CN117449099A - 一种轻薄亲肤面料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织面料技术领域，公开了一种轻薄亲肤面料，该轻薄亲肤面料以涤纶纤维和亚麻纤维为原料织造成坯布，再制备后整理液对坯布进行浸轧整理，通过对碳纳米管进行抗菌改性，制备功能化碳纳米管，有效提高面料的抗静电性能和抗菌性能，避免因灰尘附着在衣服表面而产生不适感，并降低因细菌滋生引发皮肤瘙痒的可能性，通过在蚕丝蛋白中接枝紫外吸收剂，得到蚕丝蛋白抗紫外整理剂，使面料具备抗紫外性能，避免皮肤晒黑晒伤，可以广泛应用在纺织技术领域。

Description

一种轻薄亲肤面料
技术领域
本发明涉及纺织面料技术领域，具体涉及一种轻薄亲肤面料。
背景技术
面料按成分的来源区分，可以分为天然纤维和化学纤维两大类，天然纤维包括棉纤维、亚麻纤维、羊毛纤维和蚕丝纤维等，化学纤维包括涤纶纤维、尼龙纤维和丙纶纤维等，其中，亚麻纤维质地轻薄、透气性强、散热性好，涤纶纤维弹性高、热塑性强、抗皱性好、不易变形，因此广泛应用于纺织行业，但涤纶纤维的大分子不能电离，也不能传递电子或离子，其分子基团的极性很小，亲水性差，电荷不易逸散，易造成电荷积聚，这不仅会导致衣服上吸附灰尘，影响美观，还会使衣服黏附在身体上，产生不适感，因此，改善涤纶面料的抗静电性能成为重要趋势，公开号为CN110306283B的发明专利公开了一种抗静电针织面料，将聚乙烯亚胺处理后的乙炔炭黑和甲基丙烯酸十八酯单体共混，制备抗静电乳液，再将其与椰油酸进行共混反应，所得产物与聚对苯二甲酸乙二醇酯混合，经熔融、挤压、喷丝成型，得到抗静电涤纶纤维，添加到面料的制备过程中，有效提高针织面料的抗静电性能。
但在炎热的夏季，身体出汗较多，而涤纶面料的亲水性较差，难以吸附汗液，容易使汗液残留在皮肤表面，影响舒适度，在较高的温度下，残留的汗液和脱落的皮脂易造成细菌滋生，引发皮肤瘙痒，此外，夏季的紫外线极强，而人们所穿的衣服较为单薄，衣服长期受到紫外线照射，不仅会褪色老化，还会因阻挡紫外线效果差而使皮肤晒黑晒伤，现有技术中，常用二氧化钛、氧化锌等细粉作为抗紫外线整理剂与面料结合，通过增加面料表面对紫外线的反射和散射作用，起到抗紫外线的作用，但此方法的不足在于整理的面料手感发硬、亲肤性差，因此，仅解决涤纶面料抗静电性能差的问题远远不够，研发出一种具备抗菌和抗紫外性能的多功能涤纶面料对纺织面料的发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻薄亲肤面料，通过制备功能化碳纳米管和蚕丝蛋白抗紫外整理剂，并以其为组分，制备后整理液，再对坯布进行浸轧整理，使所制得的面料具备良好的抗静电性能、抗菌性能和抗紫外性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种轻薄亲肤面料，其特征在于，所述面料的制备方法包括以下步骤：
第一步：将涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入碱化溶剂中进行碱处理；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为8-12份的功能化碳纳米管、10-20份的蚕丝蛋白抗紫外整理剂、5-6份的表面活性剂和70-80份的水混合均匀，升温至40-50℃，搅拌1-2h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中进行浸轧整理，干燥后得到轻薄亲肤面料。
进一步优选地，第三步中，所述碱化溶剂为浓度为15-20g/L的氢氧化钠溶液；所述碱处理的温度为70-80℃，时间为30-40min。
进一步优选地，第五步中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
进一步优选地，第五步中，所述功能化碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
S1:将羟基化多壁碳纳米管分散于N,N-二甲基甲酰胺中，加入3-巯基丙酸和钛酸四丁酯，混合均匀，控制反应温度为100-110℃，反应时间为7-8h，反应结束后，冷却、抽滤，得到巯基化多壁碳纳米管；
S2:将巯基化多壁碳纳米管分散在乙醇中，加入丁香酚和光引发剂，搅拌均匀后，在紫外光下光照反应2-4h，反应完毕后，将反应液进行离心分离，加入甲醇洗涤，真空干燥，得到功能化碳纳米管。
进一步优选地，步骤S1中，所述羟基化多壁碳纳米管的羟基含量为3.6-3.8wt％。
进一步优选地，步骤S2中，所述光引发剂为安息香双甲醚、安息香异丙醚或者安息香异丁醚中的任意一种。
在上述技术方案中，因钛酸四丁酯的催化作用，羟基化多壁碳纳米管中的羟基和3-巯基丙酸中的羧基发生酯化反应，将巯基引入碳纳米管的结构中，得到巯基化多壁碳纳米管，在紫外光的照射下，再通过光引发剂的作用，巯基化多壁碳纳米管中的巯基和丁香酚中的烯基发生点击反应，从而在碳纳米管的结构中引入天然抗菌剂丁香酚，得到功能化碳纳米管。功能化碳纳米管作为一种良好的抗静电剂，可以将衣服上产生的电子转移出去，减少电荷积聚，从而提高涤纶面料的抗静电性能，避免因灰尘附着在衣服表面而产生不适感，此外，天然抗菌剂的引入，有效提高涤纶面料的抗菌性能，降低因细菌滋生引发皮肤瘙痒的可能性，同时保证了面料的清洁度。
进一步优选地，第五步中，所述蚕丝蛋白抗紫外整理剂的制备方法包括以下步骤：
A:将蚕丝蛋白和N,N-二甲基甲酰胺混合，升高温度至55-60℃，加入氯乙基异氰酸酯与催化剂，搅拌均匀，保温反应5-6h，减压蒸馏除去溶剂，得到改性蚕丝蛋白；
B：将改性蚕丝蛋白和N,N-二甲基甲酰胺混合，加入2-(2,4-二羟苯基)-4,6-双(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪和吡啶，搅拌均匀，在60-70℃条件下反应2-3h，反应完成后抽滤，洗涤、干燥，得到蚕丝蛋白抗紫外整理剂。
进一步优选地，步骤A中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
进一步优选地，第六步中，所述浸轧整理的温度为40-45℃，时间为50-60min。
在上述技术方案中，在催化剂的作用下，蚕丝蛋白结构中氨基和羟基可以和氯乙基异氰酸酯结构中的异氰酸酯基团反应，将氯元素引入蚕丝蛋白的结构中，得到改性蚕丝蛋白，其结构中的活性氯再与2-(2,4-二羟苯基)-4,6-双(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪结构中的羟基发生取代反应，制得蚕丝蛋白抗紫外整理剂。蚕丝蛋白具有良好的亲肤性,可以提高人们穿着的舒适度，通过在蚕丝蛋白中接枝紫外吸收剂，制备蚕丝蛋白抗紫外整理剂，再对坯布进行浸轧整理,可以显著增强涤纶面料的抗紫外性能，避免皮肤晒黑晒伤。
本发明的有益效果：
本发明以涤纶纤维和亚麻纤维为原料织造成坯布，通过在制备后整理液的过程中加入功能化碳纳米管和蚕丝蛋白抗紫外整理剂，再利用后整理液对坯布进行浸轧整理，制备成面料，使所制备的面料具备轻薄亲肤、抗静电、抗菌和抗紫外的优点，可以广泛应用在纺织技术领域。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为羟基化多壁碳纳米管、巯基化多壁碳纳米管和功能化碳纳米管的热失重曲线图；
图2为蚕丝蛋白抗紫外整理剂的红外谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一、功能化碳纳米管的制备
S1:将3g羟基含量为3.7wt％的羟基化多壁碳纳米管分散于80mL的N,N-二甲基甲酰胺中，加入4.4g的3-巯基丙酸和0.2g钛酸四丁酯，混合均匀，控制反应温度为100℃，反应时间为8h，反应结束后，冷却、抽滤，得到巯基化多壁碳纳米管；
S2:将2.6g巯基化多壁碳纳米管分散在50mL乙醇中，加入5.1g丁香酚和0.3g安息香双甲醚，搅拌均匀后，在紫外光下光照反应4h，反应完毕后，将反应液进行离心分离，加入甲醇洗涤，真空干燥，得到功能化碳纳米管。
对羟基化多壁碳纳米管、巯基化多壁碳纳米管和功能化碳纳米管进行热重分析，如图1所示，羟基化多壁碳纳米管在600℃时的失重率为4.6％，巯基化多壁碳纳米管在600℃时的失重率为11.3％，功能化碳纳米管在600℃时的失重率为37.4％，推测是功能化碳纳米管中接枝的天然抗菌剂丁香酚发生热解所致。
二、蚕丝蛋白抗紫外整理剂的制备
A:将6.5g蚕丝蛋白和150mL的N,N-二甲基甲酰胺，升高温度至60℃，加入8.2g氯乙基异氰酸酯与0.8g二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀，保温反应5h，减压蒸馏除去溶剂，得到改性蚕丝蛋白；
B：将3.5g改性蚕丝蛋白和60mL的N,N-二甲基甲酰胺混合，加入4.7g的2-(2,4-二羟苯基)-4,6-双(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪和1.5g吡啶，搅拌均匀，在60℃条件下反应3h，反应完成后抽滤，洗涤、干燥，得到蚕丝蛋白抗紫外整理剂。
使用KBr压片法，取少量蚕丝蛋白抗紫外整理剂与KBr混合研磨，制成薄片，采用Nicolet 5700型傅里叶变换红外光谱仪测试其红外吸收光谱，如图2所示，蚕丝蛋白抗紫外整理剂在3043cm-1处出现苯环中碳氢键的特征吸收峰，在2952cm-1处甲基中碳氢键的特征吸收峰，在1505cm-1处出现三嗪环中碳氮键的吸收峰，在1248cm-1处出现醚键的特征吸收峰。
三、轻薄亲肤面料的制备
第一步：将质量比为7:3的涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入浓度为15g/L的氢氧化钠溶液中，在70℃的条件下碱处理30min；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为8份的功能化碳纳米管、10份的蚕丝蛋白抗紫外整理剂、5份的十二烷基苯磺酸钠和70份的水混合均匀，升温至40℃，搅拌1h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中，在40℃的条件下浸轧整理50min，干燥后得到轻薄亲肤面料。
本实施例制备的功能化碳纳米管和蚕丝蛋白抗紫外整理剂用于下述实施例和对比例中。
实施例2
轻薄亲肤面料的制备
第一步：将质量比为8:2的涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入浓度为18g/L的氢氧化钠溶液中，在75℃的条件下碱处理35min；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为10份的功能化碳纳米管、15份的蚕丝蛋白抗紫外整理剂、5份的十二烷基苯磺酸钠和75份的水混合均匀，升温至45℃，搅拌1.5h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中，在42℃的条件下浸轧整理55min，干燥后得到轻薄亲肤面料。
实施例3
轻薄亲肤面料的制备
第一步：将质量比为9:1的涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入浓度为20g/L的氢氧化钠溶液中，在80℃的条件下碱处理40min；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为12份的功能化碳纳米管、20份的蚕丝蛋白抗紫外整理剂、6份的十二烷基苯磺酸钠和80份的水混合均匀，升温至50℃，搅拌2h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中，在45℃的条件下浸轧整理1h，干燥后得到轻薄亲肤面料。
对比例1
轻薄亲肤面料的制备
第一步：将质量比为9:1的涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入浓度为20g/L的氢氧化钠溶液中，在80℃的条件下碱处理40min；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为20份的蚕丝蛋白抗紫外整理剂、6份的十二烷基苯磺酸钠和80份的水混合均匀，升温至50℃，搅拌2h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中，在45℃的条件下浸轧整理1h，干燥后得到轻薄亲肤面料。
对比例2
轻薄亲肤面料的制备
第一步：将质量比为9:1的涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入浓度为20g/L的氢氧化钠溶液中，在80℃的条件下碱处理40min；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为12份的功能化碳纳米管、20份的蚕丝蛋白、6份的十二烷基苯磺酸钠和80份的水混合均匀，升温至50℃，搅拌2h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中，在45℃的条件下浸轧整理1h，干燥后得到轻薄亲肤面料。
对比例3
轻薄亲肤面料的制备
第一步：将质量比为9:1的涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入浓度为20g/L的氢氧化钠溶液中，在80℃的条件下碱处理40min；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为12份的碳纳米管、20份的蚕丝蛋白抗紫外整理剂、6份的十二烷基苯磺酸钠和80份的水混合均匀，升温至50℃，搅拌2h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中，在45℃的条件下浸轧整理1h，干燥后得到轻薄亲肤面料。
对比例4
轻薄亲肤面料的制备
第一步：将质量比为9:1的涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入浓度为20g/L的氢氧化钠溶液中，在80℃的条件下碱处理40min；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为20份的蚕丝蛋白、6份的十二烷基苯磺酸钠和80份的水混合均匀，升温至50℃，搅拌2h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中，在45℃的条件下浸轧整理1h，干燥后得到轻薄亲肤面料。
本发明实施例1-实施例3以及对比例1-对比例4制备的面料的性能测试：
①、抗静电测试
参照国家标准GB/T 12703.1-2021《纺织品静电性能试验方法第1部分：电晕充电法》测试面料的抗静电性能，充电电压和半衰期越小，表明面料的抗静电性能越好，测试结果见下表：
由上表可知，实施例1-实施例3制备的面料充电电压和半衰期均较小，因此面料具有良好的抗静电性能，对比例2制备的面料因使用功能化碳纳米管制备后整理液，再对坯布进行浸轧整理，故面料的抗静电性能也较好，对比例3制备的面料后整理液中虽未加入功能化碳纳米管，但也加入了具有抗静电作用的碳纳米管，因此面料的抗静电性能相对较好，而对比例1和对比例4制备的面料未使用功能化碳纳米管进行后整理，故面料的抗静电性能较差。
②、抗菌测试
参照国家标准GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》测试面料的抗菌性能，测试菌种为金黄色葡萄球菌，测试结果见下表：
由上表可知，实施例1-实施例3制备的面料均具有优异的抗菌性能，对比例2制备的面料因加入抗菌改性的功能化碳纳米管进行后整理，抗菌性能也较好，而对比例1、对比例3和对比例4制备的面料因未加入具有抗菌作用的功能化碳纳米管进行后整理，抗菌率较低，面料的抗菌性能较差。
③、抗紫外测试
按GB/T 18830—2009《纺织品防紫外线性能的评定》测试面料的抗紫外性能，紫外线防护系数UPF值越高，抗紫外性能越好，测试结果见下表：
由上表可知，实施例1-实施例3制备的面料UPF值较高，表明面料的抗紫外性能较好，对比例1和对比例3制备的面料使用蚕丝蛋白抗紫外整理剂进行后整理，因此抗紫外性能相对较好，而对比例2和对比例4制备的面料因未在后整理液中加入蚕丝蛋白抗紫外整理剂，故面料的抗静电性能较差。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轻薄亲肤面料，其特征在于，所述面料的制备方法包括以下步骤：
第一步：将涤纶纤维和亚麻纤维分别通过纺纱机纺织成丝，得到涤纶纤维纱线和亚麻纤维纱线；
第二步：以涤纶纤维纱线为经线，亚麻纤维纱线为纬线，使用织布机交错编织成网格状，形成坯布；
第三步：将坯布放入碱化溶剂中进行碱处理；
第四步：将处理后的坯布送入烘干机内进行烘干定型；
第五步：将重量份为8-12份的功能化碳纳米管、10-20份的蚕丝蛋白抗紫外整理剂、5-6份的表面活性剂和70-80份的水混合均匀，升温至40-50℃，搅拌1-2h，得到后整理液；
第六步：将烘干定型后的坯布置于后整理液中进行浸轧整理，干燥后得到轻薄亲肤面料。
2.根据权利要求1所述的一种轻薄亲肤面料，其特征在于，第三步中，所述碱化溶剂为浓度为15-20g/L的氢氧化钠溶液；所述碱处理的温度为70-80℃，时间为30-40min。
3.根据权利要求1所述的一种轻薄亲肤面料，其特征在于，第五步中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种轻薄亲肤面料，其特征在于，第五步中，所述功能化碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
S1:将羟基化多壁碳纳米管分散于N,N-二甲基甲酰胺中，加入3-巯基丙酸和钛酸四丁酯，混合均匀，控制反应温度为100-110℃，反应时间为7-8h，反应结束后，冷却、抽滤，得到巯基化多壁碳纳米管；
S2:将巯基化多壁碳纳米管分散在乙醇中，加入丁香酚和光引发剂，搅拌均匀后，在紫外光下光照反应2-4h，反应完毕后，将反应液进行离心分离，加入甲醇洗涤，真空干燥，得到功能化碳纳米管。
5.根据权利要求4所述的一种轻薄亲肤面料，其特征在于，步骤S1中，所述羟基化多壁碳纳米管的羟基含量为3.6-3.8wt％。
6.根据权利要求4所述的一种轻薄亲肤面料，其特征在于，步骤S2中，所述光引发剂为安息香双甲醚、安息香异丙醚或者安息香异丁醚中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种轻薄亲肤面料，其特征在于，第五步中，所述蚕丝蛋白抗紫外整理剂的制备方法包括以下步骤：
A:将蚕丝蛋白和N,N-二甲基甲酰胺混合，升高温度至55-60℃，加入氯乙基异氰酸酯与催化剂，搅拌均匀，保温反应5-6h，减压蒸馏除去溶剂，得到改性蚕丝蛋白；
B：将改性蚕丝蛋白和N,N-二甲基甲酰胺混合，加入2-(2,4-二羟苯基)-4,6-双(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪和吡啶，搅拌均匀，在60-70℃条件下反应2-3h，反应完成后抽滤，洗涤、干燥，得到蚕丝蛋白抗紫外整理剂。
8.根据权利要求7所述的一种轻薄亲肤面料，其特征在于，步骤A中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
9.根据权利要求1所述的一种轻薄亲肤面料，其特征在于，第六步中，所述浸轧整理的温度为40-45℃，时间为50-60min。
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