一种制备具有单向导湿功能的制品的方法

专利名称：一种制备具有单向导湿功能的制品的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备具有单向导湿功能的制品的方法。特别是，本发明涉及一种 制备具有单向导湿性的织物的方法。
背景技术：
近年来，随着服装行业的发展，人们不仅仅局限于对服装款式的关注并且更多地 将关注力集中在能够带给人们的舒适感程度的服装面料的研究改进方面。特别地，为了能 够达到更长久地提供给人体舒适，方便的感觉效果，人们对于服装面料的选择以及面料的 功能要求越来越苛刻。因此，在对于服装面料功能的改进研究中，如何使服装面料具备吸湿 速干的功能也已经成为其中较为重要的一个方面。随着研究的不断深入，人们越来越关注 于如何使得面料贴近人体的一面能够快速地向外传导汗液，以保持面料在与人体接触的一 面上的干爽程度，同时使面料向外的另一面能够快速吸收且蒸发汗液，利用蒸发潜热降低 面料表面温度并带给人体舒适感，即，使面料具备双面性，也就是单向导湿的性能。专利申请CN101270524A公开了一种单向导湿快干的真丝面料，其特征在于面料 正面为2/1斜纹或3/1斜纹组织，与其对应的反面组织为1/2或1/3斜纹组织；正面原料是 规格15 Illdtex的蚕丝，反面原料是单丝线密度0. 2 0. 8dtex的超细旦吸湿速干涤纶 DTY长丝，长丝截面为十字形；采用嵌织式方法进行织造生产。明显地，上述方法是通过采 用了在进行织造生产以前对原料的选择以及织造方式的选择来实施的。因此，该方法既不 能广泛地用于各种织物，特别是无法适用于已完成织造生产的面料。专利CN2839315Y公开了一种具有单向导湿的吸汗速干复合针织物，其选用两种 吸湿能力有差异的异型截面纱线，吸湿能力较差的异型截面纱线编织在内层，而吸湿能力 较强的异型截面纱线编织在外层和其他层数，层与层之间通过连接层以编织方式连接。明 显地，上述方法通过在进行织造生产以前必须选择两种不同纤维来完成织造过程得以实施 的。因此，该方法的实施局限性很大，既不能适用于单一组分的各种织物，也无法适用于已 完成织造生产的面料。专利申请CN101463566A公开了一种纯棉单向导湿功能性机织面料的生产方法， 采用以下步骤纱线前处理、染色、固色、烘干、色织织造和整理，其特征在于在染色工序 中，全部经纱和部分纬纱采用常规亲水染色，另一部分纬纱采用拒水染色，色织织造采用非 浆纱织造方法。该方法要求疏水纬纱与亲水纬纱根数比值不小于2。在上述方法中，通过使 用机织面料的组织特点，即正面经组织点占多数，反面纬组织点占多数，从而使正面有比反 面更强的亲水性能。但是，明显地，上述方法要求在织物进行机织的开始就对织物的纬线进 行不同的预处理且需要对织造工序进行进一步限定。因此，在实施过程中该方法既繁琐，费 时并且不能适用于大多数的织物，特别是无法应用于已经进行过机织工序的成形织物。发明人注意到上述现有技术中所公开的具有单向导湿功能的面料均是通过在织 造之前对面料的纤维进行处理得以实现的，因此方法的实现对于面料的选择具有特殊性， 无法应用于大部分的面料，且织造工艺复杂。因此，越来越需要一种能够对已完成织造工艺的面料进行处理使之具备单向导湿性能的方法。专利申请CN101649558A公开了一种单向导湿羊绒及羊绒混纺机织或针织制品及 其加工方法，所述方法采用单面给液途径，在织物制品的正、反两面构造出亲、疏水性质不 同的“双侧面结构”，制品的正面全部为具有良好的吸湿性能的亲水面，制品的反面非连续 性地分布有具有疏水性结构的疏水区域，亲水性区域占该侧面总面积的20 80%，其加工 方法包括织物预处理一调制印花浆及整理剂一印制或单面给液一烘干一洗缩一柔软处理 —烘干一整烫。但是在该申请中所使用的单面给液途径是通过筛网印花法实现的。明显 地，该方法中对混纺制品的筛网印花法包括印花筛网的准备，印花织物的准备等多个步骤， 即会耗费大量时间、人力、物力，从而增加成本。纺织学报第27卷第6期吴烨芳等人的“单向导湿织物的开发”一文中公开了一种 单向导湿的棉织物及其制备方法，包括在棉织物上，以印花手段对织物进行单面整理，整理 后的织物上分布着含有整理剂的区域和不含整理剂的区域；因此，当汗液附着于织物上时， 通过未经整理区域形成的输水通道传导至另一面，同时在另一面扩散，快速蒸发。但是，明 显地，上述方法中的采用印花法处理的织物由于采用的整理方法以及相对面积比的局限性 致使其单向导湿性能并非十分理想。《针织工业》2007年第6期何天虹等人的“双侧结构吸湿快干纯棉针织物的研制” 一文中公开了一种采用单面整理技术开发的双侧结构吸湿快干纯棉针织物，其中将疏水整 理剂按一定图案印制于纯棉针织物的一面，使其具有非连续的疏水性，另一面仍具有良好 的吸湿性，形成亲、疏水“双侧”结构的单向导湿织物。其中将疏水整理剂印制的方法为平 网印制。明显地，所述平网印制的方法既会使织物处理的方式复杂化且印制的过程仍然会 消耗大量的水和疏水整理剂，即会增加成本且不利于环境保护。《针织工业》2010年第3期由陈晓艳等人提出“梯级导湿针织面料”，即采用梯度结 构，毛细力在一侧较小、另一侧较大，从而形成方向性导湿效应。但这种方向性导湿效应是 基于不同表面张力的纤维材料的专门搭配、和特殊织物结构造成的毛细孔大小按内大外小 的原则有序排布来实现的，较难应用于各种纤维材料制成的常规织法的面料。发明人注意到上述现有技术中仍然存在着诸多缺陷。例如，对于对完成织造生产 的织物进行处理使其具备单向导湿性能的方法而言，其中所使用的单面给液途径均是通过 筛网印花法实现的，该筛网印花法工艺要求高、液滴大小受到印花网孔加工工艺的限制，其 拒水区域的尺寸偏大，难以形成小尺寸的毛细管道，对水(汗液)的抽吸效果较不明显。且 由于增加了加工工序，所以相应地，加工成本和时间均会有所增加。因此，本领域中仍然急 切地需要一种使单面给液的操作更为简单快捷、拒水区域的面积更小但能够产生更强的毛 细效应，且同样能够在织物制品的正、反两面构造出亲、疏水性质不同的“双侧面结构”而又 低碳环保的方法。

发明内容
令人惊奇地，本发明的发明人基于TRIZ创新理论的技术系统提高理想度法则及 提高系统柔性的进化理论，提出了一种制备具有单向导湿功能的制品的方法，该方法包括 1)对织物进行亲水化预处理；2)使用含有拒水整理剂的工作液对处理后的织物的一面进 行喷淋加工，以使得在织物的该面上形成直径为0. 1 2mm且彼此之间的间距为0. 1 2mm的液滴。在一个具体实施方式
中，该方法中所述的织物选择本领域中通常所使用的任何织 物，包括机织物、针织物和无纺布。在另一个具体实施方式
中，该方法中所述的织物可以是 任何已经完成织造工序的织物，包括棉、麻、毛、丝、各种化纤或其组合而成的纯纺织物和混 纺织物。在本发明的一个具体实施方式
中，首先对上述织物进行亲水化预处理步骤，使得 织物的纤维上具有羟基、羰基、羧基、酰胺基等极性基团。在本发明中，本领域技术人员可以使用任何本领域公知的对织物进行亲水化预处 理的方法对本发明的织物进行亲水化预处理。特别地，所述对织物进行亲水化预处理步骤 可以通过以下方式实施。在表面活性剂或交联剂存在的情况下，将织物浸渍在含有亲水整 理剂的溶液中。所述亲水整理剂选自聚氨酯类亲水整理剂、有机硅亲水整理剂、聚酯-聚醚 嵌段共聚亲水整理剂、水溶性高聚物或天然含有极性基团的亲水性物质。优选地，所述有机 硅亲水整理剂包括含氨基硅油、羟基硅油等。优选地，所述水溶性高聚物选自聚丙烯酸、聚 氧乙烯醚或聚乙烯醇。优选地，所述天然含有极性基团的亲水性物质是丝素或壳聚糖。特 别地，本发明所使用的亲水整理剂为日本小谷化学工业公司生产的Queenset PS0-5500耐 久性亲水剂或英国ICI公司生产的PermaloseTM亲水剂。在本发明的方法中，在使用亲水 整理剂对织物进行预处理的过程中，可以加入表面活性剂或交联剂以促使亲水整理剂与织 物表面的反应。即通常本领域中能够用于促使亲水整理剂与织物表面的反应的表面活性剂 或交联剂均可用于本发明。在本发明中，当使用亲水整理剂对织物进行亲水化预处理时，该亲水整理剂的用 量为10 50g亲水整理剂每升水，轧余率70 90%。此外，不局限于使用亲水整理剂对本发明的织物进行亲水预处理步骤，还可以通 过在空气或氧气气氛中的等离子体辐照或高能射线辐照，使纤维产生极性基团而对织物进 行亲水化预处理。在另一个具体实施方式
中，在本发明的方法中所使用的拒水整理剂为含氟元素的 各种拒水整理剂。优选地，该含氟拒水整理剂为亨斯迈公司生产的非离子含氟拒水整理剂 Oleophobol CP-S0在本发明中，所述的含氟拒水整理剂的工作液可以是含氟拒水整理剂的 水乳化液，该含氟拒水整理剂的工作液的用量为每升水中加入5 60g含氟拒水整理剂。在 采用静电雾化喷嘴进行喷淋时，为了有利于建立静电场、提高雾滴的分散性，在拒水整理剂 的水乳化液中可以添加相对与水的重量百分比为1 10%的金属盐，如氯化钠、氯化钾等寸。在本发明的另一具体实施方式
中，本发明涉及一种制备具有单向导湿功能的制品 的方法，所述方法包括1)在表面活性剂或交联剂存在的情况下，将织物浸渍在含有亲水整理剂的溶液 中；2)将含氟拒水整理剂的工作液加入到喷嘴中，将经过步骤1)的织物置于织物输 送装置，常温下使织物以5 40m/min的速度送过门架下方，通过固定在门架上的喷嘴将含 氟拒水整理剂的工作液雾化喷淋到织物表面，以使得在织物经喷淋的一面上形成的直径为 0. 1 2mm且彼此之间间距为0. 1 2mm的液滴，其中工作液在织物上的喷洒量在每平方米0. Iml 50ml ；3)然后使经过步骤2)的织物进入加热焙烘设备，在100 180°C的温度下进行焙 烘，使含氟聚水整理剂固着在织物的纤维上；4)任选地，洗涤或整理经过步骤3)的织物。本发明还涉及一种用于喷淋织物的装置，该装置包括喷嘴，门架，织物输送装置， 其中将一个或多个喷嘴安装在所述门架上，在门架下方设置所述织物输送装置，以使得当 织物由织物输送装置穿过门架输送至喷嘴下方时，在足以得到织物的经喷淋面上形成直径 为0. 1 2mm且彼此之间的间距为0. 1 2mm的液滴的条件下通过喷嘴对织物进行喷淋。在本发明的装置中，所述喷嘴包括静电喷嘴、超声喷嘴、旋转喷嘴、转盘喷嘴、转杯 喷嘴、压力喷嘴、空气助力喷嘴、气泡喷嘴、喷气喷嘴喷雾或汽哨喷嘴等。当在所述门架上安 装多个喷嘴时，调节喷嘴之间的距离以使得到织物的经喷淋面上形成直径为0. 1 2mm且 彼此之间的间距为0. 1 2mm的液滴。本发明所述的装置还可以包括加温装置，该装置放置 在织物输送装置的终端，从而对喷淋后的织物行烘干和交联。或者，本发明所述的装置可以 放置在普通定型机的第一级烘房前，从而使喷淋后的织物直接进入定型机，以100 180°C 的温度进行烘干和交联固着。经过上述加工的织物可以进行洗涤及其他功能整理，也可以 不再进行其他加工。在本发明中，以如下方式使用含氟拒水整理剂的工作液对织物的一面进行喷淋加 工将含氟拒水整理剂的工作液加入到喷嘴中，将织物置于织物输送装置，常温下使织物以 5 40m/min的速度送过门架下方，通过固定在门架上的喷嘴将含氟拒水整理剂的工作液 雾化喷淋到织物表面。在本发明的喷淋加工方法中，可以使用任何能够将水膜破碎成微小水滴的各种 喷嘴，如，通过喷嘴的作用，即当电场力大于水滴毛细力时即自行破碎，以使得在织物经喷 淋的一面上形成的所述液滴的直径优选为0. 1 2mm，所述液滴之间的间距优选为0. 1 2mm ο在本发明中，当喷嘴为静电喷嘴或超声喷嘴时，可以通过静电场作用将较大水滴 破碎成较小水滴。当喷嘴为旋转喷嘴，例如转盘喷嘴、转杯喷嘴，可以通过离心力将水滴从 旋转喷嘴的旋转圆盘甩出，基于液体与空气间的高速运动而破碎成小水滴的。当喷嘴为压 力喷嘴时，能够通过增加压力使液体从一个狭缝喷出，成为液膜射流，并与空气间的高速运 动，导致液膜破裂而雾化的。当喷嘴选自空气助力喷嘴、气泡喷嘴、喷气喷嘴喷雾或汽哨喷 嘴时，通过空气与液体提前混合然后喷射出去而进行雾化。根据上述方法得到的织物中未使用拒水整理剂喷淋的一面为具有吸湿性能的亲 水面，而使用拒水整理剂喷淋的一面上不均勻地分布着大小不等的具有拒水性能的液滴。 因此，当液态水，例如汗液，于面料的使用拒水整理剂喷淋的一面接触时，液态水会通过该 面上保留的亲水性区域快速地流至未使用拒水整理剂喷淋的一面，即亲水面，并迅速地在 亲水面上展开、蒸发。发明人令人惊奇地发现，通过上述方法的实施得到的面料不仅具有单向导湿的性 能，而且该方法相对于常规的印花法，既避免了相对复杂的多道工序，并且能够大量的减少 水、能源等多种资源的使用，同时也克服了排污等环境问题。此外，根据本发明的方法处理后的织物加工得到的涤纶运动衫面料具有良好的单向导湿效果，穿着后进行打乒乓球等运动，针织衫不贴皮肤，并且感觉凉爽。
具体实施例方式实施例1 苎麻/棉50/50针织物，菠萝纹组织，平方米重180g，采用常规的练漂和丝光加工， 并在织物进入定型机进行定型之前轧日本小谷化学工业公司生产的Queenset PS0-5500耐 久性亲水剂。所述亲水剂的用量为30g/L，轧余率80%。在180°C的定型温度下在定型机中 定型60s，所述定型机是德国布鲁克纳公司生产的POWER-LINE型拉幅定型机。然后将处理 后的织物置于喷淋装置的织物输送装置上，以30m/min的速度传送，采用转盘喷嘴使用含 氟拒水整理剂的工作液对经过其下方的织物进行喷淋。含氟拒水整理剂为亨斯迈公司生产 的非离子含氟拒水整理剂Oleophobol CP-S，用量为30g/L。转喷喷嘴的转盘转速为5000 转/分，给液量为lml/m2。将喷淋后的织物输送进入定型机烘箱，定型机速度为30米/分， 烘箱温度为180°C (3级烘箱，其余关掉)。实施例2 纯涤纶针织物，IOOdtex涤纶DTY，用双面针织机织造成160g/m2的网眼组织，采用 常规煮练工艺去除油污后，在进入定型机前采用英国ICI公司生产的PermaloseTM亲水剂 (聚醚酯结构)对织物进行亲水化处理，该亲水剂占织物总重量的5%，浸渍温度80°C，时 间20min。浸渍液的pH值为5，浴比25 1。在180°C下在韩国日新3200定型机中焙烘 100s。然后将处理后的织物置于喷淋装置的织物输送装置上，以30m/min的速度传送，采用 压力喷嘴以0. 8kg的压力施加亨斯迈公司生产的非离子含氟拒水整理剂Oleophobol CP-S 的浓度为40g/L的工作液1. 5ml/m2后，经180°C焙烘(3级烘箱)，使上述处理后得到的面 料以36m/min的速度通过具有喷嘴的门架下方。对上述实施例1和实施例2得到的织物的由含氟拒水整理剂的工作液处理过的一 面上形成的液滴大小进行测量，方式如下。通过喷淋蜡纸上的液滴来测量，以避免因拒水整 理剂的水乳化液中的水在织物中的扩散而失去清晰的界面。蜡纸放在织物表面，按正常速 度经过喷淋装置，蜡纸上的液滴尺寸及间距与织物实际喷淋到的状况相同。蜡纸受到喷淋 后，用体视显微镜观察，并用显微镜的标尺系统估读得到的任意液滴的直径及液滴间距。据 此调节喷淋装置的工艺参数，以使得液滴的直径在0. 1 2mm之间且所述液滴之间的间距 在0. 1 2mm之间。实施例3使用如下方法对得到的织物的单向导湿性能进行评价。评价方法1 通过比对织物上残留水迹的面积大小确定织物的单向导湿性能。采用带较大针头的注射器或较小口径的移液管用以产生较小尺寸的液滴来模拟 汗滴，分别滴加到实施例1和实施例2的织物的由含氟拒水整理剂的工作液处理过的一面 和未由含氟拒水整理剂的工作液处理过的一面上。当液滴滴加到由含氟拒水整理剂的工作 液处理过的织物的一面上时，目测液滴快速渗透到织物的另一面且残留在由含氟拒水整理 剂的工作液处理过的织物面上的湿痕面积A ；当液滴滴加到未由含氟拒水整理剂的工作液 处理过的一面上时，液滴在此面上快速扩散，残留湿痕面积B且不渗透到另一面。明显地， 目测可得面积A为面积B的1/4以下。根据上述比较可以确定，由实施例1和实施例2得到的织物具有单向导湿性能。评价方法2 采用着色剂和滤纸记录渗透水量确定织物的单向导湿性能。在本发明实施例1和实施例2得到的织物下方各垫一张吸水性滤纸，分别进行如 下方法。采用评价方法1中滴加液滴的方法将用红墨水着色的水滴分别滴到织物的由含 氟拒水整理剂的工作液处理过的一面上和未由含氟拒水整理剂的工作液处理过的另一面 上。在未由含氟拒水整理剂的工作液处理过的一面上能够观察到红色液滴在织物的滴加面 上展开，很少有液体渗到织物经喷淋的一面，故滤纸上只有极少的沾色面积C;但是当红色 液滴滴到织物由含氟拒水整理剂的工作液处理过的一面上时，红色液滴几乎全部渗到织物 的另一面，滤纸显著着色，沾色面积D。明显地，目测可得沾色面积D比沾色面积C大4倍以 上。
权利要求
一种制备具有单向导湿功能的制品的方法，其特征在于该方法包括1)对织物进行亲水化预处理；2)使用含有拒水整理剂的工作液对处理后的织物的一面进行喷淋加工，以使得在织物的该面上形成直径为0.1～2mm且彼此之间的间距为0.1～2mm的液滴。
2.根据权利要求1所述的制备具有单向导湿功能的制品的方法，其特征在于该织物选 自机织物、针织物或无纺布。
3.根据权利要求1所述的制备具有单向导湿功能的制品的方法，其特征在于该织物选 自棉、麻、毛、丝、各种化纤或其组合而成的纯纺织物和混纺织物。
4.根据权利要求1所述的制备具有单向导湿功能的制品的方法，其特征在于所述的亲 水化预处理是通过在表面活性剂或交联剂存在的情况下，将织物浸渍在含有亲水整理剂的 溶液中进行的。
5.根据权利要求1所述的制备具有单向导湿功能的制品的方法，其特征在于所述的亲 水化预处理是通过在空气或氧气气氛中的等离子体辐照或高能射线辐照而实现的。
6.根据权利要求1所述的制备具有单向导湿功能的制品的方法，其特征在于所述的拒 水整理剂是含氟元素的拒水整理剂。
7.根据权利要求6所述的制备具有单向导湿功能的制品的方法，其特征在于所述的含 有拒水整理剂的工作液的浓度为5 60g每升水。
8.一种制备具有单向导湿功能的制品的方法，其特征在于所述方法包括1)在表面活性剂或交联剂存在的情况下，将织物浸渍在含有亲水整理剂的溶液中；2)将含氟拒水整理剂的工作液加入到喷嘴中，将经过步骤1)的织物置于织物输送装 置，常温下使织物以5 40m/min的速度送过门架下方，通过固定在门架上的喷嘴将含氟 拒水整理剂的工作液雾化喷淋到织物表面，以使得在织物经喷淋的一面上形成的直径为 0. 1 2mm且彼此之间间距为0. 1 2mm的液滴，其中工作液在织物上的喷洒量在每平方米 0. Iml 50ml ；3)然后使经过步骤2)的织物进入加热焙烘设备，在100 180°C的温度下进行焙烘， 使含氟聚水整理剂固着在织物的纤维上；4)任选地，洗涤或整理经过步骤3)的织物。
9.根据权利要求9所述的制备具有单向导湿功能的制品的方法，其中所述的喷嘴选自 静电喷嘴、超声喷嘴、旋转喷嘴、压力喷嘴、空气助力喷嘴、气泡喷嘴、喷气喷嘴喷雾或汽哨 喷嘴。
全文摘要
本发明涉及一种制备具有单向导湿功能的制品的方法，该方法包括1)对织物进行亲水化预处理；2)使用含有拒水整理剂的工作液对处理后的织物的一面进行喷淋加工，以使得在织物的该面上形成直径为0.1～2mm且彼此之间的间距为0.1～2mm的液滴，从而得到具有单向导湿功能的制品。通过上述方法的实施得到的面料不仅具有单向导湿的性能，且能够大量的减少水、能源等多种资源的使用，同时也克服了排污等环境问题。
文档编号D06M23/16GK101962885SQ20101029273
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者施楣梧, 王军锋, 王竹林, 班国良, 高惠芳 申请人:中国纺织工程学会;江苏大学;山东沃源新型面料有限公司