Способ придания малоусадочности хлопчатобумажным материалам Российский патент 2020 года по МПК D06M15/00 D06M15/564 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к заключительной отделке хлопчатобумажных текстильных материалов, а также может быть использовано в швейной промышленности.

После технологической стадии подготовки и колорирования, текстильный материал приобретает очень важные потребительские свойства – гигроскопичность, белизну, окраску, но этого недостаточно для готовых материалов. Условия жизни современного человека, создающие дефицит времени, диктуют новые требования к изделиям из текстиля – минимальный по времени уход за ними. Это значит, что на стирку и глажение должно уходить меньше времени. Поэтому текстильные материалы должны обладать высокой формостойкостью в условиях эксплуатации, таких как стирка, химчистка, и т. д.

Известен способ несминаемой и малоусадочной отделки вискозно-лавсановых тканей с пропиткой их водным составом на основе карбамола и хлористого аммония с последующим отжимом, сушкой и термообработкой в среде перегретого водяного пара, с целью снижения усадки и повышения устойчивости тканей к истиранию. Термообработку осуществляют в две стадии: сначала при температуре 170-175⁰С, а затем при температуре 185-190⁰С. (SU 1110840, D06M15/58, 30.08.1984)

Однако известный способ может быть использован только для отделки вискозно-лавсановых тканей и не предусмотрен для других видов тканей, в том числе хлопчатобумажных. Кроме того процедура обработки тканей включает большую длительность термообработки и повышенную температуру обработки. При высоких температурах обработки ткани и во время носки изделий выделяется свободный формальдегид, являющийся токсичным веществом.

Прототипом изобретения является способ малосминаемой и малоусадочной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов, путем пропитки ткани водным раствором, содержащим предконденсат аминоальдегидной смолы, хлористый аммоний или магний и акцептор свободного формальдегида, с последующим отжимом, сушкой, термообработкой, промежуточной промывкой и заключительной водной промывкой в присутствии акцептора свободного формальдегида. В качестве акцептора свободного формальдегида на стадии пропитки используют дитионит натрия при следующем соотношении компонентов пропиточного водного раствора, г/л: предконденсат аминоальдегидной смолы 50-200; хлористый аммоний или магний 2,5-20,0; дитионит натрия 1-4. В качестве акцептора свободного формальдегида на стадии заключительной водной промывки используют смесь дитионита натрия с концентрацией в растворе 2-8 г/л, сульфита натрия с концентрацией в растворе 12-35 г/л и кальцинированной соды с концентрацией в растворе 3-8 г/л. В качестве предконденсата аминоальдегидных смол в предлагаемом способе используют, например, препарат карбамол-2 (ТУ 6-14-1003-86) на основе смеси моно - и диметилолмочевины с уротропином, препарат карбамол ЦЭМ на основе диметилолэтиленмочевины (ТУ 6-36-955-89) и метазин (ГОСТ 9255-76) на основе смеси метиловых эфиров метилолмеламина. (RU 2037593, D06M15/423, D06M101/06, 19.06.1995).

Данный способ обработки тканей для малосминаемой и малоусадочной отделки является сложным, с большим количеством операций и недостаточным снижением содержания свободного формальдегида на поверхности материала после обработки. Свободный формальдегид относится к группе токсичных веществ, способных накапливаться при хранении и эксплуатации материала и оказывать на организм человека аллергическое и канцерогенное воздействие. Дитионит натрия блокирует формальдегид и акцептор свободного формальдегида не участвует в процессе, вследствие чего становится неэффективным. Если в промывочный раствор не вводить дитионит натрия, то кальцинированная сода может создать обратный эффект. Кроме того, обработанные материалы теряют свою прочность на разрыв, что сокращает сроки носки изделий из тканей, обработанных известным способом.

Проблемой изобретения является обеспечение малоусадочности текстильных материалов и швейных изделий на их основе без потерь прочности ткани на разрыв, с одновременным снижением содержания свободного формальдегида на поверхности материала.

Техническим результатом изобретения является упрощение проведения процесса обработки материала, повышение физико-механических характеристик текстильных хлопчатобумажных материалов и швейных изделий на их основе после обработки ткани для придания ей свойства малоусадочности, с одновременным повышением экологической безопасности текстильных материалов.

Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются тем, что способ придания малоусадочности хлопчатобумажным материалам включает обработку материала пропиточным водным раствором с последующей сушкой и термообработкой. Согласно изобретению предварительно материал обрабатывают пропиточным водным раствором, при следующем соотношении компонентов, в г/л:

мочевиноформальдегидный олигомер 95-105

акриловая кислота 30-15. После сушки материал обрабатывают вторым водным раствором персульфата калия концентрацией от 3 до 8 г/л, после чего материал подвергают термообработке при температуре от 120 до 130⁰С в течение 3-5 минут.

Сушку после первой и второй обработки пропиточными водными растворами осуществляют в течение 1 минуты при температуре 110⁰С.

Обработка хлопчатобумажного материала пропиточным водным раствором, включающим мочевиноформальдегидный одигомер и акриловую кислоту способствует снижению содержания свободного формальдегида на материале и обеспечение эффекта малоусадочности.

Мочевиноформальдегидный олигомер используется в качестве основного препарата в первом пропиточном растворе и придает хлопчатобумажным материалам, а также швейным изделиям на их основе свойство малоусадочности. Кроме того он обеспечивает высокую устойчивость к деструктивным воздействиям и низкому выделению свободного формальдегида, может растворяться в органических растворителях, увеличивает гидрофобность и адгезию. Концентрация мочевиноформальдегидного олигомера в первом пропиточном растворе менее 95 г/л не обеспечивает необходимого эффекта малоусадочности, а превышение концентрации свыше 105 г/л приводит к перерасходу основного вещества, без улучшения характеристик материала.

Акриловая кислота используется в водном растворе в качестве отверждающего агента. При этом если концентрация акриловой кислоты в пропиточном растворе менее 15,0 г/л не обеспечит необходимой для отделки кислотности раствора, а концентрация более 30,0 г/л приведет к резкому повышению вязкости раствора с последующим отверждением всего пропиточного раствора.

Персульфат калия во втором водном пропиточном растворе используют в качестве катализатора акриловой кислоты. Концентрация персульфата калия менее 3 г/л не обеспечивает необходимую полимеризацию компонентов, а концентрация, превышающая 8 г/л, приводит к рекомбинации системы, снижению вязкости пропиточного раствора и не обеспечивает необходимый результат.

Проведение термообработки материала после сушки при температуре от 120 до 130 ⁰С в течение 3-5 минут подобраны опытным путем. При этом при снижении температуры менее 120⁰С не происходит реакция взаимодействия мочевиноформальдегидного олигомера с целлюлозой, входящей в состав хлопчатобумажного материала, а превышение температуры свыше 130⁰С - нецелесообразно, поскольку не происходит необходимой диффузии мочевиноформальдегидного олигомера в волокна ткани. Время термообработки также подобрано экспериментально. При этом при термообработке меньше 3 мин, возможна гомополимеризация мочевиноформальдегидного олигомера в растворе, а превышение времени свыше 5 минут – нецелесообразно.

Обработку хлопчатобумажных текстильных материалов с использованием предлагаемого способа осуществляли следующим образом. Из рулона материал поступает в ванну пропиточного устройств. С пропиточный водный раствор мочевиноформальдегидного олигомера, акриловой кислоты. После сушки в течение 1 минуты при 110⁰С проводили повторную обработку материала в водном растворе персульфат калия. После чего материал отжимали, сушили при температуре 110^оС в течение 1 минуты. Затем материал поступал на термообработку в камеру при температуре от 120 до 130^о С в течение 3 - 5 минут.

Пример 1.

Хлопчатобумажную ткань (арт. 3232) на первом этапе пропитывали водным раствором, содержащим мочевиноформальдегидный олигомер в количестве 95 г/л, акриловую кислоту в количестве 30 г/л. После чего материал сушили в течение 1 минуты при температуре 110⁰С. Затем ткань обрабатывали раствором персульфата калия с концентрацией 3 г/л. После обработки ткань отжимали и сушили при температуре 110⁰ С в течение 1 мин. Далее материал термообрабатывали при температуре 130⁰ С в течение 3 мин.

Пример 2.

Способ обработки материала осуществляли аналогично примеру 1. Хлопчатобумажную ткань (арт. 3232) на первом этапе пропитывали водным раствором, содержащим мочевиноформальдегидный олигомер в количестве 100 г/л и акриловую кислоту в количестве 23 г/л. Второй водный пропиточный раствор включал персульфат калия с концентрацией 5 г/л. Термообработку осуществляли при температуре 125⁰ С в течение 4 мин.

Пример 3.

Способ обработки материала осуществляли аналогично примеру 1. Хлопчатобумажную ткань (арт. 3232) на первом этапе пропитывали водным раствором, содержащим мочевиноформальдегидный олигомер в количестве 105 г/л и акриловую кислоту в количестве 15 г/л. Второй водный пропиточный раствор включал персульфат калия с концентрацией 8 г/л. Термообрабатку материала проводили при температуре 120⁰ С в течение 5 мин.

Содержание свободного формальдегида на ткани после обработки определяется согласно «ГОСТ ISO 14184-1-2014. Материалы текстильные. Определение содержания формальдегида. Часть 1».

Таблица 1

Содержание свободного формальдегида на ткани после обработки, мкг/г Выделение свободного формальдегида из ткани, мкг/г Предлагаемый Аналог
RU2037593 I II III на 3-й день 12 3 10 18 на 15-й день 3 0 2 0 на 30-й день 2 0 1 6

Данные, представленные в таблице 1, показывают, что обработка ткани с использованием первого пропиточного водного раствора, состоящим из мочевиноформальдегидного олигомера, акриловой кислоты и второго пропиточного раствора, включающего персульфата калия приводит к резкому снижению содержания свободного формальдегида на ткани, что можно объяснить синергетическим взаимодействием компонентов смеси.

За критерии оценки действия придания малоусадочности текстильным материалам были приняты усадка и прочность ткани.

Линейные размеры ткани определяли согласно ГОСТ 30157.0-95. Полотна текстильные. Методы определения изменения размеров после мокрых обработок или химической чистки.

Общие положения, прочность и несминаемость ткани определяли по стандартным методам по испытанию продукции текстильного назначения: ГОСТ 3813-72 Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении.

ГОСТ 19204-73 Полотна текстильные. Метод определения несминаемости.

Полученные в результате исследования данные сведены в таблицу 2.

Примеры Содержание свободного формальдегида, мкг/г Артикул ткани (хлопчатобумажная ткань) Разрывная нагрузка, Н Несминаемость % Усадка, % основа уток основа уток основа Предлагаемый изобретением 2
0
1 Артикул 3232
Артикул 3232
Артикул 3232 546
615
542 422
438
414 61
67
62 61
67
62 3,2
3,0
3,1 2
0
1 ткань «Аквариум»
ткань «Аквариум»
ткань «Аквариум» 539
542
540 410
422
415 62
62
61 62
62
61 3,5
3,4
3,4 Аналог 0 ткань «Аквариум» 538 409,6 60 60 3,4 3 Артикул 3232 527 385 55 55 3,5

Как следует из анализа данных, представленных в табл. 2, предлагаемый способ по сравнению с аналогом повышает характеристику малоусадочности хлопчатобумажным текстильным материалам, а следовательно, и швейным изделиям.

Малоусадочность текстильных материалов повысилась на 12 %, разрывная нагрузка на 10%, несминаемость на 11 %.

Способ придания малоусадочности хлопчатобумажным материалам находится на стадии опытно-промышленных испытаний.

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к заключительной отделке хлопчатобумажных текстильных материалов, а также может быть использовано в швейной промышленности. Способ придания малоусадочности хлопчатобумажным материалам включает обработку материала пропиточным водным раствором с последующей сушкой и термообработкой. Согласно изобретению предварительно материал обрабатывают пропиточным водным раствором при следующем соотношении компонентов, г/л: мочевиноформальдегидный олигомер 95-105, акриловая кислота 30-15. После сушки материал обрабатывают вторым водным раствором персульфата калия концентрацией от 3 до 8 г/л, после чего материал подвергают термообработке при температуре от 120 до 130°С в течение 3-5 минут. Техническим результатом изобретения является повышение физико-механических характеристик текстильных хлопчатобумажных материалов и швейных изделий на их основе после обработки ткани. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.

1. Способ придания малоусадочности хлопчатобумажным материалам, включающий обработку материала пропиточным водным раствором с последующей сушкой и термообработкой, отличающийся тем, что предварительно материал обрабатывают пропиточным водным раствором, при следующем соотношении компонентов, г/л:

мочевиноформальдегидный олигомер 95-105,

акриловая кислота 30-15,

после сушки материал обрабатывают вторым водным раствором персульфата калия концентрацией от 3 до 8 г/л, после чего материал подвергают термообработке при температуре от 120 до 130°С в течение 3-5 минут.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку после первой и второй обработки пропиточными водными растворами осуществляют в течение 1 минуты при температуре 110°С.