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一种防紫外线、抗菌面料及其制备方法

2021-03-10 15:57:50

一种防紫外线、抗菌面料及其制备方法

  技术领域

  本发明涉及面料技术领域,具体涉及一种防紫外线、抗菌面料及其制备方法。

  背景技术

  纺织面料是一种日常生活种常见的轻工业产品,从前由于生活水平较低,纺织面料只要满足耐用触感好等特点即可,现在随着生活水平的提高,人们对纺织面料的功能趋于多样化,对纺织面料的功能要求也越来越高,类似于抗菌功能这种有利于身心健康的功能也成为消费者的需求,另外随着消费者安全意识的提高,对于纺织面料的阻燃性能也有了要求。

  聚乙烯醇缩醛纤维又称为维纶纤维,其相对密度1.26~1.30g/cc,软化点220~230℃,水中软化点110℃;棉纤维型短纤维的纤度1.4旦;干湿强度分别为5.4克力/旦、4.3克力/旦,干湿伸度分别为16.5%、17.5%,杨氏模数550千克力/毫米,弹性恢复率(3%)70%;其特点是强度高、韧性好、吸湿性好、耐磨、耐酸碱、湿强度高、不怕霉蛀等;维纶纤维主要用来制作衣服,也可用于制造各种缆绳,帆布,农用防风、防寒纱布等。

  由于维纶纤维具有极好的吸湿性能,因此常被用于制作夏季穿着的服装,但是夏季天气炎热,紫外线强度大,防晒也成为一件重要的事,由于维纶纤维的特点,其防晒防紫外线的能力较差,因此需要对其进行防晒防紫外线的功能改性,同时夏季温度适宜,服装表面容易滋生细菌等微生物,为了消费者的身心健康,服装的抗菌性能也变得异常重要。但是,维纶纤维也存在弹性较差,染色性能不够好等缺点,也真是这些缺点限制了其使用,如果仅仅以维纶纤维制成纱线制得面料使用,其上述缺点无法得到改变。

  发明内容

  本发明的目的在于提出一种防紫外线、抗菌面料及其制备方法,以合理的组织设计和引纬顺序,得到长效性的防紫外线、抗菌面料,克服了传统功能面料功能易于衰减的缺点。

  本发明的技术方案是这样实现的:

  本发明提供一种防紫外线、抗菌面料,其由经线和纬线相互垂直交织制得,所述经线由甲经和乙经以1:1的关系交叉组合,所述纬线由甲纬和乙纬以1:2的关系交叉组合;所述甲经与所述乙经的质量之比为100:262-270;所述甲纬与所述乙纬的质量之比为166:165-170,筘号为12齿/cm,每筘穿入数为3入/齿,坯幅为226cm;总经根数为5356根,成品密度:经密325根/10cm,纬密252根/10cm;组织为平纹组织,综页数为4页;经纱排列为甲2乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲2乙1;成品门幅为207cm,重量为120g/m;

  所述甲纬采用抗菌纱线;所述乙纬采用吸湿排汗纱与细绒棉纤维加捻而成的低捻复合纱;所述甲经采用抗紫外线涤纶纤维线;所述乙经采用涤纶纤维线;

  所述抗菌纱线由以下原料制备而成:聚乙烯醇、氧化石墨烯-银纳米复合物、甲壳素、植物纤维;

  所述抗紫外线涤纶纤维线由以下原料制备而成:涤纶纤维、改性ZnO-TiO2纳米粉、植物纤维;

  所述吸湿排汗纱由以下原料制备而成:棉纤维、维纶纤维、植物纤维。

  作为本发明的进一步改进,所述甲纬纤度为500dtex,700捻/m,S捻向;所述乙纬纤度为500dtex,700捻/m,Z捻向;所述甲经纤度为200dtex,1700捻/m,S捻向;所述乙经纤度为220dtex,320捻/m,Z捻向。

  作为本发明的进一步改进,所述抗菌纱线由以下原料按重量份制备而成:聚乙烯醇100-150份、氧化石墨烯-银纳米复合物5-10份、甲壳素30-50份、植物纤维20-40份;

  所述抗紫外线涤纶纤维线由以下原料按重量份制备而成:涤纶纤维100-200份、改性ZnO-TiO2纳米粉3-5份、植物纤维10-20份;

  所述吸湿排汗纱由以下原料按重量份制备而成:棉纤维100-200份、维纶纤维20-50份、植物纤维70-100份。

  作为本发明的进一步改进,所述抗菌纱线由以下原料按重量份制备而成:聚乙烯醇125份、氧化石墨烯-银纳米复合物7份、甲壳素40份、植物纤维30份;

  所述抗紫外线涤纶纤维线由以下原料按重量份制备而成:涤纶纤维150份、改性ZnO-TiO2纳米粉4份、植物纤维15份;

  所述吸湿排汗纱由以下原料按重量份制备而成:棉纤维150份、维纶纤维35份、植物纤维85份。

  作为本发明的进一步改进,所述植物纤维选自艾草纤维、薄荷纤维、椰壳纤维、剑麻纤维、蓖麻纤维、竹纤维中的一种或几种混合。

  作为本发明的进一步改进,所述改性ZnO-TiO2纳米粉如下:

  S1.载银TiO2纳米粉的制备:将TiO2纳米粉浸泡在乙醇溶液中,超声分散均匀,加入AgNO3溶液,在N2保护下,紫外灯照射下进行光化学沉积,得到载银TiO2纳米粉;

  S2.改性ZnO-TiO2纳米粉的制备:将载银TiO2纳米粉和ZnO纳米粉以质量比为1:(15-20)混合,在80-100℃的条件下真空烘干4h后研磨,使其混合均匀,得到改性ZnO-TiO2纳米粉。

  作为本发明的进一步改进,所述乙醇溶液中乙醇的质量百分比为10-35%,所述AgNO3溶液中AgNO3的质量百分比为10-20%,所述超声功率为1000-2000W,所述紫外灯波长为256nm,所述紫外灯照射时间为10-30min。

  作为本发明的进一步改进,所述面料起毛起球为5级,耐水、洗、汗渍色牢度为5级,断裂强力:经向920-990N,纬向570-620N,撕破强力:经向20-25N,纬向15-17N;pH=7.5,甲醛含量小于20mg/kg,水洗尺寸变化率:经向-0.1%,纬向-0.1%。

  作为本发明的进一步改进,所述面料在280-380nm波长范围内的紫外线透射比小于7%。

  本发明进一步保护一种上述防紫外线、抗菌面料的制备方法,包括以下步骤:

  S1.络筒:采用络筒机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行络筒,络丝时上油剂,车速为800-1000r/min,卷绕张力为30-50cN;

  S2.倍捻:采用倍捻机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行倍捻,捻成适当捻度和捻向;

  S3.整经:采用长丝整经机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行整经,车速为200-220m/min,单纱张力为12-17cN;

  S4.织造:采用剑忏织机进行织造,织机在停机找纬过程中,送经装置和卷取装置同步运动,织机转速320-370r/min,开口时间300°,筘号12齿/cm,制得防紫外线、抗菌面料。

  本发明具有如下有益效果:本发明采用改性ZnO-TiO2纳米粉制备抗紫外线涤纶纤维线,在TiO2表面负载银可以提高其光催化活性,且银粒子可以提高其抗菌性能,ZnO纳米粒子能够有效过滤紫外线,从而提高了面料的抗紫外线性能;氧化石墨烯-银纳米粒子将银粒子高浓度的富集在氧化石墨烯上,从而能显著提高面料的抗菌效果;

  本发明采用功能性纱线为原料,以合理的组织设计和引纬顺序,得到长效性的防紫外线、抗菌面料,克服了传统功能面料功能易于衰减的缺点。由于面料是通过对紫外线进行反射或屏敞,并将紫外线能量予以转换,将细菌、污染物等进行分解、杀灭,达到抗菌、吸湿透气、抗紫外线等功能,并且面料纹路清晰,具有优良的悬垂性,良好的抗皱性和良好的弹性,满足了人们对服装面料的健康性、环保性、卫生性的要求,具有良好的使用价值,市场前景广阔。

  具体实施方式

  下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  艾草纤维、薄荷纤维、椰壳纤维、蓖麻纤维均购于惠州市威悦宏新材料有限公司。

  聚乙烯醇CAS号9002-89-5;甲壳素CAS号1398-61-4;均为市售化学品。

  涤纶纤维,粗细为100D、棉纤维,粗细为150D、维纶纤维,粗细为120D均购于苏州雨维斯纺织纤维有限公司。

  CN2012102954161A氧化石墨烯银颗粒纳米复合物的制备方法及应用中涉及的方法制备。 氧化石墨烯-银纳米复合物根据

  实施例1%20防紫外线、抗菌面料

  防紫外线、抗菌面料其由经线和纬线相互垂直交织制得,所述经线由甲经和乙经以1:1的关系交叉组合,所述纬线由甲纬和乙纬以1:2的关系交叉组合;所述甲经与所述乙经的质量之比为100:262;所述甲纬与所述乙纬的质量之比为166:165,筘号为12齿/cm,每筘穿入数为3入/齿,坯幅为226cm;总经根数为5356根,成品密度:经密325根/10cm,纬密252根/10cm;组织为平纹组织,综页数为4页;经纱排列为甲2乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲2乙1;成品门幅为207cm,重量为120g/m;

  所述甲纬采用抗菌纱线;所述乙纬采用吸湿排汗纱与细绒棉纤维加捻而成的低捻复合纱;所述甲经采用抗紫外线涤纶纤维线;所述乙经采用涤纶纤维线;

  所述甲纬纤度为500dtex,700捻/m,S捻向;所述乙纬纤度为500dtex,700捻/m,Z捻向;所述甲经纤度为200dtex,1700捻/m,S捻向;所述乙经纤度为220dtex,320捻/m,Z捻向。

  抗菌纱线由以下原料按重量份制备而成:聚乙烯醇100份、氧化石墨烯-银纳米复合物5份、甲壳素30份、薄荷纤维20份。

  抗紫外线涤纶纤维线由以下原料按重量份制备而成:涤纶纤维100份、改性ZnO-TiO2纳米粉3份、蓖麻纤维10份。

  改性ZnO-TiO2纳米粉如下:

  S1.载银TiO2纳米粉的制备:将TiO2纳米粉浸泡在乙醇溶液(乙醇的质量百分比为10%)中,超声分散均匀,超声功率为1000W,加入AgNO3溶液(AgNO3的质量百分比为10%),在N2保护下,紫外灯照射下进行光化学沉积,紫外灯波长为256nm,照射时间为10min,得到载银TiO2纳米粉;

  S2.改性ZnO-TiO2纳米粉的制备:将载银TiO2纳米粉和ZnO纳米粉以质量比为1:15混合,在80℃的条件下真空烘干4h后研磨,使其混合均匀,得到改性ZnO-TiO2纳米粉。

  吸湿排汗纱由以下原料按重量份制备而成:棉纤维100份、维纶纤维20份、蓖麻纤维70份。

  抗菌纱线、抗紫外线涤纶纤维线、吸湿排汗纱的纤维原丝由以下方法制备:

  将各原料混合加热至熔融,得到纺丝原液,输送到纺丝机,经喷丝头挤出后在饱和硫酸钠水溶液凝固液中成型,再经拉伸处理,上油即得纤维原丝;喷丝头的孔径选用0.07mm的喷丝头。

  制备方法包括以下步骤:

  S1.络筒:采用络筒机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行络筒,络丝时上油剂,车速为800r/min,卷绕张力为30cN;

  S2.倍捻:采用倍捻机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行倍捻,捻成适当捻度和捻向;

  S3.整经:采用长丝整经机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行整经,车速为200m/min,单纱张力为12cN;

  S4.织造:采用剑忏织机进行织造,织机在停机找纬过程中,送经装置和卷取装置同步运动,织机转速320r/min,开口时间300°,筘号12齿/cm,制得防紫外线、抗菌面料。

  实施例2%20防紫外线、抗菌面料

  防紫外线、抗菌面料其由经线和纬线相互垂直交织制得,所述经线由甲经和乙经以1:1的关系交叉组合,所述纬线由甲纬和乙纬以1:2的关系交叉组合;所述甲经与所述乙经的质量之比为100:270;所述甲纬与所述乙纬的质量之比为166:170,筘号为12齿/cm,每筘穿入数为3入/齿,坯幅为226cm;总经根数为5356根,成品密度:经密325根/10cm,纬密252根/10cm;组织为平纹组织,综页数为4页;经纱排列为甲2乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲2乙1;成品门幅为207cm,重量为120g/m;

  所述甲纬采用抗菌纱线;所述乙纬采用吸湿排汗纱与细绒棉纤维加捻而成的低捻复合纱;所述甲经采用抗紫外线涤纶纤维线;所述乙经采用涤纶纤维线;

  所述甲纬纤度为500dtex,700捻/m,S捻向;所述乙纬纤度为500dtex,700捻/m,Z捻向;所述甲经纤度为200dtex,1700捻/m,S捻向;所述乙经纤度为220dtex,320捻/m,Z捻向。

  抗菌纱线由以下原料按重量份制备而成:聚乙烯醇150份、氧化石墨烯-银纳米复合物10份、甲壳素50份、薄荷纤维40份。

  抗紫外线涤纶纤维线由以下原料按重量份制备而成:涤纶纤维200份、改性ZnO-TiO2纳米粉5份、艾草纤维20份。

  改性ZnO-TiO2纳米粉如下:

  S1.载银TiO2纳米粉的制备:将TiO2纳米粉浸泡在乙醇溶液(乙醇的质量百分比为35%)中,超声分散均匀,超声功率为2000W,加入AgNO3溶液(AgNO3的质量百分比为20%),在N2保护下,紫外灯照射下进行光化学沉积,紫外灯波长为256nm,照射时间为30min,得到载银TiO2纳米粉;

  S2.改性ZnO-TiO2纳米粉的制备:将载银TiO2纳米粉和ZnO纳米粉以质量比为1:20混合,在100℃的条件下真空烘干4h后研磨,使其混合均匀,得到改性ZnO-TiO2纳米粉。

  吸湿排汗纱由以下原料按重量份制备而成:棉纤维200份、维纶纤维50份、椰壳纤维100份。

  抗菌纱线、抗紫外线涤纶纤维线、吸湿排汗纱的纤维原丝由以下方法制备:

  将各原料混合加热至熔融,得到纺丝原液,输送到纺丝机,经喷丝头挤出后在饱和硫酸钠水溶液凝固液中成型,再经拉伸处理,上油即得纤维原丝;喷丝头的孔径选用0.07mm的喷丝头。

  制备方法包括以下步骤:

  S1.络筒:采用络筒机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行络筒,络丝时上油剂,车速为1000r/min,卷绕张力为50cN;

  S2.倍捻:采用倍捻机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行倍捻,捻成适当捻度和捻向;

  S3.整经:采用长丝整经机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行整经,车速为220m/min,单纱张力为17cN;

  S4.织造:采用剑忏织机进行织造,织机在停机找纬过程中,送经装置和卷取装置同步运动,织机转速370r/min,开口时间300°,筘号12齿/cm,制得防紫外线、抗菌面料。

  实施例3%20防紫外线、抗菌面料

  防紫外线、抗菌面料其由经线和纬线相互垂直交织制得,所述经线由甲经和乙经以1:1的关系交叉组合,所述纬线由甲纬和乙纬以1:2的关系交叉组合;所述甲经与所述乙经的质量之比为100:267;所述甲纬与所述乙纬的质量之比为166:167,筘号为12齿/cm,每筘穿入数为3入/齿,坯幅为226cm;总经根数为5356根,成品密度:经密325根/10cm,纬密252根/10cm;组织为平纹组织,综页数为4页;经纱排列为甲2乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲2乙1;成品门幅为207cm,重量为120g/m;

  所述甲纬采用抗菌纱线;所述乙纬采用吸湿排汗纱与细绒棉纤维加捻而成的低捻复合纱;所述甲经采用抗紫外线涤纶纤维线;所述乙经采用涤纶纤维线;

  所述甲纬纤度为500dtex,700捻/m,S捻向;所述乙纬纤度为500dtex,700捻/m,Z捻向;所述甲经纤度为200dtex,1700捻/m,S捻向;所述乙经纤度为220dtex,320捻/m,Z捻向。

  抗菌纱线由以下原料按重量份制备而成:聚乙烯醇125份、氧化石墨烯-银纳米复合物7份、甲壳素40份、艾草纤维30份。

  抗紫外线涤纶纤维线由以下原料按重量份制备而成:涤纶纤维150份、改性ZnO-TiO2纳米粉4份、薄荷纤维15份。

  改性ZnO-TiO2纳米粉如下:

  S1.载银TiO2纳米粉的制备:将TiO2纳米粉浸泡在乙醇溶液(乙醇的质量百分比为25%)中,超声分散均匀,超声功率为1000-2000W,加入AgNO3溶液(AgNO3的质量百分比为15%),在N2保护下,紫外灯照射下进行光化学沉积,紫外灯波长为256nm,照射时间为10-30min,得到载银TiO2纳米粉;

  S2.改性ZnO-TiO2纳米粉的制备:将载银TiO2纳米粉和ZnO纳米粉以质量比为1:17混合,在90℃的条件下真空烘干4h后研磨,使其混合均匀,得到改性ZnO-TiO2纳米粉。

  吸湿排汗纱由以下原料按重量份制备而成:棉纤维150份、维纶纤维35份、艾草纤维85份。

  抗菌纱线、抗紫外线涤纶纤维线、吸湿排汗纱的纤维原丝由以下方法制备:

  将各原料混合加热至熔融,得到纺丝原液,输送到纺丝机,经喷丝头挤出后在饱和硫酸钠水溶液凝固液中成型,再经拉伸处理,上油即得纤维原丝;喷丝头的孔径选用0.07mm的喷丝头。

  制备方法包括以下步骤:

  S1.络筒:采用络筒机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行络筒,络丝时上油剂,车速为900r/min,卷绕张力为40cN;

  S2.倍捻:采用倍捻机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行倍捻,捻成适当捻度和捻向;

  S3.整经:采用长丝整经机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行整经,车速为210m/min,单纱张力为15cN;

  S4.织造:采用剑忏织机进行织造,织机在停机找纬过程中,送经装置和卷取装置同步运动,织机转速350r/min,开口时间300°,筘号12齿/cm,制得防紫外线、抗菌面料。

  对比例1

  与实施例3相比,抗菌纱线中未添加氧化石墨烯-银纳米复合物,其他条件均不改变。

  防紫外线、抗菌面料其由经线和纬线相互垂直交织制得,所述经线由甲经和乙经以1:1的关系交叉组合,所述纬线由甲纬和乙纬以1:2的关系交叉组合;所述甲经与所述乙经的质量之比为100:267;所述甲纬与所述乙纬的质量之比为166:167,筘号为12齿/cm,每筘穿入数为3入/齿,坯幅为226cm;总经根数为5356根,成品密度:经密325根/10cm,纬密252根/10cm;组织为平纹组织,综页数为4页;经纱排列为甲2乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲2乙1;成品门幅为207cm,重量为120g/m;

  所述甲纬采用抗菌纱线;所述乙纬采用吸湿排汗纱与细绒棉纤维加捻而成的低捻复合纱;所述甲经采用抗紫外线涤纶纤维线;所述乙经采用涤纶纤维线;

  所述甲纬纤度为500dtex,700捻/m,S捻向;所述乙纬纤度为500dtex,700捻/m,Z捻向;所述甲经纤度为200dtex,1700捻/m,S捻向;所述乙经纤度为220dtex,320捻/m,Z捻向。

  抗菌纱线由以下原料按重量份制备而成:聚乙烯醇125份、甲壳素47份、艾草纤维30份。

  抗紫外线涤纶纤维线由以下原料按重量份制备而成:涤纶纤维150份、改性ZnO-TiO2纳米粉4份、薄荷纤维15份。

  改性ZnO-TiO2纳米粉如下:

  S1.载银TiO2纳米粉的制备:将TiO2纳米粉浸泡在乙醇溶液(乙醇的质量百分比为25%)中,超声分散均匀,超声功率为1000-2000W,加入AgNO3溶液(AgNO3的质量百分比为15%),在N2保护下,紫外灯照射下进行光化学沉积,紫外灯波长为256nm,照射时间为10-30min,得到载银TiO2纳米粉;

  S2.改性ZnO-TiO2纳米粉的制备:将载银TiO2纳米粉和ZnO纳米粉以质量比为1:17混合,在90℃的条件下真空烘干4h后研磨,使其混合均匀,得到改性ZnO-TiO2纳米粉。

  吸湿排汗纱由以下原料按重量份制备而成:棉纤维150份、维纶纤维35份、艾草纤维85份。

  抗菌纱线、抗紫外线涤纶纤维线、吸湿排汗纱的纤维原丝由以下方法制备:

  将各原料混合加热至熔融,得到纺丝原液,输送到纺丝机,经喷丝头挤出后在饱和硫酸钠水溶液凝固液中成型,再经拉伸处理,上油即得纤维原丝;喷丝头的孔径选用0.07mm的喷丝头。

  制备方法包括以下步骤:

  S1.络筒:采用络筒机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行络筒,络丝时上油剂,车速为900r/min,卷绕张力为40cN;

  S2.倍捻:采用倍捻机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行倍捻,捻成适当捻度和捻向;

  S3.整经:采用长丝整经机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行整经,车速为210m/min,单纱张力为15cN;

  S4.织造:采用剑忏织机进行织造,织机在停机找纬过程中,送经装置和卷取装置同步运动,织机转速350r/min,开口时间300°,筘号12齿/cm,制得防紫外线、抗菌面料。

  对比例2

  与实施例3相比,抗菌纱线中未添加甲壳素,其他条件均不改变。

  防紫外线、抗菌面料其由经线和纬线相互垂直交织制得,所述经线由甲经和乙经以1:1的关系交叉组合,所述纬线由甲纬和乙纬以1:2的关系交叉组合;所述甲经与所述乙经的质量之比为100:267;所述甲纬与所述乙纬的质量之比为166:167,筘号为12齿/cm,每筘穿入数为3入/齿,坯幅为226cm;总经根数为5356根,成品密度:经密325根/10cm,纬密252根/10cm;组织为平纹组织,综页数为4页;经纱排列为甲2乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲2乙1;成品门幅为207cm,重量为120g/m;

  所述甲纬采用抗菌纱线;所述乙纬采用吸湿排汗纱与细绒棉纤维加捻而成的低捻复合纱;所述甲经采用抗紫外线涤纶纤维线;所述乙经采用涤纶纤维线;

  所述甲纬纤度为500dtex,700捻/m,S捻向;所述乙纬纤度为500dtex,700捻/m,Z捻向;所述甲经纤度为200dtex,1700捻/m,S捻向;所述乙经纤度为220dtex,320捻/m,Z捻向。

  抗菌纱线由以下原料按重量份制备而成:聚乙烯醇125份、氧化石墨烯-银纳米复合物47份、艾草纤维30份。

  抗紫外线涤纶纤维线由以下原料按重量份制备而成:涤纶纤维150份、改性ZnO-TiO2纳米粉4份、薄荷纤维15份。

  改性ZnO-TiO2纳米粉如下:

  S1.载银TiO2纳米粉的制备:将TiO2纳米粉浸泡在乙醇溶液(乙醇的质量百分比为25%)中,超声分散均匀,超声功率为1000-2000W,加入AgNO3溶液(AgNO3的质量百分比为15%),在N2保护下,紫外灯照射下进行光化学沉积,紫外灯波长为256nm,照射时间为10-30min,得到载银TiO2纳米粉;

  S2.改性ZnO-TiO2纳米粉的制备:将载银TiO2纳米粉和ZnO纳米粉以质量比为1:17混合,在90℃的条件下真空烘干4h后研磨,使其混合均匀,得到改性ZnO-TiO2纳米粉。

  吸湿排汗纱由以下原料按重量份制备而成:棉纤维150份、维纶纤维35份、艾草纤维85份。

  抗菌纱线、抗紫外线涤纶纤维线、吸湿排汗纱的纤维原丝由以下方法制备:

  将各原料混合加热至熔融,得到纺丝原液,输送到纺丝机,经喷丝头挤出后在饱和硫酸钠水溶液凝固液中成型,再经拉伸处理,上油即得纤维原丝;喷丝头的孔径选用0.07mm的喷丝头。

  制备方法包括以下步骤:

  S1.络筒:采用络筒机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行络筒,络丝时上油剂,车速为900r/min,卷绕张力为40cN;

  S2.倍捻:采用倍捻机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行倍捻,捻成适当捻度和捻向;

  S3.整经:采用长丝整经机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行整经,车速为210m/min,单纱张力为15cN;

  S4.织造:采用剑忏织机进行织造,织机在停机找纬过程中,送经装置和卷取装置同步运动,织机转速350r/min,开口时间300°,筘号12齿/cm,制得防紫外线、抗菌面料。

  对比例3

  与实施例3相比,抗紫外线涤纶纤维线中未添加改性ZnO-TiO2纳米粉,其他条件均不改变。

  防紫外线、抗菌面料其由经线和纬线相互垂直交织制得,所述经线由甲经和乙经以1:1的关系交叉组合,所述纬线由甲纬和乙纬以1:2的关系交叉组合;所述甲经与所述乙经的质量之比为100:267;所述甲纬与所述乙纬的质量之比为166:167,筘号为12齿/cm,每筘穿入数为3入/齿,坯幅为226cm;总经根数为5356根,成品密度:经密325根/10cm,纬密252根/10cm;组织为平纹组织,综页数为4页;经纱排列为甲2乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲4乙1、甲6乙1、甲2乙1;成品门幅为207cm,重量为120g/m;

  所述甲纬采用抗菌纱线;所述乙纬采用吸湿排汗纱与细绒棉纤维加捻而成的低捻复合纱;所述甲经采用抗紫外线涤纶纤维线;所述乙经采用涤纶纤维线;

  所述甲纬纤度为500dtex,700捻/m,S捻向;所述乙纬纤度为500dtex,700捻/m,Z捻向;所述甲经纤度为200dtex,1700捻/m,S捻向;所述乙经纤度为220dtex,320捻/m,Z捻向。

  抗菌纱线由以下原料按重量份制备而成:聚乙烯醇125份、氧化石墨烯-银纳米复合物7份、甲壳素40份、艾草纤维30份。

  抗紫外线涤纶纤维线由以下原料按重量份制备而成:涤纶纤维150份、薄荷纤维15份。

  吸湿排汗纱由以下原料按重量份制备而成:棉纤维150份、维纶纤维35份、艾草纤维85份。

  抗菌纱线、抗紫外线涤纶纤维线、吸湿排汗纱的纤维原丝由以下方法制备:

  将各原料混合加热至熔融,得到纺丝原液,输送到纺丝机,经喷丝头挤出后在饱和硫酸钠水溶液凝固液中成型,再经拉伸处理,上油即得纤维原丝;喷丝头的孔径选用0.07mm的喷丝头。

  制备方法包括以下步骤:

  S1.络筒:采用络筒机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行络筒,络丝时上油剂,车速为900r/min,卷绕张力为40cN;

  S2.倍捻:采用倍捻机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行倍捻,捻成适当捻度和捻向;

  S3.整经:采用长丝整经机分别对甲经、乙经、甲纬、乙纬进行整经,车速为210m/min,单纱张力为15cN;

  S4.织造:采用剑忏织机进行织造,织机在停机找纬过程中,送经装置和卷取装置同步运动,织机转速350r/min,开口时间300°,筘号12齿/cm,制得防紫外线、抗菌面料。

  测试例1%20性能测试

  将实施例1-3和对比例1-3制得的防紫外线、抗菌面料以及市售面料进行性能测试,结果见表1和表2,断裂强力、撕破强力、水洗尺寸变化率、面料起毛起球按照GB/T%2021295-2014服装理化性能的技术要求方法检测;甲醛含量、pH、耐水色牢度、耐洗色牢度、耐汗渍色牢度、耐摩擦色牢度按照GB%2018401-2016规定检测。

  表1

  

  表2

  

  由上表可知,本发明方法制得的面料与市售产品及对比例相比,具有更好的性能。本发明制备的面料起毛起球为5级,耐水、洗、汗渍色牢度为5级,断裂强力:经向920-990N,纬向570-620N,撕破强力:经向20-25N,纬向15-17N;pH=7.5,甲醛含量小于20mg/kg,水洗尺寸变化率:经向-0.1%,纬向-0.1%。

  测试例2 用紫外线透射比评价抗紫外线性能

  评价方法:在某个特定的条件下,穿着某种织物是否可以避免紫外线对皮肤的损伤,主要是看织物的紫外线透射比是否低于允许透射比的上限。它可由下面的公式计算得到:

  允许紫外线透射比上限=(该地区平均最小红斑量×安全系数)÷(某时段紫外线辐射相对暴晒量×暴晒时间)。

  该评价方法与人类群体的平均MED(最小红斑剂量)有关,以黄种人(MED=70kJ/m2),北纬40度夏季中午的阳光(紫外线强度为200kJ/m2.h),活动5小时,体位影响率为0.6计算,紫外线容许透过率不应超过临界值Tc(Tc=9.3%),故紫外线透过率应小于10%。

  将实施例1-3和对比例1-3制得的防紫外线、抗菌面料以及市售抗紫外线面料进行紫外线透射比评价,结果见表3。

  表3

  

  从面料紫外线透射比测试结果上我们可以看到,本发明面料在280-380nm波长范围内的紫外线透射比均小于7%,因而可以判断该面料具有较好的抗紫外线性能,夏天穿着该面料制成的服装可以有效地防晒,避免紫外线对皮肤的损伤。

  测试例3 抗菌抗螨性能测试

  采用振荡法(GB/T20944.3-2008)测试实施例1-3以及对比例1-3制得面料和市售面料。结果见表4。

  表4

  

  将实施例1-3以及对比例1-3制得面料和市售面料进行防螨测试,测试指标按照国标GBT24253-2009,结果见表5。

  表5

  

  本发明生产的面料的抗菌抗螨性能均优于所选的市售面料以及对比例。对比例1和对比例2与实施例3相比分别未添加氧化石墨烯-银纳米复合物或甲壳素,其抗菌、抗螨性能显著下降,可见氧化石墨烯-银纳米复合物和甲壳素不仅具有良好抗菌性能,且同时添加具有协同增效的作用。氧化石墨烯-银纳米复合物为无机抗菌剂,Ag+可强烈地结合酶蛋白的巯基而使酶失活,由于Ag+未饱和的配位能力与菌体表面的N或O作用,破坏菌体表面活性结构,导致菌体因生理变化或活动受阻而死亡,甲壳素为动物源抗菌素,甲壳素分子中的-NH3+带正电性,吸附在细胞表面,一方面可能形成一层高分子膜,阻止营养物质向细胞内运输,另一方面使细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均,破坏细胞壁的合成与溶解平衡,溶解细胞壁,从而起到抑菌杀菌作用;另一种是通过渗透进入细胞内,吸附细胞体内带有阴离子的物质,扰乱细胞正常的生理活动,从而杀灭细菌。

  与现有技术相比,本发明采用改性ZnO-TiO2纳米粉制备抗紫外线涤纶纤维线,在TiO2表面负载银可以提高其光催化活性,且银粒子可以提高其抗菌性能,ZnO纳米粒子能够有效过滤紫外线,从而提高了面料的抗紫外线性能;氧化石墨烯-银纳米粒子将银粒子高浓度的富集在氧化石墨烯上,从而能显著提高面料的抗菌效果;

  本发明采用功能性纱线为原料,以合理的组织设计和引纬顺序,得到长效性的防紫外线、抗菌面料,克服了传统功能面料功能易于衰减的缺点。由于面料是通过对紫外线进行反射或屏敞,并将紫外线能量予以转换,将细菌、污染物等进行分解、杀灭,达到抗菌、吸湿透气、抗紫外线等功能,并且面料纹路清晰,具有优良的悬垂性,良好的抗皱性和良好的弹性,满足了人们对服装面料的健康性、环保性、卫生性的要求,具有良好的使用价值,市场前景广阔。

  以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

《一种防紫外线、抗菌面料及其制备方法.doc》
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