本发明属于纺织工业的
技术领域：
，涉及全棉、涤棉面料的加工方法，具体涉及一种永久防静电面料的加工方法。本发明加工方法操作简单，加工得到的面料可以实现永久防静电。
背景技术：
：目前，特种行业或特殊环境下作业所需的防静电面料，大都以全棉或涤棉梭织面料为主，并添加其它的相关纤维或化学助剂，通过选用合适的染整设备和加工工艺，使之达到某种特殊作业环境或产品标准的要求。在石油、化工、电子、电气、矿产开采、航空航天、医药卫生等工业领域和民用部门，防静电面料都有着广泛的应用，特别是在防火、防暴、精密电子、航天制造等特殊环境中，更是有效保护了作业人员的生命安全和生产的设施安全。现阶段，纺织面料通过使用导电纤维材料或特殊后整理来实现防静电的目的。公开号为cn105269900a的发明专利公开了“一种可防静电的功能性面料及其制备方法”，此种面料由处于上表面的表层面料，位于下表面的底层面料，及处于表层面料与底层面料之间的中间面料组成；表层、中间层与底层都采用聚氯乙烯粘合；表层面料按重量份由30-50份涤纶、50-70份锦纶交织组成，底层面料按重量份由50-70份长绒棉、10-15份消光丝、5-10份防静电丝交织组成，中间面料按重量份由5-10份碳纤维、10-20份丝光羊毛、2-5份甲壳素纤维交织组成。由此可知，上述制备方法是由碳纤维的短纤维与长绒棉、消光丝、丝光羊毛、甲壳素纤维混纺交织之后，再用聚氯乙烯粘合，从而做成的贴合面料。这样，就出现了生产流程长与成本升高、贴合厚度的增加与柔软舒适的降低、工业洗涤防静电服与贴合牢度下降等突出的矛盾问题，并且在该专利中尚未给出解决方案。姚桂珍，李玉梅，等.抗静电高档精纺面料的开发〔j〕.毛纺科技，2004(2)：47-49，通过对导电纤维的筛选，工艺参数、工艺路线的制定与实施，指出了使用纺织性能及抗静电性能皆好的碳黑复合型有机导电纤维-长丝和短纤维，可实现精纺面料永久性抗静电。此论文给出的是用于羊毛及其混纺的抗静电面料的开发工艺，并不适用于涤棉混纺或交织的防静电面料的研发生产，也就不能验证在高温高碱工艺中碳纤维的抗静电效果。另外，此论文对提高面料的抗静电性能、改善碳纤维的耐屈伸耐氧化性能和增加面料的柔软性等关键问题，没有作出解答。技术实现要素：本发明为解决上述问题提供了一种永久防静电面料的加工方法，本加工方法操作简单，适合工厂化大规模生产，制备的面料可实现永久性防静电。本发明为实现其目的采用的技术方案是：一种永久防静电面料的加工方法，包括坯检、翻缝、烧毛、冷堆、短蒸水洗、染色、后处理工序和预缩，在纯棉纱线或涤棉纱线上植入聚丙烯腈pan基碳纤维，织成坯布。所述的在纯棉纱线或涤棉纱线上植入聚丙烯腈pan基碳纤维具体为：在织造的过程中，分别向经纬线嵌入聚丙烯腈pan基碳纤维，经向每隔0.9cm嵌入1根，纬向每隔0.9cm嵌入一根。烧毛时采用气体烧毛机，控制火口4个，二正二反；火焰温度1000-1200℃；车速100-120m/min；末端火口之后的三个辊筒，均通入冷流水。冷堆时采用硬水化料，冷堆工作液包括，100％naoh30-35g/l、100％h2o217-19g/l、cpsnew精练剂9g/l、pcc-a8渗透剂3g/l；冷堆化料顺序为：料缸加硬水300l、升温70-75℃、依次加pcc-a8渗透剂、加cpsnew精炼剂、加烧碱、加双氧水；带液率控制在78-82％，堆置温度：45-50℃，室温堆置18-24小时，布轴转速8-12rpm；明确了冷堆工艺中的化料顺序，从而避免了化料不当带来的人身危害，同时也避免了双氧水的无效分解。所述短蒸水洗时，依次为两格90℃水洗、浸轧工作液、饱和汽蒸5-10min、两格90℃水洗、皂洗、四格90℃水洗。所述工作液包括，裂解剂nc3-5g/l、h2o2100％3-5g/l，工作液温度45-50℃、轧余率70-80％；将轧槽内工作液的温度始终控制在45-50℃，是在避免双氧水过快的无效分解的情况下，达到提高工作液的渗透性、缩短布面在蒸箱内的升温时间，从而保证气蒸能取得良好的效果。所述皂洗时，皂洗液包括螯合分散剂1g/l、裂解剂nc3-5g/l。所述后处理工序包括将染色后的坯布浸轧整理液、烘干、预缩，所述整理液是用下述成分混配而成，工业氯化镁5-8g/l、cgf亲水性氨基硅油5-8g/lultraphiltg-01吸湿排汗剂30-40g/l、zeostatep防静电剂18-22g/l，控制整理液ph值5.5-6.8；通过特殊的后整理工艺和配方，在面料表面共混施加来改善碳纤维的耐屈伸、耐氧化性能，提高面料的柔软舒适性、吸水性和透气性，并增强防静电的效果和持久性。工艺流程：一浸一轧(带液率65％)→焙烘(130-150℃×90秒)。染色时，将染料与scd液体分散染料进行同浴染色；选用常规活性染料和scd液体分散染料进行同浴染色，特别是选用scd液体分散染料，省去了以烧碱和保险粉为配方的还原清洗，大大降低了印染废水中化学品的排放量，同时也给企业节省了加工成本。染色过程中包括皂洗，皂洗时选择sp皂洗剂，在使用前，用冷水将sp皂洗剂稀释8-10倍，之后按照染料总用量的8-10％加入皂洗槽，皂洗温度为90-95℃。其应用效果与现用产品相比，活性染料的用量降低11.4％、皂洗成本降低40％、废水色度降低60％。优选sp-28皂洗剂，与常规皂洗剂相比，该sp-28皂洗剂的分散力很小，不会将已经上染到纤维上的染料剥离下来，能够使活性染料的用量降低11.4％；又由于其含有氧化剂，能够吸附水中的浮色并将其氧化分解，所以能够使废水色度降低60％；又由于该产品是高浓固体颗粒，能够皂洗成本降低40％。本发明的有益效果是：本发明是在用纯棉纱线或涤棉纱线植入聚丙烯腈pan基碳纤维织成的坯布基础上，通过冷堆+水洗的前处理工艺来达到后续染色的要求，同时实现节能降耗环保的目的；通过特殊的后整理工艺配方，来实现永久的防静电效果、提高碳纤维的耐屈伸耐氧化性能和面料的柔软性。本发明还具有以下优势：⑴为了增加面料的抗撕拉强度，延长面料的使用时间，选用涤棉面料做永久防静电加工；⑵添加了涤纶纤维就使得面料的静电大大加强，所以，面料在织造过程中嵌入聚丙烯腈pan基碳纤维，用以缓减面料的静电性，且此碳纤维在经向或纬向的排列间距均为0.9cm；⑶为了减小碳纤维在高温强碱湿热状况下的收缩，提高碳纤维的耐屈伸、耐氧化性能，同时为了缩短生产时间、减少化学助剂的使用和排放，选用了冷堆+水洗的前处理工艺；⑷选用scd液体分散染料，省去了以烧碱和保险粉为配方的还原清洗，大大降低了印染废水中化学品的排放量，同时也给企业节省了加工成本；⑸在染色皂洗时，选用低分散力、对浮色有强氧化分解作用的高浓固体sp皂洗剂，使得活性染料的用量降低11.4％、皂洗成本降低40％、废水色度降低60％；⑹选用特殊的后整理配方，进一步提高了面料抗静电的级别和耐久性，同时聚丙烯腈pan基碳纤维的耐屈伸、耐氧化性能也得到改善。另外，面料的柔软舒适度、吸水吸湿性能和透气量也有明显提升。具体实施方式本发明为解决现有技术无法实现符合en14325防化学品全棉面料的生产，提供了一种防化学品面料的加工方法，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。一、具体实施方式1、成份：50-60％优质高支精梳棉，40-50％优质涤纶短纤维，聚丙烯腈pan基碳纤维。2、组织规格：按照某石化公司来样设计，详见织物规格。3、颜色：以样品为准，符样率≥4级。4、防静电性能：在面料中均匀织入聚丙烯腈pan基碳纤维，聚丙烯腈pan基碳纤维采用进口产品。防静电面料的带电电荷量、耐洗涤性能，必须符合标准gb12014-2009之b级要求：带电电荷量＜0.6uc，耐洗涤时间≥33h。5、执行标准：防静电指标符合gb12014-2009《防静电工作服》b级技术标准；产品安全技术级别符合gb18401-2003《国家纺织品基本安全技术规范》b类：游离甲醛含量≤75mg/kg，挥发甲醛含量每平方米空间不超过0.1毫克，ph值4.0-7.5，耐水洗色牢度、汗渍牢度、耐摩擦牢度等最低不得低于3级。实施例11、织物规格：①、j45+a×45+a133×72，t65％c35％,平纹(涤纶与棉的比例是65：35，纱线的规格均为12tex，捻向z捻，捻度900-1000捻/m)②、32/2+a×32/2+a100*53,c60％t40％,斜纹(涤棉混纺纱线中，涤纶与棉的比例是40：60)2、主要设备：mh012-20型气体烧毛机、无锡巨新冷轧机、mh552c-180平幅水洗退浆机、lm-172直辊布铗丝光机、zlqer991-180型连续轧染机、monforts-328拉幅机、lma-451b预缩整理机3、工艺流程：烧毛→冷堆→短蒸+水洗→丝光→染色→防静电整理→预缩→成品面料。3.1、烧毛为了增加面料的纹路清晰度和光洁度，减小穿着过程中的摩擦，避免产生静电，需要用烧毛机将面料正反两面的毛羽去除，烧毛采用气体烧毛。3.1.1工艺参数：火口：4个，二正二反，火焰温度：1000-1200℃，车速100-120m/min，末端火口之后的三个辊筒，均通入冷流水。3.1.2工艺分析：①烧毛是决定面料品质、风格的重要工序，其质量限定于温度、车速、时间等各工艺参数。其中烧毛温度的高低是决定烧毛质量的关键，低温低速容易烧焦布面且烧毛效果不好，所以通常采取高温、快速烧毛。②一般正反面烧毛的次数视织物的规格、品质、风格要求而制定。我公司掌握平布、府绸烧毛为二正二反，斜纹、纱卡、华达尼类则要求三正三反或三正一反。烧毛光洁度(烧毛等级)掌握在3-4级或4级。③末端火口之后的三个辊筒，辊筒的长度均为2.2米、体积均为1.7m3，均通入冷流水，流水方式为逆水倒流，水流速度6m/h。这样做是为了迅速降低涤棉面料的布面温度，防止面料中所含的碳纤维在高温下出现强烈收缩、屈伸度降低和被车间内氧化类气体氧化而失去导电等风险。3.2、冷堆涤棉永久防静电面料，其所含浆料主要是淀粉浆以及少量的改性pvc浆。该工序的目的是：把浆料去除干净同时把织造过程产生的油污和脏污去除干净，以减少对后道工序煮练的负担，为此所选助剂配方要求良好的渗透、乳化和净洗作用。随着节能减排要求的持续提高，冷轧堆技术得到了广泛的关注和应用，但是，其带液量、均匀性以及化学品使用浓度的控制等是关键点，如何选择、控制化学助剂的用量，使得既能达到生产工艺给定的指标，而又避免化学助剂过量的使用，以及由此带来的加重污水处理的负担，这是本发明技术方案关注的重点，并设计出如下的解决措施。3.2.1工艺处方：3.2.2化料顺序：料缸加硬水300l→升温70-75℃→加pcc-a8渗透剂→加cpsnew精炼剂→加烧碱→加双氧水。3.2.3堆置条件：堆置温度：45-50℃，堆置时间：18-24小时，布轴转速8-12rpm。3.2.4工艺说明①先升温70-75℃：印染厂都是采用饱和蒸汽进行加热，其温度在120-130℃，经我们研究直接使用饱和蒸汽加热很容易使与吹气管接触的双氧水迅速分解，所以，必须先加热化料所需的硬水。另外，因为配方中有渗透剂和精炼剂，先加入配方中的助剂再进行加热，会有大量的泡沫逸出，不利于操作的精准度，也会对化料人员的人身安全造成危害；②精炼剂的主要作用是乳化和净洗，其起到的渗透作用比较小。所以，需要加入pcc-a8渗透剂，来使冷堆工作液能更加快速、充分、均匀的渗透到面料内部；③化料时，严格按照上述顺序、浓度、温度进行操作，配方中的各种助剂就可以产生很好的协同增效作用，使退浆效果达到最好。④上述工艺的优点有：使用效果比较稳定，尤其是在冬季可以避免因气温过低而出现内外层差；化学助剂的种类和用量比较低，减少污水中cod的排放，同时减轻了化料人员的工作强度，也有利于企业节省生产成本；化学助剂当中，双氧水用量的减少，降低了产生破洞的风险，织物的强力也随之提高。3.3、短蒸+水洗：冷堆后必须加强高湿热处理和高效水洗才能保证半制品的质量符合染色或印花的要求。在助剂方面首选适应冷轧堆工艺的环保型退浆剂、精炼剂等低用量高性能产品；在设备方面，首选适应冷轧堆工艺的高效轧洗蒸等通过单元机及优化组合，如高给液装置、组合蒸箱、高效水洗设备等。冷堆之后，面料上的浆料、油剂等杂质已经被乳化分解，变得松动，容易溶于水，接下来就要进行“短蒸水洗”，3.3.1工艺配方(g/l)①轧液配方：②皂洗槽配方(g/l)：螯合分散剂1裂解剂nc3-53.3.2工艺流程:两格90℃水洗→浸轧工作液→饱和气蒸5-10分钟→两格90℃水洗→皂洗→四格90℃水洗。3.3.3工艺说明：①关于面料堆置后，采取气蒸好还是热浴好的问题，采用气蒸工艺在蒸化后需用沸水洗涤，可以更好的去除浆料等残留物。②双氧水的分解率，会随着温度的升高而增加。轧槽内工作液的温度控制在45-50℃，是在避免双氧水过快的无效分解的情况下，达到提高工作液的渗透性、缩短布面在蒸箱内的升温时间，最终保证气蒸能取得良好的效果。③裂解剂nc是含有黏土的复配物，有着较好的悬浮、分散和防粘效果，可以替代精炼剂和渗透剂的共混体系，使得加工成本更低；④皂洗槽中加入螯合分散剂，是为了分散已经溶解在水中的杂质，防止二次返沾到布面上。⑤将冷堆后的面料经过短蒸水洗，白度为76％、毛效为10.8cm/30min，达到了后续染色的要求。3.4、丝光丝光的目的是改变棉纤维的结晶度，提高棉纤维的润湿均匀度，增加吸色容量，有利于染料的吸附扩散，使织物表面获得均匀的染色效果和色牢度。另外也去除了面料表面的残留的毛羽，使面料的摩擦系数更小。3.4.1工艺参数：车速：40-45m/min(浸碱时间：30-50s)，烧碱浓度：240-280g/l，回收碱度：45-50g/l，平洗槽温度：一二格95℃、三四格80℃、其它65℃、溢水倒流。3.5、染色特种工装面料，不但功能要达到使用要求，而且对耐日晒牢度、耐氯漂牢度也有着特殊的要求。目前，特种工装面料大都使用性能优异的活性染料、还原染料或分散染料进行染色。本发明方案中涤棉永久防静电面料选择活性染料+scd液体分散染料进行染色。scd液体分散染料具有分子量大、对聚酯纤维亲和力高、对棉纤维的沾污小、易清洗、牢度好的特点。实验测试表明，用scd液体分散染料对涤纶短纤维进行染色，能达到常规粉体分散染料的染色深度，水洗牢度均达到了iso-1050c06标准4级。其配方及工艺如下：3.5.1染色处方活性染料22.4-33.6g/lscd液体分散染料25.6-38.4g/lph值(用醋酸调节)5-5.53.5.2皂洗处方用冷水将sp皂洗剂稀释8-10倍，之后，按照配方中染料用量的8～10％加入皂洗槽，皂洗温度为90-95℃3.5.3工艺流程分散/活性染色浸轧染液→预烘→焙烘(180-200℃×40-60秒)→浸轧活性染料→汽蒸固色→皂洗→烘干。浸轧染液，指的是同浴染色所需的所有类别的染料。3.5.4工艺分析①scd液体分散黑与ect粉体分散黑的染色对比，在色光与染色深度方面，基本一致，本发明方案中选用scd液体分散染料，以代替常用的粉体分散染料，来达到免去还原清洗的目的。②sp-28皂洗剂与其他同类产品的效果对比sp-28皂洗剂的特点有：一是含有特殊的增溶成份，能使皂洗液中浮色的溶解量提高30％，同时，消除了皂洗液中因含盐量过高对皂洗效果的不利影响；二是含有阳离子吸附成份，使该皂洗剂只选择吸附未上染纤维的阴离子浮色，杜绝了对已经上染纤维的染料产生破坏作用，从而增加了染料的利用率；三是含有高效的氧化成份，能减少2道水洗次数，同时分解废水中的浮色，分解率达到70％；表1sp-28皂洗剂与其他同类产品的效果对比注：标样指以皂洗剂frd-99所达到的效果为标准或者参照物，对其它皂洗剂的效果进行测试评价。通过皂洗剂上述对比测试结果可知，sp-28皂洗剂在dl值、废水色度、棉沾色和干摩擦牢度方面，明显高于其它同类产品。③sp-28皂洗剂对涤棉防静电面料的效果测试本发明方案中的涤棉防静电面料，用活性染料与scd液体分散染料，经过“同浴浸轧-烘干-焙烘”之后，来检测sp-28皂洗剂的效果，测试结果如表2所示：表2sp-28皂洗剂对涤棉防静电面料的效果测试注：耐水洗牢度：参照gb/t3921.3-1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度：试验3》测定，用评点沾色用灰色样卡评级。摩擦牢度：参照gb/t3920-1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定，用评点沾色用灰色样卡评级。通过上述实验测试结果可知，用活性染料与scd液体分散染料染色之后，sp-28皂洗剂的涤纶沾色和湿摩擦牢度比烧碱-保险粉清洗更好。所以，从耐水洗牢度、耐摩擦牢度、废水中cod含量、加工成本等因素多重考虑，本发明方案中选择sp-28皂洗剂替代传统的烧碱-保险粉清洗工艺。3.6、后整理涤棉防静电面料经过染色之后，在防静电性能和柔软舒适度方面，尚难以达到更高级别的防静电的要求，需要进一步提升；碳纤维的耐屈伸、耐氧化也需要得到改善，以延长服装面料的使用时间；另外，面料的柔软度也需要改善。所以，必须对涤棉防静电面料进行后整理。3.6.1工艺配方：所述防静电整理液的ph值控制在5.5-6.83.6.2工艺流程：浸轧(带液率65％)→烘干及焙烘一步法(130-150℃x90秒)3.6.3工艺说明：①工业氯化镁的吸潮性很强，可以在染整行业作为非耐久的防静电剂使用。在本配方中添加定量的氯化镁，就是增加面料的吸潮性，并由此提高面料的防静电性能，同时考虑到其它添加的助剂的耐盐稳定性问题，所以将氯化镁的用量控制在5-8g/l；②实验证明，亲水性氨基硅油cgf具有较好的亲水性，不会对面料的防静电性能产生负面的影响。所以，在配方中加入定量的cgf亲水性氨基硅油，以此来提高面料中包含的碳纤维的耐屈伸、耐氧化性能；③吸湿排汗剂ultraphiltg-01和防静电剂zeostatep均属于与涤棉纤维可以接枝共聚的高分子永久性抗静电剂，前者对棉纤维有效，后者对涤纶纤维有效。本技术方案通过在面料表面共混施加来进一步提高防静电的数量级和持久性。二、试验验证部分1、各织物燃烧放电情况表32、织物表面电阻率检测表4项目表面电阻率(ohms/sq)织物规格①1.58×1008织物规格②2.20×1008防静电面料承担着保护产业工人生命安全的重任，意义重大，稍有不慎可能带来巨大的影响，只有从原料选择和生产细节严格把关，才能真正地保证涤棉工装面料防静电性能的持久和稳定。为此，本发明制定了关于涤棉永久防静电面料的加工方法。在诸多决定涤棉永久防静电面料成败的因素中，染料助剂的选择和染整工艺的设计无疑是最为关键的。与普通服装面料相比，防静电面料更强调功能性和实用性，以应对全天候的环境，保证作业人员和生产设施的安全健康。除此之外，延长使用时间、提高柔软舒适度、增加透气性，以及减少印染工业品的使用、降低印染废水的排放，都是本发明方案在设计与生产中首要考虑并重点解决的技术课题。经过美国huntsman实验室检测(参见表4)，用本发明方案生产加工的涤棉防静电面料，能够满足不同国家、不同行业、不同场合对安全防护工装防静电性能稳定的要求，为防静电安全防护工装面料提供基础保障。总而言之，做到以安全健康为基础的舒适性、以科技创新为载体的专业性、以流行趋势为引领的时尚性，将是防静电面料研发永恒的追求。当前第1页12