CN106435915A - 一种基于纤维素纤维的环保型防尘覆盖网及其制备技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于纤维素纤维的环保型防尘覆盖网的制作方法。其特征在于本发明的制作方法由覆盖网织造、预处理、氯化钙整理和丙三醇整理等四个主要步骤构成。其中的主要原料纤维素纤维纱线可以是棉、麻或再生纤维素纤维材料，具有较好的吸湿性，并且通过机织工艺织造形成防尘覆盖网基体。氯化钙和丙三醇都是优良的吸湿剂和保湿材料，通过后整理工艺负载于纤维表面能够进一步提高覆盖网的吸湿率，而且还显示出较高的保湿性能，即使在干燥的环境中也能够使覆盖网发挥抑尘的目的。所使用的纤维素纤维、氯化钙和丙三醇都属于绿色环保材料，使用后不必回收，易于生物降解，不会引起生态环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于纤维素纤维的环保型防尘覆盖网的制作方法，主要用于建筑业、煤矿业和农业等领域中的地面扬尘污染控制技术领域。
背景技术
研究表明，造成我国城市大气污染的主要因素是燃煤排烟、机动车尾气和地面扬尘。而在非采暖期，机动车尾气和扬尘污染影响逐渐增大，而扬尘则是导致全年大气质量不佳又难以控制的污染源。地面扬尘属于开放性尘源，主要包括建筑工地、易扬尘物料堆、道路、裸露地面等的扬尘污染源。随着近年来城市建设速度不断加快，开工建设的工程项目如旧城拆迁改造、地铁工程建设以及建筑工地施工和道路施工等导致扬尘污染源不断增加。此外，北方城市中未绿化区域和农业用裸露土地等在冬季也会变成重要的扬尘污染源。这使得扬尘污染问题日益突出，雾霾天气增多，扬尘污染防治形势非常严峻。扬尘中的颗粒物被人体吸入后，会在人体的气管和肺泡等呼吸系统器官中逐渐沉积和钙化，会严重影响到呼吸系统的正常机能，使之产生难以逆转的病变。其中有些颗粒物粒径很小，甚至可以经由肺部直接进入血液，并沉积于淋巴系统中，引发人体的心脑血管疾病。另外，大气中的颗粒物还会积累在植物的叶片表面并形成一层遮蔽的薄层，阻止了阳光照射到叶片上，同时也会堵塞叶片气孔，对于植物的光合作用产生不利影响，从而影响到了植物的生长，造成植物大面积枯萎。目前国内外对于扬尘污染控制的主要技术包括洒水抑尘、苫盖抑尘、挡风抑尘墙和化学抑尘等方法。其中洒水抑尘不仅会导致水资源浪费，而且发挥作用时间短。苫盖抑尘是指在物料堆等易于扬尘的地方进行蓬布或者塑料网覆盖，尽管抑尘效果明显，但是成本高，浪费材料，而且塑料难以降解，会对自然环境造成二次污染。挡风抑尘墙一次性投资大，不能捕捉漂浮在空气中的粉尘，抑尘能力有限。化学抑尘是使用喷洒抑尘剂于扬尘处，利用吸湿、保湿和结壳作用达到抑尘目的。然而存在着抑尘剂抗风蚀和水蚀性差、有效抑尘时间较短和会对环境造成二次污染的风险。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明要解决的问题是将苫盖抑尘和化学抑尘相结合，制备一种基于纤维素纤维的环保型防尘覆盖网，其具有覆盖、吸湿和保湿等多功能，有效抑尘时间长，对环境无污染，简便易行，是替代目前广泛使用的塑料覆盖网的理想材料。为解决以上技术问题本发明采取以下技术方案：
1)覆盖网织造：使用棉纱等纤维素纤维纱线在自动织机上通过整，经综、穿筘，梳理和织造等工序织造成纤维素纤维网状织物，并通过透孔组织结构优化获得理想的网络结构。
2)覆盖网预处理：首先配制由15克/升氢氧化钠和2克/升高效精练剂构成的精练液，然后将覆盖网置于其中，使覆盖网重量和精练液体积之比为1∶50克/毫升，在100℃煮沸60分钟去除纤维杂质，提高覆盖网的亲水性。处理后将覆盖网取出并水洗涤5次烘干备用。
3)氯化钙整理：首先配制质量分数为3％-15％的氯化钙水溶液，然后将预处理的覆盖网置于其中浸渍15分钟，使覆盖网重量和整理液体积之比为1∶30克/毫升。使用轧车对浸渍后的覆盖网进行处理以去除多余的水分(轧液率为75％)，并在100℃预烘3分钟。最后在150℃焙烘1.5分钟得到氯化钙整理覆盖网。
4)丙三醇整理：首先配制质量分数为5％的丙三醇水溶液，并使用其浸渍氯化钙整理覆盖网，使覆盖网重量和整理液体积之比为1∶30克/毫升。使用轧车对浸渍后的覆盖网进行处理以去除多余的水分(轧液率为75％)，并在80℃预烘3分钟。最后在120℃焙烘2分钟得到丙三醇和氯化钙复合整理覆盖网。
由于采用以上技术方案而具有如下优点：
1)本发明采用的覆盖网主要由低品质或废旧纤维素纤维制成，不仅达到资源利用目的，而且生物降解性好，使用后不用回收。更重要的是，经预处理后纤维素纤维具有较好的吸湿性，通过增加局部湿度对抑尘效果起到促进作用。此外，覆盖网还能够通过透孔组织结构的变化而调控防尘效果。
2)氯化钙和丙三醇都属于绿色试剂，不会导致生态环境污染。其中氯化钙能够显著提高覆盖网的吸湿性，而丙三醇则可显著改善其保湿性，通过与氯化钙和纤维素的增效作用使被覆盖物料表面保持湿润状态以致难以形成扬尘，具有明显抑尘效果。
3)本发明中所使用的原料易得，成本低廉，加工简单，利于推广应用，实现产业化。
附图说明
图1是本发明所述覆盖网织物上机图。
图2是本发明所述不同质量分数氯化钙整理覆盖网的吸湿效果。
图3是本发明所述不同后整理覆盖网的保湿效果的影响。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步详细叙述本发明：
本发明设计的一种基于纤维素纤维的环保型防尘覆盖网的制备方法由四个覆盖网织造、预处理、氯化钙整理和丙三醇整理等四个主要步骤构成。其中的主要原料纤维素纤维纱线可以是棉、麻或再生纤维素纤维材料，具有较好的吸湿性，并且通过简单的工艺织造形成防尘覆盖网。氯化钙和丙三醇都是优良的吸湿剂和保湿材料，与纤维素纤维结合构成的氯化钙和丙三醇整理覆盖网不仅有优良的吸湿率，而且还显示出较高的保湿性能，即使在干燥的环境中也能够使覆盖网发挥抑尘的目的。此外所使用的纤维素纤维、氯化钙和丙三醇都属于绿色环保材料，使用后不必回收，易于生物降解，不会引起生态环境污染。该方法使用成熟的织造和后整理工艺，简单易行，产品成本低廉，适合工业化推广。下面介绍本发明的具体实施例，但本发明权利要求不受这些具体实施例的限制。
实施例1
1)覆盖网织造：使用棉纱在自动织机上通过整经、穿综、穿筘、梳理和织造等工序织造成棉纤维网状织物。工艺参数：透孔组织，组织循环数为10，经密和纬密均为117根/10cm，经纱和纬纱均为30tex的棉纱，幅宽15厘米，详见图1中的织物上机图。
2)覆盖网预处理：首先配制由15克/升氢氧化钠和2克/升高效精练剂构成的精练液500毫升，然后将10克覆盖网置于其中，在100℃煮沸60分钟去除纤维杂质，提高覆盖网的亲水性。处理后将覆盖网取出并水洗涤5次烘干备用。
3)氯化钙整理：首先配制质量分数为3％的氯化钙水溶液300毫升，然后将10克预处理的覆盖网置于其中浸渍10分钟。使用轧车对浸渍后的覆盖网进行处理以去除多余的水分(轧液率为75％)，并在100℃预烘3分钟。最后在150℃焙烘1.5分钟得到氯化钙整理覆盖网。
实施例2
1.工艺与实施例1中的步骤1相同。
2.工艺与实施例1中的步骤2相同。
3.所述氯化钙质量分数为9％，其余同实施例1中的步骤3。
实施例3
1.工艺与实施例1中的步骤1相同。
2.工艺与实施例1中的步骤2相同。
3.工艺与实施例2中的步骤3相同。
4.丙三醇整理：首先配制质量分数为5％的丙三醇水溶液300毫升，并使用其浸渍10克氯化钙整理覆盖网。使用轧车对浸渍后的覆盖网进行处理以去除多余的水分(轧液率为75％)，并在80℃预烘3分钟。最后在120℃焙烘2分钟得到丙三醇和氯化钙复合整理覆盖网。
图1中本发明所述覆盖网织物采用透孔组织，组织循环数为10，经密和纬密均为117根/10cm，经纱和纬纱均为30tex。纱线所用纤维包括棉、麻或其他纤维素纤维等。通过变化经密和纬密能够控制网孔的大小。
从图2中可以明显看出：随着氯化钙浓度增加，整理覆盖网的吸湿率显著增加，未整理整理覆盖网的吸湿率在6％左右，而整理后的整理覆盖网最高可达16％左右，这说明纤维表面的氯化钙能够增加覆盖网，导致其周围形成湿度较高的小气候，固定颗粒物使其难以形成扬尘。
图2中所述整理覆盖网的吸湿效果通常由吸湿后织物的在特定环境中的吸湿率变化表示，并使用如下方法进行测定：首先将氯化钙整理覆盖网放入中100℃烘箱烘至恒重，记作W0。然后将其放入恒温恒湿室(温度：22℃，湿度：65％)，每隔10分钟用电子分析天平称取织物质量，记做W。吸湿率的计算公式为：吸湿率＝(1-W0/W)×100％。
从图3中可以看出，未整理整理覆盖网的含水率为4.32％，经质量分数为 9％氯化钙整理覆盖网的含水率达到7.69％，而经丙三醇和氯化钙复合整理覆盖网的含水率超过了10％。这说明表明丙三醇和氯化钙复合整理覆盖网不仅有优良的吸湿率，而且还显示出较高的保湿性能，即使在干燥的环境中也能够使覆盖网及其周围环境保持一定的湿度，使颗粒物聚集不易飞扬，达到显著抑尘的目的。
图3中本发明所述整理覆盖网的保湿效果通常由在特定环境中润湿织物的平衡含水率的变化表示，并使用如下方法进行测定：首先将整理覆盖网在100℃烘至恒重，记作W0。然后用去离子水对其进行喷洒处理，使去离子水浸润其中，并利用轧车对润湿的整理覆盖网进行处理并保持轧液率为85％。最后将润湿的整理覆盖网放入内置硅胶的干燥器(温度30℃，湿度20％-30％，硅胶用量：116.5克)中，经过18小时后整理覆盖网在干燥器中达到放湿平衡并称量其质量，记做W1，则含水率计算公式为：含水率＝(1-W0/W1)×100％。
Claims (2)
1.一种基于纤维素纤维的环保型防尘覆盖网的制备方法，其特征在于本发明的制备方法由覆盖网织造、预处理、氯化钙整理和丙三醇整理等四个步骤构成。
2.一种权利要求1所述基于纤维素纤维的环保型防尘覆盖网的制备方法，其采用下述工艺：
步骤1：覆盖网织造：使用棉纱等纤维素纤维纱线在自动织机上通过整，经综、穿筘，梳理和织造等工序织造成纤维素纤维网状织物，并通过透孔组织结构优化获得理想的网络结构。
步骤2：覆盖网预处理：首先配制由15克/升的氢氧化钠和2克/升的高效精练剂构成的精练液，然后将覆盖网置于其中，使覆盖网重量和精练液体积之比为1克∶50毫升，在100℃煮沸60分钟去除纤维杂质，提高覆盖网的亲水性。处理后将覆盖网取出并水洗涤5次烘干备用。
步骤3：氯化钙整理：首先配制质量分数为3％-15％的氯化钙水溶液，然后将预处理的覆盖网置于其中浸渍15分钟，使覆盖网重量和整理液体积之比为1克∶30毫升。使用轧车对浸渍后的覆盖网进行处理以去除多余的水分，轧液率为75％，，并在100℃预烘3分钟。最后在150℃焙烘1.5分钟得到氯化钙整理覆盖网。
步骤4：丙三醇整理：首先配制质量分数为5％的丙三醇水溶液，并使用其浸渍氯化钙整理覆盖网，使覆盖网重量和整理液体积之比为1克∶30毫升。使用轧车对浸渍后的覆盖网进行处理以去除多余的水分轧液率为75％，并在80℃预烘3分钟。最后在120℃焙烘2分钟得到丙三醇和氯化钙复合整理覆盖网。
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