Способ водои маслоотталкивающей отделки текстильных материалов
СПОСОБ ВОДО- И МАСЛООТТАЛ- , КИВАЩЕЙ ОТДЕЖИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ , включающий обработку низкотемпературной плазмой в среде инертного газа при давлении ниже атмосферного и обработку фторсодержащим акриловым мономером, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода мономера и повышения устойчивости эффекта отделки к мокрым обработкам, обработку фторсодержащю акриловь м мономером ос5г цествляют в газовой фаёе 75-300 с после обработки низкотемпературной плазмой при плотности тока 0,1-0.3 мА/см и давлении 67-1330 Па 40-100 с.
СОЮЗ СОВЕТСХИХ
СОЦИА ЛИСТИК ЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51) D 06-И 14/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3546117/28-05 (22) 02.02.83 (46) 30.05.85, Бюл. В 20 (72) В.Л. Горберг, В.Г. Радугин, А.И. Иаксимов и В.Н. Иельников (71) Ивановский научно»исследовательский экспериментально-конструкторский машиностроительный институт (53) 677.862.512.1 (088.8) (56) 1. Глубиш П.A. Применение полимеров акриловой кислоты и ее производных в текстильной и легкой промышленности. К., "Легкая индустрия", 1975, с. 151-155.
2. Патент США В 3959104, кл. 204-104, онублик. 1976.
3. Nillard И., I.ee К., Pavlath А., "Graft-ро1ymerisation of acrylic
monomers on wool, in low-.temperatu«e plasma". Textile Research Jourпа1, 1972, v. 42, Ф 5, р. 307-313 (прототип).
„„Я0„„1158634 А (54)(57) СПОСОБ ВОДО- И NACJIOOTTAJI-, КИВАЮЩЕЙ ОТДЕЛКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ ИАТЕРИАЛОВ, включающий обработку низкотемпературной плазмой в среде инертного газа при давлении ниже атмосферного и обработку фторсодержащим акриловым мономером, о т— л и ч а ю шийся тем. что, с целью снижения расхода мономера и повышения устойчивости эффекта отделки к мокрым обработкам, обработку фторсодержащим акриловым мономером осуществляют в газовой фазе 75-300 с после обработки низкотемпературной плазмой при плотносЯ ти тока 0,1-0..3 мА/см и давлении
6?-1330 Па 40-100 с.
158634 2
Наиболее близким к изобретению является способ водо- и маслоотталкивающей отделки текстильного материала, а именно, шерстяной
S пряжи зах.пвчающ1 йся в поопитке
1 материала 1,4-5,0К-ным раствором в органическом растворителе фторсодержащего акрилового мономера с последующей сушкой и обработкой
1п низкотемпературной плазмой в среде инертного газа при давлении
7 мм рт.ст. и мощности разряда
30-70 Вт 1 37.
Недостатками данного способа являются низкая Экономичность процесса, так как степень прививки мономера достигает всего лишь 107, а также неустойчивость эффекта отделки к многократным мокрым обра20 боткам ввиду образования значительного количества гомополимера.
Цель изобретения — снижение расхода мономера и повью ение устойчивости эффекта отделки к мокрым обработкам.
Цель достигается тем, что согласно способу водо- и маслоотталкивающей отделки текстильных материалов, включающему обработку низкотемпературной плазмой в сре30 де инертного газа при давлении ниже атмосферного и обработку фторсодержащим акриловым мономером, обработку фторсодержащим акриловым мо. номером осуществляют в газовой фазе
75-300 с после обработки низкотемпеP атурной плазмой при плотности тока О, 1-.0,3 MA/cM и давлении 671330 Па 40-100 с.
1 1
Изобретение относится к текстильно-отделочному производству, а имен- но к технологии водо- и маслоотталкивающей отделки текстильных материалов из натуральных и синтетических волокон;
Известен способ водо- и маслоотталкивающей отделки текстильных материалов из натуральных и химических волокон пропиткой их водной эмульсией перфторалкилакрилата с последующей сушкой и термообработкой при 150 С в течение 5 мин. В процессе термообработки происходит полимеризация фторсодержащего акрило. вого мономера с образованием водои маслоотталкивающего защитного покрытия на поверхности текстильного материала
Недостатком этого способа является значительный расход дорогостоящего фторсодержащего мономера—
1,5-3,07. от массы ткани и неустой.чивость эффекта отделки к многократным мокрым обработкам, таким как стирка и химическая чистка.
Известен также способ отделки текстильных материалов из натуральных и синтетических волокон, заключающийся в активирующей обработке материала низкотемпературной плазмой в среде инертного газа, при давлении 67-1330 Па и плотности тока 1,2-2,0 мА/см с последующей прививкой акриловой кислоты из газовой фазы при давлении, близком к давлению насыщения. Обработка низкотемпературной плазмой вызывает гидрофилизацию поверхности материала и образование свободных
Щ радикалов, инициирующих привитую полнмеризацию акрилового мономера.
В результате улучшаются антистатические и грязеооталкивающие свойства материалов, а также повышаетъ45 ся их водопоглощающая способность f23.
Однако данный способ не может быть использован для прививки из-! вестных фторсодержащих акриловых мономеров с целью придания водои маслоотталкивающих свойств текстильным материалам; так как в усло-. вйях данного способа гидрофилизирующее действие плазмы столь велико, что после прививки указанных мономеров материал не приобретает водо- и маслоотталкивающих свойств.
При обработке низкотемпературной плазмой в условиях предлагаемого способа при невысокой плотности тока поверхность текстильного материала не только не приобретает гидрофильных свойств, но, наоборот,. приобретает гидрофобные свойства. Так, например, влагопоглощающая способность материала иэ полиэтилентерефталатного волокна снижается на ЗОХ. Таким образом создается возможность придания материалам водо- и маслоотталкивающих свойств путем последующей прививки фторсодержащих акриловых мономеров, обычно используемых для этого вида отделки. При этом в результате повышения степени прививки расход дорогостоящего мономера сни3 " 1158 жается до О, 1-0,?! от массы матери- ала, а, следовательно, резко повышается экономичность процесса, причем в результате уменьшения образования гомополимера возрастает ус.— тойчивость эффекта отделки к мокрым обработкам. Эффект отделки по предлагаемому способу не изменяется существенно после 15-20 стирок, в то время как по известному спо- f0 собу эффект отделки не устойчив к мокрым обработкам и снчжается с 5-6 баллов у исходного образца до
3-4.баллов после 15 циклов химической чистки (по стандарту США
ААТСС 1 18-1966 высший балл равен 8, а низший — 1).
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Обрабатываемый материал вначале активируют в низкотемпературной плазме тлеющего разряда в инерт- " ном газе в течение 40-100 с при плотности тока разряда 0,1-0,3мА/см и давлении 67-1330 Па, затем его помещают в емкость, содержащую пары фторсодержащего мономера, где на поверхности материала образуется тонкий слой привитого сополимера, вследствие чего поверхности материала сообщаются водо-, маслооттал.кивающие свойства. Давление паров иономера при этом поддерживают близким к давлению насыщения при 2022 С. Обработку в парах мономера 35 проводят в течение 75-300 с в зависимости от вида текстильного материала и мономера; При более низких значениях эффект ухудшается.
В качестве фторсодержащих акрило- 40 вых мономеров используют, например, "перфторгентилакрилат, перфторамилакрилат, со-гидроперфторбутилакрилат,и†гидроперфторпропилакрилат и их гомологи. После этого тексти- 45 льный материал готов к примене.нию и не.требует дополнительной обработки.. Образовавшиеся при актива- .
/ ции в низкотемпературной плазме на поверхности материала свободные 50 радикалы переходят в пассивное . состояние при взаимодействии с кислородом воздуха, поэтому непременным условием для протекания прививки является осуществление процесса 55 без доступа воздуха. При активации очень важно выдержать время обработки в разряде в пределах 40-100 c..
634 4 а плотность тока в пределах 0,10,3 мА/см . При меньших значениях этих параметров текстильный материал не активируется, а при более высоких — эффект значительно ухудшается вследствие того, что низкотемпературная плазма способна придавать поверхности гидрофильный характер.
Пример 1. Образец платьевой лавсановой ткани из текстурированных нитей артикул Н-3566, плотностью 170 г/м, размером
60 150 мм помещают в разрядник между плоскопараллельными электродами и откачивают воздух вакуумным насосом до давления 13 Па. После этого в систему подают аргон до давления 133 Па и зажигают разряд путем подачи на электроды переменного напряжения частотой 23,5 кГц.
После 75 с активации при плотности тока О, 1 мА/см разряд гасят, откачивают плазмообразующий газ до давления 13 Па и в систему подают пары предварительно обезгаженного перфторгептилакрилата.
Давление паров перфторгептилакрилата в системе поддерживают на уровне 90-100 Па, что несколько ниже давления насыщенного пара при комнатной температуре (160 Па).
Это необходимо для предотвращения .конденсации паров мономера в системе. После 300.с выдержки в парах мономерЬ в систему впускают воздух и образец вынимают из разрядника.
После обработки образец испытывают на маслоотталкиваемость по методу ЗИ.. Уровень маслоотталкивания соответствует 80 баллам. Капля воды, помещенная на образец, не растекается в течение нескольких часов. После двукратной обработки этой же ткани при тех же параметрах, но при более коротком времени обработки образца в парах мономера (75 с) удается довести уровень маслоотталкиваемости до 120 баллов. Немодифицированная ткань почти мгновенно смачивается маслом н водой.
Пример 2. Образец из платьевой лавсановой ткани согласно примеру 1 помещают в разряднике между плоскопараллельными электродами и обрабатывают при параметрах, указанных в примере 1, но давлейие плазмообразующего газа устанавливают 1330 Па, а время обработки в разряде — 100 с.
115863ч
Уровень маслоотталкивания образ-, ца после обработки соответствует
100 баллам, капля воды не растекается в течение нескольких часов.
Пример 3. Образец из плаще- 5 вой лавсановой ткани из текстурированных нитей артикул 52278, плотностью 200 r/м, размером 60 150 м помещают в разрядник между плоскопараллельными электродами и обрабатывают при параметрах, указанных в примере 1, но давление плазмообраэующего газа устанавливают 67 Па, плотность тока разряда — 0,2 мА/см, а время обработки в разряде — 100 с.
Уровень маслоотталкивания образца после обработки соответствует
100 баллам, капля воды не растекается в течение нескольких часов.
П р и и е р 4. Образец из плаще- 2б вой хлопчатобумажной ткани артикул 3217, плотностью 290 г/м, размером 60 150 мм помещают в разрядник между плоскопараллельными электродами и обрабатывают при параметрах, указанных в примере 1, причем в качестве мономера используют ы-гидроперфторпропилакрилат.
Давление паров мономера — 190 Па.
Давление насыщенного пара при комнат-30
< ной температуре — 250 Па. Время обработки в парах мономера — 200 с.
После двукратной обработки уровень маслоотталкивания составляет
90 баллов и оценивается по обще- З принятой методике, как хороший.
Капля воды не растекается в течение нескольких часов.
Пример 5. Образец из плащевой хлопчатобумажной ткани арти- 4в кул 32 17 плотностью 290 г/м, размером 60 .150 мм помещают в разрядник между плоскопараллельными электродами и обрабатывают при параметрах, указанных в примере 1, причем в 4s качестве мономера используют с0-гидроперфторбутилакрилат. Плотность тока разряда равна 0,3 мА/см и время обработки в парах моиомера 180 с.
Давление паров мономера 150 Па. Дав- б ление насыщенного пара при комнатной температуре — 210 Па. После двукратной обработки капля воды на образце не растекается в течение нескольких часов, а уровень маслоотталкивания составляет 90 баллов.
Пример 6. Образец ткани из компл -ксных капроновых нитей артикул 52203, плотностью 65 г/м обрабатывают прн параметрах, указан" ных в примере 1, а в качестве мономера используют перфторамилакрилат. Давление паров маномера—
150 Па. Давление насыщенного пара
l при комнатной температуре — 200 Па.
Время обработки в разряде 100 с, время обработки в парах мономера
150 с. После двукратной обработки уровень маслоотталкивания составляет 90 баллов.
Пример 7, Образец хлопчатобумажной ткани "миткаль" артикул 23, плотностью 110 г/м обрабатывают при параметрах, указанных в примере 1.
Время обработки в разряде — ч0 с.
После двукратной обработки уровень маслооталкивания ткани составляет
110 баллов, а капля воды не рас— текается в течение нескольких часов.
Пример 8. Образец плащевой ткани из текстурированных лавсановых нитей артикул. 52278, плотностью 200 г/м обрабатывают при параметрах, указанных в примере 1, но время обработки в парах мономера составляет 75 с. Уровень маслоотталкивания составляет 90 баллов.
Капля воды, помещенная на образец, не растекается в течение нескольких часов.
Пример 9. Образцы ткани артикул 52278, размером 60 60, плотностью 200 г/м из текстурированных лавсановых нитей подвергают двукратной обработке при следующих параметрах: время обработки в разряде — 75 с; время обработки в парах мономера — 75 с; плотность тока разряда 0,2 мА/см ; мономер— перфторгептилакрилат.
После этого образцы подвергают стирке в 10 л .моющего средства
"Лотос" с концентрацией ц г/л при
60 С в стиральной машине марки
"ЗВИ". Результаты стирки приведены в таблице.
Как видно из представленных результатов, даже после 2,5 ч непрерывной стирки (что соответствует 15-.
20 бытовым стиркам) показатель мас- лоотталкивания образцов остается на уровне 100 баллов и оценивается по общепринятой методике как хороший.
Исследование образцов тканей, обработанных при параметрах, ука1158634
Время стирки, мин
Показатель маслоотталкивания
Исходное маслоотталкивание, балл
Образец после стирки, балл
120
120
120
120
30, 120
120
120 !
110
120
120
120
120
120
150
100
Составитель Т. Смирнова
Техред С. Иовжии
Корректор Г. Решетник
Редактор М. Товтин
Заказ 3532/29 Тираж 458 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4
7 занных в примерах 1-8 показало, что водо-, маслоотталкивающая отделка устойчива к стиркам. Некоторое снижение показателя маслоотталкивания на 10 баллов наблюдалось только после 120 мин непрерывной стирки.
Таким образом, как следует иэ примеров, предлагаемый способ позволяет при более экономичном расходе
М дорогостоящих пе рфто рак риловых мономеров получить устойчивый к мокрым обработкам эффект. отделки.
