CN109667137B - 一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法 - Google Patents

一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,属于纺织化工技术领域。将织物用草木灰浸出液处理,再采用柠檬酸、β‑环糊精(β‑CD)配成处理液,将织物置于处理液浸轧处理后,烘干,再经过常压等离子处理(代替传统高温焙烘),即得到具有消臭功能的吸湿快干性织物。这种处理方法清洁环保、工艺简单,便于大规模连续操作,可以经过多次水洗,仍然具有消除汗臭等臭味和吸汗快干功能,适用于制备保健型功能纺织品。

Description

一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法
技术领域
本发明属于功能纺织品领域,具体涉及一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法。
背景技术
随着生活水平的提高,人们对纺织类产品的要求除了外形美观之外,尤其关注纺织品的健康性和舒适性等问题。涤纶是世界产量最大、应用最广泛的合成纤维品种,目前占世界合成纤维产量的60%以上,其最大的优点是抗皱性和保形性很好,但对于涤纶织物而言,透气性和吸湿性较差,穿起来比较闷热,舒适感较差且容易因为人体出汗产生臭味。因此,除臭、吸湿快干等功能对涤纶织物而言显得愈来愈重要。
现有纺织品多利用环糊精独特的疏水空腔结构吸附臭气分子进行除臭。文献1《β-环糊精接枝棉织物及其在除臭整理中应用的研究》(天津工业大学硕士论文)中采用化学法将β-环糊精永久地接枝到棉织物上后,赋予织物β-环糊精的包合特性,用于吸附香料分子和臭气分子从而使纺织品具有芳香除臭功能。由于β-环糊精本身与织物之间无反应性,因此两者无法牢固地结合,必须采用粘合剂或交联剂将环糊精粘附或交联在织物上。由于粘合剂的成膜不仅影响β-环糊精的包合特性,还会影响织物的吸湿透气性和手感,因此通常使用交联方法将β-环糊精接枝到织物上。中国专利CN102517911A公开了一种采用紫外光引发树脂交联反应将环糊精固着于织物上的方法,采用引发剂、硅烷改性环氧丙烯酸酯树脂以及β-环糊精配成处理液,将织物置于处理液中充分浸渍后,利用紫外光照射引发树脂交联反应,将环糊精固着于织物上。该方法制备过程复杂,生产效率低且成本高,不易于工业上的广泛生产。文献2《环糊精接枝棉织物及其除臭功能的研究》(天津工业大学博士论文)提出使用无甲醛防皱整理剂柠檬酸,因为棉纤维上存在羟基,不仅可以把β-环糊精接枝到棉织物上,还可以赋予棉织物很好的抗皱性,而且也不会存在释放甲醛问题。柠檬酸作为常用的防皱整理剂,价格便宜、原料来源广,方便工业生产应用。但现有使用柠檬酸整理剂将β-环糊精接枝到织物上的处理方法存在以下问题:
(1)处理过程使用含磷催化剂,不环保;
(2)处理过程需要高温烘焙,容易产生废气污染,对织物强力破坏性较大,影响织物的吸湿性能,且柠檬酸经过高温烘焙后会使织物发生泛黄现象;
(3)现有使用柠檬酸把β-环糊精接枝到织物上的处理方法仅限于棉织物,由于涤纶纤维不存在羟基,β-环糊精难以在涤纶上锚固。
缺少节能减排环保型产品是当前染整行业存在的突出问题之一。若能在完全采用生物质原料的条件下,创新织物处理方法,避免使用含磷催化剂和有废气污染的高温焙烘,并能应用于涤纶织物,提高除臭效果的同时提高织物的吸湿快干性能,无疑是对纺织品整理工艺的突破,工业化也容易实现,具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保、除臭效果好、吸湿快干性能高的涤纶织物处理方法。这种处理方法不使用含磷催化剂;在柠檬酸与β-环糊精(β-CD)反应阶段用等离子处理方式代替高温烘焙,减少因高温导致的织物泛黄、强力损失和烘焙设备易产生废气的问题,并且可以促进柠檬酸和β-CD及经草木灰处理的涤纶纤维之间的反应,更加有利于β-CD沉积或接枝在涤纶纤维表面;等离子气氛中包含了一定的比例的香味气体,使以上反应与β-CD包合香气同步进行。操作简单,对织物破坏性小,除臭效果好,同时提高了织物的吸湿快干性能,环境友好,适用于工业生产。
为此,本发明采用的技术方案为,
一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,包括如下步骤:
(1)将待处理的涤纶织物用草木灰浸出液进行浸渍处理后水洗至涤纶织物挤出液滴呈中性;
(2)将所述步骤(1)得到的涤纶织物在柠檬酸和β-CD的混合液中浸轧-预烘;
(3)将所述步骤(2)中得到的涤纶织物放置等离子装置进行等离子处理。
优选的,所述步骤(1)中的浸渍温度为90~100℃,浸渍时间为50~70min,草木灰浸出液的浓度为15~25g/L,浸渍浴比1:25~35。
优选的,所述步骤(1)中的浸渍温度为95℃,浸渍时间为60min,草木灰浸出液的浓度为20g/L,浸渍浴比1:30。
优选的,所述步骤(2)中的浸轧是指按本领中常规的方法将草木灰浸出液处理后的涤纶织物在柠檬酸和β-CD的混合液中浸轧,浸渍时间为20~40min,轧液率(浸轧的带液率)通常为60-100%,预烘温度为80~100℃。如有需要,浸轧操作可以重复多次,通常为二浸二轧,然后预烘2-3分钟。
优选的,步骤(2)中的浸轧为二浸二轧,浸渍时间为30min,轧液率80%,预烘温度为90℃。
优选的,所述步骤(2)中柠檬酸的浓度为10~100g/L,β-CD的浓度为20~100g/L。
优选的,所述步骤(2)中柠檬酸的浓度为100g/L。
优选的,所述步骤(3)中等离子装置中的等离子气氛是氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体与少量柠檬或薄荷味气体的混合物,功率档位1~5档,流量1~3L/min,处理时间0.5~4min。
优选的,所述步骤(3)中等离子气氛中柠檬或薄荷味气体与氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体混合物的体积比为1:100-1:10。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1.本发明一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,通过对涤纶织物用草木灰浸出液进行前处理,使涤纶织物表面产生羟基,柠檬酸的羧基与草木灰处理后涤纶表面的羟基、及β-CD的羟基发生酯化反应,柠檬酸通过分子间的酯键与织物和环糊精发生连接,从而使能够β-CD接枝在涤纶织物上,利于功能纤维的制造和推广使用,适应涤纶纤维市场需求;
2.本发明处理过程使用生物质原料草木灰、环糊精等,不使用含磷的催化剂,环保安全;
3.用清洁化的等离子处理代替有废气污染的高温焙烘,一方面促进柠檬酸和β-CD及经草木灰处理的涤纶纤维之间的反应,使β-CD沉积或接枝在涤纶纤维上,与传统的高温焙烘比较,还提高了织物的吸湿性,避免了织物泛黄和强力损失;另一方面,等离子的气氛中含少量的薄荷和柠檬的气味,在等离子处理过程中还能被环糊精的空腔包合,进一步提高除臭效果。
4.该方法使反应与包合同步进行,工艺简单,便于流水线大规模操作。
5.本发明的一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,可以经过多次水洗,还具有良好的消臭吸湿功能性,适用于制备保健型功能纺织品。
具体实施方式
本发明提供了一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,包括如下步骤:
(1)将待处理的涤纶织物用草木灰浸出液进行浸渍处理后水洗至织物挤出液滴呈中性;
(2)将所述步骤(1)得到的涤纶织物在柠檬酸和β-CD的混合液中浸轧-预烘;
(3)将所述步骤(2)中得到的涤纶织物放置等离子装置进行等离子处理。
本发明对于所述涤纶织物不进行限定,本领域熟知的可以定义为涤纶织物的即可。本发明对其来源不进行限定,可以为市售。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实例中未注明技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件,或参考产品说明书进行。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
配制20g/L草木灰溶液,将织物和草木灰溶液按照1:30在95℃环境下加热处理60min,加热结束后,用水洗织物至挤出液滴呈中性,配制浓度为20g/L的β-CD溶液,将浓度为100g/L柠檬酸溶液与β-CD溶液混合均匀,将织物浸渍在混合好的溶液中30min,二浸二轧处理后,轧液率80%,90℃预烘,等离子气氛为氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体与少量柠檬或薄荷味气体的混合物,柠檬或薄荷味气体与氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体混合物的体积比为1:80,功率档位1-5档,流量1-3L/min,处理时间0.5-4min。等离子处理后得到除臭性能和吸湿快干性能处理后涤纶织物。
实施例2
配制15g/L草木灰溶液,将织物和草木灰溶液按照1:25在95℃环境下加热处理60min,加热结束后,用水洗织物至挤出液滴呈中性,配制浓度为40g/L的β-CD溶液,将浓度为100g/L柠檬酸溶液与β-CD溶液混合均匀,将织物浸渍在混合好的溶液中20min,二浸二轧处理后,轧液率80%,90℃预烘,等离子气氛为氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体与少量柠檬或薄荷味气体的混合物,柠檬或薄荷味气体与氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体混合物的体积比为1:80,功率档位1-5档,流量1-3L/min,处理时间0.5-4min。等离子处理后得到除臭性能和吸湿快干性能处理后涤纶织物。
实施例3
配制25g/L草木灰溶液,将织物和草木灰溶液按照1:35在95℃环境下加热处理60min,加热结束后,用水洗织物至挤出液滴呈中性,配制浓度为60g/L的β-CD溶液,将浓度为100g/L柠檬酸溶液与β-CD溶液混合均匀,将织物浸渍在混合好的溶液中30min,二浸二轧处理后,轧液率80%,90℃预烘,等离子气氛为氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体与少量柠檬或薄荷味气体的混合物,柠檬或薄荷味气体与氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体混合物的体积比为1:80,功率档位1-5档,流量1-3L/min,处理时间0.5-4min。等离子处理后得到除臭性能和吸湿快干性能处理后涤纶织物。
实施例4
配制20g/L草木灰溶液,将织物和草木灰溶液按照1:30在95℃环境下加热处理60min,加热结束后,用水洗织物至挤出液滴呈中性,配制浓度为80g/L的β-CD溶液,将浓度为100g/L柠檬酸溶液与β-CD溶液混合均匀,将织物浸渍在混合好的溶液中40min,一浸一轧处理后,轧液率80%,90℃预烘,等离子气氛为氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体与少量柠檬或薄荷味气体的混合物,柠檬或薄荷味气体与氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体混合物的体积比为1:80,功率档位1-5档,流量1-3L/min,处理时间0.5-4min。等离子处理后得到除臭性能和吸湿快干性能处理后涤纶织物。
实施例5
配制100g/L草木灰溶液,将织物和草木灰溶液按照1:30在95℃环境下加热处理60min,加热结束后,用水洗织物至挤出液滴呈中性,配制浓度为100g/L的β-CD溶液,将浓度为100g/L柠檬酸溶液与β-CD溶液混合均匀,将织物浸渍在混合好的溶液中20min,二浸二轧处理后,轧液率80%,90℃预烘,等离子气氛为氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体与少量柠檬或薄荷味气体的混合物,柠檬或薄荷味气体与氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体混合物的体积比为1:80,功率档位1-5档,流量1-3L/min,处理时间0.5-4min。等离子处理后得到除臭性能和吸湿快干性能处理后涤纶织物。
对上述各个实施例进行下述各项性能测试:
(1)涤纶织物上β-CD的锚固量测试
以酚酞显色法测定涤纶织物上β-CD的锚固量,结果如表1所示:
表1β-CD浓度对织物锚固量的影响
Figure BDA0001898170500000081
表1可以看出,随着β-CD浓度增加,其在涤纶织物上锚固量提高。
(2)β-CD浓度对涤纶织物消氨效果的影响
将涤纶织物剪成直径4cm的圆形,吸取0.1mL的氨水于玻璃皿上,将玻璃皿放置在干燥器底部,涤纶织物置于干燥器托盘上,吸氨一定时间。吸氨结束后,用100mL蒸馏水40℃萃取2h。移取1mL吸氨萃取液,按照标准HJ534-2009次氯酸钠-水杨酸分光光度法测定萃取液中的氨含量,并计算每克织物的消氨值mg/g织物。测试结果如表2所示:
表2β-CD浓度对涤纶织物消氨值的影响
Figure BDA0001898170500000091
随着β-CD浓度20g/L增至100g/L,整理织物的消氨值由1.6046mg/g增至5.7227mg/g织物。β-CD的空腔体积大约为0.262nm3,相比之下氨气分子体积较小,利于氨气分子进入空腔,因此β-CD浓度越大,空腔越多,柠檬酸/β-CD整理织物的消氨臭效果越好。β-CD空腔对臭气分子的包合是柠檬酸/β-CD整理织物的主要消臭途径。
(3)柠檬酸/β-CD整理织物的消氨速率
为了进一步分析柠檬酸/β-CD整理织物的消氨效果,得到合适的消氨时间,选择未整理织物和柠檬酸/β-CD整理织物(柠檬酸100g/L,β-CD 60g/L)每隔2h测定消氨值。经过18h的消氨实验,得到织物消氨值随时间的变化情况。
可以发现,未整理织物消氨不同时间后测得的消氨值很小且维持在0.0412mg/g织物。柠檬酸/β-CD整理后织物的消氨值明显提高,随着时间延长,消氨值逐渐增加,说明进入柠檬酸/β-CD空腔的氨气分子逐渐增加。当消氨时间增加到14h,消氨值达到4.4425mg/g织物,此时β-CD包合氨气分子已达饱和。
(4)柠檬酸/β-CD整理织物的耐洗性分析
为了考察整理织物的耐洗性,将整理织物(柠檬酸100g/L,β-CD60g/L)进行耐水洗性能测试,将整理织物在中性皂片5g/L的溶液中,40℃水洗30min。分别测试水洗5次、10次、15次、20次的消氨值。结果如表3所示。
表3水洗次数对整理织物消氨值的影响
Figure BDA0001898170500000101
整理织物水洗10次和15次的消氨值分别为2.7768mg/g织物和2.6478mg/g织物,水洗15次后消氨值为未整理的64倍,表明柠檬酸/β-CD整理织物经15次水洗后,依然具有良好的消臭效果。
(5)柠檬酸/β-CD整理织物的吸湿快干性分析
按国家标准GB/T21655.1-2008《纺织品吸湿速干的评定第1部分:单项组合试验法》测试,整理织物(柠檬酸100g/L,β-CD 60g/L)的芯吸高度为133mm、滴水扩散时间<1s、蒸发速率为1.94g/h,吸湿快干性好。
(6)柠檬酸/β-CD整理织物表面形貌及EDS元素分析
采用扫描电子显微镜对柠檬酸/β-CD整理前后的织物表面形貌进行观察,将处理前后的布样进行喷金处理,用扫描电子显微镜对样品的表面形貌进行观察,发现整理前织物表面光滑,整理后织物表面存在附着物。EDS分析表面元素含量如表4所示。整理后纤维的氧元素由整理前的21.24%增至27.69%,β-CD分子有7个伯羟基,14个仲羟基,这说明柠檬酸/β-CD整理后,β-CD附着于纤维表面。因此O元素含量明显增加。
表4整理前后纤维表面元素
Figure BDA0001898170500000111
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,其特征在于:该处理方法包括如下步骤:
(1)将待处理的涤纶织物用草木灰浸出液进行浸渍处理后水洗至涤纶织物挤出液滴呈中性,其中,浸渍温度为90~100℃,浸渍时间为50~70min,草木灰浸出液的浓度为15~25g/L,浸渍浴比1:25~35;
(2)将所述步骤(1)得到的涤纶织物在柠檬酸和β-环糊精的混合液中浸轧-预烘,其中,柠檬酸的浓度为10~100g/L,β-环糊精的浓度为20~100g/L;
(3)将所述步骤(2)中得到的涤纶织物放置等离子装置进行等离子处理;
其中,所述等离子装置中的等离子气氛是氢、氩、氮、氧、空气或一种或多种上述气体与少量柠檬或薄荷味气体的混合物,功率档位1~5档,流量1~3L/min,处理时间0.5~4min。
2.如权利要求1所述的消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,其特征在于:所述步骤(1)中的浸渍温度为95℃,浸渍时间为60min,草木灰浸出液的浓度为20g/L,浸渍浴比1:30。
3.如权利要求1所述的消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,其特征在于:所述步骤(2)中的浸轧为一浸一轧、二浸二轧或多浸多轧,浸渍时间为20~40min,轧液率为60-100%,预烘温度为80~100℃。
4.如权利要求1所述的消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,其特征在于:所述步骤(2)中的浸轧为二浸二轧,浸渍时间为30min,轧液率80%,预烘温度为90℃。
5.如权利要求1所述的消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,其特征在于:所述步骤(2)中柠檬酸的浓度为100g/L。
6.如权利要求1所述的消除涤纶织物臭味并提高其吸湿快干性能的处理方法,其特征在于:所述等离子气氛中柠檬或薄荷味气体的体积浓度为1%~10%。
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