CN109736094A - 一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法 - Google Patents
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种织物的整理方法，特别涉及一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，属于功能性纺织品整理技术领域。该方法包括以下步骤：（1）将平整的蚕丝织物一面贴敷在非金属介质上，一面无遮挡；（2）在氧气压强恒定的条件下，对步骤（1）的蚕丝织物进行等离子体辉光放电处理，关闭氧气后，在八甲基环四硅氧烷（D4）单体蒸气压强恒定的条件下再次进行等离子体辉光放电处理，得到单面亲水单面超疏水蚕丝织物。本发明能赋予织物优良的单面亲水单面疏水性能，疏水面水接触角测试大于150。该处理对蚕丝织物的柔软性，透气性以及表观颜色无影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种织物的整理方法，特别涉及一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，属于功能性纺织品整理技术领域。
背景技术
在主要服装面料中，丝绸因其优雅的外观，柔软性，优异的穿着舒适性，保暖性，生物降解性和低成本而具有吸引人的特性，是最受青睐的高品质纺织材料。然而，丝纤维中存在的多肽分子的主链和侧链上的大量亲水基团(羧基，羟基和胺基)有助于使丝织物易受污垢，雨水和碎屑的污染。因此，开发具有自洁性能的功能性丝织物是纺织工业中材料研究人员迫切关注的问题。
为了获得超疏水丝织物，常用的方法是填充或浸渍。然而，这种方法存在一些问题，例如透气性降低，导致穿着时不适。而涂层修整方法，其耐久性比较差。另一种化学加工方法，通过一些具有特殊结构的整理剂附着在纤维表面或与之发生反应，从而降低织物表面能，达到超疏水的效果。但该类方法通常会对织物造成损伤，而影响织物的手感和风格。有些整理效果不耐水洗，有些整理过程可能会对环境造成一定的污染。
冷等离子体技术是一种快速、环保、节能的干态生产技术，既可以对纺织品进行表面改性，又不会影响纤维自身的机械性能及优良品质，改性深度一般仅涉及表皮结构的30-50nm。该技术是一种能够取代对聚合物及纺织品材料表面进行湿化学处理改性的新颖方法，能促使诱发表面的物理及化学改性瞬间发生，如刻蚀，接枝，共聚和交联等。
发明内容
本发明提供一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法采用环保的冷等离子体改性技术，在低压下联合单体对棉织物进行整理，使单体在织物表面发生接枝聚合反应，达到操作工艺简单、环保高效，整理后的蚕丝织物耐水洗性好的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法包括以下步骤：
(1)将平整的蚕丝织物一面贴敷在非金属介质上，一面无遮挡；
(2)在氧气压强恒定的条件下，对步骤(1)的蚕丝织物进行等离子体辉光放电处理，关闭氧气后，在八甲基环四硅氧烷(D4)单体蒸气压强恒定的条件下再次进行等离子体辉光放电处理，得到单面亲水单面超疏水蚕丝织物；
等离子体辉光放电处理是由冷等离子体处理仪产生等离子体辉光，等离子体处理功率在40-100W之间，时间在120-420s范围内。
本发明以氧气为前期气氛，八甲基环四硅氧烷单体蒸气为后期气氛，采用清洁环保型冷等离子体处理技术，对蚕丝织物进行拒水整理。氧气起激活蚕丝表面基团的作用，以便D4接枝上去。本发明整理方法简单，处理织物获得亲疏水效果明显，因此，其应用范围可扩展到透气的自洁衣物纺织品，例如领带，衬衫和连衣裙。
作为优选，步骤(2)中，分别在氧气压强20±5Pa时和D4单体蒸气压强14±5Pa时对蚕丝织物辉光放电处理。
作为优选，所述的冷等离子体处理仪包括真空腔、射频功率发生器、压强指示器和自动计时报警器。
作为优选，真空腔内压强小于10Pa时通入氧气，循环充放气2-3次后保持压强在恒定值20Pa时开启放电按钮；关闭氧气后，真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，维持压强在14Pa。
作为优选，所述的D4单体的纯度为99.00％，氧气纯度为99.99％。
作为优选，D4单体蒸气下的等离子体处理功率在80±5W，时间为300s。
作为优选，非金属介质为玻璃板或者塑料板。
作为优选，该方法的具体步骤如下：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面；将平整的蚕丝织物一面贴敷在非金属介质上，一面无遮挡；
(2)将步骤(1)制备的的蚕丝织物试样置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强低10Pa时通入氧气，回流2-3次；调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s-300s，功率40-100w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120-420s，功率40-100w；使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源；关闭单体蒸气通气阀，放气，得到单面亲水单面超疏水蚕丝织物。
一种由所述的冷等离子体整理方法制得的单面亲水单面疏水的蚕丝织物。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的处理工艺属于干态整理技术，可节约水资源，并且不存在水体污染；
(2)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，且剩余溶液可重复使用，不仅清洁环保，更大大的减少了工序，节约了成本；
(3)本发明能赋予织物优良的单面亲水单面疏水性能，疏水面水接触角测试大于150。该处理对蚕丝织物的柔软性，透气性以及表观颜色无影响。
附图说明
图1是蚕丝织物处理前后相同放大2000倍数的扫面电镜照片；
图2是水滴在蚕丝织物疏水面上60s后的接触角测试图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
以下实施例中，所述的八甲基环四硅氧烷的纯度为99.00％，氧气纯度为99.99％。
冷等离子体处理仪，HD－1B型，常州常泰等离子体技术开发有限公司。
实施例1：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法具体步骤是：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面。
(2)将准备好的蚕丝织物贴附于玻璃板上，一同置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强在10Pa时通入氧气，回流2-3次。调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率40w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间300s，功率40w。使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源。
(3)关闭单体蒸气通气阀，放气，取出样品。
实施例2：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法具体步骤是：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面。
(2)将准备好的蚕丝织物贴附于玻璃板上，一同置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强在10Pa时通入氧气，回流2-3次。调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率60w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率60w。使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源。
(3)关闭单体蒸气通气阀，放气，取出样品。
实施例3：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法具体步骤是：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面。
(2)将准备好的蚕丝织物贴附于玻璃板上，一同置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强在10Pa时通入氧气，回流2-3次。调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率60w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间300s，功率60w。使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源。
(3)关闭单体蒸气通气阀，放气，取出样品。
实施例4：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法具体步骤是：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面。
(2)将准备好的蚕丝织物贴附于玻璃板上，一同置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强在10Pa时通入氧气，回流2-3次。调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率60w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间420s，功率60w。使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源。
(3)关闭单体蒸气通气阀，放气，取出样品。
实施例5：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法具体步骤是：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面。
(2)将准备好的蚕丝织物贴附于玻璃板上，一同置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强在10Pa时通入氧气，回流2-3次。调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率80w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率80w。使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源。
(3)关闭单体蒸气通气阀，放气，取出样品。
实施例6：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法具体步骤是：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面。
(2)将准备好的蚕丝织物贴附于玻璃板上，一同置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强在10Pa时通入氧气，回流2-3次。调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率80w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间300s，功率80w。使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源。
(3)关闭单体蒸气通气阀，放气，取出样品。
实施例7：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法具体步骤是：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面。
(2)将准备好的蚕丝织物贴附于玻璃板上，一同置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强在10Pa时通入氧气，回流2-3次。调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率80w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间420s，功率80w。使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源。
(3)关闭单体蒸气通气阀，放气，取出样品。
实施例8：
一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，该方法具体步骤是：
(1)将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面。
(2)将准备好的蚕丝织物贴附于玻璃板上，一同置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强在10Pa时通入氧气，回流2-3次。调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s，功率100w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间300s，功率100w。使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源。
(3)关闭单体蒸气通气阀，放气，取出样品。
实施效果
(1)棉织物处理后拒水效果的评定
将上述实例1-8处理后的蚕丝织物与对比原样织物，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,结果如下表1所示；参照AATCC-22-1997耐洗性实验标准测试织物耐水洗性，结果如下表2所示。由结果分析，采用本发明方法实施后，赋予了蚕丝织物优良的疏水性能，水洗后织物仍具有疏水性。
表1水滴与织物接触60s后水接触角的测定
表2拒水等级的评定
| 样品 | 拒水等级 | 水洗10次后的拒水等级 |
| 未处理样 | 0 | 0 |
| 实施例3 | 5 | 4 |
| 实施例4 | 5 | 4 |
| 实施例5 | 5 | 4 |
| 实施例6 | 5 | 4 |
| 实施例7 | 5 | 4 |
| 实施例8 | 5 | 4 |
(2)棉织物处理后表面形貌的扫描电镜观察
应用JSM-5610LV型扫描电镜观察实施例整理前后蚕丝织物的表面形貌。其中图1是蚕丝织物处理前后相同放大2000倍数的扫面电镜照片，如图1所示，经本发明方法处理后，蚕丝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。图2是水滴在处理后的织物表面上60s后的照片，如图2所示，该层薄膜的存在使得织物具有优良的疏水效果。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (9)
1.一种赋予蚕丝织物单面亲水单面疏水的冷等离子体整理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）将平整的蚕丝织物一面贴敷在非金属介质上，一面无遮挡；
（2）在氧气压强恒定的条件下，对步骤（1）的蚕丝织物进行等离子体辉光放电处理，关闭氧气后，在八甲基环四硅氧烷（D4）单体蒸气压强恒定的条件下再次进行等离子体辉光放电处理，得到单面亲水单面超疏水蚕丝织物；
等离子体辉光放电处理是由冷等离子体处理仪产生等离子体辉光，等离子体处理功率在40-100W之间，时间在120-420s范围内。
2.根据权利要求1所述的冷等离子体整理方法，其特征在于：步骤（2）中，分别在氧气压强20±5Pa时和D4单体蒸气压强14±5Pa时对蚕丝织物辉光放电处理。
3.根据权利要求1所述的冷等离子体整理方法，其特征在于：所述的冷等离子体处理仪包括真空腔、射频功率发生器、压强指示器和自动计时报警器。
4.根据权利要求3所述的冷等离子体整理方法，其特征在于：真空腔内压强小于10Pa时通入氧气，循环充放气2-3次后保持压强在恒定值20Pa时开启放电按钮；关闭氧气后，真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，维持压强在14Pa。
5.根据权利要求1所述的冷等离子体整理方法，其特征在于：所述的D4单体的纯度为99.00%，氧气纯度为99.99%。
6.根据权利要求1所述的冷等离子体整理方法，其特征在于：D4单体蒸气下的等离子体处理功率在80±5W，时间为300s。
7.根据权利要求1所述的冷等离子体整理方法，其特征在于：非金属介质为玻璃板或者塑料板。
8.根据权利要求1所述的冷等离子体整理方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
（1）将蚕丝织物进性水洗、烘干，以获得平整的织物表面；将平整的蚕丝织物一面贴敷在非金属介质上，一面无遮挡；
（2）将步骤（1）制备的蚕丝织物置于冷等离子体处理仪的真空腔中；开启电源开关，抽真空，控制真空腔内压强低10Pa时通入氧气，回流2-3次；调节气体阀门控制真空腔内压强在20Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120s-300s，功率40-100w，关闭氧气阀；待真空腔内压强小于9Pa时，通入D4单体蒸气，调节气体阀门控制压强在14Pa，开启等离子体射频功率按钮，待等离子体放电后，开启计时按钮，处理时间120-420s，功率40-100w；使单体聚合沉积至蚕丝织物上，达到规定时间后关断电源；关闭单体蒸气通气阀，放气，得到单面亲水单面超疏水蚕丝织物。
9.一种由权利要求1所述的冷等离子体整理方法制得的单面亲水单面疏水的蚕丝织物。
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