一种纳米功能纺织品整理加工方法技术

一种纳米功能功能纺织品的加工方法，主要是利用超声波技术在织物上添加纳米功能材料，制备纳米功能纺织品。其先将纺织品经或不经预湿机预湿，然后将其于喂入整理机中，在超声波场的作用下进行处理，由于在整理机中已事先将纳米功能材料分散在水中形成的处理浴，因此超声波在液体中产生的空化效应以及其他物理机械效可推动纳米功能材料迅速地嵌入到织物和纤维的细小缝隙、沟槽和孔洞内，再经水洗、封固及柔软和烘干处理，最终制备出牢度好、手感柔软的纳米功能纺织品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纺织品整理技术，具体地说是一种纳米功能纺织品的整理加工方法。
技术介绍
目前国内外纳米功能纺织品的加工方法主要有填充法和后整理法两种。1、填充法填充法是将纳米抗菌复合材料加入到化纤中从而获得各种含纳米功能化纤的方法，然后再将这些化纤制成功能纺织品。主要方法有接枝法、离子交换法、湿纺方法、熔融共混纺丝法、复合纺丝法。2、后整理法后整理法是指用纳米材料的分散液和树脂对纺织品进行浸渍或涂覆处理，从而赋予纺织品特定功能的方法。常用的方法有表面涂层法、树脂整理法、微胶囊法等。后整理法具有适用范围宽、加工方便、适用于小批量多品种的优点，而且不受纤维种类的限制。因此，得到列广泛的应用。但是，目前常用的后整理法也有其不足，主要表现在以下几方面1)由于纳米材料的分散液稳定性较差，尤其是对温度、pH值等较为敏感，实际生产中由于温度、pH值等工艺参数的波动，产品质量难以控制。2)纳米材料附着在纺织品表面的牢度，主要依赖粘合剂的粘结作用，往往难以持久和稳定。在织物经过多次洗涤和摩擦以后，其功能性降低或消失。3)由于粘合剂的存在，织物服用性能，如织物的手感、悬垂性往往受到影响。
技术实现思路
为了克服上述后整理法中存在的诸多问题，本专利技术目的是提出了一种新的纳米功能纺织品整理加工方法。这种加工方法不仅工艺流程短，加工简单、纳米材料的附着牢度好，而且还能解决纳米材料在后整理过程中的团聚问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是先将织物经或不经预湿机湿预，为下一步加工做好准备，对于纯合成纤维织物也可以不预湿。然后利用一定频率(20～60kH)和功率(0.1～2W/平方厘米织物)的超声波所产生的超声空化效应，超声空化引起的湍动效应、微扰效应、界面效应，聚能效应和其他物理机械作用，将纳米材料充分分散到水中，时间约15～25分钟。然后将织物喂入整理机(浴)，在超声波的作用下，使纳米功能材料迅速地嵌入到纤维及织物的细小缝隙和孔洞里，实现了纳米材料的分散和嵌入同步进行，时间一般控制在10～60分钟。织物上添加纳米材料完毕后，再将织物置于水洗机(浴)中，并在超声波作用下进行清洗，将附着在纤维表面，未能进入空洞和缝隙的纳米材料清洗掉。清洗之后再将织物置于封堵浴中进行处理，以封堵纳米材料，使其不易掉出，从而在一定程度上减少了纳米材料的脱落量，提高了嵌入牢度。最后再将织物置于柔软机中，用柔软剂进行柔软处理，以满足其柔软度要求。对于足够柔软的织物可以不经此工序处理。上述整理机、水洗机和封堵工序所用设备，可各采用图1所示设备(或图2所示设备)，也可用一台设备先后进行处理。上述预湿机和柔软机可各采用图2所示设备(或图1所示设备)，也可用一台设备先后进行处理。用此种方法加工的纳米纺织品，纳米材料嵌入牢度好，不需要事先将纳米材料制成分散液，加工方便。本专利技术适用于多种纳米功能材料，不受纳米材料种类、结构、成分和粒径的影响。其适用粒径范围可以从3纳米到500纳米。可用于制备纳米抗菌纺织品、纳米抗紫外纺织品、纳米抗静电纺织品、纳米远红外纺织品。本专利技术适用于多种纺织品，如梭织物、针织物和非织造布。不受织物、纱线和纤维的规格、结构和种类的影响。尤其适用于含有细小缝隙和孔洞纤维所形成的织物。本专利技术中所采用的设备主要由4～20根导棍、带有或不带有进、出口的浸渍池和浸没于液体中或固定于容器外侧的1～15个超声波换能器组成。导棍数目，除了牵引导棍以外，还决定于处理时间长短，处理时间长，导棍可以增加。本专利技术中，用于添加纳米材料和水洗的超声波换能器可以在织物的一侧(如图2所示)，也可以在织物的两侧同时配置(如图1所示)。通常采用1～15只超声波换能器，可以用一只(如图2所示)，也可以如图1所示用多只。超声波换能器可以如图1所示垂直安装，也可以如图2所示水平安装。附图说明图1是本专利技术的工艺采用的整理机、水洗机和封堵工序所用设备图2是本专利技术的工艺采用的预湿机和柔软机的设备图3是本专利技术的工艺流程4是在50℃和28kH条件下，时间对纳米材料分散效果的影响图5是经整理机处理的苎麻布样在不同时间下的增重情况具体实施例方式通过以下实施例将有助于理解本专利技术，但并不限制本专利技术的内容。实施的一般步骤。1、预湿 先将纺织品在图2所示预湿机里预湿，使纺织品充分浸透水分，为下一步均匀嵌入纳米材料做好准备。预湿的浴比为1∶5～10；时间5～20分钟。2、纳米材料分散 按1～10克/升向水中向图1所示整理机中加入纳米功能材料，然后开启超声波换能器，利用一定频率(20～60kH)和功率(0.1～2W/平方厘米织物)的超声波所产生的超声空化效应，超声空化引起的湍动效应、微扰效应、界面效应，聚能效应和其他物理机械作用，将整理液中的纳米材料充分分散，时间约10～20分钟。3、嵌入纳米材料 将织物喂入图1所示整理机中，在超声波的作用下，使纳米功能材料迅速地嵌入到纤维及织物的细小缝隙和孔洞里，时间控制在10～40分钟，浴比一般可控制在1∶10～20，温度一般控制在25～85℃。由于超声波的作用，不加分散剂，纳米功能材料也不会团聚，实现了纳米材料的分散和嵌入同步进行。上述的2和3的纳米功能材料分散和嵌入可以同时进行，即经过预湿机预湿纺织品喂入含有纳米功能材料的整理机中处理10～60分。4、清洗 因为并不是所有的纳米功能材料都能进入到纤维及织物的细小缝隙和孔洞里，通常有部分会附着在纤维或织物的外表面。为了将这部分纳米功能材料洗掉，需将织物在经水洗机(如图1所示)清洗。水洗时，如果利用超声波的物理作用进行清洗有更好的清洗效果。可清洗一遍，也可以清洗多遍，一般需水洗两遍，浴比一般可控制在1∶10～20，时间在10～40分钟。5、封堵及柔软处理 为了将纳米功能材料封堵在纤维的细小缝隙和孔洞之中，需用封堵剂进行封堵。封堵剂可以用对皮肤无刺激的水分散性粘合剂，如聚丙烯酸酯类粘合剂、聚氨酯类粘合剂。为减少粘合剂对手感的影响，选用的粘合剂的玻璃化温度最好在-10℃以下。步骤是先将封堵剂均匀分散在水中，然后将织物喂入封堵浴中进行处理1～5分钟。封堵工序应以不影响织物手感为宜。为改善织物的手感，可同时对织物进行柔软处理。柔软处理可以与封堵工序一浴进行。柔软剂可选用有机硅类或含氟柔软剂，用量一般控制在织物重在0.3～4％，此工序用图2所示设备即可。6、烘干及焙烘 对经过上述加工的织物进行烘干定型处理，一是为了去除水分，二是为了使封堵剂和柔软剂固化，温度一般控制在90～160℃，推荐导棍105～135℃，时间0.5～5分钟。为更清晰地说明工艺过程，用附图3的流程图加以说明。实施例1纳米抗菌纺织品的制备1、纺织品规格黑色100％纯苎麻平布；克重140g/m2；纱线特数21×21；经纬密236×236；幅宽140cm。2、纳米抗菌剂选用可用于抗菌纺织品的纳米材料有多种，常用有纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化硅、纳米氧化锆等。为提高这些纳米材料的抗菌性，经常将这些纳米抗菌剂与银或稀土进行复合，制成复合型抗菌剂，如稀土激活纳米氧化锌抗菌剂和纳米氧化钛复合银抗菌剂等。从性价比考虑，本实施例选用市售的稀土激活纳米氧化锌抗菌剂，其主要成分为纳米ZnO颗粒，平均粒径100nm。3、预湿按前面所述工艺进行即可。4、纳米材料分本文档来自技高网...

【技术保护点】
种纳米功能功能纺织品的加工方法，其特征是依次通过下述（１）－（３）、（５）－（８）或者（１）、（４）－（８）二种步骤：　　　　（１）先将纺织品经或不经预湿机预湿；　　　　（２）整理机中将纳米功能材料分散在水中并在超声波场的作用下处理１０～２０分钟形成含有１～１０克纳米功能材料／升的水处理浴，浴比为１∶５～２０；　　　　（３）将（１）所述的纺织品喂入（２）所述的整理机中，在２５～８５℃经过１０～４０处理分钟，浴比为１∶１０～２０；　　　　（４）或将（１）所述的纺织品喂入加入１～１０克纳米功能材料／升的水处理浴的整理机中，并在超声波场的作用下在２５～８５℃处理１０～６０分钟，浴比为１∶１０～２０；　　　　（５）在超声波条件下，浴比１∶１０～２０，用水洗机清水（３）或（４）的纺织品进行漂洗１０～４０分；　　　　（６）纺织品置入粘合剂分散液中处理１～５分进行纳米功能材料密封和固定，浴比为１∶５～２０，粘合剂含量织物重的０．１～２％；　　　　（７）采用或不采用相对于织物重量的０．５～４％有机硅类或含氟柔软剂处理１～１０分，浴比为１∶１０～１５；　　　　（８）烘干及焙烘。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马建伟，陈韶娟，王广阔，王善元，
申请(专利权)人：东华大学，青岛大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]