CN107747173A - 农用非织造布的防紫外整理方法 - Google Patents

农用非织造布的防紫外整理方法 Download PDF

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苏玉恒
刘杰
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Abstract

本发明公开了一种农用非织造布的防紫外整理方法，包括以下步骤：（1）配制成浓度为30～60g/L的抗紫外整理剂溶液；（2）将待处理无纺布放入所得抗紫外整理剂溶液中，浸轧整理，两浸两轧，浴比为1：40，轧余率为85%～110%；（3）取出浸轧后的无纺布，在75～85℃条件下进行3～5min的预烘，然后在110～150℃条件下进行50～62s的焙烘，完成整理。本发明的防紫外整理方法，能够提高生产效率，降低生产成本，并使其具有良好的抗紫外线性能，从而延长使用寿命，避免资源浪费，促进农业的发展。

Description

农用非织造布的防紫外整理方法
技术领域
本发明涉及无纺布制造技术领域，具体涉及一种农用非织造布的防紫外整理方法。
背景技术
与传统的塑料薄膜相比，非织造布由于其优异特性及结构特性，在农业上得到越来多的重视及应用。
pp纺黏非织造布具有质量轻、透气、调光、耐腐蚀、抗拉强度高且成本低等优点，非常适合农作物生长的需要，是一种省工省本、无污染、可洗净晾干，又能提高农产品产量、质量的地膜好材料。但普通的pp纺黏非织造布抗紫外性能较差，容易老化，并不能满足农用覆盖材料的要求，为延长使用寿命，一般要经过防紫外改性。现有的此类产品由于需在纺丝时加入抗紫外功能母粒，进而对纺丝的质量和不匀率产生影响，而且对纺丝工艺要求特别高，致使生产效率降低。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种农用非织造布的防紫外整理方法，通过防紫外浸轧工艺，能够提高生产效率，降低生产成本，并使其具有良好的抗紫外线性能，从而延长产品使用寿命，避免资源浪费，促进农业的可持续发展。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种农用非织造布防紫外整理方法，包括以下步骤：
（1）配制抗紫外整理剂溶液；
（2）将待处理无纺布放入所述抗紫外整理剂溶液中，浸轧整理，两浸两轧；
（3）取所述浸轧后的无纺布，在75～85℃条件下进行3～5min的预烘，然后在110～150℃条件下进行30～180s的焙烘，完成整理。
优选的，在步骤（1）中所述抗紫外整理剂的型号为TF-615。
优选的，在步骤（1）中所述抗紫外整理剂的浓度为30～60g/L。
优选的，在步骤（1）中所述抗紫外整理剂溶液的溶剂为蒸馏水。
优选的，在步骤（2）中所述无纺布为丙纶纺黏无纺布，其克重为39g/m2。
优选的，在步骤（2）中所述浸轧的浴比为1：35～45。
优选的，在步骤（2）中所述浸轧的轧余率为90%～110%。
优选的，在步骤（3）中所述烘焙的温度为110～140℃。
优选的，在步骤（3）中所述烘焙的时间为30～180s。
优选的，所述的抗紫外整理剂溶液的浓度为60g/L，所述烘焙的温度为140℃，所述烘焙的时间为60s。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
1.本发明经长期的实践研究，筛选并明确了整理条件对农用非织造布防紫外线性能影响的主次关系，整理剂的浓度对整理效果影响最大，焙烘温度和焙烘时间对于防紫外级别的影响相比于整理剂浓度较为微弱。
2.本发明在明确整理条件主次关系后，进一步优选了防紫外整理的工艺参数，即整理剂浓度为60g/L，焙烘温度为140℃，焙烘时间为60s。
3.采用本发明方法进行防紫外整理后，可以提高无纺布（尤其是丙纶纺黏无纺布）对紫外线的抵抗性能，从而延长其使用寿命，避免资源浪费，而且还有利于解决当前PVC农用地膜的白色污染问题，进而促进农业生产的可持续发展。
4. 本发明的防紫外浸轧工艺，与传统的生产工艺（纺丝时直接加入抗紫外母粒）相比，能够有效提高生产效率，降低生产成本，利于农用非织造布在农业生产中的大力推广普及。
附图说明
图1为不同浓度的整理剂整理之后的防紫外效果趋势图；
图2为不同焙烘温度整理后的防紫外效果趋势图；
图3为不同焙烘时间整理之后的防紫外效果趋势图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
在以下实施例中所涉及的仪器设备，如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的试剂及原料，如无特别说明，均为市售常规试剂；所涉及的检测或试验方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例一：本发明工艺评价标准和测试方法
1. 防紫外性能表征
根据GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》，用单色或多色的UV射线辐射实样，收集总的光谱投射射线，测定出总的光谱透射比，并计算出实样的紫外线防护系数UPF值。
2. 强力和透气性能表征
根据GB/T 3923.1-1997、GB/T 5453-1997来测试整理前后试样的断裂强力和透气性。
实施例二：一种农用非织造布防紫外整理方法，具体步骤如下：
（1）取浙江传化股份有限公司生产的整理剂产品TF-615，以蒸馏水为溶剂，配制成浓度为60g/L的抗紫外整理剂溶液；
（2）将克重为39g/m2的待整理丙纶纺黏无纺布进行浸轧整理，两浸两轧，浴比为1：40，轧余率为90%；
（3）取出浸轧后的无纺布，在80℃条件下进行4min的预烘，然后在140℃的温度条件下进行30s的焙烘，完成整理。
经上述工艺整理后无纺布的防紫外性能优良，达到了国家要求的UPF>40的标准，具有良好的防紫外效果。
实施例三：一种农用非织造布防紫外整理方法，具体步骤如下：
（1）取浙江传化股份有限公司生产的整理剂产品TF-615，以蒸馏水为溶剂，配制成浓度为30g/L的抗紫外整理剂溶液；
（2）将克重为39g/m2的待整理丙纶纺黏无纺布进行浸轧整理，两浸两轧，浴比为1：40，轧余率为110%；
（3）取出浸轧后的无纺布，在75℃条件下进行3～5min的预烘，然后在110℃的温度条件下进行40s的焙烘，完成整理。
经上述工艺整理后无纺布的防紫外性能优良，达到了国家要求的UPF>40的标准，具有良好的防紫外效果。
实施例四：一种农用非织造布防紫外整理方法，具体步骤如下：
（1）取浙江传化股份有限公司生产的整理剂产品TF-615，以蒸馏水为溶剂，配制成浓度为45g/L的抗紫外整理剂溶液；
（2）将克重为39g/m2的待整理丙纶纺黏无纺布进行浸轧整理，两浸两轧，浴比为1：40，轧余率为105%；
（3）取出浸轧后的无纺布，在85℃条件下进行5min的预烘，然后在150℃的温度条件下进行60s的焙烘，完成整理。
经上述工艺整理后无纺布的防紫外性能优良，达到了国家要求的UPF>40的标准，具有良好的防紫外效果。
实施例五：农用非织造布防紫外整理工艺参数优选试验验证
（一）主要工艺参数因素分析
1. 整理液浓度：为综合降低成本，用蒸馏水做溶剂配制成不同浓度的整理剂溶液，将待处理丙纶纺黏无纺布浸轧整理，两浸两轧，浴比为 1 ：40，轧余率90%，之后在80℃的温度下进行4min的预烘，然后用120℃的温度对织物进行3min的焙烘，将用不同浓度整理液整理出的实样布料进行防紫外效果测试，得出的结果如图1所示。
由图1可知，防紫外效果随着浓度的提高而不断地增加。在浓度为30g/L时，防紫外整理效果很低，仅仅满足最低要求，随着整理液浓度的增加，产品的防紫外效果增加，但在浓度超过50g/L时，实样防紫外效果增加开始不明显，因此结合实践经验在正交实验中采用了30g/L、40g/L、50g/L、60g/L四个浓度梯度。
2. 焙烘温度：用蒸馏水作为溶剂将整理剂配制成浓度为40g/L的整理液，经过浸轧工艺，在80℃温度下对织物进4 min的预烘，然后在不同的温度下焙烘3min。对采用不同焙烘温度所整理出的实样进行防紫外整理效果测试，得出的结果如图2所示。
由图2可知，整理过后实样的防紫外效果随着焙烘温度的升高而增加；在焙烘温度在100℃时，整理出来的实样防紫外效果刚好满足最低标准。从110℃开始实样具有较高的防紫外整理效果，焙烘温度达到140℃以后，实样防紫外效果增加开始不明显，另外，焙烘温度也不能过高，因为聚丙烯本身的熔点为167℃，当焙烘温度达到150℃时，实样就开始变形，因此最高采用温度为140℃。
3. 焙烘时间：用蒸馏水为溶剂将整理剂配制浓度为40g/L的整理液，经过浸轧工艺，在80℃温度下对整理的织物进行4min的预烘，然后在120℃的温度下对织物进行焙烘不同的时间处理。最后将通过不同焙烘时间所整理出的实样进行防紫外效果的测试，结果如图3所示。
由图3可知，经过整理的织物防紫外性能随着焙烘时间的增加而增强；但当时间到3分钟以上时，实样防紫外效果基本上没有很明显的提升，且非织造布织物的色泽和手感也会随着焙烘时间的增长而发生不利的变化，所以在正交实验中采取30、60、120、180s四个水平。
（二）实验设计与结果
1.实验设计：
结合长期的工艺实践经验，选择整理剂浓度、焙烘温度、焙烘时间这三个影响防紫外线整理效果的主要因素，每个因素采取了四个水平进行正交实验，如下表1、表2所示。对不同实验的样品进行性能测试，最后通过实验数据分析并结合长期的工艺实践经验得出该整理剂对防紫外整理的最佳工艺条件。
表1 三因子四水平表
2.实验结果直观分析
对正交实验表中的16个实验所得到的样布进行防紫外性能的测试，并分析实验数据得表2如下。
表2 正交实验结果及直观分析
3. 实验结果方差分析
表3 方差分析
从表3的分析结果可知，对防紫外级别影响最为显著的因素是整理剂的浓度，除此之外的两个因素焙烘温度和焙烘时间对于防紫外级别的影响相比于整理剂浓度较为微弱。
4. 工艺方案优选
利用正交实验的结果分析并确定最佳方案。
由表2可以看出：
因素A：IA<IIA<IIIA<IVA；因素B：IB<IIB<IIIB<IVB；因素C：IIIC < IC <IVC< IIC
因为防紫外性能越高越好，故因素A整理剂浓度取ⅣA，因素B焙烘温度取ⅣB，因素C焙烘时间取IIC，因此可得最优工艺方案表4、最终整理工艺条件表5。
表4 最优工艺方案分析
表5 最佳整理工艺条件表
经测试，最优整理工艺条件整理的非织造布的防紫外性能UPF为61，，达到了国家要求的UPF>40的标准，防紫外性能优良。
5. 织物的物理机械性能测试和分析
经最优工艺方案抗紫外整理后，丙纶非织造布的强力、透气性能测试结果如表6所示：
表6 抗紫外整理后的丙纶非织造布的强力、透气性能
经过防紫外整理剂的整理之后，丙纶纺黏非织造布在强力方面上的损失不大，虽然有所下降但是依然不影响其作为农用地膜的使用。
试样在整理之后透气量会有所下降，但下降程度不是很大。主要是因为整理剂经过整理之后仅在纤维的表面上形成了包裹皮膜，织物纤维之间的间隙虽然有所减少但并不大，因此整理后织物透气量只是稍有下降，不影响其作为农用地膜的使用。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制抗紫外整理剂溶液；
（2）将待处理无纺布放入所述抗紫外整理剂溶液中，浸轧整理，两浸两轧；
（3）取所述浸轧后的无纺布，在75～85℃条件下进行3～5min的预烘，然后在110～150℃条件下进行30～180s的焙烘，完成整理。
2.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述抗紫外整理剂为TF-615。
3.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述抗紫外整理剂的浓度为30～60g/L。
4.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述抗紫外整理剂溶液的溶剂为蒸馏水。
5.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述无纺布为丙纶纺黏无纺布，其克重为39g/m2。
6.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述浸轧的浴比为1：35～45。
7.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述浸轧的轧余率为90%～110%。
8.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述烘焙的温度控制为110～140℃。
9.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述烘焙的时间控制为30～180s。
10.根据权利要求1所述的农用非织造布防紫外整理方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述抗紫外整理剂溶液的浓度为60g/L；步骤（3）中所述烘焙的温度为140℃；步骤（3）中所述烘焙的时间为60s。
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