一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法

1.本发明涉及非织造布生产技术领域，尤其涉及一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法。


背景技术：

2.非织造布是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将短纤维或者长丝进行定向或随机排列形成纤网结构，然后采用特定的工艺方法加固而成的；因其具有布的外观和某些性能，所以称为布。非织造布又称无纺布，具有质柔、柔韧、防潮、透气等特点，非织造布的技术发展迅速，应用越来越广泛。
3.随着非织造布原材料的变化和技术的进步，因木桨和人造纤维受到环保制约和国家产业政策的限制，纯棉非织造布应运而生。纯棉非织造布是用天然纤维纯棉，通过开棉、松棉，利用尖端梳理机和铺网机及牵伸机将纯棉整理成网后，利用特定的工艺促成棉纤维缠结成布。我国作为产棉花大国又是棉花消费大国，近年来，国内纯棉非织造布以年增长率60％速度发展，且未来的发展趋势迅猛。比起传统的无纺布，纯棉非织造布的质地更加轻柔，也更加的节能环保，所以纯棉非织造布广泛应用于医疗卫生用品、个人护理用品和高舒适感的衣物等。
4.纯棉非织造布无论是在医疗卫生还是在服装、个人护理等领域中的应用，对其亲水性能均有着较高的要求，而纯棉非织造布因纤维中含有很多的油蜡、果胶、高级脂肪醇类等疏水性的伴生杂质，导致其亲水性能较差。目前提高非织造布亲水性多采用多段式的亲水剂浸泡法，申请公布号为cn110424155a的文件公开了一种用于无纺布的亲水剂及其制备方法，采用多种化学试剂制得亲水剂浸泡无纺布，改善纯棉非织造布的亲水性；但是此方法需要复杂多量的化学试剂，需在高温下进行，消耗资源大；且改善效果不理想，成本较高，难以达到实际应用的需要。
5.有鉴于此，有必要设计一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法，将液相处理液处理与气相臭氧处理相结合，在常温下实现提高纯棉非织造布亲水性的双重处理；将浸渍预处理、压轧处理、臭氧处理、洗涤处理及烘干处理，通过传动装置实现装置间的依次连通，实现提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工工艺。
7.为实现上述发明目的，本发明提供了一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法，包括以下步骤：
8.s1、处理液制备：所述处理液的溶质为氢氧化钠和乙醇，溶剂为水，所述氢氧化钠的质量分数为1～3％，所述乙醇的质量分数为1～3％；
9.s2、浸渍预处理：将纯棉非织造布进行浸渍预处理，所述浸渍预处理采用步骤s1中
得到的所述处理液；
10.s3、压轧处理：将步骤s2中浸渍预处理后的所述纯棉非织造布进行压轧，得到预处理的纯棉非织造布，所述压轧处理的带液率为70％～90％；
11.s4、臭氧处理：将步骤s3中所述预处理的纯棉非织造布以长环无张力方式传输到臭氧发生装置中处理；
12.s5、洗涤处理：将步骤s4中经所述臭氧处理的纯棉非织造布采用热水进行洗涤，所述洗涤温度为60～80℃；
13.s6、烘干处理：将步骤s5中洗涤后的所述纯棉非织造布进行烘干，得到亲水性能提高的纯棉非织造布；
14.其中，所述步骤s2～步骤s6任一步骤的工艺方法所用的装置依次连通，并通过传动装置实现纯棉非织造布的连续式加工。
15.作为本发明的进一步改进，在步骤s4中，所述纯棉非织造布在所述臭氧发生装置中处理时间为10～30min。
16.作为本发明的进一步改进，所述纯棉非织造布在所述臭氧发生装置内的处理时间由所述传动装置控制。
17.作为本发明的进一步改进，其特征在于：所述臭氧发生装置中的臭氧浓度为8～12g/h。
18.作为本发明的进一步改进，所述臭氧发生装置设置至少两组相互平行的导布辊和设置于相邻两组所述导布辊之间的上下间隔设置的限位杆，实现所述纯棉非织造布的长环无张力方式传输。
19.作为本发明的进一步改进，在步骤s2中，所述浸渍预处理采用预处理装置，所述预处理装置设于所述臭氧发生装置的进口处，与所述臭氧发生装置的进口形成液封。
20.作为本发明的进一步改进，在步骤s5中，所述洗涤处理采用洗涤装置，所述洗涤装置设于所述臭氧发生装置的出口处，对所述臭氧发生装置的出口形成液封。
21.作为本发明的进一步改进，所述导布辊还设置于所述预处理装置、所述洗涤装置以及所述烘干装置内，实现纯棉非织造布的连续式传输。
22.作为本发明的进一步改进，在步骤s3中，所述压轧处理采用两个平行紧靠的压力胶辊实现，所述压力胶辊设置于所述预处理装置内的斜上方，同时在所述臭氧发生装置内。
23.作为本发明的进一步改进，在步骤s6中，所述烘干处理采用与所述洗涤装置相邻的烘干装置。
24.本发明的有益效果是：
25.1、本发明作为一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法，将含氢氧化钠和乙醇的液相处理液与气相臭氧处理相结合，在常温下实现提高纯棉非织造布亲水性的双重处理，使得纯棉非织造布由原来的亲水性能较差转化为优良的亲水性能，可以使纯棉非织造布表面的水滴被快速吸收，同时具备较好的亲水均匀性。另外，该方法将浸渍预处理、压轧处理、臭氧处理、洗涤处理及烘干处理，通过传动装置实现装置间的依次连通，纯棉非织造布在整个工艺工程中实现连续式自动加工，工艺过程简单便捷，无需浪费人力，便于批量加工。
26.2、本发明采用臭氧物理辅助化学作用，将含氢氧化钠和乙醇的液相处理液与气相
臭氧相结合，减少化学试剂的用量，更加节能环保。其中液相处理液溶质包括质量分数为1～3％的氢氧化钠和质量分数为1～3％乙醇，溶剂为水。如此纯棉非织造布经过处理液时，在乙醇增加渗透的辅助作用下，氢氧化钠会将纯棉非织造布纤维表面的部分疏水性杂质反应成为小分子物质，显著提高亲水性能；且疏水性杂质水解后会形成表面活性剂类的物质，也提高了棉纤维的亲水润湿性能。特别地，1～3％的氢氧化钠加入到处理液中对纯棉非织造布的其他性能影响极小，避免对纯棉非织造布的力学性能的破坏。在经处理液预处理后的纯棉非织造布进入臭氧环境中后，臭氧在碱性的有利条件下，会把纯棉非织造布表面和内部残留的疏水性杂质继续分解，产生亲水性好的羟基等产物，进一步提高纯棉非织造布的亲水性，且不会产生多余的杂质和污染物。
27.3、本发明中臭氧发生装置的进口和出口分别利用预处理装置中的处理液和洗涤装置中的洗涤液形成液封，隔绝内部臭氧反应空间与外部环境，形成一个密闭的空间，避免臭氧泄漏，保证对纯棉非织造布的处理效果。特别地，纯棉非织造布在臭氧发生装置通过导布辊驱动，以长环无张力的方式连续传输，不仅可以使臭氧与纯棉非织造布表面均匀地碰撞接触，还可以避免对纯棉非织造布的纤维结构和力学性能造成损害。
附图说明
28.图1为本发明一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法的工艺加工过程装置图。
29.附图标记
[0030]1‑
预处理装置；2
‑
压轧装置；3
‑
臭氧发生装置；4
‑
洗涤装置；5
‑
烘干装置；6
‑
导布辊；7
‑
限位杆。
具体实施方式
[0031]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
[0032]
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0033]
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0034]
请参阅图1所示，本发明提供的一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法，包括以下步骤：
[0035]
s1、处理液制备：处理液的溶质为氢氧化钠和乙醇，溶剂为水，氢氧化钠质量分数为1～3％，乙醇质量分数为1～3％。
[0036]
s2、浸渍预处理：将纯棉非织造布通过传输至预处理装置1中进行浸渍预处理，预处理装置1中的溶液为步骤s1中得到的处理液。
[0037]
纯棉非织造布浸渍到处理液时，氢氧化钠会使纯棉非织造布纤维中的油蜡、果胶、
高级脂肪醇类等部分疏水性物质的杂质发生水解反应，反应为小分子物质，可显著提高亲水性能；且疏水性杂质水解后会形成表面活性剂类的物质，也提高了棉纤维的亲水润湿性能。另外处理液中的乙醇，可以加强氢氧化钠的渗透作用，使其较好的渗透到纯棉非织造布中，发挥更好的提高纯棉非织造布亲水性能的效果。
[0038]
s3、压轧处理：将步骤s2中浸渍预处理后的纯棉非织造布通过压轧装置2，得到带液率为70～90％的预处理的纯棉非织造布；其中，压轧装置2为设置于预处理装置1内的斜上方，同时在臭氧发生装置3内的两个平行紧靠的压力胶辊。
[0039]
s4、臭氧处理：将步骤s3中预处理的纯棉非织造布由导布辊6控制传输速度，以无张力长环方式传输到臭氧发生装置3中处理10～30min；其中，臭氧发生装置3中的臭氧浓度为8～12g/h，臭氧发生装置3内设置至少两组相互平行的导布辊6和设置于相邻两组导布辊之间的上下间隔设置的限位杆7，实现纯棉非织造布的长环无张力方式传输。
[0040]
纯棉非织造布在通过臭氧发生装置3时，臭氧把纯棉非织造布表面和内部残留的杂质中的疏水性基团，转变为羟基、羧基等极性基团，显著地提高纯棉非织造布的亲水性。另外，臭氧可以利用空气中的氧气产生，工艺过程中多余的氧原子还可以结合成为分子氧，不存在任何残留物质，做到无残留、无污染加工，且节省了工艺后续的清洁工作。
[0041]
s5、洗涤处理：将经臭氧处理的纯棉非织造布传输至洗涤装置4中洗涤，洗涤装置4中的洗涤液为热水，温度为60～80℃；
[0042]
s6、烘干处理：将步骤s5中洗涤后的纯棉非织造布输送至烘干装置5进行烘干处理，得到亲水性提高的纯棉非织造布。
[0043]
请参阅图1所示，上述步骤s2～步骤s6所用装置依次连通，通过传动装置实现纯棉非织造布的连续式加工。其中，预处理装置1设于臭氧发生装置3的进口处，预处理装置1中的处理液对臭氧发生装置3的进口形成液封；洗涤装置4设于臭氧发生装置3的出口处，洗涤装置4中的水溶液对臭氧发生装置3的出口形成液封。
[0044]
优选地，臭氧发生装置3的进口和出口分别利用预处理装置1和洗涤装置4中的液体形成液封，隔绝内部臭氧反应空间与外部环境，形成一个密闭的空间，避免臭氧泄漏，保证对纯棉非织造布的处理效果。特别地，纯棉非织造布在臭氧发生装置3通过导布辊6驱动，以长环无张力的方式连续传输，不仅可以使臭氧与纯棉非织造布表面均匀地碰撞接触，还可以避免对纯棉非织造布的纤维结构和力学性能造成损害。
[0045]
下面结合具体的实施例对本发明提供的提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法进行说明。
[0046]
实施例1
‑
3及对比例1
‑4[0047]
一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法，包括以下步骤：
[0048]
s1、处理液制备：制备溶质为氢氧化钠和乙醇、溶剂为水的处理液，氢氧化钠质量分数为1～3％，乙醇质量分数为1～3％；
[0049]
s2、浸渍预处理：将纯棉非织造布通过中进行浸渍预处理，所用溶液为步骤s1中得到的处理液；
[0050]
s3、压轧处理：将步骤s2中浸渍预处理后的纯棉非织造布通过压轧，使纯棉非织造布的带液率为80％，得到预处理的纯棉非织造布；
[0051]
s4、臭氧处理：将步骤s3中预处理的纯棉非织造布以长环无张力方式传输到臭氧
浓度为8～12g/h的臭氧发生装置3中处理，处理时间为10～30min。
[0052]
s5、洗涤处理：将臭氧处理后的纯棉非织造布进行热水洗涤，洗涤温度为60℃。
[0053]
s6、烘干处理：将步骤s5中洗涤后的纯棉非织造布进行烘干处理，得到亲水性提高的纯棉非织造布。
[0054]
其中，臭氧发生装置3的进口和出口分别利用处理液和洗涤液形成液封，隔绝内部臭氧反应空间与外部环境，形成一个密闭的空间，避免臭氧泄漏，保证对纯棉非织造布的处理效果。特别地，纯棉非织造布在臭氧发生装置3通过导布辊6驱动，以长环无张力的方式连续传输。
[0055]
采用水滴扩散时间测试，按照0.05ml水滴在实施例1
‑
3样品上开始计时，到水滴在非织造布上完全润湿扩散所用的时间的实验来测定纯棉非织造布的亲水性能。结果如表1所示。
[0056]
表1实施例1
‑
3及对比例1
‑
4的工艺参数及性能测试结果
[0057][0058][0059]
从表1可以看出，对比例4是未进行任何处理的纯棉非织造布，水滴扩散时间大于300s，其亲水性能最差；在对比例1和对比例3中，分别单独对纯棉非织造布进行浸渍预处理和臭氧处理，可以看出，此时纯棉非织造布的亲水性能较差，说明单独用处理液或者单独用臭氧处理都不能很好地改善纯棉非织造布的亲水性能。对比例2在处理液缺少乙醇的情况下对纯棉非织造布处理，与实施例2的结果相比，说明处理液中乙醇的加入对纯棉非织造布的亲水性能的改善有辅助作用。实施例1
‑
3中通过改变naoh浓度、乙醇浓度、臭氧浓度和处理时间，可以看出在naoh浓度为3％、乙醇浓度为3％、臭氧浓度为12g/h、处理时间30min时，纯棉非织造布可以达到优良的亲水性能。可见，本发明通过在处理液中添加氢氧化钠和乙醇，并配合臭氧处理，显著提高了纯棉非织造布的亲水性能。
[0060]
综上所述，本发明提供的一种提高纯棉非织造布亲水性能的连续式加工方法，将含氢氧化钠和乙醇的液相处理液与气相臭氧处理相结合，在常温下实现纯棉非织造布亲水性的双重处理，使得纯棉非织造布由原来的亲水性能较差转化为优良的亲水性能，同时具备较好的吸水均匀性。另外，该方法将纯棉非织造布利用传动装置依次经过浸渍预处理、压轧处理、臭氧处理、洗涤处理及烘干处理，实现连续式加工，工艺过程简单便捷，无需浪费人力，便于批量加工。
[0061]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发
明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。