CN105887464B - 一种多功能自清洁纺织品的整理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能自清洁纺织品的整理方法，包括以下步骤：步骤10）：采用冷等离子体处理织物；步骤20）：浸渍步骤10）处理后的织物；步骤30）：采用冷等离子体处理步骤20）浸渍后的织物。该整理方法整理后的纺织品具有高效持久抗菌和防紫外线功能，同时具有自清洁功能，该整理方法简单易行，绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于纺织材料技术领域，具体来说，涉及一种多功能自清洁纺织品的整理方法。
背景技术
随着生活水平的不断提高，消费观念不断更新，人们对纺织品功能的要求越来越高。随着环保意识的日益增强，对提高产品附加值的普遍关注，人们对纺织品的清洁化生产也越来越重视。因此，绿色环保多功能性(功能性生态)纺织品具有广泛的应用前景，成为我国纺织工业的研究热点和发展趋势。夏季纺织品和医用纺织品对防紫外和抗菌的需求日益增加，因此，需要开发一种高效持久抗菌和防紫外纺织品的绿色环保整理方法。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种多功能自清洁纺织品的整理方法，该整理方法整理后的纺织品具有高效持久抗菌和防紫外线功能，同时具有自清洁功能，该整理方法简单易行，绿色环保。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案：
一种多功能自清洁纺织品的整理方法，包括以下步骤：
步骤10)：采用冷等离子体处理织物；
步骤20)：浸渍步骤10)处理后的织物；
步骤30)：采用冷等离子体处理步骤20)浸渍后的织物。
作为优选例，所述的步骤10)的过程为：将织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，预处理织物后，再向真空反应室中通入丙烯酸气体，发生等离子体聚合反应，形成聚丙烯酸微孔薄膜，沉积在织物表面。
作为优选例，所述的冷等离子体预处理织物时，冷等离子体处理仪的输出功率为50～400W，预处理时间为30～120S，真空反应室的真空度保持在20Pa以下。
作为优选例，所述的等离子体聚合反应形成聚丙烯酸微孔薄膜时，冷等离子体处理仪的输出功率为50～400W，聚合时间为7～10min，真空反应室的真空度保持在100Pa以下。
作为优选例，所述的工作气体为氧气、氮气或氩气。
作为优选例，所述的步骤20)的过程为：利用硝酸银溶液对步骤10)处理后的织物进行浸渍处理，然后晾干织物。
作为优选例，所述的硝酸银溶液的质量浓度为0.04～0.2g/L；浸渍处理中，浴比为1:50～100，浸渍时间为30～60min，浸渍温度为室温。
作为优选例，所述的晾干织物是在室温下晾干。
作为优选例，所述的步骤30)的过程为：将步骤20)浸渍后的织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，在织物表面发生等离子体还原反应，形成纳米银粒子，反应时间为30～120S；所述的工作气体为氢气、氧气、氮气或氩气。
作为优选例，所述的织物由纯棉、粘胶、莫代尔、天丝或者蚕丝制成。
有益效果：与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：本发明实施例的整理方法，在织物表面形成纳米银粒子，使得织物具有良好的抗菌和防紫外线功能，且该纺织品的整理方法简单易行，绿色环保。本实施例的整理方法采用等离子体预处理及等离子体引发丙烯酸气相聚合对织物进行处理后，在硝酸银浸泡过程中，织物表面的羧基能牢固吸附大量银离子，最后采用等离子体干法还原后，织物表面形成纳米银颗粒，使得织物具有高效持久的抗菌性和防紫外性，同时具有自清洁功能。本发明实施例整理后的织物，洗涤10次后置于甲基橙溶液中，半小时后甲基橙溶液的光降解率达到90％以上。相比于现有技术中的织物，几小时甚至十几小时后甲基橙溶液的光降率达到90％以上，本发明实施例的自清洁能力效率高且持久。同时，整个整理方法中无需水和还原剂、稳定剂等化学试剂，具有环保效果。
具体实施方式
下面对本发明实施例的技术方案进行详细说明。
本发明实施例的一种多功能自清洁纺织品的整理方法，包括以下步骤：
步骤10)：采用冷等离子体处理织物。
步骤10)具体过程为：将织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，预处理织物后，再向真空反应室中通入丙烯酸气体，发生等离子体聚合反应，形成聚丙烯酸微孔薄膜，沉积在织物表面。工作气体为氧气、氮气或氩气。
作为优选，在等离子体预处理织物时，冷等离子体处理仪的输出功率为50～400W，预处理时间为30～120S，真空反应室的真空度保持在20Pa以下。在发生等离子体聚合反应形成聚丙烯酸微孔薄膜时，冷等离子体处理仪的输出功率为50～400W，聚合时间为7～10min。真空反应室的真空度保持在100Pa以下。
步骤10)中，织物先经等离子体预处理后，然后等离子体使丙烯酸气体分子在室温下进行聚合，聚丙烯酸沉积在经等离子体处理的织物表面，形成均匀的微孔薄膜。通过步骤10)的等离子体预处理后，增加织物表面的粗糙度，并引入含氧或含氮的极性基团，有助于提高等离子体聚合反应沉积的薄膜与织物表面的物理和化学结合。
步骤20)：浸渍步骤10)处理后的织物。
步骤20)具体过程为：利用硝酸银溶液对步骤10)预处理后的织物进行浸渍处理，然后晾干织物。
作为优选方案，所述的硝酸银溶液的质量浓度为0.04～0.2g/L；浸渍处理中，浴比为1:50～100，浸渍时间为30～60min，浸渍温度为室温。作为优选方案，晾干织物是在室温下晾干。室温为15～25摄氏度。
在步骤20)中，织物在硝酸银浸泡过程中，等离子体聚合在织物表面沉积的聚丙烯酸薄膜，含有大量带负电荷的羧基，有助于提高织物表面对带正电荷的银离子的吸附量及其结合牢度。
步骤30)：采用冷等离子体处理步骤20)浸渍后的织物。
步骤30)具体过程为：将步骤20)浸渍后的织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，气体放电产生等离子体，等离子体在织物表面发生等离子体还原反应，形成纳米银粒子。冷等离子体处理仪的输出功率为50～400W，反应时间为30～120S；所述的工作气体为氢气、氧气、氮气或氩气。
在步骤30)中，等离子体是物质的高度电离状态，含有大量的电子。当织物处于等离子体中，织物表面吸附的银离子会被这些电子原位还原成纳米银粒子。另外，气体放电产生等离子体过程中，产生的紫外线也能将银离子原位还原成纳米银粒子。因此，电子和紫外线照射的共同作用使等离子体快速高效地原位还原织物表面的银离子，而形成均匀分布的纳米银粒子。
纳米银粒子因其独特的小尺寸及带正电荷的银离子，可以与微生物细胞膜中带负电荷的磷酸基团结合，破坏细胞膜，并绑定到病原体内带负电荷的巯基、羧基，使一些基团的酶失去活性，从而达到灭杀病原体的作用。纳米银粒子还具有较大的表面积，一方面易与外来的原子相结合，另一方面更易释放离子，还可以引起局部表面等离子的共振，达到吸附和破坏病原体细胞膜小颗粒蛋白及核酸等作用。在紫外-可见光光谱中，纳米银粒子在450nm附近有吸收峰。纳米银粒子在紫外线或阳光照射下，释放出电子，与空气中氧气发生反应，产生具有较强氧化能力的氧自由基，能使粘附在织物上的有机污垢氧化降解，最终形成二氧化碳和水。因此，负载纳米银粒子的织物具有较好的抗菌、防紫外性和自清洁功能。
上述实施例中，织物由纯棉、粘胶、莫代尔、天丝或者蚕丝制成。
经过本发明实施例的整理方法整理后的织物具有高效持久的抗菌和防紫外线性能。本发明实施例中，采用等离子体引发丙烯酸气相聚合对织物进行处理后，在硝酸银浸泡过程中，织物表面的羧基能牢固吸附大量银离子，采用等离子体干法还原后，织物表面形成纳米银粒子，使得织物具有高效持久的抗菌性和防紫外性。
下面通过试验，验证本发明实施例的整理方法整理后的织物具有高效持久的抗菌、防紫外线以及自清洁功能。
实施例1
一种纺织品的整理方法：
步骤10)：采用冷等离子体处理织物：将织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，此时，真空反应室的真空度保持在12Pa。冷等离子体处理仪的输出功率为100W。等离子体预处理织物，预处理时间为30S。向真空反应室中通入丙烯酸气体，发生等离子体聚合反应。此时真空反应室的真空度保持在100Pa，冷等离子体处理仪的输出功率为200W，聚合时间为8min。聚合反应形成的聚丙烯酸沉积在织物表面。所述的工作气体为氧气。
步骤20)：浸渍步骤10)处理后的织物：利用质量浓度为0.15g/L硝酸银溶液对步骤10)预处理后的织物进行浸渍处理。浸渍处理中，浴比为1:60，浸渍时间为45min，浸渍温度为室温。然后在室温下晾干织物。室温为22摄氏度。
步骤30)：采用冷等离子体处理步骤20)浸渍后的织物：将步骤20)浸渍后的织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，在织物表面发生等离子体还原反应，形成纳米银粒子。冷等离子体处理仪的输出功率为400W，反应时间为60S。所述的工作气体为氧气。
按照AATCC100-2012《纺织品抗菌整理的评价》，该实施例整理后织物的抗菌性：洗涤前和10次洗涤后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均大于90％。
按照GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》，该实施例整理后织物的防紫外线性能：洗涤前和10次洗涤后UPF均大于50+。
通过光降解实验，测试该实施例整理后织物的自清洁功能：在洗涤前和10次洗涤后，分别测试该织物置于甲基橙溶液中，甲基橙溶液的光降解率。每次测试时，织物在甲基橙溶液中浸渍时间为30分钟。测试结果为：在洗涤前和10次洗涤后，织物的光降解率均大于90％。
实施例2
一种纺织品的整理方法：
步骤10)：采用冷等离子体处理织物：将织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体。此时，真空反应室的真空度保持在15Pa。冷等离子体处理仪的输出功率200W，等离子体预处理织物，预处理时间为100S。向真空反应室中通入丙烯酸气体，发生等离子体聚合反应。此时真空反应室的真空度保持在85Pa，冷等离子体处理仪的输出功率400W，聚合时间为9min。聚合反应形成的聚丙烯酸沉积在织物表面。所述的工作气体为氮气。
步骤20)：浸渍步骤10)处理后的织物：利用质量浓度为0.09g/L硝酸银溶液对步骤10)预处理后的织物进行浸渍处理。浸渍处理中，浴比为1:80，浸渍时间为50min，浸渍温度为室温。然后在室温下晾干织物。室温为18摄氏度。
步骤30)：采用冷等离子体处理步骤20)浸渍后的织物：将步骤20)浸渍后的织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，在织物表面发生等离子体还原反应，形成纳米银粒子。冷等离子体处理仪的输出功率300W，反应时间为100S。所述的工作气体为氢气。
按照AATCC100-2012《纺织品抗菌整理的评价》，该实施例整理后织物的抗菌性：洗涤前和10次洗涤后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均大于92％。
按照GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》，该实施例整理后织物的防紫外线性能：洗涤前和10次洗涤后UPF均大于60+。
通过光降解实验，测试该实施例整理后织物的自清洁功能：在洗涤前和10次洗涤后，分别测试该织物置于甲基橙溶液中，甲基橙溶液的光降解率。每次测试时，织物在甲基橙溶液中浸渍时间为30分钟。测试结果为：在洗涤前和10次洗涤后，织物的光降解率均大于91％。
实施例3
一种纺织品的整理方法：
步骤10)：采用冷等离子体处理织物：将织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体。此时，真空反应室的真空度保持在8Pa。冷等离子体处理仪的输出功率300W，等离子体预处理织物，预处理时间为60S。向真空反应室中通入丙烯酸气体，发生等离子体聚合反应。此时真空反应室的真空度保持在95Pa，冷等离子体处理仪的输出功率100W，聚合时间为7min。聚合反应形成的聚丙烯酸沉积在织物表面。所述的工作气体为氩气。
步骤20)：浸渍步骤10)处理后的织物：利用质量浓度为0.04g/L硝酸银溶液对步骤10)预处理后的织物进行浸渍处理。浸渍处理中，浴比为1:100，浸渍时间为30min，浸渍温度为室温。然后在室温下晾干织物。室温为25摄氏度。
步骤30)：采用冷等离子体工艺处理步骤20)浸渍后的织物：将步骤20)浸渍后的织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，在织物表面发生等离子体还原反应，形成纳米银粒子。冷等离子体处理仪的输出功率200W，反应时间为30S。所述的工作气体为氮气。
按照AATCC100-2012《纺织品抗菌整理的评价》，该实施例整理后织物的抗菌性：洗涤前和10次洗涤后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均大于94％。
按照GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》，该实施例整理后织物的防紫外线性能：洗涤前和10次洗涤后UPF均大于70+。
通过光降解实验，测试该实施例整理后织物的自清洁功能：在洗涤前和10次洗涤后，分别测试该织物置于甲基橙溶液中，甲基橙溶液的光降解率。每次测试时，织物在甲基橙溶液中浸渍时间为30分钟。测试结果为：在洗涤前和10次洗涤后，织物的光降解率均大于93％。
实施例4
一种纺织品的整理方法：
步骤10)：采用冷等离子体处理织物：将织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体。此时，真空反应室的真空度保持在20Pa。冷等离子体处理仪的输出功率为50W，等离子体预处理织物，预处理时间为120S。向真空反应室中通入丙烯酸气体，发生等离子体聚合反应。此时真空反应室的真空度保持在70Pa，冷等离子体处理仪的输出功率为70W，聚合时间为10min。聚合反应形成的聚丙烯酸沉积在织物表面。所述的工作气体为氩气。
步骤20)：浸渍步骤10)处理后的织物：利用质量浓度为0.2g/L硝酸银溶液对步骤10)预处理后的织物进行浸渍处理。浸渍处理中，浴比为1:50，浸渍时间为60min，浸渍温度为室温。然后在室温下晾干织物。室温为15摄氏度。
步骤30)：采用冷等离子体处理步骤20)浸渍后的织物：将步骤20)浸渍后的织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，在织物表面发生等离子体还原反应，形成纳米银粒子。冷等离子体处理仪的输出功率为50W，反应时间为120S。所述的工作气体为氩气。
按照AATCC100-2012《纺织品抗菌整理的评价》，该实施例整理后织物的抗菌性：洗涤前和10次洗涤后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均大于96％。
按照GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》，该实施例整理后织物的防紫外线性能：洗涤前和10次洗涤后UPF均大于80+。
通过光降解实验，测试该实施例整理后织物的自清洁功能：在洗涤前和10次洗涤后，分别测试该织物置于甲基橙溶液中，甲基橙溶液的光降解率。每次测试时，织物在甲基橙溶液中浸渍时间为30分钟。测试结果为：在洗涤前和10次洗涤后，织物的光降解率均大于95％。
实施例5
一种纺织品的整理方法：
步骤10)：采用冷等离子体处理织物：将织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，此时，真空反应室的真空度保持在18Pa，冷等离子体处理仪的输出功率为400W。等离子体预处理织物，预处理时间为70S。向真空反应室中通入丙烯酸气体，发生等离子体聚合反应，此时真空反应室的真空度保持在90Pa，冷等离子体处理仪的输出功率为50W，聚合时间为8.5min。聚合反应形成的聚丙烯酸沉积在织物表面。所述的工作气体为氧气。
步骤20)：浸渍步骤10)处理后的织物：利用质量浓度为0.1g/L硝酸银溶液对步骤10)预处理后的织物进行浸渍处理。浸渍处理中，浴比为1:75，浸渍时间为55min，浸渍温度为室温。然后在室温下晾干织物。室温为20摄氏度。
步骤30)：采用冷等离子体处理步骤20)浸渍后的织物：将步骤20)浸渍后的织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，在织物表面发生等离子体还原反应，形成纳米银粒子。冷等离子体处理仪的输出功率为100W，反应时间为105S。所述的工作气体为氧气。
按照AATCC100-2012《纺织品抗菌整理的评价》，该实施例整理后织物的抗菌性：洗涤前和10次洗涤后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均大于99％。
按照GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》，该实施例整理后织物的防紫外线性能：洗涤前和10次洗涤后UPF均大于90+。
通过光降解实验，测试该实施例整理后织物的自清洁功能：在洗涤前和10次洗涤后，分别测试该织物置于甲基橙溶液中，甲基橙溶液的光降解率。每次测试时，织物在甲基橙溶液中浸渍时间为30分钟。测试结果为：在洗涤前和10次洗涤后，织物的光降解率均大于98％。
Claims (7)
1.一种多功能自清洁纺织品的整理方法，其特征在于：该整理方法包括以下步骤：
步骤10)：采用冷等离子体处理织物；所述的步骤10)的过程为：将织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入工作气体，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，预处理织物后，再向真空反应室中通入丙烯酸气体，发生等离子体聚合反应，形成聚丙烯酸微孔薄膜，沉积在织物表面；
步骤20)：浸渍步骤10)处理后的织物；所述的步骤20)的过程为：利用硝酸银溶液对步骤10)处理后的织物进行浸渍处理，然后晾干织物；
步骤30)：采用冷等离子体处理步骤20)浸渍后的织物；所述的步骤30)的过程为：将步骤20)浸渍后的织物放入真空反应室中，开启真空泵，向真空反应室中通入氢气、氮气或氩气，打开冷等离子体处理仪，产生等离子体，在织物表面发生等离子体还原反应，形成纳米银粒子，反应时间为30～120S。
2.根据权利要求1所述的多功能自清洁纺织品的整理方法，其特征在于：所述的冷等离子体预处理织物时，冷等离子体处理仪的输出功率为50～400W，预处理时间为30～120S，真空反应室的真空度保持在20Pa以下。
3.根据权利要求1所述的多功能自清洁纺织品的整理方法，其特征在于：所述的等离子体聚合反应形成聚丙烯酸微孔薄膜时，冷等离子体处理仪的输出功率为50～400W，聚合时间为7～10min，真空反应室的真空度保持在100Pa以下。
4.根据权利要求1所述的多功能自清洁纺织品的整理方法，其特征在于：所述的工作气体为氧气、氮气或氩气。
5.根据权利要求1所述的多功能自清洁纺织品的整理方法，其特征在于：所述的硝酸银溶液的质量浓度为0.04～0.2g/L；浸渍处理中，浴比为1:50～100，浸渍时间为30～60min，浸渍温度为室温。
6.根据权利要求1或2所述的多功能自清洁纺织品的整理方法，其特征在于：所述的晾干织物是在室温下晾干。
7.根据权利要求1所述的多功能自清洁纺织品的整理方法，其特征在于，所述的织物由纯棉、粘胶、莫代尔、天丝或者蚕丝制成。
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