CN114318713A - 一种多功能织物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能织物及其制备方法和应用，其制备方法包括：将抗静电抗紫外纱线经过穿结经后，利用织机织成具有抗静电抗紫外功能的多功能织物；抗静电抗紫外纱线通过在经纱的上浆工艺中，设置不同功能的上浆区，分别在纱线的不同位置进行涂覆不同的功能助剂，并且在涂覆过程中避开用于后续进行织造工艺的交织点区域，具体是通过采用凹坑缓存浆液并在转动过程中、在与纱线接触的过程中将相应的功能助剂涂覆在纱线上的不同位置，不仅能够避开用于后续进行织造工艺的交织点区域，而且使得本发明对于功能助剂的使用量被极大地降低，同时仍然能够实现相应的功能效果，本发明方法制备的多功能织物适于在户外运动服饰中加以应用。

Description

一种多功能织物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于多功能织物的制备领域，具体涉及一种多功能织物及其制备方法和应用。
背景技术
目前静电现象是困扰不少织物的一个问题，其严重影响了服饰的穿着舒适感；紫外线照射可使人体自身合成维生素D利于人体成长，但过多的紫外线会对人体造成严重的伤害，所以抗静电织物、抗紫外织物在某些领域中是必不可少的纺织品，例如像锦纶、乙纶、丙纶等耐日晒性差易老化的纤维尤其需要增强其抗紫外性。
目前常用的工艺是对织成的面料采用涂层技术进行上涂层，但是该方式既存在使得织物变硬，手感变差的问题，又需要额外的工序，增加了工艺步骤，不利于节约成本；还有一种方式是对纱线进行浸润处理，使纱线浸入抗静电和抗紫外的混合助剂溶液中，进而获得多功能性，但是一方面，织造过程中，经纱和纬纱会形成无数的交织点，交织点的存在使得被交织点掩盖的区域无法完全发挥其应有的作用，造成了功能性助剂的大量浪费；另一方面，该工艺不仅需要额外增加操作工序，而且混合在一起的各功能助剂还会发生相互遮盖以及可能存在的相应影响进而失去效力的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新型的多功能织物的制备方法，该方法以更少的工艺步骤制成了兼具较好地抗静电抗紫外功能、手感舒适的多功能织物，同时功能性助剂抗静电抗紫外浆料的使用量被极大地降低，有效地节约了成本。
本发明同时还提供了一种上述方法制备的多功能织物。
本发明同时还提供了一种上述方法制备的多功能织物在户外运动服饰中的应用。
为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：
一种多功能织物的制备方法，该多功能织物的制备方法包括：将抗静电抗紫外纱线经过穿结经后，利用织机织成具有抗静电抗紫外功能的多功能织物；
其中，所述抗静电抗紫外纱线采用如下工艺制备：在经纱的上浆工艺中，采用包含抗静电剂的抗静电浆料作为第一上浆区的上浆浆液，采用包含抗紫外剂的抗紫外浆料作为第二上浆区的上浆浆液，控制所述经纱始终位于上浆浆液上方；
所述经纱包括用于承载抗静电浆料的多个第一区域、用于承载抗紫外浆料的多个第二区域以及用于后续进行织造工艺的多个交织点区域，所述第一区域、所述第二区域和所述交织点区域均不重叠；
在第一上浆区中，第一上浆辊表面设置有多个第一凹坑，在所述第一上浆辊的转动过程中，通过每个所述第一凹坑缓存部分抗静电浆料，然后在与所述纱线接触的过程中将缓存的部分抗静电浆料涂覆在所述纱线的其中一个所述第一区域上；
在第二上浆区中，第二上浆辊表面设置有多个第二凹坑，在所述第二上浆辊的转动过程中，通过每个所述第二凹坑缓存部分抗紫外浆料，然后在与所述纱线接触的过程中将缓存的部分抗紫外浆料涂覆在所述纱线的其中一个所述第二区域上。
根据本发明，第一上浆辊中，上述的多个第一凹坑分别沿径向设置并且绕设第一上浆辊的一个圆周面，每个第一凹坑在圆周面上具体的位置则根据需要在纱线上呈现的位置相适应；
第二上浆辊中，上述的多个第二凹坑分别沿径向设置并且绕设第二上浆辊的一个圆周面；
每个第一凹坑或第二凹坑在各自圆周面上具体的位置则根据需要在纱线上呈现的位置相适应。
根据本发明的一些优选方面，在每个上浆区进行上浆后均进行干燥处理，而后进入下一个上浆区进行下一次上浆。
进一步地，在第一上浆区、第二上浆区均采用红外加热以进行干燥处理，该红外加热采用的是波长为1-10μm的远红外线，输出功率为1-100％，可控温度为100-160℃。
根据本发明的一些具体方面，所述经纱为锦纶、乙纶或丙纶。
根据本发明的一些优选方面，所述第一凹坑、所述第二凹坑的形状独立地为半球形或方形，当为半球形时，半球直径为30-150μm，当为方形时，边长为30-150μm。
根据本发明的一些优选方面，所述第一凹坑、所述第二凹坑的深度独立地为300-500μm，在该范围内既可以保证较好地带浆能力，而且又可以确保更好地适于针对特定上浆区功能性助剂的给予。
根据本发明的一些优选方面，所述第一区域、所述第二区域相互间隔设置，通过间隔设置，分散了各功能性助剂，使纱线整体上均能够获得相应功能，而且还可以形成按照预期的花纹设置间隔距离，赋予更多变化以及特色。
根据本发明的一些优选方面，所述的上浆工艺中，所述经纱的车速为30-40m/min，上浆率为8-12％。
根据本发明的一些优选方面，在每个上浆区进行上浆时，还设置有与各自的上浆辊相配合的压浆辊，该压浆辊与对应的上浆辊相配合挤压纱线以及涂覆在纱线上的上浆浆液。
本发明中，上浆率可以通过设置压浆辊来实现，使压浆辊与各自区域内的上浆辊进行配合，以实现控制上浆率。
根据本发明的一些具体且优选的方面，使经纱在被导入上浆辊之前，先使经纱在张紧辊处获得理想的张力。
本发明中，除上浆辊之外，其他辊均与上浆浆料无直接接触，而上浆辊大致一般位于上浆浆料中，另一半突出于上浆浆液。
根据本发明的一些具体且优选的方面，以重量份数计，所述抗静电浆料包含抗静电剂0.5-2份、表面活性剂0.5-1份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液50-60份、柔软剂1-2份、去离子水20-30份；所述抗静电剂包含碳纳米管。
以重量份数计，所述抗紫外浆料中，抗紫外剂2-4份、表面活性剂0.5-1份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液40-50份、柔软剂1-2份、去离子水20-30份；所述抗紫外剂包含二氧化钛和/或氧化锌。
根据本发明的一些具体方面，所述抗静电浆料或所述抗紫外浆料中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
根据本发明的一些具体方面，所述抗静电浆料或所述抗紫外浆料中，所述柔软剂包括氨基聚硅氧烷。
根据本发明的一些优选方面，本发明采用的醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液对合成纤维具有很好的粘附性，对锦纶丝上浆效果好，浆膜强度低断裂伸长大且环保无污染、价格较低。
本发明同时还提供了一种采用上述方法制备抗静电抗紫外纱线的过程。本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的制备方法制成的多功能织物。
本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的多功能织物在户外运动服饰中的应用。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
目前，制备多功能织物的方法基本为在成型的织物表面采用涂层技术进行上涂层，或是在源头纤维处，将纤维经过浸润而使纤维整体吸入以及粘附功能助剂，但是上述两种方式不仅增加了工艺步骤，而且上涂层技术还会使得织物变硬，手感变差，浸润的方式则对于功能助剂的使用非常大，部分功能助剂在后期基本不发挥作用，造成了极大浪费；此外，对于需要多功能性的织物，现有方法难以避免多个功能助剂相互影响的问题。
实际操作工艺中，浆纱作为机织工艺中重要的一部分，对经纱进行上浆可以很好的提高纱线的可织性，避免经纱在后续工艺中经过反复摩擦拉伸等作用后出现大量起毛甚至断裂的情况，上浆还可以提高经纱的强力，减少毛羽，提高整个织物的断裂强力，本发明发明人在实践中，研究分析发现，将常规对经纱进行上浆的浆液替换为含有功能助剂的溶液不仅同样能够实现对纱线的上浆作用，而且还赋予了纱线功能性，尤其是本发明进一步提出采用凹坑缓存浆液并在转动过程中、在与纱线接触的过程中将相应的功能助剂涂覆在纱线上的不同位置，不仅能够避开用于后续进行织造工艺的交织点区域，而且使得本发明对于功能助剂的使用量被极大地降低，同时仍然能够实现相应的功能效果，还进一步规避了不同的功能助剂之间相应影响的问题。
此外，本发明的多功能织物上功能性助剂的涂覆是一段一段独立设置，并且通过特定的凹坑带浆进而实现涂覆在纱线上，使得功能性助剂既可以较好地渗入纱线内部，又不会在纱线上形成连续的浆膜，也即不会影响后续的染色操作，同时功能性助剂的使用量明显低于现有浸入式操作，少量的功能性助剂精准涂覆在特定区域，在实现相应的功能效果时，又基本不会影响纱线的力学性能，因此，本发明的抗静电抗紫外纱线还可以实现省略退浆步骤，也即采用本发明方式制备多功能织物，极大地精简了操作步骤，简化了生产工艺，利于工业化的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
图1为本发明实施例上浆工艺的侧视图；
图2为本发明实施例上浆工艺的俯视图；
图3为本发明实施例上浆辊与经纱作用的局部放大图；
图4为本发明实施例抗静电抗紫外纱线上的功能区分布示意图；
其中，1、第一上浆区；2、第二上浆区；3、经纱；4、导入辊；5、第一张紧辊；6、上浆辊；7、压浆辊；8、第二张紧辊；9、红外加热管；10、导纱辊；11、导出辊；12、第一区域；13、第二区域；14、交织点区域。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液购自广州市淇盛化工有限公司，牌号DA-102，树脂含量为55％；柔软剂为氨基聚硅氧烷，购自广州天凌硅胶有限公司，牌号TS-701；碳纳米管，购自嘉兴纳科新材料有限公司，牌号NACODC8，管径15-25nm，管长5-15μm，细度1000目。
实施例1
本例提供了一种多功能织物的制备方法，该多功能织物的制备方法包括：将抗静电抗紫外纱线经过穿结经后，利用喷气织机织成具有抗静电抗紫外功能的多功能织物；
具体地，穿结经的工艺为：按照织物工艺设计的要求，将上浆处理过后的经纱从经轴上引出，依次穿过经停片、综丝和钢筘；
织机织造的工艺过程为：根据织物组织规律，把经纱上下分开，形成梭口，利用气流将纬纱引入梭口，再把引入梭口的纬纱推向织口并打紧，形成织物，最后将已织好的织物进行卷绕；
其中，抗静电抗紫外纱线采用如下工艺制备：在经纱的上浆工艺中，采用包含抗静电剂的抗静电浆料作为第一上浆区的上浆浆液，采用包含抗紫外剂的抗紫外浆料作为第二上浆区的上浆浆液；
以重量份数计，抗静电浆料包含碳纳米管2份、十二烷基硫酸钠1份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液50份、柔软剂2份、去离子水30份；
以重量份数计，抗紫外浆料中，抗紫外剂2份、十二烷基硫酸钠0.5份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液50份、柔软剂1份、去离子水20份；抗紫外剂由二氧化钛和氧化锌构成，二氧化钛和氧化锌的质量比为3：1；
在上浆过程中，控制经纱始终位于上浆浆液上方，在每个上浆区进行上浆后均进行干燥处理，而后进入下一个上浆区进行下一次上浆；
经纱包括用于承载抗静电浆料的多个第一区域、用于承载抗紫外浆料的多个第二区域以及用于后续进行织造工艺的多个交织点区域，第一区域、第二区域和交织点区域均不重叠；
在第一上浆区中，第一上浆辊表面设置有多个第一凹坑，在第一上浆辊的转动过程中，通过每个第一凹坑缓存部分抗静电浆料，然后在与纱线接触的过程中将缓存的部分抗静电浆料涂覆在纱线的其中一个第一区域上；
在第二上浆区中，第二上浆辊表面设置有多个第二凹坑，在第二上浆辊的转动过程中，通过每个第二凹坑缓存部分抗紫外浆料，然后在与纱线接触的过程中将缓存的部分抗紫外浆料涂覆在纱线的其中一个第二区域上。
具体地，参见图1-图4所示，其示例性地给出了本例抗静电抗紫外纱线的过程示意图，将经过络筒整经的经纱3(本例中为锦纶长丝)通过导入辊4通入上浆工艺中，首先进入第一上浆区1在第一张紧辊5的作用下获得一定张力，然后到达上浆辊6和压浆辊7之间，在上浆辊6转动的过程中，上浆辊6上的凹坑可以承载部分抗静电浆料，然后在与经纱3接触的过程中使该部分抗静电浆料涂覆在纱线3的对应区域即第一区域，当上浆辊6旋转一周后，则上浆辊6上的每个凹坑工作了一次，并且均在纱线3的一个第一区域上涂覆了部分抗静电浆料，当上浆辊6继续转动，则重复前述过程；当经过涂覆部分抗静电浆料的纱线3继续运动并达到第二张紧辊8时，重新调整张力，并继续向后续工序运行到达红外加热管9处，在该处通过红外加热的方式对涂覆的抗静电浆料进行干燥，干燥完成之后再通过导纱辊10导入第二上浆区2，在第二上浆区2重复在第一上浆区1的动作，区别在于在第二上浆区2是进行抗紫外浆料的上浆，抗紫外浆料的上浆完成之后，则通过导出辊11将完成上浆的经纱导出并输送至后续工序例如穿结经等。
本例中，压浆辊的作用不仅在于调节各个上浆区的浆料上浆率，而且还可以将浆料进行挤压以使浆料深度结合在经纱上。
本例中，在第一上浆区，红外加热管采用的是波长为5μm的远红外线，输出功率为80％，干燥温度为120℃；在第二上浆区，红外加热管采用的是波长为1μm的远红外线，输出功率为100％，干燥温度为160℃。
本例中，第一凹坑、第二凹坑的形状独立地为半球形，半球直径为120μm，第一凹坑、第二凹坑的深度独立地为400μm。
本例中，如图3所示，该图示例性地给出了上浆辊与经纱作用的局部放大图，第一区域、第二区域相互间隔设置，最终形成如图4所示抗静电抗紫外纱线的示意图，给出了功能区分布的示意性结构，交织点区域14穿插在各区域之间(实际上可以是2个第一区域12之间，可以是2个第二区域13之间，也可以是第一区域12和第二区域13)，交织点区域14的排布规律根据事先设定好的织物组织结构设计确定。
上浆工艺中，经纱的车速为30m/min，控制第一上浆区1的上浆率为12％，控制第二上浆区2的上浆率为8％。
实施例2
基本同实施例1，其区别仅在于：
经纱为乙纶长丝；
以重量份数计，抗静电浆料包含碳纳米管1份、十二烷基硫酸钠1份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液55份、柔软剂2份、去离子水25份；
以重量份数计，抗紫外浆料中，抗紫外剂3份、十二烷基硫酸钠0.5份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液45份、柔软剂1份、去离子水25份；抗紫外剂由二氧化钛和氧化锌构成，二氧化钛和氧化锌的质量比为4：1；
上浆工艺中，在第一上浆区，红外加热管采用的是波长为7μm的远红外线，输出功率为80％，干燥温度为100℃；在第二上浆区，红外加热管采用的是波长为5μm的远红外线，输出功率为100％，干燥温度为110℃；
经纱的车速为35m/min，控制第一上浆区的上浆率为10％，控制第二上浆区的上浆率为10％。
实施例3
基本同实施例1，其区别仅在于：
经纱为丙纶长丝；
以重量份数计，抗静电浆料包含碳纳米管0.5份、十二烷基硫酸钠0.5份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液60份、柔软剂1份、去离子水20份；
以重量份数计，抗紫外浆料中，抗紫外剂4份、十二烷基硫酸钠1份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液50份、柔软剂2份、去离子水30份；抗紫外剂由二氧化钛和氧化锌构成，二氧化钛和氧化锌的质量比为5：1；
上浆工艺中，在第一上浆区，红外加热管采用的是波长为5μm的远红外线，输出功率为100％，干燥温度为110℃；在第二上浆区，红外加热管采用的是波长为2μm的远红外线，输出功率为100％，干燥温度为130℃；
经纱的车速为40m/min，控制第一上浆区的上浆率为8％，控制第二上浆区的上浆率为12％。
对比例1
按目前常见的上浆工艺将整个经纱全部浸入浆料中再通过表面平整的上浆辊和压浆辊进行上浆，上浆工艺完成后进行烘箱烘干，且将第一区域和第二区域的上浆液调整为实施例1中抗静电浆料和抗紫外浆料的混合浆料，经纱的车速为30m/min，控制第一上浆区1的上浆率为12％，控制第二上浆区2的上浆率为8％。
对比例2
按目前常见的上浆工艺将整个经纱全部浸入浆料中再通过表面平整的上浆辊和压浆辊进行上浆，上浆工艺完成后进行烘箱烘干，第一区域的上浆液仍然为抗静电浆料，第二区域的上浆液仍然为抗紫外浆料，经纱的车速为30m/min，控制第一上浆区1的上浆率为12％，控制第二上浆区2的上浆率为8％。
性能测试
分别对上述实施例1-3以及对比例1-2制得的织物进行相关性能测试，其中抗静电性参照GB/T 12703.3-2009《纺织品静电性能的评定第3部分：电荷量》，洗前电荷量表示其抗静电性；抗菌性参照GB/T18830-2009《纺织品紫外线性能的评定》，紫外线防护系数(UPF)、长波段紫外线透过率(T(UVA))表示其抗紫外性；织物厚度参照GB/T 3820-1997《纺织品和纺织制品厚度的测定》进行表征；织物刚柔性参照GB/T 18318.1-2009《纺织品弯曲性能的测定第1部分：斜面法》，弯曲长度表征其刚柔性。其测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003449214660000081
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

Claims (10)

1.一种多功能织物的制备方法，其特征在于，该多功能织物的制备方法包括：将抗静电抗紫外纱线经过穿结经后，利用织机织成具有抗静电抗紫外功能的多功能织物；
其中，所述抗静电抗紫外纱线采用如下工艺制备：在经纱的上浆工艺中，采用包含抗静电剂的抗静电浆料作为第一上浆区的上浆浆液，采用包含抗紫外剂的抗紫外浆料作为第二上浆区的上浆浆液，控制所述经纱始终位于上浆浆液上方；
所述经纱包括用于承载抗静电浆料的多个第一区域、用于承载抗紫外浆料的多个第二区域以及用于后续进行织造工艺的多个交织点区域，所述第一区域、所述第二区域和所述交织点区域均不重叠；
在第一上浆区中，第一上浆辊表面设置有多个第一凹坑，在所述第一上浆辊的转动过程中，通过每个所述第一凹坑缓存部分抗静电浆料，然后在与所述纱线接触的过程中将缓存的部分抗静电浆料涂覆在所述纱线的其中一个所述第一区域上；
在第二上浆区中，第二上浆辊表面设置有多个第二凹坑，在所述第二上浆辊的转动过程中，通过每个所述第二凹坑缓存部分抗紫外浆料，然后在与所述纱线接触的过程中将缓存的部分抗紫外浆料涂覆在所述纱线的其中一个所述第二区域上。
2.根据权利要求1所述的多功能织物的制备方法，其特征在于，在每个上浆区进行上浆后均进行干燥处理，而后进入下一个上浆区进行下一次上浆。
3.根据权利要求2所述的多功能织物的制备方法，其特征在于，在第一上浆区、第二上浆区均采用红外加热以进行干燥处理，该红外加热采用的是波长为1-10μm的远红外线，输出功率为1-100%，可控温度为100-160℃。
4.根据权利要求1所述的多功能织物的制备方法，其特征在于，所述经纱为锦纶、乙纶或丙纶。
5.根据权利要求1所述的多功能织物的制备方法，其特征在于，所述第一凹坑、所述第二凹坑的形状独立地为半球形或方形，当为半球形时，半球直径为30-150μm，当为方形时，边长为30-150μm。
6.根据权利要求1或5所述的多功能织物的制备方法，其特征在于，所述第一凹坑、所述第二凹坑的深度独立地为300-500μm。
7.根据权利要求1所述的多功能织物的制备方法，其特征在于，所述第一区域、所述第二区域相互间隔设置；和/或，
所述的上浆工艺中，所述经纱的车速为30-40m/min，上浆率为8-12%；和/或，
在每个上浆区进行上浆时，还设置有与各自的上浆辊相配合的压浆辊，该压浆辊与对应的上浆辊相配合挤压纱线以及涂覆在纱线上的上浆浆液。
8.根据权利要求1所述的多功能织物的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述抗静电浆料包含抗静电剂0.5-2份、表面活性剂0.5-1份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液50-60份、柔软剂1-2份、去离子水20-30份；所述抗静电剂包含碳纳米管；
以重量份数计，所述抗紫外浆料中，抗紫外剂2-4份、表面活性剂0.5-1份、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液40-50份、柔软剂1-2份、去离子水20-30份；所述抗紫外剂包含二氧化钛和/或氧化锌。
9.一种权利要求1-8中任一项权利要求所述的制备方法制成的多功能织物。
10.一种权利要求9所述的多功能织物在户外运动服饰中的应用。
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