CN108130766A - 一种激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法 - Google Patents

一种激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法，包括如下步骤：坯布准备→织物前处理→烘干工艺→激光预处理→面料中的纤维改性→接枝→涂料染色→粘合→水洗、脱水→烘干→摩擦牢度检测→成品。本发明对超高分子量聚乙烯纤维激光处理，改变纤维比表面积，使纤维产生沟槽，使颜料大部分附着在沟槽壁，不仅仅附着在纤维表面，提高了面料的干湿摩擦牢度，同时对纤维改性使超高分子量聚乙烯纤维呈阳电荷性，吸附阴离子颜料，再经过粘合剂的自交联和纤维之间的交联，使织物表面达到一定的深度和更好的固色效果，从而改善面料的色牢度。

Description

一种激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的 方法
技术领域
本发明属于纺织行业面料领域，具体涉及一种激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是20世纪80年代实现工业化生产的高性能纤维，又称高强高模量聚乙烯(PE)纤维。UHMWPE纤维的高相对分子质量、高度取向、分子链的高度缠结以及高结晶度等性能特点赋于材料极好的综合性能，具有密度低、模量高、耐紫外线、耐磨、抗冲击、强度高等性能，在现有的三大纤维材料中具有最好的性价比.超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,UHMWPE纤维结晶度极高、缺乏染色基团,,很难染色，目前主要研究机构，采用原液着色法、常规染料染色法、特定染料结构开发、特殊染色工艺等方法，但是色牢度不达标，色谱不全，均不能满足大生产要求。而超高分子量聚乙烯纤维向纺织下游领域渗透，染色是绕不开的课题。因此我们研究了纤维改性涂料染色工艺，为了进一步提高涂料染色的干湿摩擦牢度，本发明对纤维激光处理，改变比表面积，产生沟槽，使颜料大部分附着在沟槽壁，不仅仅在纤维表面，提高了干湿摩擦牢度。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法。
技术方案：一种激光处理超高分子量聚乙烯面料提高涂料染色摩擦牢度的方法，包括如下步骤：坯布准备→织物前处理→烘干工艺→激光预处理→面料中的纤维改性→接枝→涂料染色→粘合→水洗、脱水→烘干→摩擦牢度检测→成品；其中：
步骤二、织物前处理：具体工艺流程操作如下：回水→70-75℃加入处理液→95-102℃煮练40-50min→出布→70-80℃水洗→常温水洗→出布；
其中，处理液的处方如下：精练剂：15-18g/L；碳酸钠：15-18g/L；保险粉：16-20g/L；渗透剂JFC：5-8g/L；浴比为：1：25-35；
步骤四、激光预处理：用激光对超高分子量聚乙烯纤维面料进行处理的工艺条件：激光类型：CO2RF金属激光器；激光波长：160--252nm；脉冲频率：250Hz；激光强度：5-6mJ/cm2；激光输出功率：70W100W150W任选；速度：30-35m/min；定位精度：±0.1mm；供电电源：AC220V±5％/50Hz；
步骤五、面料中的纤维改性：具体工艺流程操作如下：超高分子量聚乙烯面料正庚烷溶胀3h→丙酮提抽5h→5％二苯甲酮浸泡24h→紫外线辐射20分钟→乙醇洗涤4次进行表面改性；
步骤六、接枝：工艺处方如下：阳离子接枝剂2～5g/L；氢氧化钠(30％)3～5g/L；浴比为：1:40；工艺条件如下：接枝温度为65℃；接枝时间为35min；水洗两遍，水洗温度为50℃；
步骤七、涂料染色：工艺处方如下：涂料G-18红：0.5％；涂料G-22黄：0.9％；浴比为：1:40；工艺条件如下：染色温度为65℃；染色时间为35min；升温速率为2～3℃/min。
作为优化：所述步骤一、坯布准备：采用超高分子量聚乙烯机织物家纺面料，规格如下：克重(G/m2)250±5％；宽度(厘米)235-240；厚度(mm)0.55-0.6±0.02。
作为优化：所述步骤三、烘干工艺：定型机烘干温度110-120℃，2-3分钟。
作为优化：所述步骤八、粘合：工艺处方如下：粘合剂3mL/L；工艺条件如下：粘合温度为65℃；粘合时间为25min。
作为优化：所述步骤九、水洗、脱水：冷水洗20分钟；酸中和pH＝7-8；脱水机转速为：800-900r/min；脱水时间为：8-10min。
作为优化：所述步骤十、烘干：烘干温度为：100℃-110℃；烘干时间为：10分钟。
有益效果：本发明的具体优势如下：
1、本发明对超高分子量聚乙烯纤维激光处理，改变纤维比表面积，使纤维产生沟槽，使颜料大部分附着在沟槽壁，不仅仅在纤维表面，提高了干湿摩擦牢度。
2、本发明对超高分子量聚乙烯纤维进行接枝改性，粘结性能和亲水性能大大提升,其中界面剪切强度提升160.9％，水接触角从112.0°下降为67.88°，给涂料染色提供了必备条件。
3、本发明对超高分子量聚乙烯纤维再进行阳离子接枝改性处理，使超高分子量聚乙烯纤维呈阳电荷性，提高阴离子涂料的吸附性能，再经过粘合剂的自交联和纤维之间的交联，使织物表面达到一定的深度和更好的固色效果，从而改善面料的色牢度。
4、本发明采用涂料染色，清洁环保，同样色深度耗用颜料减少，降低成本。
附图说明
图1是本发明中的超高分子量聚乙烯激光处理(252nm)前的结构示意图；
图2是本发明中的超高分子量聚乙烯激光处理(252nm)后的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例
本发明的工艺流程如下：坯布去油水洗、脱水→烘干→激光预处理→面料中的纤维改性→接枝→涂料染色→粘合→水洗、脱水→烘干→摩擦牢度检测→成品。具体操作如下：
1、坯布规格
选用超高分子量聚乙烯机织物家纺面料，克重(G/m2)250±5％；宽度(厘米)235-240；厚度(mm)0.55-0.6±0.02。
2、织物前处理
工艺流程：回水→70--75℃加入处理液→95-102℃煮练40-50min→出布→70-80℃水洗→常温水洗→出布；
工艺处方：精练剂 15-18g/L；
碳酸钠 15-18g/L；
保险粉 16-20g/L；
渗透剂JFC 5-8g/L；
浴比 1：25-35。
3、烘干工艺
定型机烘干温度110-120℃，2--3分钟。
4、激光预处理
用激光对超高分子量聚乙烯面料进行处理的工艺条件：
激光类型：CO2RF金属激光器；
激光波长：160-252nm；
脉冲频率：250Hz；
激光强度：5-6mJ/cm2；
激光输出功率：70W100W150W任选；
速度：30-35m/min；
定位精度：±0.1mm；
供电电源：AC220V±5％/50Hz。
其中，超高分子量聚乙烯激光处理(252nm)前后对比图如图1、图2所示。
5、改性
超高分子量聚乙烯面料正庚烷溶胀3h→丙酮提抽5h→5％二苯甲酮浸泡24h→紫外线辐射20分钟→乙醇洗涤4次进行表面改性。
6、接枝
(1)工艺原理
涂料是一种颜料，没有直接性，不会与纤维发生反应形成共价键，所以涂料最基本的吸附原理是对超高分子量聚乙烯纤维再进行阳离子接枝改性处理，使超高分子量聚乙烯纤维呈阳电荷性，一方面使超高分子量聚乙烯纤维与阴离子涂料牢固的键合，另一方面加入碱可以提高接枝剂与超高分子量聚乙烯纤维上的丙烯酸结合，可以提高涂料的吸附性能。
(2)工艺处方
阳离子接枝剂 2～5g/L；
氢氧化钠(30％) 3～5g/L；
浴比 1:40；
(3)工艺条件
接枝温度 65℃；
接枝时间 35min；
水洗温度 50℃水洗两遍。
7、涂料染色
(1)工艺原理
通过对超高分子量聚乙烯纤维进行接枝处理后，超高分子量聚乙烯纤维就呈阳电荷性，使其对涂料的吸附能力增强，提高了涂料对超高分子量聚乙烯纤维的上染率和染色牢度。
(2)工艺处方
涂料G-18红 0.5％；
涂料G-22黄 0.9％；
浴比 1:40；
(3)工艺条件
染色温度 65℃；
染色时间 35min；
升温速率 2～3℃/min。
8、粘合
(1)工艺原理
超高分子量聚乙烯纤维经过接枝后，涂料仅能吸附在纤维的表面，只有经过固色，即粘合剂的自交联和纤维之间的交联，才能达到一定的深度，改善色牢度。
(2)工艺处方
粘合剂 3mL/L；
(3)工艺条件
粘合温度 65℃；
粘合时间 25min；
9、水洗、脱水
冷水洗 20分钟；
酸中和 PH＝7-8；
脱水机转速：800-900r/min；
脱水时间：8-10min。
10、烘干
烘干温度：100℃-110℃；
烘干时间：10分钟。
11、摩擦牢度测试
12、包装
打卷包装。
本发明对超高分子量聚乙烯纤维激光处理，改变纤维比表面积，使纤维产生沟槽，使颜料大部分附着在沟槽壁，不仅仅附着在纤维表面，提高了面料的干湿摩擦牢度，同时对纤维改性使超高分子量聚乙烯纤维纤维呈阳电荷性，吸附阴离子颜料，再经过粘合剂的自交联和纤维之间的交联，使织物表面达到一定的深度和更好的固色效果，从而改善面料的色牢度。

Claims (6)

1.一种激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法，其特征在于：包括如下步骤：坯布准备→织物前处理→烘干工艺→激光预处理→面料中的纤维改性→接枝→涂料染色→粘合→水洗、脱水→烘干→摩擦牢度检测→成品；其中：
步骤二、织物前处理：具体工艺流程操作如下：回水→70-75℃加入处理液→95-102℃煮练40-50min→出布→70-80℃水洗→常温水洗→出布；
其中，处理液的处方如下：精练剂：15-18g/L；碳酸钠：15-18g/L；保险粉：16-20g/L；渗透剂JFC：5-8g/L；浴比为：1：25-35；
步骤四、激光预处理：用激光对超高分子量聚乙烯纤维面料进行处理的工艺条件：激光类型：CO2RF金属激光器；激光波长：160--252nm；脉冲频率：250Hz；激光强度：5-6mJ/cm2；激光输出功率：70W 100W 150W任选；速度：30-35m/min；定位精度：±0.1mm；供电电源：AC220V±5％/50Hz；
步骤五、面料中的纤维改性：具体工艺流程操作如下：超高分子量聚乙烯面料正庚烷溶胀3h→丙酮提抽5h→5％二苯甲酮浸泡24h→紫外线辐射20分钟→乙醇洗涤4次进行表面改性；
步骤六、接枝：工艺处方如下：阳离子接枝剂2～5g/L；氢氧化钠(30％)3～5g/L；浴比为：1:40；工艺条件如下：接枝温度为65℃；接枝时间为35min；水洗两遍，水洗温度为50℃；
步骤七、涂料染色：工艺处方如下：涂料G-18红：0.5％；涂料G-22黄：0.9％；浴比为：1:40；工艺条件如下：染色温度为65℃；染色时间为35min；升温速率为2～3℃/min。
2.根据权利要求1所述的激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法，其特征在于：所述步骤一、坯布准备：采用超高分子量聚乙烯机织物家纺面料，规格如下：克重(G/m2)250±5％；宽度(厘米)235-240；厚度(mm)0.55-0.6±0.02。
3.根据权利要求1所述的激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法，其特征在于：所述步骤三、烘干工艺：定型机烘干温度110-120℃，2-3分钟。
4.根据权利要求1所述的激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法，其特征在于：所述步骤八、粘合：工艺处方如下：粘合剂3mL/L；工艺条件如下：粘合温度为65℃；粘合时间为25min。
5.根据权利要求1所述的激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法，其特征在于：所述步骤九、水洗、脱水：冷水洗20分钟；酸中和pH＝7-8；脱水机转速为：800-900r/min；脱水时间为：8-10min。
6.根据权利要求1所述的激光处理超高分子量聚乙烯提高涂料染色摩擦牢度的方法，其特征在于：所述步骤十、烘干：烘干温度为：100℃-110℃；烘干时间为：10分钟。
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