專利名稱：用于絲接枝的方法和產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于絲(silk)處理的方法和產(chǎn)品，特別是用甲基丙烯酸酯單 體"^^對(duì)40^的接枝技術(shù)。
背景技術(shù)：
脅工
脅工包脅下步驟 艦
術(shù)語(yǔ)(煮練)是指部分或完全去除包覆在絲纖維的兩根絲心蛋白長(zhǎng) 絲周圍的皿。絲^CJ^I^絲絲、手感,、夕N JL暗并具有泛黃到黃
綠色的顏色。只有 ^后，絲才真正獲得R光';f^其柔抝復(fù)、光滑的手感，
該手感可以通過(guò)染色后的整理工藝進(jìn)一步提高。才娥所需要的MJL而定，脫 m^可能總計(jì)2-30 %的重量損失。 *增重
絲增重是指#^屬鹽、植物材料或合成物質(zhì)引AJij絲心蛋白中以彌補(bǔ)艦
過(guò)程中的重量損失。另外，在該過(guò)程中還ii^了纖維體積的增加以;sje;;^手
感的改善。通常在染色前，在染缸中，在巻絲棒(stick)上，或在專門的離心機(jī)、
絞紗洗滌M連續(xù)開(kāi)幅洗涂機(jī)中對(duì)絞紗進(jìn)^^重。增重劑被固著，使得^*有 耐洗牢度。用糊精等水溶性^^進(jìn)行的增重增加了重量，而纖維性^Jl不會(huì) 產(chǎn)生永久性的改善。
如今，已知數(shù)十年的方法，磷酸^^錫增重(礦物增重)，僅起次要的作用。
連續(xù)用氯^^ (IV)和磷^IUi鈉的水^^t:戯。在纖維中形成的堿性磷酸 鵬著在^ ^浴中被轉(zhuǎn)化成耐水洗的>!^^頓鹽。增重度絲于錫鹽和磷 酸鹽處理次數(shù)；有可能增重大于100%。增重^于生絲重量計(jì)。假設(shè)增重', 彌補(bǔ)了40^過(guò)程中狄的重量損失，則該絲被稱為常態(tài)的(par)。例如，在常 ,^i以上50%意味著100kg的生絲重量已增加了 50kg。 漂白
在多數(shù)情況下，存^ii^中的有^料在皿過(guò)程中^J^去。為了獲得 透明的白色色調(diào)和亮艷的淺色調(diào)，可以使用氧^^還原性漂白。漂白通常在脫 M進(jìn)行。可用于絲的還原性漂白劑為二氧化琉、連二ilL5;l[^鹽或亞石^lL鹽。 相對(duì)^i^性漂白劑，^i^二氧^^，因?yàn)槠湟邹k、^ ^纖維##性。 (引自Ullmann，s Encyclopedia of Industrial Chemistry (烏爾曼工業(yè)化學(xué) 大全)，2007年發(fā)行，第7版)。
i^口工中的，步驟^色、印; ￡^##整理。
絲纖維顯示了許多出色的性能，如手感、光澤、可染性等等，這些性能使
之與雞天然和合成纖維區(qū)別開(kāi)來(lái)。另一方面，諸^m鈹'隨性、熱穩(wěn)定性、
洗涂A^損特性等一些次要的紡織品性能需要提高以擴(kuò)大絲消費(fèi)并需要符合消 費(fèi)者的要求。因此已開(kāi)發(fā)了許多技術(shù)以增加絲纖維的密度和改善其性能。利用 有^Wi行接枝e^皮認(rèn)為是為實(shí)現(xiàn)該目的一種有效的方式，并在過(guò)去的30年 中引起了科學(xué)家和^MO^員的讀。 賄技術(shù)
Masuhiro Tsukada研究了使用不同的引發(fā)劑將乙烯基單體接枝到絲 (Bombyx mori )上的方法 (Journal of Applied Polymer Science (2001)， 81 (6)， 1401-1409 )。在該出版物中測(cè)試的單體分別為甲基丙烯酸曱酯 (■)、曱基丙烯酰胺(MAA)和曱基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)。才娥該研究， 不管所用的"^(隨，HEMA，和MAA)，相應(yīng)于M0wt。/o到50wt。/o的增重，拉伸 強(qiáng)度降f^'J初始值(接枝前)的約60%。
中國(guó)專利申請(qǐng)CN1693574公開(kāi)了一種絲纖維的接枝和增重的方法，其包括 精練絲纖維、洗滌、干燥、銜顯等離子體處理并在30-55X:下包含乙烯基接枝單 體、非離子表面活性劑和溶劑的溶液中接;f狄理20-60 ^"l中。所述乙烯基# 為苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、曱基丙烯酸曱酯、甲基丙烯酸乙酯、曱基丙 烯酸丁酯、曱基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2-羥乙西旨及其';^^;。
另一個(gè)中國(guó)專利申請(qǐng)CN 1776032 //Hf 了一種40^蠶絲增重方法。才娥 該文獻(xiàn)，此方法包括將清水(800-1000重量份)引AJ，J染缸中，加入甲基丙烯 酰胺(MAA) (20-30重量份)助劑，加熱到40。C-60。C，將賄蠶絲(30重量份) 的筒管浸泡到染缸中8-20分鐘，加入曱酸(2.5-3.5重量份)和過(guò)硫酸銨(0. 7-0. 9重量份)，將itlL化IL^磺化St^表面活性劑引Ai'j另一個(gè)絲清水 的染缸中，加熱到60。C-80。C，并將皿后的筒管^A到該清水中。處理后的蠶 絲具有改善的懸垂性、厚實(shí)度(firmness)和-A7jo性。
Jutarat Prachayawarakorn和Wattana Klairatsamee研究了溶劑對(duì)由甲 基丙烯酸曱酯(隨)、甲基丙烯跣胺(MAA )及隠和MAA的混^接枝的Bombyx mori絲性能的影響(Songklanakarin J. Sci. Technol.，第27巻第6期， 2005年11-12月，第1233—1242頁(yè))。
賄技術(shù)的^泉
目前曱基丙烯^^在工業(yè)M^CJi被廣泛用作絲增重用的#。它具有很多
優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)良的光，;^手感、高增重率。但曱基丙烯跣胺的價(jià)格相當(dāng)高。并且
增重絲的耐黃變性能也變差。
本發(fā)明的目的和解決問(wèn)題的方案
^^發(fā)明的目的是
M^、材料脈
參提高接枝工藝的效率，
*獲得狄的贈(zèng)變性能，
簡(jiǎn)^^4支工藝和
改4#枝絲的質(zhì)量(如可染性)。
經(jīng)過(guò)許多實(shí)驗(yàn)室研究，本發(fā)明的發(fā)明A^5(Lil些目的可以通過(guò)4^1 (甲基) 丙烯酸酯iN^摻^^得以實(shí)現(xiàn)，該摻^^b包含(甲基)丙烯^fe和至少一種或 多種另外的甲基丙烯酸酯4^。所述M的另外的(曱基)丙烯酸酯^可以 選自瓶基(曱基)丙烯酸酯類，例如(曱基)丙烯酸2-羥乙S旨或(曱基)丙烯 ^丙酯，和選自(曱基)丙烯^tiJ旨類，特別是(甲基)丙烯酸曱酯。
術(shù)語(yǔ)"(曱基)丙烯酸S旨"代表丙烯酸的衍生物、甲基丙烯酸的衍生物及兩 種組分的^^。
這種組合的一個(gè)主魏點(diǎn)是材料^^低^JJ旨，膽別是曱基丙烯酸曱 酯，比曱基丙烯St^更宜得多。另外，當(dāng)接枝率和iN^產(chǎn)量^^在高水平或甚 JJ^提高的同時(shí)，絲的手感、強(qiáng)度、可染性可以得到改善。曱基丙烯酸曱酉旨是 相對(duì)"硬"的牟沐，這t木著它使聚^^更硬而羥JJ旨^^^相對(duì)軟。通過(guò) 選自這些#類別的4^的組合，接沖1^的石^1可以#^不同的應(yīng)用^>求而在寬范圍內(nèi)進(jìn)4亍調(diào)節(jié)。
可以將所有的化學(xué)品與絲^f加A^^容器中。如果存在JN^^物則 會(huì)^r便，該^^可一次性^加AJij^絲中，從而可以簡(jiǎn)4t^枝工藝， 并可大大斷氐引起"^1或不同轉(zhuǎn)的不一致比例或狄的可能性。
<2^_將這些#*^4豫混以得到均勻的濕^是困難的，由于這些#^ 此t間的溶觶^f艮低，并且甲基丙烯酰胺在純態(tài)下為固，質(zhì)。因此不可負(fù)諷 到在這些用于接枝目的的#之間具有合理比例的均勻液體。曱基丙烯酰胺比 較易溶于水(20.2wty。，在20。C下)。羥基酯容易溶于水。因itMc可倉(cāng)bl^了制 備這些牟沐兩者的均勻溶液的常M^h質(zhì)。不幸的是，甲基丙烯酸曱酯只 于 水。其在水中的溶解度在20'C下只有1.6wt%。曱基丙烯酰胺在甲基丙烯麟 乙酯中的溶解度也不夠大(在室溫下應(yīng)約10wt% )。曱基丙烯it^在甲基丙烯酸 曱酯中的溶解度相當(dāng)?shù)?在室溫下遠(yuǎn)逸小于5wt。/。)。因此，也將不可育總到具 有高M(jìn)的這些4^這些W^間具有合理比例的水溶液。
令人驚訝的是，本發(fā)明的發(fā)明Aitt^現(xiàn)了為實(shí)艱接枝目的包含水、曱 基丙烯驗(yàn)、羥基曱基丙烯酸酯和曱基丙烯酸曱S旨，并具有足夠的#^^*和 在不同^Mu司具有合it^合理比例的均勻液體;^^。
對(duì)接枝工藝具有^^響的主要#^:
-接^j^液的pH值，
-粉類型及其紋，
-不同牟本的組合，
-引發(fā)劑類型及其M，
-接雌液的齡狀況，
-絲與^igl液的重量比，
-溫度，
-^容器的類型;^ ^狀^^
-絲類型。
絲的增重可以擬艮大范圍內(nèi)變化:如必要的話，為M^的Owt% - 1000wt %。 ^^產(chǎn)量可以iifij50 wt%-85 wt%，特別是60 wt%-75 wt%，而目前在 工業(yè)中的通常^^產(chǎn)量為約50 wt %或更低。
^^發(fā)明的主要方面 發(fā)現(xiàn)了適用于絲接枝的包含甲基丙烯酰胺的#^^^物。該iM^^ 為MAA和冊(cè)MA的組合(HEMA可以由HEA、 HPMA和/或HPA代替)。實(shí)驗(yàn)表明許 多M的組合為部分或完全不起作用。
參發(fā)現(xiàn)了適用于絲接枝的包含甲基丙烯跣胺的JM^^物。該4^^^7 為MAA、 HEMA和MMA的組合。
參適用于絲^^斗支的由MAA、 HEMA 、 MMA和水《試的均勻液體〉'^^, # 體^J:足夠高以用于接枝工藝。這些組賴典型比例如24/18/18/40(重量比)。 以該比例，MAA在室溫下完全",。MAA只可在將其已1^^在4'C下大于一周后 才J^t結(jié)晶。隨可以完全溶解在;^^中，甚J^低于2C的溫度下也不會(huì)另 外形^4目。
*增重溶液中不同牟沐的舍量為
眼A在20wt0/。-99 wt。/o之間，to30wt%-85 wt。/o之間，最她50wt %-75 wt。/。之間
畫(huà)腿在0 wt%-50 wt。/o之間，艦0 wt%-30 wt。/o之間，最艦0 wt %-20 wt。/。之間
醒HEMA在1 wto/o-60wt。/o之間，她10wto/o-50wto/o之間，最艦20wt %-40 wt。/o之間。
4進(jìn)一步合適的4^例如為甲基丙烯^丙酯(HPMA)或前述羥基甲基丙 烯酸酯的混合物。HEMA和HPMA的混^可以在較寬比例下使用。
#:^^在水中的典型^1可以為在水中70 wt %-30 wt % ，優(yōu)選65wt %-45wt%，最^60 wt%-40 wt。/。的iN^^^。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將900kg冷去離子水引AJii^^^中，將其從室溫(RT)加熱到40TC(加 熱速率1 。C/分鐘)。同時(shí)打開(kāi)循環(huán)泵以偵容器中的液體^f)M^在熱和化學(xué)上均勻。
將28kg曱基丙烯^^p 12kg曱基丙烯酸2 -羥乙酯加AJiJ絲中并將其 從40X:加熱到50。C (1XV分鐘)。
將30kg M^絲的紗加AJ'J容器中，并將其從50'C加熱到60'C( l匸/分鐘)， 并在60匸下絲10棘將0. 7kg過(guò)石jll^銨(作為引發(fā)劑)和0. 2kg曱酸(以調(diào)節(jié)pH值為3)加入 到容器中，將其從60'C加熱到70。C (rC/分鐘)，并在70。C下保持120分鐘。 將接枝后的絲取出并用新鮮水將其清洗。
將增重的絲用表面活性劑在7(TC下清洗約10分鐘并將其在40'C水中浸泡 5練
將接4^的#烘箱中干燥。對(duì)接枝桿絲的絲稱重。 絲重量增加8 0 wt % 。 4i伸強(qiáng);l增加10%,
實(shí)施例2
將900kg冷去離子水填^Ai'J^jS容器中，將其從RT加熱到40'C (1。C/
分沖)。同時(shí)打開(kāi)循環(huán)泵以^^器中的液體##在熱和化學(xué)上均勻。
將16kg甲基丙烯跣胺、12kg甲基丙烯酸曱酯和12kg甲基丙烯酸2 -羥乙
酯加A^容器中并將其從4o。c加熱到50。c (rc/分蚱)。
將30kgm絲的紗加AJiJ容器中，將其從50'C加熱到60匸(1。C/分鐘)，
將0. 7kg過(guò)石;K^銨(引發(fā)劑)和0. 22kg曱酸(以調(diào)節(jié)pH值為2. 8 )加入 到容器中，將其從60。C加熱到70。C (rC/分鐘)，并^#120分鐘。 將接^t^的絲取出并用新鮮7jqf其清洗。
將增重的絲用表面活性劑在70。C下清洗約10 ^4中并將其在40'C水中浸泡 5^4中。將接;fi^的錄烘箱中干氣對(duì)接枝軒躲的絲稱重。 絲重量增加75 wt % 。拉伸強(qiáng)度增加5 % 。
實(shí)施例3
將870kg冷去離子水填^Aii^I容器中，將其從RT加熱到40。C (1。C/
分鐘)。同時(shí)打開(kāi)循環(huán)泵以^^器中的液體^f^t在熱和化學(xué)上的均勻。
將67kg包含24 wt %甲基丙烯^、 18 wt %甲基丙烯酸甲酉旨、18 wt %曱 基丙烯酸2-羥乙西旨和40 wt。/o水的^UpAS，J絲中并將其從40X:加熱到50 。C U。C/辨)。
將30kg艦絲的紗加AJ'J容器中，將其從5(TC加熱到60X: (l'C/分鐘)，將0. 7kg過(guò)石 ^ (作為引發(fā)劑)和0.18kg甲酸(以調(diào)節(jié)pH值為3. 2) 加WJ容器中，將其從60'C加熱到70。C (rC/分鐘)，并在70'C下，120分 鐘。
將接4it^的絲取出并用新鮮7joif其清洗。將增重的絲用表面活性劑在70'C 下清洗約10分鐘并將其在40。C水中浸泡5分鐘。使用的表面活性劑為陰離子表 面活性劑N-曱基-N-油?；?牛^^鈉鹽。
將接;f^的iL^烘箱中在85'C下干燥2小時(shí)。對(duì)接枝桿躲的絲稱重。
絲重量增加75 wt%。拉伸強(qiáng)度增加5%。
用于測(cè)量拉伸強(qiáng)度的儀器型號(hào)是AL-7000 S,銷售商名字是Gotech Testing machines CO. ，Ud,臺(tái)灣。
對(duì)單紗形i^試樣的4^性能測(cè)量是通過(guò)帶有100N載重單元、十字頭i^ 為30咖/min和計(jì)量絲力25咖的Universal Testing Machine (AL-7000 S)來(lái) 進(jìn)行的。最少測(cè)試10> 樣以得到斷裂載重的平均值。所有的^Lte'H^溫度 為23匸士 1X:輛目對(duì)5M^; 50% 士 5%下進(jìn)行。
權(quán)利要求
1、用于絲纖維增重的增重溶液，其除水之外包含20wt％-99wt％的MAA，0wt％-50wt％的MMA，1wt％-60wt％的羥基酯，所述百分?jǐn)?shù)是相對(duì)于單體混合物。
2、 相^要求1的用于絲纖,重的增重溶液，其除7jC^卜包舍 30 wt%-85 wt。/。的MAA，0 wt%-30 wt。/o的薩，10 wt%-50 wt。/。的^U旨，所述百分lbl相對(duì)于"M^^。
3、 相^要求2的用于絲纖維增重的增重溶液，其除7MJ卜包舍 50 wt%-75 wt。/。的MAA，0 wt%-20 wto/o的醒，20 wt%-40 wt的^iJ旨，所述百分lbi相對(duì)于^^^。
4、 ；M，J^"求l-3中任一項(xiàng)的用于絲纖維增重的增重皿，其中^iJ旨為曱 基丙烯酸2-羥乙酯。
5.JWJ要求1-3中^-項(xiàng)的用于絲纖維增重的增重溶液，其中錄酯為(甲 基)丙烯酸輕丙酯。
6、 扭力漆求1-3中任一項(xiàng)的用于絲纖維增重的增重溶液，其中^SJ旨為(曱 基)丙烯麟丙酯和(曱基)丙烯酸2-鞋乙酯的&^^。
7、 ；M'j要求1 - 6中任一項(xiàng)的增重溶液用于絲增重的用途。
8、 用^U'j要求1 - 6中任一項(xiàng)的增重溶液處理的絲。
9、 包含(甲基)丙烯鵬的(甲基)丙烯酸酯^^對(duì)絲進(jìn)行接枝的 方法。
10、 由;M，J^求9的方法得到的絲用于制備紡織品的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于絲纖維接枝的混合物和方法。該用于接枝的混合物包含20wt％-99wt％的MAA、0wt％-50wt％的MMA，和1wt％-60wt％的羥基酯，所述百分?jǐn)?shù)是相對(duì)于單體混合物。
文檔編號(hào)D06M14/00GK101314916SQ200710137910
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月28日
發(fā)明者G·施密特, H·王, R·馬丁, Z·張 申請(qǐng)人:羅姆有限公司