專(zhuān)利名稱(chēng)：一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚酯纖維或織物的減量方法領(lǐng)域，特別涉及一種常壓等離子體協(xié)同堿處理纖維或織物的減量方法。
背景技術(shù)：
作為產(chǎn)量最大的合成纖維，聚酯纖維及織物以高強(qiáng)度、高彈性、優(yōu)良的耐磨性和耐光性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于衣料、各種裝飾布料以及其它工業(yè)用纖維制品。但其本身固有的疏水性、極光效應(yīng)和較差的懸垂性，限制了聚酯纖維或者織物在某些方面的應(yīng)用。為了改善這些性質(zhì)，工業(yè)上常采用堿減量方法進(jìn)行處理。即在100°C左右的溫度和一定濃度的NaOH水溶液中，聚酯分子的酯鍵和NaOH反應(yīng)，發(fā)生水解，在聚酯纖維表面形成大小不一的微凹坑，生成不同聚合度的水解產(chǎn)物，使聚酯纖維的質(zhì)量減少15%以上，減少光滑的纖維表面對(duì)光的直接反射，使光在纖維表面發(fā)生漫反射，使其具有真絲般的光澤和柔軟性，同時(shí)提高其吸濕性、染色性等，已經(jīng)成為聚酯生產(chǎn)的常規(guī)過(guò)程。但堿減量過(guò)程最終伴隨著苯甲酸納鹽、乙二醇等小分子水解產(chǎn)物的大量生成與回收處理，堿的利用率低和回收問(wèn)題，高溫的能耗問(wèn)題，堿減量后的織物容易發(fā)飄，懸垂性下降等，是高能耗高污染的過(guò)程。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)改善堿減量處理方法進(jìn)行了大量的研究。中國(guó)專(zhuān)利CN101736571A公開(kāi)一種聚酯織物可控堿減量的方法。此法采用高溫高壓，并添加具有滲透、潤(rùn)濕和分散特性的離子表面促進(jìn)劑，可使減量均勻，堿利用率達(dá)95%以上。但該法需要120-130°C高溫及高壓，以及額外的陰離子添加劑，對(duì)設(shè)備的要求高，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生較大的能耗。中國(guó)專(zhuān)利CN102051806A公開(kāi)一種面料堿減量處理方法。此方法是將聚酯織物先用雙氧水進(jìn)行浸泡，再放入堿槽進(jìn)行堿減量處理。該方法利用雙氧水低溫下的強(qiáng)氧化作用，使纖維表面發(fā)生預(yù)水解，可以顯著的降低堿處理溫度。但該法在降低處理溫度的同時(shí)，也帶來(lái)額外的雙氧水的添加。日本專(zhuān)利JP2005002527A公開(kāi)一種聚酯纖維堿減量促進(jìn)劑及其減量加工方法，此方法是采用可回收的乙醇作為堿減量促進(jìn)劑。日本專(zhuān)利JP10317276A公開(kāi)的方法是采用乙二醇和氫氧化鈉作為堿處理溶液，在較低的堿濃度的條件下即可具有良好的減量重現(xiàn)性。這兩種方法都很好地解決了促進(jìn)劑殘留的問(wèn)題，并且降低了堿的濃度。但減量過(guò)程中的堿處理溫度并沒(méi)有顯著降低。這些化學(xué)方法對(duì)堿減量過(guò)程的改善取得了一定效果，但并沒(méi)有顯著減少化學(xué)試劑的使用，因此研究人員提出了一些物理方法。中國(guó)專(zhuān)利CN1303970A公開(kāi)了一種微波堿減量的方法。此法是將浸軋堿液后的聚酯織物經(jīng)過(guò)微波處理進(jìn)行減量，可以顯著降低處理時(shí)間，減少工 業(yè)能耗和污染。日本專(zhuān)利JP9256269A公開(kāi)的方法是聚酯織物經(jīng)低壓水銀燈紫外光輻射后，浸入不加促進(jìn)劑的堿溶液中進(jìn)行處理。此法降低了堿的濃度和處理時(shí)間，而且不使用促進(jìn)劑。但兩個(gè)專(zhuān)利都沒(méi)有討論達(dá)到柔和光澤和手感時(shí)織物的減量率，也沒(méi)有討論微波或者紫外光照射對(duì)織物力學(xué)性能的影響。低溫等離子體含有數(shù)電子伏特的能量較高的電子和其他高能活性粒子，足以使聚酯纖維或者織物表面分子發(fā)生斷鍵裂解，使材料表面產(chǎn)生物理和化學(xué)的變化，從而改善材料的表面性能，雖然等離子體氣體溫度略高于室溫，但不影響材料本體的性質(zhì)，具有操作簡(jiǎn)單、加工速度快、處理效果好、節(jié)能無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微電子行業(yè)的刻蝕、封裝等方面。國(guó)內(nèi)外均有將低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用于聚酯纖維織物堿減量過(guò)程的研究，但是這 些產(chǎn)生低溫等離子體的裝置和設(shè)備大都需要昂貴的真空系統(tǒng)，不利于纖維織物低成本連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，該方法操作方便，加工速度快，設(shè)備簡(jiǎn)單，處理效果好，處理后的聚酯纖維或織物，減量均勻穩(wěn)定，具有蠶絲一般的光澤，柔軟性和懸垂性好，強(qiáng)力損失小，綜合性能更加優(yōu)化。本發(fā)明的一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，包括(I)將聚酯纖維或織物在常壓反應(yīng)性等離子體氛圍中進(jìn)行處理；所述的常壓反應(yīng)性等離子體采用的電源頻率范圍為20-4000kHz，功率30-1000W，調(diào)制脈沖頻率l_50kHz，占空比1-99% ；(2)將步驟(I)得到的處理后的纖維或織物浸潰在堿溶液進(jìn)行堿處理，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)水洗、烘干，即可。步驟(I)中所述的常壓反應(yīng)性等離子體采用陶瓷、聚四氟乙烯等介質(zhì)阻擋放電，在常溫常壓的環(huán)境下產(chǎn)生。步驟(I)中所述的常壓反應(yīng)性等離子體的放電氣體為02、N2, Ar氣體中的一種或幾種。所述的氬氣的流量為1-8SLM，氧氣的流量為l-50SCCm，氮?dú)獾牧髁繛閘-50Sccm。步驟(2)中所述堿溶液中的堿為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的一種或幾種。上述堿溶液的質(zhì)量濃度為5-25%。步驟(2)中所述堿處理的溫度為70-90°C，處理時(shí)間為15-30min。本發(fā)明中通過(guò)常壓等離子體協(xié)同減量處理后，聚酯織物減量率低于5%的情況下，就在表面產(chǎn)生均勻分布的凹坑與孔洞，孔洞的直徑在0. 5-2. 5um,與100°C、45min更高溫度和更長(zhǎng)時(shí)間的常規(guī)堿減量條件下獲得的結(jié)果相比，減量率大幅下降，漫反射增強(qiáng)，織物柔軟，懸垂性提高，達(dá)到了均勻刻蝕協(xié)同減量的效果。同時(shí)，纖維或織物的親水性、粘結(jié)性及染色性得到了改善。本發(fā)明通過(guò)等離子體中活性粒子與織物纖維表面分子的物理化學(xué)相互作用，對(duì)聚酯纖維進(jìn)行均勻的表面刻蝕減量，在低減量率的情況下，達(dá)到常規(guī)堿減量高減量率的效果，從源頭上降低了堿減量廢水中聚酯水解產(chǎn)物苯甲酸納鹽、乙二醇等的含量，而且堿減量過(guò)程可以在更低的溫度和更短的時(shí)間下進(jìn)行。制得的纖維或織物在低減量率的情況下，可以達(dá)到常規(guī)堿減量高減量率的絲綢般柔和光澤和更好的懸垂性。本方法的特點(diǎn)是處理過(guò)程在常溫常壓下進(jìn)行，在顯著降低了減量率的條件下，獲得均勻刻蝕纖維表面和絲 綢般柔和光澤，從源頭上減小了堿減量對(duì)環(huán)境的污染和能耗，并降低了堿處理的溫度和時(shí)間以及化學(xué)試劑的用量，對(duì)于解決化纖染整行業(yè)高能耗高污染問(wèn)題，具有積極的意義和推廣價(jià)值。與常規(guī)堿減量方法相比較，本發(fā)明所述方法對(duì)聚酯纖維織物的減量結(jié)果如表I所示
權(quán)利要求
1.一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，包括 (1)將聚酯纖維或織物在常壓反應(yīng)性等離子體氛圍中進(jìn)行處理；所述的常壓反應(yīng)性等離子體采用的電源頻率范圍為20-4000kHz，功率30-1000W，調(diào)制脈沖頻率l_50kHz，占空比1-99% ； (2)將步驟(I)得到的處理后的纖維或織物浸潰在堿溶液進(jìn)行堿處理，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)水洗、烘干，即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，其特征在于步驟(I)中所述的常壓反應(yīng)性等離子體采用陶瓷或聚四氟乙烯介質(zhì)阻擋放電，在常溫常壓的環(huán)境下產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，其特征在于步驟(I)中所述的常壓反應(yīng)性等離子體的放電氣體為02、N2、Ar氣體中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，其特征在于所述的IS氣的流量為1-8SLM,氧氣的流量為l_50sccm,氮?dú)獾牧髁繛閘_50sccmo
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，其特征在于步驟(2)中所述堿溶液中的堿為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，其特征在于步驟(2)中所述堿溶液的質(zhì)量濃度為5-25%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，其特征在于步驟(2)中所述堿處理的溫度為70-90°C，處理時(shí)間為15-30min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種常壓等離子體協(xié)同堿處理聚酯纖維或織物的減量方法，包括(1)將聚酯纖維或織物在常壓反應(yīng)性等離子體氛圍中進(jìn)行處理；所述的常壓反應(yīng)性等離子體采用的電源頻率范圍為20-4000kHz，功率30-1000w，調(diào)制脈沖頻率1-50kHz，占空比1-99％；(2)將步驟(1)得到的處理后的纖維或織物浸漬在堿溶液進(jìn)行堿處理，反應(yīng)結(jié)束后，水洗、烘干，即可。本發(fā)明的方法操作方便，加工速度快，設(shè)備簡(jiǎn)單，沒(méi)有額外堿減量化學(xué)促進(jìn)劑；本發(fā)明處理后的聚酯纖維或織物，減量均勻穩(wěn)定，具有蠶絲一般的光澤，柔軟性和懸垂性好，強(qiáng)力損失小，綜合性能更加優(yōu)化；由于堿量率低，從源頭上減小了堿減量污水中污染物的含量。
文檔編號(hào)D06M10/06GK102644194SQ20121012252
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者張菁, 石建軍, 郭穎, 高明 申請(qǐng)人:東華大學(xué)