本申请涉及抗静电面料的领域,尤其是涉及一种起绒布的抗静电整理工艺。
背景技术:
所谓起绒织物是指通过起绒整理,使织物表面具有绒层或毛茸外观的织物。织物起绒加工的目的是为了改善织物的风格及外观,使织物表面增加毛型感和保暖性,织物变得蓬松厚实,手感柔软,服用效果提高,增加织物的附加价值。按照起绒方式的不同,一般分为经起绒和纬起绒两种,经起绒由绒经织成毛圈经割断后形成耸立在织物表面的绒毛;纬起绒是将部分绒纬的浮长割断后形成绒毛。
起绒织物的绒毛相互摩擦并产生大量静电,这些不易于去除,因此,起绒织物的抗静电性能一般较差。为了提高起绒织物的抗静电性能,一般采用棉纱和竹炭纤维等亲水性较好的纤维作为原料,并混纺入导电金属丝以提高起绒织物的抗静电性能。棉纤维表面具有大量亲水基团,竹炭纤维一般以粘胶为载体,与竹炭微粉母粒纺丝得到,因此,竹炭纤维表面同样具有较多亲水基团。那么,只需采用全棉纱作为底纱,纬纱采用金属丝和棉的包覆丝,绒经采用竹炭纤维。此时,金属丝交织于底纹上,只有竹炭纤维材质的绒毛直接与皮肤接触,起绒织物不但具有较好的抗静电性能,还能减少金属丝对皮肤的刺激感。
针对上述中的相关技术,发明人认为,虽然通过选用亲水性较好的棉纱和竹炭纤维、在纬纱中混纺入金属丝等方式,能够提高起绒织物的抗静电性能,但是在一些特殊应用场景下,还需要起绒织物有更好的抗静电性能。
技术实现要素:
为了改善目前常规的抗静电起绒织物抗静电效果仍需提升的问题,本申请提供一种起绒布的抗静电整理工艺。
本申请提供的一种起绒布的抗静电整理工艺采用如下的技术方案:
一种起绒布的抗静电整理工艺,包括以下工艺步骤:
s1、氧化处理,即将织造得到的起绒织物放入到氧化剂中进行氧化处理,得到氧化坯布;
s2、第一抗静电剂处理,即将步骤s1中得到的氧化坯布放入第一抗静电剂中进行处理,得到抗静电坯布a,所述第一抗静电剂中包含0.1-0.3wt%的壳聚糖;
s3、第二抗静电剂处理,即将步骤s2中得到的抗静电坯布a放入第二抗静电剂中进行处理,得到抗静电坯布b,所述第二抗静电剂中包含0.2-0.6wt%的氧化石墨烯;
s4、还原剂处理,即将步骤s3中的得到的抗静电坯布b放入到还原剂中进行处理,得到抗静电起绒布。
通过采用上述技术方案,步骤s1中,竹炭纤维和棉纤维经过氧化处理后,表面大量可及羟基被氧化为醛基。步骤s2中,壳聚糖通过与纤维表面的醛基反应而接枝到纤维表面。步骤s3中,带负电的氧化石墨烯被带正电的壳聚糖吸引并吸附于纤维表面,由于纤维上还残存有未参与反应的醛基,醛基具有较强的还原性,因此,能够将被吸附的氧化石墨烯还原成石墨烯并固着于纤维表面。步骤s4中,未被还原的氧化石墨烯被还原剂还原从而在纤维表面形成连续的石墨烯导电层,此时,不论是棉纤维还是竹炭纤维均具有较好的导电性能,并使竹炭纤维、棉纤维和金属丝相互导通,从而使最终得到的抗静电起绒布具有良好的抗静电性能。
可选的,所述步骤s1具体包括以下工艺步骤:
s11、碱预处理,即将织造得到的起绒织物放入浓度为15-17wt%的氢氧化钠溶液中浸渍15min,取出水洗至中性,烘干后得到碱处理坯布;
s12、氧化处理,即取步骤s11中得到的碱处理坯布放入到浓度为2g/l的高碘酸钠溶液中,避光浸渍1.5h,取出水洗后烘干,即得氧化坯布。
通过采用上述技术方案,步骤s11中,棉纤维和竹炭纤维在碱液中发生溶胀,从而使原本通过氢键紧密连接的大分子链打开,大大提高纤维上可及羟基的量。另外,纤维经过碱处理后无定型区增加,纤维的结晶度下降,从而进一步提供活性反应位点,从而使最终得到的氧化坯布上含有大量的醛基,以提高壳聚糖的接枝率。
可选的,所述第一抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
壳聚糖0.1-0.3%;
十六烷基三甲基溴化铵0.02-0.03%;
1wt%柠檬酸溶液余量。
通过采用上述技术方案,壳聚糖不溶于水但是溶于柠檬酸溶液,因此,第一抗静电剂中的壳聚糖均匀分散,在渗透剂十六烷基三甲基溴化铵的作用下壳聚糖更好的与织物纤维接触,从而更易于接枝于纤维。
十六烷基三甲基溴化铵作为阳离子季铵盐类表面活性剂不但能够作为渗透剂,其能够以静电吸附的方式吸附于织物,而十六烷基三甲基溴化铵具有较好的抗静电效果,以进一步提高织物的抗静电性能,故特定选择十六烷基三甲基溴化铵作为渗透剂。
此外,柠檬酸不但能够与纤维素发生酯化反应,柠檬酸还能与壳聚糖发生酯化反应,柠檬酸上的羧基还能够与壳聚糖上的氨基形成盐式键,因此,柠檬酸能够作为交联剂,使壳聚糖接枝到纤维上。也就是说,壳聚糖不但能够通过与纤维上的醛基反应而接枝到纤维表面,还能够在柠檬酸的作用下接枝到纤维表面,因此,特定选用柠檬酸溶液作为溶剂能够提高壳聚糖的接枝率。
但是,棉织物在柠檬酸溶液中处理后容易发生发黄现象,申请人意外发现,选用十六烷基三甲基溴化铵作为渗透剂还能够减少织物的发黄现象。
可选的,所述步骤s2具体包括以下工艺步骤:
s21、配置第一抗静电剂,即按照配比将各组分混合搅拌至全部溶解即可;
s22、整理,即取步骤s1中得到的氧化坯布,放入到步骤s21配置得到的第一抗静电剂中进行浸轧,采用二浸二轧的工艺,轧余率85%,在80℃的温度下预烘5min,在185-190℃的温度下焙烘1-1.5min,即得抗静电坯布a。
通过采用上述技术方案,浸轧壳聚糖和柠檬酸后,焙烘的温度必须进行严格的控制,这是由于,柠檬酸必须在足够高的温度下才能与纤维发生酯化反应,且温度越高,酯化反应程度越高,相应的,壳聚糖的接枝率也就越高。但是,温度越高,织物泛黄现象也就越严重。在选用十六烷基三甲基溴化铵作为渗透剂后,柠檬酸得到保护,织物即使在高温下也不易泛黄,也就能够采用更高的焙烘温度和更短的焙烘时间,从而提高生产效率。
可选的,所述第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
通过采用上述技术方案,申请人发现,在一定浓度范围内,随着氧化石墨烯浓度的提高,织物的抗静电性能越好,当氧化石墨烯的浓度在0.28-0.32wt%时,织物的抗静电性能较好。当氧化石墨烯的浓度高于0.32%后,织物的抗静电性能几乎没有发生变化,这是由于,织物表面能够结合的氧化石墨烯达到饱和。
另外,第一抗静电剂处理后,织物上引入了十六烷基三甲基溴化铵,除了壳聚糖外,十六烷基三甲基溴化铵同样具有对氧化石墨烯的吸附作用,并使氧化石墨烯通过离子键作用力依附十六烷基三甲基溴化铵周围,从而提高织物对氧化石墨烯的捕捉能力。因此,即使本申请中所使用的氧化石墨烯浓度较低,织物仍然能够捕捉较多氧化石墨烯,而氧化石墨烯的价格较高,降低氧化石墨烯的浓度大大降低了生产成本。
另外,十六烷基三甲基溴化铵的长链烷基的亲水性较差,而亲水性是影响织物抗静电性能的重要因素,氧化石墨烯吸附在十六烷基三甲基溴化铵周围能够对十六烷基三甲基溴化铵的长链烷基亲油链段进行遮蔽,从而降低十六烷基三甲基溴化铵对织物亲水性的影响,以进一步提高织物的抗静电性能。
可选的,所述第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
氧化石墨烯0.3%;
氯化钠0.8-1.2%;
渗透剂0.1-0.3%;
水余量。
通过采用上述技术方案,当氧化石墨烯的含量为0.3%时,织物的抗静电性能已经较好,虽然当氧化石墨烯的含量高于0.3%且低于0.32%时,织物的抗静电性能仍有提高,但是织物的抗静电性能增长率较低,而额外增加的成本较多。
可选的,所述步骤s3具体包括以下工艺步骤:
s31、第二抗静电剂配置,按照配比,将各原料混合搅拌均匀得到第二抗静电剂;
s32、浸渍,将步骤s2中得到的抗静电坯布a放入到步骤s31中得到的第二抗静电剂中,浸渍温度为98-100℃,浸渍时间30min,浸渍完成后取出水洗,得到浸渍坯布;
s33、烘干,即取步骤s32中的浸渍坯布烘干即得抗静电坯布b。
通过采用上述技术方案,步骤s32中的浸渍温度需要严格控制,这是由于,随着温度的提高,氧化石墨烯在织物内部的扩散运动增强,从而使织物更易于捕捉氧化石墨烯。但是,若浸渍温度过高,容易导致被捕捉的氧化石墨烯重新脱落。
可选的,所述还原剂包括以下质量百分比的组分:
胶原蛋白肽1.5-2%;
磷酸盐缓冲液余量;
其中,磷酸盐缓冲液的ph为6。
通过采用上述技术方案,胶原蛋白肽具有较强的还原性,能够将部分未被纤维上的醛基还原的氧化石墨烯还原成石墨烯,从而使纤维上的石墨烯形成连续的导电膜。另外,步骤s3中得到的抗静电坯布b上还存在部分未反应的醛基,胶原蛋白肽与这部分醛基反应,从而接枝到纤维上,而胶原蛋白肽上的两性基团与壳聚糖上的羟基、氨基等基团可形成静电作用力,从而使纤维上临近的胶原蛋白肽和壳聚糖相互吸附而形成类似交联的效果,从而使石墨烯进一步固着于纤维,大大提高了石墨烯在纤维上的固着度。
可选的,所述步骤s4具体包括以下工艺步骤:
s41、还原剂配置,即按照配比将各组分混合并搅拌至固体全部溶解即得;
s42、处理,即将步骤s3中得到的抗静电坯布b放入步骤s41中得到的还原剂中,处理时间30min;
s43、烘干,即取步骤s32中得到的还原坯布在35℃的温度下烘干即得到抗静电起绒布。
通过采用上述技术方案,步骤s43进行低温烘干能够使胶原蛋白肽保持较高活性,胶原蛋白肽具有良好的抗氧化性和降低炎症发病率的效果,提高了织物的功能性。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过对织造得到的起绒布先进行氧化处理,以在织物上引入醛基,随后进行壳聚糖整理,将壳聚糖接枝到织物上,再进行氧化石墨烯整理,将氧化石墨烯接枝到织物上并还原成石墨烯,最后进行还原剂处理以最终得到连续的石墨烯导电膜,从而提高织物的抗静电性能;
2.通过特定选择第一抗静电剂的组成和配比,提高壳聚糖的接枝率,并进一步提高织物的抗静电性能,与此同时,还能降低织物发黄的可能;
3.第一抗静电剂中添加并附着于织物的十六烷基三甲基溴化铵能够提高第二抗静电剂中氧化石墨烯在织物上的吸附率,而额外吸附的氧化石墨烯能够改善十六烷基三甲基溴化铵的亲水性,产生了相互增效的协同效果;
4.通过采用特定的还原剂,胶原蛋白肽不但能够将氧化石墨烯还原成石墨烯,还能接枝到织物上并与壳聚糖发生作用力,以使被还原后的石墨烯更牢固的附着于织物上。
具体实施方式
实施例
本申请实施例公开一种起绒布的抗静电整理工艺。
各实施例中的物料来源记为下表
实施例1
一种起绒布的抗静电整理工艺包括以下工艺步骤:
s1、氧化处理,即将织造得到的起绒织物放入到浓度为2g/l的高碘酸钠溶液中,避光浸渍1.5h,取出水洗后烘干,得到氧化坯布。
s2、第一抗静电剂处理,具体包括以下工艺步骤:
s21、配置第一抗静电剂,即按照配比将各组分混合搅拌至全部溶解即可;
s22、整理,即将步骤s1中得到的氧化坯布放入步骤s21配置得到的第一抗静电剂中二浸二轧,轧余率85%,在80℃的温度下预烘5min,在185℃的温度下焙烘1.5min得到抗静电坯布a。
其中,第一抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
壳聚糖0.3%;
1wt%醋酸溶液99.7%。
s3、第二抗静电剂处理,具体包括以下工艺步骤:
s31、第二抗静电剂配置,按照配比,将各原料混合搅拌均匀得到第二抗静电剂;
s32、浸渍,即将步骤s2中得到的抗静电坯布a放入第二抗静电剂中浸渍,浸渍温度98℃,浸渍时间30min,浸渍完成后取出水洗,得到浸渍坯布;
s33、烘干,即取步骤s32中的浸渍坯布烘干即得抗静电坯布b。
第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
s4、还原剂处理,即将步骤s3中的得到的抗静电坯布b放入到浓度为2g/l的保险粉溶液中,浸渍时间50min,浸渍温度75℃,浸渍完成后取出水洗并烘干,得到抗静电起绒布。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于,步骤s1具体包括以下工艺步骤:
s11、碱预处理,即将织造得到的起绒织物放入浓度为17wt%的氢氧化钠溶液中浸渍15min,取出水洗至中性,烘干后得到碱处理坯布;
s12、氧化处理,即取步骤s11中得到的碱处理坯布放入到浓度为2g/l的高碘酸钠溶液中,避光浸渍1.5h,取出水洗后烘干,即得氧化坯布。
实施例3
实施例3与实施例2的不同之处在于,第一抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
壳聚糖0.3%;
1wt%柠檬酸溶液99.7%。
实施例4
实施例4与实施例3的不同之处在于,第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
壳聚糖0.3%;
jfc-20.03%;
1wt%柠檬酸溶液99.67%。
实施例5
实施例5与实施例4的不同之处在于,第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
壳聚糖0.3%;
十六烷基三甲基溴化铵0.03%;
1wt%柠檬酸溶液99.67%。
实施例6
实施例6与实施例5的不同之处在于,第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
实施例7
实施例7与实施例5的不同之处在于,第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
实施例8
实施例8与实施例5的不同之处在于,第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
实施例9
实施例9与实施例4的不同之处在于,第二抗静电剂包括以下质量百分比的组分:
实施例10
实施例10与实施例8的不同之处在于,还原剂包括以下质量百分比的组分:
胶原蛋白肽2%;
磷酸盐缓冲液98%;
其中,磷酸盐缓冲液的ph为6。
且步骤s4具体包括以下工艺步骤:
s41、还原剂配置,即按照配比将各组分混合并搅拌至固体全部溶解即得;
s42、处理,即将步骤s3中得到的抗静电坯布b放入步骤s41中得到的还原剂中,处理时间30min;
s43、烘干,即取步骤s32中得到的还原坯布在35℃的温度下烘干即得到抗静电起绒布。
实施例11
实施例11与实施例10的区别在于,步骤s11中,氢氧化钠溶液的浓度为15wt%。
实施例12-实施例14
实施例12-实施例14与实施例10的区别在于,第一抗静电剂中各组分的质量百分比记为下表:
实施例15
实施例15与实施例10的区别在于,步骤s22中,焙烘温度为190℃,焙烘时间为1min。
实施例16-实施例18
实施例16-实施例18与实施例10的区别在于,第二抗静电剂中各组分的质量百分比记为下表:
实施例19
实施例19与实施例10的区别在于,步骤s32中,浸渍温度为100℃。
实施例20-实施例21
实施例20-实施例21与实施例10的区别在于,还原剂中各组分的质量百分比记为下表:
对比例
对比例1
对比例1为空白对照组,即为织造得到的起绒织物,未进行抗静电整理。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于,仅进行步骤s1和步骤s2,未进行步骤s3和步骤s4。
性能测试和实验数据
1、抗静电性能测试
按gb/t12703.2—2009《纺织品静电性能的评定第2部分:电荷面密度》的要求,将lfy-403a滚筒摩擦机和lfy-403织物摩擦带电电荷量测试仪(法拉第筒法)配合使用对织物的电荷量进行测定。按照相应的标准准备好布样,大小为20cm×20cm,将试样投入摩擦滚筒内,启动仪器并运行15min后停止,将试样取出立即(1s内)放入法拉第筒内,进行电荷测量,读取并记录电荷量测定装置上的读数,得到电荷面密度,单位为μc/m2。
2、耐水洗性能测试
将试样水洗30次,水洗条件为,浴比1:30,洗衣粉浓度2g/l,水洗温度40±3℃,水洗时间15min,洗涤完成后脱水1min。脱水完成后用常温清水漂洗2min,排水后脱水1min。将洗涤30次后的试样进行抗静电性能测试,测试方法参照1、抗静电性能测试中的规定进行。
3、白度
用wsb-3a型智能式数字白度计测定织物白度,将待测织物折叠4次后进行测试,不同位置测4次,取平均值。
测试结果记为下表
结论
通过对比实施例1、对比例1和对比例2的数据能够看出,在将不锈钢纤维织造入起绒织物内后,起绒织物的电荷面密度小于7μc/m2,即,起绒织物的抗静电性能已经符合gb12014-2019的相关规定。但是经过氧化处理和壳聚糖整理后,起绒织物的抗静电性能能够得到较大的提高。而在壳聚糖整理的基础上进一步进行氧化石墨烯整理和还原剂整理,能够进一步提高起绒织物的抗静电性能。
通过对比实施例4和实施例5的数据可以得出,相较于一般的jfc-2渗透剂,特定选用十六烷基三甲基溴化铵作为第一抗静电剂的渗透剂,能够大幅提高织物的抗静电性能。
通过对比实施例4和实施例9的数据可以得出,当渗透剂为jfc-2时,氧化石墨烯的浓度需要较高才能得到较好的抗静电性能,生产成本较高。
通过对比实施例5和实施例7、实施例8的数据可以得出,特定选用十六烷基三甲基溴化铵作为第一抗静电剂的渗透剂,即使氧化石墨烯的浓度较低,仍然能够获得较好的抗静电性能,降低了生产成本。
通过对比实施例8和实施例10的数据可以得出,特定选用胶原蛋白肽作为还原剂能大大提高起绒织物的耐水洗性能,使起绒织物30次水洗后仍能保持良好的抗静电性能。
通过对比实施例10、实施例17和实施例18的数据可以得出,特定选用十六烷基三甲基溴化铵作为第一抗静电剂的渗透剂后,当氧化石墨烯浓度在0.28-0.32%之间时,均具有较好的抗静电性能。但是氧化石墨烯的浓度从0.28%提高到3.0%时,抗静电性能提升较大,而氧化石墨烯的浓度从3.0%提高到3.2%时,抗静电性能的提升较小。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。