CN110054787A - 功能母料、抗菌防紫外线纤维和布料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及布料技术领域，尤其涉及功能母料和抗菌防紫外线布料，功能母粒至少包含抑菌剂、紫外线吸收剂、树脂切片、硅烷偶联剂、抗氧剂、分散剂、纳米二氧化钛、活化竹炭粉；将功能母料进行纺丝制成抗菌防紫外线纤维，然后将抗菌防紫外线纤维与多种纤维混纺成胚布，然后进行功能整理得到抗菌防紫外线布料。本发明提供的功能母料，具有抗菌防紫外线的功能，将其应用制备成抗菌防紫外线纤维和布料，本发明的抗菌防紫外线布料具有持久的抗菌和防紫外线效果，并采用多种天然物质进行整理，经微波辐射效果更持久，进一步增加了布料的抗菌效果，还具有防螨、除臭等功能，具有强力好、耐磨性优良、手感柔软等优点。

Description

功能母料、抗菌防紫外线纤维和布料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种抗菌防紫外线纤维和抗菌防紫外线布料。
背景技术
紫外线对人类的皮肤具有定的危害，尤其是近年每遇盛夏酷暑之际，紫外线的穿透能力特别强，而此时人们穿着的衣衫较薄，直接与人体贴近，使得紫外线的辐射率较高，过量的紫外线辐射，会使皮肤老化，产生黑色素，甚至引起皮肤癌和红斑狼疮。暴露在紫外线的照射下，在运动过程中人机体会排汗，而汗液在皮肤上停留会滋生细菌，甚至产生臭味。为了解决这一问题，现有的防紫外线措施主要是在布料表层上附着抗紫外线涂层，虽然也能起到阻止紫外线对人体的辐射，但这种结构的布料因采用了涂层加工的力式，不仅布料的服用性能受到影响；而且由于防紫外线涂层的附着性较差，在清洗过程中容易脱落，使防紫外线效果变差，甚至丧失。传统的纺织面料通常采用高性能抗菌剂、紫外线吸收剂和紫外线屏蔽整理剂对纺织面料进行后整理，在纺织面料的表面层形成一层含有整理剂薄膜层，从而使纺织面料具有抗菌性能和防紫外线功能。这种处理方法的不足之处在于:纺织面料表面含有一定量的化学品，不适用于生产直接接触人体皮肤用纺织品。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种抗菌防紫外线纤维和抗菌防紫外线布料，这种抗菌防紫外线布料同时具有抗菌、抗紫外线、驱螨的功能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种功能母粒，至少包含：
抑菌剂，占母粒重量百分比为10-18％；
紫外线吸收剂，占母粒重量百分比为0.1-2％；
树脂切片，占母粒重量百分比为64-79％；
硅烷偶联剂，占抑菌剂与紫外线吸收剂重量之和的2-3％；
抗氧剂，占树脂切片重量百分比为0.1-0.2％；
分散剂，占抑菌剂与紫外线吸收剂重量之和的18％-20％；
纳米二氧化钛，占树脂切片重量百分比为0.03％～4.0％；
活化竹炭粉，占树脂切片重量百分比为3-8％。
优选地，所述抑菌剂为季铵盐类抗菌剂、壳聚糖类抗菌剂的一种或多种。
优选地，所述紫外吸收剂为水杨酸酯系紫外吸收剂、二苯甲酮系紫外吸收剂、苯并三唑系紫外吸收剂、三嗪系紫外吸收剂、受阻胺类系紫外吸收剂中的至少一种。
优选地，所述树脂切片为涤纶、锦纶、丙纶、氨纶干高速纺切片中的一种。
优选地，所述水杨酸酯系紫外吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯。
优选地，所述二苯甲酮系紫外吸收剂选自2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4- 甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4- 十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
优选地，所述苯并三唑系紫外吸收剂选自2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(3',5'-二(α,α-二甲基苄基)-2'-羟基苯基)苯并三唑、2-[3'-叔丁基-2'-羟基-5'-(2-辛氧羰基乙基)苯基]苯并三唑、2,2'-亚甲基双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚)、2-[2'-羟基-3'-(α,α- 二甲基苄基)-5'-(1,1,1,3-四甲基丁基)苯基]苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-(2-羟基乙基)苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基)苯并三唑、2-(3',5'-二叔丁基-2'-羟基苯基)苯并三唑、2-(5'-叔辛基-2'-羟基苯基)苯并三唑、2-(3'-十二烷基 -5'-甲基-2'-羟基苯基)苯并三唑中的至少一种。
优选地，所述三嗪系紫外吸收剂选自2,4,6-三(2'-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4- 二(2,4-二甲基苯基)-6-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-[1-乙氧羰基乙氧基] 苯基)-1,3,5-三嗪中的至少一种。
优选地，所述受阻胺类系紫外吸收剂选自六甲基磷酰三胺。
优选地，所述分散剂为聚乙烯高分子蜡。
优选地，所述活化竹炭粉的制备过程：将平均粒径为50-100纳米的竹炭粉经频率为 5000-50000Hz的电磁场进行活化，活化时间为45-60min，得到活化竹炭粉。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯的混合物。
另一方面，本发明提供了一种抗菌防紫外线纤维的制备方法，包含以下步骤：
A1制备功能母粒
将上述技术方案中任一项所述功能母料中的全部原料，混合分散，在165-260℃下通过双螺杆挤出机熔融共混挤出的方法，冷却、切粒，干燥至含水率≤0.2％以下，得到功能母粒；
A2制备抗菌防紫外线纤维
将步骤A1制备的功能母粒与树脂切片进行混合，通过熔融共混纺丝的方法，在160-300℃下经喷丝组件喷丝挤出，原生纤维经环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗菌防紫外线纤维；
其中，所述树脂切片为涤纶、锦纶、丙纶、氨纶干高速纺切片中的一种。
优选地，所述功能母粒与所述树脂切片的质量比为(15-25):100。
优选地，所述双螺杆挤出机熔融共挤的工艺参数为:双螺杆挤出机主机电流:14-17A；主机转速:800-1200r/min；喂料转速:600-750r/min；切粒机转速:1000-1100r/min，挤出温度为熔体温度165-265℃，进料端170-270℃，塑化175-280℃，口模170-270℃。
优选地，所述的熔融共混纺丝的工艺参数为:纺丝温度为160-300℃，环吹风风温25-28℃，环吹风风速为0.2-0.5m/min；拉伸倍数为2-3.5倍，拉伸温度为145-165℃，热定型温度为130-155℃，卷绕速度为4000-5000m/min。
另一方面，本发明提供了一种抗菌防紫外线纤维，采用上述抗菌防紫外线纤维的制备方法制备而成。
另一方面，本发明提供了一种抗菌防紫外线布料的制备方法，包含以下步骤：
B1织造
采用上述的抗菌防紫外线纤维、以及棉纤维和/或莫尔代纤维和/或竹纤维和/或力莱纤维和/或芦荟纤维为原料，通过织造成150g/m2-250g/m2坯布；所述抗菌防紫外线纤维占坯布质量的50-70％；
B2功能化整理
将坯布投入功能整理液中,浴比1:(10-40)，浸泡温度为50-80℃，浸泡时间15-30min，微波辐射时间10-15min，辐射功率50-70W，脱水，烘干温度90-100℃，时间20-30s，将烘干后的坯布在定型机上拉幅定形，定形温度115-195℃，车速4-25m/min。
优选地，所述功能整理液的制备步骤包含：
C1制备萃取液稀释液
将黄柏、大蒜、芦荟、艾草、桉树叶和石榴皮打碎，采用超临界二氧化碳萃取，温度37℃，压力40-50MPa，得萃取液，用水调至6-8％浓度，得到萃取液稀释液；
C2制备功能整理液
将活性炭加入萃取液稀释液中，温度50-70℃，吸附脱色处理30-40min，使萃取液稀释液呈无色，得到功能整理液。
另一方面，本发明提供了一种抗菌防紫外线布料，采用上述方法制备而成。
本发明提供的功能母料，具有抗菌防紫外线的功能，搭配高频电磁活化的竹炭粉，与含氮抑菌剂协同抗菌，抗菌效果更佳；并将其应用制备成抗菌防紫外线纤维和布料，本发明的抗菌防紫外线布料，利用不同性能原料的搭配，充分利用和发挥各种织物原料的性能，制成布料后具有持久的抗菌和防紫外线效果，后处理过程中采用多种天然物质进行整理，经微波辐射效果更持久，进一步增加了布料的抗菌效果，还具有防螨、除臭等功能，具有强力好、耐磨性优良、手感柔软等优点。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种功能母粒，至少包含：
抑菌剂，占母粒重量百分比为10-18％；
紫外线吸收剂，占母粒重量百分比为0.1-2％；
树脂切片，占母粒重量百分比为64-79％；
硅烷偶联剂，占抑菌剂与紫外线吸收剂重量之和的2-3％；
抗氧剂，占树脂切片重量百分比为0.1-0.2％；
分散剂，占抑菌剂与紫外线吸收剂重量之和的18％-20％；
纳米二氧化钛，占树脂切片重量百分比为0.03％～4.0％；
活化竹炭粉，占树脂切片重量百分比为3-8％。
其中，所述抑菌剂为季铵盐类抗菌剂、壳聚糖类抗菌剂的一种或多种。优选地，所述抑菌剂选自烷基甲基苄基氯化铵、吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺、壳聚糖-羟丙基三甲基氯化铵、N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、壳聚糖季铵盐–羟丙基三甲基氯化铵。
季铵盐类抗菌剂抗菌过程如下：抗菌剂依靠库仑力吸附到带电荷的细菌表面，通过细胞壁扩散，与细菌质膜结合使其破裂，细菌因内容物释放而死亡。
壳聚糖类抗菌剂价格低廉、含有活性—NH2和—OH，具有广谱抗菌性,对人体无毒、无刺激，且具备生物相容性。
其中，所述紫外吸收剂为水杨酸酯系紫外吸收剂、二苯甲酮系紫外吸收剂、苯并三唑系紫外吸收剂、三嗪系紫外吸收剂、受阻胺类系紫外吸收剂中的至少一种。
在本实施例中，从确保功能母料及以此为原料制备的纤维的防紫外线的性能更好的观点出发，优选为在如上所述的紫外吸收剂中使用两种以上紫外吸收剂来组成复合的紫外吸收剂。具体来说，所述紫外吸收剂为苯并三唑系紫外吸收剂和三嗪系紫外吸收剂的混合物，其重量比例为(2-5)：1；
或
所述紫外吸收剂为苯并三唑系紫外吸收剂和二苯甲酮系紫外吸收剂的混合物，其重量比例为(2-5)：1；
或
所述紫外吸收剂为苯并三唑系紫外吸收剂和水杨酸酯系紫外吸收剂的混合物，其重量比例为(2-5)：1；
或
所述紫外吸收剂为苯并三唑系紫外吸收剂和受阻胺类系紫外吸收剂的混合物，其重量比例为(5-10)：1。
进一步，所述偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β- 氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的一种。
进一步，所述水杨酸酯系紫外吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯。
水杨酸酯系紫外吸收剂本身不吸收紫外线，但它长期在光的作用下，能发生photoFries重排，生成有强烈吸收作用的2-羟基二苯酮，因而该类化合物可作为紫外线吸收剂使用，重排反应式见下式：
水杨酸酯系紫外吸收剂能防止280-310nm的紫外线，且吸收率很高。
进一步，所述二苯甲酮系紫外吸收剂选自2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4- 甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-在基-4- 十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
二苯甲酮系紫外吸收剂因其分子结构中存在酮/烯醇式的互变异构导致其具有耐紫外光性，虽然存在光稳定性低、易被氧化变色的缺陷，但其使用的安全性是经过罗氏公司以及欧盟Colipa大量论证的,其酮式异构体的λmax约为260nm,烯醇式异构体的λmax约为350nm,是较好的UVA吸收剂。
进一步，所述苯并三唑系紫外吸收剂选自2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(3',5'-二(α,α-二甲基苄基)-2'-羟基苯基)苯并三唑、2-(3'-叔丁基-2'-羟基-5'-[(2-辛氧羰基乙基)苯基]苯并三唑、2,2'- 亚甲基双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚)、2-[2'-羟基-3'-(α, α-二甲基苄基)-5'-(1,1,1,3-四甲基丁基)苯基]苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-(2-羟基乙基)苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基)苯并三唑、2-(3',5'-二叔丁基-2'-羟基苯基)苯并三唑、2-(5'-叔辛基-2'-羟基苯基)苯并三唑、2-(3'-十二烷基 -5'-甲基-2'-羟基苯基)苯并三唑中的至少一种。
苯并三唑系紫外吸收剂在300-385nm内有较高的吸光指数，接近于理想吸收剂的要求。它的作用机理是将吸收的光能转化为热能，也是基于互变异构体。在吸收光之前，紫外线吸收剂以苯酚类化合物的形式存在，因为氧原子上的电子密度远大于三唑环氮原子上的电子密度，故使之呈现较强的碱性，光的吸收使电子密度主要从氧原子移向三唑环氮原子上，使苯酚更具酸性，氮原子更富碱性，质子快速转移到氮原子上形成互变异构体。这种互变异构体是不稳定的，能将多余的能量安全地转化为热能，回复到更稳定的基态。整个互变过程效率极高，几乎可以无限地重复，这就是化合物具有光稳定性的原因。苯并三唑类紫外线吸收剂的作用原理如下:
进一步，所述三嗪系紫外吸收剂选自2,4,6-三(2'-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4- 二(2,4-二甲基苯基)-6-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-[1-乙氧羰基乙氧基]苯基)-1,3,5-三嗪中的至少一种。
三嗪系紫外吸收剂与二苯甲酮系紫外吸收剂和苯并三唑系紫外吸收剂有相似的机理，吸收紫外线范围较宽(280-380nm)，但吸收一部分可见光。可以作为杀菌剂、医药中间体、高聚物的抗氧剂及紫外线吸收剂。
进一步，所述受阻胺类系紫外吸收剂选自六甲基磷酰三胺。
受阻胺类系紫外吸收剂是一种新型高效光稳定剂，其效果为传统光稳定剂的2-4倍，与紫外线吸收剂和抗氧剂有良好的的协同效应。该类稳定剂不会使树脂着色，低毒或无毒，能满足薄膜制品、纤维制品和食品包装材料的要求。受阻胺类系紫外吸收剂是自由基捕获剂的一种，其作用机理十分复杂，主要是通过以下几个方面的机理的协同作用来达到光防护效果：
1捕获自由基
受阻胺官能团属脂环胺类结构，在有氧状态下吸收光能后，可以转变为氮氧自由基 NO·这些氮氧自由基不仅可以捕获高分子材料光氧化降解中所产生的烷基活性自由基，而且在光稳定化过程中具有再生功能，从而抑制连锁反应达到防护目的。
2分解氢过氧化物
胺基和氢过氧化物中的氢结合后分解成氮氧自由基，进而与活性自由基反应，使之转化为稳定的醇、酮化合物。
3捕获重金属
受阻胺类系紫外吸收剂的氮具有与金属配位的孤对电子，能强烈地与高分子材料中的金属离子配位，从而达到保护高分子材料的目的。
4猝灭单线态氧
受阻胺类系紫外吸收剂几乎没有猝灭激发态的作用，但其氧化产物的NO·却显示了高猝灭效率。受阻胺氮氧自由基能通过传递能量的途径，使处于激发态的单线态氧回到基态，从而阻止单线态氧引起高聚物降解反应的发生，起到防光老化的作用。
受阻胺类系紫外吸收剂除了光稳定作用,目前已发现HALS具有抗氧化性、吸收紫外光、减小聚合物辐射致色、钝化过渡金属离子和捕捉臭氧等功能。
受阻胺类系紫外吸收剂的抗氧机理：受阻胺类系紫外吸收剂作为热稳定剂，可减小聚合物材料中酚类抗氧剂的用量，从而减小这些缺陷，所以在长期热氧化的条件下，将受阻胺类系紫外吸收剂与热稳定剂联用可以更好地保护聚合物材料。进一步，所述分散剂为聚乙烯高分子蜡。
纳米二氧化钛还具有良好的抗菌杀菌和防紫外线的效果，可以大大降低紫外线对人体的危害，防止人体受病菌危害。纳米二氧化钛在太阳光的催化作用下可起到连续分解有害物质的作用。可以分解空气中的甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质，并消除不良异味，还具有天然的抑菌、防臭功能。
纳米二氧化钛作为消光剂，其消光的原理在于该消光剂的折射率与成纤高聚物的折射率相差很大，添加后所纺得的纤维，使入射光产生散射而被消除极光，降低透明度，增加白度。
进一步，所述树脂切片为涤纶、锦纶、丙纶、氨纶干高速纺切片中的一种。
本实施例的功能母料还包含硅烷偶联剂。硅烷偶联剂的分子结构式一般为:
Y-R-Si(OR)3(式中Y一有机官能基,SiOR一硅烷氧基)。硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此,当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。硅烷偶联剂能改善填料在树脂中的分散性及粘合力，改善无机填料与树脂之间的相容性，改善工艺性能和提高填充塑料的机械、电学和耐气候等性能。
用于本实施例的硅烷偶联剂的种类只要能起到上述作用就不受特殊限制。例如乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂和甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂等。进一步，所述活化竹炭粉的制备过程：将平均粒径为50-100纳米的竹炭粉经频率为5000-50000Hz的电磁场进行活化，活化时间为45-60min，得到活化竹炭粉。
竹炭粉是以天然的竹子为原料，通过在高温条件下对竹材的锻烧和碳化过程，得到的生态环保材料，竹炭具有优异的负离子发射，远红外发射和抗菌性能，是制备具有高感纤维的主要原料，同时本身的抗菌性能为全生物质材料，具有优异的广谱抗菌效果；与含氮类的抗菌剂结合，具有一定的协同抗菌效果，利用炭材料本身的广谱抗菌和含氮类的抗菌剂的专属抗菌，从而达到协同的抗菌性能；同时采用高频电磁进行竹炭粉的活化，提高竹炭的抗菌和远红外发射等功能，既提高了抗菌效果，同时也提升了功能母粒的品质。
进一步，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯的混合物。本实施例的受阻酚类抗氧剂选自Ciba Geigy公司生产的Irganox 1076、Irganox 1010、Irganox 1035、Irganox 1425；所述亚磷酸酯优选季戊四醇二亚磷酸双十八酯；受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯的质量比为(1-5):1。
本申请人发现将受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯并用，由于产生强烈的协同作用，高分子材料的抗氧化和抗老化性能将大大改善。
另一方面，本发明提供了一种抗菌防紫外线纤维的制备方法，包含以下步骤：
A1制备功能母粒
将上述实施例中任一项所述功能母料中的全部原料，混合分散，在165-260℃下通过双螺杆挤出机熔融共混挤出的方法，冷却、切粒，干燥至含水率≤0.2％以下，得到功能母粒；
A2制备抗菌防紫外线纤维
将步骤A1制备的功能母粒与树脂切片进行混合，通过熔融共混纺丝的方法，在160-300℃经喷丝组件喷丝挤出，原生纤维经环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗菌防紫外线纤维；
所述树脂切片为涤纶、锦纶、丙纶、氨纶干高速纺切片中的一种。
进一步，所述功能母粒与所述树脂切片的质量比为(15-25):100。
进一步，所述双螺杆挤出机熔融共挤的工艺参数为:双螺杆挤出机主机电流:14-17A；主机转速:800-1200r/min；喂料转速:600-750r/min；切粒机转速:1000-1100r/min，挤出温度为熔体温度165-265℃，进料端170-270℃，塑化175-280℃，口模170-270℃。
进一步，所述的熔融共混纺丝的工艺参数为:纺丝温度为160-285℃，环吹风风温25-28℃，环吹风风速为0.2-0.5m/min；拉伸倍数为2-3.5倍，拉伸温度为145-165℃，热定型温度为130-155℃，卷绕速度为4000-5000m/min。
另一方面，本发明提供了一种抗菌防紫外线纤维，采用上述抗菌防紫外线纤维的制备方法制备而成。
另一方面，本发明提供了一种抗菌防紫外线布料的制备方法，包含以下步骤：
B1织造
采用上述的抗菌防紫外线纤维、以及棉纤维和/或莫尔代纤维和/或竹纤维和/或力莱纤维和/或芦荟纤维为原料，通过织造成150g/m2-250g/m2坯布；所述抗菌防紫外线纤维占坯布质量的50-70％；
B2功能化整理
将坯布投入功能整理液中,浴比1:(10-40)，浸泡温度为50-80℃，浸泡时间15-30min，微波辐射时间10-15min，辐射功率50-70W，脱水，烘干温度90-100℃，时间20-30s，将烘干后的坯布在定型机上拉幅定形，定形温度115-195℃，车速4-25m/min。
竹纤维以天然竹子为原料，利用竹子中制作出的竹纤维素，再采用蒸、煮等物理方法加工制作而成，天然、环保，由于竹纤维自身具有抗菌、抑菌、防紫外线、手感好的特性，深受人们喜爱，且竹纤维在泥土中能完全分解。竹纤维有以下七大优点:一是抗菌性好，竹纤维中含有“竹馄”抗菌物质，对贴身衣物有防臭除异味之功效，经检测抑菌率达75，反复洗涤后也不会衰减；二是保健性好，竹元素中的抗氧化物能有效的清除体内的自由基，且含有多种人体必需的氨基酸，含有丰富的果胶、竹蜜、酪氨酸、维生素E以及SE、GE 等多种防癌抗衰老功能的微量元素；三是抗紫外线能力强，竹纤维的紫外线穿透率为万分之六，不带任何自由电荷，抗静电，止瘙痒；四是吸湿排湿性强，在所有的纤维中，竹纤维的吸收湿性及透气性是最好的，被誉为“会呼吸的纤维”；五是舒适性佳，冬暖夏凉，能排除体内多余的热气和水分；六是美观性好，竹纤维具有天然朴实的高雅质感；七是环保性好，竹纤维是真正的环保绿色产品，无任何化学成分污染，百分百可生物降解。
芦荟纤维是以棉浆粕为原料，通过碱浸、压榨、老成、黄化、混合、过滤、脱泡、熟成、纺丝、精炼、干燥而成的再生纤维素，芦荟纤维的化学和物理性能非常接近棉花，具有良好的吸湿性、放湿性，用其加工的织物穿着特别舒适。在纺织加工过程中，不易引起静电的积聚，与合成纤维混纺可以改善混纺纤维的可纺性，有利于加工。同时，又具有良好的染色性能，可用多种染料染成各种色泽鲜艳的颜色。芦荟中的天然蒽醌甙或蒽的衍生物，能吸收紫外线，防止皮肤红、褐斑产生。芦荟具有抗细菌、真菌作用，其抗细菌作用源于Aloin的细胞素功能，这种具有相对进攻性的生化性质，使得芦荟可以直接杀死细菌。本实施例优选为湖州珠力纳米材料科技开发有限公司生产的“库拉丝”型号的芦荟纤维。
莫代尔纤维是一种纤维素纤维，由产自欧洲的灌木林制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作而成，莫代尔产品因为它本身具有的很好的柔软性和优良的吸湿性，具有合成纤维的强力和韧性，强力高于纯棉、涤棉，减少了在加工中的断头现象。莫代尔纤维吸湿能力比棉纤维高出50％，这使莫代尔纤维织物可保持干爽、透气，是理想的贴身织物和保健服饰产品，有利于人体的生理循环和健康。莫代尔纤维与棉纤维相比，具有良好的形态与尺寸稳定性，使织物具有天然的抗皱性和免烫性，使穿着更加方便、自然。
力莱纤维(Lilion)被公认为是欧洲最优秀的纤维，含有力莱的纤维的织物不仅柔软舒适、美观大方，而且透气性良好，手感极佳，被称为第二层肌肤。由于其特殊结构而使它具有非凡的弹性和耐磨性；其回弹性具有紧臀平腹的作用，便于女士穿着更加舒适，曲线更加优美；它良好的吸湿性可以平衡空气和身体的温度差；含有力莱的纤维的织物不仅可以机洗，而且极易晾干，还可免烫。
进一步，所述功能整理液的制备步骤包含：
C1制备萃取液稀释液
将黄柏、大蒜、芦荟、艾草、桉树叶和石榴皮打碎，采用超临界二氧化碳萃取，温度37℃，压力40-50MPa，得萃取液，用水调至6-8％浓度，得到萃取液稀释液；
C2制备功能整理液
将活性炭加入萃取液稀释液中，温度50-70℃，吸附脱色处理30-40min，使萃取液稀释液呈无色，得到功能整理液。
大蒜中含硫化合物具有奇强的抗菌消炎作用，对多种球菌、杆菌、真菌和病毒等均有抑制和杀灭作用，大蒜中含有一种叫“硫化丙烯”的辣素，对病原菌和寄生虫都有良好的杀灭作用，是当前发现的天然植物中抗菌作用最强的一种。
芦荟中的天然蒽醌甙或蒽的衍生物，能吸收紫外线，防止皮肤红、褐斑产生。芦荟具有抗细菌、真菌作用，其抗细菌作用源于Aloin的细胞素功能，这种具有相对进攻性的生化性质，使得芦荟可以直接杀死细菌。
艾草具有驱蚊蝇、灭菌消毒，预防疾病等功效。
石榴皮具有驱虫、抗菌、抗真菌的功效。
桉树叶是常被用来提炼驱虫剂、除臭剂，桉树叶具有消毒作用，桉树叶中的桉精油是杀菌剂之一，有很强的杀菌力，能抑菌和驱螨。
本发明的抗菌防紫外线布料的制备方法，其步骤B2中的功能整理液在微波辐射作用下浸入抗菌防紫外线纤维、棉纤维、莫尔代纤维、竹纤维、力莱纤维、芦荟纤维中，协同抗菌防紫外线纤维、竹纤维、芦荟纤维的抑菌作用，功能整理液中的黄柏、大蒜、芦荟、艾草、桉树叶、石榴皮为天然杀菌物质，可以直接杀灭病菌及微生物，而且是绿色无害溶剂，抑制布料上细菌的滋生。
另一方面，本实施例提供了一种抗菌防紫外线布料，采用上述方法制备而成。
本发明的抗菌防紫外线布料可生产高档时装、运动衣、床单、被罩、窗帘、保健内衣、泳衣、内裤、毛(枕)巾、婴幼儿服装及尿布、口罩、轿车内饰。
实施例1
一种功能母粒，至少包含：
烷基甲基苄基氯化铵，占母粒重量百分比为13％；
紫外线吸收剂，占母粒重量百分比为1.2％；紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和2,4,6-三(2'-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪的混合物，其重量比例为 2:1；
涤纶干高速纺切片，占母粒重量百分比为70％；
乙烯基三乙氧基硅烷，占烷基甲基苄基氯化铵与紫外线吸收剂重量之和的3％；
抗氧剂，占涤纶干高速纺切片重量百分比为0.1％；所述抗氧剂为Irganox 1076(Ciba Geigy公司生产)和季戊四醇二亚磷酸双十八酯的混合物，其质量比为2.5:1；
聚乙烯高分子蜡，占烷基甲基苄基氯化铵与紫外线吸收剂重量之和的20％；
纳米二氧化钛，占涤纶干高速纺切片重量百分比为3.2％；
活化竹炭粉，占涤纶干高速纺切片重量百分比为5％。
实施例2
一种功能母粒，至少包含：
吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺，占母粒重量百分比为10％；
紫外线吸收剂，占母粒重量百分比为2％；紫外吸收剂为2-(3'-叔丁基-2'-羟基 -5'-[(2-辛氧羰基乙基)苯基]苯并三唑和2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮的混合物，其重量比例为3:1；
锦纶干高速纺切片，占母粒重量百分比为79％；
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，占吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺与紫外线吸收剂重量之和的3％；
抗氧剂，占锦纶干高速纺切片重量百分比为0.1％；所述抗氧剂为Irganox 1076(Ciba Geigy公司生产)和季戊四醇二亚磷酸双十八酯的混合物，其质量比为4:1；
聚乙烯高分子蜡，占吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺与紫外线吸收剂重量之和的20％；
纳米二氧化钛，占锦纶干高速纺切片重量百分比为0.1％；
活化竹炭粉，占锦纶干高速纺切片重量百分比为3％。
实施例3
一种功能母粒，至少包含：
壳聚糖-羟丙基三甲基氯化铵，占母粒重量百分比为10％；
紫外线吸收剂，占母粒重量百分比为2％；紫外吸收剂为2-(3'-十二烷基-5'-甲基-2'- 羟基苯基)苯并三唑和邻羟基苯甲酸苯酯的混合物，其重量比例为4:1；
丙纶干高速纺切片，占母粒重量百分比为79％；
N-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷，占壳聚糖-羟丙基三甲基氯化铵与紫外线吸收剂重量之和的3％；
抗氧剂，占丙纶干高速纺切片重量百分比为0.19％；所述抗氧剂为Irganox 1010(Ciba Geigy公司生产)和季戊四醇二亚磷酸双十八酯的混合物，其质量比为2:1；
聚乙烯高分子蜡，占壳聚糖-羟丙基三甲基氯化铵与紫外线吸收剂重量之和的18％％；
纳米二氧化钛，占丙纶干高速纺切片重量百分比为0.3％；
活化竹炭粉，占丙纶干高速纺切片重量百分比为8％。
实施例4
一种功能母粒，至少包含：
N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐，占母粒重量百分比为14％；
紫外线吸收剂，占母粒重量百分比为1.8％；紫外吸收剂为2,2'-亚甲基双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚)和六甲基磷酰三胺的混合物，其重量比例为 8:1；
氨纶干高速纺切片，占母粒重量百分比为69％；
N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，占N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐与紫外线吸收剂重量之和的3％；
抗氧剂，占氨纶干高速纺切片重量百分比为0.2％；所述抗氧剂为Irganox 1035(Ciba Geigy公司生产)和季戊四醇二亚磷酸双十八酯的混合物其质量比为5:1；
聚乙烯高分子蜡，占N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐与紫外线吸收剂重量之和的20％；
纳米二氧化钛，占氨纶干高速纺切片重量百分比为2％；
活化竹炭粉，占氨纶干高速纺切片重量百分比为5％。
实施例5
一种功能母粒，至少包含：
壳聚糖季铵盐–羟丙基三甲基氯化铵，占母粒重量百分比为15％；
紫外线吸收剂，占母粒重量百分比为1.2％；紫外吸收剂为2,4-二羟基二苯甲酮、邻羟基苯甲酸苯酯和2,4,6-三(2-羟基-4-[1-乙氧羰基乙氧基]苯基)-1,3,5-三嗪的混合物，其重量比例为2:3:1；
涤纶干高速纺切片，占母粒重量百分比为75％；
γ-氨丙基三乙氧基硅烷，占壳聚糖季铵盐–羟丙基三甲基氯化铵与紫外线吸收剂重量之和的2％；
抗氧剂，占涤纶干高速纺切片重量百分比为0.14％；所述抗氧剂为Irganox 1425(Ciba Geigy公司生产)和季戊四醇二亚磷酸双十八酯的混合物，其质量比为3:1；
聚乙烯高分子蜡，占壳聚糖季铵盐–羟丙基三甲基氯化铵与紫外线吸收剂重量之和的 18％；
纳米二氧化钛，占涤纶干高速纺切片重量百分比为1.2％；
活化竹炭粉，占涤纶干高速纺切片重量百分比为4％。
实施例6
一种抗菌防紫外线纤维，其制备方法包含以下步骤：
A1制备功能母粒
将实施例1中的全部原料，混合分散，在215-260℃下通过双螺杆挤出机熔融共混挤出的方法，冷却、切粒，干燥至含水率≤0.2％以下，得到功能母粒；
A2制备抗菌防紫外线纤维
将步骤A1制备的功能母粒与树脂切片进行混合，通过熔融共混纺丝的方法，在270-285℃下经喷丝组件喷丝挤出，原生纤维经环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗菌防紫外线纤维；
所述功能母粒与所述树脂切片的质量比为25:100；所述树脂切片为涤纶干高速纺切片。
实施例7
一种抗菌防紫外线纤维，其制备方法包含以下步骤：
A1制备功能母粒
将实施例2中的全部原料，混合分散，在215-220℃下通过双螺杆挤出机熔融共混挤出的方法，冷却、切粒，干燥至含水率≤0.2％以下，得到功能母粒；
A2制备抗菌防紫外线纤维
将步骤A1制备的功能母粒与树脂切片进行混合，通过熔融共混纺丝的方法，在240-280℃下经喷丝组件喷丝挤出，原生纤维经环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗菌防紫外线纤维；
所述功能母粒与所述树脂切片的质量比为25:100；所述树脂切片为锦纶干高速纺切片。
实施例8
一种抗菌防紫外线纤维，其制备方法包含以下步骤：
A1制备功能母粒
将实施例3中的全部原料，混合分散，在165-175℃下通过双螺杆挤出机熔融共混挤出的方法，冷却、切粒，干燥至含水率≤0.2％以下，得到功能母粒；
A2制备抗菌防紫外线纤维
将步骤A1制备的功能母粒与树脂切片进行混合，通过熔融共混纺丝的方法，在190-230℃下经喷丝组件喷丝挤出，原生纤维经环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗菌防紫外线纤维；
所述功能母粒与所述树脂切片的质量比为20:100；所述树脂切片为丙纶干高速纺切片。
实施例9
一种抗菌防紫外线纤维，其制备方法包含以下步骤：
A1制备功能母粒
将实施例4中的全部原料，混合分散，在220-230℃下通过双螺杆挤出机熔融共混挤出的方法，冷却、切粒，干燥至含水率≤0.2％以下，得到功能母粒；
A2制备抗菌防紫外线纤维
将步骤A1制备的功能母粒与树脂切片进行混合，通过熔融共混纺丝的方法，在160-230℃下经喷丝组件喷丝挤出，原生纤维经环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗菌防紫外线纤维；
所述功能母粒与所述树脂切片的质量比为20:100；所述树脂切片为氨纶干高速纺切片。
实施例10
一种抗菌防紫外线纤维，其制备方法包含以下步骤：
A1制备功能母粒
将实施例5中的全部原料，混合分散，在215-260℃下通过双螺杆挤出机熔融共混挤出的方法，冷却、切粒，干燥至含水率≤0.2％以下，得到功能母粒；
A2制备抗菌防紫外线纤维
将步骤A1制备的功能母粒与树脂切片进行混合，通过熔融共混纺丝的方法，在270-285℃下经喷丝组件喷丝挤出，原生纤维经环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗菌防紫外线纤维；
所述功能母粒与所述树脂切片的质量比为15:100；所述树脂切片为涤纶干高速纺切片。
实施例11
一种抗菌防紫外线布料，其制备方法包含以下步骤：
B1织造
采用实施6制备的抗菌防紫外线纤维、棉纤维和竹纤维为原料，通过织造成 150g/m2-250g/m2坯布；抗菌防紫外线纤维占坯布质量的70％；
B2功能化整理
将坯布浸入功能整理液中,浴比1:30，浸泡温度为50-80℃，浸泡时间15-30min，微波辐射时间10-15min，辐射功率50-70W，脱水，烘干温度95℃，时间20-30s，将烘干后的坯布在定型机上拉幅定形，定形温度115-195℃，车速4-25m/min。
实施例12
一种抗菌防紫外线布料，其制备方法包含以下步骤：
B1织造
采用实施7制备的抗菌防紫外线纤维、莫尔代纤维和芦荟纤维为原料，通过织造成150g/m2-250g/m2坯布；抗菌防紫外线纤维占坯布质量的55％；
B2功能化整理
将坯布浸入功能整理液中,浴比1:10，浸泡温度为50-80℃，浸泡时间15-30min，微波辐射时间10-15min，辐射功率50-70W，脱水，烘干温度90℃，时间20-30s，将烘干后的坯布在定型机上拉幅定形，定形温度115-195℃，车速4-25m/min。
实施例13
一种抗菌防紫外线布料，其制备方法包含以下步骤：
B1织造
采用实施7制备的抗菌防紫外线纤维、棉纤维和和力莱纤维为原料，通过织造成150g/m2-250g/m2坯布；抗菌防紫外线纤维占坯布质量的60％；
B2功能化整理
将坯布浸入功能整理液中,浴比1:40，浸泡温度为50-80℃，浸泡时间15-30min，微波辐射时间10-15min，辐射功率50-70W，脱水，烘干温度90℃，时间20-30s，将烘干后的坯布在定型机上拉幅定形，定形温度115-195℃，车速4-25m/min。
实施例14
一种抗菌防紫外线布料，其制备方法包含以下步骤：
B1织造
采用实施8制备的抗菌防紫外线纤维、棉纤维和竹纤维和芦荟纤维为原料，通过织造成150g/m2-250g/m2坯布；抗菌防紫外线纤维占坯布质量的50％；
B2功能化整理
将坯布浸入功能整理液中,浴比1:20，浸泡温度为50-80℃，浸泡时间15-30min，微波辐射时间10-15min，辐射功率50-70W，脱水，烘干温度98℃，时间20-30s，将烘干后的坯布在定型机上拉幅定形，定形温度115-195℃，车速4-25m/min。
实施例11
一种抗菌防紫外线布料，其制备方法包含以下步骤：
B1织造
采用实施6制备的抗菌防紫外线纤维、莫尔代纤维和竹纤维和力莱纤维为原料，通过织造成150g/m2-250g/m2坯布；抗菌防紫外线纤维占坯布质量的50％；
B2功能化整理
将坯布浸入功能整理液中,浴比1:38，浸泡温度为50-80℃，浸泡时间15-30min，微波辐射时间10-15min，辐射功率50-70W，脱水，烘干温度100℃，时间20-30s，将烘干后的坯布在定型机上拉幅定形，定形温度115-195℃，车速4-25m/min。
本发明对上述所采用的材料的来源除了上述特殊说明，其他并无特殊的限制，可以为一般市售。
分别测试实施例11-15的抗菌防紫外线布料的抑菌性能、驱螨性能、防紫外线性能，参照改良AATCC-100测试方法测定纺织品的抑菌性能，按照《GB/T24253-2009纺织品防螨性能的评价》测试纺织品的驱螨性能，参照《GB/T 18830-2009纺织品防紫外线性能的评定》测试纺织品的紫外线防护系数和紫外线透过率。具体各实施例测试结果如下表1:
表1各实施例的抑菌性能、驱螨性、抗紫外线性能
项目 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15
抑菌率/％ 95.5 90.8 90.5 91.2 90.1
螨虫驱避率/％ 95 95 95 95 95
紫外线防护系数 53 60 58 56 47
紫外线透过率/％ 4.56 4.12 4.21 4.54 4.83
由上述表1的测试结果可知，采用功能母料和功能整理之后，本实施11-15的抗菌防紫外线布料具有较好的抑菌性能、驱螨性能、防紫外线性能。
本发明提供了的抗菌防紫外线布料，采用独特的功能母料配方，制备抗菌防紫外线纤维，再结合多种纤维组合，经过功能整理之后，本申请的抗菌防紫外线布料同时具有抗菌、抗紫外线、驱螨等功能，各个物料相互配合、协同作用，最终获得的抗菌防紫外线布料健康、环保。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离 本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一 点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求 而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括 在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种功能母粒，其特征在于，至少包含：
抑菌剂，占母粒重量百分比为10-18％；
紫外线吸收剂，占母粒重量百分比为0.1-2％；
树脂切片，占母粒重量百分比为64-79％；
硅烷偶联剂，占抑菌剂与紫外线吸收剂重量之和的2-3％；
抗氧剂，占树脂切片重量百分比为0.1-0.2％；
分散剂，占抑菌剂与紫外线吸收剂重量之和的18％-20％；
纳米二氧化钛，占树脂切片重量百分比为0.03％～4.0％；
活化竹炭粉，占树脂切片重量百分比为3-8％；
所述抑菌剂为季铵盐类抗菌剂、壳聚糖类抗菌剂的一种或多种；
所述紫外吸收剂为水杨酸酯系紫外吸收剂、二苯甲酮系紫外吸收剂、苯并三唑系紫外吸收剂、三嗪系紫外吸收剂、受阻胺类系紫外吸收剂中的至少一种；
所述树脂切片为涤纶、锦纶、丙纶、氨纶干高速纺切片中的一种。
2.根据权利要求1所述的功能母粒，其特征在于，所述活化竹炭粉的制备过程为：将平均粒径为50-100纳米的竹炭粉经频率为5000-50000Hz的电磁场进行活化，活化时间为45-60min，得到活化竹炭粉。
3.根据权利要求1所述的功能母粒，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯的混合物。
4.一种抗菌防紫外线纤维的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
A1制备功能母粒
将权利要求1-3任一项所述的功能母料中的全部原料，混合分散，在165-260℃下通过双螺杆挤出机熔融共混挤出的方法，冷却、切粒，干燥至含水率≤0.2％以下，得到功能母粒；
A2制备抗菌防紫外线纤维
将步骤A1制备的功能母粒与树脂切片进行混合，通过熔融共混纺丝的方法，在160-300℃下经喷丝组件喷丝挤出，原生纤维经环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗菌防紫外线纤维；
所述功能母粒与所述树脂切片的质量比为(15-25):100；所述树脂切片为涤纶、锦纶、丙纶、氨纶干高速纺切片中的一种。
5.一种抗菌防紫外线纤维，其特征在于，采用权利要求4所述方法制备而成。
6.一种抗菌防紫外线布料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
B1织造
采用权利要求5所述的抗菌防紫外线纤维、以及棉纤维和/或莫尔代纤维和/或竹纤维和/或力莱纤维和/或芦荟纤维为原料，通过织造成150g/m2-250g/m2坯布；所述抗菌防紫外线纤维占坯布质量的50-70％；
B2功能化整理
将坯布浸入功能整理液中,浴比1:(10-40)，浸泡温度为50-80℃，浸泡时间15-30min，微波辐射时间10-15min，辐射功率50-70W，脱水，烘干温度90-100℃，时间20-30s，将烘干后的坯布在定型机上拉幅定形，定形温度115-195℃，车速4-25m/min。
7.根据权利要求6所述的一种抗菌防紫外线布料的制备方法，其特征在于，所述功能整理液的制备步骤包含：
C1制备萃取液稀释液
将黄柏、大蒜、芦荟、艾草、桉树叶和石榴皮打碎，采用超临界二氧化碳萃取，温度37℃，压力40-50MPa，得萃取液，用水调至6-8％浓度，得到萃取液稀释液；
C2制备功能整理液
将活性炭加入萃取液稀释液中，温度50-70℃，吸附脱色处理30-40min，使萃取液稀释液呈无色，得到功能整理液。
8.一种抗菌防紫外线布料，其特征在于，采用权利要求6或7所述方法制备而成。
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