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一种赋予织物耐久超疏水的 等离子体 整理方法

阅读：319发布：2023-03-04

专利汇可以提供一种赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法，具体步骤如下：（1）将织物清水洗净、烘干，烘干温度为80-100℃。（2）准备好浓度大于99%的单体溶液，在常温条件下，将烘干的涤纶织物浸渍在准备好的单体溶液中2-5min，后经小轧车轧液，使涤纶带液率为60-90%；（3）将浸渍后的附有单体的涤纶置于外电极式常压等离子体反应室中，通入1.2-2.0L/min流量的Ar；控制其电压于95-115V之间；处理时间60s-240s。本发明具有耐久性超疏水效果好，操作工艺简单、易产业化且环保的优点。，下面是一种赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法，其特征在于该方法的步骤如下：
（1）取白色机织涤纶织物进行精炼处理，然后清水洗净、烘干，烘干温度为80-100℃；或取有色机织涤纶织物直接清水洗净、烘干，烘干温度为80-100℃；
（2）准备好浓度大于99%的单体溶液，在常温条件下，将烘干的涤纶织物浸渍在准备好的单体溶液中2-5min，后经小轧车轧液，使涤纶带液率为60-90%；
（3）将浸渍后的附有单体的涤纶置于外电极式常压等离子体反应室中，通入1.2-2.0L/min流量的99%普通纯度的氩气；开启电源开关，调节常压等离子体设备，控制其电压于
95-115V之间；此时等离子体放电均匀而稳定，处理时间60s-240s，使单体聚合沉积至涤纶织物上，达到规定时间后关断电源，取出样品。
2.如权利要求1所述的赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法，其特征在于：步骤（2）中的单体溶液中的单体为环状甲基硅氧烷，且环状甲基硅氧烷的通式为SinOn(CH3)n Rn，其中n=3-9，R是CH3或CH=CH2。
3.如权利要求1或2所述的赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法，其特征在于：
步骤（3）中的常压等离子体设备的放电方式为常压类辉光放电。

说明书全文

一种赋予织物耐久超疏水的 等离子体 整理方法

技术领域

[0001] 本发明属于纺织品领域，具体涉及一种织物的等离子整理方法。

背景技术

[0002] 涤纶是世界上纺织用化学纤维中产量最大，应用最广泛的品种，目前涤纶占世界合成纤维产量的60%以上。其纺织产品向功能化、智能化方向发展，得到纺织工业界的广泛关注和研究。

[0003] 拒水整理的目的是使织物不易被水所润湿，并产生一定的抗污作用而又不影响其穿着的舒适性，增加产品的附加值，减少洗涤次数，并延长其使用寿命。根据润湿理论分析，2
水的表面能比较高为72.6mJ/m，拒水材料的表面能必须小于此值。目前，织物的拒水整理一般采用浸轧工艺将一种具有特殊分子结构的整理剂分布在织物表面或纱线间的空隙中，在焙烘过程中整理剂在织物表面呈膜状，并能牢固的附着在纤维上或与纤维发生化学结合，从而降低织物表面张力。

[0004] 根据拒水剂本身的化学结构，已研究或使用过的拒水剂种类很多，主要有金属皂类（铝皂和锆皂）、蜡和蜡状物质、金属络合物、吡啶类衍生物、羟甲基化合物、有机硅类（聚硅氧烷）和含氟化合物等。但由于耐久性差，或者对纤维本身有损伤，影响织物的手感和风格，以及气味、颜色等各种原因，目前常用的拒水剂主要是有机硅和含氟化合物。但是，利用拒水剂对织物进行化学整理通常存在一大问题，在整理过程中会对环境造成污染。

[0005] 可见，以上拒水剂在传统浸渍和浸轧工艺的应用中都存在一定的局限性，因此开发一套工艺简单，拒水效果优良，污染少的技术显得尤为重要。

发明内容

[0006] 针对织物拒水效果的耐久性以及整理过程中带来的环境问题，本发明采用一种新型环保的常压等离子体改性技术，在大气压下联合单体对涤纶进行整理，使单体在织物表面聚合沉积，耐久性超疏水效果好，整个过程无需抽真空，操作工艺简单、易产业化。

[0007] 本发明采用的技术方案如下：一种赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法，具体步骤如下：（1）取白色机织涤纶织物进行精炼处理，然后清水洗净、烘干，烘干温度为80-100℃；或取有色机织涤纶织物直接清水洗净、烘干，烘干温度为80-100℃；
（2）准备好浓度大于99%的单体溶液，在常温条件下，将烘干的涤纶织物浸渍在准备好的单体溶液中2-5min，后经小轧车轧液，使涤纶带液率为60-90%；
（3）将浸渍后的附有单体的涤纶置于外电极式常压等离子体反应室中，通入1.2-2.0L/min流量的Ar；开启电源开关，调节常压等离子体设备，控制其电压于95-115V之间；此时等离子体放电均匀而稳定，处理时间60s-240s，使单体聚合沉积至涤纶织物上，达到规定时间后关断电源，取出样品。

[0008] 本发明的赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法，步骤（2）中的单体溶液中的单体为环状甲基硅氧烷，且环状甲基硅氧烷的通式为SinOn(CH3)n Rn，其中n=3-9，R是CH3或CH=CH2。

[0009] 本发明的赋予织物耐久超疏水的等离子体整理方法，步骤（3）中的常压等离子体设备的放电方式为常压类辉光放电。

[0010] 本发明具有如下有益效果：（1）本发明的处理工艺属于完全干态的连续化整理技术，可节约水资源，并且不存在水体污染，可以带来显著的经济和环保效益。

[0011] （2）本发明的处理条件无需抽真空过程，节约能源、操作工艺简单，进而更加有利于结合工业化实践应用。

[0012] （3）本发明所述的整理方法简单、安全，不需要加入其他助剂，无需进行其他物理或化学反应，且浸渍后的剩余溶液可重复使用，不仅清洁环保，更大大的减少了工序，降低了成本。

[0013] （4）本发明采取全新的常压等离子表面改性和等离子聚合沉积一步法，将通常等离子体减法+化学加法的技术路线彻底简化，保证整理工艺的稳定性和一致性，使之更有效、更符合实际应用需要。

[0014] （5）本发明能赋予织物优良的耐久性超疏水性能，水接触角测试大于150o；拒水耐o久性优良，标准皂洗30次后织物接触角仍大于135，疏水等级依照AATCC淋水评级标准仍达70-80分。

[0015] （6）本发明对材料的改性仅作用在表面，不破坏其本体的优良特性，同时改善了涤纶织物的柔软性，且对有色涤纶织物表观颜色无影响。附图说明

[0016] 图1a 是未处理涤纶织物（2000×）的扫面电镜照片：图1b是等离子体处理后涤纶织物（2000×）的扫面电镜照片。

具体实施方式

[0017] 下面结合具体的实施例详细说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下述实施例。

[0018] 实施例1：（1）涤纶织物的准备：
对白色机织涤纶织物进行精练处理，处理条件为：织物重200g；净洗剂2g/L；碱2g/L，浴比1：30；温度90℃，时间50min。取20cm*10cm涤纶织物，对织物进行清水洗净、烘干，烘干温度为100℃。

[0019] （2）在常温条件下，准备好浓度为>99%的八甲基环四硅氧烷溶液于玻璃杯中，将上述涤纶织物浸渍在溶液中5min，后经小轧车轧液，控制涤纶带液率为90%。

[0020] （3）将涤纶放入常压等离子体处理室中，通入1.8L/min流量的99%普通纯度氩气。

[0021] （4）开启电源开关，调节常压等离子设备，控制其电压为115V，放电时间为240s，达到规定时间后关断电源。

[0022] （5）关闭通氩气的阀门，通风一分钟，取出织物。

[0023] 实施例2：（1）涤纶织物的准备：
对白色机织涤纶织物进行精练处理，处理条件为：织物重200g；净洗剂2g/L；碱2g/L，浴比1：30；温度90℃，时间50min。取20cm*10cm涤纶织物，对织物进行清水洗净、烘干，烘干温度为90℃。

[0024] （2）在常温条件下，准备好浓度为>99%的八甲基环四硅氧烷溶液于玻璃杯中，将上述涤纶织物浸渍在溶液中4min，后经小轧车轧液，控制涤纶带液率为80%。

[0025] （3）将涤纶放入常压等离子体处理室中，通入1.5L/min流量的99%普通纯度氩气。

[0026] （4）开启电源开关，调节常压等离子设备，控制其电压为110V，放电时间为120s，达到规定时间后关断电源。

[0027] （5）关闭通氩气的阀门，通风一分钟，取出织物。

[0028] 实施例3：（1）涤纶织物的准备：
对白色机织涤纶织物进行精练处理，处理条件为：织物重200g；净洗剂2g/L；碱2g/L，浴比1：30；温度90℃，时间50min。取20cm*10cm涤纶织物，对织物进行清水洗净、烘干，烘干温度为80℃。

[0029] （2）在常温条件下，准备好浓度为>99%的十甲基环五硅氧烷溶液于玻璃杯中，将上述涤纶织物浸渍在溶液中2min，后经小轧车轧液，控制涤纶带液率为60%。

[0030] （3）将涤纶放入常压等离子体处理室中，通入1.2L/min流量的99%普通纯度氩气。

[0031] （4）开启电源开关，调节常压等离子设备，控制其电压为95V，放电时间为60s，达到规定时间后关断电源。

[0032] （5）关闭通氩气的阀门，通风一分钟，取出织物。

[0033] 实施例4：（1）涤纶织物的准备：
取20cm*10cm蓝色涤纶织物，对织物进行清水洗净、烘干，烘干温度为90℃。

[0034] （2）在常温条件下，准备好浓度为>99%的六甲基环三硅氧烷溶液于玻璃杯中，将上述涤纶织物浸渍在溶液中5min，后经小轧车轧液，控制涤纶带液率为80%。

[0035] （3）将涤纶放入常压等离子体处理室中，通入1.5L/min流量的99%普通纯度氩气。

[0036] （4）开启电源开关，调节常压等离子设备，控制其电压为110V，放电时间为120s，达到规定时间后关断电源。

[0037] （5）关闭通氩气的阀门，通风一分钟，取出织物。

[0038] 实施例5：（1）涤纶织物的准备：
取20cm*10cm蓝色涤纶织物，对织物进行清水洗净、烘干，烘干温度为80℃。

[0039] （2）在常温条件下，准备好浓度为>99%的十甲基环五硅氧烷溶液于玻璃杯中，将上述涤纶织物浸渍在溶液中3min，后经小轧车轧液，控制涤纶带液率为70%。

[0040] （3）将涤纶放入常压等离子体处理室中，通入1.2L/min流量的99%普通纯度氩气。

[0041] （4）开启电源开关，调节常压等离子设备，控制其电压为100V，放电时间为60s，达到规定时间后关断电源。

[0042] （5）关闭通氩气的阀门，通风一分钟，取出织物。

[0043] 本发明整理后织物的性能测试与原样对照，结果如下：（1）涤纶织物处理后拒水效果的评定
将上述实例1-5处理后的涤纶织物与对比样涤纶织物，在同样条件下平衡24小时，使用液滴形态分析仪（德国KRUSS公司，DSA 10MK2型）测试水接触角，当水滴与织物接触60s后读数，在同一样品的不同位置测量5次，取平均值；参照AATCC-22-1996淋水性实验标准测试织物拒水性，结果如下表1、2所示。由结果分析，采用本发明方法实施后，赋予了涤纶织物优良的超疏水性能。

[0044]表1 水接触角测试
样品对水的接触角（o）
未处理样 /
实施例1 157
实施例2 155
实施例3 149
实施例4 151
实施例5 148
表2 拒水等级的评定
样品拒水等级水洗10次后拒水等级水洗20次后拒水等级水洗30次后拒水等级未处理样 0-1 / / /
实施例1 5 5 5 4-5
实施例2 5 5 4-5 4
实施例3 5 5 4-5 4
实施例4 5 5 4-5 3-4
实施例5 5 5 4-5 3-4
（2）涤纶织物处理后表面形貌的扫描电镜观察
应用JSM-5610LV型扫描电镜观察整理前后涤纶织物的表面形貌。如图1a、图1b和图
2所示，经本发明方法处理后，涤纶纤维表面包覆一层均匀而平整的薄膜，实验证明为聚硅氧烷聚合膜，该层薄膜的存在使得织物具有优良的疏水效果。

[0045] 未经处理的涤纶原样的表面形貌，如图1a中所示，涤纶纤维表面光滑，取向规整。经图1b可发现，经过本发明处理后的涤纶，在纤维与纤维之间形成了一层连续而又均匀的薄膜。实验表明，附着有单体的涤纶织物经等离子体处理时，聚合性单体等离子化产生各类活性种，此时纤维表面的单体可以与空间内的高能粒子碰撞产生自由基，此时，活性基团就是在试样表面生成。这些自由基单体再与空间生成的自由基或周围临近的自由基结合，逐渐长大，形成具有高度交联的网状结构薄膜，如图1b所示。另外，环状甲基硅氧烷以及涤纶大分子在等离子体作用下可发生断链极化，增加了甲基硅氧烷与纤维的结合力，使非极性甲基在纤维表面作垂直的密集定向排列。最终作用促使了织物表面遇水时具有较小的临界表面张力和较大的接触角，从而赋予织物优良且耐久性好的超疏水性能。

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