專利名稱：用聚有機(jī)硅氧烷處理紡織材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理紡織材料的方法，從而提供具有良好親水性、不泛黃并且觸摸時(shí)手感柔軟、也就是說柔軟性的紡織纖維。
現(xiàn)有技術(shù)中記載了各種實(shí)現(xiàn)織物的柔軟性處理的方法。
例如，文獻(xiàn)US 4 409 267一方面描述了混合的聚有機(jī)硅氧烷的使用，所述的混合的聚有機(jī)硅氧烷具有伯胺或仲胺官能團(tuán)或者例如被含有OH或O-烷基的殘基取代的基團(tuán)，另一方面描述了聚亞烷基氧化物官能團(tuán)作為處理紡織材料的組合物的添加劑。文獻(xiàn)EP 546 231描述了通過使用含有式Si-(CH2)y-(OCH2)y，-CH(OH)CH2-N(CH2CH2OH)2的單元的聚有機(jī)硅氧烷的另一種方法，其中y是2至8，y’等于0或1。
申請人也已經(jīng)提出了特別是記載于EP 659 930和FR 2,745,825中的解決方法。
EP 659 930描述了包含2至1600個(gè)硅原子、具有1至100個(gè)位阻氨基單元和任選地其它單元例如含有5至20個(gè)碳原子的烷基或基團(tuán)-(CH2)p-COOR-R的硅氧烷基織物柔軟劑。
FR 2,745,825描述了具有至少一個(gè)位阻氨基單元和至少一個(gè)式(CH2)n-(OCH2CH2)α(OCH2CHCH3)β-OR的聚醚類基團(tuán)的硅氧烷基織物柔軟劑。
這些方法都已制得了硅氧烷，其中織物的柔軟性特別是通過存在的氨基官能團(tuán)來提供，親水性特別是通過存在的極性官能團(tuán)例如聚醚類官能團(tuán)來提供，后者部分地補(bǔ)償了用硅氧烷處理的材料的親水性損失。另外，應(yīng)該注意到，這些產(chǎn)物的制備使用了相對復(fù)雜并因此在經(jīng)濟(jì)上幾乎不可行的合成途徑。
現(xiàn)在，申請人已出人意料地發(fā)現(xiàn)，硅氧烷化合物與現(xiàn)有技術(shù)公知的其它化合物相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)際上，申請人已開發(fā)了用含有位阻氨基官能團(tuán)的軟化的、親水的并且不泛黃的硅油處理織物的新方法。該新方法在于通過用含有位阻氨基官能團(tuán)的硅油進(jìn)行處理來提供具有柔軟性、不泛黃的紡織材料。
本發(fā)明的處理織物的方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它能夠通過易于工業(yè)制備并且在儲存過程中穩(wěn)定的聚有機(jī)硅氧烷進(jìn)行。
本發(fā)明的處理織物的方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于將含有本發(fā)明的聚有機(jī)硅氧烷的組合物進(jìn)行簡單處理以涂覆到要被處理的材料上。
因此，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成本發(fā)明的主題的是處理紡織材料的方法，目的是提供手感柔軟、不泛黃、親水性良好的織物，其中將紡織材料與含有至少一種式(I)的直鏈、環(huán)狀或三維的聚有機(jī)硅氧烷的組合物接觸 其中(1)符號Z相同或不同，其表示R1和/或V；(2)符號R1、R2和R3相同或不同，表示選自含有1至4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基的一價(jià)烴基、含有1至4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基、苯基，優(yōu)選羥基、乙氧基、甲氧基或甲基；(3)符號V是相同或不同的官能團(tuán)，其表示含有選自下式的位阻哌啶基官能團(tuán)的基團(tuán)
或 對于式(II)的基團(tuán) *R4是選自如下的二價(jià)烴基◆含有2至18個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的亞烷基；◆亞烷基-羰基，其中直鏈或支鏈的亞烷基部分含有2至20個(gè)碳原子；◆亞烷基-亞環(huán)己基，其中直鏈或支鏈的亞烷基部分含有2至12個(gè)碳原子，亞環(huán)己基部分含有OH基團(tuán)和任選地1或2個(gè)含有1至4個(gè)碳原子的烷基；◆式-R7-O-R7的基團(tuán)，其中基團(tuán)R7相同或不同并表示含有1至12個(gè)碳原子的亞烷基；◆式-R7-O-R7的基團(tuán)，其中基團(tuán)R7具有如上所述的含義并且它們中的一個(gè)或兩個(gè)被一個(gè)或兩個(gè)-OH基團(tuán)所取代；◆式-R7-COO-R7的基團(tuán)，其中基團(tuán)R7具有如上所述的含義；◆式-R8-O-R9-O-CO-R8的基團(tuán)，其中基團(tuán)R8和R9相同或不同并表示含有2至12個(gè)碳原子的亞烷基，基團(tuán)R9任選地被羥基所取代；◆U表示-O-或-NR10-，R10是選自氫原子、含有1至6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基和下式的二價(jià)基團(tuán)的基團(tuán) 其中R4具有如上所述的含義，R5和R6具有如下所述的含義，R11表示含有1至12個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的二價(jià)亞烷基，一個(gè)價(jià)鍵(R11的)連接到-NR10-的原子上，另一個(gè)價(jià)鍵(R4的)連接到硅原子上；*基團(tuán)R5相同或不同，其選自含有1至3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基和苯基；*基團(tuán)R6表示氫基或者基團(tuán)R5或者O·。
對于式(III)的基團(tuán) ◆R’4選自下式的三價(jià)基團(tuán) 其中m表示2至20之間的數(shù)字，和下式的三價(jià)基團(tuán) 其中p表示2至20之間的數(shù)字；◆U’表示-O-和NR12-，其中R12選自氫原子、含有1至6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基的基團(tuán)；
*R5和R6具有關(guān)于式(II)所給出的相同含義；和(4)-不含基團(tuán)V的ηSi單元的數(shù)目是10至450，-含有基團(tuán)V的ηSi單元的數(shù)目是1至5-0≤w≤10，8＜y＜448。
優(yōu)選至少一種為處理織物所選擇的硅油中不含基團(tuán)V的ηSi單元的數(shù)目是50至250，含有基團(tuán)V的ηSi單元的數(shù)目是1至3。
本發(fā)明的上下文中所使用的硅油尤其不需要存在其它的官能團(tuán)來提供所處理的紡織材料的親水性。但是，如果需要得到比處理前的材料的固有親水性大的親水性，則所用的硅油可含有能促進(jìn)該性能的其它官能團(tuán)。
根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方案，所用的式(I)的聚有機(jī)硅氧烷是直鏈的。
根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所用的式(I)的聚有機(jī)硅氧烷的官能團(tuán)V選自式(II)的官能團(tuán)。
不管為含有聚有機(jī)硅氧烷的組合物所選擇的組成，處理方法可以在紡織、非紡織或針織形式的材料上進(jìn)行。這些材料的纖維至少部分是親水性的，并且所述的親水性在用本發(fā)明的硅氧烷處理后還會保留而不管其主鏈的親水性。
至少部分親水的材料特別是由棉花、亞麻、羊毛、粘膠、人造絲、大麻、蠶絲或這些材料的混合物組成，或者是基于上述材料。將這些材料任選地與幾乎沒有或者沒有親水性的其它材料例如聚酯(例如棉花-聚酯的混合物)、角蛋白、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺或乙酸纖維素酯相混合。
含有聚有機(jī)硅氧烷的組合物可以通過很多形式制得液體、氣體或固體。在以液體形式制備組合物的情況下，優(yōu)選是含水的，或者是溶液、懸浮液或乳液的形式。
優(yōu)選以水性乳液的形式制備組合物。但是，本發(fā)明的方法的組合物還可以用于有機(jī)溶劑中的溶液。
水性乳液通常是基于油和水的混合物，并按照本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的常規(guī)方法使用表面活性劑制得。例如，乳液可以通過所謂的直接法或者通過反轉(zhuǎn)(inversion)制得。它們的實(shí)施簡單并且不需要攪拌速率高的裝備。可以使用具有標(biāo)準(zhǔn)攪拌速率的裝備。
一般地，按照本發(fā)明制得的水性乳液相對于乳液成分的總質(zhì)量優(yōu)選含有20至90重量％的水。為了更好地涂覆，將按照本發(fā)明制得的乳液進(jìn)行稀釋使其相對于乳液的總重量含有95至99.5重量％的水。可以發(fā)現(xiàn)這些乳液在室溫下穩(wěn)定。
將本發(fā)明的聚有機(jī)硅氧烷涂覆到要被處理的材料上可以以各種形式進(jìn)行。涂覆可通過浸涂、涂布、噴涂、壓印、浸軋或者通過任何其它的現(xiàn)行方法進(jìn)行。
例如，當(dāng)將織物用含有本發(fā)明的聚有機(jī)硅氧烷的水性組合物處理時(shí)，將所述的織物進(jìn)行熱處理，從而以蒸汽形式快速地排出水。
沉積在要被處理的材料上的聚有機(jī)硅氧烷的量隨著所述材料的組成和生產(chǎn)而進(jìn)行變化。將組合物、尤其是水性乳液涂覆到處理的材料上，使得處理的材料的重量增加相對于處理前材料的重量不會超過0.1至20重量％。一般地，當(dāng)聚有機(jī)硅氧烷的量相對于要被處理的材料的重量為0.1至2重量％時(shí)可以得到最好的結(jié)果。
上面定義的聚有機(jī)硅氧烷可通過各種方法例如分布法(distribution)或氫化硅烷化制得。
將硅油通過以水性乳液形式涂覆來進(jìn)行試驗(yàn)，并且按照如下所述的試驗(yàn)測定親水性、不泛黃性和手感評價(jià)?！醪环狐S性的測定(白度值)通過測定布料(開始時(shí)是白色棉毛巾)在用硅油浸漬并在150℃熱處理9分鐘后的顏色來評價(jià)發(fā)黃性。
顏色的測定在Datacolor公司銷售的ACS Sensor II分光光電比色計(jì)上進(jìn)行。測定條件是使用能產(chǎn)生日光的D65光源。裝置利用布料樣品的顏色測定值計(jì)算各種白度值和發(fā)黃值，其中我們將使用CIE白度值。□手感試驗(yàn)在涂覆硅油后，將棉毛巾在室溫下干燥24小時(shí)。在150℃熱處理1分鐘30秒后，將布料放置24小時(shí)以進(jìn)行調(diào)理(condition)(23±2℃，50±5％相對濕度)。
通過一組試驗(yàn)者評價(jià)柔軟性，所述的試驗(yàn)者被要求將布料分類成最粗糙的布料樣品(最低分＝1)和最柔軟的布料樣品(最高分＝樣品的總數(shù))?！跤H水性的測定在涂覆硅油后，將聚酯-棉花的布料(50/50)在170℃進(jìn)行熱處理5分鐘，然后將其調(diào)理24小時(shí)(23±2℃，60±5％相對濕度)。
親水性的測定通過TEGEWA試驗(yàn)給出，其中測定吸附布料表面上沉積的水滴所用的時(shí)間。時(shí)間越短，布料的親水性越強(qiáng)?！跞橐旱闹苽湓囼?yàn)用的乳液E1至E7的硅油具有如下結(jié)構(gòu) 所用硅油中的D單元和氨基單元的數(shù)目列于表I中。
乳液通過反轉(zhuǎn)的乳化方法制得并具有如下組成20g試驗(yàn)用的硅油、8g表面活性劑(C13E6脂肪醇)、為中和胺所化學(xué)計(jì)量需要的一定量冰乙酸和余量100g水。
表I
對用0.6重量％的硅油處理過的織物作出評價(jià)。將乳液通過浸軋涂覆到布料上。
將用各種乳液E1至E7處理過的布料的性能進(jìn)行評價(jià)并彼此與每一組進(jìn)行比較。每一組得到的結(jié)果都不是絕對值，而是在同一組內(nèi)可比較的相對值。
第一組
該組表示用基于本發(fā)明的硅油處理過的布料的不泛黃性；實(shí)際上，白度值與未處理布料的相接近。
第二組
該組表示本發(fā)明的硅油的親水性和柔軟性能。
第三組
該組與前一組一樣表示本發(fā)明的硅油的親水性和柔軟性能。
權(quán)利要求
1.一種處理紡織材料的方法，目的是使得所處理的織物手感柔軟、不泛黃并具有良好的親水性，其中將紡織材料與含有至少一種式(I)的直鏈、環(huán)狀或三維的聚有機(jī)硅氧烷的組合物接觸 其中(1)符號Z相同或不同，其表示R1和/或V；(2)符號R1、R2和R3相同或不同，表示選自含有1至4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基的一價(jià)烴基、含有1至4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基、苯基，優(yōu)選羥基、乙氧基、甲氧基或甲基；(3)符號V是相同或不同的官能團(tuán)，其表示含有選自下式的位阻哌啶基官能團(tuán)的基團(tuán) 或 對于式(II)的基團(tuán) *R4是選自如下的二價(jià)烴基◆含有2至18個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的亞烷基；◆亞烷基-羰基，其中直鏈或支鏈的亞烷基部分含有2至20個(gè)碳原子；◆亞烷基-亞環(huán)己基，其中直鏈或支鏈的亞烷基部分含有2至12個(gè)碳原子，亞環(huán)己基部分含有OH基團(tuán)和任選地1或2個(gè)含有1至4個(gè)碳原子的烷基；◆式-R7-O-R7的基團(tuán)，其中基團(tuán)R7相同或不同并表示含有1至12個(gè)碳原子的亞烷基；◆式-R7-O-R7的基團(tuán)，其中基團(tuán)R7具有如上所述的含義并且它們中的一個(gè)或兩個(gè)被一個(gè)或兩個(gè)-OH基團(tuán)所取代；◆式-R7-COO-R7的基團(tuán)，其中基團(tuán)R7具有如上所述的含義；◆式-R8-O-R9-O-CO-R8的基團(tuán)，其中基團(tuán)R8和R9相同或不同并表示含有2至12個(gè)碳原子的亞烷基，基團(tuán)R9任選地被羥基所取代；◆U表示-O-或-NR10-，R140是選自氫原子、含有1至6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基和下式的二價(jià)基團(tuán)的基團(tuán) 其中R4具有上述的含義，R5和R6具有下述的含義，R11表示含有1至12個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的二價(jià)亞烷基，一個(gè)價(jià)鍵(R11的)連接到-NR10-的原子上，另一個(gè)價(jià)鍵(R4的)連接到硅原子上；*基團(tuán)R5相同或不同，其選自含有1至3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基和苯基；*基團(tuán)R6表示氫基或者基團(tuán)R5或者O·；對于式(III)的基團(tuán) ◆R’4選自下式的三價(jià)基團(tuán) 其中m表示2至20之間的數(shù)字，和下式的三價(jià)基團(tuán) 其中p表示2至20之間的數(shù)字；◆U’表示-O-和NR12-，其中R12選自氫原子、含有1至6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基的基團(tuán)；*R5和R6具有關(guān)于式(II)所給出的相同含義；和(4)-不含基團(tuán)V的ηSi單元的數(shù)目是10至450，-含有基團(tuán)V的ηSi單元的數(shù)目是1至5-0≤w≤10，8＜y＜448。
2.前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于不含基團(tuán)V的ηSi單元的數(shù)目是50至250，含有基團(tuán)V的ηSi單元的數(shù)目是1至3。
3.前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于式(I)的聚有機(jī)硅氧烷是直鏈的。
4.前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于V選自式(II)的官能團(tuán)。
5.前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于含有聚有機(jī)硅氧烷的組合物是液體形式。
6.權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于以液體形式含有聚有機(jī)硅氧烷的組合物是水性乳液。
7.前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述的方法在紡織、針織或非紡織的材料上進(jìn)行，所述的材料至少具有固有的親水性。
8.前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所處理的材料基于棉花、亞麻、羊毛、粘膠、人造絲、大麻、蠶絲或這些材料的混合物。
9.前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于沉積在所處理的紡織材料上的聚有機(jī)硅氧烷的量相當(dāng)于，相對于所處理的干燥紡織材料的重量的0.1至2重量％。
全文摘要
本發(fā)明涉及處理紡織材料的方法，使得所述的紡織材料手感柔軟、不泛黃并具有良好的親水性，該方法在于將紡織材料與含有至少一種式(I)的直鏈、環(huán)狀或三維的聚有機(jī)硅氧烷的組合物接觸，其中符號z相同或不同并表示R
文檔編號D06M15/643GK1468336SQ0181690
公開日2004年1月14日 申請日期2001年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月5日
發(fā)明者J·查頓, P·奧利爾, , J 查頓 申請人:羅狄亞化學(xué)公司