CN111088697A - 一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非织造布的抗静电接枝‑微波冷冻工艺，生产工艺如下：（1）将生物质石墨烯水性分散液、纳米二氧化铈水分散液加入到粘胶纤维纺丝溶液中共混，共混纺丝液经滤后喷丝进入凝固浴，再经过牵伸及后加工制成改性粘胶纤维；将改性粘胶纤维在清梳联设备上开松、除杂、成网后在非织造布针刺小样机上，制成改性粘胶纤维非织造布；（2）在避光处将单体丙烯酸和光引发剂二苯甲酮配制成溶液，将所得改性粘胶纤维非织造布浸泡其中，并在紫外灯下光照固化，取出后用去离子水清洗，烘干至恒重；（3）将抗静电接枝工艺所得非织造布浸泡在去离子水中后，进行压轧，装入自封袋中，先放入冰柜中冷冻处理，再经微波处理后，自然晾干。

Description

一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺
技术领域
本发明属于非织造布技术领域，具体涉及一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，追求健康、安全和绿色的功能性纺织品已成为发展趋势，开发具有抗菌防螨防霉系列纺织产品深受消费者的青睐。粘胶纤维具有吸湿、透气性好，穿着舒适等特点，应用广泛。
铈属于稀土元素中重要的原子结构之一，化学性质非常活泼丰富。在与其他元素参与化学反应的过程中生成用途广泛、功能丰富多样化等多品种新型材料。此外。铈等稀土元素还具有丰富的电子能。凭借自身优异的光、电、磁、核等特性一直在化工、冶金、石油等行业广泛应用。纳米二氧化铈不仅具有吸收可见光和红外线的功能，同时对于照射到纳米二氧化铈的光反射出去，大大地减少了光对材料的老化，延长材料老化时间。
本申请通过将生物质石墨烯水性分散液、纳米二氧化铈水分散液与粘胶纤维纺丝溶液共混，制成改性粘胶纤维，再加工成改性粘胶纤维非织造布，赋予非织造布优异的抗菌抑菌性能、防霉性能和耐老化性能；再以丙烯酸为单体，以二苯甲酮为光引发剂，在紫外光照下对非织造布进行抗静电接枝工艺，赋予非织造布优异的抗静电性能；最后通过微波-冷冻处理，赋予非织造布优异的透湿性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有问题，提供了一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺，按照本发明方法改性的可非织造布具有优异的抗菌抑菌性能、防霉性能、耐老化性能、抗静电性能和透湿性能，水洗50次后仍然具有较好的抗菌抑菌效果，服用性能良好，适用于生产制造体育运动用鞋服。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺，具体生产工艺如下：
第一步：对生物质石墨烯粉体进行分散，得到分散性和稳定性较高的生物质石墨烯水性分散液，然后再将分散液与粘胶纤维纺丝溶液共混；生物质石墨烯以叠加的褶皱状薄片结构存在，这是由于层间的范德华力导致的，生物质石墨烯改性粘胶纤维通过湿法纺丝工艺技术可以实现生物质石墨烯与粘胶纤维的有机结合，生物质石墨烯改性粘胶纤维具有较好的抗菌性能；添加纳米二氧化铈水分散液能显著提高非织造布的耐老化性能，稀土纳米二氧化铈使用前用水分散预处理，可以达到更好的抗老化效果，也大大地增强了非织造布的防霉性、抗菌性等综合性能；将2-3份生物质石墨烯水性分散液、1-2份纳米二氧化铈水分散液加入到70-90份粘胶纤维纺丝溶液中共混，共混纺丝液经滤后喷丝进入50-60℃的凝固浴，再经过牵伸及后加工制成改性粘胶纤维；将改性粘胶纤维在清梳联设备上开松、除杂、成网后在非织造布针刺小样机上，制成改性粘胶纤维非织造布；
第二步：以改性粘胶纤维非织造布为原料，以丙烯酸为单体，以二苯甲酮为光引发剂，将改性粘胶纤维非织造布在丙烯酸和二苯甲酮配制的溶液中浸泡，并在紫外灯下光照固化进行抗静电接枝工艺；在避光处将单体丙烯酸和光引发剂二苯甲酮配制成溶液，将（1）中所得改性粘胶纤维非织造布浸泡其中1-2h，并在紫外灯下光照固化20-25min，取出后用去离子水清洗，于80-85℃烘干至恒重；
第三步：将抗静电接枝工艺所得非织造布进行微波-冷冻处理，经微波处理后，非织造布变得膨松，在纤维横截面上微孔增多，微波处理可以有效改善非织造布的力学性能、热湿性能和抗起毛起球性能，从而优化其服用性能；经过冷冻处理后非织造布变得膨松，在纤维截面出现明显的微孔，冷冻处理可以优化其服用性能；利用微波和冷冻相结合的方法，非织造布透湿性好；微波、冷冻处理非织造布都会产生多孔结构，适当的处理工艺，可以提高非织造布的热湿舒适性及力学性能，改善非织造布的抗起毛起球性能；将（2）中抗静电接枝工艺所得非织造布浸泡在去离子水中1-2h后，进行压轧，装入自封袋中，先放入-28℃的冰柜中冷冻处理1-2h，再经微波处理5-15min后，自然晾干。
进一步的，工艺步骤（1）中，生物质石墨烯水性分散液的浓度为8-10%；纳米二氧化铈水分散液的浓度为1-2%；粘胶纤维纺丝溶液中甲纤含量为8-9%；凝固浴组成为：110 g/L硫酸、260 g/L硫酸钠、15g/L硫酸锌；非织造布面密度为0. 1-0.2kg/m2。
进一步的，工艺步骤（2）中，单体丙烯酸的质量分数为10-12%，光引发剂二苯甲酮的浓度为0.04-0.06mol/L。
进一步的，工艺步骤（3）中，轧余率为200%，微波功率为600-800W。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）对生物质石墨烯粉体进行分散，得到分散性和稳定性较高的生物质石墨烯水性分散液，然后再将分散液与粘胶纤维纺丝溶液共混；生物质石墨烯以叠加的褶皱状薄片结构存在，这是由于层间的范德华力导致的，生物质石墨烯改性粘胶纤维通过湿法纺丝工艺技术可以实现生物质石墨烯与粘胶纤维的有机结合，生物质石墨烯改性粘胶纤维具有较好的抗菌性能；添加纳米二氧化铈水分散液能显著提高非织造布的耐老化性能，稀土纳米二氧化铈使用前用水分散预处理，可以达到更好的抗老化效果，也大大地增强了非织造布的防霉性、抗菌性等综合性能。
（2）以改性粘胶纤维非织造布为原料，以丙烯酸为单体，以二苯甲酮为光引发剂，将改性粘胶纤维非织造布在丙烯酸和二苯甲酮配制的溶液中浸泡，并在紫外灯下光照固化进行抗静电接枝工艺。
（3）将抗静电接枝工艺所得非织造布进行微波-冷冻处理，经微波处理后，非织造布变得膨松，在纤维横截面上微孔增多，微波处理可以有效改善非织造布的力学性能、热湿性能和抗起毛起球性能，从而优化其服用性能；经过冷冻处理后非织造布变得膨松，在纤维截面出现明显的微孔，冷冻处理可以优化其服用性能；利用微波和冷冻相结合的方法，非织造布透湿性好；微波、冷冻处理非织造布都会产生多孔结构，适当的处理工艺，可以提高非织造布的热湿舒适性及力学性能，改善非织造布的抗起毛起球性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺，具体生产工艺如下：
第一步：对生物质石墨烯粉体进行分散，得到分散性和稳定性较高的生物质石墨烯水性分散液，然后再将分散液与粘胶纤维纺丝溶液共混，生物质石墨烯改性粘胶纤维具有较好的抗菌性能；添加纳米二氧化铈水分散液能显著提高非织造布的耐老化性能，稀土纳米二氧化铈使用前用水分散预处理，可以达到更好的抗老化效果，也大大地增强了非织造布的防霉性、抗菌性等综合性能；
将2份生物质石墨烯水性分散液、1份纳米二氧化铈水分散液加入到70份粘胶纤维纺丝溶液中共混，共混纺丝液经滤后喷丝进入50℃的凝固浴，再经过牵伸及后加工制成改性粘胶纤维；将改性粘胶纤维在清梳联设备上开松、除杂、成网后在非织造布针刺小样机上，制成改性粘胶纤维非织造布；
其中，生物质石墨烯水性分散液的浓度为8%；纳米二氧化铈水分散液的浓度为1%；粘胶纤维纺丝溶液中甲纤含量为8%；凝固浴组成为：110 g/L硫酸、260 g/L硫酸钠、15g/L硫酸锌；非织造布面密度为0.1kg/m2；
第二步：以改性粘胶纤维非织造布为原料，以丙烯酸为单体，以二苯甲酮为光引发剂，将改性粘胶纤维非织造布在丙烯酸和二苯甲酮配制的溶液中浸泡，并在紫外灯下光照固化进行抗静电接枝工艺；
在避光处将单体丙烯酸和光引发剂二苯甲酮配制成溶液，将（1）中所得改性粘胶纤维非织造布浸泡其中1h，并在紫外灯下光照固化20min，取出后用去离子水清洗，于80℃烘干至恒重；
其中，单体丙烯酸的质量分数为10%，光引发剂二苯甲酮的浓度为0.04mol/L；
第三步：利用微波和冷冻相结合的方法，非织造布透湿性好；微波、冷冻处理非织造布都会产生多孔结构，适当的处理工艺，可以提高非织造布的热湿舒适性及力学性能，改善非织造布的抗起毛起球性能；
将（2）中抗静电接枝工艺所得非织造布浸泡在去离子水中1h后，进行压轧，轧余率为200%，装入自封袋中，先放入-28℃的冰柜中冷冻处理1h，再经600W的微波处理15min后，自然晾干。
改性的非织造布对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率都达到99%以上，水洗50次后的抑菌率仍然能达到90%以上；防霉等级为0级；
耐人工加速老化性：3801h轻微粉化，色差0级；
改性非织造布的摩擦电压为2475V，抗静电等级为C级；
改性非织造布的透湿率为309g·m-2·h-1。
实施例2
一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺，具体生产工艺如下：
（1）改性粘胶纤维非织造布的制备：将3份生物质石墨烯水性分散液、2份纳米二氧化铈水分散液加入到90份粘胶纤维纺丝溶液中共混，共混纺丝液经滤后喷丝进入60℃的凝固浴，再经过牵伸及后加工制成改性粘胶纤维；将改性粘胶纤维在清梳联设备上开松、除杂、成网后在非织造布针刺小样机上，制成改性粘胶纤维非织造布；
其中，生物质石墨烯水性分散液的浓度为10%；纳米二氧化铈水分散液的浓度为2%；粘胶纤维纺丝溶液中甲纤含量为9%；凝固浴组成为：110 g/L硫酸、260 g/L硫酸钠、15g/L硫酸锌；非织造布面密度为0.2kg/m2；
（2）抗静电接枝工艺：在避光处将单体丙烯酸和光引发剂二苯甲酮配制成溶液，将（1）中所得改性粘胶纤维非织造布浸泡其中2h，并在紫外灯下光照固化25min，取出后用去离子水清洗，于85℃烘干至恒重；
其中，单体丙烯酸的质量分数为12%，光引发剂二苯甲酮的浓度0.06mol/L；
（3）非织造布的微波-冷冻处理：将（2）中抗静电接枝工艺所得非织造布浸泡在去离子水中2h后，进行压轧，轧余率为200%装入自封袋中，先放入-28℃的冰柜中冷冻处理2h，再经600W的微波处理15min后，自然晾干。
改性的非织造布对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率都达到99%以上，水洗50次后的抑菌率仍然能达到90%以上；防霉等级为0级；
耐人工加速老化性：3782h轻微粉化，色差0级；
改性非织造布的摩擦电压为2398V，抗静电等级为C级；
改性非织造布的透湿率为307g·m-2·h-1。
抗菌性能测试：依据GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》；
抗静电性能：GB/T 12703.5-2010《纺织品静电性能的评定第5部分：摩擦带电电压》进行测试，摩擦电压为测量值；
透湿性测试：参照GB/T 12704.1-2009《纺织品织物透湿性试验方法第1部分：吸湿法》标准，测试织物的透湿性选用试验条件温度（38±2）℃，相对湿度（90±2）%，由公式WVT=（Δm-Δm′）/A×t计算织物的透湿率；每试样测3次，试样结果以每试样3次求平均值；
其中WVT -透湿率，单位为 g·m-2·h-1；Δm -同一实验组合体两次称量之差，单位为g；Δm ′-空白试样的同一实验组合体两次称量之差，单位为g，不做空白试验时；A -有效试验面积，单位为m2；t -试验时间，单位为h；
按照本发明实施例方法改性的非织造布具有优异的抗菌抑菌性能、防霉性能、耐老化性能、抗静电性能和透湿性能，水洗50次后仍然具有较好的抗菌抑菌效果，服用性能良好，适用于生产制造体育运动用鞋服。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺，其特征在于，具体生产工艺如下：
（1）改性粘胶纤维非织造布的制备：
将2-3份生物质石墨烯水性分散液、1-2份纳米二氧化铈水分散液加入到70-90份粘胶纤维纺丝溶液中共混，共混纺丝液经滤后喷丝进入50-60℃的凝固浴，再经过牵伸及后加工制成改性粘胶纤维；将改性粘胶纤维在清梳联设备上开松、除杂、成网后在非织造布针刺小样机上，制成改性粘胶纤维非织造布；
抗静电接枝工艺：
在避光处将单体丙烯酸和光引发剂二苯甲酮配制成溶液，将（1）中所得改性粘胶纤维非织造布浸泡其中1-2h，并在紫外灯下光照固化20-25min，取出后用去离子水清洗，于80-85℃烘干至恒重；
非织造布的微波-冷冻处理：
将（2）中抗静电接枝工艺所得非织造布浸泡在去离子水中1-2h后，进行压轧，装入自封袋中，先放入-28℃的冰柜中冷冻处理1-2h，再经微波处理5-15min后，自然晾干。
2.如权利要求1所述的一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺，其特征在于，工艺步骤（1）中，生物质石墨烯水性分散液的浓度为8-10%；纳米二氧化铈水分散液的浓度为1-2%；粘胶纤维纺丝溶液中甲纤含量为8-9%；凝固浴组成为：110 g/L硫酸、260 g/L硫酸钠、15g/L硫酸锌；非织造布面密度为0. 1-0.2kg/m2。
3.如权利要求1所述的一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺，其特征在于，工艺步骤（2）中，单体丙烯酸的质量分数为10-12%，光引发剂二苯甲酮的浓度为0.04-0.06mol/L。
4.如权利要求1所述的一种非织造布的抗静电接枝-微波冷冻工艺，其特征在于，工艺步骤（3）中，轧余率为200%，微波功率为600-800W。
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