一種井下工人防護服面料的制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，具體步驟為:采用棉纖維、滌綸纖維與PEN纖維進行混紡成紗，將混紡紗織成斜紋織物;對此織物進行疏水拒油整理，所述的疏水拒油整理包括:先用載氣常溫常壓等離子體預處理織物，然后在織物上固著ZnO納米棒陣列，最后采用疏水疏油整理劑整理織物;對整理后的織物先風干，然后在烘箱中加熱烘干，得到井下工人防護服面料。本發明的井下工人防護服面料具有疏水疏油、抗靜電且耐摩擦等優點。
【專利說明】一種井下工人防護服面料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于功能性服用面料領域，特別涉及一種疏水疏油、抗靜電、耐摩擦的井下工人防護服面料。
【背景技術】
[0002]安全生產是關系國計民生的一件大事，近年來煤礦安全生產已成為當前安全生產工作的重中之重，然而瓦斯爆炸事故卻在煤礦安全事故中占有相當大的比重。
[0003]礦井瓦斯是一種無色、無味的氣體，它難溶于水，擴散性比空氣高。當瓦斯在空氣中達到一定濃度時，遇到靜電火花，便能引起瓦斯爆炸，對安全生產威脅很大。在煤礦安全生產中，井下作業人員服裝的抗靜電問題應當被納入煤礦防爆管理范圍。使用抗靜電工作服是避免因運動摩擦而產生靜電，減少瓦斯爆炸事故發生的有力保障。
[0004]對井下工人的服裝來說，其功能性相比于外觀美感而言，具有更實際的使用價值和安全意義。我國井下工人的工作服，習慣上采用藍、黑色為主的深色調。由于井下工作的對象，如煤，有色礦石等也多是黑色或其它深色，再加上井下工作空間狹小、光線差、反光度低，所以對區分工人和工作環境帶來不利影響，不利于保護井下工人的安全，也不利于事故發生后對受困人員的搜救。有研究表明，在黑色背景下，黃色被識別的距離約為紅色的2.2倍，為紫色的5.4倍，為藍色的3-9倍，因此采用黃色調工作服，使井下工人在勞動過程中，其服裝與環境的色彩度、明亮度能夠對比鮮明，便比較容易使其從環境中區分出來。本專利采用淺黃色面料，通過功能性整理，使其具有顏色警覺效果的同時，又具有自清潔能力，對改善工人的衛生條件具有重要意義。
[0005]本專利采用的三葉形截面滌綸纖維除具有優良的光學特性外，還具有較大的摩擦系數，因此織物手感粗糙，厚實耐穿，適于用作井下工人的防護服。
[0006]本專利采用的抗靜電母粒與PEN切片進行共混紡絲制備抗靜電PEN纖維不僅具有優良的力學性能，其楊氏模量和拉伸彈性模量均比PET高出50%，而且，PEN的力學性能穩定，即使在高溫高壓情況下，其彈性模量、強度、蠕變和壽命仍能保持相當的穩定性。另外，還具有優良的導電性能，充分起到抗靜電效果。
[0007]ZnO以它的抗菌性能著稱，并且是一種對人類健康無害的材料。此外，ZnO納米顆粒比銀和銅納米顆粒更容易制備且價格更便宜。ZnO納米顆粒通過超聲輻射被固著在織物上，同時便織物具有抗菌性能。織物的超疏水疏油表面通過ZnO納米棒陣列和隨后的疏水疏油有機溶劑改性獲得。
[0008]作為一種新型的纖維改性和織物整理方法，常壓等離子體技術以其污染小、能耗低、處理時間短、效果明顯等特點引起了人們的關注。常壓等離子體對纖維和紡織品的改性處理，可通過表面接枝、沉降聚合、減量刻蝕或注入改性等機埋，使其具有防水、防油、防污等功能。利用常壓等離子體處理技術處理纖維不但可以有效提高紗線或織物的疏水疏油性，而且也響應低耗能，無污染的生態、經濟、環境可持續發展方針，將工藝做到最優化。
【發明內容】
[0009]本發明要解決的技術問題是提供一種井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，具體步驟為:采用棉纖維、滌綸纖維與PEN纖維進行混紡成紗，將混紡紗織成斜紋織物；對此織物進行疏水拒油整理，所述的疏水拒油整理包括:先用載氣常溫常壓等離子體預處理織物，然后在織物上固著ZnO納米棒陣列，最后采用疏水疏油整理劑整理織物；對整理后的織物先風干，然后在烘箱中加熱烘干，得到井下工人防護服面料。
[0010]優選地，所述的棉纖維為米黃色棉纖維，所述的滌綸纖維為三葉形異形截面滌綸纖維，所述的PEN纖維為采用抗靜電母粒與PEN切片進行共混紡絲制得的抗靜電PEN纖維，棉纖維、滌綸纖維與PEN纖維的混紡比為20:30?40:40?50，混紡紗的細度為6?12英支。
[0011]優選地，所述的斜紋織物是二上一下的全線斜紋織物，其經紗細度為6?12英支，緯紗細度為6?12英支，經紗密度為260根/IOcm?280根/10cm，緯紗密度為160根/IOcm ?180 根 /IOcm0
[0012]優選地，所述的常溫常壓等離子體預處理采用常壓等離子體處理裝置，所述的常壓等離子體處理裝置包括一組或多組方式或圓式噴頭，所用的氣體為載氣和反應性氣體的混合氣體，射頻范圍為10?20兆赫茲，處理時間0.1?300秒，噴頭到織物的距離0.1?40毫米，處理功率0.1?200瓦，織物連續通過噴頭下方。
[0013]更優選地，所述的載氣為氦氣(He)和氬氣(Ar)中的一種或兩種，所述的反應性氣體為C2F4XF4和O2中的一種或幾種，載氣的流量為O?30L/min，反應性氣體的流量為O?0.3L/min。
[0014]優選地，所述的在織物上固著ZnO納米棒陣列的具體步驟為:將等體積的0.1OM無水硫酸鋅溶液、0.1OM碳酸鈉溶液和0.1OM的氫氧化鈉溶液混合，并在75 °C的水浴條件下攪拌30?40min生成ZnOH沉淀，離心分離所生成的沉淀，并用蒸餾水重復洗滌，將ZnOH風干，直至粉末重量不變，將ZnOH溶解在乙醇中制成膠態懸浮液，ZnOH和乙醇的重量比為1:60?80，將織物浸泡在膠態懸浮液中15-30分鐘，之后取出在50°C?70°C下烘干60?80分鐘。
[0015]優選地，所述的疏水疏油整理劑為選自有機氟系和有機硅系疏水拒油整理劑中的一種或幾種；所述采用疏水疏油整理劑整理織物的工藝為一浸一軋工藝，軋液率為50?70%。
[0016]優選地，所述的整理后的織物的風干時間為4?5小時，烘干溫度為80°C?100°C，時間為I?1.5小時。
[0017]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0018]1、本發明所涉及的三葉形滌綸纖維除具有優良的光學特性外，還具有較大的摩擦系數，因此織物厚實、耐穿。
[0019]2、本發明所涉及的抗靜電PEN纖維采用的抗靜電母粒與PEN切片進行共混紡絲制備抗靜電PEN纖維不僅具有優良的力學性能，而且具有良好的導電性能，有效防止因靜電產生的井下瓦斯爆炸。
[0020]3、本發明所涉及的棉纖維、三葉形滌綸纖維、PEN抗靜電纖維混紡較粗的雙股線織成二上一下的全線斜紋織物，布身厚實，強度大，耐摩擦，有彈性，穿著不貼身，結實耐用；[0021]4、本發明所涉及的常壓等離子體處理為干式清潔生產加工技術，節能高效，對環境無污染。
[0022]5、木發明所涉及的井下防護服顏色為米黃色，打破以往以黑色調為主的井下工人防護服顏色，對井下工人在井下作業時的可辨別度以及安全事故發生后的及時救援等的安全問題起到了保障作用。
[0023]6、本發明所涉及的等離子體處理織物，其表面粗糙度明顯增加，為進一步說我疏水疏油處理做鋪墊。
[0024]7、本發明的現在織物上固著ZnO納米棒陣列，隨后對織物進行疏水疏油有機溶劑改性，使織物獲得優越的疏水疏油性能的同時，還具有一定的抗菌性能。并且疏水疏油、自清潔功能充分保障了米黃色工作服在井下作業時的清潔性。
[0025]8、本發明操作簡單，設備投資和運行費用低，便于推廣應用。
[0026]9、本發明效果明顯，具有優越的疏水疏油、抗靜電且耐摩擦、耐穿性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為井下工人防護服面料的制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合具體實施例，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。
[0029]實施例1
[0030]一種井下工人防護服面料的制備方法，具體步驟為:
[0031](I)采用棉纖維、滌綸纖維與PEN纖維進行混紡成紗，所述的棉纖維為米黃色棉纖維(購自寧波金海灣印染有限公司)，所述的滌綸纖維為三葉形異形截面滌綸纖維(購自東陽市白云阿偉化纖加工廠，7D-64)，所述的PEN纖維為采用抗靜電母粒與PEN切片進行共混紡絲制得的抗靜電PEN纖維(購自北京凱泰新世紀生物技術有限公司)，棉纖維、滌綸纖維與PEN纖維的混紡比為20:40:40，混紡紗的細度為8英支；
[0032](2)將混紡紗織成斜紋織物；所述的斜紋織物是二上一下的全線斜紋織物，其經紗細度為8英支，緯紗細度為8英支，經紗密度為265根/10cm，緯紗密度為170根/10cm。
[0033](3)對此織物進行疏水拒油整理，所述的疏水拒油整理包括:先用載氣常溫常壓等離子體預處理織物，所述的常溫常壓等離子體預處理采用常壓等離子體處理裝置，所述的常壓等離子體處理裝置(Atomflo-250D)包括I組圓式噴頭，每組I個噴頭，常壓等離子體處理裝置所用的氣體為載氣和反應性氣體的混合氣體，所述的載氣為氦氣(He)，所述的反應性氣體為02，載氣的流量為30L/min，反應性氣體的流量為0.3L/min，射頻范圍為13.65兆赫茲，處理時間10秒，噴頭到織物的距離2毫米，處理功率40瓦，織物連續通過噴頭下方。然后在織物上固著ZnO納米棒陣列，所述的在織物上固著ZnO納米棒陣列的具體步驟為:將等體積的0.1OM無水硫酸鋅溶液、0.1OM碳酸鈉溶液和0.1M的氫氧化鈉溶液混合，并在75°C的水浴條件下攪拌30min生成ZnOH沉淀，離心分離所生成的沉淀，并用蒸餾水重復洗滌，將ZnOH風干，直至粉末重量不變，將ZnOH溶解在乙醇中制成膠態懸浮液，ZnOH和乙醇的重量比為1:70，將織物浸泡在膠態懸浮液中15分鐘，之后取出在55°C下烘干60分鐘；最后采用疏水疏油整理劑整理織物，所述的疏水疏油整理劑為AG-710(購自吳江市金泰克化工助劑有限公司)；所述采用疏水疏油整理劑整理織物的工藝為一浸一軋工藝，浸軋軋液率為50%，在織物表面形成一層疏水疏油薄膜。
[0034](4)對整理后的織物先風干，然后在烘箱中加熱烘干，所述的整理后的織物的風干時間為4小時，烘干溫度為80°C，時間為I小時；得到井下工人防護服面料。
[0035]將步驟(2)中所得的混紡紗織物與步驟(4)所得的井下工人防護服面料進行性能測試如下:
[0036]
【權利要求】
1.一種井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，具體步驟為:采用棉纖維、滌綸纖維與PEN纖維進行混紡成紗，將混紡紗織成斜紋織物；對此織物進行疏水拒油整理，所述的疏水拒油整理包括:先用載氣常溫常壓等離子體預處理織物，然后在織物上固著ZnO納米棒陣列，最后采用疏水疏油整理劑整理織物；對整理后的織物先風干，然后在烘箱中加熱烘干，得到井下工人防護服面料。
2.如權利要求1所述的井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，所述的棉纖維為米黃色棉纖維，所述的滌綸纖維為三葉形異形截面滌綸纖維，所述的PEN纖維為采用抗靜電母粒與PEN切片進行共混紡絲制得的抗靜電PEN纖維，棉纖維、滌綸纖維與PEN纖維的混紡比為20:30?40:40?50，混紡紗的細度為6?12英支。
3.如權利要求1所述的井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，所述的斜紋織物是二上一下的全線斜紋織物，其經紗細度為6?12英支，緯紗細度為6?12英支，經紗密度為260根/IOcm?280根/10cm，緯紗密度為160根/IOcm?180根/10cm。
4.如權利要求1所述的井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，所述的常溫常壓等離子體預處理采用常壓等離子體處理裝置，所述的常壓等離子體處理裝置包括一組或多組方式或圓式噴頭，所用的氣體為載氣和反應性氣體的混合氣體，射頻范圍為10?20兆赫茲，處理時間0.1?300秒，噴頭到織物的距離0.1?40毫米，處理功率0.1?200瓦，織物連續通過噴頭下方。
5.如權利要求4所述的井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，所述的載氣為氦氣(He)和IS氣(Ar)中的一種或兩種,所述的反應性氣體為C2F4、CF4和O2中的一種或幾種，載氣的流量為O?30L/min，反應性氣體的流量為O?0.3L/min。
6.如權利要求1所述的井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，所述的在織物上固著ZnO納米棒陣列的具體步驟為:將等體積的0.1OM無水硫酸鋅溶液、0.1OM碳酸鈉溶液和0.1OM的氫氧化鈉溶液混合，并在75°C的水浴條件下攪拌30?40min生成ZnOH沉淀，離心分離所生成的沉淀，并用蒸餾水重復洗滌，將ZnOH風干，直至粉末重量不變，將ZnOH溶解在乙醇中制成膠態懸浮液，ZnOH和乙醇的重量比為1:60?80，將織物浸泡在膠態懸浮液中15-30分鐘，之后取出在50°C?70°C下烘干60?80分鐘。
7.如權利要求1所述的井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，所述的疏水疏油整理劑為選自有機氟系和有機硅系疏水拒油整理劑中的一種或幾種；所述采用疏水疏油整理劑整理織物的工藝為一浸一軋工藝，軋液率為50?70%。
8.如權利要求1所述的井下工人防護服面料的制備方法，其特征在于，所述的整理后的織物的風干時間為4?5小時，烘干溫度為80°C?100°C，時間為I?1.5小時。
【文檔編號】D02G3/04GK103462267SQ201310368290
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】王倩楠, 孫世元, 張長歡, 邱夷平 申請人:東華大學