一種亞麻織物的復合晶變改性方法
【專利摘要】本發明涉及一種亞麻織物的復合晶變改性方法，是將亞麻織物置于密閉容器中，充入改性介質，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，再抽真空、高速離心旋轉牽伸和微波聯合作用并去除改性介質，即獲得復合晶變改性亞麻織物。本發明晶變改性后的織物孔隙增大、結晶度降低、織物柔軟，提高了產品的尺寸穩定性、柔軟性和染色性能等；采用瞬間釋放壓力的方法，大幅提高了織物的蓬松性和柔軟性；采用抽真空、高速離心旋轉牽伸和微波輻射聯合作用，進一步提高了織物的品質，并大幅提高了改性效率。
【專利說明】一種亞麻織物的復合晶變改性方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種亞麻織物的復合晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質升壓至改性壓力、保壓一段時間、然后瞬間釋放壓力，再采用抽真空、高速離心旋轉牽伸和微波聯合作用并去除改性介質的亞麻織物復合晶變改性方法。
【背景技術】
[0002]亞麻織物是由天然紗線中楊氏模量較大的亞麻紗線織成的。其吸濕性優良、靜電小、保暖性強、抗腐耐熱等優點，但也存在堅硬、發皺、縮水、難紡、難織、難染等缺陷，導致其服用性能差，不易做成高端紡織亞麻織物，絕大多數是低附加值的產品。
[0003]為了改變上述現狀，已有很多種改性方法，如物理改性方法、化學改性方法和生物改性方法。物理改性方法主要包括放電技術改性、高壓蒸汽閃爆改性、超聲空化及微波輻照改性、液氨加工改性等。化學改性方法主要包括酯類改性、醚類改性、接枝改性和交聯改性等。生物改性方法主要利用生物酶進行脫膠、拋光等處理。
[0004]現在國內外已經形成產業化生產的改性方法主要有液氨加工改性和堿絲光改性。液氨改性與堿絲光處理有著相似的效果，如天然卷曲消失、截面變圓、內腔變小等特點，但堿絲光改性的殘留堿液不易去除且還會導致織物融蝕和不均勻性，最主要的差別是液氨改性效果優于堿絲光改性。國內利用液氨作為改性介質，在密閉容器中常規升壓一保壓一再回收織物中改性介質的方法對亞麻織物有一定效果，但該方法只有一次改性，溶脹不徹底、結晶度降低不明顯、染色性能沒有得到明顯改善。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種亞麻織物的復合晶變改性方法，具體地說是一種通過將改性介質增壓到改性壓力，并保壓一段時間后，瞬間釋放壓力，再采用抽真空、高速離心旋轉牽伸和微波聯合作用并去除改性介質的亞麻織物復合晶變改性方法。
[0006]本發明的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，是將亞麻織物置于密閉容器中，充入改性介質，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，再采用抽真空、高速離心旋轉牽伸和微波聯合作用并去除改性介質，即獲得復合晶變改性亞麻織物。其原理是:將亞麻織物置于密閉容器中，該密閉容器可以在高壓下動密封和負壓下動密封，并且零泄漏。通過壓力平衡充液和非平衡調速充液，可調節充入密閉容器中改性介質的流量、時間和溫度，從而調控改性的壓力、兩相界面及上述參數的變化速率，進而調控液態介質的滲透率、滲透速率及蒸發速率等工藝參數；同時調節改性壓力的保壓時間；上述工藝可使改性介質的擴散系數提高，改性介質較好的滲透到織物組織中，重構織物纖維素分子間的氫鍵網絡，改變了織物的微觀結構，加劇織物纖維素大分子鏈段運動，使織物纖維素分子間發生溶脹作用，孔隙增大，結晶度減小，實現了織物晶格結構的一次調控。再通過高速溢流，瞬間釋放密閉容器中大量液態改性介質，在織物組織內部與外部瞬間產生巨大壓差，形成高速爆膨，使改性介質的擴散系數大幅提高，完全重構了織物纖維素分子間的氫鍵網絡，織物纖維素分子間溶脹作用更徹底，孔隙增大明顯，結晶度顯著降低，實現了織物晶格結構的二次調控。最后再采用抽真空、高速離心旋轉牽伸、微波聯合作用，提升了絲光效果，結晶度也有所降低，實現了織物晶格結構的第三次調控并同時去除亞麻織物中的改性介質，大幅提高了改性效率，即完成了所述的復合晶變改性。針對不同剛度、不同組成成分的織物，調節織物晶格結構三次調控的相關參數，即可實現所述的復合晶變改性。復合晶變改性后亞麻織物具有柔軟性能優良、防皺抗縮、耐久蓬松，大幅提高了織物的紡、織、染性能，成為卓越的新紡材。
[0007]作為優選的技術方案:
[0008]如上所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，所述亞麻織物中亞麻紗線的細度為5支?120支；所述亞麻織物的經緯密度為100?600根/10cm。
[0009]如上所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，通過織物晶格結構的三次調控，使織物纖維素分子間溶脹作用更徹底，孔隙明顯增大，結晶度明顯降低，上染率提高，色牢度提高，絲光度提高，最后采用高速離心旋轉脫液、微波加熱和抽真空并行或交替的蒸發方法去除亞麻織物中的改性介質即完成了所述的復合晶變改性。采用所述的復合晶變改性方法，可使復合晶變改性亞麻織物的微觀晶格與所述亞麻織物的微觀晶格相比，孔隙增大15%?19%，結晶度減小16%?30% ;所述復合晶變改性亞麻織物與所述亞麻織物相比，上染率提高25%?35%，色牢度提高21%?30%，絲光度提高，改性效率提高10%?25%。
[0010]如上所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，改性介質為液氨；改性介質需具備如下三點特征:1)具有優良的擴散性；2)能與織物纖維素間形成大量的氫鍵，重構織物纖維素分子間的氫鍵網絡，提高織物纖維素的溶脹性能；3)易于相變調控，便于改性介質蒸發與回收。而液氨具有分子量小、粘性小、表面張力小、易于相變等特殊的物理性質，這些特殊性質使得液氨滿足上述三個特征。
[0011]如上所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，改性壓力瞬間釋放，瞬間產生高壓力差，可以大幅提高改性介質的擴散系數，使亞麻織物產生充分溶脹，是復合晶變改性的關鍵工藝過程。對不同的亞麻織物，要求的改性壓力不同，壓力釋放的快慢不同，瞬間產生的壓力差不同，在不提高改性壓力的前提下，要獲得盡可能高的釋放壓力差，應使改性壓力降到負壓。對亞麻織物，改性壓力需要大于等于IMPa，會達到2MPa。因此所述改性壓力應為I?2MPa。
[0012]為獲得盡可能高的釋放壓力差，應使改性壓力降到負壓，因此改性壓力的瞬間釋放，要求改性壓力瞬間降到改性壓力的1%及以下。
[0013]如上所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，為了規范工藝標準，所述壓力是指絕對壓力。
[0014]如上所述的一種亞麻織物的晶變改性方法，要獲得優良的溶脹效果，要求壓力從改性壓力降到改性壓力的1%的時間小于等于5.0秒即可，在I秒?5秒為宜，因此所述釋放壓力的瞬間為I秒?5秒，對應的所述釋放壓力的降壓速率為2MPa/s?4MPa/s。
[0015]如上所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，為獲得改性介質良好的擴散性及最佳改性效果，且改性過程能量消耗最小，需要調控充液過程中氨液的流量、時間和溫度，達到調控壓力的目的，進而調控介質滲透率、滲透速率、蒸發率、蒸發速率和相變過程。而升壓過程是最重要的影響因素之一，對不同的織物需采用不同的升壓過程，大量試驗表明:亞麻織物適合用線性升壓，升壓速率k滿足關系式I = ; = /+ ?，其中t為升壓時間，k0為初
at
始升壓速率；對于亞麻織物，初始升壓速率1?不小于0.5MPa/min,會達到IMPa/min,因此所述初始升壓速率1?在0.5MPa/min?IMPa/min范圍內。
[0016]如上所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，在改性過程中，升壓后保壓一段時間是為了使改性介質能更充分的滲透到織物組織結構中，更好的完成織物纖維素分子間的氫鍵網絡重構。這一過程對所有織物的復合晶變改性都是必要的。對亞麻織物，升壓后保壓Imin以上即可,保壓時間在I?IOmin為宜，因此所述升壓后保壓時間為I?lOmin。
[0017]如上所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，在亞麻織物的第三次晶格調控的同時去除改性介質。
[0018]如上所述的第三次晶格調控為抽真空、高速離心旋轉牽伸和微波聯合作用并發運行或交替運行。抽真空至負壓及以下；高速離心旋轉速度至120?320rpm，旋轉時間可達IOmin,徑向牽伸至1.2?3mm ;微波加熱中單個改性爸功率在IkW?20kW之間。
[0019]有益效果:
[0020]本發明采用以上技術方案的優點如下:
[0021]1.本發明是通過改變晶體結構來達到改性目的的。改性處理后的織物克服其原有缺陷，孔隙增大、結晶度降低、織物柔軟，提高了產品的尺寸穩定性、柔軟性、勻染性和染色性能等。
[0022]2.本發明采用瞬間釋放壓力的方法，使得改性后的織物最大程度的溶脹閃爆，柔軟性能優良、防皺抗縮、 耐久蓬松，大幅提高了織物的紡、織、染性能，成為卓越的新紡材。
[0023]3.提供了一種無水、幾乎無介質損耗、無污染、零排放、節能、高效的亞麻織物改性方法。
【具體實施方式】
[0024]下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0025]實施例1
[0026]一種亞麻織物的復合晶變改性方法，將5支X 5支、250根/IOcmX 100根/IOcm的亞麻織物置于密閉容器中，充入液氨，按線性升壓方式升壓，升壓速率k滿足關系式
dP
\k = — = t + k0，初始升壓速率1?為0.5MPa/min,升壓至改性壓力IMpa,保壓lmin,然后在at
5秒內以2MPa/s的降壓速率瞬間釋放至0.005Mpa。最后采用高速離心旋轉脫液、微波加熱和抽真空并行的蒸發方法去除亞麻織物中的改性介質，即獲得復合晶變改性亞麻織物。其中高速離心旋轉速度至120rpm,旋轉時間可達IOmin,徑向牽伸至1.2mm ;微波加熱中單個改性釜功率為IkW;抽真空至負壓及以下。所述復合晶變改性亞麻織物的微觀晶格與所述亞麻織物的微觀晶格相比，孔隙增大15%，結晶度減小16% ;所述復合晶變改性亞麻織物與所述亞麻織物相比，上染率提高25%，色牢度提高21%，改性效率提高10%。[0027]實施例2
[0028]一種亞麻織物的復合晶變改性方法，將30支X 36支、218根/10cmX 196根/10cm的亞麻織物置于密閉容器中，充入液氨，按線性升壓方式升壓，升壓速率k滿足關系式
【權利要求】
1.一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征是:將亞麻織物置于密閉容器中，充入改性介質，升壓至改性壓力，然后瞬間釋放壓力，再采用抽真空、高速離心旋轉牽伸和微波聯合作用并去除改性介質，即獲得復合晶變改性亞麻織物。
2.根據權利要求1所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，所述亞麻織物中亞麻紗線的細度為5支?120支；所述亞麻織物的經緯密度為100?600根/10cm。
3.根據權利要求1所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，所述復合晶變改性亞麻織物的微觀晶格與所述亞麻織物的微觀晶格相比，孔隙增大15%?19%，結晶度減小16%?30% ;所述復合晶變改性亞麻織物與所述亞麻織物相比，上染率提高25%?35%，色牢度提高21%?30%，改性效率提高10%?25%。
4.根據權利要求1所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，所述改性介質為液氨。
5.根據權利要求1所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，所述改性壓力P為I?2MPa，所述瞬間釋放壓力是指壓力瞬間降到所述改性壓力的1%及以下。
6.根據權利要求5所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，所述壓力為絕對壓力。
7.根據權利要求1或5所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，所述瞬間是指I秒?5.0秒，所述釋放壓力的降壓速率為2MPa/s?4MPa/s。
8.根據權利要求1所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，所述升壓,]}>為線性升壓，升壓速率k滿足關系式`A = — - 1 +1<'、，其中t為升壓時間，1?為初始升壓速Ul率，k0 為 0.5MPa/min ?IMPa/min。
9.根據權利要求1所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，升壓后保持 Imin ?lOmin。
10.根據權利要求1所述的一種亞麻織物的復合晶變改性方法，其特征在于，所述抽真空、高速離心旋轉牽伸和微波聯合作用為:抽真空直至負壓及以下，高速離心旋轉速度至120?320rpm、徑向牽伸至1.2?3mm,微波福射、抽真空和高速離心旋轉牽伸聯合作用，并發運行或交替運行，去除亞麻織物中的改性介質。
【文檔編號】D06B5/22GK103437101SQ201310318124
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月26日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】孟婥, 黃雙, 孫以澤, 徐洋 申請人:東華大學, 上海盟津光電科技有限公司