CN110644235A

CN110644235A - 一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法及其应用

Info

Publication number: CN110644235A
Application number: CN201910933975.2A
Authority: CN
Inventors: 侯爱芹; 沈红卫; 谢孔良; 冯建萍; 高爱芹; 刘宏东
Original assignee: ZHEJIANG JIAXIN SILK CORP Ltd
Current assignee: ZHEJIANG JIAXIN SILK CORP Ltd
Priority date: 2019-09-29
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2020-01-03
Anticipated expiration: 2039-09-29
Also published as: CN110644235B

Abstract

本发明公开了一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法及其应用。该制备方法包括织物印染及后整理工艺：将织物用温水润湿，40±2 ℃下投入到配置好的染浴中，缓慢升温至90 ℃，升温速度为1.5 ℃/min，保温40 min后，降温至40±2 ℃，水洗，得到染色织物；配制一定浓度的光诱导双阳离子化合物水溶液，加入一定量的渗透剂，调整溶液的pH值，得到整理工作液；采用配制好的整理工作液对染色或印花后的织物进行浸渍、保温震荡处理；将上述处理后的染色或印花织物进行水洗、烘干，得到具有防紫外、抗菌性能的丝绸面料。上述防紫外、抗菌丝绸面料可用于生活或医用材料领域。本发明得到的丝绸产品具有优异的防紫外性能及高效、广谱的抗菌性能。

Description

一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种防紫外、抗菌性能的丝绸面料的制备及其应用，属于纺织材料技术领域。

背景技术

蚕丝面料因穿着舒适、吸湿性好等优点深受广大消费者的青睐。随着人们生活水平的提高，对面料的要求也越来越高，各国纺织行业都在积极开发有利于环保、人体健康的功能性纺织品。近年来人们逐渐认识到，紫外线直接照射皮肤，过量的紫外线引起光化学反应，可使人体机能发生一系列变化，尤其是对人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成危害，大量的皮肤病变都与过量紫外辐射有关。因此，开发具有防紫外功能的丝绸面料产品具有良好的市场前景。

紫外线对于纺织纤维和染料的降解有严重影响，故很有必要对织物进行紫外线防护整理。目前的抗紫外线整理剂主要有无机类和有机类紫外线整理剂，无机类紫外整理剂主要利用金属氧化物或者陶瓷粉等细粉或超细粉与纤维或织物结合，增加织物表面对紫外线的反射和散射作用，进而减少紫外线的透射。目前主要的无机类紫外线整理剂通常选用一些金属氧化物的粉体，如AL₂O₃、 MgO、ZnO、TiO₂、高岭土等。有机类紫外线整理剂，又称紫外线吸收剂，该类物质能够吸收紫外线，可进行能量转换，并将其转换为热能或波长较短的电磁波，从而达到减少紫外线辐射穿透织物的作用。目前纺织品上应用的有机类抗紫外线吸收剂主要有二苯甲酮类化合物、水杨酸酯类化合物、金属离子螯合物、苯并三唑类化合物、反应型紫外线吸收剂等。二苯甲酮及其衍生物整理织物能够获得很好的抗紫外性能是因为二苯甲酮结构可以吸收紫外线的能量，并转化为其他的能量，从而起到紫外线防护的功能。

如申请号为201310365594.1的发明申请中公开了一种防紫外线抗菌面料的整理方法，该方法包括，将面料通过轧槽，在80-95℃下加入含有防紫外线抗菌整理剂的浸渍液，其防紫外线抗菌整理剂由如下重量份的组分组成：二氧化硅 60-80份、沸石5-8份、2,4-二羟基二苯甲酮10-15份、N,N-二正丁基二硫代氨基甲酸镍20-25份、胍类抗菌剂2-5份、2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-15份、 8-羟基喹啉铜0.5-1份、铝锆酸酯偶联剂1-5份、聚丙烯酸钠分散剂0.8-1.2份。上述发明将防紫外线整理剂和抗菌整理剂有机结合，选用特定的助剂复合而成，兼具两种整理剂的功能优点，可与面料牢固结合，耐久性强，对面料具有优良的防紫外和抗菌作用。

如申请号为201811100528.0的发明申请中公开了一种具有防紫外辐射功能的丝绸的制备方法，包括：将真丝织物用温水润湿，40±2℃下投入到配置好的染浴中，缓慢升温至90℃，保温40min，降温至40±2℃，水洗，得到染色织物；采用配置好的紫外光接枝整理液，对染色织物或印花织物依次进行浸轧、烘干、焙烘；将上述处理后的织物依次进行冷水洗、热水洗、烘干、定型、拉幅，得到具有防紫外辐射功能的丝绸产品。其中，紫外光接枝整理液为3,3,4,4-四甲酸二酐二苯甲酮与纳米二氧化硅、氨基硅乳柔软剂及其它助剂复配而成的复合溶胶。上述发明中通过3,3,4,4-四甲酸二酐二苯甲酮的高防紫外性能，以及四甲酸二酐还可以与丝绸进行交联反应，提高防紫外性能的耐久性。

又如申请号为201310749245.X的发明专利中公开了一种丝绸织物抗紫外线剂，其主要包括：2,4-二羟基二苯甲酮10-14份、聚乙烯醇10-12份、碘代丙炔基甲酸酯6-8份、山梨酸钾5-8份、椰油酰单乙醇胺10-14份、甘油6-8份、蛋白酶5-8份、烷基糖苷6-9份、异丙醇钛10-14份、乙二醇22-25份、二酚基丙烷10-12份。

此外，具有保健、医疗功能的抗菌纺织品也孕育着十分广阔的市场。日常生活中，人们不可避免地会接触到各类细菌、真菌等微生物，而各类纤维纺织制品无疑是这些微生物良好的栖息地。具有抗菌功能的纺织品因能杀灭多种细菌，抑制细菌再生，防止恶臭产生，从而保持身体健康，日益受到人们的广泛重视。赋予织物抗菌性能主要通过两种途径：一种是聚合时添加抗菌剂，通过优化聚合工艺条件改性聚合物，然后再进行溶体纺丝；另一种是利用抗菌剂对织物进行后整理。目前市场上获得抗菌织物的方法还是后者居多，纤维的抗菌整理剂主要有三大类：无机抗菌剂、有机抗菌剂、复合抗菌剂。

因此，开发这类具有防紫外、抗菌性能的高防护产品对提高产品的性能和应用于特种环境的需求都具有重要意义，然而，目前仍没有一种很好的整理剂和整理方法，可以使丝绸产品具有很好的防紫外、抗菌性能。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于采用3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵(BPTCA-N)与助剂复配制备整理工作液，再用该整理工作液对染色或印花后的丝绸进行整理、修饰，得到的丝绸产品具有优异的防紫外性能及高效、广谱的抗菌性能。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法，所述制备方法包括织物印染及后整理工艺，主要包括以下步骤：

步骤1)、将织物用温水润湿，40±2℃下投入到配置好的染浴中，缓慢升温至90℃，升温速度为1.5℃/min，保温40min后，降温至40±2℃，水洗，得到染色织物；

步骤2)、配制一定浓度的光诱导双阳离子化合物水溶液，加入一定量的渗透剂，调整溶液的pH值，得到整理工作液；

步骤3)、采用步骤2)中配制的整理工作液对染色或印花后的织物进行浸渍、保温震荡处理；

步骤4)、将上述步骤3)处理后的染色或印花织物进行水洗、烘干，得到具有防紫外、抗菌性能的丝绸面料。

进一步地，所述的丝绸面料包括纤维、纱线、织物。

进一步地，所述步骤1)中的染色织物还可以为通过平网印花制得的印花织物。

进一步地，所述步骤2)的整理工作液中，光诱导双阳离子化合物水溶液的浓度为1～40g/L，渗透剂浓度为0～5g/L，醋酸调节溶液pH值为8.0～9.5。

进一步地，所述步骤2)的整理工作液中，光诱导双阳离子化合物为3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵，其结构式如下：

所述渗透剂为JFC。

进一步地，所述步骤3)中织物浸渍的浴比为1:10～50。

进一步地，所述步骤3)中，保温震荡的温度为50～95℃，保温时间为20～ 100min。

所述的制备方法制备得到的防紫外、抗菌丝绸面料的应用，所述防紫外、抗菌丝绸面料可用于生活或医用材料领域。

所述光诱导双阳离子化合物在丝绸面料上的组装过程反应式如下所示：

丝绸面料蛋白质大分子上具有氨基和羧基，在碱性条件下，羧基变成负离子，可以和双阳离子形成有效组装。组装后，丝绸面料上的光活性基团二苯甲酮酰胺在光诱导下产生超氧自由基，超氧自由基具有高效的杀菌性能，同时吸收紫外线，将光能转化为化学能，然后与抗菌的季铵盐基团产生协同抗菌作用，形成一种防紫外、抗菌性能的丝绸面料。由于本发明中，产生抗菌防紫外效果的两种功能基团集成在同一化合物中，使得含有该双阳离子化合物的整理剂在较低的浓度下就能达到很好的防紫外、抗菌整理效果。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的制备方法主要具有以下几点优势：

1)本发明提供的防紫外、抗菌丝绸面料结构新颖、制备方法简单，不需添加其他化学品，易于操作，反应设备上没有特殊要求，易于达到工业化生产的要求，且制备过程中所采用的原材料均为常规使用，且未经任何处理，成本较低；

2)本发明提供的防紫外、抗菌丝绸面料，通过二苯甲酮基团吸收紫外线来实现防紫外功能，通过二苯甲酮基团与阳离子基团联合来实现高效、持久、广谱的抗菌性能；

3)与现有技术中，相同浓度的二苯甲酮化合物与铵盐类化合物混合使用的情况相比，本发明采用的二苯甲酮阳离子化合物，将二苯甲酮基团和季铵盐基团集成在同一个化合物中，在相同浓度下具有更好的协同作用效果；现有技术中，混合使用的情况，若想要达到相同的抗菌防紫外效果的话，使用浓度要高出几十倍，这会大大增加生产成本；

4)本发明采用的丝绸面料与普通的尼龙、棉麻面料相比，丝绸面料蛋白质大分子上具有大量的氨基和羧基，其与二苯甲酮阳离子化合物具有更多的结合点和更好的结合效果，获得的防紫外抗菌面料的性能具有更好的耐久性。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

取2.5g丝绸织物，采用酸性红A2R在90℃下染色40min，降温，水洗，得到红色染色丝绸织物。

量取50mL蒸馏水，加入0.5g 3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵，0.05g JFC，调节溶液pH值为8.5，得到3,3’-[4,4’ -二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵有效浓度为10g/L 的整理工作液。

将以上染色丝绸织物以1:10的浴比浸渍于整理工作液中，置于震荡染色机上，50℃开始逐渐升温至95℃，保温震荡30min。取出织物，水洗、烘干，得到具有防紫外及抗菌功能的红色染色丝绸织物。

实施例2

取2.5g丝绸织物，采用活性红M-3BS对其进行印花，得到红色印花丝绸织物。

量取50mL蒸馏水，加入1.0g 3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵，0.05g JFC，调节溶液pH值为8.0，得到3,3’-[4,4’ -二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵有效浓度为20g/L 的整理工作液。

将以上印花丝绸织物以1:20的浴比浸渍于整理工作液中，50℃开始逐渐升温至95℃，保温震荡30min。取出织物，水洗、烘干，得到具有防紫外及抗菌功能的红色印花丝绸织物。

实施例3

取2.5g丝绸织物，采用酸性黄N-4GL对其进行染色，得到黄色染色丝绸织物。

量取50mL蒸馏水，加入1.5g 3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵，0.1g JFC，调节溶液pH值为9.0，得到3,3’-[4,4’ -二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵有效浓度为30g/L 的整理工作液。

将以上染色丝绸织物以1:15的浴比浸渍于整理工作液中，置于震荡染色机上，50℃开始逐渐升温至95℃，保温震荡30min。取出织物，水洗、烘干，得到具有防紫外及抗菌功能的黄色染色丝绸织物。

实施例4

称取2.5g丝绸织物，采用活性橙K-GN对其进行印花，得到橙色印花丝绸织物。

量取50mL蒸馏水，加入2.0g 3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵，0.1g JFC，调节溶液pH值为8.5，得到3,3’-[4,4’ -二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵有效浓度为40g/L 的整理工作液。

将以上印花丝绸织物以1:15的浴比浸渍于整理工作液中，置于震荡染色机上，50℃开始逐渐升温至95℃，保温震荡30min。取出织物，水洗、烘干，得到具有防紫外及抗菌功能的橙色印花丝绸织物。

实施例5

取2.5g丝绸织物，采用酸性湖蓝M5G对其进行染色，得到蓝色染色丝绸织物。

量取50mL蒸馏水，加入2.0g 3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵，0.1g JFC，调节溶液pH值为9.0，得到3,3’-[4,4’ -二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵有效浓度为40g/L 的整理工作液。

将以上染色丝绸织物以1:15的浴比浸渍于整理工作液中，置于震荡染色机上，50℃开始逐渐升温至95℃，保温震荡30min。取出织物，水洗、烘干，得到具有防紫外及抗菌功能的蓝色染色丝绸织物。

实施例6

取2.5g丝绸织物，采用活性蓝KN-B对其进行印花，得到蓝黑色印花真丝织物。

量取50mL蒸馏水，加入2.0g 3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵，0.1g JFC，调节溶液pH值为9.5，得到3,3’-[4,4’ -二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵有效浓度为40g/L 的整理工作液。

将以上染色丝绸织物以1:30的浴比浸渍于整理工作液中，置于震荡染色机上，50℃开始逐渐升温至95℃，保温震荡30min。取出织物，水洗、烘干，得到具有防紫外及抗菌功能的蓝黑色印花丝绸织物。

试验例1

将上述实施例1～6中整理后的丝绸织物进行防紫外辐射性能、力学性能及手感的测定。结果见表1所示。

其中，(1)防紫外辐射性能测试是利用防紫外透过及防晒保护测试仪，按照GB/T18830-2002《纺织品防紫外线性能的评定》测试整理后丝绸织物的防紫外辐射效果，用紫外线防护系数UPF值表示。

(2)力学性能测定时按照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能1：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定丝绸织物的拉伸强力。

(3)手感采用触摸法测定。

表1、防紫外辐射性能、力学性能及手感的测定结果

实施例	UPF值	断裂强力(N)	断裂伸长率(％)	手感
					对比例	1.8	387.4	33.7	柔软
实施例1	35.4	386.2	34.3	柔软
					实施例2	43.9	387.9	35.2	柔软
实施例3	52.3	388.2	33.9	柔软
					实施例4	54.7	389.5	35.0	柔软
实施例5	55.2	384.7	34.6	柔软
					实施例6	54.9	385.0	33.8	柔软

上述对比例为未经整理的丝绸织物。

由表1数据可知，经整理后，丝绸的防紫外辐射性能有了明显的提高，整理后其UPF值都超过了30，当整理工作液浓度高于30g/L时，UPF值都高于 50，说明本发明中整理工作液整理的丝绸具备了防紫外辐射的性能。同时，力学性能及手感测定数据表明，该方法整理后的丝绸织物力学性能及手感都没有受到影响。

试验例2

将实施例1-6中制备得到的防紫外抗菌丝绸织物进行抗菌性能测试。其中检测用菌为金黄色葡萄球菌及大肠杆菌。本实施例参照修正AATCC 100-2004《纺织材料抗菌整理的评估》测试标准，测试织物对金黄色葡萄球菌(S.aureus)及大肠杆菌(E.coli)的抗菌性。具体方法如下：将两块3.5cm×3.5cm大小的丝绸织物在121℃下灭菌15min后置于灭菌的培养基中，在织物上滴加300μL10⁵ CFU/mL的菌液，在紫外光(365nm)条件下照射60min，取出照射后的织物，将其浸润在30mL的PBS无菌缓冲液中，均匀振荡3min。待振荡结束取出100 μL，并连续稀释三次，分别滴到无菌培养基的4个区域，然后将培养基置于37℃恒温培养箱中培养一定时间后取出计算抑菌率。测试结果如表2所示：

表2未整理及整理后丝绸的抗菌性能测定结果

上述对比例为未经整理的丝绸织物。

从表2中数据可以看出，经整理后的丝绸织物具有高效、广谱的抗菌性能。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括织物印染及后整理工艺，主要包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法，其特征在于：所述的丝绸面料包括纤维、纱线、织物。

3.如权利要求1所述的一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的染色织物还可以为通过平网印花制得的印花织物。

4.如权利要求1所述的一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的整理工作液中，光诱导双阳离子化合物水溶液的浓度为1～40g/L，渗透剂浓度为0～5g/L，醋酸调节溶液pH值为8.0～9.5。

5.如权利要求1所述的一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的整理工作液中，光诱导双阳离子化合物为3,3’-[4,4’-二苯邻二甲酰亚胺甲酮]-二-苄基-N,N-二甲基-N-丙基氯化铵，其结构式如下：

所述渗透剂为JFC。

6.如权利要求1所述的一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中织物浸渍的浴比为1:10～50。

7.如权利要求1所述的一种防紫外、抗菌丝绸面料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，保温震荡的温度为50～95℃，保温时间为20～100min。

8.一种如权利要求1至7中任意一项所述的制备方法制备得到的防紫外、抗菌丝绸面料的应用，其特征在于：所述防紫外、抗菌丝绸面料可用于生活或医用材料领域。