CN114592350B - 一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料及其制备方法 - Google Patents

一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及针织面料的领域，具体公开了一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料及其制备方法。一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法，包括整理处理，所述染整处理包括以下步骤：取所需整理处理的针织面料置于整理剂中，一浸一轧处理，待整理处理完成后，焙烘即可完成染整处理；所述整理剂包括以下重量份物质：聚丙烯酸酯乳液45～50份和二氧化钛气凝胶颗粒3～8份。本申请通过对针织面料进行整理处理，采用的气凝胶颗粒为二氧化钛颗粒，可直接将有害气体污染物氧化成无毒的水和二氧化碳的同时，进一步改善面料的保暖性能。

Description

一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料及其制备 方法
技术领域
本申请涉及针织面料的领域，尤其是涉及一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料及其制备方法。
背景技术
针织物作为近年来流行趋势，针织面料因其质地柔软、吸湿透气、极好的弹性与延伸性受广大消费者的喜爱。针织服饰穿在身上没有拘束感、合体贴身，有着良好的修身效果。印花针织面料的颜色与图案多种多样，广泛应用于各种服装面料之中。
针织面料的线圈结构能保存较多的空气，因而透气性、吸湿性、保暖性都较好，穿着时有舒适感。这一特性是使它成为功能性、舒适性面料的条件，但在成品流通或储存中应注意通风，保持干燥，防止霉变。
针对上述相关技术，发明人认为现有针织面料在实际使用过程中，易吸附空气中残存的细菌或有害物质，从而影响穿戴者健康，同时由于针织面料的结构特性，其良好的透气性也不利于其保暖性能的提高。
发明内容
为了改善现有针织面料无法兼具保暖透气和净化空气双重功能缺陷，本申请提供一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法，包括整理处理，所述染整处理包括以下步骤：
取所需整理处理的针织面料置于整理剂中，一浸一轧处理，待整理处理完成后，焙烘即可完成染整处理；
所述整理剂包括以下重量份物质：
聚丙烯酸酯乳液45～50份；
二氧化钛气凝胶颗粒3～8份。
通过采用上述技术方案，本申请通过对针织面料进行整理处理，由于气凝胶颗粒的多级孔结构在外力作用下可以发生协同形变，并且纤维间具有稳定的粘结结构。能在不改善面料弹性和舒适的情况下，通过其材料内部含有的纳米尺度的小孔结构，降低使用环境下热对流效果和热交换性能，从而有有效改善其保暖性能。
同时本申请采用的气凝胶颗粒为二氧化钛颗粒，由于二氧化钛在光照条件下，二氧化钛中的价带电子受光的激发，跃迁到导带上，从而形成光生电子和光生空穴。光生电子与氧结合，经过一系列中间反应生成羟基自由基，光生空穴具有极强的氧化能力，可直接将有害气体污染物氧化成无毒的水和二氧化碳。所以本申请经整理后的针织面料具有良好的保暖透气和净化空气双重功能。
优选的，所述整理剂还包括45～50重量份负离子改性剂，所述负离子改性剂包括负离子颗粒。
通过采用上述技术方案，本申请进一步优化了整理剂的组分，通过添加负离子颗粒作为负离子改性剂，由于负离子是空气中带负电荷的单独的气体分子或离子团的总称，因带有负电荷，易与空气中带正电荷的污染物吸引、碰撞、结合，并形成比较大的分子而沉降，具有杀菌、降尘、净化空气的功效，所以本申请通过将负离子颗粒添加至整理剂中，有效改善了针织面料对空气的净化性能。
优选的，所述负离子颗粒为等质量混合料的锂电气石颗粒、铁电气石颗粒和镁电气石颗粒，所述负离子颗粒粒径为1～50μm。
通过采用上述技术方案，本申请选用不同的电气石颗粒进行复配，由于电气石具有的永久自发极化效应可以使空气中的水分子发生电解，产生氢离子和氢氧根离子，氢氧根离子可以与水分子络合形成“水合羟基离子”，即空气负离子(也称负氧离子)，其具有净化空气、抗氧化、清除体内自由基等功能。所以本申请采用复配的电气石颗粒，能进一步提高针织面料净化空气的效果。
优选的，所述负离子改性剂还包括水凝胶，所述水凝胶包括以下重量份物质：
60～80份聚乙烯醇溶液；
15～20份丙烯酰胺；
3～5份亚甲基双丙烯酰胺；
6～8份四甲基乙二胺；
0.1～0.5份过硫酸铵溶液。
通过采用上述技术方案，本申请优化了负离子改性剂的组成部分，通过采用水凝胶材料作为主要的改性材料，由于水凝胶是由一类可以吸收大量水的天然/合成聚合物材料制成的三维交联结构的亲水性聚合物网络。通过聚合物之间不发生化学键作用，均保持各自原有的性能，同时，这两种网络会相互影响，在性能上发挥协同作用，从而使负离子颗粒有效负载至针织面料的表面，通过改善负离子颗粒在针织面料表面的负载强度和耐水洗性能，进一步提高了针织面料的使用寿命。
优选的，所述负离子改性剂采用以下方案制成：
取聚乙烯醇溶液并依次添加丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺和四甲基乙二胺、负离子颗粒和过硫酸铵溶液，搅拌混合并置于室温下反应24h，收集反应物后，真空干燥收集得干燥物，将干燥物浸渍与去离子水中，溶胀24h，即可制备得负离子改性剂。
通过采用上述技术方案，本申请采用丙烯酰胺和聚乙烯醇为原料进行制备，聚丙烯酰胺与聚乙烯醇有机结合，提高水凝胶材料的结构强度和耐水洗性能。
优选的，所述负离子改性剂还包括分散改性剂，所述分散改性剂为按质量比1:(3～5):(4～7):3混合的海藻酸钠、琼脂、卡拉胶和岩藻多糖。
通过采用上述技术方案，本申请进一步选用海藻类多糖材料作为分散剂，由于海藻多糖中丰富的硫酸酯取代基和糖醛酸可以赋予其较强的亲水能力，而糖基单元固有的疏水性结构和取代基团赋予海藻多糖疏水能力，因此海藻多糖可以作为一种具有乳化、分散及稳定能力的绿色大分子表面活性物质。通过海藻多糖分子在溶液中形成的交织网络，减少负离子颗粒之间的碰撞，从而改善了负离子颗粒之间的分散稳定性。
优选的，一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法还包括前处理步骤：
将所需处理的针织面料置于前处理液中浸渍处理后，升温加热并保温处理，洗涤干燥后，再在160～180℃下高温定型，即可完成前处理步骤。
优选的，所述前处理液包括以下重量份物质：
45～50份碳酸钠溶液；
15～20份螯合分散剂；
3～8份双氧水。
通过采用上述技术方案，本申请进一步通过优化制备步骤和前处理液组分，改善针织面料的整理效果，通过碳酸钠溶液对针织面料内部的有效渗透，改善针织面料在后续整理过程中的整理效果，从而进一步提高了本申请制备的针织面料的净化空气和保暖透气的效果。
优选的，所述整理处理中浴比为1:20～25。
通过采用上述技术方案，本申请进一步通优化了整理处理中的浴比，有效改善了整理处理的效果，从而进一步提高了本申请制备的针织面料的净化空气和保暖透气的效果。
第二方面，本申请提供一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料，采用上述所述的兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法制成。
通过采用上述技术方案，本申请通过兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法制成的针织面料，具有良好的保暖透气性能和净化空气的效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
第一、本申请通过对针织面料进行整理处理，由于气凝胶颗粒的多级孔结构在外力作用下可以发生协同形变，并且纤维间具有稳定的粘结结构。能在不改善面料弹性和舒适的情况下，通过其材料内部含有的纳米尺度的小孔结构，降低使用环境下热对流效果和热交换性能，从而有有效改善其保暖性能。
同时本申请采用的气凝胶颗粒为二氧化钛颗粒，由于二氧化钛在光照条件下，二氧化钛中的价带电子受光的激发，跃迁到导带上，从而形成光生电子和光生空穴。光生电子与氧结合，经过一系列中间反应生成羟基自由基，光生空穴具有极强的氧化能力，可直接将有害气体污染物氧化成无毒的水和二氧化碳。所以本申请经整理后的针织面料具有良好的保暖透气和净化空气双重功能。
第二、本申请进一步优化了整理剂的组分，通过添加负离子颗粒作为负离子改性剂，由于负离子是空气中带负电荷的单独的气体分子或离子团的总称，因带有负电荷，易与空气中带正电荷的污染物吸引、碰撞、结合，并形成比较大的分子而沉降，具有杀菌、降尘、净化空气的功效，所以本申请通过将负离子颗粒添加至整理剂中，有效改善了针织面料对空气的净化性能。
第三、本申请选用不同的电气石颗粒进行复配，由于电气石具有的永久自发极化效应可以使空气中的水分子发生电解，产生氢离子和氢氧根离子，氢氧根离子可以与水分子络合形成“水合羟基离子”，即空气负离子(也称负氧离子)，其具有净化空气、抗氧化、清除体内自由基等功能。所以本申请采用复配的电气石颗粒，能进一步提高针织面料净化空气的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
负离子改性剂1制备：取1kg粒径为1～50μm的锂电气石颗粒、1kg粒径为1～50μm的铁电气石颗粒和1kg粒径为1～50μm的镁电气石颗粒，搅拌混合，制备得负离子颗粒。
制备例2
负离子改性剂2制备：取60kg0.5mol/L聚乙烯醇溶液并依次添加15kg丙烯酰胺、3kg亚甲基双丙烯酰胺和6kg四甲基乙二胺、45kg负离子颗粒和0.1kg0.1mol/L过硫酸铵溶液，搅拌混合并置于室温下反应24h，收集反应物后，真空干燥收集得干燥物，将干燥物浸渍与去离子水中，溶胀24h，即可制备得负离子改性剂2。
制备例3
负离子改性剂3制备：取70kg0.5mol/L聚乙烯醇溶液并依次添加17kg丙烯酰胺、4kg亚甲基双丙烯酰胺和7kg四甲基乙二胺、47kg负离子颗粒和0.2kg0.1mol/L过硫酸铵溶液，搅拌混合并置于室温下反应24h，收集反应物后，真空干燥收集得干燥物，将干燥物浸渍与去离子水中，溶胀24h，即可制备得负离子改性剂3。
制备例4
负离子改性剂4制备：取80kg0.5mol/L聚乙烯醇溶液并依次添加20kg丙烯酰胺、5kg亚甲基双丙烯酰胺和8kg四甲基乙二胺、50kg负离子颗粒和0.5kg0.1mol/L过硫酸铵溶液，搅拌混合并置于室温下反应24h，收集反应物后，真空干燥收集得干燥物，将干燥物浸渍与去离子水中，溶胀24h，即可制备得负离子改性剂4。
制备例5
负离子改性剂5：
取10kg水、0.1kg海藻酸钠、0.3kg琼脂、0.4kg卡拉胶和0.3kg岩藻多糖搅拌混合，得分散改性剂1。
取2kg分散改性剂1和25kg负离子改性剂2搅拌混合，超声分散，制备得负离子改性剂5。
制备例6
负离子改性剂6：
取10kg水、0.1kg海藻酸钠、0.4kg琼脂、0.5kg卡拉胶和0.3kg岩藻多糖搅拌混合，得分散改性剂2。
取2kg分散改性剂1和25kg负离子改性剂2搅拌混合，超声分散，制备得负离子改性剂6。
制备例7
负离子改性剂7：
取10kg水、0.1kg海藻酸钠、0.5kg琼脂、0.7kg卡拉胶和0.3kg岩藻多糖搅拌混合，得分散改性剂3。
取2kg分散改性剂1和25kg负离子改性剂2搅拌混合，超声分散，制备得负离子改性剂7。
制备例8
整理剂1
取45kg聚丙烯酸酯乳液和3kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂1。
制备例9
整理剂2
取47kg聚丙烯酸酯乳液和5kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂2。
制备例10
整理剂3
取50kg聚丙烯酸酯乳液和8kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂3。
制备例11
取45kg聚丙烯酸酯乳液、45kg负离子改性剂1、3kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂4。
制备例12
取45kg聚丙烯酸酯乳液、50kg负离子改性剂2、3kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂5。
制备例13
取45kg聚丙烯酸酯乳液、45kg负离子改性剂3、3kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂6。
制备例14
取45kg聚丙烯酸酯乳液、45kg负离子改性剂4、3kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂7。
制备例15
取45kg聚丙烯酸酯乳液、45kg负离子改性剂5、3kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂8。
制备例16
取45kg聚丙烯酸酯乳液、45kg负离子改性剂6、3kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂9。
制备例17
取45kg聚丙烯酸酯乳液、45kg负离子改性剂7、3kg1～50μm的二氧化钛气凝胶颗粒搅拌混合，200W下超声分散，制备得整理剂10。
制备例18
取45kg质量分数25％碳酸钠溶液、15kg螯合分散剂和3kg质量分数40％双氧水，搅拌混合，制备得前处理液1。
制备例19
取47kg质量分数25％碳酸钠溶液、17kg螯合分散剂和5kg质量分数40％双氧水，搅拌混合，制备得前处理液2。
制备例20
取50kg质量分数25％碳酸钠溶液、20kg螯合分散剂和8kg质量分数40％双氧水，搅拌混合，制备得前处理液3。
实施例
实施例1
一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法：
取所需整理处理的针织面料置于整理剂1中，一浸一轧处理，控制轧于率为40％，浴比为1:20，待整理处理完成后，焙烘即可完成染整处理，制备得兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料。
实施例2
一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法：
取所需整理处理的针织面料置于整理剂1中，一浸一轧处理，控制轧于率为40％，浴比为1:23，待整理处理完成后，焙烘即可完成染整处理，制备得兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料。
实施例3
一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法：
取所需整理处理的针织面料置于整理剂1中，一浸一轧处理，控制轧于率为40％，浴比为1:25，待整理处理完成后，焙烘即可完成染整处理，制备得兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料。
实施例4～12
与实施例1相比，本实施例4～12采用整理剂2～10代替整理剂1，其余条件这组分均与实施例1相同。
实施例13
与实施例12对比，本实施例13还采用了前处理液1进行了前处理步骤，具体步骤如下：
将所需处理的针织面料先置于前处理液1中浸渍处理后，升温加热至80℃后并保温处理，洗涤后再在60℃下干燥后，再在160℃下高温定型，即可完成前处理步骤。
取前处理步骤处理的针织面料置于整理剂10中，一浸一轧处理，控制轧于率为40％，浴比为1:20，待整理处理完成后，焙烘即可完成染整处理，制备得兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料。
实施例14
将所需处理的针织面料先置于前处理液2中浸渍处理后，升温加热至80℃后并保温处理，洗涤后再在60℃下干燥后，再在170℃下高温定型，即可完成前处理步骤。
取前处理步骤处理的针织面料置于整理剂10中，一浸一轧处理，控制轧于率为40％，浴比为1:20，待整理处理完成后，焙烘即可完成染整处理，制备得兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料。
实施例15
将所需处理的针织面料先置于前处理液3中浸渍处理后，升温加热至80℃后并保温处理，洗涤后再在60℃下干燥后，再在180℃下高温定型，即可完成前处理步骤。
取前处理步骤处理的针织面料置于整理剂10中，一浸一轧处理，控制轧于率为40％，浴比为1:20，待整理处理完成后，焙烘即可完成染整处理，制备得兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料。
对比例
对比例1
一种针织面料，与实施例1区别在于，对比例1中采用的整理剂未添加二氧化钛气凝胶颗粒。
对比例2
一种针织面料，与实施例1区别在于，对比例1中采用的整理剂添加二氧化钛颗粒代替实施例1中的二氧化钛气凝胶颗粒。
对比例3
一种针织面料，与实施例1区别在于，对比例1中采用的整理剂添加二氧化硅气凝胶颗粒代替实施例1中的二氧化钛气凝胶颗粒。
需要说明的是，本申请采用的针织面料基体均为最基础的涤纶面料。
性能检测试验
将实施例1～15和对比例1～3制备的针织面料进行测试，具体测试其保暖性、透湿性和除臭性能。
按照GB/T11048—2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》。
按照ISO17299-2：2014《纺织品除臭性能的测定第2部分：检测管法》、ISO17299-3：2014《纺织品除臭性能的测定第3部分：气相色谱法》对针织面料进行除臭性测试，具体如表1所示。
表1性能检测表
结合实施例1～15、对比例1～3和表1性能检测表，对比可以发现：
将实施例1～5、实施例6、实施例7～9、实施例10～12、实施例13～15和对比例1～3为对比组，进行对比，具体如下：
(1)首先，将实施例1～5结合对比例1～3进行性能对比，从表1中数据可以看出，实施例1～5的数据明显优于对比例1～3的数据，说明本申请技术方案通过对针织面料进行整理处理，由于气凝胶颗粒的多级孔结构在外力作用下可以发生协同形变，并且纤维间具有稳定的粘结结构。能在不改善面料弹性和舒适的情况下，通过其材料内部含有的纳米尺度的小孔结构，降低使用环境下热对流效果和热交换性能，从而有有效改善其保暖性能。
同时本申请采用的气凝胶颗粒为二氧化钛颗粒，由于二氧化钛在光照条件下，二氧化钛中的价带电子受光的激发，跃迁到导带上，从而形成光生电子和光生空穴。光生电子与氧结合，经过一系列中间反应生成羟基自由基，光生空穴具有极强的氧化能力，可直接将有害气体污染物氧化成无毒的水和二氧化碳。所以本申请经整理后的针织面料具有良好的保暖透气和净化空气双重功能。
(2)将实施例6、实施例7～9和实施例1进行对比，实施例7～9的数据进一步反映了本申请优化了负离子改性剂的组成部分，一方面通过添加负离子颗粒作为负离子改性剂，有效改善了针织面料对空气的净化性能。另一方面通过采用水凝胶材料作为主要的改性材料，使负离子颗粒有效负载至针织面料的表面，通过改善负离子颗粒在针织面料表面的负载强度和耐水洗性能，进一步提高了针织面料的使用寿命。
(3)将实施例10～12和实施例9进行对比，结合表1数据可以发现，本申请技术方案进一步选用海藻类多糖材料作为分散剂，由于海藻多糖中丰富的硫酸酯取代基和糖醛酸可以赋予其较强的亲水能力，而糖基单元固有的疏水性结构和取代基团赋予海藻多糖疏水能力，因此海藻多糖可以作为一种具有乳化、分散及稳定能力的绿色大分子表面活性物质。通过海藻多糖分子在溶液中形成的交织网络，减少负离子颗粒之间的碰撞，从而改善了负离子颗粒之间的分散稳定性。
(4)将实施例13～15和实施例12进行对比，结合表1数据可以发现，本申请技术方案进一步通过优化制备步骤和前处理液组分，改善针织面料的整理效果，通过碳酸钠溶液对针织面料内部的有效渗透，改善针织面料在后续整理过程中的整理效果，从而进一步提高了本申请制备的针织面料的净化空气和保暖透气的效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法，其特征在于，包括整理处理，所述整理处理包括以下步骤：
取所需整理处理的针织面料置于整理剂中，一浸一轧处理，待整理处理完成后，焙烘即可完成整理处理；
所述整理剂包括以下重量份物质：
聚丙烯酸酯乳液45～50份；
二氧化钛气凝胶颗粒3～8份；
45～50重量份负离子改性剂；
所述负离子改性剂包括负离子颗粒、水凝胶和分散改性剂；
所述水凝胶包括以下重量份物质：
60～80份聚乙烯醇溶液；
15～20份丙烯酰胺；
3～5份亚甲基双丙烯酰胺；
6～8份四甲基乙二胺；
0.1～0.5份过硫酸铵溶液；
所述负离子颗粒为等质量混合料的锂电气石颗粒、铁电气石颗粒和镁电气石颗粒，所述负离子颗粒粒径为1～50μm；
所述分散改性剂为按质量比1:（3～5）:（4～7）:3混合的海藻酸钠、琼脂、卡拉胶和岩藻多糖；
所述负离子改性剂采用以下方案制成：
取聚乙烯醇溶液并依次添加丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺和四甲基乙二胺、负离子颗粒和过硫酸铵溶液，搅拌混合并置于室温下反应24h，收集反应物后，真空干燥收集得干燥物，将干燥物浸渍与去离子水中，溶胀24h后，再与分散改性剂混合，即可制备得负离子改性剂；
所述整理剂制备方法包括以下制备步骤：
取聚丙烯酸酯乳液、二氧化钛气凝胶颗粒和负离子改性剂搅拌混合，超声分散，即可制备得整理剂。
2.根据权利要求1所述的一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法，其特征在于，还包括前处理步骤：
将所需处理的针织面料置于前处理液中浸渍处理后，升温加热并保温处理，洗涤干燥后，再在160～180℃下高温定型，即可完成前处理步骤。
3.根据权利要求2所述的一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法，其特征在于，所述前处理液包括以下重量份物质：
45～50份碳酸钠溶液；
15～20份螯合分散剂；
3～8份双氧水。
4.根据权利要求1所述的一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法，其特征在于，所述整理处理中浴比为1:20～25。
5.一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料，其特征在于，采用权利要求1～4任一项所述的一种兼具保暖透气和净化空气双重功能的针织面料的制备方法制备而成。
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