CN107675326B - 一种抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法 - Google Patents

一种抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法，其包括，织造，定型，整染，成型；所述织造，其所用纤维原料包括抗紫外抗菌涤纶或锦纶。本发明方法制得产品，其能够同时具有抗紫外/抗菌和防水三方面的优异功能效果。抗紫外方面，紫外防护系数(UPF)值可以达到100，达到抗紫外最高标准UPF值50+，较其他方法制得产品增益100％左右，抗菌效果在光催化(太阳光)下杀菌率达到99％，与此同时，其还能稳定保证面料防水等级为4级。

Description

一种抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种抗紫外光催化抗菌防水功能超薄 梭织面料的制备方法。
背景技术
随着人们生活质量的提高，对服装功能性方面的需求也逐渐激增。尤其是 近年来环境恶化，大气臭氧层破坏严重，臭氧层稀薄甚至出现空洞导致直接辐 射到地面的紫外线含量增加，增加了对人身体的伤害。紫外线分为近紫外线 (UVA)、中波长紫外线(UVB)和远紫外线(UVC)以及真空紫外线(UVD)， UVA可以穿透肌肤造成黑色素沉淀，长期照射可以破坏弹性纤维和胶原蛋白 纤维，使得皮肤皱纹老化失去弹性，是紫外线含量最高的组分；UVB穿透能力 不如UVA，基本被大气层的臭氧层吸收，到达地面的含量比较少，但是近年 来由于臭氧层破坏，这使得UVB能够穿透大气层到达地表，由于其波长更短 能量更强，破坏力也更大，因此合理的有效的利用功能性原料开发新的面料产 品是市场需求的。
但是，实践中对功能面料的织造，尤其是抗紫外、防水复合功能面料的制 备，并不能同时兼顾抗紫外抗菌和防水三方面功能效果优异。现有技术更多采 用抗紫外剂的简单涂覆，这会赋予面料抗紫外功能性，但是由于运动服装需要 经常洗涤，涂覆后不耐洗涤的缺点就难以克服，同时，因为防水也需要进行涂 覆，两种涂覆方式无法达到统一协调，这又使得防水无法达到较高等级，而在 运动过程中由于出汗容易滋生细菌，对身体健康不利。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较 佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或 省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略 不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法 的技术空白，提出了本发明。
因此，本发明的目的是解决现有技术中的不足，提供一种抗紫外光催化抗 菌防水功能超薄梭织面料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种抗紫外光催化抗 菌防水功能超薄梭织面料的制备方法，包括，织造，定型，整染，成型；所述 织造，其所用纤维原料包括抗紫外抗菌涤纶或锦纶
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述抗紫外抗菌涤纶或锦纶，是由抗紫外抗菌功能粉体 制成抗紫外抗菌功能母粒，通过在线母粒添加的方式经纺丝制备成抗紫外抗菌 涤纶或锦纶。
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述抗紫外抗菌功能粉体，包括经改性的氮掺杂二氧化 钛粉体。
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述经改性的氮掺杂二氧化钛粉体，其是将氮掺杂二氧 化钛置于紫外灯下，然后将其置于3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基 氯化铵溶液中，取出置于90～95℃下10～12h，获得经改性的氮掺杂二氧化钛粉 体。
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述将氮掺杂二氧化钛置于紫外灯下，其是将氮掺杂二 氧化钛置于紫外灯下3～4h。
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述紫外灯，其紫外辐射强度为600μW/cm2～800μW/cm2。
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述将其置于3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷 基氯化铵溶液中，其是将其置于质量浓度为1.0～1.5％的3-(三甲氧基硅基)丙 基-二甲基十八烷基氯化铵溶液中3～5min。
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述氮掺杂二氧化钛，其氮掺杂量为13～15％
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述经改性的氮掺杂二氧化钛粉体，其粒径为150～200nm。
作为本发明所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法的 一种优选方案，其中：所述抗紫外抗菌涤纶或锦纶，其占所用纤维原料质量的 20～100％。
本发明的有益效果：
(1)本发明方法制得产品，其能够同时具有抗紫外/抗菌和防水三方面的 优异功能效果。抗紫外方面，紫外防护系数(UPF)值可以达到100，达到抗 紫外最高标准UPF值50+，较其他方法制得产品增益100％左右，抗菌效果在 光催化(太阳光)下杀菌率达到99％，与此同时，其还能稳定保证面料防水等 级为4级。
(2)耐洗涤，洗涤50次后效果不变。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的 一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为实施例7中涉及到的结构功能图；
图2为实施例7中涉及到的整体结构正面示意图；
图3为实施例7中涉及到的驱动组件100结构示意图；
图4为实施例7中涉及到的进料系统200结构示意图；
图5为实施例7中涉及到的压塑系统500结构示意图；
图6为实施例7中涉及到的压塑系统500内部结构示意图；
图7为实施例7中涉及到的控温组件503结构示意图；
图8为实施例7中涉及到的风量控制装置509结构示意图；
图9为实施例7中涉及到的回弹组件509c结构示意图；
图10为实施例7中涉及到的控温组件503整体结构示意图；
图11为实施例7中涉及到的支撑架403整体结构示意图；
图12为实施例7中涉及到的第二底座402整体结构示意图；
图13为实施例7中涉及到的卡盘404结构示意图；
图14为实施例7中涉及到的限位组件405结构示意图；
图15为实施例7中涉及到的第二底座402结构示意图；
图16为实施例7中涉及到的旋钮件406结构示意图；
图17为实施例7中涉及到的卡盘404与限位组件405连接示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实 施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明 还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例 的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少 一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在 一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施 例互相排斥的实施例。
实施例1：
以20重量份涤纶DTY、80重量份抗紫外/抗菌涤纶DTY为纤维原料，通过 织造、定型、染整、缝制工艺制成所设计材料。抗紫外抗菌涤纶是由抗紫外抗 菌功能粉体制成抗紫外抗菌功能母粒，通过在线母粒添加的方式经纺丝制备成 抗紫外抗菌涤纶。
所述抗紫外抗菌功能粉体，包括经改性的氮掺杂二氧化钛。其制备过程为，
将氮掺杂量为14％的氮掺杂二氧化钛置于紫外灯下3h，然后将其置于质量 浓度为1.5％的3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵溶液中5min，取 出置于90℃下12h，获得处理后的氮掺杂二氧化钛，粒径为150～200nm。
所述紫外灯，其紫外辐射强度为800μW/cm2。
所述涤纶DTY的规格为75D/144F，所述抗紫外/抗菌涤纶DTY的规格为 75D/72F。
所述定型工艺的定型温度为190℃，定型速度为23m/min。
所述染整工艺包括如下工艺步骤：进染缸(染色温度为130℃)，烘干(温 度为150℃)，水洗，烘干(温度为150℃)，柔软剂采用鞣酸处理。
所述染色工艺采用的染料的组成及质量份为：分散黄0.04质量份、分散红 0.0152质量份、分散兰0.022质量份、98％冰醋酸0.5质量份。所述染色工艺的温 度控制为：起始温度为30℃，以2℃/min加热至85℃，保温5min，再以1.5℃/min 加热至115℃，保温5min，再以2℃/min加热至130℃，保温30min，再以1℃/min 降温至110℃，保温5min，再以1.5℃/min降温至80℃，保温20min，最后以2℃ /min降温至33℃。
防水后整理：如上染色烘干后防水要求在4级工艺如下：防水剂(此助剂 为行业内通用的产品)按27g/L调配，烘箱温度调整为第一节140℃预烘，其余 均为170℃焙烘，车速为48码，出烘箱经过冷却风吹和冷水锡林降温，使温度 降至33℃稳定形态。防水处理，其所采用防水剂为25～30g/L
对所得面料进行了针对性性能检测，结果如下表1：
表1
Figure BDA0001412945040000051
表1样品洗涤50次后测试
Figure BDA0001412945040000052
洗涤50次后，效果不变。
实施例2：
以50重量份涤纶DTY、50重量份抗紫外/抗菌涤纶DTY为纤维原料，通过 织造、定型、染整、缝制工艺制成所设计材料。抗紫外抗菌涤纶是由抗紫外抗 菌功能粉体制成抗紫外抗菌功能母粒，通过在线母粒添加的方式经纺丝制备成 抗紫外抗菌涤纶。
所述抗紫外抗菌功能粉体，包括经改性的氮掺杂二氧化钛。其制备过程为，
将氮掺杂量为15％的氮掺杂二氧化钛置于紫外灯下3h，然后将其置于质量 浓度为1.0％的3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵溶液中4min，取 出置于95℃下10h，获得处理后的氮掺杂二氧化钛，粒径为150～200nm。
所述紫外灯，其紫外辐射强度为700μW/cm2。
所述涤纶DTY的规格为150D/288F，所述抗紫外/抗菌涤纶DTY的规格为 150D/96F。
所述定型工艺的定型温度为120℃，定型速度为23m/min。
所述染整工艺包括如下工艺步骤：进染缸(染色温度为130℃)，烘干(温 度为150℃)，水洗，烘干(温度为150℃)，柔软剂采用鞣酸处理。
所述染色工艺采用的染料的组成及质量份为：分散黄0.04质量份、分散红 0.0152质量份、分散兰0.022质量份、98％冰醋酸0.5质量份。所述染色工艺的温 度控制为：起始温度为30℃，以2℃/min加热至85℃，保温5min，再以1.5℃/min 加热至115℃，保温5min，再以2℃/min加热至125℃，保温20min，再以1℃/min 降温至100℃，保温5min，再以1.5℃/min降温至70℃，保温40min，最后以2℃ /min降温至35℃。
防水后整理：如上染色烘干后防水要求在4级工艺如下：防水剂(此助剂 为行业内通用的产品)按25g/L调配，烘箱温度调整为第一节140℃预烘，其余 均为170℃焙烘，车速为48码，出烘箱经过冷却风吹和冷水锡林降温，使温度 降至33℃稳定形态。
对所得面料进行了针对性性能检测，结果如下表2：
表2
Figure BDA0001412945040000061
Figure BDA0001412945040000071
洗涤50次后，效果不变。
实施例3：
以80重量份涤纶DTY、20重量份抗紫外/抗菌涤纶DTY为纤维原料，通过 织造、定型、染整、缝制工艺制成所设计材料。抗紫外抗菌涤纶是由抗紫外抗 菌功能粉体制成抗紫外抗菌功能母粒，通过在线母粒添加的方式经纺丝制备成 抗紫外抗菌涤纶。
所述抗紫外抗菌功能粉体，包括经改性的氮掺杂二氧化钛。其制备过程为，
将氮掺杂量为13％的氮掺杂二氧化钛置于紫外灯下4h，然后将其置于质量 浓度为1.0％的3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵溶液中5min，取 出置于90℃下11h，获得处理后的氮掺杂二氧化钛，粒径为150～200nm。
所述紫外灯，其紫外辐射强度为800μW/cm2。
所述涤纶DTY的规格为50D/96F，所述抗紫外/抗菌涤纶DTY的规格为 50D/36F。
所述定型工艺的定型温度为230℃，定型速度为23m/min。
所述染整工艺包括如下工艺步骤：进染缸(染色温度为130℃)，烘干(温 度为150℃)，水洗，烘干(温度为150℃)，柔软剂采用鞣酸处理。
所述染色工艺采用的染料的组成及质量份为：分散黄0.04质量份、分散红 0.0152质量份、分散兰0.022质量份、98％冰醋酸0.5质量份。
所述染色工艺的温度控制为：起始温度为30℃，以2℃/min加热至90℃， 保温5min，再以1.5℃/min加热至115℃，保温5min，再以2℃/min加热至135℃， 保温50min，再以1℃/min降温至120℃，保温5min，再以1.5℃/min降温至90℃， 保温30min，最后以2℃/min降温至35℃。
防水后整理：如上染色烘干后防水要求在4级工艺如下：防水剂(此助剂 为行业内通用的产品)按30g/L调配，烘箱温度调整为第一节140℃预烘，其余 均为170℃焙烘，车速为48码，出烘箱经过冷却风吹和冷水锡林降温，使温度 降至33℃稳定形态。
对所得面料进行了针对性性能检测，结果如下表3：
表3
Figure BDA0001412945040000081
洗涤50次后，效果不变。
实施例4：
以20重量份锦纶DTY、80重量份抗紫外/抗菌锦纶DTY为纤维原料，通过 织造、定型、染整、缝制工艺制成所设计材料。抗紫外抗菌涤纶是由抗紫外抗 菌功能粉体制成抗紫外抗菌功能母粒，通过在线母粒添加的方式经纺丝制备成 抗紫外抗菌涤纶。
所述抗紫外抗菌功能粉体，包括经改性的氮掺杂二氧化钛。其制备过程为，
将氮掺杂量为15％的氮掺杂二氧化钛置于紫外灯下4h，然后将其置于质量 浓度为1.3％的3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵溶液中4min，取 出置于95℃下12h，获得处理后的氮掺杂二氧化钛，粒径为150～200nm。
所述紫外灯，其紫外辐射强度为650μW/cm2。
所述锦纶DTY的规格为75D/72F，所述抗紫外/抗菌锦纶DTY的规格为 75D/72F。
所述定型工艺的定型温度为190℃，定型速度为20m/min。
所述染整工艺包括如下工艺步骤：进染缸(染色温度为110℃)，烘干(温 度为140℃)，水洗，烘干(温度为140℃)，柔软剂采用鞣酸处理。
所述染色工艺采用的染料的组成及质量份为：分散黄0.04质量份、分散红 0.0152质量份、分散兰0.022质量份、98％冰醋酸0.5质量份。所述染色工艺的温 度控制为：起始温度为30℃，以2℃/min加热至80℃，保温5min，再以1.5℃/min 加热至105℃，保温5min，再以2℃/min加热至110℃，保温30min，再以1℃/min 降温至100℃，保温5min，再以1.5℃/min降温至75℃，保温35min，最后以2℃ /min降温至35℃。
防水后整理：如上染色烘干后防水要求在4级工艺如下：防水剂(此助剂 为行业内通用的产品)按27g/L调配，烘箱温度调整为第一节140℃预烘，其余 均为170℃焙烘，车速为48码，出烘箱经过冷却风吹和冷水锡林降温，使温度 降至33℃稳定形态。
对所得面料进行了针对性性能检测，结果如下表4：
表4
Figure BDA0001412945040000091
洗涤50次后，效果不变。
实施例5：
以50重量份锦纶DTY、50重量份抗紫外/抗菌锦纶DTY为纤维原料，通过 织造、定型、染整、缝制工艺制成所设计材料。抗紫外抗菌涤纶是由抗紫外抗 菌功能粉体制成抗紫外抗菌功能母粒，通过在线母粒添加的方式经纺丝制备成 抗紫外抗菌涤纶。
所述抗紫外抗菌功能粉体，包括经改性的氮掺杂二氧化钛。其制备过程为，
将氮掺杂量为15％的氮掺杂二氧化钛置于紫外灯下4h，然后将其置于质量 浓度为1.5％的3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵溶液中5min，取 出置于95℃下11h，获得处理后的氮掺杂二氧化钛，粒径为150～200nm。
所述紫外灯，其紫外辐射强度为600μW/cm2。
所述锦纶DTY的规格为75D/72F，所述抗紫外/抗菌锦纶DTY的规格为 75D/72F。
所述定型工艺的定型温度为250℃，定型速度为20m/min。
所述染整工艺包括如下工艺步骤：进染缸(染色温度为130℃)，烘干(温 度为150℃)，水洗，烘干(温度为150℃)，柔软剂采用鞣酸处理。
所述染色工艺采用的染料的组成及质量份为：分散黄0.04质量份、分散红 0.0152质量份、分散兰0.022质量份、98％冰醋酸0.5质量份。所述染色工艺的温 度控制为：起始温度为30℃，以2℃/min加热至80℃，保温5min，再以1.5℃/min 加热至105℃，保温5min，再以2℃/min加热至130℃，保温30min，再以1℃/min 降温至100℃，保温5min，再以1.5℃/min降温至75℃，保温15min，最后以2℃ /min降温至35℃。
防水后整理：如上染色烘干后防水要求在4级工艺如下：防水剂(此助剂 为行业内通用的产品)按40g/L调配，烘箱温度调整为第一节140℃预烘，其余 均为170℃焙烘，车速为48码，出烘箱经过冷却风吹和冷水锡林降温，使温度 降至33℃稳定形态。
对所得面料进行了针对性性能检测，结果如下表5：
表5
Figure BDA0001412945040000101
洗涤50次后，效果不变。
实施例6：
以80重量份锦纶DTY、20重量份抗紫外/抗菌锦纶DTY为纤维原料，通过 织造、定型、染整、缝制工艺制成所设计材料。抗紫外抗菌涤纶是由抗紫外抗 菌功能粉体制成抗紫外抗菌功能母粒，通过在线母粒添加的方式经纺丝制备成 抗紫外抗菌涤纶。
所述抗紫外抗菌功能粉体，包括经改性的氮掺杂二氧化钛。其制备过程为，
将氮掺杂量为13％的氮掺杂二氧化钛置于紫外灯下3h，然后将其置于质量 浓度为1.3％的3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵溶液中5min，取 出置于95℃下12h，获得处理后的氮掺杂二氧化钛，粒径为150～200nm。
所述紫外灯，其紫外辐射强度为800μW/cm2。
所述锦纶DTY的规格为75D/72F，所述抗紫外/抗菌锦纶DTY的规格为 75D/72F。
所述定型工艺的定型温度为100℃，定型速度为20m/min。
所述染整工艺包括如下工艺步骤：进染缸(染色温度为110℃)，烘干(温 度为140℃)，水洗，烘干(温度为140℃)，柔软剂采用鞣酸处理。
所述染色工艺采用的染料的组成及质量份为：分散黄0.04质量份、分散红 0.0152质量份、分散兰0.022质量份、98％冰醋酸0.5质量份。所述染色工艺的温 度控制为：起始温度为30℃，以2℃/min加热至80℃，保温5min，再以1.5℃/min 加热至105℃，保温5min，再以2℃/min加热至130℃，保温30min，再以1℃/min 降温至100℃，保温5min，再以1.5℃/min降温至75℃，保温15min，最后以2℃ /min降温至35℃。
防水后整理：如上染色烘干后防水要求在4级工艺如下：防水剂(此助剂 为行业内通用的产品)按10g/L调配，烘箱温度调整为第一节140℃预烘，其余 均为170℃焙烘，车速为48码，出烘箱经过冷却风吹和冷水锡林降温，使温度 降至33℃稳定形态。
对所得面料进行了针对性性能检测，结果如下表6：
表6
Figure BDA0001412945040000111
洗涤50次后，效果不变。
在实验过程中发现，氮掺杂的二氧化钛中氮是以间隙位(Ti-O-N)的形式掺 杂的氧空位捕获空穴，发生作用时晶型将发生转变，得进入TiO2晶格中的N 含量减少，而氮掺杂对二氧化钛抗紫外作用有很大帮助。因此，通过进一步研 究发现，1.0～1.5％的3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵溶液除了 能够吸附于细胞膜上，击穿细胞壁进入细胞内使细菌蛋白质凝固，使细胞丧失 分裂增殖能力，起到杀菌作用。并且，还能够与氮掺杂的二氧化钛产生协同作 用，抑制TiO2晶格中的N含量的减少，保持二氧化钛抗紫外的持续作用，但 这一协同作用，只在氮掺杂量为13～15％时有效，若氮掺杂量过大，大量电子、 空穴的复合中心充斥着N2p，抑制了-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基 氯化铵与氮掺杂二氧化钛的氧空位结合，进而使协同作用消失。
另外，在紫外辐射强度为600μW/cm2～800μW/cm2的紫外灯下将氮掺杂的 二氧化钛改性，并在90～95℃下处理10～12h，这两个处理条件能够使得3-(三 甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵与氮掺杂的二氧化钛能够使得二氧 化钛晶型对改性剂形成开合-卡扣过程，大大加强了改性剂与氮掺杂的二氧化 钛的结合，使得制得的产品即使洗涤50次，仍然保持原来的效果。
经发明人研究发现，当原材料中所采用经改性的氮掺杂二氧化钛粉体粒径 过小时，表面活性过大，如果不进行好的分散性处理，会造成小颗粒的团聚， 使得抗紫外功能减弱；而粉体粒径过大时，由于其特殊小尺寸效应(纳米材料 特殊光电效应)不明显，也不具有明显的抗紫外效果，故材料选择粒径范围为 150～200nm，而且材料在表面修饰后具备抗菌功能。
综上所述，我方制得产品，其能够同时具有抗紫外/抗菌和防水三方面的 优异功能效果。抗紫外方面，紫外防护系数(UPF)值可以达到100，达到抗 紫外最高标准UPF值50+，较其他方法制得产品增益100％左右，抗菌效果在 光催化(太阳光)下杀菌率达到99％，与此同时，其还能稳定保证面料防水等 级为4级。并且耐洗涤，洗涤50次后效果不变。
实施例7
实施例1～6中涉及的抗紫外抗菌涤纶是由抗紫外抗菌功能粉体制成抗紫外 抗菌功能母粒，其是将抗紫外抗菌功能粉体通过单螺杆挤料机制成抗紫外抗菌 功能母粒。
本实施例中涉及单螺杆挤出机，其主体结构主要包括五个组成单元，分别 为驱动系统100、进料系统200、控制系统300、支撑系统400和压塑系统500。
如图2～5所示，驱动系统100包括驱动电机101、减速箱102和联轴器103，三 者依次进行连接，形成传动机构。进料系统200包括进料斗201和进料驱动组件 202。控制系统300包括第一控制面板301和第二控制面板302，第一控制面板301 主要控制驱动系统100以及进料系统200，第二控制面板302主要控制压塑系统 500。支撑系统400包括第一底座401、第二底座402和支撑架403。压塑系统500 包括机筒501、螺杆502、控温组件503、出风口504、成型模具505、出料口506， 螺杆502设置于机筒501的内腔，控温组件503和出风口504设置于机筒501的两侧， 成型模具505和出料口506设置于机筒501的端部。
进一步地，在驱动系统100中，驱动电机101的输出部分与减速箱102相 连接，减速箱102与联轴器103相连接。驱动系统100的作用是给螺杆502提 供所需的扭矩和转速，使得螺杆502在一定的转速范围内旋转工作，按生产工 艺条件要求，保证螺杆502在一定的转矩作用下平稳地旋转，完成原料塑化及 被推出机筒的输送工作。其中，减速箱102在原动机和工作机或执行机构之间 起匹配转速和传递转矩的作用，减速箱102是一种相对精密的机械，使用它的 目的是降低转速，增加转矩。在本实施例中，减速箱102有效提高了转动的扭矩，减少了能量的损耗。而联轴器103是用来联接不同机构中的两根轴(主动 轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在使用该单螺杆挤出机的 时候，所述压塑系统500的螺杆502通过联轴器103和减速箱102与驱动电机 101相配合，驱动电机101带动减速箱102和联轴器103以及螺杆502进行运 动，实现整个结构的传动机制。
在进料系统200中，包括进料斗201和进料驱动组件202，进料斗201与 进料驱动组件202连接，进料斗201位于压塑系统500中机筒501的正上方， 并与之相通。进料驱动组件202分为两部分，分别为外部的电机，以及进料斗 201内的搅拌器，当使用时，向进料斗201内进行投料，同时电机带动搅拌机 进行搅拌，驱动进料斗201中的物料快速落入机筒501内，提前一步对原料进 行处理，有效的提高了工作效率。
控制系统300具有两个控制面板，分别为第一控制面板301和第二控制面 板302。单螺杆挤出机设备中的控制系统主要用来实现挤出机生产工作过程中 的螺杆转速、各部位加热温度和塑化料熔体压力等工艺参数的控制。目前挤出 机的控制系统多采用仪表控制。在本实施例中，第一控制面板301主要控制驱 动系统100以及进料系统200，第二控制面板302主要控制压塑系统500。具体 的，第一控制面板301主要控制驱动电机101的转速，以及进料驱动组件202 中电机的转速，如此便可控制螺杆502的转速以及进料斗201中搅拌器的搅拌 速度。第一控制面板301设置于第一底座401的外侧边。第二控制面板302主 要控制压塑系统500内各部位的温度、环境温度以及加料温度等，从而控制原 料在挤出塑化时的工艺温度稳定在一定的范围内，以生产质量。其中，控温组 件503也受其控制。第二控制面板302设置于第二底座402的外侧边。
支撑系统400具有三个支撑体，分别为第一底座401、第二底座402和支 撑架403。具体的，其中第一底座401用于支撑驱动系统100，其上方安装有驱 动电机101、减速箱102和联轴器103。第二底座402用于支撑支撑架403以及 压塑系统500，第二底座402上面设置有支撑架403，支撑架403的下端与第二 底座402的上表面相连接，压塑系统500的机筒501连同螺杆502设置于支撑 架403的上表面。整个支撑系统400起到了固定单元部件，设置控制系统的作 用。
压塑系统500中作为整个单螺杆挤出机装置的主体部分，其主要功能是把 原料从这里经挤压、加热，由固态转变为塑化熔融态，然后从机筒501前端的 分流板(也叫多孔板)等量、等压地均匀挤出，进入成型制品模具。其主要结 构包括机筒501、螺杆502、控温组件503、出风口504、成型模具505、出料 口506等一系列构件。螺杆502设置于机筒501的内腔，并贯穿始终。机筒501 的上端与进料斗201相连接，并互相连通。物料从进料斗201投入，并进入机 筒501之后，机筒501内转动的螺杆502将物料挤压、传输到端部。控温组件 503设置于机筒501的外侧边，用于通入一定温度的气流以控制机筒501内部 的环境温度，保证最内部在挤出过程中最大程度降低环境温度对螺杆挤出过程 中各加工温区温度的影响。出风口504相对于控温组件503设置于机筒501的 另一侧，用于排放通入机筒501的气流。成型模具505以及出料口506设置于 压塑系统500的外端部，其中成型模具505用于为物料塑形。出料口506设置 于成型模具505的外端下侧，用于输出成型物料。
在整个生产过程中，螺杆502和机筒501担负着物料的塑化和加压的任务。 螺杆502是挤出机的关键部件，挤出机的挤出产量、熔体温度、熔体均匀性和 功率消耗等主要取决于螺杆502结构。螺杆502的直径D是螺杆502的基本参 数，挤出机的规格常以螺杆502直径来表示。螺杆502长径比L/D是螺杆502 的重要参数。长径比大，塑化均匀，目前常用螺杆502的长径比多为25左右。
本实施例具体的工作原理为：整个挤出机装置设置于支撑系统400之上， 控制系统300的两个控制面板分别控制着挤出机的机械运动和温度水平。当物 料通过进料斗201进入机筒501后，被驱动系统100传动连接的螺杆502进行 同步旋转，促使物料在机筒501内发生移动，物料在合适的环境温度中受到压 力并获得热量发生形态变化，最后通过成型模具505成型后，由出料口506排 出装置。
进一步的，在这一过程中，还包括其他辅助性的作用。物料投进料斗201 后，在驱动组件202的作用下，能加快物料快速进入机筒501。驱动系统100 中的驱动电机101、减速箱102和联轴器103形成传动将旋转传递到螺杆502。 控温组件503维持了机筒501内、螺杆外的区域温度稳定(即机筒501内有两 个区域，一个是机筒501内、螺杆外的外部区域；一个是螺杆所在的，包含各 工作区的内部区域；内部区域与外部区域具有隔离层)，控温组件503维持了 外部区域的温度稳定，而非替代加热器对内部区域中各工作区进行加热，极大程度降低了由于挤出机环境温度的不稳定对内部各工作区的温度造成的影响。
在生产加工的过程中需要保证机筒501最内部各工作区的温度以及环境温 度处于合适的范围。而温度范围的控制主要由第二控制面板302来调节实施。 通过第二控制面板302能够调节机筒501最内部各区温度，将其设置为第一区 130～145℃，第二区130～145℃，第三区130～145℃，机头140～155℃。 第二控制面板302还能调节机筒501的环境温度。其中，机筒501内环境温度 的调节主要通过控温组件503来实现。
得到挤出成型为粒型的电缆料；该粒型电缆料形状为圆柱状，长度为0.5cm， 底面直径为0.2～0.3cm，风冷后包装。
再进一步地，控温组件503包括磁力圈503a，进风端503b，进风口503c。
本设备采用气流温度来控制内部的环境温度，即对内部环境通入所需温度 的气流，从而实现持续控温。
本实施例具体的工作流程为：具有特定温度的气流从进风端503b进入装置， 再通过进风口503c进入机筒501内，最后从出风口504排出。
如何实现控温组件503对气体流量的大小进行控制。因此，本实施例与上 述实施例的不同之处在于：进风口503c处设置有风量控制装置509，其可以实现 对通入机筒501内的气体流量进行限定。
如图8～10所示，在本实施例中，风量控制装置509包括第一配合件509a、 第二配合件509b、回弹组件509c以及固定件509d。第一配合件509a与第二配合 件509b穿插连接，第一配合件509a通过回弹组件509c被设置于固定件509d上， 第二配合件509与固定件509d互相连接。
具体的，第一配合件509a起到推动第二配合件509b进行偏心转动的作用。 第一配合件509a包括圆形磁块509a-1和联动杆509a-2，圆形磁块509a-1具有磁性， 结构形状为圆形，中间位置具有一个圆孔。联动杆509a-2具有四根，联动杆509a-2 的其中一端固定在圆形磁块509a-1上，另外一端在对应的一个平面上向外倾斜， 该平面经过联动杆509a-2在圆形磁块509a-1上的接触点与圆心所连成的直线上， 且该平面垂直于圆形磁块509a-1所在平面。四根联动杆509a-2均匀分布在圆形磁 块509a-1的表面上，较佳的，四根联动杆509a-2的倾斜角度相同，互相呈中心对 称，且四个接触点也同时分布在直径一定的圆周上。
第二配合件509b具有遮盖进风口503c，决定气体流量大小的作用。第二配 合件509b为圆形轮廓，对应于联动杆509a-2也同样具有四个，且四个形状结构 相同。其通过转轴509b-1与固定件509d偏心连接，并可以绕着转轴509b-1进行 偏心旋转。第二配合件509b在转轴509b-1所在直径的另一侧上具有孔洞509b-2， 四根联动杆509a-2的外端分别对应伸入到第二配合件509b的四个孔洞509b-2内， 形成联动。
回弹组件509c具有将第一配合件509a和第二配合件509b进行回弹归位的作 用。回弹组件509c包括伸缩轴509c-1、底座509c-2、压缩弹簧509c-3以及弹簧片 509c-4。伸缩轴509c-1的一端与底座509c-2相连接，且固定，另一端设置有一个 端口，端口为圆形，直径大于伸缩轴509c-1的外径。压缩弹簧509c-3套设于伸缩 轴509c-1上，两端被底座509c-2以及伸缩轴509c-1的端口所限制。弹簧片509c-4 对应于四个第二配合件509b具有四个，且形状相同，均为“V”形弹簧片。弹 簧片509c-4的一边较长，一边较短，较短的一端固定在底座509c-2的边缘，较长 的一端背离底座509c-2，朝向外侧，并抵在所对应第二配合件509b的外边缘。 在结构上，固定后的弹簧片509c-4呈倒“V”形。需要指出的是，在第一配合 件509a的圆形磁块509a-1上，圆孔直径略大于伸缩轴509c-1的外径尺寸。同时， 圆形磁块509a-1通过其上的圆孔套设于伸缩轴509c-1上，一面抵住伸缩轴509c-1 的端口，另一面抵住压缩弹簧509c-3。
固定件509d具有固定整个风量控制装置509的作用，其外轮廓为圆形，在 两个互相垂直的直径上具有连接杆，两个连接杆垂直相较于圆心，且圆心处具 有一定的空间用以放置和固定回弹组件509c的底座509c-2。连接杆之间的空间 用于气体的流通。
在本实施例中，风量控制装置509能够通过外部磁场的作用控制第一配合 件509a的运动，从而通过联动的机构影响气流流量的面积大小。具体过程包括 如下步骤：
一、外部磁场(磁力圈503a)增强，套设于伸缩轴509c-1上的圆形磁块509a-1 受到磁力圈503a的排斥力作用沿着伸缩轴509c-1向内移动。
二、运动的磁力圈503a同时带动固定于其上的联动杆509a-2进行移动，由 于联动杆509a-2的另一端穿插于第二配合件509b的孔洞509b-2内，因此带动第二 配合件509b绕转轴509b-1进行偏心转动，转动的方向为装置的内侧。
三、向内侧偏心转动的第二配合件509b逐渐阻挡了一部分进风口503c的面 积，从而影响了气体流量的大小。
四、继续增大磁场，直至外部磁场引起的排斥力等于弹簧片509c-4的反弹 力或等于弹簧片509c-4的反弹力与底座509c-2提供的支持力之和，此时气体的流 量最小。
五、减小磁场，磁场引起的排斥力相对减小，第一配合件509a受到压缩弹 簧509c-3的反弹力向外运动，同时第二配合件509b受到弹簧片509c-4反弹力的作 用向外偏心转动，整个装置逐渐归位。
六、装置归位的过程中，第二配合件509b遮盖进风口503c的面积减少，气 体流量变大。
参照图11～17在本实施方式中，支撑架403与第二底座402通过卡盘404 以及限位组件405进行连接，两者可互相卡扣，同时也可以拆卸分离。其中， 卡盘404设置于支撑架403的下侧，并处于靠近内侧的一端。限位组件405设 置于第二底座402的上侧，同样对应于卡盘404处于靠近内侧的一端。具体的， 卡盘404具有外伸短管404a、扣接外缘404b以及卡扣404c。外伸短管404a为 空心圆管状，由支撑架403下表面的内侧端部向下延伸，其外端的边缘设置有 外凸的扣接外缘404b，扣接外缘404b呈圆环状，四周均匀分布着四个卡扣404c。 卡扣404c呈钩状，且从下向上看，弯钩方向为顺时针方向。限位组件405包括 外接环405a、锁定块405b和轮齿条405c。其中，外接环405a的整体为圆环状， 其上切割有限位槽405d，限位槽405d在外接环405a所在平面的基础上进行剪 裁，限位槽405d的形状对应于卡盘404中扣接外缘404b和卡扣404c的组合形 状，外接环405a的厚度略大于卡扣404c的厚度。锁定块405b设置于限位槽405d之上，且覆盖于对应卡扣404c形状的相应位置上。外接环405a上设置有 一小段轮齿条405c，轮齿条405c的纵向侧边贴合外接环405a，垂直设置，其外侧具有轮齿，内侧光滑。在轮齿条405c一端对应于外接环405a的外侧设置 有弧形缺口405e。
在本实施例中，限位组件405整体设置于第二底座402的上侧，同时，第 二底座402的上侧对应于限位组件405的外接环405a外轮廓形状设置有四个固 定件402a，固定件402a呈钩状，可以固定住限位组件405整个结构。同时， 第二底座402上侧还设置有一个固定架402b，固定架402b为倒“L”形，其侧 壁的端部固定于第二底座402上，上端面中心位置开设有一个圆孔，用以放置 和固定旋钮件406，圆孔垂直对应在第二底座402表面上具有一个定位孔402c， 可以使旋钮件406的下端嵌入和固定。
在本实施例中，卡盘404与限位组件405的连接和固定需要旋钮件406的 配合完成。旋钮件406在其中起到上锁和稳固的作用。旋钮件406包括顶盘406a、 齿轮盘406b、固定盘406c、连接轴406d和定位轴406e。顶盘406a处于旋钮件 406的最上端，其圆心位置与连接轴406d的端面进行连接，连接轴406d的另 一端面连接齿轮盘406b，齿轮盘406b的另一侧连接固定盘406c，固定盘406c 的另一侧连接定位轴406e。进一步的，上述限位组件405边缘的弧形缺口405e 尺寸对应于固定盘406c，并用于固定旋钮件406。限位组件405的轮齿条405c模数与齿轮盘406b的模数相同，能够组合联动。
支撑架403与第二底座在进行连接前，先将限位组件405安装在第二底座 402上的固定件402a内，限位组件405可在其内转动。再将卡盘404的卡扣404c 对准限位组件405上的限位槽405d，并放置进槽内。然后将旋钮件406安装在 固定架402b上，具体的，将旋钮件406的连接轴406d穿插固定在固定架402b 的圆孔内，定位轴406e朝下对准定位孔402c。此时旋钮件406正好对准轮齿 条405c的起始端，逆时针方向转动旋钮件406，同时带动轮齿条405c以及整 个限位组件405进行逆时针转动，直至卡扣404c完全嵌入限位槽405d。此时，锁定块405b位于卡扣404c上方，固定住卡扣404c，使得整个卡盘404无法脱 落，且弧形缺口405e正好位于旋钮件406的侧边位置。为保证偶然因素导致限 位组件405转动滑脱，在卡扣404c完全嵌入限位槽405d时，按下旋钮件406， 使得其上的固定盘406c卡在弧形缺口405e内，使得限位组件405无法松动。 至此，支撑架403与第二底座402连接完毕。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可 以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法，其特征在于：包括，
织造，定型，整染，成型；
所述织造，其所用纤维原料包括抗紫外抗菌涤纶或锦纶；
所述抗紫外抗菌涤纶或锦纶，是由抗紫外抗菌功能粉体制成抗紫外抗菌功能母粒，通过在线母粒添加的方式经纺丝制备成抗紫外抗菌涤纶或锦纶；
所述抗紫外抗菌功能粉体，包括经改性的氮掺杂二氧化钛粉体，所述氮掺杂二氧化钛，其氮掺杂量为13～15％；
所述经改性的氮掺杂二氧化钛粉体，其是将氮掺杂二氧化钛置于紫外灯下3～4h，然后将其置于质量浓度为1.0～1.5％的3-(三甲氧基硅基)丙基-二甲基十八烷基氯化铵溶液中3～5min，取出置于90～95℃下10～12h，获得经改性的氮掺杂二氧化钛粉体，所述紫外灯，其紫外辐射强度为600μW/cm2～800μW/cm2；
所述经改性的氮掺杂二氧化钛粉体，其粒径为150～200nm。
2.根据权利要求1所述抗紫外光催化抗菌防水功能超薄梭织面料的制备方法，其特征在于：所述抗紫外抗菌涤纶或锦纶，其占所用纤维原料质量的20～100％。
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