CN114523752A - 石墨烯复合纺织品生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了石墨烯复合纺织品生产工艺，包括以下步骤：制作纺织品基材，并将所述纺织品基材进行平整展开，同时在一定温度下对其进行预热；选择需要使用的复合基材与热熔胶，并将所述复合基材进行平整展开，然后将所述热熔胶均匀涂布在所述复合基材表面，同时设置涂布重量与涂布间隙；将所述纺织品基材与进行涂布之后的复合基材进行层压融合，本发明通过将经过平整卷绕与固化处理之后的纺织品基材置于石墨烯浆料中进行反复浸扎处理，同时进行不断的烘干定型处理，一方面使得纺织品基材与复合基材能够进行充分的固化与结合，另一方面使得石墨烯浆料能够充分的渗透入纺织品基材内部，从而保证了石墨烯复合纺织品的功能特性，有利于实际的应用。
Description
技术领域
本发明属于纺织品生产技术领域，具体为石墨烯复合纺织品生产工艺。
背景技术
现有生活中，石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在。石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，而作为具优异性能和独特结构的新型碳材料—石墨烯在众多科学领域的被广泛关注和应用，近几年，石墨烯在纺织领域得到较为广泛的应用，逐渐成为纺织纤维领域的研究热点，特别是功能性纺织品的研究中也得到了诸多应用，石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外、远红外、特电磁屏蔽等领域有巨大的应用前景。
而现有的石墨烯复合纺织品在进行生产时，只是单纯的将经过固化之后的复合纺织品置于石墨烯浆料中进行浸渍，虽然工艺简单，价格低廉，但是由于制作工艺的限制，一方面无法将纺织品基材与复合基材进行充分固化结合，另一方面无法将石墨烯浆料充分渗透至固化之后的复合纺织品内部，从而极大的限制了石墨烯复合纺织品的功能，不利于实际的应用。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供石墨烯复合纺织品生产工艺，解决了背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
石墨烯复合纺织品生产工艺，包括以下步骤：
S1、制作纺织品基材，并将所述纺织品基材进行平整展开，同时在一定温度下对其进行预热；
S2、选择需要使用的复合基材与热熔胶，并将所述复合基材进行平整展开，然后将所述热熔胶均匀涂布在所述复合基材表面，同时设置涂布重量与涂布间隙；
S3、将所述纺织品基材与进行涂布之后的复合基材进行层压融合，同时设置层压间隙，将进行层压融合后的纺织品基材与复合基材进行平整卷绕，同时设置卷曲压力，然后对其进行固化处理，同时设置固化温度、湿度以及时间；
S4、将一定质量比的石墨烯与水进行机械搅拌混合，然后进行超声共混，得到石墨烯浆料；
S5、将经过固化处理之后的纺织品基材置于所述石墨烯浆料中进行第一次浸扎处理20-24h，然后对其进行第一次定型烘干处理，同时设置烘干温度与烘干时间，接着再将经过第一次定型烘干处理之后的纺织品基材置于所述石墨烯浆料中进行第二次浸扎处理12-15h，然后再对其进行第二次定型烘干处理，同时设置烘干温度与烘干时间，烘干完成之后得到所述石墨烯复合纺织品。
作为优选，所述步骤S1中制作纺织品基材具体包括以下步骤：
S11、选取原材料棉块，并将所述棉块分解成单纤维状态，同时清除纤维中的棉结、杂质和纤维疵点，然后分离纤维，排除短纤维，保证纤维的长度、整齐度和伸直度，然后通过合并与牵引，制成棉条；
S12、将得到的棉条进行拉长与抽细，同时保证棉条内部的纤维呈平行状态，并将拉长后的棉条进行加捻，形成细纱；
S13、将加捻形成的细纱卷绕在筒管上，制成管纱，同时清除纱线上部分疵点和杂质；
S14、自管纱中引出经纱，形成纱片，并将纱片通过浆液，同时经过压榨、烘干与卷绕，然后进行穿经；
S15、对经过穿经之后的经纱进行喷气纺织。
作为优选，所述步骤S1中的预热温度为15-28℃。
作为优选，所述步骤S2中的复合基材为化纤涤纶纺织品、竹炭纤维纺织品以及氨纶纺织品其中的一种。
作为优选，所述步骤S2中的涂布重量为11-18g/m2，涂布间隙为1.5-2mm。
作为优选，所述步骤S3中的层压间隙为4-5mm，所述步骤S3中的卷曲压力为3.5-4.4bar，所述步骤S3中的固化温度为18-24℃、固化湿度为55％-60％、固化时间为4-5天。
作为优选，所述步骤S4中的石墨烯与水的质量比为1:15-20。
作为优选，所述步骤S5中第一次定型烘干处理的烘干温度为65-75℃、烘干时间为6-8min，所述步骤S5中第二次定型烘干处理的烘干温度为80-95℃、烘干时间为1-2min。
本发明的有益效果是：本发明通过将经过平整卷绕与固化处理之后的纺织品基材置于石墨烯浆料中进行反复浸扎处理，同时进行不断的烘干定型处理，一方面使得纺织品基材与复合基材能够进行充分的固化与结合，另一方面使得石墨烯浆料能够充分的渗透入纺织品基材内部，从而保证了石墨烯复合纺织品的功能特性，有利于实际的应用。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明石墨烯复合纺织品生产工艺流程示意图。
具体实施方式：
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
实施例：
石墨烯复合纺织品生产工艺，包括以下步骤：
S1、制作纺织品基材，并将所述纺织品基材进行平整展开，同时在一定温度下对其进行预热，通过对纺织品基材进行预热，便于更好的保证后续步骤的顺利进行；
S2、选择需要使用的复合基材与热熔胶，并将所述复合基材进行平整展开，然后将所述热熔胶均匀涂布在所述复合基材表面，同时设置涂布重量与涂布间隙，通过热熔胶便于更好的将需要使用的复合基材与纺织品基材进行复合连接；
S3、将所述纺织品基材与进行涂布之后的复合基材进行层压融合，同时设置层压间隙，将进行层压融合后的纺织品基材与复合基材进行平整卷绕，同时设置卷曲压力，然后对其进行固化处理，同时设置固化温度、湿度以及时间，通过固化处理，便于更好的保证复合基材与纺织品基材之间的复合连接稳定性；
S4、将一定质量比的石墨烯与水进行机械搅拌混合，然后进行超声共混，得到石墨烯浆料，便于更好的制备得到石墨烯浆料；
S5、将经过固化处理之后的纺织品基材置于所述石墨烯浆料中进行第一次浸扎处理20-24h，然后对其进行第一次定型烘干处理，同时设置烘干温度与烘干时间，接着再将经过第一次定型烘干处理之后的纺织品基材置于所述石墨烯浆料中进行第二次浸扎处理12-15h，然后再对其进行第二次定型烘干处理，同时设置烘干温度与烘干时间，烘干完成之后得到所述石墨烯复合纺织品，通过反复的浸扎与烘干定型操作，使得石墨烯浆料能够充分的渗透入纺织品基材内部，从而保证了石墨烯复合纺织品的功能特性，有利于实际的应用。
其中，所述步骤S1中制作纺织品基材具体包括以下步骤：
S11、选取原材料棉块，并将所述棉块分解成单纤维状态，同时清除纤维中的棉结、杂质和纤维疵点，然后分离纤维，排除短纤维，保证纤维的长度、整齐度和伸直度，然后通过合并与牵引，制成棉条；
S12、将得到的棉条进行拉长与抽细，同时保证棉条内部的纤维呈平行状态，并将拉长后的棉条进行加捻，形成细纱；
S13、将加捻形成的细纱卷绕在筒管上，制成管纱，同时清除纱线上部分疵点和杂质；
S14、自管纱中引出经纱，形成纱片，并将纱片通过浆液，同时经过压榨、烘干与卷绕，然后进行穿经；
S15、对经过穿经之后的经纱进行喷气纺织，便于更好的制备得到棉纺织品基材。
其中，所述步骤S1中的预热温度为15-28℃，保证织品基材的预热温度能够适应后续的操作步骤。
其中，所述步骤S2中的复合基材为化纤涤纶纺织品、竹炭纤维纺织品以及氨纶纺织品其中的一种，便于更好的确定复合基材的种类。
其中，所述步骤S2中的涂布重量为11-18g/m2，涂布间隙为1.5-2mm，便于更好的保证涂布效果。
其中，所述步骤S3中的层压间隙为4-5mm，所述步骤S3中的卷曲压力为3.5-4.4bar，所述步骤S3中的固化温度为18-24℃、固化湿度为55％-60％、固化时间为4-5天，便于更好的保证层压与固化的效果。
其中，所述步骤S4中的石墨烯与水的质量比为1:15-20，便于更好的制备符合要求的石墨烯浆料。
其中，所述步骤S5中第一次定型烘干处理的烘干温度为65-75℃、烘干时间为6-8min，所述步骤S5中第二次定型烘干处理的烘干温度为80-95℃、烘干时间为1-2min，便于更好的保证烘干定型效果。
以下通过具体实施例来说明本发明的有益效果：
实施例一、石墨烯复合纺织品生产工艺：以棉为纺织品基材，化纤涤纶纺织品为复合基材，结合石墨烯浆料生产制备石墨烯复合纺织品，具体包括以下步骤：
步骤一、制作棉纺织品基材，并将棉纺织品基材进行平整展开，同时在15℃的温度下对其进行预热处理，同时制作棉纺织品基材的具体操作步骤为：首先选取原材料棉块，并将棉块分解成单纤维状态，同时清除纤维中的棉结、杂质和纤维疵点，然后分离纤维，排除短纤维，保证纤维的长度、整齐度和伸直度，然后通过合并与牵引，制成棉条；然后将得到的棉条进行拉长与抽细，同时保证棉条内部的纤维呈平行状态，并将拉长后的棉条进行加捻，形成细纱；接着将加捻形成的细纱卷绕在筒管上，制成管纱，同时清除纱线上部分疵点和杂质；再然后自管纱中引出经纱，形成纱片，并将纱片通过浆液，同时经过压榨、烘干与卷绕，然后进行穿经；最后对经过穿经之后的经纱进行喷气纺织，即可得到棉纺织品基材，通过将棉块分解成单纤维状态，并且排除其中的短纤维，从而保证纤维的整齐度以及长度层次，同时利用喷气纺织方法完成对棉纺织品基材的制作，得到符合实际需求的棉纺织品基材；
步骤二、选择化纤涤纶纺织品作为复合基材，同时选择热熔胶，并将化纤涤纶纺织品进行平整展开，然后将热熔胶均匀涂布在化纤涤纶纺织品表面，同时设置涂布重量为11g/m2，涂布间隙为1.5mm，通过设置涂布时的涂布重量以及涂布间隙，能够保证化纤涤纶纺织品与棉纺织品基材之间的涂布符合效果；
步骤三、将棉纺织品基材与进行涂布之后的化纤涤纶纺织品进行层压融合，同时设置层压间隙为4mm，将进行层压融合后的棉纺织品基材与化纤涤纶纺织品进行平整卷绕，同时设置卷曲压力为3.5bar，然后对其进行固化处理，同时设置固化温度为18℃、固化湿度为55％、固化时间为4天，通过调整层压间隙以及固化时的温度、湿度，从而保证了层压以及固化的效果，提高制作效果；
步骤四、将质量比为1:15的石墨烯与水进行机械搅拌混合，然后进行超声共混，得到石墨烯浆料，通过调整石墨烯与水的质量比，从而保证机械搅拌混合效果；
步骤五、将经过固化处理之后的棉纺织品基材置于石墨烯浆料中进行第一次浸扎处理20h，然后对其进行第一次定型烘干处理，同时设置烘干温度为65℃、烘干时间为6min，接着再将经过第一次定型烘干处理之后的棉纺织品基材置于石墨烯浆料中进行第二次浸扎处理12h，然后再对其进行第二次定型烘干处理，同时设置烘干温度为80℃，烘干时间为1min，烘干完成之后得到石墨烯复合纺织品，通过进行反复的浸扎以及定型烘干处理，同时调节浸扎处理时间以及定型烘干处理的温度、时间，从而保证制备得到的石墨烯复合纺织品能够保持材料的功能特性。
实施例二、石墨烯复合纺织品生产工艺：以棉为纺织品基材，竹炭纤维纺织品为复合基材，结合石墨烯浆料生产制备石墨烯复合纺织品，具体包括以下步骤：
步骤一、制作棉纺织品基材，并将棉纺织品基材进行平整展开，同时在20℃的温度下对其进行预热处理，同时制作棉纺织品基材的具体操作步骤为：首先选取原材料棉块，并将棉块分解成单纤维状态，同时清除纤维中的棉结、杂质和纤维疵点，然后分离纤维，排除短纤维，保证纤维的长度、整齐度和伸直度，然后通过合并与牵引，制成棉条；然后将得到的棉条进行拉长与抽细，同时保证棉条内部的纤维呈平行状态，并将拉长后的棉条进行加捻，形成细纱；接着将加捻形成的细纱卷绕在筒管上，制成管纱，同时清除纱线上部分疵点和杂质；再然后自管纱中引出经纱，形成纱片，并将纱片通过浆液，同时经过压榨、烘干与卷绕，然后进行穿经；最后对经过穿经之后的经纱进行喷气纺织，即可得到棉纺织品基材，通过调整对棉纺织品基材的预热温度，从而达到保证棉纺织品基材能够平整展开的目的，进而方便对其就那些后续的加工处理；
步骤二、选择竹炭纤维纺织品作为复合基材，同时选择热熔胶，并将竹炭纤维纺织品进行平整展开，然后将热熔胶均匀涂布在竹炭纤维纺织品表面，同时设置涂布重量为15g/m2，涂布间隙为1.8mm，通过调整涂布重量为15g/m2，涂布间隙为1.8mm，使得热熔胶能够充分的涂覆在以竹炭纤维纺织品为主体的复合基材表面；
步骤三、将棉纺织品基材与进行涂布之后的竹炭纤维纺织品进行层压融合，同时设置层压间隙为4.5mm，将进行层压融合后的棉纺织品基材与竹炭纤维纺织品进行平整卷绕，同时设置卷曲压力为4.0bar，然后对其进行固化处理，同时设置固化温度为21℃、固化湿度为58％、固化时间为4.5天，通过设定固定时间为4.5天，从而保证层压融合以及固化的效果，进而保证棉纺织品基材与竹炭纤维纺织品之间的匹配融合效果；
步骤四、将质量比为1:17的石墨烯与水进行机械搅拌混合，然后进行超声共混，得到石墨烯浆料，便于更好的获得不同浓度的石墨烯浆料；
步骤五、将经过固化处理之后的棉纺织品基材置于石墨烯浆料中进行第一次浸扎处理22h，然后对其进行第一次定型烘干处理，同时设置烘干温度为70℃、烘干时间为7min，接着再将经过第一次定型烘干处理之后的棉纺织品基材置于石墨烯浆料中进行第二次浸扎处理14h，然后再对其进行第二次定型烘干处理，同时设置烘干温度为90℃，烘干时间为1.5min，烘干完成之后得到石墨烯复合纺织品，通过改变与实施例一不同的浸扎处理以及烘干参数，从而达到预期的制备效果，有利于实际的应用与操作。
实施例三、石墨烯复合纺织品生产工艺：以棉为纺织品基材，氨纶纺织品为复合基材，结合石墨烯浆料生产制备石墨烯复合纺织品，具体包括以下步骤：
步骤一、制作棉纺织品基材，并将棉纺织品基材进行平整展开，同时在28℃的温度下对其进行预热处理，同时制作棉纺织品基材的具体操作步骤为：首先选取原材料棉块，并将棉块分解成单纤维状态，同时清除纤维中的棉结、杂质和纤维疵点，然后分离纤维，排除短纤维，保证纤维的长度、整齐度和伸直度，然后通过合并与牵引，制成棉条；然后将得到的棉条进行拉长与抽细，同时保证棉条内部的纤维呈平行状态，并将拉长后的棉条进行加捻，形成细纱；接着将加捻形成的细纱卷绕在筒管上，制成管纱，同时清除纱线上部分疵点和杂质；再然后自管纱中引出经纱，形成纱片，并将纱片通过浆液，同时经过压榨、烘干与卷绕，然后进行穿经；最后对经过穿经之后的经纱进行喷气纺织，即可得到棉纺织品基材，通过对纱片进行上浆处理，从而保证了棉纺织品基材的浆轴好，织疵少，断头数低，织造效率高，提高棉纺织品基材经纱的可织性；
步骤二、选择氨纶纺织品作为复合基材，同时选择热熔胶，并将氨纶纺织品进行平整展开，然后将热熔胶均匀涂布在氨纶纺织品表面，同时设置涂布重量为18g/m2，涂布间隙为2mm，通过将涂涂布重量设置为18g/m2，涂布间隙设置为2mm，便于更好的配合以氨纶纺织品为主体的复合基材进行操作；
步骤三、将棉纺织品基材与进行涂布之后的氨纶纺织品进行层压融合，同时设置层压间隙为5mm，将进行层压融合后的棉纺织品基材与氨纶纺织品进行平整卷绕，同时设置卷曲压力为4.4bar，然后对其进行固化处理，同时设置固化温度为24℃、固化湿度为60％、固化时间为5天，通过将卷曲压力设置为4.4bar，便于更好的匹配后续的固化处理操作，保证后续的固化能够顺利的进行；
步骤四、将质量比为1:20的石墨烯与水进行机械搅拌混合，然后进行超声共混，得到石墨烯浆料，通过设置质量比为1:20的石墨烯与水进行充分混合，保证了石墨烯浆料能够与氨纶纺织品充分融合，从而方便进行吸收；
步骤五、将经过固化处理之后的棉纺织品基材置于石墨烯浆料中进行第一次浸扎处理24h，然后对其进行第一次定型烘干处理，同时设置烘干温度为75℃、烘干时间为8min，接着再将经过第一次定型烘干处理之后的棉纺织品基材置于石墨烯浆料中进行第二次浸扎处理15h，然后再对其进行第二次定型烘干处理，同时设置烘干温度为95℃，烘干时间为2min，烘干完成之后得到石墨烯复合纺织品，通过调整与实施例一、实施例二不同的浸扎处理以及定型烘干参数，从而保证制备的石墨烯复合纺织品具有更好的使用效果。
综上所述，与现有技术相比，本发明通过将经过平整卷绕与固化处理之后的纺织品基材置于石墨烯浆料中进行反复浸扎处理，同时进行不断的烘干定型处理，一方面使得纺织品基材与复合基材能够进行充分的固化与结合，另一方面使得石墨烯浆料能够充分的渗透入纺织品基材内部，从而保证了石墨烯复合纺织品的功能特性，有利于实际的应用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.石墨烯复合纺织品生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作纺织品基材，并将所述纺织品基材进行平整展开，同时在一定温度下对其进行预热；
S2、选择需要使用的复合基材与热熔胶，并将所述复合基材进行平整展开，然后将所述热熔胶均匀涂布在所述复合基材表面，同时设置涂布重量与涂布间隙；
S3、将所述纺织品基材与进行涂布之后的复合基材进行层压融合，同时设置层压间隙，将进行层压融合后的纺织品基材与复合基材进行平整卷绕，同时设置卷曲压力，然后对其进行固化处理，同时设置固化温度、湿度以及时间；
S4、将一定质量比的石墨烯与水进行机械搅拌混合，然后进行超声共混，得到石墨烯浆料；
S5、将经过固化处理之后的纺织品基材置于所述石墨烯浆料中进行第一次浸扎处理20-24h，然后对其进行第一次定型烘干处理，同时设置烘干温度与烘干时间，接着再将经过第一次定型烘干处理之后的纺织品基材置于所述石墨烯浆料中进行第二次浸扎处理12-15h，然后再对其进行第二次定型烘干处理，同时设置烘干温度与烘干时间，烘干完成之后得到所述石墨烯复合纺织品。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合纺织品生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中制作纺织品基材具体包括以下步骤：
S11、选取原材料棉块，并将所述棉块分解成单纤维状态，同时清除纤维中的棉结、杂质和纤维疵点，然后分离纤维，排除短纤维，保证纤维的长度、整齐度和伸直度，然后通过合并与牵引，制成棉条；
S12、将得到的棉条进行拉长与抽细，同时保证棉条内部的纤维呈平行状态，并将拉长后的棉条进行加捻，形成细纱；
S13、将加捻形成的细纱卷绕在筒管上，制成管纱，同时清除纱线上部分疵点和杂质；
S14、自管纱中引出经纱，形成纱片，并将纱片通过浆液，同时经过压榨、烘干与卷绕，然后进行穿经；
S15、对经过穿经之后的经纱进行喷气纺织。
3.根据权利要求1所述的石墨烯复合纺织品生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中的预热温度为15-28℃。
4.根据权利要求1所述的石墨烯复合纺织品生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中的复合基材为化纤涤纶纺织品、竹炭纤维纺织品以及氨纶纺织品其中的一种。
5.根据权利要求1所述的石墨烯复合纺织品生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中的涂布重量为11-18g/m2，涂布间隙为1.5-2mm。
6.根据权利要求1所述的石墨烯复合纺织品生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中的层压间隙为4-5mm，所述步骤S3中的卷曲压力为3.5-4.4bar，所述步骤S3中的固化温度为18-24℃、固化湿度为55％-60％、固化时间为4-5天。
7.根据权利要求1所述的石墨烯复合纺织品生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中的石墨烯与水的质量比为1:15-20。
8.根据权利要求1所述的石墨烯复合纺织品生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中第一次定型烘干处理的烘干温度为65-75℃、烘干时间为6-8min，所述步骤S5中第二次定型烘干处理的烘干温度为80-95℃、烘干时间为1-2min。
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