纺织纤维和织物上可再装填的整理剂的制作方法

专利名称：纺织纤维和织物上可再装填的整理剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及整理制剂(finish formulation)及纺织纤维和织物上的可再装填的整理剂(reloadable finish)，以及向纺织纤维和织物上涂敷这样的功能层(functional layer)的方法。同样地，本发明还涉及基于本发明方法用可反复装填的整理剂处理过的或得到的纺织纤维和织物。
涂层纺织品或整理过的纺织品的市场可能是纺织部门中目前增长最快的市场。对涂层纺织品或整理过的纺织品的功能性的要求日益严格，而同时更加严厉的环境与消费者保护法规对可用化学品的范围限制增多。因此，要求整理机(finisher)使用选择范围有限的原料生成具有新的和/或增强的功能的新产品。文献和实践描述了多种影响并改善纺织织物防尘、拒水和/或拒油、防UV、抗磨和/或耐化学腐蚀的表面性能的涂层。在所有这些功能中，重点强调保护纺织品的穿戴者使其免受某些外界影响，即，使某些物质远离穿戴者的身体。
术语“智能纺织品”是目前已在使用中的术语，涵盖了已知的、贴身穿着的、具有涂层/整理剂的纺织品，它使得能够提供含治疗或美容活性成分的衣服，当穿着这种衣服时，所述治疗或美容活性成分给予至穿戴者的皮肤或从整理剂中释放出来。有经济意义的活性成分的范围包括可想象得到的物质，包括从治疗神经性皮炎患者的药膏中的可的松以及戒烟者(weaning smoker)服用的尼古丁到护肤霜中的抗皱剂。已有人建议通过这样的智能生物整理剂向皮肤连续提供止痛剂、激素、维生素或防晒保护。还已知抗细菌物质可用在纺织品中，例如内衣、短袜、运动衣或鞋子中，以防止产生出难闻的汗味。
以下除非另外指明，活性成分和活性物质视为药品和健康(wellness)物质。医药法规将前者定义为施用至人体或动物体或者在人体或动物体中施用的用以治疗、缓解、预防或检测疾病、疼痛、身体伤害或疾病症状的物质和物质的组合物。健康物质为用于改善生命的全部身体和精神方面的整体健康感觉，并使精神、身体和情绪与自然协调的物质。健康物质还可理解为下文中的美容品。包括在基于上述分类的药品中的“天然药物”和传统药物中的数种药用活性物质及其各自的应用总结如下运动病东茛菪碱、桂利嗪、敏克静；戒烟尼古丁；静脉问题肝素；枯草热抗组胺剂，包括西替利嗪；肌肉/关节痛双氯酚酸钠；以及心绞痛甘油三硝酸酯。
在纺织品整理中大体有两种不同的制造智能整理剂的方法。一种方法是将可装填的笼状分子(cage molecule)，例如环糊精或树枝状聚合物(dendrimer)涂敷到待涂敷的表面上，另一种方法是将与各活性成分混合的聚合物粘合剂体系(例如聚丙烯酸酯或polymethane)涂敷到纺织品基质上。用笼状分子功能化的层可反复装填，这与其中涂层物质由聚合物粘合剂和活性物质的预制混合物组成且在织物整理的过程中作为整理剂涂敷的层不同。
列举的两种制造方法均伴随有主要与目标应用相关的缺点，特别是与待制造的整理剂层的功能性相关的缺点。
用笼状分子制造的层的应用范围在很大程度上受到分子尺寸和几何形状以及与待结合物质的亲和力的限制，因此仅能限定在非常窄的范围内。例如，环糊精是由6至8个葡萄糖单元组成的、具有空心结构的低聚糖，其外部具有极性OH基而内部具有疏水性。因此，仅可结合小的亲油性活性物质，从而对含有环糊精的整理剂的应用对象和通用性造成大的限制。结果，将通常已载有活性物质的笼状分子与整理液混合，并通过纺织整理机涂敷到织物上。考虑到这种整理过的织物获得的功能性以及预先拟定的应用，仅能制造非常有限的量以降低销售风险。这使得产品非常昂贵，并且产品的范围也较窄。用“笼状分子”制造的层相对于用聚合物粘合剂体系制造的层的优势与它们在上述衣服洗涤后再装填的能力有关，所述再装填的能力部分取决于所使用的整理剂。
与活性物质直接混合的聚合物粘合剂体系的涂敷过程不提供该再装填的能力。在这种情况下，决定功能性的化学品或活性成分在整理过程中涂敷到纺织品上，然后在大多数情况下发生热固着。大部分目标功能已在该固着过程中丧失。其中，活性成分发生热分解，或通过与固着装置反应而发生改变、粘合或分解，或者它们与加热介质(例如与排出的空气)一起蒸发并消散。残留在织物上的残余活性物质仅在各种衣物有限的使用期间内决定其功能性，因为通过这种方法制造的健康层不耐洗，并且不能再装填。上述缺点的结果是通过该方法功能化的织物的市场非常受限，并且销售这种纺织整理机的风险高。
本发明的目的在于提供克服了纺织市场上现有产品和方法的固有缺点的整理制剂、可再装填的整理剂、整理过的纺织纤维和织物以及整理纺织纤维和织物的方法。
该目的使用新的整理制剂、新的整理方法、新的整理剂、以及用新的整理剂处理过的纺织纤维和织物实现。特别选择的化学品——其中一些对于纺织工业中的应用而言是不寻常的，使得能够获得以下效果，其中i)新的整理剂可用多种物质多次装填，例如，在长时间使用后或在相应的衣服洗涤后装填，并且使两种独立可控的功能性结合到一种依据本发明整理的纺织织物中成为可能；ii)在纺织织物上实现了功能性表面(客体/宿主体系)，这使其能够根据预期的应用吸收主要为亲油性占优(lipophilic-dominated)的活性物质作为客体物质，并再将其非定向地释放到周围介质中，或者通过局部导向的(locally-directed)物质流定向地释放到直接相邻的层中。
为了实现本发明的整理剂，纺织品整理的现有方法和新方法均可使用，所述方法例如涂敷到纺织品上的整理制剂的UV固化。
本发明的整理剂可设计成并用作活性成分释放层，或所称的“药物递送系统”，并且/或者作为有害成分吸收层。
本发明的一个基本特征在于将遵循宿主/客体原理的整理剂或整理剂层涂敷到纺织纤维或织物上，并提供具有尽可能最宽的应用范围的宿主体系，并且该宿主体系能用多种活性成分或客体分子反复及临时装填。由纺织整理机涂敷的宿主层是客体分子的载体，该宿主层可例如由用户自己涂敷。因此，通常用户(例如，即穿型(ready-to-wear)衣物的制造商、化学品清洁工(chemical cleaner)或穿戴者)可自己决定各织物或衣服的功能性。这通过使用如下物质成为可能与可交联的间隔物质(spacer substance)相结合的可交联的聚合物粘合剂、表面活性剂(乳化剂、分散剂或其混合物)、普通的多官能交联剂、以及任何催化剂。将由上述化学品形成的整理剂层固着在纤维或织物表面上后，该整理剂层形成接受活性物质所必需的宿主体系。
所生成的整理剂的溶胀能力对于理解本发明而言是重要的。使用优选的亲油改性的聚合物化合物和可交联“触角(tentacle)”或间隔分子生成比通过极性-质子性和/或极性-质子惰性物质可达到的溶胀能力更强的聚合物层。当该聚合物层溶胀时，在整理剂层中形成随机的纳米口袋(nano-pocket)(与分子尺寸有关、并取决于所使用的间隔剂(spacer)的空间膨胀)。这些纳米口袋可接受一种或多种客体分子，因为它们的空间结构和极性可根据待接受客体的分子尺寸进行调整。纳米口袋优选最大尺寸为500纳米。当穿着通过该方法整理的织物时，一种或多种客体物质，即所接受的活性物质借助于体温、水分、摩擦和移动被再次释放并解吸。活性物质根据其种类，可被穿戴者的皮肤经表皮或经皮吸收，并在预期位置施加所需作用。
同时使用可交联的表面活性剂使整理剂组分产生空间的、热力学诱导的自组织(self-organization)作用，该作用一方面决定了整理剂层对亲油主导的活性物质的亲和力，并且另一方面决定了整理剂层对人体皮肤的生理行为。
一旦生成整理剂层后，纳米口袋即以所称的坍塌形式(collapsedform)存在于未溶胀的整理剂层中。整理剂固着后潜在的纳米口袋在与以下物质接触后成形水分和待吸收物质或者待吸收的混合物质，这些物质在优选实施方案中可为待吸收的活性物质的水性乳剂或活性物质的混合物。形成聚合物层的化学品的量比及其选择，代表了通过整理剂层接受并析出活性物质的控制性参数。
除了纳米口袋以外，本发明的整理剂层可具有微米孔和/或中孔作为附加结构。为此，可在制造整理制剂的同时，例如，混入能析出CO2或N2的物质，并且/或者加入非反应性的挥发性溶剂。在干燥和/或固着过程中，释放出的气体或逸出的非反应性溶剂在整理剂层中产生微米级或中级毛细作用(渗滤簇(percolation cluster))，其中微米孔和中孔的尺寸范围为1至25μm。通过这种方式大大扩大的有效表面显著影响待涂覆的活性物质的吸收行为或解吸行为。
通过该方法制造的功能性整理剂的另一个基本特征在于反复装填整理剂的能力及其对活性物质具有特异性的纳米口袋的动态形成。该功能首先通过整理剂层中存在的间隔物质的类型和浓度来确定。
本发明整理剂的另一个功能性通过以下两种方式获得将笼状分子混入整理制剂中，或将笼状分子单独涂敷到已具备含有纳米口袋的聚合物层的本发明的可装填纺织品上。除了已知的环糊精，须特别提及β-葡聚糖和沸石。β-葡聚糖是一种多糖结构的聚合物，它在酵母的制备过程中作为废品形成。
将葡聚糖产物中的脂肪和蛋白质移除后，应当即可用作笼状分子。沸石是含水结构的硅酸盐，一方面其晶格结构可容纳多种阳离子，另一方面沸石颗粒之间的间隙可容纳客体分子。
两种宿主体系(纳米口袋的动态形成以及笼状分子)在接受不同活性物质的机理方面存在差异，前者借助于整理剂层的组分比形成纳米口袋，后者是通过所使用的笼状分子的功能性和结构性以及它们与整理剂组分之间的相互作用。例如，笼状分子的优势电荷(chargedominance)(阴离子、非离子、阳离子)与所使用的整理剂组分一起影响其吸收活性物质的能力。这些参数确定了决定客体分子的吸附或解吸优先次序的性能，例如极性、亲和性、几何及空间结构等。
除了正确选择整理剂化学品及其混合比外，适合于含有宿主的化学品的干燥和固着条件对于在宿主体系中形成纳米口袋也非常重要。形成宿主的化学品首先混合在一起以生成涂敷液(dressing liquor)或整理制剂。为此，一种主要成分以至少一种聚合物化合物的形式提供，它优选由可交联的、脂肪改性的(C2至C18)、水乳化的丙烯酰基聚合物、环氧聚合物或氨基甲酸乙酯聚合物组成。然后加入作为间隔剂的化学品，它一方面含有具有至少一个末端反应基的分子“触角”，并且另一方面执行间隔功能。分子“触角”或间隔剂的化学结构包括聚醚链，例如带有末端羟基、氨基、羰基、羧基、酰胺、异氰酸酯、N-羟甲醇或甲氧基-N-甲醇官能团(α-氨基烷基化产物)的聚醚链，所述聚醚链优选例如聚氧乙烯、聚氧丙烯、嵌段聚合物和/或C2至C18链。
优选将至少一种多功能的人造树脂化合物作为另一种组分加入涂敷液中以充当交联剂(α-氨基烷基化产物，例如甲氧基化的乙烯脲或蜜胺化合物)，该化合物在帮助确定整理剂层的耐洗性、溶胀能力和纳米口袋的结构方面起着重要作用。
催化剂用作对成分之间的交联反应起催化作用的物质，例如氯化镁、单碳酸和多碳酸或者作为酸析出化合物的酯。
为了控制整理剂层的亲和性及生理行为，向涂敷液中加入表面活性剂或表面活性剂的混合物。表面活性剂通常为阴离子和非离子物质，例如甘油柠檬酸酯、甘油月桂酸酯、脂肪改性的失水山梨糖醇衍生物(例如选自山梨糖醇酯类和聚山梨糖醇酯类系列的乳化剂)、cetaryl葡糖苷、聚油酸甘油酯、聚硬脂酸甘油酯以及硅氧烷聚乙二醇醚和/或硅氧烷聚葡糖苷，其HLB值(亲水-亲油平衡)在3至15的范围内。
出于特殊目的，例如当需要大的最高装填量和高的释放速度时，可任选使用对整理剂层具有膨胀作用的析出气体(CO2和N2用作发泡气体)的非反应性物质。这一目的与散发出臭味的物质的吸收和解吸密切相关。整理剂层所需的微米孔/中孔渗滤结构通过加入以下物质获得析出CO2和N2发泡气体的有机物质(例如乙酰乙酸、2，2’-偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮二-(2-甲基丙烷))，析出CO2的无机物质(例如碳酸氢钠与析出酸的催化剂一起)以及沸点为60至200℃、优选120℃的极性非反应性溶胀溶剂(例如乙酸乙酯、乙二醇-甲醚乙酸酯、二甘醇二甲基醚)。
在第二道工艺步骤中，使用标准工业涂敷技术将含有宿主化学品的涂敷液涂敷到纺织品上，所述标准工业涂敷技术，例如，轧染、涂布或喷雾。为了提高宿主体系的洗涤性能，尤其是对于合成纤维材料而言，可预先涂敷含有反应基的粘合剂层，又称打底层。这些打底层已知于例如WO 01/75216。打底层的涂敷是一个先于宿主层涂敷进行的工艺步骤。根据带有宿主层的织物的预期应用，可使用通用的涂敷系统，例如间歇式浸轧(stop padding)，以涂敷两种起不同作用的宿主层，例如亲和性不同(亲油性较高或较低)的宿主层。
对于产生纳米口袋结构而言重要的第三道工艺步骤包括干燥已浸渍的织物(残留的水含量为至多30％)，并然后使整理剂层固着，这可通过使用干法固着工艺(在120至180℃)和湿法固着工艺(在15至40℃)进行。整理过的织物使用工业设备例如拉幅机或热风烘燥机在50至150℃的温度下干燥30至180秒。在固着整理剂层时，根据所使用的聚合物/交联体系，优选使用热反应装置和/或UV辐射反应装置。热固着在120至200℃、优选140至160℃的温度下发生，并且反应时间为1至5分钟。当使用UV固化的聚合物时，根据聚合物的类型和对反应集体(aggregate)的辐射功率，0.5至60秒、优选1至3秒的反应时间是有必要的。使用UV固化的聚合物的一个主要优点在于可在低温下将耐洗层固着在纺织基质上。结果，在涂敷成层化学品时，功能层即可装填活性物质，甚至未出现原本常发生的客体物质的热分解反应和/或挥发作用。
以下实施例说明了从本发明优选的整理剂制剂、形成纳米口袋的整理剂层的制造方法中选择的实例，并说明了它们就所需功能性而言的效率。
实施例1用于产生纳米结构的渗滤簇的整理剂层将每平方米重量为210g/m2的、预先清洁并已漂白的混纺棉织物(75％Co、25％PES)用整理液浸渍，该整理液的组分在织物的干燥过程中形成纳米口袋，即纳米结构的渗滤簇。含纳米口袋的织物涂层既可用作可再装填的药物递送系统，也可用作单纯的吸收层，例如吸收散发出臭味的物质的吸收层。
涂敷到织物表面的整理制剂相对于织物干重的质量分数为11％。将织物用含有整理剂组分的整理液浸渍后，使其在120℃下干燥120秒。
整理制剂含有下列组分表1实施例1的整理制剂
Dicrylan AS为ERBA出售的40％丙烯酸酯的水性分散体，它与其他制剂组分结合时产生软的、低变应原性涂层。
Glucan P20为可交联的丙氧基化的葡萄糖，它充当形成纳米口袋的间隔剂，所述纳米口袋由宿主体系为以后将涂敷的活性剂(客体)产生。
Lyofix CHN是一种人造树脂(部分醚化的六羟甲基-蜜胺树脂)，它使整理剂组分交联，并在与其他制剂组分和催化剂(MgCl2)结合时产生耐洗的永久性织物涂层。
涂层在150℃下固着3分钟。
当浸入含有一种或多种活性物质的水性乳剂中时，通过上述方法制造的涂层能形成装填有(一种或多种)活性物质的纳米结构的渗滤簇。
实施例2根据客体物质动态调整的纳米口袋向由30％棉和70％聚酰胺组成的、每平方米重量为165g的已煮沸并漂白的混纺织物上通过浸渍涂敷整理制剂，所述整理制剂在下面又称作涂层物料，并且它代表将在织物制成后涂敷的客体物质(即活性物质)的宿主体系。固着在纤维表面的整理剂相对于未处理织物的干重的质量分数为8％。将混纺织物用含有涂层物料的整理液浸渍后，使其在130℃下干燥60秒，并且使在干燥过程中形成的含有纳米口袋的整理剂层在150℃下固着180秒。浸渍液含有下列组分表2实施例2的整理制剂
Subitol ES(Bezema AG)是一种基于阴离子表面活性剂的交联和嵌段助剂。
DICRYLAN AS是一种用于纺织纤维材料的水性涂层的可化学/热交联的非离子型聚丙烯酸酯分散体。
Pluriol P 600(BASF)是一种平均摩尔质量为约600g/ml的聚丙二醇，它用于抑制泡沫、赋予可溶性、改变极性和稠度。
LYOFIX MLF(ERBA)是一种甲醛含量较低的部分醚化的非离子型六羟甲基蜜胺树脂，它用作纤维素及纤维素与合成纤维的混合物的尺寸稳定性整理剂。与基于蜜胺的常规交联剂比较，它具有较低的甲醛含量以及非常好的缓冲效果，并达到良好的洗涤和熨烫/缩水值(shrinkage value)、良好的基本效果和非常好的性能。
暴露于含有20％异辛醇——亲油性健康物质的模型物质(modelsubstance)——的水性乳剂中12小时后，由该整理液产生的整理剂层的辛醇吸收最高达层质量的16％。将整理剂层用50％水/乙醇溶液装填并萃取三次后，仍可重现最初测定的16％辛醇吸收。
该试验表明，即使是最终的用户，也可用亲油性物质反复装填整理剂层，在该情形中他可自由选择整理剂层的功能性以反映其需求。
实施例3用于神经性皮类患者的具有纳米口袋的功能化整理剂在染色前对由聚酯和合成弹力纤维组成的、每平方米重量为230g的针织物进行化学清洗以除去纤维制剂，然后进行染色。使用先涂敷针织物背面一侧(间歇式浸轧)然后涂敷外层的涂敷系统以将涂层物料涂敷到已染色并干燥的针织物上，其中涂层物料作为宿主体系，能吸收作为客体的亲油性活性物质，例如牛至或牛蒡属的根部提取物的酚碳酸、法呢醇或γ-亚麻酸(月见草油)。整理剂层的功能性仅由穿着衣服的人通过选择待涂敷的活性成分来确定。牛至和牛蒡属的根部提取物具有杀真菌和抑菌作用，而法呢醇仅具有抑菌作用，并且月见草油能缓解由神经性皮炎引发的皮肤搔痒。含有纳米口袋的涂层通过以下方法制备用下述整理液浸渍针织物，然后使其在120℃干燥80秒，并在160℃固着180秒。所涂敷的整理剂层的质量为针织物干重的12％。整理剂层的组分及其浓度列在下面。
表3实施例3的整理制剂
Invadin PBN(ERBA)是一种由乙氧基化的脂肪醇和脂族醚醇组成的表面活性制剂，它用作拒水和拒油整理剂的特殊的交联剂。
Perapret HVN是一种由BASF提供的可热交联的阴离子型聚丙烯酸酯分散体，用于整理由纤维素及纤维素与合成纤维的混合物组成的梭织品和针织品。
Pluronic PE 3100是一种通过使环氧丙烷和环氧乙烷共聚制造的BASF的产品，它用作低泡表面活性剂。
Drapal GE 202(Akzo Chemie)是一种含有疏水性烷基和亲水性醚基且具有乳化特性的部分酯化的支化碳酸共聚物。
LYOFIX MLF(ERBA)是一种甲醛含量较低的部分醚化的非离子型六羟甲基蜜胺树脂，它用作纤维素及纤维素与合成纤维的混合物的尺寸稳定性整理剂。与基于蜜胺的常规交联剂比较，它具有较低的甲醛含量以及非常好的缓冲效果，并达到良好的洗涤和熨烫/缩水值、良好的基本效果和非常好的性能。
对于用上述制剂制造的整理剂层，通过从一侧对含有涂层的针织物的一侧进行喷雾，使其装填牛至或牛蒡属的根部提取物和法呢醇的水性乳剂。暴露十二小时后，轻柔洗涤一片针织物并使其干燥。然后将一块洗涤过的含有活性成分的针织物与一块未处理的针织物一起放置在霉菌侵袭过的琼脂凝胶上，并将其置于30℃的温湿条件调节箱中三天。
三天后，未处理的针织物块上大量长满了霉菌培养物，而含有整理剂并装填了牛蒡属根部提取物和法呢醇的针织物块则通过活性物质的解吸完全阻止了该样品覆盖的琼脂层上的霉菌生长。
该实施例表明，在该例中宿主层的装填和客体物质的解吸根据预期的应用施加杀真菌和抑菌作用。
实施例4具有吸臭(odor-absorbing)作用的整理剂将由30％棉和70％聚酯组成的混纺织物预先洗涤后进行染色并干燥。织物表面通过施加具有如下组成的整理剂层进行功能化表4实施例4的整理制剂
Subitol LS-N是一种基于增效表面活性剂(synergisticsurfactant)混合物的低泡的阴离子型交联剂，它由Tübingen的CHT公司出售。
Methocell 311是一种由DOW Europe S.A.生产的纤维素醚。
Knittex FPC(ERBA)是一种基于改性的乙二醛交联剂的非离子型反应物交联剂，用于纤维素制品及其混合物的低甲醛、耐煮洗、免烫整理。
Knittex催化剂MOF(ERBA)是一种基于镁盐的液体酸供体(aciddonor)，它优选用于将高级整理剂涂敷到纤维素制品上。
偶氮二异丁腈用作析出N2的膨胀剂。
整理液中所含的化学品一方面确保纳米口袋结构的形成以及适于吸收亲油物质的极性，另一方面确保吸附剂进行快速吸附和解吸所需的层的多孔性。为制造功能层，将织物用上述整理液(液体吸附80％)浸渍并在110℃干燥180秒。功能层随后通过用拉幅机凝聚而在150℃下固着3分钟。为防止所吸附的物质暴露于细菌侵袭——这原本经常发生，在整理剂层中装填有少量的法呢醇(整理剂层重量的约2％)。
用法呢醇装填后，将实施例4所述的整理剂用于吸附散发出浓厚气味的物质，例如餐馆或餐馆厨房中遇到的物质。餐馆工作人员的工作服使用实施例4的整理剂后，所述工作服或这类型男女外衣不再受到任何气味的侵扰，即使在穿着三天后也是如此。所述法呢醇的吸味性能即使在衣服反复洗涤后也得以保持，其中衣服或整理剂层必须在每次洗涤后用法呢醇装填。
实施例5具有纳米口袋和笼状分子的双组分整理剂由100％聚酰胺组成的针织物除去纤维软化剂后进行染色并干燥。随后第一道工艺步骤中用形成纳米口袋的化学品浸渍针织物，并在120℃干燥2分钟。在第二道工艺步骤中，通过单侧间歇式浸轧用含有经羧化作用改性的阴离子型葡聚糖(笼状分子)的悬浮液进行涂敷，其中笼状分子预先装填有银络合物。接着，进行干燥并使两种宿主体系(纳米口袋和笼状分子)化学固着，这两种宿主体系的功能性由于优势电荷不同(纳米口袋宿主为非离子型，而笼状分子宿主为阴离子型)而不同。涂敷到针织物上的形成纳米口袋的整理剂的质量占10％，而含有葡聚糖的整理剂的质量占1％，均相对于未整理的针织物的质量计。在第一道工艺步骤中涂敷的、残留水分为72％的涂敷液中的成分如下所示表5实施例5的第一整理制剂
BERMOCOLL E 230 FQ(Akzo Nobel)是一种非离子型的水溶性纤维素醚(低粘度级的乙基羟基乙基纤维素)，它提高水基产品的稠度和稳定性。
Pluronic P 3500(BASF)是聚丙二醇和环氧乙烷的嵌段共聚物，并且基本用作非离子型表面活性剂。
在第二道工艺步骤中，通过间歇式浸轧从一侧涂敷到衣服随后的装填侧(bearing side)上的葡萄糖悬浮液由下列组分组成表6实施例5的含有葡聚糖的第二整理制剂
该整理剂反映了用于贴身穿着的衣物的多功能层，其中穿戴者具有干燥、鳞状或易感染的皮肤。所述整理剂具有银装填的葡聚糖笼状分子的显著的杀菌作用，并且皮肤还通过纳米口袋中装填的活性成分得以重新润滑并增湿，产生抑菌作用。为此，将含有纳米口袋的功能层用含有亚麻子油、尿素、γ-亚麻酸和法呢醇的水性乳剂装填12小时，并且在模拟人类皮肤的凝胶上检测析出作用数天。上述活性物质在Franz扩散池中解吸四天后，仅能检测到纳米口袋结构中最初存在的活性物质质量的约17％。正如所预料的，其余的83％的活性物质质量存在于模拟人类皮肤的扩散凝胶中。
基于整理剂层的上述多功能性，其在贴身穿着的衣物中的使用对于神经性皮炎患者而言是绝对理想的。
实施例6其他具有纳米口袋和笼状分子的双组分整理剂由100％聚酰胺组成的针织物在预先清洁后进行染色、清洗并用单宁进行后处理。已干燥的针织品首先用形成纳米口袋的化学品进行整理，类似于实施例5。在接下来的工艺步骤中，用银沸石的悬浮液进行喷涂。随后的干燥和凝聚即将两种宿主体系(纳米口袋和银沸石)固着在针织物上。所选择的涂敷量与实施例5所述的量类似。第一道工艺步骤中涂敷的化学品经涂敷后，其残留水分为75％。喷涂到针织物上的含有银沸石的整理液由下列组分组成表7实施例6的含有银沸石的整理制剂
由两种宿主体系组成的整理剂层的功能性可用于实施例5中提及的预期应用。使用未装填或装填有其他物质(除银以外)的沸石使得能够产生其他功能性。
在使用热固化和/或UV或蓝光固化的整理剂的情形中，接受活性成分和活性物质(客体或药物)的宿主体系由热固化和/或UV或蓝光固化的预聚物或单体以及至少一种具有间隔功能的组分和表面活性剂组成。通过该方法构建的宿主体系可通过含有活性成分和活性物质的水性乳剂溶胀，并且能吸附乳剂中所含的活性成分和活性物质并将其再次释放。
表面活性剂为含有反应基的单体和/或聚合物，其HLB值在3和16之间，优选在8和12之间波动。典型的表面活性剂包括山梨醇月桂酸酯或硬脂酸酯、单酸甘油酯和甘油二酯，具有10至30个EO单元的乙氧基化和/或丙氧基化的C8至C20化合物或乙烯基或烯丙基醚烷氧基化物(alkoxylate)，它们与亲核主导的反应基例如氨基和羟基官能团形成加成或缩合产物。
帮助确定整理剂层溶胀情况的间隔物质通常为RG-RS-RG型。RG对应于UV或蓝光固化的反应基或与这样的反应基交联的官能团，并且RS对应于使间隔物质特性化的残基，例如聚醚、聚酯或插烯物链[-CH2-CH2-O-]n，[-CH(CH3)-CH2-O-]n，[-CH2-CO-O-(CH2)x-O-]n，[-CH(CO-O-(CH2)x-CH3)-CH2-]n，或
确定间隔物质亲水性或疏水性的残基RS的链长由n和x限定，其中n优选大于5且小于30，并且x优选在2和4之间。
实施例7UV固化的抑菌整理剂将由棉和聚酯组成的、每平方米重量为170g的织物经预处理(退浆并漂白)后进行染色并干燥。然后将织物用健康活性成分和形成“微米口袋”的涂层组分浸渍，其化学固着仅在织物通过UV固化干燥后才发生。使用UV固化的、生成纳米口袋的整理剂组分使得能够在制造整理剂层的同时使用健康活性物质，而不必担心其化学改变或热引起的物质损失。
以下具有抑菌作用的整理剂的制剂说明了该实施例表8实施例7的可UV固化的抑菌整理制剂
将整理液用轧液机涂敷到织物上，收缩效应(pinch-off effect)为75％，并且用拉幅机在110℃下干燥2分钟。
整理剂层穿过拉幅机后，立刻进行UV固化。整理剂层的固化在保护性气氛下在UV通道中持续2.5秒。
用该方法整理的织物的特征在于弱疏水性和抑菌作用。该织物制成的衣物经洗涤后，可用法呢醇使抑菌作用再生。
实施例8可UV固化的、可再装填的整理剂涂层将每平方米重量为180g/m2的、预先清洁的已染色聚酰胺织物用5g/l的Rewin RT(BEZEMA AG)溶液浸渍以改善染色牢度。在第二步中，用拉幅轧液机将已预处理并干燥的织物用水性乳剂形式的整理制剂浸渍。乳剂的制备和组成将在下面描述。
乳剂由下列组分制备表9实施例8的可UV固化的整理制剂
OTA 480为UCB出售的丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
Superonic PE/F 108为Unicema的乙烯基醚烷氧基化物(约14,000g/mol)。
UVR 6105表示Dow的环氧树脂。
将水和Superonic PE/F 108充分混合在一起。向该混合物中分小份加入OTA 480、UVR 6105、Pluronic PE 6200、乙基羟基乙基纤维素、山梨醇单月桂酸酯和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。
随后，将用拉幅轧液机(tentering frame foulard)以相对于纺织品干重的80％的施用率用液体浸渍过的织物在120℃干燥2分钟，并在干燥后穿过UV通道以使整理剂层固着。UV通道中的反应时间在5.5kW/m2的特定辐射功率下为2.5秒。UV通道优选充满保护性气体，例如氮气、CO2或氩气，以便一方面在丙烯酸酯的自由基固化过程中避免任何不想要的氧化过程，并在另一方面防止臭氧的形成。
以这种方式生产的织物整理剂的区别在于优良的宿主特性，而这些宿主特性的特征又在于宿主层良好的溶胀能力以及对亲油物质的高亲和力。以所述方式制造的层表现出每克宿主层23mg异辛醇(用于治疗和/或美容的活性物质的模型物质)的比物质吸收。宿主性能的另一个基本标准是各衣物经洗涤后宿主层的再装填。整理剂层再装填的能力在五次洗涤后仍然为原异辛醇吸收能力的82％。
除了与可UV固化的整理剂层的功能性有关的性能外，还必须提及其有成本效益的制造方法，因为省略了通常发生的高温固着作用。使用UV固化的整理剂组分使得能够在制造整理剂层的同时使用或添加所需的活性物质，而不必担心其化学改变或热引起的物质损失。
权利要求
1.一种用于在纺织纤维和织物上制造整理剂的整理制剂，包括一种可交联的聚合物粘合剂、一种表面活性剂和一种通用的多官能交联剂，其特征在于该组合物包括可交联的间隔物质，并且它在与优选亲油改性的聚合物粘合剂结合后，能制造出具有可被极性-质子性和/或极性-非质子性物质溶胀的纳米口袋的、可反复装填活性物质的聚合物整理剂层。
2.权利要求1的整理制剂，其特征在于聚合物粘合剂选自可交联的、脂肪改性的水乳化的C2至C18丙烯酰基聚合物、环氧聚合物、乙酸乙烯酯聚合物、乙烯基吡咯烷酮聚合物及其嵌段聚合物或氨基甲酸乙酯聚合物。
3.权利要求1或2的整理制剂，其特征在于聚合物粘合剂相对于待制造的整理剂层的干物质含量以40至80％、优选50至65％的百分比存在。
4.权利要求1至3中一项的整理制剂，其特征在于加入多功能的人造树脂化合物，优选α-氨基烷基化产物，例如羟甲基化和/或甲氧基化的乙烯脲或蜜胺化合物作为交联剂。
5.权利要求1至4中一项的整理制剂，其特征在于交联剂相对于待制造的整理剂层的干物质含量以5至40％、优选10至20％的百分比存在。
6.权利要求1至5中一项的整理制剂，其特征在于间隔物质选自聚醚链，优选聚氧乙烯、聚氧丙烯、嵌段聚合物、和/或C2至C18链，所述聚醚链优选带有末端羟基、氨基、羰基、羧基、酰胺、异氰酸酯、N-羟甲醇或甲氧基-N-甲醇官能团。
7.权利要求1至6中一项的整理制剂，其特征在于间隔物质相对于待制造的整理剂层的干物质含量以5至40％、优选10至25％的百分比存在。
8.权利要求1至7中一项的整理制剂，其特征在于加入选自下列的物质作为交联催化剂氯化镁、单碳酸和多碳酸或者作为酸析出化合物的酯。
9.权利要求1至8中一项的整理制剂，其特征在于交联催化剂相对于待制造的整理剂层的干物质含量以1至8％、优选2至4％的百分比存在。
10.权利要求1至9中一项的整理制剂，其特征在于加入HLB值在3至15范围内的阴离子和非离子物质作为表面活性剂，其中表面活性剂选自甘油柠檬酸酯、甘油月桂酸酯、脂肪改性的失水山梨糖醇衍生物——优选选自山梨糖醇酯类和聚山梨糖醇酯类系列的乳化剂、cetaryl葡糖苷、聚油酸甘油酯、聚硬脂酸甘油酯以及硅氧烷聚乙二醇醚和/或硅氧烷聚葡糖苷。
11.权利要求1至10中一项的整理制剂，其特征在于表面活性剂相对于待制造的整理剂层的干物质含量以2至25％、优选5至8％的百分比存在。
12.权利要求1至11中一项的整理制剂，其特征在于在制造整理制剂层的同时加入能析出CO2和/或N2并且/或者为非反应性的具有溶胀作用的物质，以控制整理剂层-纤维复合物中渗滤结构的产生和空间膨胀。
13.权利要求12的整理制剂，其特征在于析出CO2和/或N2发泡气体的物质包括选自乙酰乙酸、2，2’-偶氮二异丁腈和2，2’-偶氮二-(2-甲基丙烷)的有机物质，以及/或者与析出酸的催化剂结合从而析出CO2的无机物质——碳酸氢钠。
14.权利要求12的整理制剂，其特征在于优选加入沸点为60至200℃、优选120℃的乙酸乙酯，乙二醇-甲醚乙酸酯和/或二甘醇二甲基醚作为极性非反应性溶胀溶剂。
15.权利要求1至14中一项的整理制剂，其特征在于溶胀物质相对于待制造的整理剂层的干物质含量以1至15％、优选2至5％的百分比存在。
16.权利要求1至15中一项的整理制剂，其特征在于它包括选自环糊精、树枝状聚合物和/或葡聚糖的笼状分子。
17.权利要求1至16中一项的整理制剂，其特征在于笼状分子相对于待制造的整理剂层的干物质含量以1至20％、优选8至15％的百分比存在。
18.前述权利要求中一项的整理制剂，其特征在于它可用100nm至400nm的UV范围内的光或400nm至800nm的可见光范围内的光交联。
19.权利要求18的整理制剂，其特征在于它包括热固化和/或UV或蓝光固化的预聚物或单体以及至少一种具有间隔功能的组分和表面活性剂。
20.用于纺织纤维和织物的整理剂，其特征在于它使用前述权利要求中一项的整理制剂制造，并且可通过极性-质子性和/或极性-非质子性物质溶胀，并且它在溶胀状态下具有可反复装填活性物质的纳米口袋。
21.权利要求20的整理剂，其特征在于纳米口袋就其空间膨胀而言表现为随机分布。
22.权利要求20的整理剂，其特征在于纳米口袋尺寸的上限为500nm。
23.权利要求20的整理剂，其特征在于它表现出微米级或中级毛细作用，其中微米孔和中孔的尺寸范围为1至25μm。
24.权利要求20至23中一项的整理剂，其特征在于它包括选自环糊精、树枝状聚合物或葡聚糖或其混合物的笼状分子。
25.权利要求20至24中一项的整理剂，其特征在于它包括银沸石。
26.制造权利要求20至25中一项的纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于使用至少一种权利要求1至19中一项的整理制剂。
27.权利要求26的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于使用标准工业涂敷技术将整理制剂涂敷到纺织纤维和织物上，然后干燥并固着，所述标准工业涂敷技术例如轧染、涂布或喷雾。
28.权利要求27的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于使用常规的工业设备——例如拉幅机或热风烘燥机——将整理过的纺织纤维和织物在50至150℃的温度下干燥30至180秒。
29.权利要求27或28的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于在固着整理剂层时，根据所使用的聚合物/交联体系，优选使用热反应装置和/或UV或蓝光辐射的反应装置。
30.权利要求29的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于热固着在120至200℃、优选140至160℃的温度下发生。
31.权利要求29的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于化学固着在织物已通过UV或蓝光固化而干燥后发生。
32.权利要求31的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于将100nm至400nm的UV范围内的光或400nm至800nm的可见光范围内的光用于固着。
33.权利要求31或32的方法，其特征在于基于丙烯酸酯的整理剂层在保护性气氛下固着。
34.权利要求31至33中一项的方法，其特征在于活性物质在固着前就已加入到整理剂组分中。
35.权利要求26至34中一项的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于打底层的涂敷先于整理剂层的涂敷进行，其中涂敷含有反应基的打底层以提高宿主体系的洗涤性能，尤其是合成纤维材料中的宿主体系的洗涤性能。
36.权利要求26至35中一项的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于还将笼状分子涂敷到待整理的纺织品上。
37.权利要求26至36中一项的制造纺织纤维和织物上的整理剂的方法，其特征在于完全固着的整理剂层通过极性-质子性和/或极性-非质子性物质溶胀，优选通过活性物质的水性乳剂溶胀，在此过程中，整理剂层中的微米口袋用活性物质装填。
38.由选自纺织纤维和织物的载体材料和涂敷到载体材料上的权利要求20至25中一项的整理剂组成的纺织品。
39.权利要求38的纺织品，其特征在于它设计成纺织物，并且至少一侧具有前述权利要求20至25中一项的整理剂。
40.权利要求39的纺织品，其特征在于第二侧具有整理剂，所述整理剂包括选自下列的笼状分子环糊精、树枝状聚合物或葡聚糖或其混合物。
41.权利要求40的纺织品，其特征在于第二侧具有包括银沸石的整理剂。
42.权利要求38至41中一项的纺织品，其特征在于它可反复装填至少一种活性物质，优选亲油性的活性物质。
43.权利要求38至42中一项的纺织品，其特征在于它装填有至少一种活性物质，优选亲油性的活性物质。
44.权利要求42或43的纺织品，其特征在于所述至少一种活性物质选自牛至或牛蒡属的根部提取物的酚碳酸、法呢醇或γ-亚麻酸(月见草油)、亲油性止痛剂、激素或维生素、东莨菪碱、桂利嗪、敏克静、尼古丁、肝素、抗组胺剂、双氯酚酸钠、甘油三硝酸酯。
45.前述权利要求中一项的纺织品，其特征在于所涂敷的整理剂层的质量相对于纺织品的干重为1至10％，优选2至4％。
全文摘要
本发明涉及整理制剂、整理层、整理过的纺织纤维和纺织织物以及用于整理纺织纤维和纺织织物的方法。用本发明生产的纺织品可多次接受活性物质或活性成份，并且根据其应用功能，可以非定向地释放到周围介质中，或者通过局部导向的物质流定向释放到直接相邻的层中。整理层的特征在于其溶胀性和其接受活性物质的能力。聚合物层在溶胀过程中形成能接受一种或几种客体分子的纳米口袋。当穿着经过处理的衣物时，活性物质通过体温、水分、摩擦和移动被释放并解吸出来。与已知的基于环糊精的“智能生物纺织品”相反，本发明能多次向纺织品的表面涂敷基本上更宽范围的活性物质。所述活性物质可在穿着装填过的纺织品时释放出来，并可被穿着者皮肤经表皮或经皮吸收，并且它们对目标位置施加所需作用。
文档编号D06M15/333GK101023213SQ200580031279
公开日2007年8月22日 申请日期2005年7月18日 优先权日2004年7月20日
发明者O·马特, W·马特, S·安杰赫纳, M·迈耶, U·迈耶, U·冯阿克斯, R·韦伯, O·昆兹, C·克利瓦兹, M·霍克斯特拉瑟 申请人:舍勒纺织股份公司