CN113882169B - 海岛型纳米复合纤维面料及其染整工艺 - Google Patents

海岛型纳米复合纤维面料及其染整工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于纺织印染技术领域，具体公开了一种海岛型纳米复合纤维面料的染整工艺，包括以下步骤：坯布制备、预定型、开纤、水洗脱水、染色、还原清洗、烘干定型；在坯布制备步骤中，坯布由海岛型纳米复合纤维织造而成，海岛型纳米复合纤维的制备原料包括纳米贝壳粉。本发明还公开一种由上述染整工艺制得的海岛型纳米复合纤维面料。本发明通过在坯布制备过程中添加纳米贝壳粉，同时通过控制开纤步骤和染色步骤的梯度升温，使得本发明的面料具有良好的色牢度以及机械性能，同时提高了面料的染色深度，且面料柔软，使用舒适。

Description

海岛型纳米复合纤维面料及其染整工艺
技术领域
本发明涉及纺织印染技术领域，特别是涉及一种海岛型纳米复合纤维面料及其染整工艺。
背景技术
海岛纤维是由一种聚合物以极细的形式(原纤)包埋在另一聚合物(基质)之中形成的双组分纤维，因分散相原纤在纤维截面中呈岛屿状态，而连续相基质呈现海的状态，因此又形象地称之为海岛纤维。海岛纤维将海组分去掉后，就可得到集束状的超细纤维，将岛组分去掉后，就可得到呈蜂窝结构的多孔中空纤维。因此，将海岛纤维制成织物后，将海组分溶解，就可得到手感柔软、舒适性极佳的织物。
目前，为了使得海岛纤维制成的面料具有除舒适性以外的其他功能，例如具有抗菌、防螨、远红外、释放负离子等功能，当前已经研制出内含有功能性纳米粒的海岛纤维，其中，功能性纳米粒选自纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米高岭土、纳米氧化锆、纳米负离子粉、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米磷酸锆银、纳米金属银粉、纳米金属铜粉以及耐高温性纳米微胶囊等，现称其为海岛型纳米复合纤维。但由于海岛型纳米纤维去掉海组分后，其线密度低，无定形区含量高，染料易受热迁移至表面，因此织物的染色牢度较差，容易掉色，影响使用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种海岛型纳米复合纤维面料及其染整工艺，用于解决现有技术中海岛型纳米复合纤维面料染色牢度较差的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种海岛型纳米复合纤维面料的染整工艺，包括以下步骤：
坯布制备、预定型、开纤、水洗脱水、染色、还原清洗、烘干定型；
在坯布制备步骤中，坯布由海岛型纳米复合纤维织造而成，所述海岛型纳米复合纤维的制备原料包括纳米贝壳粉。
可选地，在开纤步骤中，以浓度为9～11g/L的氢氧化钠溶液作为开纤液，40～50℃时布料入液，升温至85～90℃时保温15min，升温至105～115℃保温30～45min。
可选地，在染色步骤中，染色液的配方为：分散染料1～20g/L、匀染剂1～1.5g/L，用冰醋酸调节染色液的pH值至4～4.5；50～55℃时布料入染，以1℃/min升温至90～95℃，保温20～25min，以1℃/min升温至120～125℃，保温40～45min，以1.5℃/min降温至70℃，排液，90～95℃热水清洗1～2min，50～60℃温水清洗10～12min。
可选地，在还原清洗步骤中，还原清洗液的配方为：火碱1～1.5g/L、保险粉1～1.5g/L，75～80℃条件下还原处理15～20min，后水洗至水清。
可选地，在开纤步骤和染色步骤中，浴比为1:10～15。
可选地，在染色步骤中，染色液的配方中还包括：浴中柔软剂0.5～0.8g/L。
可选地，在水洗脱水步骤中，加入冰醋酸中和，使布面的pH值达6～7。
可选地，在烘干定型步骤后，还包括磨毛步骤。
可选地，在坯布制备步骤中，所述海岛型纳米复合纤维的制备方法如下：(1)岛相功能母粒的制备：将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合后进行熔融共混，制得岛相功能母粒，其中，熔融共混过程在超声场中进行；(2)复合纤维的制备：将步骤(1)中的岛相功能母粒与海组分混合后进行熔融共混纺丝，得到海岛型纳米复合纤维；(3)纤维后处理：将步骤(2)中的海岛型纳米复合纤维进行上油、拉伸、卷曲和干燥定型，得到成品纤维。
本发明还提供一种上述染整工艺制得的海岛型纳米复合纤维面料。
如上所述，本发明的岛型纳米复合纤维面料及其染整工艺，具有以下有益效果：
一、本发明中，用于织造坯布的海岛型纳米复合纤维，其岛组分中含有纳米贝壳粉，纳米贝壳粉对染料具有很强的吸附作用，因此，在染色步骤中，纳米贝壳粉将染料牢固吸附在超细纤维内，阻碍甚至阻止染料受热迁移，从而提高面料的染色牢度。并且，本发明的染整工艺中，采用特殊的开纤步骤，能够将海岛型纳米复合纤维的海组分除尽，进一步提高面料的染色牢度。
二、本发明中，由于纳米贝壳粉增加了布料对染料的吸附量，因此，面料的染色深度也相应有所提升。
三、由于海岛型纳米复合纤维去掉海组分后属于超细纤维，因此，本发明中的面料，其手感柔软，使用舒适。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种海岛型纳米复合纤维的染整工艺，包括以下步骤：
坯布制备、预定型、开纤、水洗脱水、染色、还原清洗、烘干定型。
坯布制备：坯布由海岛型纳米复合纤维织造而成，海岛型纳米复合纤维的制备原料包括纳米贝壳粉，具体地，海岛型纳米复合纤维的制备方法如下：
(1)岛相功能母粒的制备：将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合后进行熔融共混，熔融共混的温度达270～275℃，制得岛相功能母粒。其中，熔融共混过程在超声场中进行，超声波功率为150～170W；功能性纳米粒的质量为岛组分质量的8～10％，纳米贝壳粉的质量为岛组分质量的3～5％。
其中，岛组分选自聚酯、聚酰胺以及聚丙烯腈中的一种。功能性纳米粒和纳米贝壳粉的粒径为20～100nm。功能性纳米粒选自纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米高岭土、纳米氧化锆、纳米负离子粉、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米磷酸锆银、纳米金属银粉、纳米金属铜粉以及耐高温性纳米微胶囊中的一种或多种。
(2)复合纤维的制备：将步骤(1)中的岛相功能母粒与海组分混合后进行熔融共混纺丝，得到海岛型纳米复合纤维。岛相功能母粒与海组分的质量比为3:2～2.5，熔融共混的温度达272～285℃。
其中，海组分选自水溶性聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯以及丙烯酸酯共聚物中的一种。
(3)纤维后处理：将步骤(2)中的海岛型纳米复合纤维进行上油、拉伸、卷曲和干燥定型，得到成品纤维。
预定型：预定型的条件如下：温度为170～175℃，速度为20～25m/min，超喂率为8～10％。
开纤：以浓度为9～11g/L的氢氧化钠溶液作为开纤液，40～50℃时布料入液，升温至85～90℃时保温15min，升温至105～115℃保温30～45min，浴比为1:10～15。
水洗脱水：水洗的温度为75～80℃，时长为15～20min，并加入冰醋酸中和，使布面的pH值达6～7。
染色：染色液的配方为：分散染料1～20g/L、匀染剂1～1.5g/L、浴中柔软剂0.5～0.8g/L，用冰醋酸调节染色液的pH值至4～4.5；50～55℃时布料入染，以1℃/min升温至90～95℃，保温20～25min，以1℃/min升温至120～125℃，保温40～45min，以1.5℃/min降温至70℃，排液，90～95℃热水清洗1～2min，50～60℃温水清洗10～12min，浴比为1:10～15。
还原清洗：还原清洗液的配方为：火碱1～1.5g/L、保险粉1～1.5g/L，75～80℃条件下还原处理15～20min，后水洗至水清。
烘干定型：烘干定型的条件如下：温度为155～160℃，速度为25～30m/min。
下面具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
一种海岛型纳米复合纤维面料的染整工艺，包括以下步骤：
S1、坯布制备：坯布由海岛型纳米复合纤维织造而成，海岛型纳米复合纤维的制备方法如下：
(1)岛相功能母粒的制备：将PET母粒(岛组分)在120℃的条件下烘干至PET母粒的含水率在0.4％以下，同时，将纳米氧化锌(功能性纳米粒，粒径为20～100nm)和纳米贝壳粉(粒径为20～100nm)在80℃烘干2h。后将纳米氧化锌、纳米贝壳粉和PET母粒混合后通过双螺杆挤出机混合挤出(双螺杆挤出机的熔融共混温度达270℃)，经冷却、造粒后得到岛相功能母粒。其中，双螺杆挤出机位于超声场中，超声场的超声波功率为170W。其中，纳米氧化锌的质量为PET母粒质量的10％，纳米贝壳粉的质量为PET母粒质量的5％。
(2)复合纤维的制备：将水溶性聚酯(海组分)在120℃的条件下烘干5h，然后将步骤(1)中的岛相功能母粒和上述水溶性聚酯按照质量比3:2在双螺杆挤出机上进行熔融共混纺丝(双螺杆挤出机的熔融共混的温度达280℃)，得到海岛型纳米复合纤维。
(3)纤维后处理：将步骤(2)中的海岛型纳米复合纤维进行上油、拉伸、卷曲和干燥定型，得到成品纤维。
S2、预定型：预定型的条件如下：温度为170℃，速度为20m/min，超喂率为8％。
S3、开纤：以浓度为10g/L的氢氧化钠溶液作为开纤液，45℃时布料入液，以1℃/min升温至85℃时保温15min，升温至110℃保温35min，浴比为1:10。
S4、水洗脱水：水洗的温度为75℃，时长为20min，并加入冰醋酸中和，使布面的pH值达6～7。
S5、染色：染色液的配方为：分散染料15g/L、匀染剂1g/L、浴中柔软剂0.5g/L，用冰醋酸调节染色液的pH值至4～4.5；55℃时布料入染，以1℃/min升温至95℃，保温20min，以1℃/min升温至120℃，保温40min，以1.5℃/min降温至70℃，排液，95℃热水清洗2min，55℃温水清洗10min，浴比为1:15。
S6、还原清洗：还原清洗液的配方为：火碱1g/L、保险粉1g/L，75℃条件下还原处理20min，后水洗至水清。
S7、烘干定型：烘干定型的条件如下：温度为160℃，速度为30m/min。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中，纳米贝壳粉的质量为岛组分质量的3％。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：在步骤S3中，开纤液50℃时布料入液，升温至90℃时保温15min，升温至115℃保温30min。
实施例4
本对比例与实施例1的不同之处在于：在步骤S3中，开纤液45℃时布料入液，后直接升温至110℃保温50min。
实施例5
本对比例与实施例1的不同之处在于：在步骤S5中，染色液55℃时布料入染，后直接以1℃/min升温至120℃，保温60min。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中，海岛型纳米复合纤维中不添加纳米贝壳粉。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中，功能性纳米粒为纳米负离子粉。
实验例
按照“GB/T 18401-2010国家纺织产品基本安全技术规范”针对实施例1～3和对比例1～4中所制得的面料进行色牢度试验；按照“GB/T 8427-2008纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧”针对实施例1～3和对比例1～3中所制得的面料进行耐日晒牢度试验。具体结果见表1。
按照如下方法测得实施例1～5和对比例1～2中所制得的面料的颜色深度(K/S值)：将面料折叠两次(四层)，采用Datacolor SF600X电脑测色配色仪在λmax处测定面料的K/S值，测定四次取平均值。具体结果见表1。
按照“GB/T3923.1-2013纺织品织物拉伸性能”针对实施例1～5和对比例1～2中所制得的面料进行断裂强力试验。具体结果见表2。
表1面料K/S值及其色牢度表
Figure BDA0003322294680000061
Figure BDA0003322294680000071
表2面料的断裂强力表
Figure BDA0003322294680000072
由表1可知，实施例1～3的K/S值均大于对比例1的K/S值，说明实施例1～3中面料的颜色深度深于对比例1中面料的深度，也就是说，纳米贝壳粉能够增加面料吸附染料的量，从而提高面料的染色深度。且实施例1～3的色牢度均优于对比例1的色牢度，说明纳米贝壳粉能够提高面料的色牢度，提高面料的实用性。此外，由表2可知，实施例1～3的断裂强力大于对比例1的断裂强力，说明纳米贝壳粉的加入，还能够提高面料的机械强度。
对比表1中的实施例1和实施例4，以及实施例1和实施例5，可以发现，本发明控制开纤步骤和染色步骤中的温度，从而提高面料的色牢度(耐水洗牢度、耐汗渍牢度、耐摩擦牢度)。
对比表1中的实施例1和对比例2，可以发现，当功能性纳米粒由纳米氧化锌变为纳米负离子粉后，面料的耐日晒牢度降低，这是由于纳米氧化锌具有防紫外线的功能，从而能提高得面料的耐日晒牢度。
综上所述，本发明中，从改进海岛纤维组分和染整工艺两方面入手，通过在坯布制备过程中添加功能性纳米粒(纳米氧化锌)和纳米贝壳粉，同时通过控制开纤步骤和染色步骤的梯度升温，使得本发明的面料具有良好的色牢度以及机械性能，同时提高了面料的染色深度。并且，本发明的面料手感柔软，使用舒适。
实施例6
将实施例1中的面料进行磨毛处理，得到表面具有绒毛的面料，手感舒适。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.海岛型纳米复合纤维面料的染整工艺，其特征在于，包括以下步骤：
坯布制备、预定型、开纤、水洗脱水、染色、还原清洗、烘干定型，开纤步骤中，浴比为1:10～15，以浓度为9～11g/L的氢氧化钠溶液作为开纤液，40～50℃时布料入液，升温至85～90℃时保温15min，升温至105～115℃保温30～45min；
在坯布制备步骤中，坯布由海岛型纳米复合纤维织造而成，所述海岛型纳米复合纤维的制备原料包括岛组分、功能性纳米粒、纳米贝壳粉和海组分，岛组分为PET母粒，功能性纳米粒和纳米贝壳粉的粒径为20～100nm，功能性纳米粒选自纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米高岭土、纳米氧化锆、纳米负离子粉、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米磷酸锆银、纳米金属银粉、纳米金属铜粉以及耐高温性纳米微胶囊中的一种或多种；海组分为水溶性聚酯；
所述海岛型纳米复合纤维的制备方法如下：(1)岛相功能母粒的制备：将岛组分、功能性纳米粒和纳米贝壳粉混合后进行熔融共混，制得岛相功能母粒，其中，熔融共混过程在超声场中进行；(2)复合纤维的制备：将步骤(1)中的岛相功能母粒与海组分混合后进行熔融共混纺丝，得到海岛型纳米复合纤维；(3)纤维后处理：将步骤(2)中的海岛型纳米复合纤维进行上油、拉伸、卷曲和干燥定型，得到成品纤维；
在染色步骤中，浴比为1:10～15，染色液的配方为：分散染料1～20g/L、匀染剂1～1.5g/L、浴中柔软剂0.5～0.8g/L，用冰醋酸调节染色液的pH值至4～4.5；50～55℃时布料入染，以1℃/min升温至90～95℃，保温20～25min，以1℃/min升温至120～125℃，保温40～45min，以1.5℃/min降温至70℃，排液，90～95℃热水清洗1～2min，50～60℃温水清洗10～12min；
在还原清洗步骤中，还原清洗液的配方为：火碱1～1.5g/L、保险粉1～1.5g/L，75～80℃条件下还原处理15～20min，后水洗至水清；
在水洗脱水步骤中，加入冰醋酸中和，使布面的pH值达6～7；
在烘干定型步骤后，还包括磨毛步骤。
2.权利要求1所述的染整工艺制得的海岛型纳米复合纤维面料。
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