20wt%的撥水劑、0.8wt%至2wt%的架橋劑以及餘量的水，且所述架橋劑包括由以下式(1)表示的化合物，R-(Z)m 式(1)
其中，R表示從具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物去除m個異氰酸酯基所得之殘基；m為2至10的整數；Z彼此相同或不同，且Z由以下式(2)表示，
在式(2)中，R1為C1-C6烷基、C2-C6烯基、C7-C12芳烷基、N-取代胺甲醯基、苯基、硝基、鹵素原子或-COO-R2，R2為氫原子或C1-C6烷基；n為0至3的整數，且當n為2或3時，R1彼此相同或不同。之後，對浸泡後的所述紗線進行乾燥處理，所述乾燥處理的溫度介於90℃至110℃之間。
依照本發明實施例所述的紗線的加工方法，上述的m例如為2至6的整數。
依照本發明實施例所述的紗線的加工方法，上述的R例
如為包括脂肪族基團、環脂肪族基團、雜環基團或芳香族基團且包括至少三個連續的伸乙氧基或至少一個聚羥基羧酸的殘基的m價基團。
依照本發明實施例所述的紗線的加工方法，上述的天然纖維例如為羊毛或蠶絲。
依照本發明實施例所述的紗線的加工方法，上述的紗線例如在介於10℃至50℃的溫度下浸泡於所述處理溶液中。
依照本發明實施例所述的紗線的加工方法，上述在將所述紗線浸泡於所處理溶液中之前，更包括對所述紗線進行染整處理。
本發明的紡織品的加工方法是先提供由天然纖維製成的紡織品。接著，將所述紡織品浸泡於處理溶液中，其中以所述處理溶液的總重量計，所述處理溶液含有8wt%至20wt%的撥水劑、0.8wt%至2wt%的架橋劑以及餘量的水，且所述架橋劑包括由以下式(1)表示的化合物，R-(Z)m 式(1)
其中，R表示從具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物去除m個異氰酸酯基所得之殘基；m為2至10的整數；Z彼此相同或不同，且Z由以下式(2)表示，
在式(2)中，R1為C1-C6烷基、C2-C6烯基、C7-C12
芳烷基、N-取代胺甲醯基、苯基、硝基、鹵素原子或-COO-R2，R2為氫原子或C1-C6烷基；n為0至3的整數，且當n為2或3時，R1彼此相同或不同。之後，對浸泡後的所述紡織品進行乾燥定型處理，所述乾燥定型處理的溫度介於90℃至110℃之間。
依照本發明實施例所述的紡織品的加工方法，上述的m例如為2至6的整數。
依照本發明實施例所述的紡織品的加工方法，上述的R例如為包括脂肪族基團、環脂肪族基團、雜環基團或芳香族基團且包括至少三個連續的伸乙氧基或至少一個聚羥基羧酸的殘基的m價基團。
依照本發明實施例所述的紡織品的加工方法，上述的天然纖維例如為羊毛或蠶絲。
依照本發明實施例所述的紡織品的加工方法，上述的紡織品例如在介於10℃至50℃的溫度下浸泡於所述處理溶液中。
依照本發明實施例所述的紡織品的加工方法，上述在將所述紡織品浸泡於所處理溶液中之前，更包括對所述紡織品進行染整處理。
基於上述，在紗線與紡織品的加工過程中，由於使用撥水劑搭配本發明的架橋劑撥水劑，因此可以在較低的溫度(90℃至110℃)下進行乾燥處理且獲得具有良好撥水機能的紗線與紡織品。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉
實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、102、104、106、200、202、204、206‧‧‧步驟
圖1為依照本發明實施例所繪示的紗線的加工方法的流程圖。
圖2為依照本發明實施例所繪示的紡織品的加工方法的流程圖。
本發明提出一種架橋劑，其適用於紗線或紡織品的撥水處理。在對紗線或紡織品進行撥水處理的過程中，使用本發明的架橋劑搭配一般的撥水劑，可在較低的溫度下賦予紗線或紡織品撥水特性，且特別適用於在高溫下會產生尺寸收縮、黃化等現象的由天然纖維所製成的紗線或紡織品。
本發明的架橋劑包括由以下式(1)表示的化合物，R-(Z)m 式(1)其中，R表示從具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物去除m個異氰酸酯基所得之殘基；m為2至10的整數；Z彼此相同或不同，且Z由以下式(2)表示，
在式(2)中，R1為C1-C6烷基、C2-C6烯基、C7-C12芳烷
基、N-取代胺甲醯基、苯基、硝基、鹵素原子或-COO-R2，R2為氫原子或C1-C6烷基；n為0至3的整數，且當n為2或3時，R1彼此相同或不同。此外，上述的R例如為包括脂肪族基團、環脂肪族基團、雜環基團或芳香族基團且包括至少三個連續的伸乙氧基或至少一個聚羥基羧酸的殘基的m價基團。
詳細地說，本發明的架橋劑為經由吡唑封端的異氰酸酯化合物，其在常溫(例如10℃至50℃)下可以穩定儲存，且在加熱(例如90℃至110℃)後可釋放出異氰酸酯基團而進行架橋反應。在一些實施例中，m例如為2至6的整數。
具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物可為公知之聚異氰酸酯化合物，舉例可為脂肪族二異氰酸酯、環脂肪族二異氰酸酯、雜環或芳香族二異氰酸酯或上述二異氰酸酯之二聚體、三聚體或多聚體等之改性聚異氰酸酯化合物。上述二異氰酸酯化合物例如為六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯。進一步說，聚異氰酸酯化合物可為六亞甲基二異氰酸酯縮二脲、六亞甲基二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、甲苯二異氰酸酯三聚體、甲苯二異氰酸酯五聚體或異佛爾酮二異氰酸酯與甲苯二異氰酸酯經環化反應所得之五聚體。
以下將對使用本發明的架橋劑進行紗線與紡織品的撥水處理的實施例進行說明。
圖1為依照本發明實施例所繪示的紗線的加工方法的流
程圖。請參照圖1，首先，在步驟100中，提供由天然纖維製成的紗線。天然纖維例如是羊毛、蠶絲等，其主要成分為蛋白質(由多種胺基酸組成，且包含了胺基、羧基)。
然後，在步驟102中，對紗線進行染整處理，以使紗線具有所需的顏色。上述的染整處理為本領域技術人員所熟知，於此不另行說明。在其他實施例中，若不需對紗線進行上色，則可省略步驟102而直接進行以下步驟104。
接著，在步驟104中，將所述紗線浸泡於處理溶液中。處理溶液含有撥水劑、本發明的架橋劑與水。以處理溶液的總重量計，處理溶液含有8wt%至20wt%的撥水劑、0.8wt%至2wt%的架橋劑以及餘量的水。在本實施例中，紗線在介於10℃至50°C的溫度下浸泡於處理溶液中。在將紗線浸泡於處理溶液中之後，撥水劑與架橋劑可附著於紗線上。此外，上述的撥水劑可為一般常用的撥水劑，本發明對此並不特別限定。舉例來說，撥水劑可為有機矽溶膠-凝膠溶液系統、聚丙烯酸酯迷你乳液與有機矽溶膠-凝膠溶液系統的組合或是市售撥水劑。
之後，在步驟106中，對浸泡後的紗線進行乾燥處理。在本實施例中，由於附著於紗線上的架橋劑為本發明的架橋劑，因此與先前技術相比可以在較低的溫度(介於90℃至110℃之間)下進行乾燥處理，並同時使本發明的架橋劑在此溫度下釋放出異氰酸酯基團而進行架橋反應，以使撥水劑穩固地附著於紗線上而使紗線具有撥水機能。
特別一提的是，在紗線需要進行染整的情況下，由於先對紗線進行了染整處理，再將紗線浸泡於處理溶液中以及進行乾燥處理，因此可以避免先經過撥水處理的紗線在進行染整的過程中染劑分子無法有效附著於紗線上的問題。
圖2為依照本發明實施例所繪示的紡織品的加工方法的流程圖。請參照圖2，首先，在步驟200中，提供由天然纖維製成的紡織品。所述紡織品的製作方法例如是先將天然纖維製成紗線，在將紗線製成紡織品。天然纖維例如是羊毛、蠶絲等，其主要成分為蛋白質(由多種胺基酸組成，且包含了胺基、羧基)。
然後，在步驟202中，對紡織品進行染整處理，以使紡織品具有所需的顏色。上述的染整處理為本領域技術人員所熟知，於此不另行說明。在其他實施例中，若不需對紡織品進行上色，則可省略步驟202而直接進行以下步驟204。
接著，在步驟204中，將所述紡織品浸泡於處理溶液中。處理溶液含有撥水劑、本發明的架橋劑與水。以處理溶液的總重量計，處理溶液含有8wt%至20wt%的撥水劑、0.8wt%至2wt%的架橋劑以及餘量的水。在本實施例中，紡織品在介於10℃至50℃的溫度下浸泡於處理溶液中。在將紡織品浸泡於處理溶液中之後，撥水劑與架橋劑可附著於紡織品上。此外，上述的撥水劑可為一般常用的撥水劑，本發明對此並不特別限定。舉例來說，撥水劑可為有機矽溶膠-凝膠溶液系統、聚丙烯酸酯迷你乳液與有機矽溶膠-凝膠溶液系統的組合或是市售撥水劑。
之後，在步驟206中，對浸泡後的紡織品進行乾燥定型處理，以將紡織品乾燥並防止紡織品的尺寸產生變化。在本實施例中，由於附著於紡織品上的架橋劑為本發明的架橋劑，因此與先前技術相比可以在較低的溫度(介於90℃至110℃之間)下進行乾燥定型處理，並同時使本發明的架橋劑在此溫度下釋放出異氰酸酯基團而進行架橋反應，以使撥水劑穩固地附著於紡織品上而使紡織品具有撥水機能。
特別一提的是，在紡織品需要進行染整的情況下，由於先對紡織品進行了染整處理，再將紡織品浸泡於處理溶液中以及進行乾燥定型處理，因此可以避免先經過撥水處理的紡織品在進行染整的過程中染劑分子無法有效附著於紡織品上的問題。
以下將對本發明的架橋劑的合成方式以及紗線與紡織品的撥水機能測試進行說明。
合成本發明的架橋劑
在反應容器中，添加100克六亞甲基二異氰酸酯三聚體及18.7克聚乙二醇單甲醚，加熱至90℃。反應1小時後，將溫度降低至70℃，緩慢加入3,5-二甲基吡唑45.7克，使其反應至以傅里葉轉換紅外光譜確認異氰酸酯含量為0為止。接著，在攪拌器中快速攪拌混合物並緩慢加入水(共246.6克)進行分散，得到吡唑封端的異氰酸酯化合物。
紗線與紡織品的加工處理與撥水機能評估
實驗例1
先將經過染色處理的羊毛紗線浸泡於含有撥水劑(有機矽溶膠-凝膠溶液系統)以及本發明的架橋劑的處理溶液中，然後以90℃的溫度烘乾紗線，得到具有撥水機能的羊毛紗線。處理溶液中的撥水劑與架橋劑的含量以及效能評估如表一所示。
實驗例2-6
先將經過染色處理的羊毛紡織品浸泡於含有撥水劑(有機矽溶膠-凝膠溶液系統)以及本發明的架橋劑的處理溶液中，然後烘乾紡織品，得到具有撥水機能的羊毛紡織品。各實驗例的處理溶液中的撥水劑與架橋劑的含量、烘乾溫度以及效能評估如表一所示。
實驗例7-8
除了使用市售的無氟撥水劑(Rodulf,RUCO-DRY ECO)之外，以與實驗例2-6相同的方式來對紡織品進行加工處理。處理溶液中的撥水劑與架橋劑的含量、烘乾溫度以及效能評估如表一所示。
實驗例9-10
除了使用市售的氟系撥水劑(DAIDIN,UNIDYNE TG-5543)之外，以與實驗例2-6相同的方式來對紡織品進行加工處理。處理溶液中的撥水劑與架橋劑的含量、烘乾溫度以及效能評估如表一所示。
比較例1
經過染色處理的羊毛紡織品未經加工處直接進行效能評估。
比較例2
除了使用市售的架橋劑(Rodulf,RUCO-LINK RCX)之外，以與實驗例2-6相同的方式來對紡織品進行加工處理。處理溶液中的撥水劑與架橋劑的含量、烘乾溫度以及效能評估如表一所示。
比較例3
除了不使用架橋劑之外，以與實驗例2-6相同的方式來對紡織品進行加工處理。處理溶液中的撥水劑與架橋劑的含量、烘乾溫度以及效能評估如表一所示。
由表一可以清楚看出，與未使用撥水劑與架橋劑的比較例1以及未使用架橋劑的比較例3相比，使用撥水劑搭配本發明的架橋劑的實驗例1-10在經過90℃至110℃的烘乾之後具有較佳的撥水效果。此外，與使用撥水劑搭配非本發明的架橋劑的比較
例2相比，使用撥水劑搭配本發明的架橋劑的實驗例1-10在經過90℃至110℃的烘乾之後具有較佳的撥水效果。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、102、104、106‧‧‧步驟
Claims (15)
- 一種架橋劑，用於紗線或紡織品的撥水處理，所述架橋劑包括由以下式(1)表示的化合物，R-(Z)m 式(1)其中，R表示從具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物去除m個異氰酸酯基所得之殘基；m為2至10的整數；Z彼此相同或不同，且Z由以下式(2)表示，
- 如申請專利範圍第1項所述的架橋劑，其中m為2至6的整數。
- 如申請專利範圍第1項所述的架橋劑，其中R為包括脂肪族基團、環脂肪族基團、雜環基團或芳香族基團且包括至少三個連續的伸乙氧基或至少一個聚羥基羧酸的殘基的m價基團。
- 一種紗線的加工方法，包括：提供由天然纖維製成的紗線；將所述紗線浸泡於處理溶液中，其中以所述處理溶液的總重量計，所述處理溶液含有8wt%至20wt%的撥水劑、0.8wt%至2 wt%的架橋劑以及餘量的水，且所述架橋劑包括由以下式(1)表示的化合物，R-(Z)m 式(1)其中，R表示從具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物去除m個異氰酸酯基所得之殘基；m為2至10的整數；Z彼此相同或不同，且Z由以下式(2)表示，
- 如申請專利範圍第4項所述的紗線的加工方法，其中m為2至6的整數。
- 如申請專利範圍第4項所述的紗線的加工方法，其中R為包括脂肪族基團、環脂肪族基團、雜環基團或芳香族基團且包括至少三個連續的伸乙氧基或至少一個聚羥基羧酸的殘基的m價基團。
- 如申請專利範圍第4項所述的紗線的加工方法，其中所述天然纖維包括羊毛或蠶絲。
- 如申請專利範圍第4項所述的紗線的加工方法，其中所述紗線在介於10℃至50℃的溫度下浸泡於所述處理溶液中。
- 如申請專利範圍第4項所述的紗線的加工方法，其中在將所述紗線浸泡於所處理溶液中之前，更包括對所述紗線進行染整處理。
- 一種紡織品的加工方法，包括：提供由天然纖維製成的紡織品；將所述紡織品浸泡於處理溶液中，其中以所述處理溶液的總重量計，所述處理溶液含有8wt%至20wt%的撥水劑、0.8wt%至2wt%的架橋劑以及餘量的水，且所述架橋劑包括由以下式(1)表示的化合物，R-(Z)m 式(1)其中，R表示從具有m個異氰酸酯基的聚異氰酸酯化合物去除m個異氰酸酯基所得之殘基；m為2至10的整數；Z彼此相同或不同，且Z由以下式(2)表示，
- 如申請專利範圍第10項所述的紡織品的加工方法，其中m為2至6的整數。
- 如申請專利範圍第10項所述的紡織品的加工方法，其中R為包括脂肪族基團、環脂肪族基團、雜環基團或芳香族基團且包括至少三個連續的伸乙氧基或至少一個聚羥基羧酸的殘基的m價基團。
- 如申請專利範圍第10項所述的紡織品的加工方法，其中所述天然纖維包括羊毛或蠶絲。
- 如申請專利範圍第10項所述的紡織品的加工方法，其中所述紡織品在介於10℃至50℃的溫度下浸泡於所述處理溶液中。
- 如申請專利範圍第10項所述的紡織品的加工方法，其中在將所述紡織品浸泡於所處理溶液中之前，更包括對所述紡織品進行染整處理。
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