СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И/ИЛИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2022 года по МПК D06M11/00 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности, к способам обработки текстильных материалов и/или изделий с целью получения воздухопроницаемых текстильных материалов и/или изделий, которые предназначены для комфортного использования в разных отраслях промышленности за счет антимикробных, антибактериальных, водо- и маслоотталкивающих, противоусадочных свойств, а также повышенной несминаемости.

На данный момент известны способы обработки, при осуществлении которых получают текстильные материалы, обладающие антибактериальными и антивирусными свойствами. Однако эти материалы зачастую не обладают необходимыми гигиеническими свойствами, а именно, паро- и воздухопроницаемостью, а также износоустойчивостью. При длительном использовании одежды, изготовленной из таких материалов, возникает «парниковый эффект», что вызывает дискомфорт и неудобство при носке.

Известен способ антимикробной отделки полушерстяной ткани. Способ включает обработку ткани при комнатной температуре составом, содержащим, г/л: полигексаметиленгуанидин гидрохлорит 15-25; ацетат меди или ацетат цинка 4-7; уксусную кислоту 4-7 и воду до 1 литра, а затем ткань термообрабатывают при температуре 130-180°С в течение 1-10 минут (RU 2491377 С2, D06M 10/10, D06M 16/00, Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, опубликованный 27.08.2013).

К недостаткам данного технического решения можно отнести то, что способ предназначен для обработки лишь полушерстяных тканей. Кроме того, способ не предусматривает проведения обработки тканей с целью повышения несминаемости ткани, а также приобретения ими водо- и маслоотталкивающих и противоусадочных свойств, что необходимо для обеспечения комфортной носки текстильных изделий.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является способ обработки текстильных материалов для придания антимикробных свойств. Способ заключается в том, что обрабатывают текстильные материалы составом, включающим алкилдиметилбензил аммония хлорид (катамин АБ), воду и антимикробный препарат, пропитывают текстильный материал до мокрого привеса 200 мас. % и высушивают его при температуре 105-110°С (RU 2178029 С2, D06M 11/13, D06M 13/328, D06M 101/02, D06M 101/16, Московский государственный университет дизайна и технологии, опубликованный 10.01.2002).

К недостаткам данного технического решения можно отнести то, что способ позволяет получить текстильные материалы, обладающие исключительно антимикробными свойствами и использующиеся преимущественно для изготовления медицинской одежды разового использования и перевязочных медицинских материалов, что представляет собой достаточно узкую сферу его применения.

Таким образом, техническая проблема заключается в создании способа обработки текстильных материалов и/или изделий, позволяющего получать воздухопроницаемые текстильные материалы и/или изделия, комфортные в носке и используемые в разных областях промышленности со стойкими антимикробными, антивирусными свойствами, а также одновременно обладающие повышенной несминаемостью, водо- и маслоотталкивающими, а также противоусадочными свойствами.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в расширении получаемых при обработке текстильных материалов и/или изделий свойств, необходимых для комфортного использования текстильных материалов и/или изделий в разных областях промышленности.

Техническая проблема решается тем, что способ обработки текстильных материалов и/или изделий включает обработку текстильных материалов и/или изделий при температуре 20-25°С раствором аппрета, подсушивание текстильных материалов и/или изделий и термостабилизацию, при этом обрабатывают текстильные материалы и/или изделия раствором аппрета в следующем соотношении компонентов, г/л воды:

тетраалкиламмониевое соединение 6-10, водная эмульсия фторалкилакрилатного сополимера 50-80, блокированный изоцианат 8-10, модифицированная дигидроксиэтиленмочевина 20, уксусная кислота 1-2, вода остальное,

подсушивание текстильных материалов и/или изделий проводят до остаточной влажности 15-25%, термостабилизацию проводят при температуре 155-160°С в течение 3-4 минут, кроме того осуществляют каландрирование текстильных материалов и/или изделий.

В частном случае каландрирование текстильных материалов и/или изделий осуществляют при температуре 150°С и давлении 100-120 кН.

Любые виды текстильных материалов (в том числе, но не ограничиваясь): тканые, нетканые, хлопчатобумажные, синтетические и их смески могут быть обработаны в соответствии с предложенным способом для дальнейшего пошива в том числе, но не ограничиваясь, одежды для взрослых, детей, специализированной одежды, постельного белья, защитных костюмов для медицинских работников, медицинских масок, хирургических накидок, шапок, чехлов подголовников и других текстильных материалов, которые требуют гигиены, например, в транспорте и т.д.

Кроме того, уже готовые вышеперечисленные и многие другие изделия из текстильных материалов могут быть обработаны в соответствии с предложенным способом.

Использование тетраалкиламмониевого соединения в качестве антимикробного и антивирусного компонента в количестве 6-10 г/л позволяет создать надежное бактериологическое действие против множества грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также позволяет снизить вирусную нагрузку до 99% в отношении некоторых видов грибов, например, группы CANDIDA. Кроме того, добавление в раствор аппрета тетраалкиламмониевого соединения в количестве 6-10 г/л позволяет обеспечить длительную гигиеническую свежесть изделий из текстильных материалов и высокую степень комфортности при носке текстильных изделий, предотвращает возникновение запаха, обусловленного бактериями.

Использование водной эмульсии фторалкилакрилатного сополимера в количестве 50-80 г/л обеспечивает текстильным материалам и/или изделиям мягкость и водо- и маслоотталкивающие свойства, которые сохраняются в течение длительного времени после многократных стирок.

Кроме того, при использовании водной эмульсии фторалкилакрилатного сополимера в количестве 50-80 г/л поры текстильных материалов и/или изделий остаются открытыми и гигиенические свойства их полностью сохраняются, способствуя получению воздухопроницаемых материалов и/или изделий.

Для повышения устойчивости к стирке водо- и маслоотталкивающей фторкарбоновой обработки в раствор аппрета добавляют блокированный изоцианат в количестве 8-10 г/л.

Блокированный изоцианат является бесформальдегидным текстильно-вспомогательным веществом.

Использование модифицированной дигидроксиэтиленмочевины в составе раствора аппрета в количестве 20 г/л позволяет обеспечить эффект «Стирай-носи» за счет придания текстильным материалам и/или изделиям свойств безусадочности и повышения несминаемости, что повышает уровень комфорта при носке изделий.

Добавление в раствор аппрета 70% уксусной кислоты в количестве 1-2 г/л необходимо для получения рН раствора, равного 4-5.

Термостабилизация при температуре 155-160°С в течение 3-4 минут подсушенных до остаточной влажности 15-25% текстильных материалов и/или изделий позволяет обеспечить прочные химические связи ингредиентов раствора аппрета с текстильными материалами/или изделиями разных видов.

Каландрирование материалов и/или изделий осуществляют с целью фиксации отделки, а также для разглаживания материалов и/или изделий и придания им в случае необходимости блеска.

Осуществляют способ обработки текстильных материалов и/или изделий следующим образом.

Процесс приготовления аппрета включает подготовку и взвешивание компонентов. После чего в реактор приготовительного цеха закачивают ¾ объема воды, при включенной мешалке закладывают компоненты согласно разработанной рецептуре, а именно, водную эмульсию фторалкилакрилатного сополимера в количестве 50-80 г/л, блокированный изоцианат в количестве 8-10 г/л, модифицированную дигидроксиэтиленмочевину в количестве 20 г/л. Далее добавляют воду до нужного объема. В последнюю очередь в полученный раствор при его перемешивании вводят антибактериальный и антивирусный препарат - тетраалкиламмониевое соединение в количестве 6-10 г/л в неразбавленном и нефильтрованном виде.

После чего необходимое значение рН раствора, а именно, 4-5 получают добавлением 70% уксусной кислоты в количестве 1-2 г/л.

В качестве тетраалкиламмониевого соединения могут быть использованы 50% растворы четвертичных аммониевых соединений (ЧАС). ЧАС может быть выбрано из группы: 3-(триметоксисилил)пропил-диметилтетрадецилхлорид аммония, 3-(триметоксисилил)пропил-метил-диоктил хлорид аммония, 3-(триметоксисилил)пропил-диметилдецилхлорид аммония, 3-(триметоксисилил)-пропил-метилдидецилхлоридаммония, 3-(триметоксисилил)-пропил-метилдидецилхлорид аммония, пропил-диметиддодецилхлорид аммония, 3-(триметоксисилил)-пропил-метиддидодецилхлорид аммония, 3-(триметоксисилил)пропил-метилдигексадецилхлорид аммония, 3-(триметоксисилил)пропил-диметилоктадецилхлорид аммония и т.д.

В качестве растворителя может использоваться метилтригликоль, тетраэтиленгликоль, триэтиленгликоль и т.д.

Использование такого раствора в соответствии с разработанной рецептурой, позволяет создать прочную ковалентную связь между молекулами активного вещества раствора и молекулами текстильного материала, что, в свою очередь, позволяет создать безопасное для человека покрытие, являющееся надежным барьером для грибков и микробов.

Водная эмульсия фторалкилакрилатного сополимера может содержать от 40 до 75% массы смеси сополимеров фторалкил (мет) акрилата на основе мономеров, которые могут иметь, например, формулу R_FCH₂CH₂OCOC(R)=CH₂, где R_F является перфторалкиловой цепью, имеющей от 6 до 20 фторированных атомов углерода. При этом, предпочтительно, чтобы процентное соотношение мономеров, содержащих 8 фторированных атомов углерода, особенно пригодных для получения масло-, водоотталкивающих покрытий, превышало содержание какого-либо другого мономера.

Водная эмульсия фторалкилакрилатного сополимера показывает хорошие результаты при содержании 40% активного вещества (смеси сополимеров фторалкил (мет) акрилата). Кроме того, водная эмульсия дополнительно может содержать также сополимеры мономеров винилиденхлорида и/или алкилакрилатов и/или алкилметакрилатов, которые также проявляют повышенную водо- и маслоотталкивающую способность, а также высокую устойчивость к мокрым обработкам.

При введении водной эмульсии фторалкилакрилатного сополимера в водную среду согласно разработанной рецептуре активные вещества осаждаются на поверхности волокон ткани, а затем сорбируются ими, заполняя поры и капилляры. Для достижения прочного полимерного покрытия, обеспечивающего хорошие масло-, водоотталкивающие свойства, устойчивого к мокрым обработкам, необходимым условием является проведение термостабилизации обрабатываемого материала при температуре 155-160°С в течение 3-4 минут. После чего при отверждении полимера на поверхности волокна образуется полимолекулярный слой, обладающий высокой адгезией к волокну и придающий ему водоотталкивающие свойства.

Сополимеры данного изобретения могут быть получены традиционными методами эмульсионной полимеризации.

После приготовления раствора аппрета он по трубопроводу подается на линию отделки текстильных материалов. Подготовленные текстильные материалы и/или изделия обрабатывают (пропитывают) раствором аппрета при температуре 20-25°С.

Далее с целью стабилизации линейных размеров и сушки проводят подсушивание текстильных материалов и/или изделий в сушильно-ширильной машине до остаточной влажности 15-25%.

После чего проводят термостабилизацию текстильных материалов и/или изделий при температуре 155-160°С в течение 3-4 минут с использованием термокамер или термических аппаратов. В качестве термокамеры также может быть использована термическая камера с инфракрасными излучателями, позволяющими быстро прогреть ткань по всей ее ширине и толщине для получения более качественной обработки текстильных материалов и/или изделий.

Далее производят ширение - выравнивание ткани по ширине, устранение ее перекосов, распрямление изогнутых нитей утка и каландрирование текстильных материалов и/или изделий.

Оптимальным режимом каландрирования для любого вида материала выбран следующий: температура 150°С и давление 100-120 кН. Такой режим позволяет разгладить обработанные материал и/или изделия и одновременно зафиксировать отделку на материале и/или изделиях, а кроме того, при необходимости, придать им матовый или глянцевый блеск.

В случае повторных обработок таких, например, изделий как защитные костюмы для медицинских работников, медицинские маски, хирургические накидки, шапки, постельные принадлежности, используемые в инфекционных отделениях медицинских учреждений, изделия перед обработкой дополнительно могут замачивать в 3% перекиси водорода из соотношения 4 мл на 1 кг белья в течении 60 минут в целях дезинфекции.

Количество компонентов, входящих в раствор аппрета, необходимое для осуществления способа обработки текстильных материалов и/или изделий было определено на основании многочисленных лабораторных и производственных испытаний. Именно такое соотношение компонентов раствора аппрета позволяет получить воздухопроницаемые хлопчатобумажные, синтетические или смесовые материалы и/или изделия из таких материалов, используемые в разных областях промышленности, со стойкими антимикробными, антивирусными, свойствами, а также одновременно обладающие повышенной несминаемостью, водо- и маслоотталкивающими и противоусадочными свойствами.

При этом при другом соотношении компонентов, как было установлено в результате проведения испытаний, не удалось получить материалы и/или изделия со стойкими антимикробными, антивирусными, водо- и маслоотталкивающими и противоусадочными свойствами, а также с повышенной несминаемостью.

Также была установлена высокая стойкость текстильных материалов и/или изделий, обработанных в соответствии с предложенным способом, и обладающих антимикробными, антивирусными, свойствами, повышенной несминаемостью, водо- и маслоотталкивающими и противоусадочными свойствами, к многочисленным мокрым обработкам.

Кроме того, раствор аппрета прошел дерматологические испытания, в результате которых было установлено, что он не вызывает аллергии и соответствует цитологическому тесту на переносимость кожей.

Для подтверждения получения воздухопроницаемых текстильных материалов и, соответственно, комфортных в носке изделий, выполненных из таких текстильных материалов образцы ткани, обработанные в соответствии со способом по настоящему изобретению, были исследованы в испытательном лабораторном центре.

В таблице 1 представлены результаты тестирования, которое проводилось в испытательном лабораторном центре ФБУН НИИ Дезинфектологии Роспотребнадзора, г. Москва от 22 апреля 2020 года.

Таким образом, результаты исследований образов текстильных материалов, обработанных в соответствии с предложенным способом, показали, что при значительном повышении антимикробных свойств воздухопроницаемость образцов имеет одно и то же значение, что свидетельствует о создании воздухопроницаемых текстильных материалов и/или изделий со стойкими антимикробными свойствами.

Таким образом, предложенный способ позволяет получать воздухопроницаемые текстильные материалы и/или изделия, предназначенные для комфортного использования в разных областях промышленности, со стойкими антимикробными, антивирусными свойствами, а также одновременно обладающие повышенной несминаемостью, водо- и маслоотталкивающими, а также противоусадочными свойствами.

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к способам обработки текстильных материалов и/или изделий. Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании способа обработки текстильных материалов и/или изделий, позволяющего получать воздухопроницаемые текстильные материалы и/или изделия, комфортные в носке и используемые в разных областях промышленности со стойкими антимикробными, антивирусными свойствами, а также одновременно обладающие повышенной несминаемостью, водомаслоотталкивающими и противоусадочными свойствами. Для решения указанной технической проблемы осуществляют обработку текстильных материалов и/или изделий при температуре 20-25°С раствором аппрета в следующем соотношении компонентов, г/л воды: тетраалкиламмониевое соединение 6-10, водная эмульсия фторалкилакрилатного сополимера 50-80, блокированный изоцианат 8-10, модифицированная дигидроксиэтиленмочевина 20, уксусная кислота 1-2, вода- остальное, подсушивают текстильные материалы и/или изделия до остаточной влажности 15-25%, проводят термостабилизацию при температуре 155-160°С в течение 3-4 минут, после чего осуществляют каландрирование текстильных материалов и/или изделий. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ обработки текстильных материалов и/или изделий, включающий обработку текстильных материалов и/или изделий при температуре 20-25°С раствором аппрета, подсушивание текстильных материалов и/или изделий и термостабилизацию, отличающийся тем, что обрабатывают текстильные материалы и/или изделия раствором аппрета в следующем соотношении компонентов, г/л воды:

тетраалкиламмониевое соединение 6-10 водная эмульсия фторалкилакрилатного сополимера 50-80 блокированный изоцианат 8-10 модифицированная дигидроксиэтиленмочевина 20 уксусная кислота 1-2 вода остальное,

подсушивание текстильных материалов и/или изделий проводят до остаточной влажности 15-25%, термостабилизацию проводят при температуре 155-160°С в течение 3-4 минут, кроме того осуществляют каландрирование текстильных материалов и/или изделий.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каландрирование текстильных материалов и/или изделий осуществляют при температуре 150°С и давлении 0,1-0,12 МПа.