專利名稱：纖維表面納米晶化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維表面處理工藝方法，尤其是一種纖維表面納米晶化處理工藝。
背景技術(shù)：
常規(guī)的纖維(棉、麻、絲、毛)表面處理，一般采用各種處理液，以傳統(tǒng)的后整理工藝技術(shù)完成，用此法處理的纖維，存在處理殘液有污染、纖維的質(zhì)量與性能不能適應(yīng)現(xiàn)代織物要求等不足，如抗菌、抗靜電、阻燃功能。為了改變這些缺陷，滿足織物的要求，各種纖維后處理的方法應(yīng)運(yùn)而生。尤其是納米技術(shù)在纖維后處理的應(yīng)用，對(duì)改進(jìn)纖維的質(zhì)量與性能起了積極的促進(jìn)作用。陳罘杲等發(fā)明的“一種納米結(jié)構(gòu)高比表面積化學(xué)纖維及其制作方法和應(yīng)用”(公開(kāi)/公告號(hào)CN1316553)，其主要特征是化纖表面具有納米級(jí)的微孔，并通過(guò)在化纖原料中添加納米粒子，成形后再用化學(xué)溶液分解而成，該發(fā)明僅局限于制作香煙濾嘴，無(wú)紡布的工業(yè)產(chǎn)品；日本專利Laid-ope sho-52/92000和Hei-07/343169，是將具有抗菌作用的粒子附著在纖維表面的后處理方法。
上述專利僅僅是將納米粒子或后處理材料附著在纖維表面，此法處理的纖維隨著環(huán)境條件的變化、紡織工序的工藝影響、以及使用中的磨損與洗滌，其表面固著性、物理、力學(xué)性能都將受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用紫外光照射，使纖維在含有光敏劑和納米表面處理溶液中進(jìn)行光接枝反應(yīng)，解決纖維表面生成的功能化官能團(tuán)以化學(xué)鍵形式牢固結(jié)合的問(wèn)題，從而提供一種纖維表面納米晶化處理工藝。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是用納米功能表面處理劑和分散劑加去離子水進(jìn)行分散乳化攪拌，制成納米功能表面處理溶液；用納米柔順劑和脂肪醇，置攪拌釜中攪拌，制成納米柔順溶液；用納米光敏化劑二苯甲酮加醋酸乙烯酯，置攪拌釜中攪拌，制成納米光敏化溶液；將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的纖維引入光處理室，并置于處理槽的納米光敏化溶液中，用紫外光照射處理，并將紫外光輻射后的纖維置于處理槽的納米功能表面處理溶液中，用脂肪酸調(diào)節(jié)pH值浸漬；然后將浸漬處理后的纖維再次進(jìn)行紫外光照射，并通過(guò)裝有納米柔順溶液的處理槽；再將柔順處理后的纖維洗滌、烘干，制得表面納米晶化處理的功能纖維。
其中所述的納米功能表面處理劑是納米抗菌粉體或納米抗靜電粉體或納米阻燃粉體；所述的纖維是棉或麻或絲或毛。
上述纖維表面納米晶化處理工藝，該工藝依次包括如下步驟(重量份)(1)取納米功能表面處理劑1～10份，分散劑0.5～2份，再加去離子水，配制成濃度為3～8％的溶液，用高剪切分散乳化機(jī)在60℃～75℃下攪拌10min，速度8000～10000rpm，制成納米表面處理溶液待用；(2)取納米柔順劑50～70份、加脂肪醇5～10份，置攪拌釜中，在50～100rpm下攪拌20～30min，制成納米柔順溶液待用；(3)取納米光敏化劑二苯甲酮1～10份，加醋酸乙烯酯0.5～2份，置攪拌釜中，在50～100rpm下攪拌20～30min，制成納米光敏化溶液待用；(4)將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的纖維引入裝有上述(3)的納米光敏化溶液的處理槽中，通過(guò)紫外光照射裝置，紫外線波長(zhǎng)180～190nm，光輻射1～10min；
(5)將經(jīng)過(guò)光輻射的纖維置于上述(1)制成的納米表面處理溶液處理槽中，用脂肪酸調(diào)節(jié)pH值至6～8，在20℃～50℃下，浸漬1～8min；(6)再次進(jìn)行紫外光照射，1～8min；(7)將光照過(guò)后的纖維通過(guò)裝有上述(2)的納米柔順劑的溶液處理槽中，溫度為30℃～40℃，保持1～5min；(8)將柔順處理后的纖維洗滌，最后導(dǎo)入烘干裝置，烘干溫度為40℃～120℃，烘干時(shí)間為10～20min。
本發(fā)明實(shí)施上述技術(shù)方案的創(chuàng)新之處在于能夠使納米粒子均勻分布于纖維表面，由于紫外光照射，使纖維材料表面的晶界產(chǎn)生交錯(cuò)的二維相區(qū)，每個(gè)相區(qū)及兩相構(gòu)建的界面均為納米尺寸，并且由于光輻射，形成納米晶層；納米晶體與纖維材料表面晶界的二維相區(qū)以化學(xué)鍵形式結(jié)合，而非單純的物理吸附。因此納米晶化處理后的纖維不同與傳統(tǒng)的紡織助劑后處理的纖維，具有超常規(guī)的持久、耐洗滌等功效。同時(shí)，整個(gè)工藝過(guò)程無(wú)污染、無(wú)公害，有利于環(huán)境保護(hù)和人類健康。由圖1、圖2的SEM照片可見(jiàn)，一種絲纖維的表面納米晶化層分布均勻，結(jié)合良好。


圖1是未處理的絲纖維表面的SEM照片，其表面光滑，納米表面處理物難以在表面形成晶層。
圖2是處理后的絲纖維表面的SEM照片，光輻射能使纖維表面分子鏈裂解、氧化、交聯(lián)，使纖維表面的晶界產(chǎn)生交錯(cuò)形成牢固的晶層。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1對(duì)絲纖維表面納米晶化處理方法依次按下列步驟進(jìn)行(重量份)(1)取納米功能表面處理劑1.3份，分散劑0.5份，加去離子水，配制成濃度為3～8％的溶液，用高剪切分散乳化機(jī)(FA-25)在60℃～75℃下攪拌10min，速度8000～10000rpm，制成納米表面處理溶液待用；(2)取納米柔順劑50份、脂肪醇5份，置攪拌釜中，在50～100rpm下攪拌20～30min，制成納米柔順溶液待用；(3)取納米光敏化劑二苯甲酮1份，加醋酸乙烯酯0.5份，置攪拌釜中，在50～100rpm下攪拌20～30min，制成納米光敏化溶液待用；(4)將經(jīng)過(guò)清洗、脫膠、表面活化、煉洗、烘干(對(duì)毛纖維要進(jìn)行和毛→氯化剝磷→脫氯→中和→清洗→烘干)等預(yù)處理的絲纖維，引入裝有上述(3)的納米光敏化溶液的處理槽中，并通過(guò)紫外光裝置(UV-200)，紫外線波長(zhǎng)180～190nm，光輻射1～10min。
(5)將光照射后的絲纖維置于處理槽中的上述(1)制成的納米表面處理溶液中，用脂肪酸調(diào)節(jié)pH值至6～8，在20℃～50℃下，浸漬1～8min；(6)再次進(jìn)行紫外光照射，1～8min；(7)將光照過(guò)的絲纖維通過(guò)裝有上述(2)的納米柔順劑的溶液處理槽中，溫度為30℃～40℃，保持1～5min；(8)將柔順處理后的絲纖維洗滌，最后導(dǎo)入烘干裝置，烘干溫度為40℃～120℃，烘干時(shí)間為10～20min。
實(shí)施例2
按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑10份，分散劑2份；再取納米柔順劑70份，脂肪醇10份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮10份，加醋酸乙烯酯2份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的絲纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的絲纖維。
實(shí)施例3按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑5份，分散劑1.3份；再取納米柔順劑60份，脂肪醇7份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮6份，加醋酸乙烯酯1.2份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的絲纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的絲纖維。
實(shí)施例4按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑8份，分散劑1.8份；再取納米柔順劑65份、脂肪醇8份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮8.5份，加醋酸乙烯1.8份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的絲纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的絲纖維。
實(shí)施例5按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑3.5份，分散劑1份；再取納米柔順劑55份，脂肪醇6份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮5份，加醋酸乙烯酯1份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的絲纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的絲纖維。
實(shí)施例6按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑9份，分散劑1.5份；再取納米柔順劑50份，脂肪醇9份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮8份，加醋酸乙烯酯1.5份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的絲纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的絲纖維。
實(shí)施例7按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑1.3份，分散劑0.5份；再取納米柔順劑50份，脂肪醇5份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮1份，加醋酸乙烯酯0.5份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的棉纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的棉纖維。
實(shí)施例8按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑10份，分散劑2份；再取納米柔順劑70份，脂肪醇10份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮10份，加醋酸乙烯酯2份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的棉纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的棉纖維。
實(shí)施例9按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑5份，分散劑1.3份；再取納米柔順劑60份，脂肪醇7份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮6份，加醋酸乙烯酯1.2份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的棉纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的棉纖維。
實(shí)施例10按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑8份；分散劑1.8份；再取納米柔順劑65份，脂肪醇8份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮8.5份，加醋酸乙烯酯1.8份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的棉纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的棉纖維。
實(shí)施例11按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑3.5份；分散劑1份；再取納米柔順劑55份，脂肪醇6份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮5份，加醋酸乙烯酯1份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理過(guò)的棉纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的棉纖維。
實(shí)施例12按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑9份，分散劑1.5份；再取納米柔順劑50份、脂肪醇9份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮8份，加醋酸乙烯酯1.5份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的棉纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的棉纖維。
實(shí)施例13按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑1.3份，分散劑0.5份；再取納米柔順劑50份、脂肪醇5份，最后取納米光敏化劑二苯甲酮1份，加醋酸乙烯酯0.5份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的麻纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的麻纖維。
實(shí)施例14按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑10份，分散劑2份；再取納米柔順劑70份、脂肪醇10份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮10份，加醋酸乙烯酯2份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的麻纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的麻纖維。
實(shí)施例15按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑5份，分散劑1.3份；再取納米柔順劑60份、脂肪醇7份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮6份，加醋酸乙烯酯1.2份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的麻纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的麻纖維。
實(shí)施例16按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑8份，分散劑1.8份；再取納米柔順劑65份、脂肪醇8份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮8.5份，加醋酸乙烯酯1.8份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的麻纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的麻纖維。
實(shí)施例17按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑3.5份，分散劑1份；再取納米柔順劑55份、脂肪醇6份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮5份，加醋酸乙烯酯1份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的麻纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的麻纖維。
實(shí)施例18按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑9份，分散劑1.5份；再取納米柔順劑50份、脂肪醇9份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮8份，加醋酸乙烯酯1.5份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的麻纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的麻纖維。
實(shí)施例19按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑1.3份，分散劑0.5份；再取納米柔順劑50份，脂肪醇5份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮1份，加醋酸乙烯酯0.5份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的毛纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的毛纖維。
實(shí)施例20按照實(shí)施例1的工藝法，取納米功能表面處理劑10份，TiO2粉8份，分散劑2份；再取納米柔順劑70份、脂肪醇10份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮10份，加醋酸乙烯酯2份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的毛纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的毛纖維。
實(shí)施例21按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑5.8份，TiO2粉5份，分散劑1.3份；再取納米柔順劑60份，脂肪醇7份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮6份，加醋酸乙烯酯1.2份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的毛纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的毛纖維。
實(shí)施例22按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑8份，分散劑1.8份；再取納米柔順劑65份，脂肪醇8份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮8.5份，加醋酸乙烯酯1.8份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的毛纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的毛纖維。
實(shí)施例23按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑3.5份，分散劑1份；再取納米柔順劑55份，脂肪醇6份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮5份，加醋酸乙烯酯1份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的毛纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的毛纖維。
實(shí)施例24
按照實(shí)施例1的工藝方法，取納米功能表面處理劑9份，分散劑1.5份；再取納米柔順劑50份，脂肪醇9份；最后取納米光敏化劑二苯甲酮8份，加醋酸乙烯酯1.5份，對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的毛纖維表面進(jìn)行納米晶化處理，制得表面納米晶化的毛纖維。
實(shí)施例25按照實(shí)施例1～24的工藝方法，取納米功能表面處理劑為納米抗菌粉體，對(duì)纖維表面進(jìn)行處理，制得表面納米抗菌纖維。
實(shí)施例26按照實(shí)施例1～24的工藝方法，取納米功能表面處理劑為納米表面抗靜電粉體，對(duì)纖維表面進(jìn)行處理，制得表面納米抗靜電纖維。
實(shí)施例27按照實(shí)施例1～24的工藝方法，取納米功能表面處理劑為納米阻燃粉體，對(duì)纖維表面進(jìn)行處理，制得表面納米阻燃纖維。
權(quán)利要求
1.一種纖維表面納米晶化處理工藝，其特征在于該工藝是用納米功能表面處理劑和分散劑加去離子水進(jìn)行分散乳化攪拌，制成納米表面處理溶液；用納米柔順劑和脂肪醇，置攪拌釜中攪拌，制成納米柔順溶液；用納米光敏化劑二苯甲酮加醋酸乙烯酯，置攪拌釜中攪拌，制成納米光敏化溶液；將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的纖維引入光處理室，置于處理槽的納米光敏化溶液中，用紫外光照射；再將紫外光輻射處理后的纖維置于處理槽中的納米表面處理溶液中，用脂肪酸調(diào)節(jié)pH值浸漬，然后將浸漬處理后的纖維再次進(jìn)行紫外光照射，并通過(guò)裝有納米柔順溶液的處理槽；再將柔順處理后的纖維洗滌、烘干，制得經(jīng)表面納米晶化處理的功能纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維表面納米晶化處理工藝，其特征在于所述的納米功能表面處理劑是納米抗菌粉體或納米抗靜電粉體或納米阻燃粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維表面納米晶化處理工藝，其特征在于所述的纖維是棉或麻或絲或毛。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維表面納米晶化處理工藝，其特征在于該工藝依次包括如下步驟(重量份)(1)取納米功能表面處理劑 1～10份，分散劑 0.5～2份，再加去離子水，配制成濃度為3％～8％的溶液，用高剪切分散乳化機(jī)在60℃～75℃下攪拌10min，速度8000～10000rpm，制成納米表面處理溶液待用；(2)取納米柔順劑50～70份、加脂肪醇5～10份，置攪拌釜中，在50～100rpm下攪拌20～30min，制成納米柔順溶液待用；(3)取納米光敏化劑二苯甲酮1～10份，加醋酸乙烯酯0.5～2份，置攪拌釜中，在50～100rpm下攪拌20～30min，制成納米光敏化溶液待用；(4)將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的纖維，引入裝有上述(3)的納米光敏化溶液的處理槽中，并通過(guò)紫外光照射裝置，紫外線波長(zhǎng)180～190nm，光輻射1～10min，(5)將經(jīng)過(guò)光輻射的纖維置于上述(1)制成的納米表面處理溶液處理槽中，用脂肪酸調(diào)節(jié)pH值至6～8，在20℃～50℃下，浸漬1～8min；(6)再次進(jìn)行紫外光照射，1～8min；(7)將光照過(guò)后的纖維通過(guò)裝有上述(2)的納米柔順劑的溶液處理槽中，溫度為30℃～40℃，保持1～5min；(8)將柔順處理后的纖維洗滌，最后導(dǎo)入烘干裝置，烘干溫度為40℃～120℃，烘干時(shí)間為10～20min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種纖維表面納米晶化處理工藝，該工藝是用納米表面處理粉體和分散劑加去離子水進(jìn)行混合攪拌，制成納米表面處理溶液；用納米柔順劑和脂肪醇進(jìn)行混合攪拌，制成納米柔順溶液；用納米光敏化劑二苯甲酮加醋酸乙烯酯制成納米光敏化溶液；將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的纖維置于納米光敏化溶液中，引入光處理室進(jìn)行紫外光照射；將經(jīng)過(guò)光輻射的纖維再置于上述表面處理溶液中，調(diào)節(jié)pH值浸漬后，再次進(jìn)行紫外光照射；用納米柔順溶液處理，洗滌，烘干，制得表面納米晶化處理的功能纖維。本發(fā)明的表面納米晶化處理纖維具有超常規(guī)的持久、耐洗滌功效，且整個(gè)工藝過(guò)程無(wú)污染、無(wú)公害，適用于對(duì)各種纖維的表面處理。
文檔編號(hào)D06M10/00GK1563550SQ200410012248
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月19日
發(fā)明者許并社, 魏麗喬, 盧蘭英, 戴晉明, 侯文生, 劉旭光 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué), 山西至誠(chéng)科技有限公司