CN103147248A - 一种超疏水织物的连续化处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明专利属于纺织面料后整理领域，特别是涉及一种超疏水织物的连续化处理设备，该设备包括进布机，溶胶箱，热风罩，烘干箱，摆布机，自组装反应箱。其特征在于进布机可预加湿，溶胶箱箱体内采取二浸二轧，溶胶箱侧面底部有两组超声波震荡装置和一组pH传感器。主动轧辊为特制轧辊，自组装反应箱可替换。本发明首次将表面粗糙化与自组装技术运用到超疏水织物连续化生产中，具有生产效率高，疏水效果好的优点。

Description

一种超疏水织物的连续化处理设备
技术领域
本发明涉及一种超疏水织物的连续化处理设备，属于纺织面料后整理领域。
背景技术
近年来，随着服装市场需求的不断扩大，对超疏水面料的需要也不断增加。织物以其良好的吸湿性和透气性，手感柔软，保暖性好，染色性好，可生物降解和低成本等特点已经成为人们最常用的服饰面料，然而织物带有的大量羟基基团使织物极易被润湿和污染，因此可以通过对织物的表面整理，赋予织物超疏水和自清洁的性质。目前表面粗糙化与自组装技术相结合的方法主要应用于玻璃、陶瓷和金属等超疏水表面的制备，而应用到织物表面上的研究却很少。利用溶胶-凝胶法制备的纳米级SiO2粒子，应用在织物超疏水表面的仿生制备，不仅增加了织物表面的粗糙度，而且由于SiO2表面的羟基易于自组装，使织物表面带有疏水基团，从而实现了织物从亲水到超疏水的成功改变。纳米团聚的影响，自组装反应时间是制约超疏水织物的工业化生产的两个重要因素。迄今为止，尚未见到生产超疏水织物的连续化处理设备的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种能对织物进行连续化的超疏水表面整理的连续化处理设备。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种超疏水织物的连续化处理设备，包括进布机、溶胶箱、烘干箱、摆布机及自组装反应箱，其特征在于：
织物出进布机后进入溶胶箱，由进布机将织物预加湿；
在溶胶箱内盛有SiO2溶胶，织物在溶胶箱内二浸二轧后，在其纤维表面形成SiO2微球；
织物出溶胶箱后进入烘干箱内固化；
在自组装反应箱内盛有含氟硅氧烷溶液，摆布机将固化后的织物有序层叠堆落于含氟硅氧烷溶液内，含氟硅氧烷与SiO2微球脱水缩合，形成一层疏水层。
优选地，所述SiO2溶胶为在室温下，采用正硅酸乙酯为原料，乙醇为溶剂，并加入少量的水，通过碱性催化剂氨水来催化作用制备的，其中，正硅酸乙酯、乙醇、水及氨水的摩尔比为1∶(17.2-20)∶(2.4-3.5)∶(0.11-0.5)。
优选地，还包括热风罩，所述热风罩出所述溶胶箱后经过热风罩再进入所述烘干箱，由热风罩产生的热风将乙醇迅速挥发。
优选地，所述热风罩吹出的热风温度为80℃，所述烘干箱的温度为170℃。
优选地，所述进布机内相对湿度保持在80％。
优选地，在所述溶胶箱内布置有后主动浸没辊、后小引导辊、下从动轧辊、主动轧辊、上从动轧辊、前主动浸没辊及前小引导辊，后主动浸没辊及前主动浸没辊部分浸没在所述SiO2溶胶内，所述织物进入所述溶胶箱后，经后主动浸没辊第一次浸没在所述SiO2溶胶内，再被后小引导辊引导由下从动轧辊与主动轧辊之间通过进行一轧，再经前主动浸没辊第二次浸没在所述SiO2溶胶内，随后被前小引导辊引导由主动轧辊与上从动轧辊之间通过进行二轧。
优选地，在所述溶胶箱侧方底部有两组超声波震荡装置，分别位于所述前主动浸没辊及所述后主动浸没辊附近，通过超声波震荡降低SiO2微球的团聚。
优选地，主动轧辊包括橡胶辊，在橡胶辊外依次包覆有厚度为3-5cm的含乙醇的棉层及有均匀小孔的聚四氟乙烯薄膜。
优选地，所述溶胶箱的箱体相对密闭，在箱体上方中间位置只设有容许所述织物进出的进布口和出布口。
优选地，在所述溶胶箱的侧面底部中央位置处有一组用于监控箱体内pH值的pH传感器。
优选地，所述含氟硅氧烷溶液是将含氟硅氧烷与无水乙醇、冰醋酸和水按(15.3-20)∶5.5∶(0.3-0.5)∶(12-15)比例混合，在室温下搅拌2小时而得。
优选地，当所述自组装反应箱内含氟硅氧烷溶液的液面达到箱体高度的三分之二处时，更换一新的自组装反应箱，所述织物在含氟硅氧烷溶液中浸泡24h，然后烘干。
本发明对比已有技术具有以下优点：
1、溶胶箱内的超声波震荡装置和特制主动轧辊，可降低纳米SiO2的团聚；
2、相对密闭的箱体有效的防止了氨水和乙醇的挥发；
3、溶胶箱内的pH传感器，可监控溶胶的pH值，使溶胶处于一个合理的pH值环境，有利于纳米颗粒的形成；
4、引导辊的配置有效地增加了织物的张力，织物跟主动浸没辊紧密贴合，增大了面料与浸辊的摩擦阻力，速度减缓，增加反应时间；
5、自组装反应箱的可以更换，解决了超疏水织物不可连续化生产的问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种超疏水织物的连续化处理设备的示意图；
图2为本发明提供的一种超疏水织物的连续化处理设备的俯视示意图；
图3为本发明中的主动轧辊的示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
参阅图1，为本发明发明提供的一种超疏水织物的连续化处理设备的示意图。
进布机101内的相对湿度为80％，织物108在进布机101内预加湿使其表面润湿，并带有大量的羟基。溶胶箱102的箱体相对密闭，在箱体上方中间位置只设有容许织物108进出的进布口和出布口。织物108出进布机101后经引导辊由溶胶箱102箱体顶部的进布口进入溶胶箱102内。
溶胶箱102内盛有SiO2溶胶，该SiO2溶胶为在室温下，采用正硅酸乙酯(TEOS)为原料，乙醇(C2H5OH)为溶剂，并加入少量的水，通过碱性催化剂氨水(NH3·H2O)来催化作用制备的，其中，正硅酸乙酯、乙醇、水及氨水的摩尔比为1∶(17.2-20)∶(2.4-3.5)∶(0.11-0.5)。织物108在溶胶箱102内二浸二轧后，在其纤维表面形成SiO2微球，其具体步骤为：
织物108先经主动浸没辊105第一次浸入SiO2溶胶中。氨水在溶液中电离形成NH4+离子，而正硅酸乙酯水解形成负离子，围绕着NH4+发生聚合，从而形成SiO2微球，SiO2微球经脱水缩合固着在织物表面。织物108再经后小引导辊106，到达下从动轧辊107和主动轧辊109之间进行一轧。其中，参见图3，主动轧辊109由橡胶辊、棉层301及聚四氟乙烯薄膜302组成，在橡胶辊上先包覆一层3-5cm的含乙醇的棉层301，然后在其外层包覆一层有均匀小孔的聚四氟乙烯薄膜302。主动轧辊109棉层中的乙醇经聚四氟乙烯薄膜302的小孔渗入到织物108，以除去较大的纳米团聚颗粒。随后，织物108经前主动浸没辊105，第二次浸入SiO2溶胶，再经前小引导辊106’到达上从动轧辊107’和主动轧辊109之间进行二轧。
溶胶箱102侧方底部有两组超声波震荡装置，分别位于前主动浸没辊105’及后主动浸没辊105附近，超声波频率为40KHz。溶胶箱102的侧面底部中央位置处有一组pH传感器，监控箱体内pH值，控制在9.2-10.0之间。结合图2，溶胶箱102内，SiO2溶胶在后超声波震荡装置201和前超声波震荡装置201’的作用下，减少了纳米团聚的发生。溶胶箱102内，pH传感器202，可以监控SiO2溶胶的pH，使SiO2溶胶处于一个合理的pH值环境，有利于纳米颗粒的形成。
织物108出溶胶箱102后经引导辊110在热风罩111的热风作用下乙醇迅速挥发，热风温度为80℃。织物108再经主动辊113的带动进入烘干箱103内固化，烘干箱103的温度为170℃，织物108在烘干箱103内先后绕经从动辊112、前从动辊112’及主动辊113。出烘干箱103后，织物108经引导辊110’后在摆布机114的作用下，堆落于自组装反应箱104内。在自组装反应箱104内含氟硅氧烷溶液，含氟硅氧烷与SiO2微球脱水缩合，形成一层疏水层，进一步增大表面疏水性。该含氟硅氧烷溶液是将含氟硅氧烷与无水乙醇、冰醋酸和水按(15.3-20)∶5.5∶(0.3-0.5)∶(12-15)比例混合，在室温下搅拌2小时而得。当自组装反应箱104内的含氟硅氧烷溶液液面达到箱体高度的三分之二处时，更换一新的自组装反应箱104，织物在溶液中浸泡24h，然后烘干。

Claims (12)

1.一种超疏水织物的连续化处理设备，包括进布机(101)、溶胶箱(102)、烘干箱(103)、摆布机(114)及自组装反应箱(104)，其特征在于：
织物(108)出进布机(101)后进入溶胶箱(102)，由进布机(101)将织物(108)预加湿；
在溶胶箱(102)内盛有SiO2溶胶，织物(108)在溶胶箱(102)内二浸二轧后，在其纤维表面形成SiO2微球；
织物(108)出溶胶箱(102)后进入烘干箱(103)内固化；
在自组装反应箱(104)内盛有含氟硅氧烷溶液，摆布机(114)将固化后的织物(108)有序层叠堆落于含氟硅氧烷溶液内，含氟硅氧烷与SiO2微球脱水缩合，形成一层疏水层。
2.如权利要求1所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：所述SiO2溶胶为在室温下，采用正硅酸乙酯为原料，乙醇为溶剂，并加入少量的水，通过碱性催化剂氨水来催化作用制备的，其中，正硅酸乙酯、乙醇、水及氨水的摩尔比为1∶(17.2-20)∶(2.4-3.5)∶(0.11-0.5)。
3.如权利要求2所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：还包括热风罩(111)，所述热风罩(111)出所述溶胶箱(102)后经过热风罩(111)再进入所述烘干箱(103)，由热风罩(111)产生的热风将乙醇迅速挥发。
4.如权利要求3所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：所述热风罩(111)吹出的热风温度为80℃，所述烘干箱(103)的温度为170℃。
5.如权利要求1所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：所述进布机(101)内相对湿度保持在80％。
6.如权利要求1所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：在所述溶胶箱(102)内布置有后主动浸没辊(105)、后小引导辊(106)、下从动轧辊(107)、主动轧辊(109)、上从动轧辊(107’)、前主动浸没辊(105’)及前小引导辊(106’)，后主动浸没辊(105)及前主动浸没辊(105’)部分浸没在所述SiO2溶胶内，所述织物(108)进入所述溶胶箱(102)后，经后主动浸没辊(105)第一次浸没在所述SiO2溶胶内，再被后小引导辊(106)引导由下从动轧辊(107)与主动轧辊(109)之间通过进行一轧，再经前主动浸没辊(105’)第二次浸没在所述SiO2溶胶内，随后被前小引导辊(106’)引导由主动轧辊(109)与上从动轧辊(107’)之间通过进行二轧。
7.如权利要求6所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：在所述溶胶箱(102)侧方底部有两组超声波震荡装置，分别位于所述前主动浸没辊(105’)及所述后主动浸没辊(105)附近，通过超声波震荡降低SiO2微球的团聚。
8.如权利要求6所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：主动轧辊(109)包括橡胶辊，在橡胶辊外依次包覆有厚度为3-5cm的含乙醇的棉层(301)及有均匀小孔的聚四氟乙烯薄膜(302)。
9.如权利要求1所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：所述溶胶箱(102)的箱体相对密闭，在箱体上方中间位置只设有容许所述织物(108)进出的进布口和出布口。
10.如权利要求1所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：在所述溶胶箱(102)的侧面底部中央位置处有一组用于监控箱体内pH值的pH传感器。
11.如权利要求1所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：所述含氟硅氧烷溶液是将含氟硅氧烷与无水乙醇、冰醋酸和水按(15.3-20)∶5.5∶(0.3-0.5)∶(12-15)比例混合，在室温下搅拌2小时而得。
12.如权利要求1所述的一种超疏水织物的连续化处理设备，其特征在于：当所述自组装反应箱(104)内含氟硅氧烷溶液的液面达到箱体高度的三分之二处时，更换一新的自组装反应箱(104)，所述织物(108)在含氟硅氧烷溶液中浸泡24h，然后烘干。
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