CN106560546A - 一种防紫外线针织物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防紫外线针织物。该针织物主要由涤纶纤维所形成，涤纶纤维的单纤维的内部至少含有有机紫外线吸收剂和荧光增白剂、且涤纶纤维的单纤维的表面上至少附着有无机紫外线遮蔽剂。通过向涤纶纤维内部导入有机紫外线吸收剂和荧光增白剂，使得低密度的针织物即便是在未染色的情况下，也可以获得较为优越的抗紫外线效果；而且洗涤耐久性较佳。
Description
技术领域
本发明属于纺织、材料领域，具体涉及一种通过后加工而获得的具有优越抗紫外线性能的含有涤纶纤维的针织物。
背景技术
随着地球环境的逐步恶化，地球大气层中的臭氧层遭到了严重的破坏，使得到达地球表面的紫外线的量不断增加。为了防止紫外线对人体的伤害，通常，人们把服装当作抵挡紫外线的主要工具之一，但是实际上并非所有的服装都可以起到充分防护紫外线辐射的作用。
众所周知，抗紫外线辐射的影响因素主要有如下几个方面：（1）纤维种类：一般含有共轭基团的纤维大分子能够大量吸收紫外线，降低紫外线的透过率，如涤纶中的苯环和羊毛蛋白质分子中的芳香族氨基酸,对波长小于300nm的光都具有很强的吸收能力；（2）织物结构：即织物的紧密度及厚度。织物的紧密度、厚度越高,透过率则越低。（3）织物色泽：对于同一种织物结构，颜色越深，所含染料越多，从而对紫外线的吸收越高。
夏季紫外线相对较强，这就要求服装具备更好的防紫外线能力。涤纶机织物由于价廉物美，成为夏季服装面料的首选。但是，由高含量涤纶纤维形成的机织物制得的服装，在夏天高温天气下穿着时，由于涤纶纤维热传导系数低于0.08W/m2，身体会有闷热感，穿着舒适度比较差。为了提高穿着舒适度，采用编织方式获得的针织面料逐渐成为主流，但此类针织面料的抗紫外效果还有待进一步提高。如中国公开专利201310604752.4中所述通过在对涤纶针织物浸轧由丙烯酸酯，羧甲基纤维素，乙丙橡胶以及纳米陶瓷粉制成的防紫外线整理液，提高纺织品的抗紫外性能，但采用粘合剂加无机硅酸盐以及抗老化剂的方法会影响织物的手感，降低了织物的穿着舒适度。即便是采用这样的加工方法，纺织品的抗紫外性能提高幅度并不是很大。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种生产性高、防紫外效果优越且穿着舒适的防紫外线针织物。
本发明的技术解决方案是：
本发明的防紫外线针织物，主要由涤纶纤维所形成，上述涤纶纤维的单纤维的内部至少含有有机紫外线吸收剂和荧光增白剂、且上述涤纶纤维的单纤维的表面上至少附着有无机紫外线遮蔽剂。
本发明通过向涤纶纤维内部导入有机UV吸收剂和荧光增白剂，使得低密度的涤纶针织物即便是在未染色的情况下，也可以获得较为优越的抗紫外线效果，根据AS/NZS
4399-1996标准测定，其紫外线保护系数（UPF）为30以上；并且洗涤耐久性较佳，根据JIS L 0217 103号方法家庭洗涤20回后，根据AS/NZS 4399-1996标准测定，其紫外线保护系数（UPF）仍为30以上。特别适合用来制作夏季透气性服装。
具体实施方式
本发明的防紫外线针织物，主要由涤纶纤维所形成，上述涤纶纤维的单纤维的内部至少含有有机紫外线吸收剂（有机UV吸收剂）和荧光增白剂、且上述涤纶纤维的单纤维的表面上至少附着有无机紫外线遮蔽剂（无机UV遮蔽剂）。
本发明的针织物中上述涤纶纤维的含量为100%～60%。该针织物中含有其他纤维时，纤维种类没有特别限定，可以是尼龙、棉等。
优选，本发明的防紫外线针织物的直通气孔率为3.0%～5.0%，克重为50～250g/m2。此类针织物不但透气性好，而且比较轻量，特别适合制作夏季的服装。
上述有机UV吸收剂优选包括苯并三唑类和/或三嗪类紫外线吸收剂。
其中苯并三唑类紫外线吸收剂为具有如下构造的化合物：
式1
三嗪类紫外线吸收剂为具有如下构造的化合物：
式2
R1是H、CH3、OH、OCH3、SCH3、中的一种，
R2是中的一种，
R3是中的一种｡
上述有机UV吸收剂由于能够吸收280～360nm较大范围的紫外线，抗紫外效果较好，比较适合用于抗紫外加工，但是涤纶纤维分子上很少含有可反应的基团，所以抗紫外剂一般以单分子状态吸附在纤维表面。考虑到上述UV吸收剂与涤纶纤维的溶解度参数（SP值）以及无机有机性（I/O值）相近，亲和力较高，可以导入到涤纶纤维内部，提高洗涤耐久性。为了大幅增加上述有机UV吸收剂进入纤维内部的量，本发明使用了与涤纶纤维亲和力高的纤维膨润剂。
通过使用纤维膨润剂，一方面有利于对涤纶非晶区部分进行缓和，使得UV吸收剂更加容易进入纤维内部；另一方面对涤纶纤维进行膨润，可以提高涤纶针织物的覆盖系数。
本发明所用纤维膨润剂优选为甲基奈、联苯苯酚、苯甲醇、苯甲酸卞酯和安息香酸酯中的一种或更多种。
本发明所用的荧光增白剂优选为二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并氧氮型和苯二甲酰亚胺型中的一种或更多种种。更优选至少使用二苯乙烯型。荧光增白剂的使用目的是，对紫外线波段（315～400nm）进行吸收，从而降低紫外线的透过，提高针织物的UPF值。
为了满足抗紫外线的要求，在使用了有机紫外吸收剂和荧光白剂的基础上再进行无机紫外遮蔽剂的浸轧加工，使纤维表面附着有无机紫外遮蔽剂。无机紫外遮蔽剂没有特别限定，优选使用纳米级二氧化钛分散液，其粒径小、活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收紫外线，从而对紫外线有更强的阻隔能力。
本发明的抗紫外针织物的加工方法：
a.准备加工用的针织物；
b.浴中膨润加工：
1～10%o.w.f.纤维膨润剂、浴比为1：5～50；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在80～130℃下，保温10～60min；
c.浴中抗紫外加工：
首先将1～10%o.w.f.有机UV吸收剂、0.5～2%o.w.f.荧光增白剂混合均匀，浴比为1：5～50；接着将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在80～130℃下，保温10～60min；当然也可以根据需要使用合适的染料进行染色；
d.水洗、脱水、烘干、定型；
e.浸轧抗紫外加工：
无机紫外遮蔽剂5～50g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率30～60%；
f.烘干、定型：100～130℃*2min烘干，150～160℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
其中，浸轧抗紫外加工时优选加工液中还含有有机UV吸收剂，更优选还含有三嗪类有机UV吸收剂，其使用量为5～50g/l。
实施例
本发明中所涉及各指标的测试・评价方法如下：
（1）单纤维上是否存在有机UV吸收剂、无机UV遮蔽剂、荧光增白剂的确认：
通过吸光度测试各药剂的特征吸收波峰，通过特征吸收波峰可以区分各有机UV吸收剂、无机UV吸收剂以及荧光增白剂。具体的方法：选用酒精作为参比溶剂，调吸光度为0；用酒精作为溶剂将从针织物上萃取下来的化合物进行稀释，在测试槽内一边放置参比溶剂，一边放置待测试的稀释液，进行扫描，测定出最大吸收波长处的吸收峰。出现250~380um的吸收波峰说明存在有机UV吸收剂、无机UV吸收剂，出现大于380um的吸收波峰说明存在荧光增白剂。
（2）紫外线保护系数：
AS/NZS 4399-1996标准。
（3）家庭洗涤：
JIS L 0217 103号标准。
（4）直通气孔率：
直通气孔率是指材料中气孔体积与材料总体积之比。计算公式如下：Pa=（m3-m1）/(m3-m2)*100%；
其中m1-干燥试样的质量；m2-饱和试样的表观质量；m3-饱和试样在空气中的质量。
干燥试样质量m1：绝干条件下试样的质量；
饱和试样质量m2：把试样放入容器内，并置于抽真空装置中，抽真空至剩余压力小于20mmHg。试样在此真空度下保持5min,然后在5min内缓慢地注入水，直至试样完全淹没，再保持抽真空5min，停止抽气，将容器取出在空气中静置30min，使试样充分饱和，将饱和试样迅速移至带溢流管容器的浸液中，当浸液完全淹没试样后，将试样吊在天平的挂钩上称量，得到饱和试样的表观质量；
饱和试样在空气中的质量m3：从浸液中取出试样，用饱和了水的毛巾，擦去试样表面多余的液滴。迅速称量饱和试样在空气中的质量。
下面结合实施例及比较例对本发明作进一步说明。
以下实施例中所涉及的有机UV吸收剂的结构如下：
UV吸收剂A：；
UV吸收剂B：；
UV吸收剂C：；
UV吸收剂D：；
UV吸收剂E：；
UV吸收剂F：。
实施例1
a. 准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：47个/inch*64个/inch，克重：150g/m2）；
b. 浴中膨润加工：
苯甲酸苄酯1.0%o.w.f.、浴比为1：20；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温20min；
c. 浴中抗紫外加工：
首先将4%o.w.f.UV吸收剂A、0.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下保温30min；
d. 水洗、脱水、烘干、定型；
e.浸轧抗紫外加工：
三嗪类UV吸收剂A10g/l
纳米二氧化钛分散液
20g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率40%；
f.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为42，家庭洗涤20回后UPF为40。
实施例2
a. 准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：51个/inch*43个/inch、克重：120 g/m2）；
b. 浴中膨润加工：
苯甲酸苄酯2.0%o.w.f.、浴比为1:20；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温20min；
c. 浴中抗紫外加工：
首先将3%o.w.f.UV吸收剂B、1.0%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下保温30min；
d. 水洗、脱水、烘干、定型；
e. 浸轧抗紫外加工：
三嗪类UV吸收剂B5g/l
纳米二氧化钛分散液
30g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率30%；
f. 烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为35，家庭洗涤20回后UPF为30。
实施例3
a.准备加工用涤纶针织物（纵密*横密：46个/inch*45个/inch、克重：180 g/m2）；
b.浴中膨润加工：
甲基萘2%o.w.f.、浴比为1：15；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温20min；
c.浴中抗紫外加工：
首先将3%o.w.f.UV吸收剂C、1.0%苯二甲酰亚胺型荧光增白剂混合均匀，浴比为1：25；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在125℃下保温30min；
d.水洗、脱水、烘干、定型；
e.浸轧抗紫外加工：
三嗪类UV吸收剂A15g/l
纳米二氧化钛分散液
50g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率60%；
f.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为48，家庭洗涤20回后UPF为35。
实施例4
a. 准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：50个/inch*45个/inch、克重：130 g/m2）；
b. 浴中膨润加工：
联苯苯酚3%o.w.f、浴比为1：20；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温20min；
c. 浴中抗紫外加工：
首先将3%o.w.f.UV吸收剂D、1%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀；浴比为1：15；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下保温30min；
d.水洗、脱水、烘干、定型；
e.浸轧抗紫外加工：
三嗪类UV吸收剂A20g/l
纳米二氧化钛分散液
20g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率50%；
f.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为45，家庭洗涤20回后UPF为40。
实施例5
a.准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：50个/inch*55个/inch、克重：140 g/m2）；
b.浴中膨润加工：
苯甲酸苄酯2%o.w.f.、浴比为1：20；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在135℃下保温20min；
c.浴中抗紫外加工：
首先将2%o.w.f.UV吸收剂E、2%o.w.f.UV吸收剂F、0.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀；浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温30min；
d.水洗、脱水、烘干、定型；
e.浸轧抗紫外加工：
三嗪类UV吸收剂B30g/l
纳米二氧化钛分散液
20g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率50%；
f.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为58，家庭洗涤20回后UPF为48。
实施例6
a.准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：52个/inch*48个/inch、克重：200 g/m2）；
b.浴中膨润加工：
苯甲醇4%o.w.f.、浴比为1：20；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温20min；
c.浴中抗紫外加工：
首先将3%o.w.f.分散染料黑、3%o.w.f.UV吸收剂E、0.5%o.w.f.香豆素型荧光增白剂混合均匀，浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下保温30min；
d.水洗、脱水、烘干、定型
e.浸轧加工液配制：
三嗪类UV吸收剂C
20g/l
纳米二氧化钛分散液
20g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率50%；
f.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为65，家庭洗涤20回后UPF为60。
实施例7
a.准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：62个/inch*58个/inch，克重：105 g/m2）；
b.浴中膨润加工：
苯甲酸苄酯2%o.w.f.，浴比为1：20，
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温20min；
c.浴中抗紫外加工：
首先将1%o.w.f.分散染料黄、2%o.w.f.UV吸收剂E、2%o.w.f.UV吸收剂F、0.5%o.w.f.吡唑啉型/苯并氧氮型型荧光增白剂混合均匀，浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温30min；
d.水洗、脱水、烘干、定型；
e.浸轧抗紫外加工：
三嗪类UV吸收剂D
20g/l
纳米二氧化钛分散液
20g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率50%；
f.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为53，家庭洗涤20回后UPF为45。
实施例8
a.准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：47个/inch*55个/inch、克重：45g/m2）；
b.浴中膨润加工：
安息香酸酯4%o.w.f.、浴比为1：20；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下保温20min；
c.浴中抗紫外加工：
首先将5%o.w.f.UV吸收剂E、2%o.w.f.苯二甲酰亚胺型荧光增白剂混合均匀；浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温30min；
d.水洗、脱水、烘干、定型；
e.浸轧抗紫外加工：
三嗪类UV吸收剂D
20g/l
纳米二氧化钛分散液
20g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率50%；
f.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为37，家庭洗涤20回后UPF为32。
实施例9
a.准备加工用的涤纶/尼龙混纺针织物（涤纶60尼龙40、纵密*横密：52个/inch*55个/inch，克重：260g/m2）；
b.浴中膨润加工：
苯甲酸苄酯2%o.w.f.、浴比为1：20；
将上述配好的加工液和待加工针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下保温20min；
c.浴中抗紫外加工：
首先将2%o.w.f.UV吸收剂E、0.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀；浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温30min；
d.水洗、脱水、烘干、定型
e.浸轧抗紫外加工：
苯并三唑类UV吸收剂E
20g/l
纳米二氧化钛分散液
20g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率50%；
f.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型，得到本发明的抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为38，家庭洗涤20回后UPF为35。
比较例1
a.准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：46个/inch*45个/inch、克重：110g/m2）；
b.浴中抗紫外加工：
首先将4%o.w.f.膨润剂苯甲酸苄酯、0.75%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在135℃下保温30min；
c.水洗、脱水、烘干、定型；制得抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为12，家庭洗涤20回后UPF为10。
比较例2
a.准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：52个/inch*48个/inch、克重：160g/m2）；
b.浴中抗紫外加工：
首先将7%o.w.f.UV吸收剂A、4%o.w.f.膨润剂苯甲酸苄酯混合均匀，浴比为1：20；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
c.水洗、脱水、烘干、定型；制得抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为22，家庭洗涤20回后UPF为19。
比较例3
a.准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：106个/inch*120个/inch、克重：220g/m2）；
b.浸轧抗紫外加工：
纳米二氧化钛分散液
40g/l
将上述配好的加工液混合均匀，两浸两轧，轧余率50%；
c.烘干、定型：130℃*2min烘干，170℃*1min定型；制得抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为28，家庭洗涤20回后UPF为18。
比较例4
a.准备加工用的涤纶针织物（纵密*横密：52个/inch*64个/inch、克重：130g/m2）；
b.浴中抗紫外加工：
首先将2%o.w.f.膨润剂联苯苯酚、1.0%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂、3%o.w.f.UV吸收剂E混合均匀，浴比为1：30；接着将上述配好的加工液和涤纶针织物混合均匀，放入染色机内，在130℃下保温30min；
c.水洗、脱水、烘干、定型，制得抗紫外纺织品。
所得纺织品的UPF为32，家庭洗涤20回后UPF为28。
表1
表2
Claims (9)
1.一种防紫外线针织物，其特征是：该针织物主要由涤纶纤维所形成，所述涤纶纤维的单纤维的内部至少含有有机紫外线吸收剂和荧光增白剂、且所述涤纶纤维的单纤维的表面上至少附着有无机紫外线遮蔽剂。
2.根据权利要求1所述防紫外线针织物，其特征是：该针织物的直通气孔率为3.0%～5.0%，克重为50～250g/m2。
3.根据权利要求1或2所述防紫外线针织物，其特征是：所述有机紫外线吸收剂包括苯并三唑类和/或三嗪类紫外线吸收剂。
4.根据权利要求1或2所述防紫外线针织物，其特征是：所述荧光增白剂为二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并氧氮型和苯二甲酰亚胺型中的一种或更多种。
5.根据权利要求4所述防紫外线针织物，其特征是：所述荧光增白剂为二苯乙烯型。
6.根据权利要求1或2所述防紫外线针织物，其特征是：所述无机紫外线遮蔽剂为二氧化钛。
7.根据权利要求1或2所述防紫外线针织物，其特征是：根据AS/NZS 4399-1996标准测得该针织物的紫外线保护系数为30以上。
8.根据权利要求1或2所述防紫外线针织物，其特征是：根据AS/NZS 4399-1996标准测得该针织物的紫外线保护系数为40以上。
9.根据权利要求1或2所述防紫外线针织物，其特征是：根据AS/NZS4399-1996标准测得该针织物的紫外线保护系数为50以上。
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