CN111636193B - 一种复合功能涤纶织物及其整理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纺织技术领域，公开了一种复合功能涤纶织物及其整理方法。本发明整理方法将竹叶提取液加入制备的纳米TiO2水溶胶中，制备得到改性纳米TiO2水溶胶，在常温下利用该水溶胶浸渍涤纶织物，最后通过水热整理得到本发明复合功能涤纶织物。本发明提供的改性纳米TiO2水溶胶整理的涤纶织物具有很好的消臭效果，无论在日光或紫外光照条件下，光催化自清洁效果均有很大提高，明暗条件下均具有很好的抑菌效果，SEM图片表明，纳米TiO2在涤纶织物上的附着量增加，并且纳米TiO2的团聚现象减少了。本发明提供的整理方法可应用于涤纶类非织造布、针织物、机织物和成衣的整理，也可应用于涤纶散纤维和纱线的整理。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种复合功能涤纶织物及其整理方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们越来越关心健康和清洁问题，对于纺织品的要求也不再仅仅局限于穿着装饰，对卫生清洁保健等功能的需求不断提高。一般抗菌防臭产品主要是通过抗菌剂抑制细菌生长来达到防止臭味产生的目的，效果并不显著。另外，纺织品在穿着、使用过程中，会不小心沾污渍，这些污物不仅影响人们的使用，也是微生物繁殖的良好环境。随着人们生活节奏的加快，以及追求高质量生活的要求，具有自清洁能力，而且能够抗菌、消臭的纺织品应运而生。
纳米TiO2是一种催化活性高、氧化能力强的无机纳米材料，在紫外线照射下，其表面具有超亲水性，污物不易附着，具有良好的抗菌和自清洁性能，但常规纳米TiO2在太阳光下催化效率不高。因此，有必要开发一种新的织物整理方法，让TiO2能在太阳光下对织物起到有效光催化自清洁和抗菌消臭的作用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种复合功能涤纶织物及其整理方法，该方法整理的涤纶织物具有较好的消臭性能和抗菌性能，自清洁效果显著。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种复合功能涤纶织物的整理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将涤纶织物按浴比1:20～50浸入草木灰溶液中处理；
2)将新鲜竹叶洗净晾干后利用无水乙醇进行萃取，避光静置24h，得到竹叶提取液；所述新鲜竹叶和所述无水乙醇的料液比为1g:(20～50)mL；
3)将钛酸丁酯滴加入冰乙酸中，并不断搅拌，得到颜色为明黄色的混合物，然后在强力搅拌下，将所述混合物滴加入乙酸溶液中，滴加完毕后持续搅拌1-2h，得到纳米TiO2水溶胶；
4)在所述纳米TiO2水溶胶中加入所述竹叶提取液，得到改性纳米TiO2水溶胶，将步骤1)处理得到的涤纶织物25-30℃避光浸渍在所述改性纳米TiO2水溶胶中，30-60min后取出晾干，水热整理30-60min后得到复合功能涤纶织物，其中，所述纳米TiO2水溶胶和所述竹叶提取液的用量比为100g：(2～4)mL。
优选的，步骤1)中，所述草木灰溶液的浓度为20～60g/L，所述处理的温度为85～95℃，所述处理的时间为1～2h。
优选的，步骤3)中，所述乙酸溶液的体积百分比浓度为25％-33％。
优选的，步骤3)中，所述钛酸丁酯和冰乙酸的质量比为10:(8-9)。
优选的，步骤3)中，所述混合物与乙酸溶液的质量比为19:(70-90)。
优选的，所述涤纶织物为涤纶非织造布、涤纶针织物、涤纶机织物和涤纶成衣中的一种。
本发明还提供了一种上述整理方法整理得到的复合功能涤纶织物。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明整理方法将竹叶提取液加入制备的纳米TiO2水溶胶中，制备得到改性纳米TiO2水溶胶，在常温下将涤纶织物在该改性纳米TiO2水溶胶中浸渍处理后取出再进行水热整理，得到复合功能涤纶织物。本发明改性纳米TiO2水溶胶在紫外区的吸收带变宽，且延长到了可见光区，整理的涤纶织物具有很好的消臭效果，无论在日光或紫外光照条件下，对亚甲基蓝的光催化褪色效果均有很大提高，明暗条件下均具有很好的抑菌效果。且该方法中采用水溶胶性状的改性纳米TiO2，避免了粉体或改性粉体处理时分散性不好，容易团聚的问题。本发明提供的整理方法可应用于涤纶类非织造布、针织物、机织物和成衣的整理，也可应用于涤纶散纤维和纱线的整理。
附图说明
图1为纳米TiO2水溶胶和实施例1得到的改性纳米TiO2水溶胶的漫反射光谱；
图2为未处理涤纶织物(对照组)、常规纳米TiO2粉体整理的涤纶织物(对比例)和实施例1得到的复合功能涤纶织物在暗条件和明条件下对大肠杆菌的抑菌效果图；
图3为未处理涤纶织物(对照组)、常规纳米TiO2粉体整理的涤纶织物(对比例)和实施例1得到的复合功能涤纶织物在暗条件和明条件下对金黄色葡萄球菌的抑菌效果图；
图4为未处理涤纶织物(对照组)、常规纳米TiO2粉体整理的涤纶织物(对比例)和实施例1得到的复合功能涤纶织物的SEM图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明所有原其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
实施例1
(1)预处理：将1g涤纶织物按浴比1：50浸入浓度为20g/L的草木灰溶液中，再于95℃恒温水浴锅中煮1h，取出涤纶织物水洗晾干；
(2)将1g新鲜竹叶洗净晾干后浸入20mL无水乙醇中，暗处静置24h，得到竹叶提取液；
(3)将10g钛酸丁酯滴加入9g冰乙酸中，并不断搅拌，得到颜色为明黄色的混合物，然后在强力搅拌下，将混合物滴加入70g乙酸溶液(乙酸溶液中冰乙酸：蒸馏水＝1:2，V/V)中，滴加完毕后持续搅拌1h，得到纳米TiO2水溶胶；
(4)在100g纳米TiO2水溶胶中加入2mL竹叶提取液，得到改性纳米TiO2水溶胶，在30℃，将步骤(1)预处理后的涤纶织物浸渍在改性纳米TiO2水溶胶中30min后取出晾干，水热整理30min后得到一种复合功能涤纶织物。
实施例2
(1)预处理：将1g涤纶织物按浴比1：30浸入浓度为50g/L的草木灰溶液中，再于90℃恒温水浴锅中煮2h，取出涤纶织物水洗晾干；
(2)将1g新鲜竹叶洗净晾干后浸入50mL无水乙醇中，暗处静置24h，得到竹叶提取液；
(3)将10g钛酸丁酯滴加入8g冰乙酸中，并不断搅拌，得到颜色为明黄色的混合物，然后在强力搅拌下，将混合物滴加入80g乙酸溶液(乙酸溶液中冰乙酸：蒸馏水＝1:3，V/V)中，滴加完毕后持续搅拌1h，得到纳米TiO2水溶胶；
(4)在100g纳米TiO2水溶胶中加入4mL竹叶提取液，得到改性纳米TiO2水溶胶，在25℃，将步骤(1)预处理后的涤纶织物浸渍在改性纳米TiO2水溶胶中60min后取出晾干，水热整理30min后得到一种复合功能涤纶织物。
对比例
将实施例1的步骤(1)预处理后的涤纶织物浸渍在实施例1的步骤(3)得到的纳米TiO2水溶胶中30min后取出晾干，水热整理30min后得到本对比例整理的涤纶织物。
测试例
(1)改性纳米TiO2水溶胶可见光响应效果测试
测试纳米TiO2水溶胶和实施例1中得到的改性纳米TiO2水溶胶的吸收光谱，结果如图1所示。由图1发现改性纳米TiO2水溶胶在紫外区的吸收带变宽，且延长到了可见光区，提高了纳米TiO2的光催化性能。说明本发明改性纳米TiO2水溶胶具有良好的可见光响应效果。
(2)对亚甲基蓝的光催化褪色效果测试
分别在紫外光和日光下测试对未处理的涤纶织物(对照组)、对比例整理的涤纶织物和实施例1制备得到的复合功能涤纶织物上的亚甲基蓝的光催化褪色效果，并计算光照射前后色差△E和△RGB，结果见表1。
具体测试过程如下：
将未处理的涤纶织物(对照组)、对比例整理的涤纶织物和实施例1制备得到的复合功能涤纶织物浸到20mL的亚甲基蓝溶液(0.05％)中3min，室温下避光晾干，紫外光或日光照射(紫外光照射采用15W的紫外灯照射2h；日光照射选择8月份12：00-16：00的日光下照射4h)，通过测配色仪器测试照射前与照射后涤纶织物的L、a、b、R、G、B，并通过以下公式计算光照射前后色差△E和△RGB：
其中，R1、G1、B1和R2、G2、B2分别为织物光源照射前和之后的R、G、B值。△E和△RGB越高，涤纶织物上亚甲基蓝光催化褪色效果越好。
表1对织物上亚甲基蓝的光催化褪色效果影响
由表1可知，相比对比例未改性的纳米TiO2水溶胶整理的涤纶织物，实施例1改性纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物在紫外光照条件下，△E和△RGB分别提高了4.31、31.70；在日光条件下，△E和△RGB分别提高10.25、25.74。
由表1可知，本发明复合功能涤纶织物在日光或紫外光照条件下，对比对比例整理的涤纶织物，对亚甲基蓝的光催化褪色效果大幅提高，说明其光催化自清洁效果得到大幅提升。
(3)抗菌效果测试
按GB/T 23763-2009《光催化抗菌材料及制品抗菌性能的评价》对未处理涤纶织物(对照组)、常规纳米TiO2粉体整理的涤纶织物(对比例)和实施例1得到的复合功能涤纶织物在暗条件和明条件下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果，其中未处理涤纶织物作为对照组。对大肠杆菌的抑菌效果如图2所示，对金黄色葡萄球菌的抑菌效果如图3所示。
由图2和图3可知，无论在明条件还是暗条件下，与对比例未改性纳米TiO2水溶胶整理的涤纶织物相比，本发明实施例1改性纳米TiO2水溶胶整理的涤纶织物具有更明显的抑菌效果。
在明条件下，经过计算，对比例整理的涤纶织物对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为85.56％和88.34％，实施例1复合功能涤纶织物对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为96.57％和99.15％。进一步证明改性纳米TiO2水溶胶整理的涤纶织物具有更好的抑菌效果。
(4)消臭性能测试
以未处理涤纶织物、对比例整理的涤纶织物和实施例1得到的复合功能涤纶织物作为待测试织物，测试消臭效果，结果如表2所示。
具体测试过程：
将所有待测试织物均剪裁为两块直径4cm的圆形织物，吸取0.1mL的氨水于玻璃皿上，将玻璃皿放置在干燥器底部，将两块圆形织物置于干燥器托盘上，其中一块持续照射紫外灯，另一块作为对照样不给予紫外灯照射。2h后，将两块圆形织物分别用100mL蒸馏水在40℃下萃取2h。采用标准HJ534-2009次氯酸钠-水杨酸分光光度法测定紫外灯照射圆形织物萃取液和无紫外灯照射圆形织物萃取液中的氨含量并计算其差值，得到各个待测试织物的消氨值。
表2待测试织物消臭效果
| 试样 | 消氨值(mg/g织物) |
| 未处理涤纶织物 | 0.0541 |
| 对比例整理的涤纶织物 | 0.7243 |
| 实施例1复合功能涤纶织物 | 1.5574 |
由表2可知，未处理涤纶织物的消氨值为0.0541mg/g织物，对比例整理的涤纶织物的消氨值提高至0.7243mg/g织物，实施例1复合功能涤纶织物的消氨值进一步提高，增加至1.5574mg/g织物，消臭效果大幅上升。这是因为附着于织物表面的光催化剂TiO2在受光照射后即可发生光催化反应使其周围空气中的氧气和水被氧化还原成氧化性极强的·OH游基和O2-离子，·OH游基和O2-离子能够分解氨气，生成二氧化碳和水；竹叶提取液改性纳米TiO2后，纳米TiO2颗粒间的关联减少即羟基无法连接，并且纳米TiO2颗粒间的静电作用减少，使改性织物表面附着的纳米TiO2颗粒更小更均匀，因此光催化消氨臭效果更佳。
(5)SEM图分析
拍摄未处理涤纶织物、对比例1整理的涤纶织物、对比例2整理的涤纶织物和实施例1得到的复合功能涤纶织物的SEM图片，如图4所示，其中A为未处理涤纶织物的SEM图片，B为对比例整理的涤纶织物的SEM图片，C为实施例1得到的复合功能涤纶织物的SEM图片。观察图4发现，A中未处理涤纶织物的纤维表面光滑，B中对比例整理的涤纶织物的纤维表面附着薄膜，有少部分薄膜破裂成块状的纳米TiO2，C中实施例1得到的复合功能涤纶织物的纤维表面附着的纳米TiO2颗粒粒径小且分布均匀。
综上所述，本发明利用改性纳米TiO2水溶胶对涤纶织物进行整理得到的复合功能涤纶织物具有更好的消臭性能和抗菌性能，光催化自清洁效果显著，纳米TiO2在该织物纤维上的附着量增加了并且纳米TiO2的团聚现象减少了。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，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。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种复合功能涤纶织物的整理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将涤纶织物按浴比1:20～50浸入草木灰溶液中处理；
2)将新鲜竹叶洗净晾干后利用无水乙醇进行萃取，避光静置24h，得到竹叶提取液；所述新鲜竹叶和所述无水乙醇的料液比为1g:(20～50)mL；
3)将钛酸丁酯滴加入冰乙酸中，并不断搅拌，得到颜色为明黄色的混合物，然后在强力搅拌下，将所述混合物滴加入乙酸溶液中，滴加完毕后持续搅拌1-2h，得到纳米TiO2水溶胶；
4)在所述纳米TiO2水溶胶中加入所述竹叶提取液，得到改性纳米TiO2水溶胶，将步骤1)处理得到的涤纶织物25-30℃避光浸渍在所述改性纳米TiO2水溶胶中，30-60min后取出晾干，水热整理30-60min后得到复合功能涤纶织物，其中，所述纳米TiO2水溶胶和所述竹叶提取液的用量比为100g：(2～4)mL。
2.根据权利要求1所述的整理方法，其特征在于，步骤1)中，所述草木灰溶液的浓度为20～60g/L，所述处理的温度为85～95℃，所述处理的时间为1～2h。
3.根据权利要求1所述的整理方法，其特征在于，步骤3)中，所述乙酸溶液的体积百分比浓度为25％-33％。
4.根据权利要求1所述的整理方法，其特征在于，步骤3)中，所述钛酸丁酯和冰乙酸的质量比为10:(8-9)。
5.根据权利要求1所述的整理方法，其特征在于，步骤3)中，所述混合物与乙酸溶液的质量比为19:(70-90)。
6.根据权利要求1所述的整理方法，其特征在于，所述涤纶织物为涤纶非织造布、涤纶针织物、涤纶机织物和涤纶成衣中的一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述整理方法整理得到的复合功能涤纶织物。
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