一种新型多功能面料及其制备方法
技术领域
本发明属于服装面料及加工技术领域，具体涉及一种新型多功能面料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，具有单向导湿功能的面料，尤其是运动面料，由于能够在人体运动过程中将汗液快速导到面料外部，保持贴肤面干爽舒适，因此越来越受到人们的喜欢，也是近年来的研究热点，目前国内外很多品牌推出具有单向导湿功能的运动面料，如Nike、Addias等。单向导湿面料，可以使水分自发的从织物的一侧转移到另一侧，目前制备单向导湿功能面料途径主要有两种，一种使采用两种吸湿性差异很大的纱线分别用于面料的表里两侧，表层使用吸湿性好的纱线能够快速吸收里层传递的水分，并快速扩散、蒸发、快干。另一种是通过印花的方式在面料里侧做拒水整理，留出很小的网格线缝隙，水分通过网格线的位置被快速吸收到表侧达到单向导湿的目的。这两种方法都是利用织物两侧亲水性不同形成的能量梯度变化，但是这两种方法存在很多问题，比如面料选材的局限性，拒水整理通常使用含氟的低表面能物质，氟类产品的安全性会限制其应用，而且拒水整理工艺复杂，受很多工艺条件的影响。
另外人体在夏季很容易出汗，汗液会滋生大量的细菌，尤其是贴身穿着的衣物抗菌性很重要，目前化纤类产品的抗菌性主要是通过两种方式实现的，一种是在熔融纺丝过程中添加抗菌母粒，使纤维本身具有抗菌性，该方法虽然抗菌效果持久，但是成本很高；另一种方法是整理方式添加，整理的方式是将抗菌剂作用于面料的表面，赋予面料抗菌效果，经整理的面料表面的抗菌物质的浓度较高，抗菌效果虽然很好但是抗菌物质的缓释不均匀，耐久性差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新型多功能面料及其制备方法，克服了现有技术中1：采用两种吸湿性差异很大的纱线分别用于面料的表里两侧，面料选材具有局限性；2：通过印花的方式在面料里侧做拒水整理，拒水整理通常使用含氟的低表面能物质，氟类产品的安全性会限制其应用，而且拒水整理工艺复杂，受很多工艺条件的影响；3：在熔融纺丝过程中添加抗菌母粒，成本很高；4：整理方式添加，抗菌物质的缓释不均匀，耐久性差等问题。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种新型多功能面料，自上而下依次包括导湿层和粗糙层，其中导湿层由面纱组成起导湿作用，其中粗糙层由底纱组成，所述底纱的纱线直径是面纱纱线直径的6～12倍，其中粗糙层亲肤侧具有抗菌功能。
优选的，所述面纱的规格为65D/192F，所述底纱的规格为50D/12F或50D/24F。
优选的，所述粗糙层亲肤侧具有抗菌功能是在粗糙层上络合铜离子得到的，其中铜离子为微米级至纳米级，可以保持面料仍具有较好的柔软性，不会引起穿着亲肤侧的不适。
优选的，所述粗糙层的纱线之间间隙大于导湿层的纱线之间间隙，其中纱线均为涤纶。
优选的，一种如上任一项所述的新型多功能面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将导湿层和粗糙层织成面料，除去面料上的油剂、油污和其他污垢；
步骤2)将面料浸泡于前处理溶液中进行前处理；
步骤3)采用平网印染的方式对面料亲肤侧进行印染，依次使用植酸浆料和氯化铜浆料；
步骤4)重复步骤3)3～8次，即面料亲肤侧具有抗菌功能。
优选的，所述步骤2)中前处理溶液由碳酸钠4.5-5.5g/L、过氧化氢4.5-5.5g/L、精炼酶6.5-7.5g/L、精炼剂5.5-6.5g/L、渗透剂12-14g/L、氧漂稳定剂1g/L和余量水组成，将所述面料浸泡于前处理溶液中，加热到35～45℃，其中浴比为1:15～20。
优选的，所述步骤3)中植酸浆料由植酸0.6～1％wt、增稠剂1～1.6％wt和水组成，将植酸与水在植酸浆料槽中混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀即可。
优选的，所述步骤3)中氯化铜浆料由氯化铜3～5％wt、增稠剂1～1.6％wt和水组成，将氯化铜与水在氯化铜浆料槽中混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌即可。
优选的，所述增稠剂选自海草酸钠水溶液。
优选的，所述步骤3)中平网印染方法如下：
步骤3-1)将前处理后的面料清洗，水温为60～80℃，处理时间为10～20min；
步骤3-2)将配置好的植酸浆料涂在筛网上，采用手动或机器刮板在亲肤侧进行刮料操作，在150～190℃水蒸气氛围中处理5～10min；
步骤3-3)将配置好的氯化铜浆料涂在筛网上，采用手动或机器刮板在亲肤侧进行刮料操作，在150～190℃水蒸气氛围中处理5～10min；
步骤3-4)将完成刮料操作的粗糙层在30～40℃水浴中清洗，即面料粗糙层亲肤侧具有抗菌功能。
相对于现有技术，本发明的优点在于：
1)本发明由自上而下依次设置的导湿层和粗糙层，导湿层由面纱组成起导湿作用，粗糙层由底纱组成，底纱的纱线直径是面纱纱线直径的6～12倍，使得导湿层纱线间的空隙尺寸远小于粗糙层的纱线间空隙尺寸，面纱纱线更细，底纱纱线更粗，因此面纱纱线之间的间隙较小，底纱纱线之间的间隙较大，因此面纱纱线之间的芯吸效应占据主导地位，当人体运动出汗时，汗液从底纱通过芯吸效应排到面纱，并在面纱上铺展，在保持皮肤干爽的同时，汗液可以在面纱上快速蒸发；
2)本发明植酸在印染过程中先吸附在底纱纱线表面，氯化铜再与植酸发生络合作用，在纱线表面沉积铜离子，此过程循环3～8次后，织物的底纱上具有了铜离子沉积物，该沉积物由的微米级至纳米级的铜和植酸沉积物组成，粗糙层与导湿层之间形成了粗糙度梯度，粗糙度梯度会使水分从织物粗糙的一侧转移到另一侧，从而提高了导湿快干的效果；
3)本发明铜离子的引入使面料具有抗菌性，抗菌性能高，采用印染的工艺方法可以缩短生产工艺流程，底纱、植酸和金属离子之间依靠范德华力、氢键和化学键互相结合，稳定性好，因此具有良好的洗涤耐久性，对面料的手感、吸水性、光泽度以及染色牢度等性能没有影响和要求，面料选材范围广；本发明制备方法设计合理、工艺简单、成本低，可操作性强，可应用于工业生产。
附图说明
图1、本发明一种新型多功能面料的结构示意图；
图2、本发明实施例7的纤维表面电镜图。
附图标记说明
1-导湿层，2-粗糙层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1所示，一种新型多功能面料，自上而下依次包括导湿层1和粗糙层2，其中导湿层1由面纱组成起导湿作用，其中粗糙层2由底纱组成，所述底纱的纱线直径是面纱纱线直径的6～12倍，其中粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能。
实施例2
如图1所示，一种新型多功能面料，自上而下依次包括导湿层1和粗糙层2，其中导湿层1由面纱组成起导湿作用，其中粗糙层2由底纱组成，所述底纱的纱线直径是面纱纱线直径的6～12倍，其中粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能。
优选的，所述面纱的规格为65D/192F，所述底纱的规格为50D/12F或50D/24F。
优选的，所述粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能是在粗糙层2上络合铜离子得到的，其中铜离子为微米级至纳米级，可以保持面料仍具有较好的柔软性，不会引起穿着亲肤侧的不适。
优选的，如图1所示，所述粗糙层2的纱线之间间隙大于导湿层1的纱线之间间隙，其中纱线均为涤纶。
实施例3
如图1所示，一种新型多功能面料，自上而下依次包括导湿层1和粗糙层2，其中导湿层1由面纱组成起导湿作用，其中粗糙层2由底纱组成，所述底纱的纱线直径是面纱纱线直径的6～12倍，其中粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能。
优选的，所述面纱的规格为65D/192F，所述底纱的规格为50D/12F或50D/24F。
优选的，所述粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能是在粗糙层2上络合铜离子得到的，其中铜离子为微米级至纳米级，可以保持面料仍具有较好的柔软性，不会引起穿着亲肤侧的不适。
优选的，如图1所示，所述粗糙层2的纱线之间间隙大于导湿层1的纱线之间间隙，其中纱线均为涤纶。
优选的，一种如上任一项所述的新型多功能面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将导湿层1和粗糙层2织成面料，除去面料上的油剂、油污和其他污垢；
步骤2)将面料浸泡于前处理溶液中进行前处理；
步骤3)采用平网印染的方式对面料亲肤侧进行印染，依次使用植酸浆料和氯化铜浆料；
步骤4)重复步骤3)3～8次，即面料亲肤侧具有抗菌功能。
实施例4
如图1所示，一种新型多功能面料，自上而下依次包括导湿层1和粗糙层2，其中导湿层1由面纱组成起导湿作用，其中粗糙层2由底纱组成，所述底纱的纱线直径是面纱纱线直径的6～12倍，其中粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能。
优选的，所述面纱的规格为65D/192F，所述底纱的规格为50D/12F或50D/24F。
优选的，所述粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能是在粗糙层2上络合铜离子得到的，其中铜离子为微米级至纳米级，可以保持面料仍具有较好的柔软性，不会引起穿着亲肤侧的不适。
优选的，如图1所示，所述粗糙层2的纱线之间间隙大于导湿层1的纱线之间间隙，其中纱线均为涤纶。
优选的，一种如上任一项所述的新型多功能面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将导湿层1和粗糙层2织成面料，除去面料上的油剂、油污和其他污垢；
步骤2)将面料浸泡于前处理溶液中进行前处理；
步骤3)采用平网印染的方式对面料亲肤侧进行印染，依次使用植酸浆料和氯化铜浆料；
步骤4)重复步骤3)3～8次，即面料亲肤侧具有抗菌功能。
优选的，所述步骤2)中前处理溶液由碳酸钠4.5-5.5g/L、过氧化氢4.5-5.5g/L、精炼酶6.5-7.5g/L、精炼剂5.5-6.5g/L、渗透剂12-14g/L、氧漂稳定剂1g/L和余量水组成，将所述面料浸泡于前处理溶液中，加热到35～45℃，其中浴比为1:15～20。
优选的，所述步骤3)中植酸浆料由植酸0.6～1％wt、增稠剂1～1.6％wt和水组成，将植酸与水在植酸浆料槽中混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀即可。
优选的，所述步骤3)中氯化铜浆料由氯化铜3～5％wt、增稠剂1～1.6％wt和水组成，将氯化铜与水在氯化铜浆料槽中混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌即可。
实施例5
如图1所示，一种新型多功能面料，自上而下依次包括导湿层1和粗糙层2，其中导湿层1由面纱组成起导湿作用，其中粗糙层2由底纱组成，所述底纱的纱线直径是面纱纱线直径的6～12倍，其中粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能。
优选的，所述面纱的规格为65D/192F，所述底纱的规格为50D/12F或50D/24F。
优选的，所述粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能是在粗糙层2上络合铜离子得到的，其中铜离子为微米级至纳米级，可以保持面料仍具有较好的柔软性，不会引起穿着亲肤侧的不适。
优选的，如图1所示，所述粗糙层2的纱线之间间隙大于导湿层1的纱线之间间隙，其中纱线均为涤纶。
优选的，一种如上任一项所述的新型多功能面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将导湿层1和粗糙层2织成面料，除去面料上的油剂、油污和其他污垢；
步骤2)将面料浸泡于前处理溶液中进行前处理；
步骤3)采用平网印染的方式对面料亲肤侧进行印染，依次使用植酸浆料和氯化铜浆料；
步骤4)重复步骤3)3～8次，即面料亲肤侧具有抗菌功能。
优选的，所述步骤2)中前处理溶液由碳酸钠4.5-5.5g/L、过氧化氢4.5-5.5g/L、精炼酶6.5-7.5g/L、精炼剂5.5-6.5g/L、渗透剂12-14g/L、氧漂稳定剂1g/L和余量水组成，将所述面料浸泡于前处理溶液中，加热到35～45℃，其中浴比为1:15～20。
优选的，所述步骤3)中植酸浆料由植酸0.6～1％wt、增稠剂1～1.6％wt和水组成，将植酸与水在植酸浆料槽中混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀即可。
优选的，所述步骤3)中氯化铜浆料由氯化铜3～5％wt、增稠剂1～1.6％wt和水组成，将氯化铜与水在氯化铜浆料槽中混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌即可。
优选的，所述增稠剂选自海草酸钠水溶液。
优选的，所述步骤3)中平网印染方法如下：
步骤3-1)将前处理后的面料清洗，水温为60～80℃，处理时间为10～20min；
步骤3-2)将配置好的植酸浆料涂在筛网上，采用手动或机器刮板在亲肤侧进行刮料操作，在150～190℃水蒸气氛围中处理5～10min；
步骤3-3)将配置好的氯化铜浆料涂在筛网上，采用手动或机器刮板在亲肤侧进行刮料操作，在150～190℃水蒸气氛围中处理5～10min；
步骤3-4)将完成刮料操作的面料在30～40℃水浴中清洗，即面料粗糙层2亲肤侧具有抗菌功能。
实施例6
一种导湿快干面料通过原料的选择实现不同直径的水分运输管道，如图1所示，面料粗糙层和导湿层选用不同粗细的纤维，粗糙层选用涤纶长丝的规格为50D/12F；导湿层选用涤纶长丝的规格为65D/192F，织造组织为双面网眼。
对粗糙层的制备工艺如下：
步骤1：印染前除去毛坯面料上的油剂、油污和其他污垢。
步骤2：配置印染用的植酸浆料，植酸浆料由植酸(0.6％wt)、增稠剂(1％wt)和水组成，先将植酸与水混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀后才可使用，将植酸浆料采用平网印染的方式印在面料底纱部分。
步骤3：配置印染用的氯化铜浆料，氯化铜浆料由氯化铜(3％wt)、增稠剂(1％wt)和水组成，先将氯化铜与水混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀后才可使用，将氯化铜浆料采用平网印染的方式印在面料底纱部分。
步骤4：设置多个料槽，按照顺序分别倒入植酸浆料和氯化铜浆料，重复步骤2和步骤3，重复次数为3次。
实施例7
一种导湿快干面料通过原料的选择实现不同直径的水分运输管道，面料粗糙层和导湿层选用不同粗细的纤维，粗糙层选用涤纶长丝的规格为50D/12F；导湿层选用涤纶长丝的规格为65D/192F，织造组织为双面网眼。
对粗糙层的制备工艺如下：
步骤1：印染前除去毛坯面料上的油剂、油污和其他污垢。
步骤2：配置印染用的植酸浆料，植酸浆料由植酸(1％wt)、增稠剂(1％wt)和水组成，先将植酸与水混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀后才可使用，将植酸浆料采用平网印染的方式印在面料底纱部分。
步骤3：配置印染用的氯化铜浆料，氯化铜浆料由氯化铜(4％wt)、增稠剂(1％wt)和水组成，先将氯化铜与水混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀后才可使用，将氯化铜浆料采用平网印染的方式印在面料底纱部分。
步骤4：设置多个料槽，按照顺序分别倒入植酸浆料和氯化铜浆料，重复步骤2和步骤3，重复次数为5次。
实施例8
一种导湿快干面料通过原料的选择实现不同直径的水分运输管道，面料粗糙层和导湿层选用不同粗细的纤维，粗糙层选用涤纶长丝的规格为50D/24F；导湿层选用涤纶长丝的规格为65D/192F，织造组织为双面网眼。
对粗糙层的制备工艺如下：
步骤1：印染前除去毛坯面料上的油剂、油污和其他污垢。
步骤2：配置印染用的植酸浆料，植酸浆料由植酸(1％wt)、增稠剂(1％wt)和水组成，先将植酸与水混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀后才可使用，将植酸浆料采用平网印染的方式印在面料底纱部分。
步骤3：配置印染用的氯化铜浆料，氯化铜浆料由氯化铜(5％wt)、增稠剂(1％wt)和水组成，先将氯化铜与水混合均匀，然后再加入增稠剂，继续搅拌均匀后才可使用，将氯化铜浆料采用平网印染的方式印在面料底纱部分。
步骤4：设置多个料槽，按照顺序分别倒入植酸浆料和氯化铜浆料，重复步骤2和步骤3，重复次数为8次。
对比例1
通过印花的方式在面料里侧做拒水整理的单向导湿面料。
对比例2
使用在熔融纺丝过程中添加抗菌母粒的长丝制得的面料。
对比例3
通过整理方式添加抗菌剂的面料。
实验结果1
对实施例6～8中的多功能面料和对比例1的导湿速干效果进行了测试，结果见表1：
表1实施例6～8多功能面料和对比例1的导湿速干效果
从表1可知，本发明实施例6～8的多功能面料单向传递指数均为5，高于国标要求，对比例1的单向传递指数均为3，低于本发明。
实验结果2
根据纺织行业推荐标准FZ/T 73023-2006进行测试，以抑菌率作为评价指标。测试指标为抑菌率，基准：A级(水洗10次)—金黄色葡萄球菌抑菌率≥99％；AA级(水洗20次)和AAA级(水洗50次)—金黄色葡萄球菌≥80％、大肠杆菌≥70％、白色念珠菌≥60％。
水洗50次测试结果，对实施例6～8中的多功能面料和对比例2和3的抗菌效果进行了测试，结果见表2：
表2实施例6～8多功能面料和对比例2和3抗菌性能测试
从表2可知，本发明实施例6～8多功能面料具有很好的抗菌功能，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抵抗能力优异，本发明抗菌性能明显优于对比例2和3。
申请人拍摄了实施例7中的多功能面料的粗糙层纤维的电镜图，结果见图2，从图中可以看出纤维表面沉积了植酸铜沉淀，在纤维表面形成了一定的粗糙度。
本发明由自上而下依次设置的导湿层和粗糙层，导湿层由面纱组成起导湿作用，粗糙层由底纱组成，底纱的纱线直径是面纱纱线直径的6～12倍，使得导湿层纱线间的空隙尺寸远小于粗糙层的纱线间空隙尺寸，面纱纱线更细，底纱纱线更粗，因此面纱纱线之间的间隙较小，底纱纱线之间的间隙较大，因此面纱纱线之间的芯吸效应占据主导地位，当人体运动出汗时，汗液从底纱通过芯吸效应排到面纱，并在面纱上铺展，在保持皮肤干爽的同时，汗液可以在面纱上快速蒸发。
本发明植酸在印染过程中先吸附在底纱纱线表面，氯化铜再与植酸发生络合作用，在纱线表面沉积铜离子，此过程循环3～8次后，织物的底纱上具有了铜离子沉积物，该沉积物由的微米级至纳米级的铜和植酸沉积物组成，粗糙层与导湿层之间形成了粗糙度梯度，粗糙度梯度会使水分从织物粗糙的一侧转移到另一侧，从而提高了导湿快干的效果。
本发明铜离子的引入使面料具有抗菌性，抗菌性能高，采用印染的工艺方法可以缩短生产工艺流程，底纱、植酸和金属离子之间依靠范德华力、氢键和化学键互相结合，稳定性好，因此具有良好的洗涤耐久性，对面料的手感、吸水性、光泽度以及染色牢度等性能没有影响和要求，面料选材范围广；本发明制备方法设计合理、工艺简单、成本低，可操作性强，可应用于工业生产。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
