CN112227060A - 一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，属于棉纺织纱线加工技术领域，包括如下步骤：（一）清花；（二）电子束辐照处理；（三）浸泡处理；（四）冷等离子体处理；（五）梳棉、并条；（六）粗纱、细纱。本发明提供了一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，在传统的棉纺织纱线加工的基础上进行了很大程度的改善，在不进行混纺的前提下，有效地改善提升了棉纺织纱线对染料的固色能力，以及提高了棉纺织制品的抗菌防霉特性，具有很好的应用前景。

Description

一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法
技术领域
本发明属于棉纺织纱线加工技术领域，具体涉及一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法。
背景技术
棉花是世界上最主要的农作物之一，产量大、生产成本低，使棉制品价格比较低廉。棉纤维能制成多种规格的织物，从轻盈透明的巴里纱到厚实的帆布和厚平绒，适于制作各类衣、家具布和工业用布。棉织物坚牢耐磨，能够洗涤和在高温下熨烫，棉布由于吸湿和脱湿快速而使穿着舒服。但是棉花是生物材料，含有丰富的纤维素，这是一个复杂的多糖，在一定的温度环境下为面制品霉菌提供了养分，极易受到霉菌和虫蚁的侵害，从而改变外观、降低强度，另外，为了改善棉织物的外观美感，通常需要对其纺纱进行染色处理，但是天然的棉纱线对染料的吸附固定性能不佳，因此，亟需要对其进行改善处理，目前缺少一种在不影响棉织物使用性能的前提下改善它的抗菌性和染色特性。
现有方法对棉纱线的加工工艺进行改善处理，如申请号：CN201610669894.2公开了一种银螯合纤维抗菌高支棉纺纱线及其制备方法。本发明涉及一种银螯合纤维抗菌高支棉纺纱线及其制备方法，属于纺织材料技术领域，所述纱线含有0.2重量%~3重量%的银螯合纤维，余量为常规纤维；本发明的制备方法通过棉网多次混合、棉条多次混条的混合及纺纱方式，获得银螯合纤维均匀分布的纱线，其中，纱线的捻系数控制在270~450；纱线支数控制在10~120s；纱线的银含量不低于60ppm；纱线遇到带有离子的水后，具有极好的银离子释放性能和永久耐洗涤的抗菌性能。虽然该方法有效地提高了棉纱线的抗菌性，但是该方法是通过棉网多次混合、棉条多次混条的混合及纺纱方式，获得银螯合纤维均匀分布的纱线，存在银螯和纤维抱合力不够的问题，在某种程度上反而阻碍了棉纱线的应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，在传统的棉纺织纱线加工的基础上进行了很大程度的改善，在不进行混纺的前提下，有效地改善提升了棉纺织纱线对染料的固色能力，以及提高了棉纺织制品的抗菌防霉特性，具有很好的应用前景。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）电子束辐照处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处，辐照处理20~30min后，取出备用；
（三）浸泡处理：
将步骤（二）中辐照处理后的卷状棉絮浸入处理液中，浸泡处理2~4h后滤出，真空烘干备用；
（四）冷等离子体处理：
将步骤（三）中浸泡处理后的棉絮置于DBD冷等离子体设备中，处理10~16min后取出备用；
（五）梳棉、并条：
将步骤（四）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（六）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（五）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
进一步地，步骤（二）中所述的电子束辐照处理的剂量为3~4×106rad/s。
通过采用上述技术方案，申请人在大量试验的基础上，调节电子束辐照的剂量以及辐照的时间，当高能电子束穿透棉絮纤维时，能量损失，释放给所撞击的分子中的原子，原子被激发，在分子链骨架上形成一定量的活性自由基，由于这些基团的位阻大，纤维素主链便发生断裂降解，纤维素的结晶区和非结晶区的分子链发生均匀的降解，棉絮的渗透性增加。
进一步地，步骤（三）中所述的处理液中各成分及对应重量百分比为：青蒿素0.5~0.6%、α-甜没药醇1~1.4%，纳米二氧化硅0.3~0.5%、富里酸4~5%、甘油10~15%，余量为75%的乙醇。
进一步地，步骤（三）中所述的浸泡处理时保持处理液的温度为70~90℃。
通过采用上述技术方案，处理液中的有效成分吸附浸润渗透到降解的纤维素内部，部分粘附在棉絮纤维的表面，持久有效的发挥作用，有效的改善棉絮纤维的防霉抗菌性和对染料的固色性。
进一步地，步骤（三）中所述的真空烘干的工作参数为：真空度控制为0.03~0.04MPa，温度控制为50~70℃。
通过采用上述技术方案，进行中温真空干燥处理，处理液中的有效成分随着水分沿着传递途径快速传递到棉絮纤维的内部，并加速干燥，促进性能稳定。
进一步地，步骤（四）中所述的冷等离子体处理的功率为0.3~0.7kW。
通过采用上述技术方案，冷等离子体使棉絮表面产生大量的自由基或使棉絮表面活化，从而能进一步加成特定官能团，改善棉絮的表面性能，从而提升其固色和抗菌防霉性能。
本发明相比现有技术具有以下优点：
提供一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，在传统的棉纺织纱线加工的基础上进行了很大程度的改善，在不进行混纺的前提下，有效地改善提升了棉纺织纱线对染料的固色能力，以及提高了棉纺织制品的抗菌防霉特性，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明具体实施例部分固色率对比图。
具体实施方式
一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）电子束辐照处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处，电子束辐照处理的剂量为3~4×106rad/s，辐照处理20~30min后，取出备用；
（三）浸泡处理：
将步骤（二）中辐照处理后的卷状棉絮浸入处理液中，浸泡处理2~4h后滤出，浸泡处理时保持处理液的温度为70~90℃，在真空度为0.03~0.04MPa，温度为50~70℃的条件下进行真空烘干备用，其中处理液中各成分及对应重量百分比为：青蒿素0.5~0.6%、α-甜没药醇1~1.4%，纳米二氧化硅0.3~0.5%、富里酸4~5%、甘油10~15%，余量为75%的乙醇；
（四）冷等离子体处理：
将步骤（三）中浸泡处理后的棉絮置于DBD冷等离子体设备中，冷等离子体处理的功率为0.3~0.7kW，处理10~16min后取出备用；
（五）梳棉、并条：
将步骤（四）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（六）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（五）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
为了对本发明做更进一步的解释，下面结合下述具体实施例进行阐述。
实施例1
一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）电子束辐照处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处，电子束辐照处理的剂量为3×106rad/s，辐照处理20min后，取出备用；
（三）浸泡处理：
将步骤（二）中辐照处理后的卷状棉絮浸入处理液中，浸泡处理2h后滤出，浸泡处理时保持处理液的温度为70℃，在真空度为0.03MPa，温度为50℃的条件下进行真空烘干备用，其中处理液中各成分及对应重量百分比为：青蒿素0.5%、α-甜没药醇1%，纳米二氧化硅0.3%、富里酸4%、甘油10%，余量为75%的乙醇；
（四）冷等离子体处理：
将步骤（三）中浸泡处理后的棉絮置于DBD冷等离子体设备中，冷等离子体处理的功率为0.3kW，处理10min后取出备用；
（五）梳棉、并条：
将步骤（四）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（六）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（五）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
实施例2
一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）电子束辐照处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处，电子束辐照处理的剂量为3.5×106rad/s，辐照处理25min后，取出备用；
（三）浸泡处理：
将步骤（二）中辐照处理后的卷状棉絮浸入处理液中，浸泡处理3h后滤出，浸泡处理时保持处理液的温度为80℃，在真空度为0.05MPa，温度为60℃的条件下进行真空烘干备用，其中处理液中各成分及对应重量百分比为：青蒿素0.55%、α-甜没药醇1.2%，纳米二氧化硅0.4%、富里酸4.5%、甘油12.5%，余量为75%的乙醇；
（四）冷等离子体处理：
将步骤（三）中浸泡处理后的棉絮置于DBD冷等离子体设备中，冷等离子体处理的功率为0.5kW，处理13min后取出备用；
（五）梳棉、并条：
将步骤（四）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（六）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（五）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
实施例3
一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）电子束辐照处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处，电子束辐照处理的剂量为4×106rad/s，辐照处理30min后，取出备用；
（三）浸泡处理：
将步骤（二）中辐照处理后的卷状棉絮浸入处理液中，浸泡处理4h后滤出，浸泡处理时保持处理液的温度为90℃，在真空度为0.04MPa，温度为70℃的条件下进行真空烘干备用，其中处理液中各成分及对应重量百分比为：青蒿素0.6%、α-甜没药醇1.4%，纳米二氧化硅0.5%、富里酸5%、甘油15%，余量为75%的乙醇；
（四）冷等离子体处理：
将步骤（三）中浸泡处理后的棉絮置于DBD冷等离子体设备中，冷等离子体处理的功率为0.7kW，处理16min后取出备用；
（五）梳棉、并条：
将步骤（四）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（六）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（五）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
实施例4
一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）浸泡处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮浸入处理液中，浸泡处理3h后滤出，浸泡处理时保持处理液的温度为80℃，在真空度为0.05MPa，温度为60℃的条件下进行真空烘干备用，其中处理液中各成分及对应重量百分比为：青蒿素0.55%、α-甜没药醇1.2%，纳米二氧化硅0.4%、富里酸4.5%、甘油12.5%，余量为75%的乙醇；
（三）冷等离子体处理：
将步骤（二）中浸泡处理后的棉絮置于DBD冷等离子体设备中，冷等离子体处理的功率为0.5kW，处理13min后取出备用；
（四）梳棉、并条：
将步骤（三）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（五）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（四）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
实施例5
一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）电子束辐照处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处，电子束辐照处理的剂量为3.5×106rad/s，辐照处理25min后，取出备用；
（三）冷等离子体处理：
将步骤（二）中电子束辐照处理后的棉絮置于DBD冷等离子体设备中，冷等离子体处理的功率为0.5kW，处理13min后取出备用；
（四）梳棉、并条：
将步骤（三）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（五）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（四）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
实施例6
一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）电子束辐照处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处，电子束辐照处理的剂量为3.5×106rad/s，辐照处理25min后，取出备用；
（三）浸泡处理：
将步骤（二）中辐照处理后的卷状棉絮浸入处理液中，浸泡处理3h后滤出，浸泡处理时保持处理液的温度为80℃，在真空度为0.05MPa，温度为60℃的条件下进行真空烘干备用，其中处理液中各成分及对应重量百分比为：青蒿素0.55%、α-甜没药醇1.2%，纳米二氧化硅0.4%、富里酸4.5%、甘油12.5%，余量为75%的乙醇；
（四）梳棉、并条：
将步骤（三）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（五）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（四）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
对照组
申请号为：CN201610669894.2 公开的一种银螯合纤维抗菌高支棉纺纱线及其制备方法。
为了对比本发明效果，分别将实施例1~6以及对照组对应方法制备的纱线采用平纹组织进行编织成织带，分别以分散红3B、分散黄S-4GL、分散深蓝HGL为分散染料，参照（黄永东.涤纶织带染色技术探讨[J]. 科研与生产, 2019(3):1~2.）的方法对各组织带进行染色染色后，进行性能测试，具体为：
（1）防霉试验：
将对应制备的每组染色后的织带试件分别置于25~30℃，湿度为65~75%的环境中，5周后开始目测观察织带的菌感染面积和霉菌生长情况，以后每隔4周观察一次，并做记录，被害值按表1分级，以此评定防霉抗菌效果（织带试件规格为长200mm×宽200mm），具体试验对比数据如下表2所示：
表1
Figure 341931DEST_PATH_IMAGE002
表2
Figure 790229DEST_PATH_IMAGE004
由上表2可以看出，本发明提供了一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，在不改变纺纱方式的前提下，有效的提高了棉纱线的防霉抗菌能力，具有很好的应用前景。
（2）固色率的测定
将织带上未固着的水解染料洗掉，然后通过标准皂液与皂煮残液的光密度值计算试样在织带上的固色率。将收集的皂洗残液和水洗液合并，与标准皂液稀释相同的倍数后，用紫外分光光度计在皂液液的最大吸收波长处分别测出皂洗残液和标准皂液的吸光光度值Di和D0，再用下列公式计算固色率：F（%）＝E－D1／D0×100%，，每组做6个平行试验，取平均值作为最终试验结果，具体试验对比数据如图1所示。
由图1可以看出，本发明提供了一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，其固色率高达94.5%，而对照组的棉纱线的上染率仅为32.9%，可见本申请方法制备的棉纱线对染料的固色性能显著优于对照组方法制备的棉纱线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（一）清花：
先将原棉开松后去掉杂质，然后将散开的棉花纤维在气流负压的吸引下，经过组合管道，最后成卷状棉絮备用；
（二）电子束辐照处理：
将步骤（一）中所得的卷状棉絮置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处，辐照处理20~30min后，取出备用；
（三）浸泡处理：
将步骤（二）中辐照处理后的卷状棉絮浸入处理液中，浸泡处理2~4h后滤出，真空烘干备用；
（四）冷等离子体处理：
将步骤（三）中浸泡处理后的棉絮置于DBD冷等离子体设备中，处理10~16min后取出备用；
（五）梳棉、并条：
将步骤（四）中处理后所得的棉絮经过梳棉机梳理，制成棉条，然后将所得的棉条经二道并条机多根多次并在一起，形成熟棉条；
（六）粗纱、细纱：用粗砂机将步骤（五）所得的熟棉条进行粗纱，然后将成品卷绕在粗纱简管上，再经过高倍欠伸加捻成细纱，制成纱线即可。
2.根据权利要求1所述一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，其特征在于，步骤（二）中所述的电子束辐照处理的剂量为3~4×106rad/s。
3.根据权利要求1所述一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，其特征在于，步骤（三）中所述的处理液中各成分及对应重量百分比为：青蒿素0.5~0.6%、α-甜没药醇1~1.4%，纳米二氧化硅0.3~0.5%、富里酸4~5%、甘油10~15%，余量为75%的乙醇。
4.根据权利要求1所述一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，其特征在于，步骤（三）中所述的浸泡处理时保持处理液的温度为70~90℃。
5.根据权利要求1所述一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，其特征在于，步骤（三）中所述的真空烘干的工作参数为：真空度控制为0.03~0.04MPa，温度控制为50~70℃。
6.根据权利要求1所述一种抗菌、固色能力强的棉纱线的加工方法，其特征在于，步骤（四）中所述的冷等离子体处理的功率为0.3~0.7kW。
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