CN108867020B - 涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，包括如下步骤：1)将有机溶剂与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中有机溶剂占混合溶剂质量的10～50％；有机溶剂为四氯化碳、二甲基亚砜和四氯乙烯中的任意一种；2)将涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤置于步骤1)得到的混合溶剂中，浸泡，再利用超声波处理，最后清洗去除有机溶剂，得到除味后的涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤。该方法制得产品用嗅辨法测试气味强度从5级提升到2级，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs浓度从45～62、46～63、100～140ug/m3降至15～19、3～7、35～43ug/m3，同时制备方法简单，能实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及纺织科学技术领域，具体涉及一种涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法。
背景技术
纺织品异味属GB18401-2010《国家纺织产品基本安全技术规范》强制安全检测项目，是衡量纺织品安全质量重要指标。汽车工业中，大量使用纺织织物，特别是涤纶面料，广泛应用于汽车座椅、包覆材料、内饰等。
当前，我国汽车保有量持续上升，到2018年，汽车保有量近3亿辆，主要集中在城市。大部分城市土地资源稀缺，尤其在商业区、居住区表现尤为突出。大量汽车停放于户外，在太阳光曝晒下(汽车停放新常态)，车内温度高达60-～70度，纺织品释放气味愈发严重，影响人类健康。目前，车内污染引起的纠纷日益增多，消费者对汽车舒适性和感观的要求越来越高。汽车的气味问题影响消费者购车、使用体验，未来涉及到汽车企业的生存，已成为汽车行业多年来的“顽疾”。由此，汽车行业对于上游供应商纺织品生产企业面料的气味释放控制标准也不断提高。关于车用纺织品异味的去除，已由客户需求、汽车生产厂家传递到纺织品生产企业，成为亟待解决的问题。
在J.D.Power Cars Ratings&Research开展的《中国车辆可靠性研究报告》中，“不愉快车内异味”已上升至用户反馈排名第4的问题，控诉率达16.4/100辆，Unpleasantinterior smell or odor(16.4PP100，2017中国车辆可靠性研究SM(VDS))。
美国将室内、车内污染定为五大健康危害之一。澳大利亚将人连续度过1h的空间称为室内空间，汽车污染在一定程度上成为危害健康的室内污染，而我国大中城市驾驶人员日均在车内滞留时间达70min。
随着汽车行业的飞速发展，汽车不断进入千家万户。2004年7月，我国启动国家环保标准《车内空气污染物浓度限值及测量方法》制订工作。2008年，推出了车内空气测试标准《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》(HJ/T 400-2007)。其后，经过不断的讨论完善，于2012年初步制订了《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)征求意见稿，成为推荐性国家标准。2016年，国家环境保护部公布《乘用车内空气质量评价指南》(环办科技函[2016]150号，征求意见稿)中要求，自2017年1月1日起，所有新定型销售车辆必须满足该标准。本标准发布前已经定型车辆，自2018年7月1日起实施该标准要求。可以看出，关于汽车内空气污染的治理，已经成为了必须解决的问题。
然而，上述仅是对整车气味的检测与控制。对于车用材料，包括内饰材料、织物等必要材料，尚未有具体的测试标准出台。德国是汽车工业强国，曾出台了VDA270-1992《汽车内饰材料的气味测定》。北美汽车协会曾出台了SAE J1351《绝缘材料气味测试》标准。我国尚未有国家层面的标准问世，各车企相继出台了相应的测试方法，如合资品牌大众出台了PV3900-2000《汽车内部构件气味检验》，丰田颁布了TSM0505G《非金属材料的气味标准》，国内自主品牌吉利汽车出台了Q/JLY J7110538A-2012《车内非金属材料气味性试验方法》，福田出台了Q FT A 201 2012《汽车乘员舱及内饰材料气味性测试方法》，众泰汽车研究院出台了Q/ZTB 03.074-2011《轿车内饰气味性试验》。这些测试方法对纺织企业供货商提出了更高的要求，提高了准入门槛。纺织面料的测试方法主要涉及有静态法和动态法两种，动态法一般为整车启动状态下采样进行，静态法更易操作，也可用于材料本身的测试。具体为，将200±20cm2的织物试样装入容积为1L的带盖密封玻璃瓶中，其后置入80±2℃的烘箱内2h±10min后，将其取出于60±5℃由专业气味评价人员进行嗅辨定级，如各个检测员的评分结果差距在两个及两个等级以上，应至少由5个检测员重新进行测试。
车内异味去除常用的方法包括吸附、掩盖、催化降解等。Chang等采用活性炭、沸石等多孔性物质通过吸附降低了聚氨酯合成革中释放出VOCs的浓度，该技术被公开于《资源、保护与循环》2006年第46卷第4期第321-334页，文章题目：台湾地区聚氨酯合成纤维革行业释放VOCs的控制策略评价，即Assessment of the strategies for reducing VOCsemission from polyurea-formaldehyde resin synthetic fiber leather industry inTaiwan[J].Resources,conservation and recycling,2006,46(4):321-334.。日本专利公开了一种将疏水性多孔物质吸附剂与光催化剂混合负载于织物用于消臭除味的方法，见“具有VOCs去除功能的纤维织物”，专利号JP2005-153247。Park等将纳米二氧化钛负载到PET非织造布表面，获得了兼具过滤和光催化降解功能的织物，可有效去除甲苯等VOCs气体，该技术被公开于《韩国化学工程》2006年第23卷第2期第194-198页，文章题目：面向可挥发有机物和微粒去除的光催化滤布研究进展，即Development of a photoreactivefabric filter for simultaneous removal of VOCs and fine particles[J].KoreanJournal of Chemical Engineering,2006,23(2),194-198.。以上这些方法集中于释放气体的处理，没有从根本上减少异味，而且异味常常具有缓释性，有时长达两至三年，很难即时去除。Kim等合成了无机-有机杂化硅基纳米多孔吸附剂，然后将其掺杂到熔融状态下的聚丙烯中，使得聚丙烯/纳米多孔吸附剂复合片状材料中VOCs的释放量有所减少，然而，是否对聚丙烯的力学性能有影响以及关于其成纤的可能性的研究并未开展，，该技术被公开于《工业和工程化学》2008年第14卷第2期第194-210页，文章题目：无机-有机杂化纳米多孔吸附材料用于VOCs的移除，即Inorganic–organic hybrid nanoporous materials asadsorbent to remove VOCs[J].Journal of Industrial&Engineering Chemistry,2008,14(2):194-201.。针对纺织面料，特别是大量使用的涤纶织物来说，如何在装入车内之前将异味去除，国内外均尚未见报道。
综上，如何解决困扰消费者的关于封闭特殊环境气味问题的迫切需求，已成为汽车工业、纺织业亟待解决的问题。然而，目前多停留在异味释放出来后如何再去除的层面，存在着成本高、过程复杂等不足，且织物本身气味释放周期很长，这些处理手段无法令汽车用户、客户满意。在装入车内之前将气味问题解决，不带入车内封闭环境，成为消费者、汽车纺织品制造行业未来的必然选择。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，制得产品可从测试气味强度(采用嗅辨法)等级5级(较强气味)提升至2级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度从45～62、46～63、100～140ug/m3降至15～19、3～7、35～43ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T27630-2011)的限值要求，工艺简单，能实现工业化生产。
为此，本发明的技术方案如下：
一种涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，包括如下步骤：
1)将有机溶剂与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中所述有机溶剂占混合溶剂质量的10～50％；
所述有机溶剂为四氯化碳、二甲基亚砜和四氯乙烯中的任意一种；
2)将涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤置于步骤1)得到的混合溶剂中，浸泡，再利用超声波处理，最后清洗去除有机溶剂，得到除味后的涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤。
进一步，还包括步骤3)将步骤2)得到的涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤干燥，再进行紫外光辐射，得到进一步除味后的涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤。
进一步，步骤2)中浸泡的条件为：在70～90℃条件下处理5～20min。
进一步，利用超声波处理时，容器加装冷凝回流装置，处理时，容器内液体温度为60～100℃，处理时间为10～30min。
进一步，超声波发生器的工作频率为20～40kHz。
进一步，步骤2)清洗的方法为先用无水乙醇清洗，再用25～70℃水清洗。
进一步，步骤3)所述紫外光辐射的条件为：紫外光辐照度0.05～50mw/cm2，时间为30～90min。
进一步，步骤3)所述紫外光辐射的条件为：紫外光辐照度0.2～10mw/cm2，时间为30～90min。
该方法工艺简单，易实现在线处理，可进行工业放大化，即采用适当的混合溶剂将涤纶织物中上游聚合过程中的小分子物质(甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs主要来源)于超声波作用下成功去除，制得产品可从测试气味强度(采用嗅辨法)等级5级(较强气味)提升至2级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度从45～62、46～63、100～140ug/m3降至15～19、3～7、35～43ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)的限值要求，使产品能够满足车企的供货(各车企不同，一般限值为甲苯<50ug/m3、二甲苯<20ug/m3、乙醛<50ug/m3)要求，且溶剂可循环回收利用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将二甲基亚砜与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中二甲基亚砜占所述混合溶剂的总质量的20％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理10min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理15min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为40kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用30℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
为了进一步提高除味效果，将步骤3)得到涤纶织物干燥后，置于紫外光下辐照60min，得到产品，其中，紫外光辐照度可为8mw/cm2。
本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至2.5级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至19、7、41ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T27630-2011)的限值要求。
实施例2
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将二甲基亚砜与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中二甲基亚砜占所述混合溶剂的总质量的30％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理10min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理10min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为40kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用35℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
为了进一步提高除味效果，将步骤3)得到涤纶织物干燥后，置于紫外光下辐照30min，得到产品，其中，紫外光辐照度可为8mw/cm2。
本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至3级(有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至22、8、41ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)的限值要求。
实施例3
一种涤纶长丝的制备方法，包括以下步骤：
1)将四氯化碳与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中四氯化碳占所述混合溶剂的总质量的20％；
2)将涤长丝物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理10min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理20min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为40kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶长丝用无水乙醇清洗后，再用40℃热水洗涤(给出温度)，得到除味后的涤纶长丝。
为了进一步提高除味效果，将步骤3)得到涤纶长丝干燥后，置于紫外光下辐照60min，得到产品，其中，紫外光辐照度可为4mw/cm2。
本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至2级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至19、5、38ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)的限值要求。
实施例4
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将四氯乙烯与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中四氯乙烯占所述混合溶剂的总质量的20％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理10min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理20min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为40kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用45℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
为了进一步提高除味效果，将步骤3)得到涤纶织物干燥后，置于紫外光下辐照60min，得到产品，其中，紫外光辐照度可为4mw/cm2。
本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至2级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至17、5、36ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)的限值要求。
实施例5
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将四氯乙烯与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中四氯乙烯占所述混合溶剂的总质量的20％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理20min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理30min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为40kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用25℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
为了进一步提高除味效果本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至3.5级(易感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至23、12、46ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)的限值要求。
实施例6
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将四氯化碳与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中四氯化碳占所述混合溶剂的总质量的20％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理10min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理20min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为20kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用60℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
为了进一步提高除味效果本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至3级(易感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至21、12、45ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)的限值要求。
实施例7
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将四氯化碳与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中四氯化碳占所述混合溶剂的总质量的50％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理20min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理20min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为40kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用70℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
为了进一步提高除味效果，将步骤3)得到涤纶织物干燥后，置于紫外光下辐照60min，得到产品，其中，紫外光辐照度可为4mw/cm2。
本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至2.5级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至20、9、42ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T27630-2011)的限值要求。
实施例8
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将四氯化碳与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中四氯化碳占所述混合溶剂的总质量的50％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理20min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理60min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为40kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用40℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
为了进一步提高除味效果，将步骤3)得到涤纶织物干燥后，置于紫外光下辐照60min，得到产品，其中，紫外光辐照度可为4mw/cm2。
本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至2级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至17、8、37ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)的限值要求。
实施例9
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将四氯乙烯与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中四氯乙烯占所述混合溶剂的总质量的10％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理20min后，将其一同转入超声波发生器于75℃处理30min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为20kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用45℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至3.5级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至24、14、42ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T27630-2011)的限值要求。
实施例10
一种涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将四氯化碳与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中四氯化碳占所述混合溶剂的总质量的30％；
2)将涤纶织物置于步骤1)得到的混合溶剂，加热至80℃预处理30min后，将其一同转入超声波发生器于85℃处理90min；为了防止溶剂挥发，超声波所用容器上接冷凝回流装置；超声波发生器工作频率为40kHz；
3)将步骤2)处理得到涤纶织物用无水乙醇清洗后，再用35℃热水洗涤，得到除味后的涤纶织物。
为了进一步提高除味效果，将步骤3)得到涤纶织物干燥后，置于紫外光下辐照90min，得到产品，其中，紫外光辐照度可为8mw/cm2。
本实施例最终制得产品可将测试气味强度(采用嗅辨法)从等级5级(较强气味)提升至1.5级(稍有感觉)，甲苯、二甲苯、乙醛等VOCs(采用封闭样品袋法采集气体后用高效液相色谱仪测试)浓度降至15、4、36ug/m3，远低于《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T27630-2011)的限值要求。
Claims (7)
1.一种涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将有机溶剂与无水乙醇混合均匀得到混合溶剂，其中所述有机溶剂占混合溶剂质量的10～50％；
所述有机溶剂为四氯化碳、二甲基亚砜和四氯乙烯中的任意一种；
2)将涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤置于步骤1)得到的混合溶剂中，浸泡，再利用超声波处理，最后清洗去除有机溶剂，得到除味后的涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤；
利用超声波处理时，容器加装冷凝回流装置，处理时，容器内液体温度为60～100℃，处理时间为10～30min。
2.如权利要求1所述涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，其特征在于还包括：3)将步骤2)得到的涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤干燥，再进行紫外光辐射，得到进一步除味后的涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤。
3.如权利要求1所述涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，其特征在于：步骤2)中浸泡的条件为：在70～90℃条件下处理5～20min。
4.如权利要求1所述涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，其特征在于：超声波发生器的工作频率为20～40kHz。
5.如权利要求1所述涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，其特征在于：步骤2)清洗的方法为先用无水乙醇清洗，再用25～70℃水清洗。
6.如权利要求2所述涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，其特征在于：步骤3)所述紫外光辐射的条件为：紫外光辐照度0.05～50mw/cm2，时间为30～90min。
7.如权利要求2所述涤纶织物、涤纶长丝或涤纶短纤的异味去除方法，其特征在于：步骤3)所述紫外光辐射的条件为：紫外光辐照度0.2～10mw/cm2，时间为30～90min。
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