CN117802782A - 一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其不仅具有较好的抗紫外线性能，同时耐久性好、抗菌性能优良，所制得的仿真丝面料滑爽柔糯与真丝及其相似，光泽优雅高贵，具有良好的透气性、遮热性、卓越的防紫外线性、接触凉感性，具有优异的市场推广价值。在制备过程中，通过碱减量处理使面料手感爽滑，具有仿真丝效果，通过SiO2/ZnO/木质素紫外线屏蔽剂的整理，使面料具有优异的遮热性与防紫外线性能，在紫外线整理前，采用海藻酸盐对纤维进行表面改性处理，提高紫外线屏蔽剂与纤维间的结合率，提高耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及纺织面料处理技术领域，具体为一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法。
背景技术
近年来，随着臭氧层的逐渐被破坏及紫外线辐射的增加，导致各种危害的发生。紫外线分为短波紫外线 UVC( 200 ～ 290 nm) 、中波紫外线UVB( 290 ～ 320 nm) 和长波紫外线 UVA( 320 ～ 400 nm) 。其中，UVC 会被大气层中的臭氧层所吸收，不会对皮肤造成危害； UVB 过量照射会导致人体出现红肿脱皮和老化，严重时会引发皮肤癌； UVA 具有较强的穿透能力，会引起皮肤晒黑、老化和 DNA 损伤。
为了使面料具有防紫外线的效果，人们会在面料中添加防晒剂，例如ZnO，ZnO 可以阻隔 UVA 和 UVB 波段，是一个全波段的紫外屏蔽剂。然而实际使用过程中发现，ZnO 颗粒应用在防晒中容易团聚和使面料变色，影响其防晒效果，同时，单独采用ZnO对面料防晒性能提升也相对有限。
发明内容
针对现有面料防晒、抗紫外线的效果不好的问题，本发明提供了一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其不仅具有较好的抗紫外线性能，同时耐久性好、抗菌性能优良。
其技术方案是这样的：一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其中，面料为梭织面料，其采用的纱线为异形涤纶长丝，纱支规格为20-80D，其特征在于：利用海藻酸盐处理液对定型后的面料进行表面改性处理，所述海藻酸盐处理液中海藻酸钠的质量分数为0.1-0.5%，处理时按照浴比为1:40-60将面料浸入制备的海藻酸盐处理液中，浸泡5-15min，在100-120℃下固化5-15min后用水冲洗并干燥，将处理后的面料按照浴比1：20-30浸在紫外线屏蔽剂中，浸渍时间为5-10 min，在100-120℃下固化25-45 min后用水冲洗并干燥；
所述紫外线屏蔽剂中具有质量分数为5-15%的防紫外线复合粉体，所述防紫外线复合粉体的制备方法为：将 SiO2和ZnO 粉体溶解于蒸馏水中，升温至 60-90℃，将木质素粉体溶解在 pH为 9 - 10 的水溶液中，然后缓慢加入SiO2和ZnO的溶解液中，在 60-90℃下搅拌 25-45 min，调节混合溶液 pH 至 中性，搅拌25-45min，经过抽滤、洗涤、烘干、研磨即得所述防紫外线复合粉体，所述防紫外线复合粉体中，SiO2和ZnO 粉体总质量与木质素粉体的质量比不小于5:1，SiO2和ZnO的质量比不大于2:1；
所述紫外线屏蔽剂的制备方法为：将所述防紫外线复合粉体溶于乙醇水溶液中，搅拌25-45min，得到溶液A，然后将冰醋酸和蒸馏水倒入无水乙醇中，搅拌25-45min，调节pH到不大于3，得到溶液B，将溶液A缓慢滴入溶液B中，滴速2-4mL/min边滴加边搅拌，滴加完毕后，30-60℃水浴加热1-3h后即得。
进一步地，面料的制备过程中还包括碱减量处理，碱减量处理的烧碱的质量分数为8%-20%，面料的碱减量为10%-20%。
进一步地，面料的梭织结构为缎纹结构，所述异形涤纶长丝的截面为三叶形、五叶形、五角星、Y形或者H形。
进一步地，SiO2和ZnO 粉体的粒径为30-100nm。
进一步地，制得的面料的克重为120-200g/m2。
本发明的有益效果为：（1）仿真丝面料选用异形截面涤纶长丝，结构选用缎纹结构，纱线、织造结构都有助于提升面料的品质，制得的面料具有蚕丝般柔软的手感、柔和的光泽，高贵典雅。
（2）面料经过海藻酸盐处理，赋予面料羟基，有助于紫外线屏蔽剂跟面料纤维结合，提高耐久性同时可赋予纺织品抗菌性能。
（3）SiO2/ZnO/木质素紫外线屏蔽剂为全波段的紫外线屏蔽剂，三者间相辅相成，SiO2可以消除ZnO的容易聚团和影响面料颜色的弊端，木质素是一种天然的广谱防晒剂，木质素中酚羟基共轭的乙烯基在聚合过程中电子会丢失，导致形成紫外线发色团，从而可以有效吸收紫外线/可见光，同时，木质素还具有优异的抗氧化性能。
（4）通过本发明制得的仿真丝面料，紫外线防护系数UPF500+，紫外线遮蔽率大于99%，并爽滑亲肤，穿着舒适凉感，透气性、遮热性兼具外观与功能。
具体实施方式
一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其包括织坯→预定形→精练→碱减量→溢流染色( 定形机涤加白) →定型→表面改性处理，其中，面料为梭织面料，面料的梭织结构为缎纹结构，其采用的纱线为异形涤纶长丝，异形涤纶长丝的截面为三叶形、五叶形、五角星、Y形或者H形，纱支规格为20-80D，碱减量处理的烧碱的质量分数为8%-20%，面料的碱减量为10%-20%，表面改性处理时利用海藻酸盐处理液进行，海藻酸盐处理液中海藻酸钠的质量分数为0.1-0.5%，处理时按照浴比为1:40-60将面料浸入制备的海藻酸盐处理液中，浸泡5-15 min，在100-120℃下固化5-15min后用水冲洗两次，并在室温下干燥，将处理后的面料按照浴比1：20-30浸在紫外线屏蔽剂中，浸渍时间为5-10 min，在100-120℃下固化25-45 min后用水冲洗两次，并在室温下干燥，最终制得的面料的克重为120-200g/m2，制备得到的面料滑爽柔糯与真丝及其相似，光泽优雅高贵，具有良好的透气性、遮热性、卓越的防紫外线性、接触凉感性。
上述的紫外线屏蔽剂中具有质量分数为5-15%的防紫外线复合粉体，防紫外线复合粉体的制备方法为：将 SiO2和ZnO 粉体溶解于蒸馏水中，SiO2和ZnO 粉体的粒径为30-100nm，升温至 60-90℃，将木质素粉体溶解在 pH为 9 - 10 的水溶液中，然后缓慢加入SiO2和ZnO的溶解液中，在 60-90℃ 下搅拌 25-45 min，调节混合溶液 pH 至 中性，搅拌25-45min，经过抽滤、洗涤、烘干、研磨即得防紫外线复合粉体，所述防紫外线复合粉体中，SiO2和ZnO 粉体总质量与木质素粉体的质量比不小于5:1，SiO2和ZnO的质量比不大于2:1。
制备得到上述防紫外线复合粉体后，将防紫外线复合粉体溶于乙醇水溶液中，搅拌25-45min，得到溶液A，然后将冰醋酸和蒸馏水倒入无水乙醇中，搅拌25-45min，调节pH到不大于3，得到溶液B，将溶液A缓慢滴入溶液B中，滴速2-4mL/min边滴加边搅拌，滴加完毕后，30-60℃水浴加热1-3h后即得紫外线屏蔽剂。
实施例1
（1）防紫外线复合粉体的制备
将粒径为30nmSiO2/ZnO 粉体溶解与蒸馏水中，升温至 60℃，将木质素粉体溶解在 pH为9的水溶液中，然后缓慢加入SiO2/ZnO溶解液中，在 60℃ 下搅拌 25 min，调节混合溶液 pH 至 7 左右，搅拌 25min。 抽滤、洗涤、烘干、研磨即得 SiO2/ZnO/木质素复合粉体。其中SiO2/ZnO 粉体与木质素粉体的质量比为5:1；SiO2/ZnO粉体的质量比为1:1。
（2）紫外线屏蔽剂的制备
将防紫外线复合粉体溶于乙醇水溶液中，搅拌25min，得到溶液A，然后将冰醋酸和蒸馏水倒入无水乙醇中，搅拌25min，调节pH到1，得到溶液B，将溶液A缓慢滴入溶液B中，滴速2mL/min边滴加边搅拌，滴加完毕后，30℃水浴加热1h后即得。
（3）底布准备
底布的工艺流程：织坯→预定形→精练→碱减量→溢流染色( 定形机涤加 白)→定型→海藻酸盐处理
其中：织坯所用纱线为异形涤纶长丝，纱支规格为20D，面料的梭织结构为缎纹结构，所述异形涤纶长丝的截面为三叶形；
碱减量处理的烧碱浓度为8%，仿真丝面料的碱减量为10%；海藻酸盐处理的工艺为：采用低粘度海藻酸钠制备海藻酸盐溶液，将海藻酸钠溶于蒸馏水中，搅拌20 min。按照浴比为1:40，将面料浸入制备的海藻酸盐溶液中，浸泡5min，在100℃下固化5min后，将面料用水冲洗两次，并在室温下干燥，海藻酸盐处理液中海藻酸钠的浓度为0.1%。
（4）紫外线整理
将上述处理后的面料，按照浴比1：20浸在紫外线屏蔽剂中，浓度为5%，浸渍时间为5min，在100℃下固化25 min后，织物用水冲洗两次，并在室温下干燥即可得到本发明的面料；所制得的面料的克重为120g/m2。
实施例2
（1）防紫外线复合粉体的制备
将粒径为60nmSiO2/ZnO 粉体溶解与蒸馏水中，升温至 75℃，将木质素粉体溶解在 pH为9的水溶液中，然后缓慢加入SiO2/ZnO溶解液中，在 75℃ 下搅拌 35 min，调节混合溶液 pH 至 7 左右，搅拌 35min。 抽滤、洗涤、烘干、研磨即得 SiO2/ZnO/木质素复合粉体。其中SiO2/ZnO 粉体与木质素粉体的质量比为6:1；SiO2/ZnO粉体的质量比为1:1。
（2）紫外线屏蔽剂的制备
将防紫外线复合粉体溶于乙醇水溶液中，搅拌35min，得到溶液A，然后将冰醋酸和蒸馏水倒入无水乙醇中，搅拌35min，调节pH到2，得到溶液B，将溶液A缓慢滴入溶液B中，滴速3mL/min边滴加边搅拌，滴加完毕后，40℃水浴加热2h后即得。
（3）底布准备
底布的工艺流程：织坯→预定形→精练→碱减量→溢流染色( 定形机涤加 白)→定型→海藻酸盐处理
其中：织坯所用纱线为异形涤纶长丝，纱支规格为70D，面料的梭织结构为缎纹结构，所述异形涤纶长丝的截面为五角星；
碱减量处理的烧碱浓度为14%，仿真丝面料的碱减量为15%；海藻酸盐处理的工艺为：采用低粘度海藻酸钠制备海藻酸盐溶液，将海藻酸钠溶于蒸馏水中，搅拌30 min。按照浴比为1:50，将面料浸入制备的海藻酸盐溶液中，浸泡10min，在110℃下固化10min后，将面料用水冲洗两次，并在室温下干燥，海藻酸盐处理液中海藻酸钠的浓度为0.3%。
（4）紫外线整理
将上述处理后的面料，按照浴比1：25浸在紫外线屏蔽剂中，浓度为10%，浸渍时间为8min，在110℃下固化30 min后，织物用水冲洗两次，并在室温下干燥即可得到本发明的面料；所制得的面料的克重为160g/m2。
实施例3
（1）防紫外线复合粉体的制备
将粒径为100nmSiO2/ZnO 粉体溶解与蒸馏水中，升温至 90℃，将木质素粉体溶解在 pH为10的水溶液中，然后缓慢加入SiO2/ZnO溶解液中，在 90℃ 下搅拌 45 min，调节混合溶液 pH 至 7 左右，搅拌 45min。 抽滤、洗涤、烘干、研磨即得 SiO2/ZnO/木质素复合粉体。其中SiO2/ZnO 粉体与木质素粉体的质量比为8:1；SiO2/ZnO粉体的质量比为2:1。
（2）紫外线屏蔽剂的制备
将防紫外线复合粉体溶于乙醇水溶液中，搅拌45min，得到溶液A，然后将冰醋酸和蒸馏水倒入无水乙醇中，搅拌45min，调节pH到3，得到溶液B，将溶液A缓慢滴入溶液B中，滴速4mL/min边滴加边搅拌，滴加完毕后，60℃水浴加热3h后即得。
（3）底布准备
底布的工艺流程：织坯→预定形→精练→碱减量→溢流染色( 定形机涤加 白)→定型→海藻酸盐处理
其中：织坯所用纱线为异形涤纶长丝，纱支规格为80D，面料的梭织结构为缎纹结构，所述异形涤纶长丝的截面为Y形；
碱减量处理的烧碱浓度为20%，仿真丝面料的碱减量为20%；海藻酸盐处理的工艺为：采用低粘度海藻酸钠制备海藻酸盐溶液，将海藻酸钠溶于蒸馏水中，搅拌40 min。按照浴比为1:60，将面料浸入制备的海藻酸盐溶液中，浸泡15min，在120℃下固化15min后，将面料用水冲洗两次，并在室温下干燥，海藻酸盐处理液中海藻酸钠的浓度为0.5%。
（4）紫外线整理
将上述处理后的面料，按照浴比1：30浸在紫外线屏蔽剂中，浓度为15%，浸渍时间为10min，在120℃下固化45 min后，织物用水冲洗两次，并在室温下干燥即可得到本发明的面料；所制得的面料的克重为200g/m2。
对比例1
本实施例中未采用ZnO 粉体，其余步骤与实施例2相同。
对比例2
本实施例中未采用SiO2粉体，其余步骤与实施例2相同。
对比例3
本实施例中未采用木质素粉体，其余步骤与实施例2相同。
对比例4
本实施例中直接采用木质素粉体作为紫外线屏蔽剂，其余步骤与实施例2相同。
对比例5
本实施例中直接采用SiO2粉体作为紫外线屏蔽剂，其余步骤与实施例2相同。
对比例6
本实施例中直接采用ZnO 粉体作为紫外线屏蔽剂，其余步骤与实施例2相同。
对比例7
本实施例中未进行海藻酸盐处理，其余步骤与实施例2相同。
上述实施例中各物质的购买厂家分别为：异形涤纶长丝 江苏恒力化纤股份有限公司；SiO2、ZnO常州纳欧新材料科技有限公司；木质素 山东天峰化工科技有限公司；海藻酸钠 天津市祥瑞鑫化工科技有限公司；无水乙醇、冰醋酸、烧碱、蒸馏水 山东鼎盛化工有限公司。
实施例1-3与对比例的面料，进行测试，防晒性能的测试标准为GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》 防紫外线产品，凉感性能的测试标准为GB/T 35263-2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测与评价》，抗菌性能的测试标准为GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价 第 3 部分：振荡法》；透气性的测试标准为GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》遮热性的测试标准为GB/T41560-2022《纺织品遮热性能的测定》
测试结果如下表1：
10次水洗后测试结果如下表2：
对比例1-7是在实施例2的对照试验，由上表可知，通过本发明的方法制备得到的面料具有优异的功能性，特别适宜夏季服饰。从表中对比数据来看，SiO2/ZnO/木质素紫外线屏蔽剂为全波段的紫外线屏蔽剂，三者间相辅相成比其他组分紫外线屏蔽剂具有更好的防晒性能、遮热率；对比例7的洗前洗后的检测数值来看，面料经过海藻酸盐处理，提高面料功能的耐久性，特别是抗紫外线性能和抗菌性能。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1. 一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其中，面料为梭织面料，其采用的纱线为异形涤纶长丝，纱支规格为20-80D，其特征在于：利用海藻酸盐处理液对定型后的面料进行表面改性处理，所述海藻酸盐处理液中海藻酸钠的质量分数为0.1-0.5%，处理时按照浴比为1:40-60将面料浸入制备的海藻酸盐处理液中，浸泡5-15 min，在100-120℃下固化5-15min后用水冲洗并干燥，将处理后的面料按照浴比1：20-30浸在紫外线屏蔽剂中，浸渍时间为5-10 min，在100-120℃下固化25-45 min后用水冲洗并干燥；
所述紫外线屏蔽剂中具有质量分数为5-15%的防紫外线复合粉体，所述防紫外线复合粉体的制备方法为：将 SiO2 和ZnO 粉体溶解于蒸馏水中，升温至 60-90℃，将木质素粉体溶解在 pH为 9 - 10 的水溶液中，然后缓慢加入SiO2和ZnO的溶解液中，在 60-90℃ 下搅拌 25-45 min，调节混合溶液 pH 至 中性，搅拌 25-45min，经过抽滤、洗涤、烘干、研磨即得所述防紫外线复合粉体，所述防紫外线复合粉体中，SiO2 和ZnO 粉体总质量与木质素粉体的质量比不小于5:1，SiO2和ZnO的质量比不大于2:1；
所述紫外线屏蔽剂的制备方法为：将所述防紫外线复合粉体溶于乙醇水溶液中，搅拌25-45min，得到溶液A，然后将冰醋酸和蒸馏水倒入无水乙醇中，搅拌25-45min，调节pH到不大于3，得到溶液B，将溶液A缓慢滴入溶液B中，滴速2-4mL/min边滴加边搅拌，滴加完毕后，30-60℃水浴加热1-3h后即得。
2.根据权利要求1所述的一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其特征在于：面料的制备过程中还包括碱减量处理，碱减量处理的烧碱的质量分数为8%-20%，面料的碱减量为10%-20%。
3.根据权利要求1所述的一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其特征在于：面料的梭织结构为缎纹结构，所述异形涤纶长丝的截面为三叶形、五叶形、五角星、Y形或者H形。
4. 根据权利要求1所述的一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其特征在于：SiO2和ZnO 粉体的粒径为30-100nm。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种遮热防紫外线仿真丝面料的制备方法，其特征在于：制得的面料的克重为120-200g/m2。
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