CN114016189A - 一种定点/非定点亲疏水可控的织物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定点/非定点亲疏水可控的织物及其制备方法，本发明将光响应性纱线与成品侧面发光光纤织造，获得非定点亲疏水可控的织物；或光响应性纱线与端面发光光纤织造，再通过化学或物理定点处理刻蚀织物中端面发光光纤的特点位置，获得定点亲疏水可控的织物。也可选用普通纱线按上述方法织造，制备的织物需进行光响应材料涂层，同样可获得定点/非定点亲疏水可控功能。黑暗环境下，该织物光纤一侧或两侧通入或不通紫外光/可见光，发光位置处的光响应性材料会根据接收到的光信号产生光响应，进行亲水和疏水性能之间的切换。本发明可以随产品要求改善织物亲水‑疏水效应，实现织物的定点或非定点亲疏水性智能化。
Description
技术领域
非定点亲疏水可控的织物及其制备方法，属于特殊功能化纺织品领域，具体涉及一种定点/非定点亲疏水可控的织物及其制备方法。
背景技术
材料在外部条件的刺激下可智能调控材料表面的润湿性，在这些刺激下材料表面的润湿特性发生可逆转变。
UV光能量密度大可用于材料改性，对纺织品材料照射可实现自清洁、接枝改性、表面刻蚀等功能。使用UV光来作为外部条件的刺激可实现材料润湿性变化，从而可以通过控制UV光的开启和关闭来智能控制纺织品材料表面的润湿性。
以纺织品材料为基底，将光响应性材料负载在基底上，利用UV光或可见光诱导光响应性材料实现光控润湿功能，从而制备定点亲疏水可控的功能性纺织品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种定点/非定点亲疏水可控的织物及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
利用含有光响应性材料的纱线和成品侧面发光光纤按要求间隔织造制备光纤织物，黑暗环境下所述成品侧面发光的光纤一端或两端通入或不通UV光或可见光光源实现非定点亲疏水可控功能；或利用普通纱线和成品侧面发光光纤按要求间隔织造得到光纤织物，并在光纤织物表面负载光响应性材料制备光纤织物；
或利用含有光响应性材料的纱线和端面发光光纤按要求间隔织造得到端面发光的光纤织物，按照所需形状，通过化学或物理定点处理刻蚀端面发光光纤的特点位置，制备定点亲疏水可控的光纤织物；
或利用普通纱线和端面发光光纤按要求间隔织造得到端面发光的光纤织物，按照所需形状，通过化学或物理定点处理刻蚀端面发光光纤的特点位置，获得侧面定点发光的光纤织物，并在织物发光位置处负载光响应性材料，制备定点亲疏水可控的光纤织物；
在光纤织物中的光纤一端或两端通入UV光或可见光光源前后，所述光纤织物的亲疏水性会发生变化。
进一步的，所述光响应性材料可以是无机氧化物SiO2/TiO2复合溶胶、ZnO、WO3和SnO2等，有机氧化物偶氮苯基、螺吡喃基、二苯乙烯基和肉桂酸基化合物及其衍生物中的任意一种或多种。
进一步的，所述光源是根据要求所选用的不同类型/波长的UV光、可见光。
进一步的，采用化学定点处理方法时，利用喷墨打印、印花、喷雾或涂覆方法对端面发光光纤织物待处理位置进行定点腐蚀获得侧面定点发光光纤织物。
进一步的，采用物理定点处理方法时，利用激光处理或机械打磨端面发光光纤织物的待处理位置，获得侧面定点发光光纤织物。
进一步的，含有光响应性材料的纱线为经过后整理负载光响应性材料的纱线，或在纺丝时添加光响应性材料制备的化学纤维，再经纺纱制备的含光响应性材料的化学纤维纱线。
进一步的，所述化学纤维纺制的纱线为涤纶、锦纶、丙纶、氨纶、腈纶、聚乳酸和粘胶中的任意一种或多种混纺纱线。
进一步的，按要求间隔织造是指织造时使得成品侧面发光光纤/端面发光光纤和含有光响应性材料的纱线间隔排列、邻近或接触。
一种定点/非定点亲疏水可控的织物由上述的方法制备得到。
本发明的有益效果为：(1)本发明将端面发光光纤处理成侧面发光光纤，有利于提升光照效率，而且还能根据要求对纤维侧面进行定点处理，实现定点亲疏水转换；(2)利用光纤优异的光传导功能及侧面发光特性，使光响应性材料定点高效吸收光发挥光控润湿性，特别适合黑暗环境下织物的亲疏水性能调节；(3)织物或纱线可负载不同种类的光响应性材料，当光纤分别接通不同类型或波长的光源，从而激活对应的光响应性材料，就能够实现更高效、协同的亲疏水可控，这将具有更广阔的实际应用前景。
附图介绍
图1为定点亲疏水可控的机织物示意图。
图中各标号代表的部件含义如下：
221、光纤；222、含有光响应性材料的纱线；223、普通纱线；224、定点发光位置
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：光响应性材料为SiO2/Ti02复合溶胶
(1)纬纱负载SiO2/TiO2复合溶胶
将棉纱线浸渍于SiO2/TiO2复合溶胶中，30min后取出，50℃条件下烘干，最后在120℃下烘焙4min，得到负载SiO2/TiO2的纬纱。
(2)面料的织造
如图1所示，在织机上将织物组织设计为平纹，用普通纱线223进行穿综，将光纤221和含有SiO2/TiO2的纱线即含有光响应性材料的纱线222以间隔的方式织入，光纤需在织物一边留出一定长度伸出织物外，得到端面发光光纤织物。
(3)光纤的处理
将端面发光光纤织物的待处理位置进行物理打磨,定点位置的端面发光光纤被刻蚀，获得侧面定点发光的光纤织物，即为定点光响应性织物，见图1中定点发光位置224。
(4)UV光照射和黑暗条件处理
将定点光响应性织物放在标准黑箱中，一段时间后取出，测试织物样品的接触角，每个试样测定3次取平均值，结果表明，未经任何处理的含有SiO2/TiO2的织物接触角达105°，表现为优良的疏水性能。将光纤织物仍放回标准黑箱中两侧通入UV光，经UV光照射后，织物表面的接触角变为40°，表现为优良的亲水性能。该织物在通入UV光后实现了定点亲水-疏水可控。
实施例二：光响应性材料为偶氮苯基衍生物
(1)纬纱负载偶氮苯基衍生物
(2)面料的织造
在织机上将织物组织设计为平纹，用棉纱线(接枝共聚纱线)进行穿综，将成品侧面发光光纤和负载偶氮苯基衍生物的纱线以间隔的方式织入，光纤需在织物一边留出一定长度伸出织物外，得到非定点光响应性织物。
(3)可见光照射和黑暗条件处理
将非定点光响应性织物放在标准黑箱中，一段时间后取出，测试织物样品的接触角，然后再将该织物重新放回标准暗箱中，光纤两侧通入紫外光一段时间，测试接触角，反复多次。结果表明，黑暗条件含有偶氮苯基衍生物的织物接触角达105°，表现为优良的疏水性能。经可见光照射后，织物表面的接触角为78°，表现为亲水性能。表明该织物在可见光和黑暗条件切换可实现非定点亲水-疏水可控转换。
实施例三：光响应性材料为螺吡喃基衍生物
(1)纬纱负载含螺吡喃两亲性梳状聚合物
将棉纱线浸泡在丙酮中进行超声清洗，经水洗、烘干、备用。然后，将该棉纱线浸渍于含螺吡喃两亲性梳状聚合物中，超声30min后取出晾干，得到负载含螺吡喃两亲性梳状聚合物的纬纱。
(2)面料的织造
在织机上将织物组织设计为平纹，用含螺吡喃两亲性梳状聚合物的纱线进行穿综，如图1所示，将端面发光光纤和含螺吡喃两亲性梳状聚合物的纱线以间隔的方式织入，光纤需在织物两边留出一定长度伸出织物外，得到端面发光光纤织物。
(3)光纤的处理
将端面发光光纤织物的待处理位置采用筛网印花负载上化学试剂，使负载化学试剂位置处的端面发光光纤刻蚀成侧面定点发光的光纤织物，一段时间后取出，用清水冲洗，烘干得到定点光响应性织物。
(4)UV光和标准暗箱处理
将定点光响应性织物放在标准黑箱中，光纤两侧通入紫外光一段时间取出，测试织物样品的接触角，每个试样测定3次取平均值，然后再将织物重新放回标准暗箱中，光纤两侧通入UV光一段时间，测试接触角，结果表明，经UV光照射后，织物表面的接触角为85°，表现为亲水性。黑暗环境下该织物表面的接触角为94°，表现为疏水性能。也即该织物在UV光和可见光切换照射下可实现非定点亲水-疏水可控。
实施例四：光响应性材料为无机氧化物ZnO
(1)面料的织造
将普通纱线与成品侧面发光光纤进行织造。在织机上将织物组织设计为平纹，用棉纱线进行穿综，如图1所示，将光纤和普通纱线以间隔的方式织入，光纤需在织物两边留出一定长度伸出织物外，得到成品侧面发光光纤织物。
(2)ZnO微纳米结构的制备
将成品侧面发光光纤织物放置于等摩尔分数的硝酸锌和六亚甲基四胺溶液的混合溶剂中，温度90℃保温6h，然后取出用去离子水清洗，吹干，得到具有ZnO纳米结构的非定点光响应性织物。
(3)UV光和标准暗箱处理
将非定点光响应性织物放在标准黑箱中，一段时间后取出，测试织物样品的接触角，每个试样测定3次取平均值，然后再将该织物重新放回标准暗箱中，光纤两侧通入紫外光一段时间，测试接触角，结果表明，织物未经UV光照射时接触角为110°，表现为优良的疏水性能。经UV光照射后，表面接触角低于35°，表现为优良的亲水性能。也即该织物在通入UV光后可实现非定点亲水-疏水可控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种定点/非定点亲疏水可控的织物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用含有光响应性材料的纱线和成品侧面发光光纤按要求间隔织造制备光纤织物，黑暗环境下所述成品侧面发光的光纤一端或两端通入或不通UV光或可见光光源实现非定点亲疏水可控功能；或利用普通纱线和成品侧面发光光纤按要求间隔织造得到光纤织物，并在光纤织物表面负载光响应性材料制备光纤织物；
或利用含有光响应性材料的纱线和端面发光光纤按要求间隔织造得到端面发光的光纤织物，按照所需形状，通过化学或物理定点处理刻蚀端面发光光纤的特点位置，制备定点亲疏水可控的光纤织物；
或利用普通纱线和端面发光光纤按要求间隔织造得到端面发光的光纤织物，按照所需形状，通过化学或物理定点处理刻蚀端面发光光纤的特点位置，获得侧面定点发光的光纤织物，并在织物发光位置处负载光响应性材料，制备定点亲疏水可控的光纤织物；
在光纤织物中的光纤一端或两端通入UV光或可见光光源前后，所述光纤织物的亲疏水性会发生变化。
2.根据权利要求1所述的定点/非定点亲疏水可控的织物制备方法，其特征在于，所述光响应性材料可以是无机氧化物SiO2/TiO2复合溶胶、ZnO、WO3和SnO2，有机氧化物偶氮苯基、螺吡喃基、二苯乙烯基和肉桂酸基化合物及其衍生物中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的定点/非定点亲疏水可控的织物制备方法，其特征在于，所述光源是根据要求所选用的不同类型/波长的UV光、可见光。
4.根据权利要求3所述的定点/非定点亲疏水可控的织物制备方法，其特征在于，采用化学定点处理方法时，利用喷墨打印、印花、喷雾或涂覆方法对端面发光光纤织物待处理位置进行定点腐蚀获得侧面定点发光光纤织物。
5.根据权利要求3所述的定点/非定点亲疏水可控的织物制备方法，其特征在于，采用物理定点处理方法时，利用激光处理或机械打磨端面发光光纤织物的待处理位置，获得侧面定点发光光纤织物。
6.根据权利要求1所述的定点/非定点亲疏水可控的织物制备方法，其特征在于，含有光响应性材料的纱线为经过后整理负载光响应性材料的纱线，或在纺丝时添加光响应性材料制备的化学纤维，再经纺纱制备的含光响应性材料的化学纤维纱线。
7.根据权利要求6所述的定点/非定点亲疏水可控的织物制备方法，其特征在于，所述化学纤维纺制的纱线为涤纶、锦纶、丙纶、氨纶、腈纶、聚乳酸和粘胶中的任意一种或多种混纺纱线。
8.根据权利要求1所述的定点/非定点亲疏水可控的织物制备方法，其特征在于，按要求间隔织造是指织造时使得成品侧面发光光纤/端面发光光纤和含有光响应性材料的纱线间隔排列、邻近或接触。
9.一种定点/非定点亲疏水可控的织物，其特征在于，由权利要求1-8中任一项所述的方法制备得到。
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