纖維表面具有納米結構的抗起毛起球羊毛織物及其制備方法技術

本發明專利技術屬于紡織品的功能性加工領域，尤其涉及纖維表面具有納米結構的抗起毛起球羊毛織物及其制備方法。本發明專利技術是通過將羊毛織物放入低溫等離子體處理腔內，然后將處理腔內的壓力抽至小于或等于１０Ｐａ，通入非聚合性氣體調節處理腔內的壓力為１０～１７０Ｐａ，開始放電進行低溫等離子體處理，在功率１０～３００Ｗ下處理１～６０ｍｉｎ，在羊毛纖維表面構造納米級凹凸結構，同時在羊毛纖維表面產生親水性基團，從而得到抗起毛起球性優異的羊毛織物。對低溫等離子體處理后的羊毛織物，可以進一步進行柔軟整理等其他功能性整理。該技術不使用任何化學試劑，無廢水排放、無環境污染、并可節約能源，具有顯著的經濟效益和社會效益。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于紡織品的功能性加工領域，尤其涉及。
技術介紹
羊毛作為一種天然纖維，由于其手感柔軟，質地堅牢，并具有良好的卷曲彈性和保暖性，光澤自然柔和，一直是比較高檔的紡織原料，深受廣大消費者的喜愛。但在穿著時纖維之間因靜電、摩擦等原因互相纏結而形成難看的球狀團塊，從而影響服裝的美觀，一直是消費者、生產商以及研究人員的難題。織物的起毛起球是一種物理現象。由于纖維的抱合力差，纖維端易露在外面，通過摩擦或污物聚集而形成毛球。一般在衣服的表面上暴露著纖維的茸毛，在穿著過程中，這些茸毛縱橫交錯和滾動，互相糾纏，再加上由于人體的摩察而產生的靜電，使織物造成易吸塵、易臟，而這些污物的附著更容易產生起毛起球。為減少織物的起毛起球現象，往往在織物的后期整理工序進行抗起毛起球處理。通常的方法有腐蝕法，即對織物采用蟻酸、醋酸、磷酸、硫酸或氯化鋅、溴化鋅、硝酸鋅、季銨堿、堿土金屬氫氧化物等，通過消除茸毛來達到抗起毛起球的目的，但這種方法會嚴重損傷纖維，無法確保羊毛原有的風格；另外還有樹脂整理法，即通過有機硅樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚氨酯樹脂、三聚氰胺樹脂等，還有用如毛紡科技1997年第3期中報道的絲素肽、特開平11-12945公開的水溶性環氧化合物等對織物進行整理，在織物表面形成一層薄膜，使茸毛無法互相纏結，從而達到抗起毛起球的目的，但這種方法耐久性差，經多次洗滌或摩擦后表面的薄膜會脫落，從而失去其抗起毛起球效果。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于克服目前羊毛織物易起毛起球的缺陷，提供一種纖維表面具有納米結構的抗起毛起球羊毛織物。本專利技術的再一目的是提供一種不使任何化學試劑制備纖維表面具有納米結構的抗起毛起球羊毛織物的方法，該方法是通過低溫等離子體這種干式處理工藝在羊毛纖維表面構造納米級凹凸結構，以及使羊毛纖維表面產生親水性基團來實現。本專利技術通過用低溫等離子體這種干式處理工藝對羊毛纖維表面進行物理與化學改性，首先在羊毛纖維表面構造納米級凹凸結構，大大增加羊毛纖維的比表面積，使羊毛纖維之間的抱合力提高，不讓毛茸露出到外面，同時在羊毛纖維表面產生親水性基團，使羊毛纖維的抗靜電性得以提高，從而達到抗起毛起球的目的。當利用低溫等離子體處理織物時，低溫等離子體中含有的離子、激發態分子、自由基等多種活性粒子與纖維表面進行各種相互作用。該處理會對纖維表面產生侵蝕作用，其原因大體上有兩種一種是等離子體中的電子、離子等粒子撞擊纖維表面的濺射侵蝕。另一種是等離子體中的化學活性種對纖維表面的化學侵蝕。就是這兩種侵蝕作用使羊毛纖維表面產生納米級凹凸結構。同時低溫等離子體處理能有效地使纖維表面層產生大量自由基，該自由基接觸到空氣后便轉換成羧基、氨基、羥基等親水性基團。本專利技術的纖維表面具有納米結構的抗起毛起球羊毛織物，是指構成羊毛織物的纖維表面具有納米級凹凸形狀的結構，其納米級凹凸結構的形狀有多種多樣，其凹處的直徑或寬為30～200nm。本專利技術的纖維表面具有納米結構的抗起毛起球羊毛織物的制備方法是，將羊毛織物放入低溫等離子體處理腔內，然后將處理腔內的壓力抽至小于或等于10Pa，通入非聚合性氣體調節處理腔內的壓力為10～170Pa，優選26～130Pa，更優選26～85Pa；然后開始放電，進行低溫等離子體處理；功率是10～300W，優選30～200W，更優選50～100W，處理時間1～60min，優選1.5～30min，更優選5～20min。在低溫等離子體處理時，若真空度過低，電子的平均自由程小，電子在一個碰撞周期內從外電場獲得的能量小，因而能量高到足以激發電離氣體分子或原子的電子數目少，等離子體氛圍中活性粒子的數目少，能量低，作用于羊毛表面后的效果差；若真空度過高，氣體稀薄，粒子數目本身就少，可用于激發、電離生成活性粒子的粒子數目就更少，因而作用于羊毛表面的粒子數量少，兩個相反因素使得當真空度適中時，才可獲得最佳的處理效果。低溫等離子體處理時，若放電功率太小，則所需處理時間過長；功率若太大，放電不穩定，反應不好控制。處理時間若過短，起不到效果；若過長，對纖維損傷較大。所述的通入的氣體是空氣、氧氣、氮氣、二氧化碳、氬氣、氦氣、氨氣等非聚合性氣體或它們的任意混合氣體。但從操作的簡易性和成本考慮優選使用空氣。對上述低溫等離子體處理后的羊毛織物，可以進一步進行柔軟整理或其它整理，以提高其服用性能。所述的柔軟整理是使用柔軟劑，將柔軟劑配制成濃度為20～60g/L、浴比1∶20～1∶60的整理液，在25～40℃溫度下將羊毛纖維浸漬在該整理液中20～40min，取出軋液，軋液率為70～90％，然后在70～90℃溫度下預烘5～20min，以及在100～170℃溫度下烘焙1～4min。所述的柔軟劑可以使用從市場買來的或自制的如氨基有機硅類柔軟劑、脂肪酸酰胺類柔軟劑、聚醚改性有機硅類柔軟劑或高分子脂肪醇類柔軟劑等通常的柔軟劑。但從效果和成本考慮優選使用氨基有機硅類柔軟劑。本專利技術采用低溫等離子體對羊毛織物進行處理，在羊毛纖維表面構造納米凹凸結構，大幅度增加羊毛纖維的比表面積，使羊毛纖維之間的抱合力提高，同時在羊毛纖維表面產生親水性基團，使羊毛纖維的抗靜電性得以提高，從而使羊毛織物具有優異的抗起毛起球效果。如果進一步結合使用柔軟整理，可以得到抗起毛起球性和手感同時優異的羊毛織物。該技術無廢水排放、無環境污染、并可節約能源，具有顯著的經濟效益和社會效益。附圖說明圖1比較例1未處理羊毛纖維的電子掃描顯微鏡照片。圖2實施例1經處理羊毛纖維的電子掃描顯微鏡照片。下面結合實施例和比較例進一步說明本專利技術，但本專利技術并不局限于此。具體實施例方式實施例1將羊毛織物裁成直徑為13cm的圓形樣品，放入低溫等離子體反應室內，抽真空，當反應室內壓力達到4Pa時開始通入空氣使反應室內真空度平衡在26Pa，然后開始放電，進行低溫等離子體處理，用200W功率進行30min的放電處理。得到的纖維表面具有納米級凹凸結構，其凹處的直徑或寬為30～200nm。實施例2將羊毛織物裁成直徑為13cm的圓形樣品，放入低溫等離子體反應室內，抽真空，當反應室內壓力達到7Pa時開始通入氧氣使反應室內真空度平衡在160Pa，然后開始放電，進行低溫等離子體處理，用50W功率進行60min的放電處理。得到的纖維表面具有納米級凹凸結構，其凹處的直徑或寬為30～200nm。實施例3將羊毛織物裁成直徑為13cm的圓形樣品，放入低溫等離子體反應室內，抽真空，當反應室內壓力達到7Pa時開始通入氦氣/氮氣(體積比為6/4)使反應室內真空度平衡在67Pa，然后開始放電，進行低溫等離子體處理，用300W功率進行1min的放電處理。得到的纖維表面具有納米級凹凸結構，其凹處的直徑或寬為30～200nm。實施例4將羊毛織物裁成直徑為13cm的圓形樣品，進行與實施例1相同的空氣低溫等離子體處理，得到的纖維表面具有納米級凹凸結構，其凹處的直徑或寬為30～200nm。然后把該空氣低溫等離子體處理后的羊毛織物用AV-910氨基改性硅柔軟劑(先進有限公司生產)進行柔軟整理。其中，柔軟劑的使用濃度為30g/L、浴比為1∶30、織物在40℃浸漬30分鐘后取出，在80℃預烘20分鐘并在150℃烘焙2分鐘。比較例1將羊毛織物裁成直徑為13cm的圓形樣品，不進行任本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種纖維表面具有納米結構的抗起毛起球羊毛織物，其特征是：在構成羊毛織物的纖維表面具有納米級凹凸形狀的結構。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：金鮮英，劉必前，江雷，
申請(專利權)人：中科納米技術工程中心有限公司，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]