一种基于废弃蚕丝尼龙纤维的涂层制备方法

1.本发明属于废旧蚕丝和尼龙的回收利用技术领域，具体涉及了一种基于废弃蚕丝尼龙纤维的涂层制备方法。


背景技术：

2.蚕丝手感非常细腻光滑，无污染和刺激性，亲肤效果好，具有良好的吸湿、放湿性能，对人体的肌肤有恒温作用，且能迅速吸收人体的汗水并挥发，有效防止螨虫和细菌的滋生，通常被作为直接与人体接触的纺织品。
3.由于纺织品的需求量增大，废弃的纺织品数量也不断增加，对此的处理方式是焚烧或掩埋，这种方法会污染环境，危害土壤，并且会造成资源浪费。若将废旧纺织品进行回收再利用，可增大对纺织产业的原料供给，节约成本，减少环境污染。蚕丝回收方法有热能回收，蚕丝蛋白降解利用，废旧蚕丝物理转化、化学转化再利用。尼龙的回收一般采用在酸性条件下进行降解，回收乙二酸和乙二胺。
4.在实际的生产应用中发现，若蚕丝溶解后单独作为涂层剂时，涂层效果不佳。但尼龙废丝溶解后，可在基材表面进行涂层。因此，为了更好的利用蚕丝，将蚕丝和废旧尼龙共混使用，，由于废旧尼龙溶解体系无法溶解蚕丝，因此需要单独溶解蚕丝后与尼龙浆进行共混使用，但在这两个溶解体系共混时，尼龙易析出，可见研究合适的共混方式是当前亟待解决的问题。
5.数码喷印技术是印染行业的主要生产工艺之一，数码喷印中所需的墨水是水溶性的，因此喷印前必须对织物进行上浆处理，以便喷印后的染料固定在织物表面。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于废弃蚕丝尼龙纤维的涂层制备方法，以无纺布作为基体层，并采用蚕丝/尼龙混合涂层浆进行涂层整理，将二者优点相结合，产品效果更好。
7.为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
8.一种基于废弃蚕丝尼龙纤维的涂层制备方法，其特征在于包括如下步骤：
9.(1)制备基体层：取无纺布作为基体层，该无纺布用刺针穿刺后加固而成；
10.(2)制备涂层浆：分别制备涂层层尼龙溶液与涂层层蚕丝溶液，将两者互混后后获得涂层浆；
11.(3)制备涂层层：将涂层浆涂覆在无纺布基体层，形成涂层层。
12.优选后，所述涂层层尼龙溶液用甲醇/氯化钙对尼龙进行溶解，获得尼龙溶液。
13.优选后，取10～14份尼龙废丝原料，剪碎，将90～110份甲醇，30～45份氯化钙混合并搅拌均匀，升温至65～75℃，接上冷凝管，开始反应后加入尼龙废丝，40～60min后反应完全，获得尼龙溶液。
14.优选后，所述涂层层蚕丝溶液用氯化钙、水、乙醇的三元溶剂对蚕丝进行溶解，获得蚕丝溶液。
15.优选后，称取50～70份氯化钙，72～100份水：40～60份乙醇，将三者混合并搅拌均匀，升温至65～75℃，接上冷凝管，称取7～12份蚕丝布，剪碎后加入三元溶剂中，反应3～5h至完全，获得蚕丝溶液；其中，氯化钙、水与乙醇的摩尔比为1:8:2，浴比为1:20。
16.优选后，所述蚕丝溶液与尼龙溶液的比例为(1～5)：5，两种溶液混合后加入填料碳酸钙，混合溶液与加入碳酸钙的质量比为1:(3～5)，搅拌混合溶液直至碳酸钙完全溶解获得涂层浆。
17.优选后，所述步骤(3)采用干法涂层或湿法涂层将涂层浆涂覆到无纺布基体层：
18.所述干法涂层：将无纺布成品平铺固定，涂层浆沿无纺布宽度方向挤出到无纺布上，用刮刀沿长度方向刮涂均匀，在120℃下烘干；
19.所述湿法涂层：将制备好的涂层浆倒入托盘中，托盘大小能使无纺布平铺放入，无纺布浸入涂层浆中，使正反两面充分浸入，采用提拉法将无纺布取出，同时去除表面多余的浆料，放入9％的甲醇溶液中使表面浆料凝固后，放入120℃的烘箱中烘干，获得成品。
20.优选后，所述干法涂层在涂层机上完成，该涂层机包括有机台、上浆机构与刮涂机构，所述机台包括两侧的机架以及中间的输送导带，输送导带表面设有导带胶；刮涂机构包括支架与刮刀组件，支架两侧的支座固定在两侧的机架上，刮刀组件包括轴杆、压板、刮刀与电机组，轴杆与压板固定该刮刀，轴杆的两侧连接到两侧的支架中，且其中一侧连接该电机组，由电机组控制轴杆旋转，旋转的角度控制在0-90
°
之间；上浆机构包括滑台模组、上浆机头、螺杆挤出器、挤出头与浆料斗，滑台模组安装于支架上，上浆机头安装于滑台模组的滑块上；上浆机头用于安装螺杆挤出器，该螺杆挤出器内安装有挤出用螺杆，并采用双螺杆结构，螺杆挤出器的下端连接挤出头，并在侧面设有进料口，进料口处连接下料管件，下料管件的上端连接浆料斗，浆料斗内装填涂层浆；
21.干法涂层工艺包括：
22.a、出布：卷装的无纺布安装到涂层机的出布机构上，调节好张力后，将其无纺布前端平整的固定到输送导带上；再启动输送导带；输送导带向前行进l后停止；
23.b、上浆：此时上浆机头启动，先从支架右侧运动到左侧准备上浆；上浆开始后，上浆机头由左至右直线运动，在运动过程中，螺杆挤出器在无纺布宽度方向上挤出均匀的浆料，挤出完成后，上浆机头复位在右侧支架；
24.c、刮浆：然后正向旋转轴杆90
°
，刮刀朝下，同时再次启动输送导带，输送导带再次向前行进l后停止，在行进过程中刮刀均匀的将涂层浆涂覆在当前l长度段的无纺布上；
25.d、重复上述上浆与刮浆步骤，直至完成整段无纺布的干法涂层工艺；并反向旋转轴杆90
°
，刮刀横向放置。
26.本发明设计有涂层机，该涂层机通过上浆机构实现自动上浆功能，刮浆机构配合输送导带的输送动作实现实现自动刮浆到无纺布的功能，从而达到连续的、自动机械化的干法涂层的目的，无需人为操作，显著提升干法涂层的效率，避免人为操作中必然存在的失误与错漏等，提高干法涂层的效果。
27.上浆机构采用螺杆机构挤出具有粘度的浆料，定向的输送给挤出头，从而均匀且有序的挤出到无纺布上；上浆机头通过滑台模组实现左右的匀速直线运动，结构简单，设计巧妙。
28.刮涂结构的刮刀组件连接有电机组，电机组中的电机为双向异步电机，可正反转，
并连接有减速器用于调节转速；基于该电机组赋予刮刀组件可旋转的特点，且该旋转范围限定在0-90
°
的范围内，使得刮刀组件能够切换工作与非工作状态，结构设计巧妙，在刮刀组件不工作时，保护刮刀。
29.输送导带表面设有导带胶，使其具有一定的粘性，能够粘附无纺布，使其平铺在输送导带上，防止涂浆过程中无纺布出现折皱。
30.优选后，该涂层机的机台上还设有压布机构，压布机构相较于上浆机构更靠近出布机构，该压布机构包括压布架、压布气缸、压布板以及压布导杆，压布气缸安装于压布架上，压布气缸的下端连接有压布板，该压布导杆为伸缩结构，其一端固定于压布板，另一端固定于压布架；
31.在干法涂层的步骤b上浆过程中，同步的启动该压布气缸，控制压布板下压，使其挤压无纺布3s，3s后压布气缸与压布板复位；在每次上浆过程中重复上述压布过程。
32.压布机构实现自动化的压布作业，使得无纺布紧贴输送导带，且该压布机构配合上浆过程同步作业，达到间隔性压布的目的，使得无纺布在输送导带上始终保持平整输送，提升刮浆的均匀性。
33.优选后，该涂层机还配备有烘干机，刮浆后的无纺布从输送导带上剥落，并在最前端的无纺布上连接引布，通过引布，将无纺布从烘干机的进布口送入，烘干机内的温度保持120℃；随着连续刮浆作业，无纺布在涂层机上行进，烘干机内的无纺布相应的向前行进并最终从烘干机的出布口送出，送出的无纺布绕卷到卷辊上，从而形成上浆-刮浆-烘干的连续作业。本发明的烘干机配合涂层机使用，在涂层完成后，通过进布口送入到烘干机内，跟随上浆的行进节奏，进行行进式烘干，从而实现上浆-刮浆-烘干的一体式连续作业，刮浆完成后能够直接进行烘干，无需搬移与等待烘干，显著提升干法涂层的效率与效果。
34.由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
35.本发明的涂层浆并非采用单一的原料制备，按照比例将两种不同性能的材料混合，功能性增加。该发明有无纺布层和蚕丝/尼龙混合涂层，蚕丝涂层具有良好的亲肤性，透气性，在使用时可贴身使用，有抗菌效果。尼龙涂层有机械强度高，韧性好，耐腐蚀等优点。用混合液做涂层浆进行涂层，二者有点相结合，产品效果更好。
36.本发明设计有涂层机，该涂层机通过上浆机构实现自动上浆功能，刮浆机构配合输送导带的输送动作实现实现自动刮浆到无纺布的功能，从而达到连续的、自动机械化的干法涂层的目的，无需人为操作，显著提升干法涂层的效率，避免人为操作中必然存在的失误与错漏等，提高干法涂层的效果。
37.本发明的烘干机配合涂层机使用，在涂层完成后，通过进布口送入到烘干机内，跟随上浆的行进节奏，进行行进式烘干，从而实现上浆-刮浆-烘干的一体式连续作业，刮浆完成后能够直接进行烘干，无需搬移与等待烘干，显著提升干法涂层的效率与效果。
附图说明
38.下面结合附图对本发明作进一步说明：
39.图1为本发明涂层机的结构示意图；
40.图2为上浆机构与刮涂机构的结构示意图；
41.图3为刮涂机构的结构示意图；
42.图4为上浆机构的结构示意图；
43.图5为压布机构的结构示意图；
44.图6为烘干机的结构示意图。
具体实施方式
45.本发明旨在提供一种基于废弃蚕丝尼龙纤维的涂层制备方法，以无纺布作为基体层，并采用蚕丝/尼龙混合涂层浆进行涂层整理，将二者优点相结合，产品效果更好。
46.下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
47.实施例1
48.步骤一、采用尼龙废丝溶解制备成尼龙废丝溶液，包括：
49.取12份尼龙废丝原料，剪碎，将100份甲醇，35份氯化钙混合搅拌均匀，水浴温度升至70℃，接上冷凝管，开始反应一段时间后将尼龙废丝放入，45min后反应完全，取出溶液为溶液a。
50.步骤二、采用蚕丝布制备蚕丝溶液，包括：
51.制备氯化钙水溶液，称取55.5份的氯化钙，按照氯化钙：水：乙醇的摩尔比为1：8：2称取82份水，46份乙醇，将三者混合后搅拌均匀，水浴温度升至70℃，接上冷凝管，按照浴比1：20，称取9份蚕丝布，剪碎，加入混合溶液中反应，4h后反应完全，取出溶液为溶液b。
52.步骤三、制备涂层浆，将溶液a和溶液b按照不同比例混合后加入填料，包括：
53.取100份混合溶液a与100份溶液b混合，两种溶液混合后加入50份填料碳酸钙，搅拌混合溶液1h直至碳酸钙完全溶解获得涂层浆。
54.步骤四、采用干法涂层将涂层浆涂覆到无纺布基体层：
55.所述干法涂层：将无纺布成品平铺固定，涂层浆沿无纺布宽度方向挤出到无纺布上，用刮刀沿长度方向刮涂均匀，在120℃下烘干，获得成品；
56.实施例2
57.步骤一、采用尼龙废丝溶解制备成尼龙废丝溶液，包括：
58.取12份尼龙废丝原料，剪碎，将100份甲醇，35份氯化钙混合搅拌均匀，水浴温度升至70℃，接上冷凝管，开始反应一段时间后将尼龙废丝放入，45min后反应完全，取出溶液为溶液a。
59.步骤二、采用蚕丝布制备蚕丝溶液，包括：
60.制备氯化钙水溶液，称取55.5份的氯化钙，按照氯化钙：水：乙醇的摩尔比为1：8：2称取82份水，46份乙醇，将三者混合后搅拌均匀，水浴温度升至70℃，接上冷凝管，按照浴比1：20，称取9份蚕丝布，剪碎，加入混合溶液中反应，4h后反应完全，取出溶液为溶液b。
61.步骤三、制备涂层浆：取100份混合溶液a与80份溶液b混合，两种溶液混合后加入50份填料碳酸钙，搅拌混合溶液1h直至碳酸钙完全溶解获得涂层浆。
62.步骤四、采用湿法涂层将涂层浆涂覆到无纺布基体层：
63.所述湿法涂层：将制备好的涂层浆倒入托盘中，托盘大小能使无纺布平铺放入，无纺布浸入涂层浆中，使正反两面充分浸入，采用提拉法将无纺布取出，同时去除表面多余的浆料，放入9％的甲醇溶液中使表面浆料凝固后，放入120℃的烘箱中烘干，获得成品。
64.实施例3
65.将实施例1中的干法涂层在涂层机上完成；
66.该涂层机包括有机台1、上浆机构3与刮涂机构2，所述机台1包括两侧的机架11以及中间的输送导带13，两侧的机架11用于安装在输送导带13，输送导带13表面设有导带胶，使其表面具有一定的粘性。机架11的前端设有出布机构14，出布机构14用于安装卷装的无纺布，并设有相应的张力辊，以调节张力。此外，输送导带13的下方还可以安装清洗机构与烘干机构，将输送导带13表面残留的浆料的洗去，并快速烘干以投入到下次上浆、刮浆工序中。输送导带13表面设有导带胶，使其具有一定的粘性，能够粘附无纺布，使其平铺在输送导带13上，防止涂浆过程中无纺布出现折皱。
67.刮涂机构2包括支架21与刮刀组件22，支架21两侧的支座211固定在两侧的机架11上，两侧的支座211之间连接有横轴杆212，横轴杆212下方形成安装刮刀组件22的空间；刮刀组件22包括轴杆221、压板223、刮刀222与电机组，轴杆221与压板223固定该刮刀222，轴杆221的两侧连接到两侧的支架21中，且其中一侧连接该电机组，由电机组控制轴杆221旋转，旋转的角度控制在0-90
°
之间；
68.刮刀组件22连接有电机组，电机组中的电机为双向异步电机，可正反转，并连接有减速器用于调节转速；基于该电机组赋予刮刀组件22可旋转的特点，且该旋转范围限定在0-90
°
的范围内，使得刮刀组件22能够切换工作与非工作状态，结构设计巧妙，在刮刀组件22不工作时，保护刮刀222。
69.上浆机构3包括滑台模组31、上浆机头32、螺杆挤出器35、挤出头36与浆料斗33，滑台模组31安装于支架21上，上浆机头32安装于滑台模组31的滑块上；上浆机头32的前侧安装有螺杆挤出器35，该螺杆挤出器35内安装有挤出用螺杆，并采用双螺杆结构，螺杆挤出器35的下端连接挤出头36，并在侧面设有进料口，进料口处连接下料管件34，下料管件34的上端连接浆料斗33，浆料斗33内装填涂层浆。
70.上浆机构3采用螺杆机构挤出具有粘度的浆料，定向的输送给挤出头36，从而均匀且有序的挤出到无纺布上；上浆机头32通过滑台模组31实现左右的匀速直线运动，结构简单，设计巧妙。挤出头36采用弯曲结构，其挤出端部向刮刀组件22倾斜，使得浆料的挤出位置位于刮刀222附近，避免在无纺布上出现浆料未涂覆的区域。
71.基于该涂层机的干法涂层工艺包括：
72.a、出布：卷装的无纺布安装到涂层机的出布机构14上，调节好张力后，将其无纺布前端平整的固定到输送导带13上；再启动输送导带13；输送导带13向前行进l后停止；
73.b、上浆：此时上浆机头32启动，先从支架21右侧运动到左侧准备上浆；上浆开始后，上浆机头32由左至右直线运动，在运动过程中，螺杆挤出器35在无纺布宽度方向上挤出均匀的浆料，挤出完成后，上浆机头32复位在右侧支架21；
74.c、刮浆：然后正向旋转轴杆221 90
°
，刮刀222朝下，同时再次启动输送导带13，输送导带13再次向前行进l后停止，在行进过程中刮刀222均匀的将涂层浆涂覆在当前l长度段的无纺布上；
75.d、重复上述上浆与刮浆步骤，直至完成整段无纺布的干法涂层工艺；并反向旋转轴杆221 90
°
，刮刀222横向放置。
76.本发明设计有涂层机，该涂层机通过上浆机构3实现自动上浆功能，刮浆机构配合输送导带13的输送动作实现实现自动刮浆到无纺布的功能，从而达到连续的、自动机械化
的干法涂层的目的，无需人为操作，显著提升干法涂层的效率，避免人为操作中必然存在的失误与错漏等，提高干法涂层的效果。
77.该涂层机的机台1上还设有压布机构4，压布机构4相较于上浆机构3更靠近出布机构14，该压布机构4包括压布架41、压布气缸42、压布板43以及压布导杆44，压布气缸42安装于压布架41上，压布气缸42的下端连接有压布板43，该压布导杆44为伸缩结构，其一端固定于压布板43，另一端固定于压布架41；
78.在干法涂层的步骤b上浆过程中，同步的启动该压布气缸42，控制压布板43下压，使其挤压无纺布3s，3s后压布气缸42与压布板43复位；在每次上浆过程中重复上述压布过程。
79.压布机构4实现自动化的压布作业，使得无纺布紧贴输送导带13，且该压布机构4配合上浆过程同步作业，达到间隔性压布的目的，使得无纺布在输送导带13上始终保持平整输送，提升刮浆的均匀性。
80.该涂层机还配备有烘干机5，刮浆后的无纺布从输送导带13上剥落，并在最前端的无纺布上连接引布，通过引布，将无纺布从烘干机5的进布口51送入，烘干机5内的温度保持120℃；随着连续刮浆作业，无纺布在涂层机上行进，烘干机5内的无纺布相应的向前行进并最终从烘干机5的出布口送出，送出的无纺布绕卷到卷辊上，从而形成上浆-刮浆-烘干的连续作业。本发明的烘干机5配合涂层机使用，在涂层完成后，通过进布口51送入到烘干机5内，跟随上浆的行进节奏，进行行进式烘干，从而实现上浆-刮浆-烘干的一体式连续作业，刮浆完成后能够直接进行烘干，无需搬移与等待烘干，显著提升干法涂层的效率与效果。
81.以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。