CN110886093A - 耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法 - Google Patents

耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于纺织品染整技术领域，具体的涉及一种耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法。对纤维素纤维筒纱进行煮炼漂白前处理，前处理结束后对纤维素纤维筒纱进行榨水；将纤维素纤维筒纱固定在载纱架上加入染色机中，入水后开启染色机，将乳化剂加入染色机，然后将丙烯酸酯类单体通过染色机小副缸加入染色机主缸，升温至75～105℃，加入引发剂，对纤维素纤维筒纱进行改性处理；对改性后的纤维素纤维筒纱进行后处理。本发明方法是借助于无氟丙烯酸酯类化合物对纤维素纤维筒纱进行改性处理，改性过程环保、可控且通过本发明方法改性后的纤维素纤维纱线的疏水性明显提高。

Description

耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法
技术领域
本发明属于纺织品染整技术领域，具体的涉及一种耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法。
背景技术
纤维素纤维纱线或织物的疏水性主要借助于含氟化合物通过拉幅机进行功能性整理而被赋予，然而由于采用含氟化合物进行整理加工的过程中易产生全氟辛酸胺(PFOA)及全氟辛烷磺化物(PFOS)等化学致癌物且其在人体中不能代谢降解导致该类物质排出体外的速度非常缓慢，越来越多的国家相继出台了对于含氟化合物进行管制的条文规定，因此采用无氟化合物赋予纤维素纤维纱线或织物耐久疏水性的功能整理加工方法越来越多地受到了人们的关注。
专利CN106279543B公开了一种纤维素基疏水材料的制备方法，该方法采用原子转移自由基聚合法(ATRP)将疏水的丙烯酸类单体接枝在纤维素上，最终得到疏水性纤维素基材料。该方法是先用酰卤试剂与纤维素溶解液反应生成纤维素基大分子引发剂，然后将疏水单体和大分子引发剂进行ATRP聚合，进而实现纤维素的疏水化接枝聚合。采用该方案制备的纤维素基疏水材料应用时需要首先配制成溶液，再喷涂在木材、铁片或铝片等基板以提高材料的疏水性能，然而对于纤维素纤维织物进行整理后其疏水性将大打折扣且效果不易控制。
专利号CN109295714A公开了一种棉织物疏水改性的方法，该工艺是将棉织物加入到含有有机碱和有机溶剂的混合溶液中反应生成引发剂接枝棉织物后，将单体丙烯酸丁酯、牺牲性引发剂溶解到有机溶剂中，在惰性气体保护下在棉织物上接枝聚丙烯酸丁酯。专利中采用有机溶剂作为接枝反应溶液，且需要在惰性气体保护下进行接枝反应，工业化应用条件苛刻。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法。改性后的纤维素纤维筒纱纱线由改性前亲水纱线变成疏水纱线，采用疏水纱线编织成的机织物具有优异的耐久疏水性，该方法工业化实施简单、方便。
本发明所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，包括以下步骤：
(1)筒子纱的前处理
对纤维素纤维筒纱进行煮炼漂白前处理，前处理结束后对纤维素纤维筒纱进行榨水；
(2)筒子纱的改性
将纤维素纤维筒纱固定在载纱架上加入染色机中，入水后开启染色机，将乳化剂加入染色机，然后将丙烯酸酯类单体通过染色机小副缸加入染色机主缸，加入引发剂，升温至75～105℃，对纤维素纤维筒纱进行改性处理；
(3)后处理
对改性后的纤维素纤维筒纱进行后处理，后处理包括皂洗及柔软两个过程，柔软后将纤维素纤维筒纱烘干。
其中：
纤维素纤维纱线为棉纤维、天丝纤维、粘胶纤维、竹纤维、麻纤维或莫代尔纤维中的一种或两种以上混纺。
筒子纱纱线的规格为4～30tex。
筒子纱的前处理、改性及后处理过程中纤维素纤维筒纱与软化水的质量比为1:6～1:10。
步骤(1)中所述的煮炼漂白前处理，前处理各助剂的用量为精炼剂SQ-B 2～6g/L、烧碱2～8g/L、双氧水5～10g/L，前处理温度为80～110℃，时间为20～60min。
步骤(1)中所述的煮炼漂白前处理在筒子纱染色机内进行，前处理结束后对纤维素纤维筒纱进行榨水1～3次。
步骤(1)和步骤(2)中筒纱染色机的泵速设定值为80％～95％之间。
步骤(2)中采用筒子纱染色机对纤维素纤维筒纱进行改性；乳化剂以回水加料的形式加入染色机，然后以回水加料的形式将丙烯酸酯类单体通过染色机小副缸以比例入料的形式加入染色机主缸。
步骤(2)中将乳化剂加入染色机中，升温至55-60℃后保温10-20min，然后加入丙烯酸酯类单体，丙烯酸酯类单体的比例入料时间为15-20min，升温至60～90℃，最后加入引发剂，引发剂的比例入料时间为15-20min，再升温至75-105℃，保温1-4h，对纤维素纤维进行改性处理。
步骤(2)中所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸异癸酯或甲基丙烯酸癸酯中的一种或两种及以上。
步骤(2)中所述的引发剂为过硫酸盐；过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或两种的混合。
步骤(2)中所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂ZAX，生产厂家为淄博鲁瑞精细化工有限公司。
丙烯酸酯类单体、乳化剂及引发剂用量分别为10～60g/L、2％～5％(质量百分数)和0.5％～2％(相对于丙烯酸酯类单体的用量)。
步骤(3)中所述的皂洗条件为：皂洗剂WO用量为1～3g/L，洗涤温度为80～105℃，洗涤时间为5～20min，洗涤次数为1～2次。
步骤(3)中所述的柔软条件为：柔软剂Soft的用量为1.5％～5.0％，柔软温度为40℃～75℃，时间为15～35min。
步骤(3)中所述的纤维素纤维筒纱的烘干方式为射频烘干，射频烘干机的功率为50～110KW，车速为5～20m/min。
作为一个优选的技术方案，本发明所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，包括以下步骤：
(1)筒子纱的前处理
纤维素纤维筒纱的煮炼漂白前处理在筒子纱染色机内进行，前处理结束后对纤维素纤维筒纱进行榨水1～3次。
(2)筒子纱的改性
采用筒子纱染色机对纤维素纤维筒纱进行改性，将筒纱固定在载纱架上加入染色机中，入水后开启染色机，将乳化剂以回水加料的形式加入染色机，升温至55-60℃后保温10-20min，然后以回水加料的形式将丙烯酸酯类单体通过染色机小副缸以比例入料的形式加入染色机主缸，丙烯酸酯类单体的比例入料时间为15-20min，升温至60～90℃，加入引发剂过硫酸盐，引发剂的比例入料时间为15-20min，升温至75-105℃，保温1-4h，对纤维素纤维筒纱进行改性处理。
(3)后处理
对改性后的纤维素纤维筒纱进行后处理，后处理包括皂洗及柔软两个过程，柔软后将纤维素纤维筒纱烘干。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，通过丙烯酸酯类单体种类的筛选及改性用量的合理控制，借助于筒子纱染色机对纤维素纤维筒纱进行丙烯酸酯类单体的接枝改性进而赋予纤维素纤维纱线疏水性。
(2)本发明所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，采用乳液接枝聚合的方法借助于筒子纱染色机对纤维素纤维筒纱进行丙烯酸酯类单体的接枝改性，改性后的纤维素纤维筒纱纱线由改性前亲水纱线变成疏水纱线，采用疏水纱线编织成的机织物具有优异的耐久疏水性，本发明方法工业化实施简单、方便。
(3)本发明所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，借助于无氟化合物对纤维素纤维筒纱进行改性处理，因而整个改性过程中及纤维素纤维纱线上不会有PFOA、PFOS等致癌氟化合物的产生。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
改性用筒纱为9tex棉纤维筒纱，筒纱重量为1.1kg，具体改性过程如下。
(1)首先对棉纤维筒纱进行前处理，不同前处理助剂的具体用量分别为精炼剂SQ-B 2g/L、烧碱2g/L、双氧水6g/L，染色机泵速为80％，浴比为1:6，前处理温度为95℃，时间为50min，前处理结束后对纤维素纤维筒子纱进行榨水2次。
(2)前处理结束后进行筒子纱的丙烯酸酯类单体的改性，将筒纱固定在载纱架上加入染色机中，设定改性时浴比为1:7，筒纱染色机泵速设定为85％，流向为由内向外，定量入水后将乳化剂ZAX，用量2％；以回水加料的形式加入筒纱染色机中，升温至55℃后保温15min，然后将甲基丙烯酸异辛酯，用量为5g/L、甲基丙烯酸戊酯，用量为20g/L，以回水加料的形式通过染色机小副缸以比例入料的形式，比例入料时间为15min，加入染色机主缸中，升温至80℃后以比例入料的形式加入引发剂过硫酸铵，用量0.6％，引发剂的比例入料时间为17min，升温至85℃，保温4h后结束对棉纤维筒纱的改性。
(3)改性结束后，对改性的棉纤维筒纱进行皂洗和柔软后处理，染色机泵速均设定为90％。皂洗时皂洗剂WO用量为1g/L、温度95℃、时间为15min、皂洗1次；柔软处理时柔软剂Soft用量为2.0％、温度为65℃、时间为25min。柔软处理后将筒纱进行射频烘干，射频烘干机的功率为70KW，车速为13m/min，得到疏水性棉纤维筒纱。
实施例2
筒纱为12tex 70％棉/30％麻混纺纱线，筒纱重量为0.8kg，具体改性过程如下。
(1)首先对棉/麻混纺筒纱进行前处理，不同前处理助剂的具体用量分别为精炼剂SQ-B 5g/L、烧碱5g/L、双氧水8g/L，染色机泵速为80％，浴比为1:8，前处理温度为105℃，时间为30min，前处理结束后对纤维素纤维筒子纱进行榨水2次。
(2)前处理结束后进行筒子纱的丙烯酸酯类单体的改性，将筒纱固定在载纱架上加入染色机中，设定改性时浴比为1:7，筒纱染色机泵速设定为85％，流向为由内向外，定量入水后将乳化剂ZAX，用量5％，以回水加料的形式加入筒纱染色机中，升温至55℃后保温20min，然后将甲基丙烯酸丁酯，用量为15g/L、甲基丙烯酸辛酯，用量为10g/L、丙烯酸异癸酯(20g/L)以回水加料的形式通过染色机小副缸以比例入料的形式，比例入料时间为20min，加入染色机主缸中，升温至75℃后，加入引发剂过硫酸钾，用量为1％，引发剂的比例入料时间为15min，升温至95℃保温2h后结束对棉/麻混纺纱线筒纱的改性。
(3)改性结束后，对改性的70％棉/30％麻混纺筒纱进行皂洗和柔软后处理，过程中染色机泵速均设定为90％。皂洗时皂洗剂WO用量为2g/L、洗涤温度100℃、洗涤时间为10min、皂洗2次；柔软处理时柔软剂Soft用量为3.0％、柔软温度为70℃、柔软时间为20min。柔软处理后将筒纱进行射频烘干，射频烘干机的功率为70KW，车速为13m/min，得到疏水性棉/麻混纺纱线。
实施例3
筒纱为20tex 50％棉/30％天丝/20％亚麻纤维混纺纱线，筒纱重量为1.0kg，具体改性过程如下。
(1)首先对棉/天丝/亚麻混纺纤维筒纱进行前处理，不同前处理助剂的具体用量分别为精炼剂SQ-B 4g/L、烧碱3g/L、双氧水5g/L，染色机泵速为95％，浴比为1:10，前处理温度为95℃，时间为40min，前处理结束后对纤维素纤维筒子纱进行榨水2次。
(2)前处理结束后进行筒子纱的丙烯酸酯类单体的改性，将筒纱固定在载纱架上加入染色机中，设定改性时浴比为1:8，筒纱染色机泵速设定为95％，流向为由内向外，定量入水后将乳化剂ZAX，用量为4％，以回水加料的形式加入筒纱染色机中，升温至60℃后保温10min，然后将甲基丙烯酸癸酯，用量为60g/L，以回水加料的形式通过染色机小副缸以比例入料的形式，比例入料时间为20min，加入染色机主缸中，升温至80℃后，加入引发剂过硫酸钾与过硫酸铵的混合物(比例1:1，用量2％)，引发剂的比例入料时间为20min，升温至105℃后保温1h后结束对棉/天丝/亚麻混纺纤维筒纱的改性。
(3)改性结束后，对改性的棉/天丝/亚麻纤维筒纱进行皂洗和柔软后处理，过程中染色机泵速均设定为90％。皂洗时皂洗剂WO用量为5g/L、洗涤温度105℃、洗涤时间为10min、皂洗2次；柔软处理时柔软剂Soft用量为5.0％、柔软温度为60℃、时间为35min。柔软处理后将筒纱进行射频烘干，射频烘干机的功率为70KW，车速为13m/min，得到疏水性棉/天丝/亚麻混纺纱线。
采用全自动手织样机将实施例1～3中制得的疏水改性纱线织成20cm×30cm的手织样，然后对各改性纱线编织成的织物的疏水性进行测定，测试结果如表1所示。
表1实施例1-3改性纱线织成的手织样的疏水性
实施例(改性纱线织成的织物) 接触角(°)
实施例1(棉织物) 115
实施例2(棉/麻织物) 122
实施例3(棉/天丝/亚麻织物) 126
由表1可知，经本发明实施例1～3制得的疏水改性后纱线所编织成的织物具有较大的接触角，疏水性具有很大幅度的提升。

Claims (10)

1.一种耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)筒子纱的前处理
对纤维素纤维筒纱进行煮炼漂白前处理，前处理结束后对纤维素纤维筒纱进行榨水；
(2)筒子纱的改性
将纤维素纤维筒纱固定在载纱架上加入染色机中，入水后开启染色机，将乳化剂加入染色机，然后将丙烯酸酯类单体通过染色机小副缸加入染色机主缸，加入引发剂，升温至75～105℃，对纤维素纤维筒纱进行改性处理；
(3)后处理
对改性后的纤维素纤维筒纱进行后处理，后处理包括皂洗及柔软两个过程，柔软后将纤维素纤维筒纱烘干。
2.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：纤维素纤维纱线为棉纤维、天丝纤维、粘胶纤维、竹纤维、麻纤维或莫代尔纤维中的一种或两种以上混纺；筒子纱纱线的规格为4～30tex。
3.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：筒子纱的前处理、改性及后处理过程中纤维素纤维筒纱与软化水的质量比为1:6～1:10；步骤(1)和步骤(2)中筒纱染色机的泵速设定值为80％～95％之间。
4.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的煮炼漂白前处理，前处理各助剂的用量为精炼剂SQ-B 2～6g/L、烧碱2～8g/L、双氧水5～10g/L，前处理温度为80～110℃，时间为20～60min。
5.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸异癸酯或甲基丙烯酸癸酯中的一种或两种及以上；步骤(2)中所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂ZAX，生产厂家为淄博鲁瑞精细化工有限公司。
6.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的引发剂为过硫酸盐；过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或两种的混合。
7.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：丙烯酸酯类单体、乳化剂及引发剂用量分别为10～60g/L、2％～5％和0.5％～2％。
8.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的纤维素纤维筒纱改性时，改性温度为75℃～105℃，改性时溶液流向为由内向外，改性时间为1～4h。
9.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的皂洗条件为：皂洗剂WO用量为1～3g/L，洗涤温度为80～105℃，洗涤时间为5～20min，洗涤次数为1～2次；所述的柔软条件为：柔软剂的用量为1.5％～5.0％，柔软温度为40℃～75℃，时间为15～35min。
10.根据权利要求1所述的耐久疏水纤维素纤维筒纱纱线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)筒子纱的前处理
纤维素纤维筒纱的煮炼漂白前处理在筒子纱染色机内进行，前处理结束后对纤维素纤维筒纱进行榨水1～3次；
(2)筒子纱的改性
采用筒子纱染色机对纤维素纤维筒纱进行改性，将筒纱固定在载纱架上加入染色机中，入水后开启染色机，将乳化剂以回水加料的形式加入染色机，升温至55-60℃后保温10-20min，然后以回水加料的形式将丙烯酸酯类单体通过染色机小副缸以比例入料的形式加入染色机主缸，丙烯酸酯类单体的比例入料时间为15-20min，升温至60～90℃，加入引发剂过硫酸盐，引发剂的比例入料时间为15-20min，升温至75-105℃，保温1-4h，对纤维素纤维筒纱进行改性处理；
(3)后处理
对改性后的纤维素纤维筒纱进行后处理，后处理包括皂洗及柔软两个过程，柔软后将纤维素纤维筒纱烘干。
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