一種粘膠紗線的晶變改性方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種粘膠紗線的晶變改性方法，是將粘膠紗線置于密閉容器中，充入改性介質(zhì)，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，去除改性介質(zhì)，即獲得晶變改性粘膠紗線。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)如下：1、通過改變晶格結(jié)構(gòu)來達(dá)到改性目的，改性后的紗線克服其原有缺陷，孔隙增大、結(jié)晶度降低、紗線柔軟，提高了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性、柔軟性和染色性能等。2、采用瞬間釋放壓力的方法，使得改性后的紗線最大程度的膨脹，大幅提高了紗線的蓬松性和柔軟性，從而大幅提高了紗線的紡、織、染性能。
【專利說明】一種粘膠紗線的晶變改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粘膠紗線的晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質(zhì)增壓到改性壓力并保壓一段時(shí)間后瞬間釋放壓力的粘膠紗線晶變改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粘膠紗線手感柔軟光澤好，吸濕性、透氣性和染色性能良好，但由于彈性較差、織物易褶皺且不易恢復(fù)等弱點(diǎn)制約了它的發(fā)展。
[0003]為了改變上述現(xiàn)狀，已有很多種改性方法，如物理改性方法、化學(xué)改性方法和生物改性方法。物理改性方法主要包括放電技術(shù)改性、高壓蒸汽閃爆改性、超聲空化及微波輻照改性、液氨加工改性等?；瘜W(xué)改性方法主要包括酯類改性、醚類改性、接枝改性和交聯(lián)改性
坐寸ο
[0004]現(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的改性方法主要有液氨加工改性和堿絲光改性。液氨改性與堿絲光處理有著相似的效果，如天然卷曲消失、截面變圓、內(nèi)腔變小等特點(diǎn)，但堿絲光改性的殘留堿液不易去除且還會(huì)導(dǎo)致紗線融蝕和不均勻性，最主要的差別是液氨改性效果優(yōu)于堿絲光改性。國內(nèi)利用液氨作為改性介質(zhì)，在密閉容器中常規(guī)升壓一保壓一再回收紗線中改性介質(zhì)的方法對(duì)粘膠紗線有一定效果，但該方法只有一次改性，溶脹不徹底、結(jié)晶度降低不明顯、染色性能沒有得到明顯改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種粘膠紗線的晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質(zhì)增壓到改性壓力并保壓一段時(shí)間后瞬間釋放壓力的粘膠紗線晶變改性方法。
[0006]本發(fā)明的一種粘膠紗線的晶變改性方法，是將粘膠紗線置于密閉容器中，充入改性介質(zhì)，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，去除改性介質(zhì)，即獲得晶變改性粘膠紗線。其原理是:將粘膠紗線置于密閉容器中，該密閉容器可以在高壓下動(dòng)密封和負(fù)壓下動(dòng)密封，并且零泄漏。通過壓力平衡充液和非平衡等速充液，可調(diào)節(jié)充入密閉容器中改性介質(zhì)的流量、時(shí)間和溫度，從而調(diào)控改性的壓力、兩相界面及上述參數(shù)的變化速率，進(jìn)而調(diào)控液態(tài)介質(zhì)的滲透率、滲透速率及蒸發(fā)速率等工作參數(shù)；同時(shí)調(diào)節(jié)改性壓力的保壓時(shí)間；上述工藝可使改性介質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)提高，改性介質(zhì)較好的滲透到紗線組織中，重構(gòu)紗線纖維分子間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，改變了紗線纖維的微觀結(jié)構(gòu)，加劇大分子鏈段運(yùn)動(dòng)，使紗線纖維分子間發(fā)生溶脹作用，孔隙增大，結(jié)晶度減小，實(shí)現(xiàn)了紗線晶格結(jié)構(gòu)的一次調(diào)控。再通過高速溢流，瞬間釋放密閉容器中大量液態(tài)改性介質(zhì)，在紗線組織內(nèi)部與外部瞬間產(chǎn)生巨大壓差，形成高速爆膨，使改性介質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)大幅提高，完全重構(gòu)了紗線纖維分子間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，紗線纖維分子間溶脹作用更徹底，孔隙增大明顯，結(jié)晶度顯著降低，實(shí)現(xiàn)了紗線晶格結(jié)構(gòu)的二次調(diào)控。最后采用加熱和抽真空并行的蒸發(fā)方法去除粘膠紗線中的改性介質(zhì)即完成了所述的晶變改性方法。晶變改性后粘膠紗線具有柔軟性能優(yōu)良、防皺抗縮、耐久蓬松，大幅提高了紗線的紡、織、染性能，成為卓越的新紡材。[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:
[0008]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，所述粘膠紗線的細(xì)度為10支?90支。
[0009]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，通過兩次重構(gòu)紗線纖維分子間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了紗線晶格結(jié)構(gòu)的二次調(diào)控，使紗線纖維分子間溶脹作用更徹底，孔隙明顯增大，結(jié)晶度明顯降低，上染率提高，色牢度提高，最后采用加熱和抽真空并行的蒸發(fā)方法去除粘膠紗線中的改性介質(zhì)即完成了所述的晶變改性。采用所述的晶變改性方法，可使晶變改性粘膠紗線的微觀晶格與所述粘膠紗線的微觀晶格相比，孔隙增大8%?11%，結(jié)晶度減小10%?20% ;所述晶變改性粘膠紗線與所述粘膠紗線相比，上染率提高18%?22%，色牢度提高15%?21%。
[0010]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，改性介質(zhì)為液氨；改性介質(zhì)需具備如下三點(diǎn)特征:1)具有優(yōu)良的擴(kuò)散性；2)能與紗線纖維分子間形成大量的氫鍵，重構(gòu)紗線纖維分子間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，提高紗線的溶脹性能；3)易于相變調(diào)控，便于改性介質(zhì)蒸發(fā)與回收。而液氨具有分子量小、粘性小、表面張力小、易于相變等特殊的物理性質(zhì)，這些特殊性質(zhì)使得液氨滿足上述三個(gè)特征。
[0011]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，改性壓力瞬間釋放，瞬間產(chǎn)生較大壓力差，可以大幅提高改性介質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)，使粘膠紗線產(chǎn)生充分溶脹，是晶變改性的關(guān)鍵工藝過程。對(duì)不同的粘膠紗線，要求的改性壓力不同，壓力釋放的快慢不同，瞬間產(chǎn)生的壓力差不同，在不提高改性壓力的前提下，要獲得盡可能高的釋放壓力差，應(yīng)使改性壓力降到負(fù)壓。對(duì)粘膠紗線，改性壓力需要大于等于0.5MPa，會(huì)達(dá)到1.2MPa。因此所述改性壓力應(yīng)為0.5?1.2MPa。為獲得盡可能高的釋放壓力差，應(yīng)使改性壓力降到負(fù)壓，因此改性壓力的瞬間釋放，要求改性壓力瞬間降到改性壓力的1%及以下。
[0012]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，為了規(guī)范工藝標(biāo)準(zhǔn)，所述壓力是指絕對(duì)壓力。
[0013]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，要獲得優(yōu)良的溶脹效果，要求壓力從改性壓力降到改性壓力的1%的時(shí)間小于等于5.0秒即可，在3秒?5秒為宜，因此所述釋放壓力的瞬間為3秒?5秒，對(duì)應(yīng)的所述釋放壓力的降壓速率為0.3MPa/s?0.5MPa/s。
[0014]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，為獲得改性介質(zhì)良好的擴(kuò)散性及最佳改性效果，且改性過程能量消耗最小，需要調(diào)控充液過程中氨液的流量、時(shí)間和溫度，達(dá)到調(diào)控壓力的目的，進(jìn)而調(diào)控介質(zhì)滲透率、滲透速率、蒸發(fā)率、蒸發(fā)速率和相變過程。而升壓過程是最重要的影響因素之一，對(duì)不同的紗線需采用不同的升壓過程，大量試驗(yàn)表明:粘膠紗線組織結(jié)構(gòu)均勻，適合用等速升壓方式，粘膠紗線的等速升壓速率在0.2?0.4MPa/min為且。
[0015]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，在改性過程中，升壓后保壓一段時(shí)間是為了使改性介質(zhì)能更充分的滲透到紗線組織結(jié)構(gòu)中，更好的完成紗線纖維分子間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。這一過程對(duì)所有紗線的晶變改性都是必要的。對(duì)粘膠紗線，升壓后保壓Imin以上即可，保壓時(shí)間在I?IOmin為宜，因此所述升壓后保壓時(shí)間為I?lOmin。
[0016]如上所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，在紗線分子間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)兩次重構(gòu)后，去除改性介質(zhì)是必不可少的工藝過程，該過程并不影響紗線的晶格結(jié)構(gòu)，但如何高效率、低能耗、無污染、零排放的完成該過程是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，這將直接影響晶變改性方法的生命力，關(guān)于如何高效率、低能耗、無污染、零排放的完成該過程將再另案撰寫系列專利表述。本案中所述去除改性介質(zhì)為采用加熱和抽真空并行的蒸發(fā)方法去除粘膠紗線中的改性介質(zhì)。
[0017]有益效果:
[0018]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0019]1.本發(fā)明是通過改變晶體結(jié)構(gòu)來達(dá)到改性目的的。改性處理后的紗線克服其原有缺陷，孔隙增大、結(jié)晶度降低、紗線柔軟，提高了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性、柔軟性、勻染性和染色性能等。
[0020]2.本發(fā)明采用瞬間釋放壓力的方法，使得改性后的紗線最大程度的溶脹閃爆，柔軟性能優(yōu)良、防皺抗縮、耐久蓬松，大幅提高了紗線的紡、織、染性能，成為卓越的新紡材。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0022]實(shí)施例1
[0023]一種粘膠紗線的晶變改性方法，將10支的粘膠紗線置于密閉容器中，充入液氨，按0.2MPa/min的升壓速率等速升壓至改性壓力0.5Mpa，保壓lmin，然后在5秒內(nèi)以0.3MPa/s的降壓速率瞬間釋放至0.005Mpa。然后采用加熱與真空泵抽真空并行的蒸發(fā)方法去除改性介質(zhì)，直至密閉容器中壓力降為133Pa，此時(shí)即獲得晶變改性粘膠紗線。所述晶變改性粘膠紗線的微觀晶格與所述粘膠紗線的微觀晶格相比，孔隙增大8%，結(jié)晶度減小10% ;所述晶變改性粘膠紗線與所述粘膠紗線相比，上染率提高18%，色牢度提高15%。
[0024]實(shí)施例2
[0025]一種粘膠紗線的晶變改性方法，將32支的粘膠紗線置于密閉容器中，充入液氨，按0.2MPa/min的升壓速率等速升壓至改性壓力0.8Mpa，保壓5min，然后在4秒內(nèi)以
0.2MPa/s的降壓速率瞬間釋放至0.0OSMpa0然后采用加熱與真空泵抽真空并行的蒸發(fā)方法去除改性介質(zhì)，直至密閉容器中壓力降至133Pa，此時(shí)即獲得晶變改性粘膠紗線。所述晶變改性粘膠紗線的微觀晶格與所述粘膠紗線的微觀晶格相比，孔隙增大10%，結(jié)晶度減小12% ;所述晶變改性粘膠紗線與所述粘膠紗線相比，上染率提高19%，色牢度提高16%。
[0026]實(shí)施例3
[0027]—種粘膠紗線的晶變改性方法，將80支的粘膠紗線置于密閉容器中，充入液氨，按0.3MPa/min的升壓速率等速升壓至改性壓力IMpa，保壓5min，然后在4秒內(nèi)以0.3MPa/s的降壓速率瞬間釋放至0.0OlMpa0然后采用加熱與真空泵抽真空并行的蒸發(fā)方法去除改性介質(zhì)，直至密閉容器中的壓力降至133Pa，此時(shí)即獲得晶變改性粘膠紗線。所述晶變改性粘膠紗線的微觀晶格與所述粘膠紗線的微觀晶格相比，孔隙增大10%，結(jié)晶度減小15% ;所述晶變改性粘膠紗線與所述粘膠紗線相比，上染率提高20%，色牢度提高16%。
[0028]實(shí)施例4
[0029]一種粘膠紗線的晶變改性方法，將90支的粘膠紗線置于密閉容器中，充入液氨，按0.4MPa/min的升壓速率等速升壓至改性壓力1.2Mpa，保壓lOmin，然后在3秒內(nèi)以
0.5MPa/s的降壓速率瞬間釋放至0.012Mpa。然后采用加熱與真空泵抽真空并行的蒸發(fā)方法去除改性介質(zhì)，直至密閉容器中壓力降為133Pa，此時(shí)即獲得晶變改性粘膠紗線。所述晶變改性粘膠紗線的微觀晶格與所述粘膠紗線的微觀晶格相比，孔隙增大11%，結(jié)晶度減小20% ;所述晶變改性粘膠紗線與所述粘膠紗線相比，上染率提高22%，色牢度提高21%。
【權(quán)利要求】
1.一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征是:將粘膠紗線置于密閉容器中，充入改性介質(zhì)，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，去除改性介質(zhì)，即獲得晶變改性粘膠紗線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述粘膠紗線的細(xì)度為10支?90支。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述晶變改性粘膠紗線的微觀晶格與所述粘膠紗線的微觀晶格相比，孔隙增大8%?11%，結(jié)晶度減小10%?20% ;所述晶變改性粘膠紗線與所述粘膠紗線相比，上染率提高18%?22%，色牢度提高 15% ?21%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述改性介質(zhì)為液氨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述改性壓力為0.5?1.2MPa，所述瞬間釋放壓力是指壓力瞬間降到所述改性壓力的1%及以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述壓力為絕對(duì)壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述瞬間是指3秒?5秒，所述釋放壓力的降壓速率為0.3MPa/s?0.5MPa/s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述升壓為等速升壓,升壓速率為0.2MPa/min?0.4MPa/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，升壓后保持Imin ?IOmin0
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘膠紗線的晶變改性方法，其特征在于，所述去除改性介質(zhì)為采用加熱和抽真空并行的蒸發(fā)方法去除粘膠紗線中的改性介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】D06M11/61GK103437148SQ201310318061
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】孫以澤, 孟婥, 黃雙, 孫志軍 申請(qǐng)人:東華大學(xué), 上海盟津光電科技有限公司