CN109736074B - 一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，包括以下步骤：S1、将待处理雪尼尔地垫浸入碱溶液，粗糙纤维表面；清洗，烘干，待用；S2、针刺雪尼尔地垫，雪尼尔地垫在基布和绒毛内均形成有透液孔；S3、向经过S2处理的雪尼尔地垫喷淋纳米二氧化钛悬浊液；S4、制备处理液，处理液中均匀溶解有壳聚糖；紫外线辐照下将处理液喷淋在经过S3处理的雪尼尔地垫表面；S5、将雪尼尔地垫经过轧辊，均匀雪尼尔地垫中的处理液；随后烘干，清洗，甩干，烘干后获得预期产品；该发明环保，易行，制备的雪尼尔地垫蓬松且具有良好的吸水性，并具有一定的抗菌性能。

Description

一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法

技术领域

本发明涉及纺织领域，特别是涉及一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法。

背景技术

申请号为2017114957962的发明专利中公开一种超强吸水大颗粒雪尼尔地垫的制备方法，其开发了大颗粒直径在12mm以上的雪尼尔地垫，织造采用超细纤维的材质混织，具有吸尘性较强，吸水性高，易清洗的优点，同时大颗粒视觉效果突出，时尚感强。上述专利中的雪尼尔地垫是使用涤纶纺织而成的，涤纶是疏水性纤维，普通涤纶由于其不具有亲水基，加上其紧密的大分子链结构，造成吸湿性差，限制了其使用的范围；另一方面，雪尼尔地垫具有丰富的绒毛结构，使用时间较长容易滋生细菌，需要较多的进行维护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，该发明环保，易行，制备的雪尼尔地通过表面改性提高吸水性，并具有一定的抗菌性能。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，包括以下步骤：

S1、将待处理雪尼尔地垫浸入碱溶液，粗糙纤维表面；清洗，烘干，待用；

S2、针刺雪尼尔地垫，雪尼尔地垫在基布和绒毛内均形成有透液孔；

S3、向经过S2处理的雪尼尔地垫喷淋纳米二氧化钛悬浊液；

S4、制备处理液，处理液中均匀溶解有壳聚糖；紫外线辐照下将处理液喷淋在经过S3处理的雪尼尔地垫表面；

S5、将雪尼尔地垫经过轧辊，均匀雪尼尔地垫中的处理液；

随后烘干，清洗，甩干，烘干后获得预期产品。

优选所述碱溶液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为 2g/L。将雪尼尔地垫浸入至碱液中，涤纶纤维表面分子在碱液中少量分解，实现纤维表面的粗糙化，利于纤维与处理液的接触，提高枝接的效果，利于获得吸水效果好、抗菌效果好的雪尼尔地垫。

优选S4中使用紫外线的功率为300W至1000W，辐照的时间为20min至 50min。通过控制紫外线的功率和辐照时间控制纤维表面改性情况，纳米二氧化钛在紫外线的辐照条件下发生光催化作用促进纤维表面生成活性基团，从而提高经过紫外线辐照发生光降解的壳聚糖，壳聚糖的分子量减小，壳聚糖由原本的一个大分子分解为结构较小的分子，因此壳聚糖枝接在纤维表面均匀性得以提升，提高了枝接效率，改善雪尼尔地垫的亲水性能，提高雪尼尔地垫的吸水率，同时由于纳米二氧化钛和壳聚糖的共同作用，经过本发明处理的雪尼尔地垫具有良好的抗菌性。

优选S4中均匀刺穿雪尼尔地垫的同时，用于刺穿雪尼尔地垫的刺针对雪尼尔地垫进行加热用于透液孔的定型；刺针加热的温度为120℃至130℃：时间是 1min至2min。本发明中通过能够加热的刺针刺穿雪尼尔地垫，一方面在雪尼尔地垫基布和绒毛内通过机械力形成透液孔，利于纳米二氧化钛悬浮液和处理液通过透液孔从雪尼尔地垫纤维表面进入至内部；同时利用刺针加热实现对雪尼尔地垫的结构进行定型，防止透液孔消失，保证液体能够进入雪尼尔地垫的内部，其中液体包括纳米二氧化钛悬浊液、处理液以及雪尼尔地垫可能接触的外部环境的水。因此通过该步骤，本发明一方面提高雪尼尔地垫内部的抗菌性、亲水性，同时雪尼尔地垫内部构建了用于进水的透液孔，在整体上表现为雪尼尔地垫吸水率的提升。

优选所述处理液的制备方法是将壳聚糖在搅拌条件下溶解于乙酸的水溶液中；处理液中壳聚糖的质量分数为0.5％至1.5％，乙酸的质量分数为4％，余量为水。壳聚糖大分子结构中存在有氨基，在稀酸中当H⁺活度足够等于-NH₂的浓度时，使-NH₂质化成-NH₃ ⁺，破坏原有氢键和晶格，使-OH与水分子结合，分子膨胀并溶解，本发明利用壳聚糖的上述化学特性将壳聚糖溶解在乙酸溶液中，获得均匀的含有壳聚糖的处理液，方便处理液的喷淋，利于处理液中的壳聚糖与紫外线均匀的接触，提高雪尼尔地垫的枝接效率。

优选向所述处理液中加入柠檬酸和醋酸钠，所述处理液按照质量分数包括以下物质:

本发明中通过向溶解有壳聚糖的溶液中加入柠檬酸和醋酸钠，由于柠檬酸中具有3个羧基可以与经过紫外线辐照的壳聚糖发生交联，作为涤纶纤维与小分子壳聚糖之间的桥梁，醋酸钠作为交联反应的催化剂，再结合经过二氧化钛光催化作用和紫外线照射双重活化的涤纶纤维，涤纶纤维易于与柠檬酸和壳聚糖发生反应，从而提高本发明纤维枝接效率，且枝接更加牢固，因此，经过本发明处理的雪尼尔地垫的吸水性和抗菌性更为持久

进一步优选所述处理液按照质量分数包括以下物质:

经过本发明处理的雪尼尔地垫吸水性最佳，抗菌效果最佳。

优选所述处理液的质量与待处理雪尼尔地垫的干重之比为30％至60％。调节处理液的用量，控制枝接效果。

优选纳米二氧化钛悬浊液中纳米二氧化钛的质量分数为1％至4％；纳米二氧化钛悬浊液的质量与待处理雪尼尔地垫的干重之比为20％至50％。通过控制纳米二氧化钛悬浊液的用量和纳米二氧化钛的浓度，配合壳聚糖的枝接，从而获得最佳的处理效果。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中通过在紫外线辐照条件下将壳聚糖溶解均匀喷淋在已经浸湿有纳米二氧化钛的雪尼尔地垫上，在处理液均匀下落至涤纶表面的过程中包括以下过程的发生：

壳聚糖下落过程中，首先受到紫外线的辐射，壳聚糖发生光降解反应，壳聚糖分子链上的乙酰胺基葡萄糖单元发生脱乙酰化反应，同时使β-(1,4)糖苷键断裂，且在降解过程中生产了羰基；

壳聚糖继续下落至接近二氧化钛时，壳聚糖在二氧化钛的光催化下继续分解，获得分子量更加小的壳聚糖，利于壳聚糖分子均匀分布在涤纶纤维的表面；

涤纶纤维表面由于紫外线的照射以及纳米二氧化钛光催化的协同作用，涤纶表面产生了多种活性基，如-OH、-CHO、-COOH和-CO，利于涤纶纤维与小分子壳聚糖的枝接，提高枝接效率。

因此本发明利用紫外线和光催化对涤纶表面和壳聚糖进行双重的作用，一方面加强了涤纶纤维表面的活化程度，另一方面促进了壳聚糖的分解，使得分解后的小分子量壳聚糖均匀分布在雪尼尔地垫的表面，提高壳聚糖在纤维上的牢度和耐久度；同时壳聚糖和二氧化钛还进入至雪尼尔地垫透液孔中，提高雪尼尔地垫内部纤维的亲水性能，经过本发明处理的雪尼尔地垫吸水率显著提高，抗菌性明显改善，同时也改善纤维手感。

2、本发明先将雪尼尔地垫浸泡在碱液中，涤纶表面的PET分子会发生轻微水解。由于PET分子结构中的苯环和2个亚甲基在化学结构上都较稳定，涤纶纤维表面无定形区、低结晶部分和缺陷位置，分解后在纤维表面的分子脱落，因而在纤维表面形成凹凸不平的痕迹，使纤维变细且具有亲水性，增加涤纶交织点的空隙来改变织物的润湿性能，同时为后续壳聚糖枝接提供适当反应位点，增加纤维与纳米二氧化钛的接触面积，提升雪尼尔地垫枝接壳聚糖的量，提高雪尼尔地垫的吸水率。

3、本发明使用的处理液含有壳聚糖、柠檬酸和醋酸钠，其中柠檬酸由于具有三个羧基，因此在壳聚糖与涤纶纤维枝接的过程中起到交联作用，作为壳聚糖与涤纶纤维之间的桥梁；加之醋酸钠的催化作用，使得经过本发明处理的雪尼尔地垫壳聚糖的枝接效率达0.87％，吸水率可达到99％，抗菌性显著提高。

4、本发明中使用的原材料为壳聚糖、乙酸、氢氧化钠、柠檬酸、醋酸钠等，成分安全，且使用紫外线作为壳聚糖光降解和枝接的能源，光催化的氧化还原作用同时对涤纶纤维和壳聚糖进一步活化作用，有效提高了枝接效率，设备比较简单；因此本发明制得雪尼尔地垫在具有较好吸水率、抗菌性的同时，还具有使用安全，便于生产的特点。

从而实现本发明的上述目的。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

实施例1

本实施例公开一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，包括以下步骤：

S1、将待处理雪尼尔地垫浸入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为2g/L，粗糙纤维表面；清洗，烘干，待用；

S2、针刺雪尼尔地垫，雪尼尔地垫在基布和绒毛内均形成有透液孔；

刺针加热的温度为120℃至130℃：时间是1min至2min。

S3、向经过S2处理的雪尼尔地垫喷淋纳米二氧化钛悬浊液；

纳米二氧化钛悬浊液制备的过程为：将纳米二氧化钛粉末加入体积之为1:2 的无水乙醇与去离子水的混合溶液中，超声反应2h，使其分散均匀，得到质量分数为1％的二氧化钛悬浊液；

纳米二氧化钛悬浊液的质量与待处理雪尼尔地垫的干重之比为20％。

S4、制备处理液，处理液中均匀溶解有壳聚糖；紫外线辐照下将处理液喷淋在经过S3处理的雪尼尔地垫表面；

所述处理液的制备方法是将壳聚糖在搅拌条件下溶解于乙酸的水溶液中；处理液中壳聚糖的质量分数为0.5％，乙酸的质量分数为4％，余量为水。

使用紫外线的功率为300W，辐照的时间为50min。

紫外灯与待处理雪尼尔地垫的距离为65cm左右；

所述处理液的质量与待处理雪尼尔地垫的干重之比为30％至60％。

S5、将雪尼尔地垫经过轧辊，均匀雪尼尔地垫中的处理液；

随后烘干，清洗，甩干，烘干后获得预期产品。

本实施例中的纳米二氧化钛为锐钛矿-纳米二氧化钛，购买于南京海泰纳米材料有限公司；壳聚糖购买于阿拉丁试剂；

将经过本实施例处理的雪尼尔地垫其行枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试，测试结果详见表2所示。

实施例2

本实施例与实施例1的主要区别在于各步骤中的工艺参数和各种物质的用量，具体的数值详见表1所示；将经过本实施例处理的雪尼尔地垫其行枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试，测试结果详见表2所示。

实施例3

本实施例与实施例1的主要区别在于各步骤中的工艺参数和各种物质的用量，具体的数值详见表1所示；将经过本实施例处理的雪尼尔地垫其行枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试，测试结果详见表2所示。

实施例4

本实施例与实施例3的主要区别在于，不仅在各物质的用量，和各步骤的中的工艺参数，还包括处理液的组成，本实施例中处理液包括壳聚糖、乙酸、柠檬酸和醋酸钠，具体用量详见表2所示；

本实施例处理液的制作方法是：先将壳聚糖在搅拌条件下完全溶解在乙酸溶液中，再将柠檬酸和醋酸钠溶制得处理液；

经过本实施例处理的雪尼尔地垫其行枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试，测试结果详见表3所示。

实施例5

本实施例与实施例4的主要区别详见表2所示；将经过本实施例处理的雪尼尔地垫其行枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试，测试结果详见表3所示。

实施例6

本实施例与实施例4的主要区别详见表2所示；将经过本实施例处理的雪尼尔地垫其行枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试，测试结果详见表3所示。

实施例7

本实施例与实施例4的主要区别详见表2所示；将经过本实施例处理的雪尼尔地垫其行枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试，测试结果详见表3所示。

实施例8

本实施例与实施例4的主要区别详见表2所示；将经过本实施例处理的雪尼尔地垫其行枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试，测试结果详见表3所示。

本发明中枝接效率测试、吸湿率以及抗菌性能测试的方法如下：

枝接效率为G，

G＝(w-w₀)/w₀*100％

其中w₀和w为枝接前后织物的干重；

吸湿率为U，

U＝(m-m₀)/m₀*100％

其中，m₀为吸水前织物的干重，m为洗水后织物的重量。

抗菌性能测试

按照GB 15979—2002一次性使用卫生用品卫生标准,也称“振荡烧瓶法”, 适用于非溶出性抗菌剂生产的纺织品。

测试菌种

革兰氏阳性细菌:金黄色葡萄球菌(ATCC25923)；

革兰氏阴性细菌:大肠杆菌(ATCC25922)。

X＝(A-B)/A×100％

其中X为抑菌率；A为被试样品振荡前平均菌落数；B为被试样品振荡后平均菌落数。

对比例

将与实施例1至实施例8中相同的待处理雪尼尔地垫，进行吸湿率以及抗菌性能测试，测试方法同实施例；具体结果见表3。

表1实施例1至3各步骤工艺参数列表

表2实施例4至实施例8各步骤工艺参数列表

经实施例1至实施例8处理的雪尼尔地垫分别为产品1至产品8。

表3产品1至8的品质评价指标与对比例的比较列表

结合对比例与实施例1至8的参数及获得产品的评价指标数据可知，通过本发明方法处理的雪尼尔地垫由于纳米二氧化钛在紫外线照射下的随着处理液用量的增加以及处理液中壳聚糖含量的增加，产品1至产品8的枝接效率逐渐增大，但是当增大到一定程度时，雪尼尔地垫纤维表面枝接的壳聚糖的量接近饱和，由雪尼尔地垫的吸液率和抗菌率在逐渐增大后也基本保持稳定。产品1 至产品8的吸水性均在80％以上，最高可达99％，从表3的数据可知，本发明中光催化和紫外线的共同作用，有效提高壳聚糖的枝接效率，但是由于雪尼尔地垫内部的孔隙有限，产品的吸水率提高收到了限制，吸水率最高为99％；经过本发明处理的雪尼尔地垫表面同时负载有纳米二氧化钛和经过光降解以及光催化的壳聚糖，其抗菌率显著提升，同时抗菌性随着枝接效率的提高也显著提高。

实施例1与实施例4处理液的用量相同，壳聚糖的用量也相同；实施例3 与实施例8处理液的用量相同，壳聚糖的用量也相同；但是，产品4和产品8 的枝接效率分别高于产品1和产品3，可知处理液中加入的柠檬酸和醋酸钠提高了壳聚糖的枝接效率。

将产品1至产品4分别水洗3次后，重新测试枝接效率，具体数据如表4。

表4产品1至产品4分别水洗3次后枝接效率表

项目	枝接效率
		产品1	0.06％
产品3	0.11％
		产品4	0.09％
产品8	0.61％

从表4数据中可知，由于实施例4和实施例8使用的处理液中加入柠檬酸和醋酸钠，壳聚糖与纤维之间的结合更加牢固，使得经过处理的产品具有更加持久的吸水效果和抗菌效果。

Claims (8)

1.一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将待处理雪尼尔地垫浸入碱溶液，粗糙纤维表面；清洗，烘干，待用；

S2、针刺雪尼尔地垫，雪尼尔地垫在基布和绒毛内均形成有透液孔；

S3、向经过S2处理的雪尼尔地垫喷淋纳米二氧化钛悬浊液；

S4、制备处理液，处理液中均匀溶解有壳聚糖；紫外线辐照下将处理液喷淋在经过S3处理的雪尼尔地垫表面；

壳聚糖继续下落至接近二氧化钛时，壳聚糖在二氧化钛的光催化下继续分解，获得分子量更加小的壳聚糖均匀枝接在涤纶纤维的表面；

S5、将雪尼尔地垫经过轧辊，均匀雪尼尔地垫中的处理液；

随后烘干，清洗，甩干，烘干后获得预期产品；

所述处理液的制备方法是将壳聚糖在搅拌条件下溶解于乙酸的水溶液中；

向所述处理液中加入柠檬酸和醋酸钠，所述处理液按照质量分数包括以下物质:

余量为水。

2.如权利要求1所述的一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，其特征在于：所述碱溶液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为2g/L。

3.如权利要求1所述的一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，其特征在于：S4中使用紫外线的功率为300W至1000W，辐照的时间为20min至50min。

4.如权利要求1所述的一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，其特征在于：S4中均匀刺穿雪尼尔地垫的同时，用于刺穿雪尼尔地垫的刺针对雪尼尔地垫进行加热用于透液孔的定型。

5.如权利要求4所述的一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，其特征在于：刺针加热的温度为120℃至130℃：时间是1min至2min。

6.如权利要求1所述的一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，其特征在于：所述处理液按照质量分数包括以下物质:

余量为水。

7.如权利要求1所述的一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，其特征在于：所述处理液的质量与待处理雪尼尔地垫的干重之比为30％至60％。

8.如权利要求1所述的一种改善雪尼尔地垫吸水性的方法，其特征在于：纳米二氧化钛悬浊液中纳米二氧化钛的质量分数为1％至4％；

纳米二氧化钛悬浊液的质量与待处理雪尼尔地垫的干重之比为20％至50％。