CN113461980B - 一种pu手套及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PU手套的制备方法，其包括：S1、织造手套胚：所述手套胚采用纱线织造而成，其中70％以上质量分数的纱线为三防纱线；S2、热处理：织造工序完成后，于100‑160℃下高温处理，使该手套胚表面立起仿荷叶表面的纳米级绒毛；S3、浸胶及烘干硫化：将经过高温处理的手套胚浸渍到油性PU胶料中，提出手套胚、匀胶、温水泡洗，最后烘干硫化。本发明PU手套的手套胚表面采用三防纱线织造，而三防纱线经高温处理后其表面立起纳米级绒毛，形成类似荷叶的疏水表面，然后直接浸渍油性PU胶料，烘干硫化处理，制得一种具备防水渗透性、透气性、轻便灵活、耐磨性的防滑PU手套。
Description
技术领域
本发明涉及纱线手套的织造技术领域，具体涉及一种PU手套及其制备方法。
背景技术
手套是手部防护的重要劳保用品，不同的工况环境需佩戴相应的防护手套。在许多场合，人们要佩戴防水手套。而普通的塑料手套闷热不透气、橡胶手套厚重不灵活，这样现有的手套无法满足消费者的需求。因此，开发透气、防水的手套刻不容缓。针织手套具有孔隙，完全可满足透气的需求，同时针织手套佩戴后非常轻便随手，佩戴后手部仍可以进行精细的手部动作，灵活好用。
但通常情况下针织手套孔隙多，容易在浸胶发生透胶现象，故在以针织手套作手套胚生产浸胶手套时，还需要浸渍凝固剂(如氯化钙的甲醇溶液等)，以促进胶料的快速凝固，防止胶料透到针织手套胚内侧。此外，目前生产防滑水性PU手套时，通常需借助表面处理剂(如强挥发性溶剂、有机酸/醇等)、喷水雾/盐(喷盐后还要水洗)等方式在手套PU胶层表面形成纹路或磨砂/仿磨砂，以增加其防滑功能。上述现有技术存在工序繁琐、需要使用特殊试剂、污染环境、耗水量大等问题。此外，目前尚未见油性防滑PU手套产品工艺的报道。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种PU手套及其制备方法，主要是使用三防纱线织造手套胚，并对该手套胚加热，在不浸凝固剂的情况下直接浸渍油性PU胶料，烘干硫化处理，制得一种具备防水渗透性、透气性、轻便灵活和耐磨性的防滑PU手套。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种PU手套的制备方法，其包括：S1、织造手套胚：所述手套胚采用纱线织造而成，其中70％以上质量分数的纱线为三防纱线；
S2、热处理：织造工序完成后，于100-160℃下高温处理，使该手套胚表面立起仿荷叶表面的纳米级绒毛；
S3、浸胶及烘干硫化：将经过高温处理的手套胚浸渍到油性PU胶料中，提出手套胚、匀胶、温水泡洗，最后烘干硫化。
优选地，仿荷叶表面的纳米级绒毛使手套胚具备防水渗透性能。
优选地，S1中，所述三防纱线为防水涤纶纱线。
优选地，S1中，所述三防纱线细度为75D-150D，优选为150D。
优选地，所述织造方法为：使用手套机采用普通织法或U2织法。U2织法时内侧纱线可使用普通纱线，适当减少三防纱线的用量，节省成本。
优选地，S1中，所述手套胚包括手套胚本体，手套胚本体由该三防纱线织造而成；在手套胚本体的边缘有锁边线，在腕部有收口橡筋线；在所述手套胚中，三防纱线的质量分数为70-95％。所述手套胚还包含锁边线和橡筋线，锁边线用于锁边，含量不到1％；橡筋线用于收口，含量为4～10％。橡筋线以隔一打一的方式编织在三防纱线织造的手套胚本体上，常用95#或110#白色橡筋线。
优选地，S1中，手套胚的编织方法为：
织造方法之一：采用手套机编织，采用防水涤纶纱线以普通编织方法编织；以平针隔一打一的方式编织白色橡筋线；
织造方法之二：采用手套机编织，采用防水涤纶纱线以U2编织方法编织，以高低针隔一打一的方式编织白色橡筋线。
优选地，S2中，将手套胚在100-160℃下保温5-20min。优选地，处理温度为130℃～160℃，处理温度越高，则处理时间相对变短。
优选地，S3中，所述温水泡洗方法为：在30-70℃的温水中处理时间30-80分钟。其中，温水处理同时辅助超声波震荡或辅助微波加热，辅助微波加热以保持水浴恒温。所述超声波震荡选用低频率高功率超声震荡装置，超声频率28kHz、功率200W。或者所述温水水浴处理时辅助微波加热，微波加热功率可为300-600W，时间20-60min。
优选地，S3中，硫化烘干温度80-120℃，处理时间50-90分钟，所述高温烘干采用远红外干燥装置烘干或者通过在烘箱内设置热油管路辐射加热烘干。所述高温烘干是常压下或负压下进行，有利于有机溶剂挥发出来，降低手套产品中溶剂含量。
优选地，S3中，所述油性PU浆料按重量份数计，包含100份聚氨酯树脂、130份-200份DMF、1-8份阴离子表面活性剂(DMF脱除剂)。
第二方面，本发明提供一种PU手套，其采用上述任一实施例的方法制备得到。
第三方面，本发明提供一种PU手套的制备方法，其包括：
步骤1：制作手套胚：
所述手套胚包括内衬和外层本体，所述外层本体采用纱线织造而成，外层本体中70％以上质量分数的纱线为三防纱线；
步骤2：热处理：将手套胚于100-160℃下高温处理，使该手套胚的外层本体表面立起仿荷叶表面的纳米级绒毛；
步骤3：:浸胶及烘干硫化：将经过高温处理的手套胚浸渍到油性PU胶料中，提出手套胚、匀胶、温水泡洗，最后烘干硫化。
优选地，所述手套内衬为棉内衬或绒内衬。
该手套胚的外层本体表面立起仿荷叶表面的纳米级绒毛，在浸渍油性PU胶料后，由于手套胚表面的纳米级绒毛，赋予了PU胶层的防滑性。
该三防纱线织造的手套胚(手套胚外层本体)在浸渍其他胶乳，如丁腈胶乳、天热胶乳时会出现粘不上胶或挂胶不连续等情况，但浸渍油性PU就不会出现这种情况，且浸渍油性PU胶后会改善手套胚紧绷的问题，佩戴更轻便舒适，可以制备各式各样的“皮”质感和外观的油性PU手套，以丰富手套款式，进一步增加手套的防水渗透性和耐磨性。
三防纱线(三防纤维)为已商品化的产品，可购自http://anti-cn.com/？m＝home&c＝Lists&a＝index&tid＝37；三防纱线包含位于中心的纤维基体(如涤纶纤维基体)和包覆在该纤维基体表面的防水纳米膜层。三防纱线是采用皮芯复合纺丝技术，利用仿生学“荷叶效应”原理，使纤维表面立起纳米级绒毛，从而产生拒水、防污、防油效果。当三防纱线的纤维基体为涤纶时，称为三防涤纶纱。
(三)有益效果
本发明提供的PU手套的制备方法，其手套胚表面采用三防纱线织造，而三防纱线经高温处理后其表面立起纳米级绒毛，形成类似荷叶的疏水表面，然后直接浸渍油性PU胶料，烘干硫化处理，制得一种具备防水渗透性、透气性、轻便灵活和耐磨性的防滑PU手套。
本发明制备的防滑PU手套，由于手套胚所形成的疏水表面，因此具有优异的防水渗透效果。经测试，将未浸渍PU胶料前的手套胚放置在平台上，从25cm高度滴下水滴，水滴可在手套胚表面自由移动，说明即使未浸PU胶料的手套胚也具有良好的防水性能。
此外，手套胚没有浸渍凝固剂，且浸渍油性PU胶料后在温水泡洗过程中大量的有机溶剂(溶解油性PU胶所含的溶剂，如DMF)被浸泡而逸散出来，原位形成大量孔隙，因此制备的PU手套具有透气性和佩戴舒适性。
经测试，浸渍PU胶后，手套的耐磨性能，可达EN388耐磨4级。
同时，本发明手套胚外层主要成分(70％以上)为三防纱线，与一般的涤纶纱线织造的手套胚相比，浸渍油性PU胶料之后，前者制备的PU手套表面可观察到更明显的纱线织造纹，摩擦系数也优于后者，因此可以改善PU手套的防滑性能。
为了改善佩戴手感，可设计两层手套胚，外层主要采用三防纱线织造而成，内层可为柔软的亲肤材质(如棉或绒内衬)，以增加手套佩戴的舒适度或保暖性。
综上所述，本发明手套产品制备过程具有工艺简单等特点，而手套产品又兼具透气性、防水渗透性、灵活性、耐磨性、防滑性等四大优点，可应用于野外探险、跋山涉水、采摘等涉水领域。
附图说明
图1为实施例2和对比例1的手套产品的外观照片。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例1-3
按照下述表格中的各参数条件生产三防纱线手套胚。
将实施例1、2、3分别制备的三防涤纶手套胚，放在测试平台上，从25cm高度滴下水滴，水滴均可在手套胚表面自由移动，说明实施例1-3的三防涤纶手套胚都具有防水渗透性。进一步观察水滴在手套胚表面的移动情况，可以得出普通编织法织造的手套胚，在高温处理温度和处理时间一致的情况下，手套胚中三防涤纶纱线的净含量越高，防水效果越好。其中实施例2制备的三防涤纶手套胚的防水渗透性能优于实施例1。这主要是因为在相同高温条件下，手套胚中三防涤纶纱线的含量越高，三防涤纶纱线分别越密集，手套胚表面上类似荷叶的“绒毛”的密度越大，则水滴在手套胚表面的自由移动状态越好，水滴越不容易粘到手套胚表面。
其中，实施例1-2为普通织法，即除了橡筋线外全部使用三防纱线织造，成本较高。实施例3中U2织法的内侧纱线为普通涤纶，外侧纱线为三防纱线(150D)，虽然三防纱线在手套胚中的含量较低，但三防纱线被编织在外侧，同样可达到优异的防水渗透效果。U2编织时，可减少三防纱线的含量，以降低成本。
实施例4-6
按照下述表格中的各参数条件生产三防纱线手套胚。
将实施例4-6分别制备的三防涤纶手套胚，放在测试平台上，从25cm高度滴下水滴，水滴均可在手套胚表面自由移动，说明实施例4-6的三防涤纶手套胚都具有防水渗透性。进一步观察水滴在手套胚表面的移动情况，可以得出普通编织法织造的手套胚，在三防纱线粗细、含量、手套机类型、高温处理温度相同的条件下，高温处理时间越长，手套胚防水效果越好。这是因为高温处理时间越长，手套胚表面立起的“绒毛”越多，“绒毛”的密度越大，则水滴在手套胚表面的自由移动状态越好，水滴越不容易粘到手套胚表面。同样地，在三防纱线粗细、含量、手套机类型、高温处理时间相同的条件下，处理温度越高，手套胚表面立起的“绒毛”越密集，水滴在手套胚表面的自由移动状态越好。
实施例7
将实施例1-6制备的手套胚浸渍油性PU胶料，制备PU手套。该油性PU胶料的配制方法为：将100份聚氨酯与150份的DMF混合搅匀，然后加入2份烷基苯磺酸钠(ABS)，搅拌2个小时，停放待用。
将实施例1-6制备的手套胚套到手模上，移动手模，带动各手套胚浸渍该油性PU胶料，手模架抬升提出手套胚，匀胶10s后，再移动手模，将手套胚依次经过四个水槽进行水浴，第一水槽水浴时间为15分钟，水浴温度为30℃；第二水槽水浴时间为15分钟，水浴温度为40℃；第三水槽水浴时间为15分钟，水浴温度为50℃；第四水槽水浴时间为35分钟，水浴温度为70℃。一遍水浴温度较低(30℃)，可让油性PU树脂快速充分与水反应和凝固。二遍、三遍、四遍水浴的水温依次升高，但都高于一遍水温，主要用于增加DMF脱除能力和水溶解去除DMF的能力，在PU胶料表面留下孔隙。最后在热油管路的烘箱内，于100-120℃的温度烘70min，脱模得到产品。
对各产品进行耐磨性能测试，均可达EN388耐磨4级。
对比例1
在实施例2的基础上，将其中150D三防涤纶纱换成150D的普通涤纶纱，普通编织方法制得手套胚，浸渍PU胶料，PU胶料组成和手套制备方法参见实施例7。对本例的产品测试耐磨性，为EN388耐磨3级。由此证明，使用三防纱线织造的针织手套胚制作的油性PU手套，还具有很好的耐磨性，可以改善一般油性PU手套的耐磨性。
此外，将实施例2的PU手套产品与本例制备的手套产品外观进行比对，如图1所示，实施例2制备的PU手套表面可观察到更加明显的纱线织造纹和粗糙感(图左侧)，摩擦系数优于后者(图右侧)。分别从图左侧手套和右侧手套取3块不同位置的试样，测试手套静摩擦系数，前者平均静摩擦系数为0.195，后者平均静摩擦系数为0.184，说明本发明可改善油性PU手套的防滑性能。而从触摸手感上分辨，实施例2手套胚制作的PU手套，其PU胶面厚度更厚软一些，普通涤纶手套胚制作PU手套的胶面更薄一些，因此前一种手套具有缓冲性。
除上述所列举实施例外，基于本发明的基本构思，为了进一步提高PU手套的佩戴舒适性或保暖性(耐用性)等，可先制备一层绒布或棉布内衬，将内衬和外层手套胚(70％以上的三防纱线)缝制在一起，然后浸渍PU胶料制成手套，或在外层手套胚(70％以上的三防纱线)浸渍油性PU胶料后再在手套内侧加一层绒布或棉布内衬。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种PU手套的制备方法，其特征在于，包括：
S1、织造手套胚：所述手套胚采用纱线织造而成，其中70%以上质量分数的纱线为三防纱线；所述三防纱线细度为75D-150D；所述织造方法为：使用手套机采用普通织法或U2织法；
S2、热处理：织造工序完成后，于100-160℃下高温处理，使该手套胚表面立起仿荷叶表面的纳米级绒毛；
S3、浸胶及烘干硫化：将经过高温处理的手套胚浸渍到油性PU胶料中，提出手套胚、匀胶、温水泡洗，最后烘干硫化。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述三防纱线为防水涤纶纱线。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述手套胚包括手套胚本体，手套胚本体由该三防纱线织造而成；在手套胚本体的边缘有锁边线，在腕部有收口橡筋线；在所述手套胚中，三防纱线的质量分数为70-95%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中，将手套胚在100-160℃下保温5-20min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中，温水泡洗的方法为：在30-70℃的温水中处理时间30-80分钟；且温水处理同时辅助超声波震荡或辅助微波加热。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中，硫化烘干温度80-120℃，处理时间50-90分钟，硫化烘干采用远红外干燥装置烘干或者通过在烘箱内设置热油管路辐射加热烘干。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中，所述油性PU胶料按重量份数计，包含100份聚氨酯树脂、130份-200份DMF、1-8份阴离子表面活性剂。
8.一种PU手套，其采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制得。
9.一种PU手套的制备方法，其包括：
步骤1：制作手套胚：
所述手套胚包括内衬和外层本体，所述外层本体采用纱线织造而成，外层本体中70%以上质量分数的纱线为三防纱线；所述手套内衬为棉内衬或绒内衬；所述三防纱线细度为75D-150D；所述织造方法为：使用手套机采用普通织法或U2织法；
步骤2：热处理：将手套胚于100-160℃下高温处理，使该手套胚的外层本体表面立起仿荷叶表面的纳米级绒毛；
步骤3：:浸胶及烘干硫化：将经过高温处理的手套胚浸渍到油性PU胶料中，提出手套胚、匀胶、温水泡洗，最后烘干硫化。
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