專利名稱：紡織纖維和織物上可再裝填的整理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及整理制劑(finish formulation)及紡織纖維和織物上的可再裝填的整理劑(reloadable finish)，以及向紡織纖維和織物上涂敷這樣的功能層(functional layer)的方法。同樣地，本發(fā)明還涉及基于本發(fā)明方法用可反復(fù)裝填的整理劑處理過的或得到的紡織纖維和織物。
涂層紡織品或整理過的紡織品的市場可能是紡織部門中目前增長最快的市場。對涂層紡織品或整理過的紡織品的功能性的要求日益嚴格，而同時更加嚴厲的環(huán)境與消費者保護法規(guī)對可用化學(xué)品的范圍限制增多。因此，要求整理機(finisher)使用選擇范圍有限的原料生成具有新的和/或增強的功能的新產(chǎn)品。文獻和實踐描述了多種影響并改善紡織織物防塵、拒水和/或拒油、防UV、抗磨和/或耐化學(xué)腐蝕的表面性能的涂層。在所有這些功能中，重點強調(diào)保護紡織品的穿戴者使其免受某些外界影響，即，使某些物質(zhì)遠離穿戴者的身體。
術(shù)語“智能紡織品”是目前已在使用中的術(shù)語，涵蓋了已知的、貼身穿著的、具有涂層/整理劑的紡織品，它使得能夠提供含治療或美容活性成分的衣服，當(dāng)穿著這種衣服時，所述治療或美容活性成分給予至穿戴者的皮膚或從整理劑中釋放出來。有經(jīng)濟意義的活性成分的范圍包括可想象得到的物質(zhì)，包括從治療神經(jīng)性皮炎患者的藥膏中的可的松以及戒煙者(weaning smoker)服用的尼古丁到護膚霜中的抗皺劑。已有人建議通過這樣的智能生物整理劑向皮膚連續(xù)提供止痛劑、激素、維生素或防曬保護。還已知抗細菌物質(zhì)可用在紡織品中，例如內(nèi)衣、短襪、運動衣或鞋子中，以防止產(chǎn)生出難聞的汗味。
以下除非另外指明，活性成分和活性物質(zhì)視為藥品和健康(wellness)物質(zhì)。醫(yī)藥法規(guī)將前者定義為施用至人體或動物體或者在人體或動物體中施用的用以治療、緩解、預(yù)防或檢測疾病、疼痛、身體傷害或疾病癥狀的物質(zhì)和物質(zhì)的組合物。健康物質(zhì)為用于改善生命的全部身體和精神方面的整體健康感覺，并使精神、身體和情緒與自然協(xié)調(diào)的物質(zhì)。健康物質(zhì)還可理解為下文中的美容品。包括在基于上述分類的藥品中的“天然藥物”和傳統(tǒng)藥物中的數(shù)種藥用活性物質(zhì)及其各自的應(yīng)用總結(jié)如下運動病東茛菪堿、桂利嗪、敏克靜；戒煙尼古丁；靜脈問題肝素；枯草熱抗組胺劑，包括西替利嗪；肌肉/關(guān)節(jié)痛雙氯酚酸鈉；以及心絞痛甘油三硝酸酯。
在紡織品整理中大體有兩種不同的制造智能整理劑的方法。一種方法是將可裝填的籠狀分子(cage molecule)，例如環(huán)糊精或樹枝狀聚合物(dendrimer)涂敷到待涂敷的表面上，另一種方法是將與各活性成分混合的聚合物粘合劑體系(例如聚丙烯酸酯或polymethane)涂敷到紡織品基質(zhì)上。用籠狀分子功能化的層可反復(fù)裝填，這與其中涂層物質(zhì)由聚合物粘合劑和活性物質(zhì)的預(yù)制混合物組成且在織物整理的過程中作為整理劑涂敷的層不同。
列舉的兩種制造方法均伴隨有主要與目標(biāo)應(yīng)用相關(guān)的缺點，特別是與待制造的整理劑層的功能性相關(guān)的缺點。
用籠狀分子制造的層的應(yīng)用范圍在很大程度上受到分子尺寸和幾何形狀以及與待結(jié)合物質(zhì)的親和力的限制，因此僅能限定在非常窄的范圍內(nèi)。例如，環(huán)糊精是由6至8個葡萄糖單元組成的、具有空心結(jié)構(gòu)的低聚糖，其外部具有極性O(shè)H基而內(nèi)部具有疏水性。因此，僅可結(jié)合小的親油性活性物質(zhì)，從而對含有環(huán)糊精的整理劑的應(yīng)用對象和通用性造成大的限制。結(jié)果，將通常已載有活性物質(zhì)的籠狀分子與整理液混合，并通過紡織整理機涂敷到織物上?？紤]到這種整理過的織物獲得的功能性以及預(yù)先擬定的應(yīng)用，僅能制造非常有限的量以降低銷售風(fēng)險。這使得產(chǎn)品非常昂貴，并且產(chǎn)品的范圍也較窄。用“籠狀分子”制造的層相對于用聚合物粘合劑體系制造的層的優(yōu)勢與它們在上述衣服洗滌后再裝填的能力有關(guān)，所述再裝填的能力部分取決于所使用的整理劑。
與活性物質(zhì)直接混合的聚合物粘合劑體系的涂敷過程不提供該再裝填的能力。在這種情況下，決定功能性的化學(xué)品或活性成分在整理過程中涂敷到紡織品上，然后在大多數(shù)情況下發(fā)生熱固著。大部分目標(biāo)功能已在該固著過程中喪失。其中，活性成分發(fā)生熱分解，或通過與固著裝置反應(yīng)而發(fā)生改變、粘合或分解，或者它們與加熱介質(zhì)(例如與排出的空氣)一起蒸發(fā)并消散。殘留在織物上的殘余活性物質(zhì)僅在各種衣物有限的使用期間內(nèi)決定其功能性，因為通過這種方法制造的健康層不耐洗，并且不能再裝填。上述缺點的結(jié)果是通過該方法功能化的織物的市場非常受限，并且銷售這種紡織整理機的風(fēng)險高。
本發(fā)明的目的在于提供克服了紡織市場上現(xiàn)有產(chǎn)品和方法的固有缺點的整理制劑、可再裝填的整理劑、整理過的紡織纖維和織物以及整理紡織纖維和織物的方法。
該目的使用新的整理制劑、新的整理方法、新的整理劑、以及用新的整理劑處理過的紡織纖維和織物實現(xiàn)。特別選擇的化學(xué)品——其中一些對于紡織工業(yè)中的應(yīng)用而言是不尋常的，使得能夠獲得以下效果，其中i)新的整理劑可用多種物質(zhì)多次裝填，例如，在長時間使用后或在相應(yīng)的衣服洗滌后裝填，并且使兩種獨立可控的功能性結(jié)合到一種依據(jù)本發(fā)明整理的紡織織物中成為可能；ii)在紡織織物上實現(xiàn)了功能性表面(客體/宿主體系)，這使其能夠根據(jù)預(yù)期的應(yīng)用吸收主要為親油性占優(yōu)(lipophilic-dominated)的活性物質(zhì)作為客體物質(zhì)，并再將其非定向地釋放到周圍介質(zhì)中，或者通過局部導(dǎo)向的(locally-directed)物質(zhì)流定向地釋放到直接相鄰的層中。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的整理劑，紡織品整理的現(xiàn)有方法和新方法均可使用，所述方法例如涂敷到紡織品上的整理制劑的UV固化。
本發(fā)明的整理劑可設(shè)計成并用作活性成分釋放層，或所稱的“藥物遞送系統(tǒng)”，并且/或者作為有害成分吸收層。
本發(fā)明的一個基本特征在于將遵循宿主/客體原理的整理劑或整理劑層涂敷到紡織纖維或織物上，并提供具有盡可能最寬的應(yīng)用范圍的宿主體系，并且該宿主體系能用多種活性成分或客體分子反復(fù)及臨時裝填。由紡織整理機涂敷的宿主層是客體分子的載體，該宿主層可例如由用戶自己涂敷。因此，通常用戶(例如，即穿型(ready-to-wear)衣物的制造商、化學(xué)品清潔工(chemical cleaner)或穿戴者)可自己決定各織物或衣服的功能性。這通過使用如下物質(zhì)成為可能與可交聯(lián)的間隔物質(zhì)(spacer substance)相結(jié)合的可交聯(lián)的聚合物粘合劑、表面活性劑(乳化劑、分散劑或其混合物)、普通的多官能交聯(lián)劑、以及任何催化劑。將由上述化學(xué)品形成的整理劑層固著在纖維或織物表面上后，該整理劑層形成接受活性物質(zhì)所必需的宿主體系。
所生成的整理劑的溶脹能力對于理解本發(fā)明而言是重要的。使用優(yōu)選的親油改性的聚合物化合物和可交聯(lián)“觸角(tentacle)”或間隔分子生成比通過極性-質(zhì)子性和/或極性-質(zhì)子惰性物質(zhì)可達到的溶脹能力更強的聚合物層。當(dāng)該聚合物層溶脹時，在整理劑層中形成隨機的納米口袋(nano-pocket)(與分子尺寸有關(guān)、并取決于所使用的間隔劑(spacer)的空間膨脹)。這些納米口袋可接受一種或多種客體分子，因為它們的空間結(jié)構(gòu)和極性可根據(jù)待接受客體的分子尺寸進行調(diào)整。納米口袋優(yōu)選最大尺寸為500納米。當(dāng)穿著通過該方法整理的織物時，一種或多種客體物質(zhì)，即所接受的活性物質(zhì)借助于體溫、水分、摩擦和移動被再次釋放并解吸?；钚晕镔|(zhì)根據(jù)其種類，可被穿戴者的皮膚經(jīng)表皮或經(jīng)皮吸收，并在預(yù)期位置施加所需作用。
同時使用可交聯(lián)的表面活性劑使整理劑組分產(chǎn)生空間的、熱力學(xué)誘導(dǎo)的自組織(self-organization)作用，該作用一方面決定了整理劑層對親油主導(dǎo)的活性物質(zhì)的親和力，并且另一方面決定了整理劑層對人體皮膚的生理行為。
一旦生成整理劑層后，納米口袋即以所稱的坍塌形式(collapsedform)存在于未溶脹的整理劑層中。整理劑固著后潛在的納米口袋在與以下物質(zhì)接觸后成形水分和待吸收物質(zhì)或者待吸收的混合物質(zhì)，這些物質(zhì)在優(yōu)選實施方案中可為待吸收的活性物質(zhì)的水性乳劑或活性物質(zhì)的混合物。形成聚合物層的化學(xué)品的量比及其選擇，代表了通過整理劑層接受并析出活性物質(zhì)的控制性參數(shù)。
除了納米口袋以外，本發(fā)明的整理劑層可具有微米孔和/或中孔作為附加結(jié)構(gòu)。為此，可在制造整理制劑的同時，例如，混入能析出CO2或N2的物質(zhì)，并且/或者加入非反應(yīng)性的揮發(fā)性溶劑。在干燥和/或固著過程中，釋放出的氣體或逸出的非反應(yīng)性溶劑在整理劑層中產(chǎn)生微米級或中級毛細作用(滲濾簇(percolation cluster))，其中微米孔和中孔的尺寸范圍為1至25μm。通過這種方式大大擴大的有效表面顯著影響待涂覆的活性物質(zhì)的吸收行為或解吸行為。
通過該方法制造的功能性整理劑的另一個基本特征在于反復(fù)裝填整理劑的能力及其對活性物質(zhì)具有特異性的納米口袋的動態(tài)形成。該功能首先通過整理劑層中存在的間隔物質(zhì)的類型和濃度來確定。
本發(fā)明整理劑的另一個功能性通過以下兩種方式獲得將籠狀分子混入整理制劑中，或?qū)⒒\狀分子單獨涂敷到已具備含有納米口袋的聚合物層的本發(fā)明的可裝填紡織品上。除了已知的環(huán)糊精，須特別提及β-葡聚糖和沸石。β-葡聚糖是一種多糖結(jié)構(gòu)的聚合物，它在酵母的制備過程中作為廢品形成。
將葡聚糖產(chǎn)物中的脂肪和蛋白質(zhì)移除后，應(yīng)當(dāng)即可用作籠狀分子。沸石是含水結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，一方面其晶格結(jié)構(gòu)可容納多種陽離子，另一方面沸石顆粒之間的間隙可容納客體分子。
兩種宿主體系(納米口袋的動態(tài)形成以及籠狀分子)在接受不同活性物質(zhì)的機理方面存在差異，前者借助于整理劑層的組分比形成納米口袋，后者是通過所使用的籠狀分子的功能性和結(jié)構(gòu)性以及它們與整理劑組分之間的相互作用。例如，籠狀分子的優(yōu)勢電荷(chargedominance)(陰離子、非離子、陽離子)與所使用的整理劑組分一起影響其吸收活性物質(zhì)的能力。這些參數(shù)確定了決定客體分子的吸附或解吸優(yōu)先次序的性能，例如極性、親和性、幾何及空間結(jié)構(gòu)等。
除了正確選擇整理劑化學(xué)品及其混合比外，適合于含有宿主的化學(xué)品的干燥和固著條件對于在宿主體系中形成納米口袋也非常重要。形成宿主的化學(xué)品首先混合在一起以生成涂敷液(dressing liquor)或整理制劑。為此，一種主要成分以至少一種聚合物化合物的形式提供，它優(yōu)選由可交聯(lián)的、脂肪改性的(C2至C18)、水乳化的丙烯酰基聚合物、環(huán)氧聚合物或氨基甲酸乙酯聚合物組成。然后加入作為間隔劑的化學(xué)品，它一方面含有具有至少一個末端反應(yīng)基的分子“觸角”，并且另一方面執(zhí)行間隔功能。分子“觸角”或間隔劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)包括聚醚鏈，例如帶有末端羥基、氨基、羰基、羧基、酰胺、異氰酸酯、N-羥甲醇或甲氧基-N-甲醇官能團(α-氨基烷基化產(chǎn)物)的聚醚鏈，所述聚醚鏈優(yōu)選例如聚氧乙烯、聚氧丙烯、嵌段聚合物和/或C2至C18鏈。
優(yōu)選將至少一種多功能的人造樹脂化合物作為另一種組分加入涂敷液中以充當(dāng)交聯(lián)劑(α-氨基烷基化產(chǎn)物，例如甲氧基化的乙烯脲或蜜胺化合物)，該化合物在幫助確定整理劑層的耐洗性、溶脹能力和納米口袋的結(jié)構(gòu)方面起著重要作用。
催化劑用作對成分之間的交聯(lián)反應(yīng)起催化作用的物質(zhì)，例如氯化鎂、單碳酸和多碳酸或者作為酸析出化合物的酯。
為了控制整理劑層的親和性及生理行為，向涂敷液中加入表面活性劑或表面活性劑的混合物。表面活性劑通常為陰離子和非離子物質(zhì)，例如甘油檸檬酸酯、甘油月桂酸酯、脂肪改性的失水山梨糖醇衍生物(例如選自山梨糖醇酯類和聚山梨糖醇酯類系列的乳化劑)、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(親水-親油平衡)在3至15的范圍內(nèi)。
出于特殊目的，例如當(dāng)需要大的最高裝填量和高的釋放速度時，可任選使用對整理劑層具有膨脹作用的析出氣體(CO2和N2用作發(fā)泡氣體)的非反應(yīng)性物質(zhì)。這一目的與散發(fā)出臭味的物質(zhì)的吸收和解吸密切相關(guān)。整理劑層所需的微米孔/中孔滲濾結(jié)構(gòu)通過加入以下物質(zhì)獲得析出CO2和N2發(fā)泡氣體的有機物質(zhì)(例如乙酰乙酸、2，2’-偶氮二異丁腈、2，2’-偶氮二-(2-甲基丙烷))，析出CO2的無機物質(zhì)(例如碳酸氫鈉與析出酸的催化劑一起)以及沸點為60至200℃、優(yōu)選120℃的極性非反應(yīng)性溶脹溶劑(例如乙酸乙酯、乙二醇-甲醚乙酸酯、二甘醇二甲基醚)。
在第二道工藝步驟中，使用標(biāo)準工業(yè)涂敷技術(shù)將含有宿主化學(xué)品的涂敷液涂敷到紡織品上，所述標(biāo)準工業(yè)涂敷技術(shù)，例如，軋染、涂布或噴霧。為了提高宿主體系的洗滌性能，尤其是對于合成纖維材料而言，可預(yù)先涂敷含有反應(yīng)基的粘合劑層，又稱打底層。這些打底層已知于例如WO 01/75216。打底層的涂敷是一個先于宿主層涂敷進行的工藝步驟。根據(jù)帶有宿主層的織物的預(yù)期應(yīng)用，可使用通用的涂敷系統(tǒng)，例如間歇式浸軋(stop padding)，以涂敷兩種起不同作用的宿主層，例如親和性不同(親油性較高或較低)的宿主層。
對于產(chǎn)生納米口袋結(jié)構(gòu)而言重要的第三道工藝步驟包括干燥已浸漬的織物(殘留的水含量為至多30％)，并然后使整理劑層固著，這可通過使用干法固著工藝(在120至180℃)和濕法固著工藝(在15至40℃)進行。整理過的織物使用工業(yè)設(shè)備例如拉幅機或熱風(fēng)烘燥機在50至150℃的溫度下干燥30至180秒。在固著整理劑層時，根據(jù)所使用的聚合物/交聯(lián)體系，優(yōu)選使用熱反應(yīng)裝置和/或UV輻射反應(yīng)裝置。熱固著在120至200℃、優(yōu)選140至160℃的溫度下發(fā)生，并且反應(yīng)時間為1至5分鐘。當(dāng)使用UV固化的聚合物時，根據(jù)聚合物的類型和對反應(yīng)集體(aggregate)的輻射功率，0.5至60秒、優(yōu)選1至3秒的反應(yīng)時間是有必要的。使用UV固化的聚合物的一個主要優(yōu)點在于可在低溫下將耐洗層固著在紡織基質(zhì)上。結(jié)果，在涂敷成層化學(xué)品時，功能層即可裝填活性物質(zhì)，甚至未出現(xiàn)原本常發(fā)生的客體物質(zhì)的熱分解反應(yīng)和/或揮發(fā)作用。
以下實施例說明了從本發(fā)明優(yōu)選的整理劑制劑、形成納米口袋的整理劑層的制造方法中選擇的實例，并說明了它們就所需功能性而言的效率。
實施例1用于產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)的滲濾簇的整理劑層將每平方米重量為210g/m2的、預(yù)先清潔并已漂白的混紡棉織物(75％Co、25％PES)用整理液浸漬，該整理液的組分在織物的干燥過程中形成納米口袋，即納米結(jié)構(gòu)的滲濾簇。含納米口袋的織物涂層既可用作可再裝填的藥物遞送系統(tǒng)，也可用作單純的吸收層，例如吸收散發(fā)出臭味的物質(zhì)的吸收層。
涂敷到織物表面的整理制劑相對于織物干重的質(zhì)量分數(shù)為11％。將織物用含有整理劑組分的整理液浸漬后，使其在120℃下干燥120秒。
整理制劑含有下列組分表1實施例1的整理制劑
Dicrylan AS為ERBA出售的40％丙烯酸酯的水性分散體，它與其他制劑組分結(jié)合時產(chǎn)生軟的、低變應(yīng)原性涂層。
Glucan P20為可交聯(lián)的丙氧基化的葡萄糖，它充當(dāng)形成納米口袋的間隔劑，所述納米口袋由宿主體系為以后將涂敷的活性劑(客體)產(chǎn)生。
Lyofix CHN是一種人造樹脂(部分醚化的六羥甲基-蜜胺樹脂)，它使整理劑組分交聯(lián)，并在與其他制劑組分和催化劑(MgCl2)結(jié)合時產(chǎn)生耐洗的永久性織物涂層。
涂層在150℃下固著3分鐘。
當(dāng)浸入含有一種或多種活性物質(zhì)的水性乳劑中時，通過上述方法制造的涂層能形成裝填有(一種或多種)活性物質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)的滲濾簇。
實施例2根據(jù)客體物質(zhì)動態(tài)調(diào)整的納米口袋向由30％棉和70％聚酰胺組成的、每平方米重量為165g的已煮沸并漂白的混紡織物上通過浸漬涂敷整理制劑，所述整理制劑在下面又稱作涂層物料，并且它代表將在織物制成后涂敷的客體物質(zhì)(即活性物質(zhì))的宿主體系。固著在纖維表面的整理劑相對于未處理織物的干重的質(zhì)量分數(shù)為8％。將混紡織物用含有涂層物料的整理液浸漬后，使其在130℃下干燥60秒，并且使在干燥過程中形成的含有納米口袋的整理劑層在150℃下固著180秒。浸漬液含有下列組分表2實施例2的整理制劑
Subitol ES(Bezema AG)是一種基于陰離子表面活性劑的交聯(lián)和嵌段助劑。
DICRYLAN AS是一種用于紡織纖維材料的水性涂層的可化學(xué)/熱交聯(lián)的非離子型聚丙烯酸酯分散體。
Pluriol P 600(BASF)是一種平均摩爾質(zhì)量為約600g/ml的聚丙二醇，它用于抑制泡沫、賦予可溶性、改變極性和稠度。
LYOFIX MLF(ERBA)是一種甲醛含量較低的部分醚化的非離子型六羥甲基蜜胺樹脂，它用作纖維素及纖維素與合成纖維的混合物的尺寸穩(wěn)定性整理劑。與基于蜜胺的常規(guī)交聯(lián)劑比較，它具有較低的甲醛含量以及非常好的緩沖效果，并達到良好的洗滌和熨燙/縮水值(shrinkage value)、良好的基本效果和非常好的性能。
暴露于含有20％異辛醇——親油性健康物質(zhì)的模型物質(zhì)(modelsubstance)——的水性乳劑中12小時后，由該整理液產(chǎn)生的整理劑層的辛醇吸收最高達層質(zhì)量的16％。將整理劑層用50％水/乙醇溶液裝填并萃取三次后，仍可重現(xiàn)最初測定的16％辛醇吸收。
該試驗表明，即使是最終的用戶，也可用親油性物質(zhì)反復(fù)裝填整理劑層，在該情形中他可自由選擇整理劑層的功能性以反映其需求。
實施例3用于神經(jīng)性皮類患者的具有納米口袋的功能化整理劑在染色前對由聚酯和合成彈力纖維組成的、每平方米重量為230g的針織物進行化學(xué)清洗以除去纖維制劑，然后進行染色。使用先涂敷針織物背面一側(cè)(間歇式浸軋)然后涂敷外層的涂敷系統(tǒng)以將涂層物料涂敷到已染色并干燥的針織物上，其中涂層物料作為宿主體系，能吸收作為客體的親油性活性物質(zhì)，例如牛至或牛蒡?qū)俚母刻崛∥锏姆犹妓?、法呢醇或?亞麻酸(月見草油)。整理劑層的功能性僅由穿著衣服的人通過選擇待涂敷的活性成分來確定。牛至和牛蒡?qū)俚母刻崛∥锞哂袣⒄婢鸵志饔茫卮純H具有抑菌作用，并且月見草油能緩解由神經(jīng)性皮炎引發(fā)的皮膚搔癢。含有納米口袋的涂層通過以下方法制備用下述整理液浸漬針織物，然后使其在120℃干燥80秒，并在160℃固著180秒。所涂敷的整理劑層的質(zhì)量為針織物干重的12％。整理劑層的組分及其濃度列在下面。
表3實施例3的整理制劑
Invadin PBN(ERBA)是一種由乙氧基化的脂肪醇和脂族醚醇組成的表面活性制劑，它用作拒水和拒油整理劑的特殊的交聯(lián)劑。
Perapret HVN是一種由BASF提供的可熱交聯(lián)的陰離子型聚丙烯酸酯分散體，用于整理由纖維素及纖維素與合成纖維的混合物組成的梭織品和針織品。
Pluronic PE 3100是一種通過使環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷共聚制造的BASF的產(chǎn)品，它用作低泡表面活性劑。
Drapal GE 202(Akzo Chemie)是一種含有疏水性烷基和親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)是一種甲醛含量較低的部分醚化的非離子型六羥甲基蜜胺樹脂，它用作纖維素及纖維素與合成纖維的混合物的尺寸穩(wěn)定性整理劑。與基于蜜胺的常規(guī)交聯(lián)劑比較，它具有較低的甲醛含量以及非常好的緩沖效果，并達到良好的洗滌和熨燙/縮水值、良好的基本效果和非常好的性能。
對于用上述制劑制造的整理劑層，通過從一側(cè)對含有涂層的針織物的一側(cè)進行噴霧，使其裝填牛至或牛蒡?qū)俚母刻崛∥锖头卮嫉乃匀閯?。暴露十二小時后，輕柔洗滌一片針織物并使其干燥。然后將一塊洗滌過的含有活性成分的針織物與一塊未處理的針織物一起放置在霉菌侵襲過的瓊脂凝膠上，并將其置于30℃的溫濕條件調(diào)節(jié)箱中三天。
三天后，未處理的針織物塊上大量長滿了霉菌培養(yǎng)物，而含有整理劑并裝填了牛蒡?qū)俑刻崛∥锖头卮嫉尼樋椢飰K則通過活性物質(zhì)的解吸完全阻止了該樣品覆蓋的瓊脂層上的霉菌生長。
該實施例表明，在該例中宿主層的裝填和客體物質(zhì)的解吸根據(jù)預(yù)期的應(yīng)用施加殺真菌和抑菌作用。
實施例4具有吸臭(odor-absorbing)作用的整理劑將由30％棉和70％聚酯組成的混紡織物預(yù)先洗滌后進行染色并干燥。織物表面通過施加具有如下組成的整理劑層進行功能化表4實施例4的整理制劑
Subitol LS-N是一種基于增效表面活性劑(synergisticsurfactant)混合物的低泡的陰離子型交聯(lián)劑，它由Tübingen的CHT公司出售。
Methocell 311是一種由DOW Europe S.A.生產(chǎn)的纖維素醚。
Knittex FPC(ERBA)是一種基于改性的乙二醛交聯(lián)劑的非離子型反應(yīng)物交聯(lián)劑，用于纖維素制品及其混合物的低甲醛、耐煮洗、免燙整理。
Knittex催化劑MOF(ERBA)是一種基于鎂鹽的液體酸供體(aciddonor)，它優(yōu)選用于將高級整理劑涂敷到纖維素制品上。
偶氮二異丁腈用作析出N2的膨脹劑。
整理液中所含的化學(xué)品一方面確保納米口袋結(jié)構(gòu)的形成以及適于吸收親油物質(zhì)的極性，另一方面確保吸附劑進行快速吸附和解吸所需的層的多孔性。為制造功能層，將織物用上述整理液(液體吸附80％)浸漬并在110℃干燥180秒。功能層隨后通過用拉幅機凝聚而在150℃下固著3分鐘。為防止所吸附的物質(zhì)暴露于細菌侵襲——這原本經(jīng)常發(fā)生，在整理劑層中裝填有少量的法呢醇(整理劑層重量的約2％)。
用法呢醇裝填后，將實施例4所述的整理劑用于吸附散發(fā)出濃厚氣味的物質(zhì)，例如餐館或餐館廚房中遇到的物質(zhì)。餐館工作人員的工作服使用實施例4的整理劑后，所述工作服或這類型男女外衣不再受到任何氣味的侵擾，即使在穿著三天后也是如此。所述法呢醇的吸味性能即使在衣服反復(fù)洗滌后也得以保持，其中衣服或整理劑層必須在每次洗滌后用法呢醇裝填。
實施例5具有納米口袋和籠狀分子的雙組分整理劑由100％聚酰胺組成的針織物除去纖維軟化劑后進行染色并干燥。隨后第一道工藝步驟中用形成納米口袋的化學(xué)品浸漬針織物，并在120℃干燥2分鐘。在第二道工藝步驟中，通過單側(cè)間歇式浸軋用含有經(jīng)羧化作用改性的陰離子型葡聚糖(籠狀分子)的懸浮液進行涂敷，其中籠狀分子預(yù)先裝填有銀絡(luò)合物。接著，進行干燥并使兩種宿主體系(納米口袋和籠狀分子)化學(xué)固著，這兩種宿主體系的功能性由于優(yōu)勢電荷不同(納米口袋宿主為非離子型，而籠狀分子宿主為陰離子型)而不同。涂敷到針織物上的形成納米口袋的整理劑的質(zhì)量占10％，而含有葡聚糖的整理劑的質(zhì)量占1％，均相對于未整理的針織物的質(zhì)量計。在第一道工藝步驟中涂敷的、殘留水分為72％的涂敷液中的成分如下所示表5實施例5的第一整理制劑
BERMOCOLL E 230 FQ(Akzo Nobel)是一種非離子型的水溶性纖維素醚(低粘度級的乙基羥基乙基纖維素)，它提高水基產(chǎn)品的稠度和穩(wěn)定性。
Pluronic P 3500(BASF)是聚丙二醇和環(huán)氧乙烷的嵌段共聚物，并且基本用作非離子型表面活性劑。
在第二道工藝步驟中，通過間歇式浸軋從一側(cè)涂敷到衣服隨后的裝填側(cè)(bearing side)上的葡萄糖懸浮液由下列組分組成表6實施例5的含有葡聚糖的第二整理制劑
該整理劑反映了用于貼身穿著的衣物的多功能層，其中穿戴者具有干燥、鱗狀或易感染的皮膚。所述整理劑具有銀裝填的葡聚糖籠狀分子的顯著的殺菌作用，并且皮膚還通過納米口袋中裝填的活性成分得以重新潤滑并增濕，產(chǎn)生抑菌作用。為此，將含有納米口袋的功能層用含有亞麻子油、尿素、γ-亞麻酸和法呢醇的水性乳劑裝填12小時，并且在模擬人類皮膚的凝膠上檢測析出作用數(shù)天。上述活性物質(zhì)在Franz擴散池中解吸四天后，僅能檢測到納米口袋結(jié)構(gòu)中最初存在的活性物質(zhì)質(zhì)量的約17％。正如所預(yù)料的，其余的83％的活性物質(zhì)質(zhì)量存在于模擬人類皮膚的擴散凝膠中。
基于整理劑層的上述多功能性，其在貼身穿著的衣物中的使用對于神經(jīng)性皮炎患者而言是絕對理想的。
實施例6其他具有納米口袋和籠狀分子的雙組分整理劑由100％聚酰胺組成的針織物在預(yù)先清潔后進行染色、清洗并用單寧進行后處理。已干燥的針織品首先用形成納米口袋的化學(xué)品進行整理，類似于實施例5。在接下來的工藝步驟中，用銀沸石的懸浮液進行噴涂。隨后的干燥和凝聚即將兩種宿主體系(納米口袋和銀沸石)固著在針織物上。所選擇的涂敷量與實施例5所述的量類似。第一道工藝步驟中涂敷的化學(xué)品經(jīng)涂敷后，其殘留水分為75％。噴涂到針織物上的含有銀沸石的整理液由下列組分組成表7實施例6的含有銀沸石的整理制劑
由兩種宿主體系組成的整理劑層的功能性可用于實施例5中提及的預(yù)期應(yīng)用。使用未裝填或裝填有其他物質(zhì)(除銀以外)的沸石使得能夠產(chǎn)生其他功能性。
在使用熱固化和/或UV或藍光固化的整理劑的情形中，接受活性成分和活性物質(zhì)(客體或藥物)的宿主體系由熱固化和/或UV或藍光固化的預(yù)聚物或單體以及至少一種具有間隔功能的組分和表面活性劑組成。通過該方法構(gòu)建的宿主體系可通過含有活性成分和活性物質(zhì)的水性乳劑溶脹，并且能吸附乳劑中所含的活性成分和活性物質(zhì)并將其再次釋放。
表面活性劑為含有反應(yīng)基的單體和/或聚合物，其HLB值在3和16之間，優(yōu)選在8和12之間波動。典型的表面活性劑包括山梨醇月桂酸酯或硬脂酸酯、單酸甘油酯和甘油二酯，具有10至30個EO單元的乙氧基化和/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)，它們與親核主導(dǎo)的反應(yīng)基例如氨基和羥基官能團形成加成或縮合產(chǎn)物。
幫助確定整理劑層溶脹情況的間隔物質(zhì)通常為RG-RS-RG型。RG對應(yīng)于UV或藍光固化的反應(yīng)基或與這樣的反應(yīng)基交聯(lián)的官能團，并且RS對應(yīng)于使間隔物質(zhì)特性化的殘基，例如聚醚、聚酯或插烯物鏈[-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
確定間隔物質(zhì)親水性或疏水性的殘基RS的鏈長由n和x限定，其中n優(yōu)選大于5且小于30，并且x優(yōu)選在2和4之間。
實施例7UV固化的抑菌整理劑將由棉和聚酯組成的、每平方米重量為170g的織物經(jīng)預(yù)處理(退漿并漂白)后進行染色并干燥。然后將織物用健康活性成分和形成“微米口袋”的涂層組分浸漬，其化學(xué)固著僅在織物通過UV固化干燥后才發(fā)生。使用UV固化的、生成納米口袋的整理劑組分使得能夠在制造整理劑層的同時使用健康活性物質(zhì)，而不必擔(dān)心其化學(xué)改變或熱引起的物質(zhì)損失。
以下具有抑菌作用的整理劑的制劑說明了該實施例表8實施例7的可UV固化的抑菌整理制劑
將整理液用軋液機涂敷到織物上，收縮效應(yīng)(pinch-off effect)為75％，并且用拉幅機在110℃下干燥2分鐘。
整理劑層穿過拉幅機后，立刻進行UV固化。整理劑層的固化在保護性氣氛下在UV通道中持續(xù)2.5秒。
用該方法整理的織物的特征在于弱疏水性和抑菌作用。該織物制成的衣物經(jīng)洗滌后，可用法呢醇使抑菌作用再生。
實施例8可UV固化的、可再裝填的整理劑涂層將每平方米重量為180g/m2的、預(yù)先清潔的已染色聚酰胺織物用5g/l的Rewin RT(BEZEMA AG)溶液浸漬以改善染色牢度。在第二步中，用拉幅軋液機將已預(yù)處理并干燥的織物用水性乳劑形式的整理制劑浸漬。乳劑的制備和組成將在下面描述。
乳劑由下列組分制備表9實施例8的可UV固化的整理制劑
OTA 480為UCB出售的丙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
Superonic PE/F 108為Unicema的乙烯基醚烷氧基化物(約14,000g/mol)。
UVR 6105表示Dow的環(huán)氧樹脂。
將水和Superonic PE/F 108充分混合在一起。向該混合物中分小份加入OTA 480、UVR 6105、Pluronic PE 6200、乙基羥基乙基纖維素、山梨醇單月桂酸酯和2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。
隨后，將用拉幅軋液機(tentering frame foulard)以相對于紡織品干重的80％的施用率用液體浸漬過的織物在120℃干燥2分鐘，并在干燥后穿過UV通道以使整理劑層固著。UV通道中的反應(yīng)時間在5.5kW/m2的特定輻射功率下為2.5秒。UV通道優(yōu)選充滿保護性氣體，例如氮氣、CO2或氬氣，以便一方面在丙烯酸酯的自由基固化過程中避免任何不想要的氧化過程，并在另一方面防止臭氧的形成。
以這種方式生產(chǎn)的織物整理劑的區(qū)別在于優(yōu)良的宿主特性，而這些宿主特性的特征又在于宿主層良好的溶脹能力以及對親油物質(zhì)的高親和力。以所述方式制造的層表現(xiàn)出每克宿主層23mg異辛醇(用于治療和/或美容的活性物質(zhì)的模型物質(zhì))的比物質(zhì)吸收。宿主性能的另一個基本標(biāo)準是各衣物經(jīng)洗滌后宿主層的再裝填。整理劑層再裝填的能力在五次洗滌后仍然為原異辛醇吸收能力的82％。
除了與可UV固化的整理劑層的功能性有關(guān)的性能外，還必須提及其有成本效益的制造方法，因為省略了通常發(fā)生的高溫固著作用。使用UV固化的整理劑組分使得能夠在制造整理劑層的同時使用或添加所需的活性物質(zhì)，而不必擔(dān)心其化學(xué)改變或熱引起的物質(zhì)損失。
權(quán)利要求
1.一種用于在紡織纖維和織物上制造整理劑的整理制劑，包括一種可交聯(lián)的聚合物粘合劑、一種表面活性劑和一種通用的多官能交聯(lián)劑，其特征在于該組合物包括可交聯(lián)的間隔物質(zhì)，并且它在與優(yōu)選親油改性的聚合物粘合劑結(jié)合后，能制造出具有可被極性-質(zhì)子性和/或極性-非質(zhì)子性物質(zhì)溶脹的納米口袋的、可反復(fù)裝填活性物質(zhì)的聚合物整理劑層。
2.權(quán)利要求1的整理制劑，其特征在于聚合物粘合劑選自可交聯(lián)的、脂肪改性的水乳化的C2至C18丙烯酰基聚合物、環(huán)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.權(quán)利要求1或2的整理制劑，其特征在于聚合物粘合劑相對于待制造的整理劑層的干物質(zhì)含量以40至80％、優(yōu)選50至65％的百分比存在。
4.權(quán)利要求1至3中一項的整理制劑，其特征在于加入多功能的人造樹脂化合物，優(yōu)選α-氨基烷基化產(chǎn)物，例如羥甲基化和/或甲氧基化的乙烯脲或蜜胺化合物作為交聯(lián)劑。
5.權(quán)利要求1至4中一項的整理制劑，其特征在于交聯(lián)劑相對于待制造的整理劑層的干物質(zhì)含量以5至40％、優(yōu)選10至20％的百分比存在。
6.權(quán)利要求1至5中一項的整理制劑，其特征在于間隔物質(zhì)選自聚醚鏈，優(yōu)選聚氧乙烯、聚氧丙烯、嵌段聚合物、和/或C2至C18鏈，所述聚醚鏈優(yōu)選帶有末端羥基、氨基、羰基、羧基、酰胺、異氰酸酯、N-羥甲醇或甲氧基-N-甲醇官能團。
7.權(quán)利要求1至6中一項的整理制劑，其特征在于間隔物質(zhì)相對于待制造的整理劑層的干物質(zhì)含量以5至40％、優(yōu)選10至25％的百分比存在。
8.權(quán)利要求1至7中一項的整理制劑，其特征在于加入選自下列的物質(zhì)作為交聯(lián)催化劑氯化鎂、單碳酸和多碳酸或者作為酸析出化合物的酯。
9.權(quán)利要求1至8中一項的整理制劑，其特征在于交聯(lián)催化劑相對于待制造的整理劑層的干物質(zhì)含量以1至8％、優(yōu)選2至4％的百分比存在。
10.權(quán)利要求1至9中一項的整理制劑，其特征在于加入HLB值在3至15范圍內(nèi)的陰離子和非離子物質(zhì)作為表面活性劑，其中表面活性劑選自甘油檸檬酸酯、甘油月桂酸酯、脂肪改性的失水山梨糖醇衍生物——優(yōu)選選自山梨糖醇酯類和聚山梨糖醇酯類系列的乳化劑、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.權(quán)利要求1至10中一項的整理制劑，其特征在于表面活性劑相對于待制造的整理劑層的干物質(zhì)含量以2至25％、優(yōu)選5至8％的百分比存在。
12.權(quán)利要求1至11中一項的整理制劑，其特征在于在制造整理制劑層的同時加入能析出CO2和/或N2并且/或者為非反應(yīng)性的具有溶脹作用的物質(zhì)，以控制整理劑層-纖維復(fù)合物中滲濾結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生和空間膨脹。
13.權(quán)利要求12的整理制劑，其特征在于析出CO2和/或N2發(fā)泡氣體的物質(zhì)包括選自乙酰乙酸、2，2’-偶氮二異丁腈和2，2’-偶氮二-(2-甲基丙烷)的有機物質(zhì)，以及/或者與析出酸的催化劑結(jié)合從而析出CO2的無機物質(zhì)——碳酸氫鈉。
14.權(quán)利要求12的整理制劑，其特征在于優(yōu)選加入沸點為60至200℃、優(yōu)選120℃的乙酸乙酯，乙二醇-甲醚乙酸酯和/或二甘醇二甲基醚作為極性非反應(yīng)性溶脹溶劑。
15.權(quán)利要求1至14中一項的整理制劑，其特征在于溶脹物質(zhì)相對于待制造的整理劑層的干物質(zhì)含量以1至15％、優(yōu)選2至5％的百分比存在。
16.權(quán)利要求1至15中一項的整理制劑，其特征在于它包括選自環(huán)糊精、樹枝狀聚合物和/或葡聚糖的籠狀分子。
17.權(quán)利要求1至16中一項的整理制劑，其特征在于籠狀分子相對于待制造的整理劑層的干物質(zhì)含量以1至20％、優(yōu)選8至15％的百分比存在。
18.前述權(quán)利要求中一項的整理制劑，其特征在于它可用100nm至400nm的UV范圍內(nèi)的光或400nm至800nm的可見光范圍內(nèi)的光交聯(lián)。
19.權(quán)利要求18的整理制劑，其特征在于它包括熱固化和/或UV或藍光固化的預(yù)聚物或單體以及至少一種具有間隔功能的組分和表面活性劑。
20.用于紡織纖維和織物的整理劑，其特征在于它使用前述權(quán)利要求中一項的整理制劑制造，并且可通過極性-質(zhì)子性和/或極性-非質(zhì)子性物質(zhì)溶脹，并且它在溶脹狀態(tài)下具有可反復(fù)裝填活性物質(zhì)的納米口袋。
21.權(quán)利要求20的整理劑，其特征在于納米口袋就其空間膨脹而言表現(xiàn)為隨機分布。
22.權(quán)利要求20的整理劑，其特征在于納米口袋尺寸的上限為500nm。
23.權(quán)利要求20的整理劑，其特征在于它表現(xiàn)出微米級或中級毛細作用，其中微米孔和中孔的尺寸范圍為1至25μm。
24.權(quán)利要求20至23中一項的整理劑，其特征在于它包括選自環(huán)糊精、樹枝狀聚合物或葡聚糖或其混合物的籠狀分子。
25.權(quán)利要求20至24中一項的整理劑，其特征在于它包括銀沸石。
26.制造權(quán)利要求20至25中一項的紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于使用至少一種權(quán)利要求1至19中一項的整理制劑。
27.權(quán)利要求26的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于使用標(biāo)準工業(yè)涂敷技術(shù)將整理制劑涂敷到紡織纖維和織物上，然后干燥并固著，所述標(biāo)準工業(yè)涂敷技術(shù)例如軋染、涂布或噴霧。
28.權(quán)利要求27的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于使用常規(guī)的工業(yè)設(shè)備——例如拉幅機或熱風(fēng)烘燥機——將整理過的紡織纖維和織物在50至150℃的溫度下干燥30至180秒。
29.權(quán)利要求27或28的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于在固著整理劑層時，根據(jù)所使用的聚合物/交聯(lián)體系，優(yōu)選使用熱反應(yīng)裝置和/或UV或藍光輻射的反應(yīng)裝置。
30.權(quán)利要求29的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于熱固著在120至200℃、優(yōu)選140至160℃的溫度下發(fā)生。
31.權(quán)利要求29的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于化學(xué)固著在織物已通過UV或藍光固化而干燥后發(fā)生。
32.權(quán)利要求31的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于將100nm至400nm的UV范圍內(nèi)的光或400nm至800nm的可見光范圍內(nèi)的光用于固著。
33.權(quán)利要求31或32的方法，其特征在于基于丙烯酸酯的整理劑層在保護性氣氛下固著。
34.權(quán)利要求31至33中一項的方法，其特征在于活性物質(zhì)在固著前就已加入到整理劑組分中。
35.權(quán)利要求26至34中一項的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于打底層的涂敷先于整理劑層的涂敷進行，其中涂敷含有反應(yīng)基的打底層以提高宿主體系的洗滌性能，尤其是合成纖維材料中的宿主體系的洗滌性能。
36.權(quán)利要求26至35中一項的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于還將籠狀分子涂敷到待整理的紡織品上。
37.權(quán)利要求26至36中一項的制造紡織纖維和織物上的整理劑的方法，其特征在于完全固著的整理劑層通過極性-質(zhì)子性和/或極性-非質(zhì)子性物質(zhì)溶脹，優(yōu)選通過活性物質(zhì)的水性乳劑溶脹，在此過程中，整理劑層中的微米口袋用活性物質(zhì)裝填。
38.由選自紡織纖維和織物的載體材料和涂敷到載體材料上的權(quán)利要求20至25中一項的整理劑組成的紡織品。
39.權(quán)利要求38的紡織品，其特征在于它設(shè)計成紡織物，并且至少一側(cè)具有前述權(quán)利要求20至25中一項的整理劑。
40.權(quán)利要求39的紡織品，其特征在于第二側(cè)具有整理劑，所述整理劑包括選自下列的籠狀分子環(huán)糊精、樹枝狀聚合物或葡聚糖或其混合物。
41.權(quán)利要求40的紡織品，其特征在于第二側(cè)具有包括銀沸石的整理劑。
42.權(quán)利要求38至41中一項的紡織品，其特征在于它可反復(fù)裝填至少一種活性物質(zhì)，優(yōu)選親油性的活性物質(zhì)。
43.權(quán)利要求38至42中一項的紡織品，其特征在于它裝填有至少一種活性物質(zhì)，優(yōu)選親油性的活性物質(zhì)。
44.權(quán)利要求42或43的紡織品，其特征在于所述至少一種活性物質(zhì)選自牛至或牛蒡?qū)俚母刻崛∥锏姆犹妓?、法呢醇或?亞麻酸(月見草油)、親油性止痛劑、激素或維生素、東莨菪堿、桂利嗪、敏克靜、尼古丁、肝素、抗組胺劑、雙氯酚酸鈉、甘油三硝酸酯。
45.前述權(quán)利要求中一項的紡織品，其特征在于所涂敷的整理劑層的質(zhì)量相對于紡織品的干重為1至10％，優(yōu)選2至4％。
全文摘要
本發(fā)明涉及整理制劑、整理層、整理過的紡織纖維和紡織織物以及用于整理紡織纖維和紡織織物的方法。用本發(fā)明生產(chǎn)的紡織品可多次接受活性物質(zhì)或活性成份，并且根據(jù)其應(yīng)用功能，可以非定向地釋放到周圍介質(zhì)中，或者通過局部導(dǎo)向的物質(zhì)流定向釋放到直接相鄰的層中。整理層的特征在于其溶脹性和其接受活性物質(zhì)的能力。聚合物層在溶脹過程中形成能接受一種或幾種客體分子的納米口袋。當(dāng)穿著經(jīng)過處理的衣物時，活性物質(zhì)通過體溫、水分、摩擦和移動被釋放并解吸出來。與已知的基于環(huán)糊精的“智能生物紡織品”相反，本發(fā)明能多次向紡織品的表面涂敷基本上更寬范圍的活性物質(zhì)。所述活性物質(zhì)可在穿著裝填過的紡織品時釋放出來，并可被穿著者皮膚經(jīng)表皮或經(jīng)皮吸收，并且它們對目標(biāo)位置施加所需作用。
文檔編號D06M15/333GK101023213SQ200580031279
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者O·馬特, W·馬特, S·安杰赫納, M·邁耶, U·邁耶, U·馮阿克斯, R·韋伯, O·昆茲, C·克利瓦茲, M·霍克斯特拉瑟 申請人:舍勒紡織股份公司