CN104695215A - 复合型植物防紫外整理剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复合型植物防紫外整理剂，由植物防紫外整理液干燥制成，植物防紫外整理液由以下组份组成：黄柏防紫外整理液40-60％，蒲公英防紫外整理液10-40％，石榴皮防紫外整理液10-40％，上述各组份质量百分比之和为100％；制备方法为：取粉碎的黄柏、蒲公英和石榴皮分别用乙醇浸泡，将浸泡液混合并干燥得到复合型植物防紫外整理剂；使用该整理剂对经金属媒染剂预处理后的织物进行防紫外整理，使整理剂与织物产生络合，得到防紫外功能织物。本发明从3种植物中提取的防紫外整理剂能广谱吸收紫外线且对人体无毒害；防紫外功能织物的制备方法是生态环保的整理方法，整理后织物防紫外性能良好并且耐洗性好，工艺简单，成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于功能性纺织品技术领域，涉及一种复合型植物防紫外整理剂，还涉及一种复合型植物防紫外整理剂的制备方法，还涉及使用该整理剂制备防紫外功能织物的方法。
背景技术
由于人类对大气臭氧层的破坏，使地面的紫外线辐射量大为增加。过量的紫外线辐射对人体是十分有害的。开发具有广谱、长时效、对环境和人体友好的防紫外纺织品已成为研究热点。
目前常用的织物防紫外整理剂多是一些具有紫外线屏蔽功能的金属化合物粉体或能够吸收紫外线的有机化合物，金属化合物与纤维的结合力小，采用通过黏合剂附着在织物表面，又使得整理后的织物在手感、柔软性、透气性、吸湿性、悬垂性等人体舒适性方面的性能大大下降，成本高、耐洗性差。有机化合物对紫外线吸收的波长范围较窄，并且对皮肤和环境的安全性较差，并且存在耐洗性差的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合型植物防紫外整理剂，对人体无毒害，从3种植物中提取的防紫外整理剂吸收光谱互补，能达到广谱吸收紫外线的目的。
本发明的第二个目的是提供上述整理剂的制备方法。
本发明的第三个目的是提供使用该整理剂制备防紫外功能织物的方法，通过染色的方式将复合型植物防紫外整理剂与织物结合，不会影响织物的柔软、吸湿、透气、悬垂、手感等性能，防紫外性能良好并且耐洗性好。
本发明所采用的技术方案是：复合型植物防紫外整理剂，由植物防紫外整理液干燥制成，植物防紫外整理液按照质量百分比由以下组份组成：黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，上述各组份质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于，
黄柏防紫外整理液由黄柏和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成；
蒲公英防紫外整理液由蒲公英和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成；
石榴皮防紫外整理液由石榴皮和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成。
本发明所采用的第二个技术方案是：复合型植物防紫外整理剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，分别以料液比1:10-20浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，常温浸泡6-10小时，分别将浸泡后的溶液在60℃～80℃的温度下加热2-4小时，过滤后分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；
步骤2：按体积百分比，取步骤1得到的黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，各组份体积百分比之和为100％，混合后常温搅拌均匀，干燥后得到复合型植物防紫外整理剂。
本发明的特点还在于，
步骤2中搅拌速度为900r/min-1200r/min，搅拌时间为10min-30min。
本发明所采用的第三个技术方案是：使用复合型植物防紫外整理剂制备防紫外功能织物的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：使用黄柏、蒲公英、石榴皮制成复合型植物防紫外整理剂
步骤1.1：取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，分别以料液比1:10-20浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，常温浸泡6-10小时，分别将浸泡后的溶液在60℃～80℃的温度下加热2-4小时，过滤后分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；
步骤1.2：按体积百分比，取步骤1.1得到的黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，各组份体积百分比之和为100％，混合后常温搅拌均匀，干燥后得到复合型植物防紫外整理剂；
步骤2：对织物进行金属媒染剂预处理
加入相对织物质量3％-10％的含铝或铁的金属盐，0.5-2.0g/L渗透剂JFC，浴比1:10-50，配成预处理液，将预处理液加热至30℃-40℃投入织物并升温至60℃-80℃保温30min-60min，然后将织物取出冷水洗并烘干，得到预处理后织物；
步骤3：对织物进行防紫外整理
按相对织物质量5％-20％称取步骤1的复合型植物防紫外整理剂，0.5-2.0g/L渗透剂JFC，浴比1:10-50，搅拌均匀，于30℃-40℃投入经步骤2预处理后的织物并升温至80℃-95℃保温45min-60min，然后将织物取出冷水洗并烘干，得到防紫外功能织物。
本发明的特点还在于，
步骤2中升温速度为1-3℃/min。
步骤2中冷水洗2min-5min，烘干温度为40℃-50℃。
步骤3中升温速度为1-3℃/min。
步骤3中冷水洗2min-5min，烘干温度为40℃-50℃。
本发明的有益效果是：
(1)采用植物提取物制备防紫外整理剂用于织物的整理，开发的防紫外功能织物对人体无毒副作用；
(2)按照国家标准GB/T 18830-2009纺织品防紫外线性能测试整理织物的防紫外效果，整理后织物的T(UVA)AV<3％，UPF>50，经过30次洗涤之后，仍然能够达到T(UVA)AV<5％，UPF>40，达到防紫外线产品的要求；
(3)通过对织物进行金属媒染剂预处理，使紫外整理剂与织物之间产生络合，经防紫外整理后织物的柔软、吸湿、透气、悬垂、手感等性能无明显变化；整理工艺简单，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明复合型植物防紫外整理剂，由植物防紫外整理液干燥制成，植物防紫外整理液按照质量百分比由以下组份组成：黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，上述各组份质量百分比之和为100％；
黄柏防紫外整理液由黄柏和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成；
蒲公英防紫外整理液由蒲公英和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成；
石榴皮防紫外整理液由石榴皮和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成。
复合型植物防紫外整理剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，分别以料液比1:10-20浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，常温浸泡6-10小时，分别将浸泡后的溶液在60℃～80℃的温度下加热2-4小时，经200目筛过滤1-3次，分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；
步骤2：按体积百分比，取步骤1得到的黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，各组份体积百分比之和为100％，混合后以900r/min-1200r/min的转速常温搅拌10min-30min，再经真空干燥后得到粉状复合型植物防紫外整理剂。
使用上述整理剂制备防紫外功能织物的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：使用黄柏、蒲公英、石榴皮制成复合型植物防紫外整理剂；
步骤1.1：取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，分别以料液比1:10-20浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，常温浸泡6-10小时，分别将浸泡后的溶液在60℃～80℃的温度下加热2-4小时，经200目筛过滤1-3次，分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；
步骤1.2：按体积百分比，取步骤1.1得到的黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，各组份体积百分比之和为100％，混合后以900r/min-1200r/min的转速常温搅拌10min-30min，再经真空干燥后得到粉状复合型植物防紫外整理剂；
步骤2：对织物进行金属媒染剂预处理
加入相对织物质量3％-10％的含铝或铁的金属盐，0.5-2.0g/L渗透剂JFC，浴比1:10-50，配成预处理液，将预处理液加热至30℃-40℃投入织物并升温，升温速度为1-3℃/min，温度升至60℃-80℃保温30min-60min，然后将织物取出冷水洗2min-5min，并于40℃-50℃烘干，得到预处理后织物；
步骤3：对织物进行防紫外整理
按相对织物质量5％-20％称取步骤1的复合型植物防紫外整理剂，0.5-2.0g/L渗透剂JFC，浴比1:10-50，搅拌均匀，于30℃-40℃投入经步骤2预处理后的织物并以1-3℃/min的速度升温至80℃-95℃，保温45min-60min，然后将织物取出冷水洗2min-5min，并于40℃-50℃烘干，得到防紫外功能织物。
本发明的有益效果是：本发明从3种植物中提取天然防紫外成分并按比例进行复合，制成复合型植物防紫外整理剂，对亲水性织物：如棉、麻等纤维素类织物，羊毛、蚕丝等蛋白质类织物均适用。天然植物提取物安全、无毒无害，与纤维织物有很好的亲和力，通过染色的方式与织物结合，不会影响织物的柔软、吸湿、透气、悬垂、手感等性能，并且耐洗性好。紫外线是波长在200-400nm范围内的电磁波，单一植物紫外线吸收范围有限，不能覆盖UVA、UVB所在的整个波长范围，黄柏提取物对200-290nm波段内的紫外线辐射有较好的吸收效果，蒲公英提取物对于波段280nm-300nm的紫外线有较为突出的紫外吸收效果，石榴皮提取物能强烈吸收300-390nm之间的紫外线。将上述3种植物提取物进行复合，制备成复合型整理剂，采用复合型植物整理剂能够使植物吸收光谱互补，达到广谱吸收紫外线的目的。且成本低、耐洗性好。
实施例1
步骤1：分别取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，以料液比1:15浸入50％乙醇溶液中，常温浸泡6小时，将浸泡后的溶液放入水浴中，在70℃的温度下加热3小时，经200目筛过滤2次，分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；按体积百分比，取黄柏防紫外整理液50％，蒲公英防紫外整理液10％，石榴皮防紫外整理液40％，常温搅拌20min，搅拌速度1000r/min，再经真空干燥制成粉状复合型植物防紫外整理剂；
步骤2：加入相对织物质量5％的十二水硫酸铝钾(明矾)，1.0g/L渗透剂JFC，浴比1:30，配成预处理液，40℃条件下投入织物并开始升温，升温速度为1℃/min，在60℃条件下保温30min，取出织物冷水洗5min，40℃烘干；
步骤3：按相对织物质量5％称取步骤1中制备的复合型植物防紫外整理剂，1.0g/L渗透剂JFC，浴比1:30，搅拌均匀，配成整理液，40℃条件下投入经步骤2预处理后的织物并开始升温，升温速度为1℃/min，在80℃条件下保温45min，取出织物冷水洗2min，40℃烘干，即得到复合型植物防紫外功能的织物。
参照国家标准GB/T 18830-2009《纺织品防紫外性能的评定》，利用YG(B)912E型纺织品防紫外性能测试仪测试整理后织物的紫外透过率TUVA为2.69％，TUVB为2.43％，紫外线防护系数UPF为40+。
实施例2
步骤1：分别取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，以料液比1:10浸入50％乙醇溶液中，常温浸泡8小时，将浸泡后的溶液放入水浴中，在60℃的温度下加热4小时，经200目筛过滤1次，分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；按体积百分比，取黄柏防紫外整理液40％，蒲公英防紫外整理液30％，石榴皮防紫外整理液30％，常温搅拌10min，搅拌速度900r/min，再经真空干燥制成粉状复合型植物防紫外整理剂；
步骤2：加入相对织物质量6％的十二水硫酸铝钾(明矾)，1.5g/L渗透剂JFC，浴比1:40，配成预处理液，40℃条件下投入织物并开始升温，升温速度为1℃/min，在60℃条件下保温45min，取出织物冷水洗5min，40℃烘干；
步骤3：按相对织物质量10％称取步骤1中制备的复合型植物防紫外整理剂，0.5g/L渗透剂JFC，浴比1:40，搅拌均匀，配成整理液，40℃条件下投入经步骤2预处理后的织物并开始升温，升温速度为1℃/min，在90℃条件下保温60min，取出织物冷水洗5min，40℃烘干，即得到复合型植物防紫外功能的织物。
参照国家标准GB/T 18830-2009《纺织品防紫外性能的评定》，利用YG(B)912E型纺织品防紫外性能测试仪测试整理后织物的紫外透过率TUVA为2.30％，TUVB为1.55％，紫外线防护系数UPF为50+。
实施例3
步骤1：分别取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，以料液比1:20浸入50％乙醇溶液中，常温浸泡10小时，将浸泡后的溶液放入水浴中，在80℃的温度下加热2小时，经200目筛过滤3次，分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；按体积百分比，取黄柏防紫外整理液60％，蒲公英防紫外整理液20％，石榴皮防紫外整理液20％，常温搅拌30min，搅拌速度1200r/min，再经真空干燥制成粉状复合型植物防紫外整理剂；
步骤2：加入相对织物质量10％的十二水硫酸铝钾(明矾)，2.0g/L渗透剂JFC，浴比1:50，配成预处理液，30℃条件下投入织物并开始升温，升温速度为2℃/min，在70℃条件下保温50min，取出织物冷水洗2min，45℃烘干；
步骤3：按相对织物质量20％称取步骤1中制备的复合型植物防紫外整理剂，1.5g/L渗透剂JFC，浴比1:50，搅拌均匀，配成整理液，30℃条件下投入经步骤2预处理后的织物并开始升温，升温速度为2℃/min，在95℃条件下保温50min，取出织物冷水洗4min，50℃烘干，即得到复合型植物防紫外功能的织物。
参照国家标准GB/T 18830-2009《纺织品防紫外性能的评定》，利用YG(B)912E型纺织品防紫外性能测试仪测试整理后织物的紫外透过率TUVA为2.05％，TUVB为1.43％，紫外线防护系数UPF为50+。
实施例4
步骤1：分别取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，以料液比1:15浸入50％乙醇溶液中，常温浸泡8小时，将浸泡后的溶液放入水浴中，在70℃的温度下加热3小时，经200目筛过滤2次，分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；按体积百分比，取黄柏防紫外整理液50％，蒲公英防紫外整理液40％，石榴皮防紫外整理液10％，常温搅拌25min，搅拌速度1100r/min，再经真空干燥制成粉状复合型植物防紫外整理剂；
步骤2：加入相对织物质量3％的七水硫酸亚铁，0.5g/L渗透剂JFC，浴比1:10，配成预处理液，30℃条件下投入织物并开始升温，升温速度为3℃/min，在80℃条件下保温60min，取出织物冷水洗5min，50℃烘干；
步骤3：按相对织物质量15％称取步骤1中制备的复合型植物防紫外整理剂，2.0g/L渗透剂JFC，浴比1:10，搅拌均匀，配成整理液，30℃条件下投入经步骤2预处理后的织物并开始升温，升温速度为3℃/min，在80℃条件下保温45min，取出织物冷水洗3min，50℃烘干，即得到复合型植物防紫外功能的织物。
参照国家标准GB/T 18830-2009《纺织品防紫外性能的评定》，利用YG(B)912E型纺织品防紫外性能测试仪测试整理后织物的紫外透过率TUVA为1.4％，TUVB为0.7％，紫外线防护系数UPF为50+。
复合型植物防紫外整理剂整理前后织物的紫外线防护功能检测：
参照国家标准GB/T 18830-2009《纺织品防紫外性能的评定》，利用YG(B)912E型纺织品防紫外性能测试仪测试整理前后织物、水洗30次后织物的紫外透过率TUVA和TUVB以及紫外线防护系数UPF。
水洗条件参照国家标准GB/T 8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》。利用XPS72-88S万家友谊洗衣机使用中性无磷不含荧光增白剂的洗衣液，洗涤温度为(40±3)℃，轻柔洗涤12min，脱水；按照以上方法多次洗涤自然晾干，具体数据如表1所示：
表1 复合型植物防紫外整理剂整理前后织物的紫外线防护功能
对比分析表1中的数据发现，经复合型植物防紫外整理剂进行防紫外整理的织物紫外线透过率T(UVA)、T(UVB)都显著下降，紫外线防护系数UPF大于50，符合国家标准GB/T 18830-2009《纺织品防紫外性能的评定》对“防紫外线产品”的规定。
经过预处理后，金属离子在植物整理剂与织物之间形成络合反应，使整理剂与织物之间结合稳定，因此提高织物防紫外功能的抗水洗性能，水洗后织物的紫外防护性能仍然优良，符合“防紫外线产品”的规定。
采用和织物染色工艺相似的方法对织物进行防紫外整理，改善了常规整理方法对织物服用性能的影响，整理后织物的服用性能变化较小，具体数据如表2所示：
表2 整理前后织物的部分服用性能
对比分析表2中的数据发现，整理后织物的透气性、悬垂性、手感、芯吸性能均没有显著变化，说明此防紫外整理方法能保持织物原有的服用性能。
Claims (10)
1.复合型植物防紫外整理剂，其特征在于，由植物防紫外整理液干燥制成，所述植物防紫外整理液按照质量百分比由以下组份组成：黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，上述各组份质量百分比之和为100％。
2.如权利要求1所述的复合型植物防紫外整理剂，其特征在于，所述黄柏防紫外整理液由黄柏和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成；
所述蒲公英防紫外整理液由蒲公英和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成；
所述石榴皮防紫外整理液由石榴皮和体积浓度为50％的乙醇按照质量比1:10-20组成。
3.复合型植物防紫外整理剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，分别以料液比1:10-20浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，常温浸泡6-10小时，分别将浸泡后的溶液在60℃～80℃的温度下加热2-4小时，过滤后分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；
步骤2：按体积百分比，取步骤1得到的黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，各组份体积百分比之和为100％，混合后常温搅拌均匀，干燥后得到复合型植物防紫外整理剂。
4.如权利要求3所述的复合型植物防紫外整理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中搅拌速度为900r/min-1200r/min，搅拌时间为10min-30min。
5.使用如权利要求1-4之一所述的复合型植物防紫外整理剂制备防紫外功能织物的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：使用黄柏、蒲公英、石榴皮制成复合型植物防紫外整理剂
步骤1.1：取粉碎后的黄柏、蒲公英、石榴皮，分别以料液比1:10-20浸入体积浓度为50％的乙醇溶液中，常温浸泡6-10小时，分别将浸泡后的溶液在60℃～80℃的温度下加热2-4小时，过滤后分别得到黄柏防紫外整理液、蒲公英防紫外整理液和石榴皮防紫外整理液；
步骤1.2：按体积百分比，取步骤1.1得到的黄柏防紫外整理液40％-60％，蒲公英防紫外整理液10％-40％，石榴皮防紫外整理液10％-40％，各组份体积百分比之和为100％，混合后常温搅拌均匀，干燥后得到复合型植物防紫外整理剂；
步骤2：对织物进行金属媒染剂预处理
加入相对织物质量3％-10％的含铝或铁的金属盐，0.5-2.0g/L渗透剂JFC，浴比1:10-50，配成预处理液，将预处理液加热至30℃-40℃投入织物并升温至60℃-80℃保温30min-60min，然后将织物取出冷水洗并烘干，得到预处理后织物；
步骤3：对织物进行防紫外整理
按相对织物质量5％-20％称取步骤1的复合型植物防紫外整理剂，0.5-2.0g/L渗透剂JFC，浴比1:10-50，搅拌均匀，于30℃-40℃投入经步骤2预处理后的织物并升温至80℃-95℃保温45min-60min，然后将织物取出冷水洗并烘干，得到防紫外功能织物。
6.如权利要求5所述的使用复合型植物防紫外整理剂制备防紫外功能织物的方法，其特征在于，所述步骤1.2中搅拌速度为900r/min-1200r/min，搅拌时间为10min-30min。
7.如权利要求5所述的使用复合型植物防紫外整理剂制备防紫外功能织物的方法，其特征在于，所述步骤2中升温速度为1-3℃/min。
8.如权利要求5所述的使用复合型植物防紫外整理剂制备防紫外功能织物的方法，其特征在于，所述步骤2中冷水洗2min-5min，烘干温度为40℃-50℃。
9.如权利要求5所述的使用复合型植物防紫外整理剂制备防紫外功能织物的方法，其特征在于，所述步骤3中升温速度为1-3℃/min。
10.如权利要求5所述的使用复合型植物防紫外整理剂制备防紫外功能织物的方法，其特征在于，所述步骤3中冷水洗2min-5min，烘干温度为40℃-50℃。
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