一種棉纖維的抗紫外線方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種棉纖維的抗紫外線方法，屬于紡織材料【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的棉纖維的抗紫外線方法，是指將棉纖維用鈦酸丁酯和乙醇配制的溶膠溶液進(jìn)行浸軋?zhí)幚?，再?jīng)水蒸汽處理，在棉纖維內(nèi)部形成二氧化鈦的棉纖維抗紫外線的方法。本發(fā)明的棉纖維的抗紫外線方法可適用于棉紡色織加工，工藝簡(jiǎn)單，成本低。用該種纖維制成的面料具有洗滌和穿著時(shí)二氧化鈦粉體不脫落，抗紫外線性能持久，手感好的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種棉纖維的抗紫外線方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種棉纖維的抗紫外線方法，屬于紡織材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生活水平的提高，人們對(duì)服裝附加功能方面的要求也越來越高。棉纖維作為使用量最大的天然纖維素纖維，由其制成的針織或梭織面料具有良好的吸濕、透氣性和穿著舒適性，因此非常適于做夏季服裝。夏季強(qiáng)烈的戶外紫外線照射會(huì)導(dǎo)致皮膚產(chǎn)生色素沉淀，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)皮膚癌，由于棉纖維本身抗紫外線能力較差，同時(shí)夏季面料都比較輕薄，這造成棉織物抗紫外線能力較差，因此有必要對(duì)其進(jìn)行抗紫外線功能整理。
[0003]目前，棉織物的抗紫外線功能整理主要是通過將棉織物浸入含有具有抗紫外線功能的金屬氧化物(如TiO2, ZnO等)的整理劑中進(jìn)行整理，從而使棉織物具有抗紫外線功能。公開雜志《紡織學(xué)報(bào)》2006年第27卷第7期名稱為《纖維素織物的納米抗紫外線整理技術(shù)》的技術(shù)方案是將棉織浸入含有納米ZnO的聚合物溶液中，采用浸軋、焙烘工藝，對(duì)棉織物進(jìn)行抗紫外線整理。這種情況下，聚合物溶液會(huì)滲入織物的紗線間和纖維間，烘干過程中，聚合物固化，嚴(yán)重影響棉織物的手感、透氣性、剛?cè)嵝缘确眯阅堋?br> [0004]中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CNlO 1876144A，申請(qǐng)公布日期2010年11月03日，發(fā)明的名稱為一種采用鈦酸丁酯對(duì)棉織物進(jìn)行改性的方法，該申請(qǐng)案公布了一種提高棉織物抗紫外線的方法。雖然它采用鈦酸丁酯水熱改性的方法對(duì)棉織物作抗紫外線整理，也確實(shí)解決了納米顆粒容易產(chǎn)生團(tuán)聚，顆粒與織物之間結(jié)合牢度差的問題，但是，其不足之處在于由于在成紗和織造過程中棉纖維相互擠壓扭轉(zhuǎn)，影響鈦酸丁酯溶膠溶液滲入棉纖維內(nèi)部，導(dǎo)致該方法中產(chǎn)生的二氧化鈦大部分生成于棉織物紗線交織的間隙中，還有一部分存在于紗線中纖維的間隙中，這使得二氧化鈦整理劑在棉織物的洗滌或穿著過程中極易從纖維表面脫落(洗滌時(shí)會(huì)污染其它衣物，穿著時(shí)脫落的粉塵狀二氧化鈦會(huì)對(duì)人體造成吸入性危害)，影響棉織物的抗紫外線效果。另外，這些區(qū)域所生成的二氧化鈦呈現(xiàn)為白色，使色織棉織上產(chǎn)生白色斑點(diǎn)，影響織物的外觀，從而限制了該方法的產(chǎn)品使用范圍。該方法還使棉織物的手感受到一定影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述存在問題，為了提高棉織物抗紫外線的能力及其耐洗滌性，本發(fā)明的目的在于提供一種棉纖維的抗紫外線方法，利用棉纖維天然的中腔結(jié)構(gòu)，對(duì)棉纖維進(jìn)行抗紫外線整理，使抗紫外線整理劑分散在棉纖維內(nèi)部(棉纖維天然的中腔及棉纖維初生層和次生層)，在賦予棉織物抗紫外線能力的同時(shí)，增強(qiáng)了棉織物的抗紫外線耐洗滌性。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下術(shù)技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的:
一種棉纖維的抗紫外線方法，所述棉纖維的抗紫外線方法是指將棉纖維用鈦酸丁酯與無水乙醇制成的溶膠溶液進(jìn)行浸軋?zhí)幚?，再用水蒸汽進(jìn)行處理，最后經(jīng)清洗和烘干處理，從而獲得具有抗紫外線功能的棉纖維，處理方法按以下步驟進(jìn)行: a溶膠溶液的配制
將鈦酸丁酯與無水乙醇混合，攪拌均勻配制成質(zhì)量體積濃度為lg/L_5g/L的溶膠溶
液；
b棉纖維的浸軋
將棉纖維置于由a步驟配制的溶膠溶液中浸泡，其中，浴比為1:30-1:50，浸泡溫度為20 °C -40 °C,浸泡時(shí)間為10min-20min,將浸泡后的棉纖維進(jìn)行軋壓，軋壓壓力為
0.2MP-0.6MP ；
c棉纖維的水蒸汽處理
將經(jīng)b步驟處理后的棉纖維進(jìn)行水蒸汽處理，其中，水蒸汽的溫度為60°C -80°C，處理時(shí)間為 5min_10 min ；d棉纖維的后處理
將經(jīng)c步驟處理后的棉纖維進(jìn)行清洗和烘干處理，烘干的溫度為50°C -70°C。
[0007]所述的棉纖維為長(zhǎng)絨棉或細(xì)絨棉中的一種。
[0008]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)在于:
由鈦酸丁酯與無水乙醇配制成的溶膠溶液是一種液體，這種液體可以浸入到棉纖維天然的中腔及棉纖維初生層和次生層中存在的大量納米縫隙和孔洞中。由于浸入棉纖維內(nèi)部的溶膠溶液相對(duì)較少，附著在棉纖維間的大量溶膠溶液可以被軋壓，而且軋壓之后的溶液可以合理回收利用。因此，在加工過程中所需溶膠溶液量很少，從而可減少鈦酸丁酯用量，具有成本低的優(yōu)勢(shì)。
[0009]采用水蒸汽對(duì)棉纖維進(jìn)行處理，通過水蒸汽中的水與已吸入棉纖維的溶膠溶液中的鈦酸丁酯產(chǎn)生水解反應(yīng)，在棉纖維中生成二氧化鈦，從而獲得一種具有抗紫外線功能的棉纖維。水蒸汽中的水可使棉纖維中的鈦酸丁酯相對(duì)緩慢均勻地水解成二氧化鈦。如果棉纖維浸入含水的溶液中進(jìn)行這種水解反應(yīng)，會(huì)造成鈦酸丁酯在棉纖維中水解成二氧化鈦的速度不可控，使水解反應(yīng)過于迅速和劇烈，會(huì)對(duì)棉纖維的強(qiáng)力造成較大的損傷，同時(shí)，在棉纖維中生成的納米二氧化鈦的粒徑較本發(fā)明技術(shù)方案的大，最終導(dǎo)致棉織物的防紫外效果不及本方案的好。
[0010]經(jīng)本發(fā)明技術(shù)方案制備的抗紫外線棉纖維，二氧化鈦存在于纖維的內(nèi)部。為了驗(yàn)證說明這一結(jié)論，對(duì)棉纖維采用電子顯微掃描鏡進(jìn)行表征:圖1是未經(jīng)抗紫外線整理的棉纖維550°C煅燒后的掃描電鏡照片；由于構(gòu)成棉纖維的纖維素與空氣中的氧氣反應(yīng)，未經(jīng)抗紫外線整理的棉纖維經(jīng)煅燒后呈現(xiàn)出不規(guī)則粉末狀殘留物。圖2是采用本發(fā)明經(jīng)抗紫外線整理的棉纖維550°C煅燒后的掃描電鏡照片；可以看出，抗紫外線整理后的棉纖維在煅燒之后出現(xiàn)看到規(guī)則的直徑在3 μπι-5 μ m的纖維狀殘留物，表示采用本發(fā)明抗紫外線整理之后，棉纖維內(nèi)部出現(xiàn)了二氧化鈦粒子將棉纖維粉末狀殘留物粘連在一起表現(xiàn)出纖維狀，由于棉纖維本身的直徑一般在20 μ m左右，如果這種棉纖維的外部也存在二氧化鈦，則經(jīng)馬弗爐煅燒后，纖維狀殘留物的直徑至少應(yīng)大于20 ym,而圖2中纖維狀殘留物的直徑只有3 μπι-5 ym，這表明本發(fā)明所提供的技術(shù)方案可在棉纖維內(nèi)部形成具有抗紫外線的二氧化鈦。圖3是采用本發(fā)明經(jīng)抗紫外線整理的棉纖維橫截面的掃描電鏡照片；可以看出，抗紫外線整理后，抗紫外線整理劑二氧化鈦填充在棉纖維的內(nèi)部，表現(xiàn)為棉纖維的中腔不明顯。[0011]二氧化鈦僅分部于棉纖維內(nèi)部的這種結(jié)構(gòu)，解決了在洗滌或穿著過程中會(huì)產(chǎn)生二氧化鈦粉體脫落的問題。同時(shí)，這種棉纖可進(jìn)行染色，再紡成紗線，織成面料。這解決了以棉織物形式進(jìn)行抗紫外線整理時(shí)，由于白色二氧化鈦會(huì)在有色面料上水解析出，造成織物上出現(xiàn)白色斑點(diǎn)的問題，從而使本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以適應(yīng)產(chǎn)品多花色的要求。與現(xiàn)有的以棉織物形式進(jìn)行抗紫外線整理方法的面料相比，利用本發(fā)明獲得的抗紫外線棉纖維所制成的面料具有手感好，穿著舒適的優(yōu)點(diǎn)。這種抗紫外線棉纖維還可以與其它無或低抗紫外線纖維進(jìn)行混紡，使最終產(chǎn)品具有抗紫外線功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是未經(jīng)抗紫外線整理的棉纖維550°C煅燒后的掃描電鏡照片；
圖2是采用本發(fā)明經(jīng)抗紫外線整理的棉纖維550°C煅燒后的掃描電鏡照片；
圖3是采用本發(fā)明經(jīng)抗紫外線整理的棉纖維橫截面的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]一種棉纖維的抗紫外線方法，所述棉纖維的抗紫外線方法是指將棉纖維用鈦酸丁酯與無水乙醇制成的溶膠溶液進(jìn)行浸軋?zhí)幚恚儆盟羝M(jìn)行處理，最后經(jīng)清洗和烘干處理，從而獲得具有抗紫外線功能的棉纖維，處理方法按以下步驟進(jìn)行:
a溶膠溶液的配制
將鈦酸丁酯與無水乙醇混合，攪拌均勻配制成質(zhì)量體積濃度為lg/L_5g/L的溶膠溶液。
[0015]b棉纖維的浸軋
將棉纖維置于由a步驟配制的溶膠溶液中浸泡，其中，浴比為1:30-1:50，浸泡溫度為20 °C -40 °C,浸泡時(shí)間為10min-20min,將浸泡后的棉纖維進(jìn)行軋壓，軋壓壓力為
0.2MP-0.6MP。棉纖維為長(zhǎng)絨棉或細(xì)絨棉中的一種。
[0016]c棉纖維的水蒸汽處理
將經(jīng)b步驟處理后的棉纖維進(jìn)行水蒸汽處理，其中，水蒸汽的溫度為60°C -80°C，處理時(shí)間為 5min_10 min。
[0017]d棉纖維的后處理
將經(jīng)c步驟處理后的棉纖維進(jìn)行清洗和烘干處理，烘干的溫度為50°C -70°C。
具體實(shí)施例
[0018]實(shí)施例1
按上述工藝步驟:選用5g長(zhǎng)絨棉作為待抗紫外線整理的棉纖維，稱量0.25g鈦酸丁酯與250ml無水乙醇混合,攪拌均勻配制成濃度為lg/L的溶膠溶液,將5g棉纖維浸入150ml已配制的溶膠溶液中，在20°C的條件下靜置lOmin。將浸泡后的棉纖維進(jìn)行軋壓，軋壓壓力為0.2MP。將浸軋后的棉纖維在60°C的水蒸汽下進(jìn)行水蒸汽處理，處理時(shí)間為5 min，用清水洗滌。將洗滌之后的棉纖維烘至干燥，烘干的溫度為50°C。
[0019]將經(jīng)該實(shí)施例抗紫外線處理之后的長(zhǎng)絨棉紡紗織布，測(cè)試其純棉織物的紫外線防護(hù)系數(shù)(UPF)為39.1。
[0020]實(shí)施例2
按上述工藝步驟:選用5g細(xì)絨棉作為待抗紫外線整理的棉纖維，稱量0.75g鈦酸丁酯與250ml無水乙醇混合,攪拌均勻配制成濃度為3g/L的溶膠溶液,將5g棉纖維浸入200ml已配制的溶膠溶液中，在30°C的條件下靜置15min。將浸泡后的棉纖維進(jìn)行軋壓，軋壓壓力為0.4MP。將浸軋后的棉纖維在70°C的水蒸汽下進(jìn)行水蒸汽處理，處理時(shí)間為7 min，用清水洗滌。將洗滌之后的棉纖維烘至干燥，烘干的溫度為60°C。
[0021]將經(jīng)該實(shí)施例抗紫外線處理之后的細(xì)絨棉紡紗織布，測(cè)試其純棉織物的紫外線防護(hù)系數(shù)(UPF)為43.7。
[0022]實(shí)施例3
按上述工藝步驟:選用5g長(zhǎng)絨棉作為待抗紫外線整理的棉纖維，稱量1.5g鈦酸丁酯與300ml無水乙醇混合,攪拌均勻配制成濃度為5g/L的溶膠溶液,將5g棉纖維浸入250ml已配制的溶膠溶液中，在40°C的條件下靜置20min。將浸泡后的棉纖維進(jìn)行軋壓，軋壓壓力為
0.6MP。將浸軋后的棉纖維在80°C的水蒸汽下進(jìn)行水蒸汽處理，處理時(shí)間為10 min，用清水洗滌。將洗滌之后的棉纖維烘至干燥，烘干的溫度為70°C。
[0023]將經(jīng)該實(shí)施例抗紫外線處理之后的長(zhǎng)絨棉紡紗織布，測(cè)試其純棉織物的紫外線防護(hù)系數(shù)(UPF)為46.6。
【權(quán)利要求】
1.一種棉纖維的抗紫外線方法，其特征在于，所述棉纖維的抗紫外線方法是指將棉纖維用鈦酸丁酯與無水乙醇制成的溶膠溶液進(jìn)行浸軋?zhí)幚?，再用水蒸汽進(jìn)行處理，最后經(jīng)清洗和烘干處理，從而獲得具有抗紫外線功能的棉纖維，處理方法按以下步驟進(jìn)行: a溶膠溶液的配制 將鈦酸丁酯與無水乙醇混合，攪拌均勻配制成質(zhì)量體積濃度為lg/L_5g/L的溶膠溶液； b棉纖維的浸軋 將棉纖維置于由a步驟配制的溶膠溶液中浸泡，其中，浴比為1:30-1:50，浸泡溫度為20°C _40°C,浸泡時(shí)間為10min-20min,將浸泡后的棉纖維進(jìn)行軋壓，軋壓壓力為0.2MP-0.6MP ； c棉纖維的水蒸汽處理 將經(jīng)b步驟處理后的棉纖維進(jìn)行水蒸汽處理，其中，水蒸汽的溫度為60°C -80°C，處理時(shí)間為 5min_10 min ；d棉纖維的后處理 將經(jīng)c步驟處理后的棉纖維進(jìn)行清洗和烘干處理，烘干的溫度為50°C -70°C。
2.如權(quán)利要求1所述的一種棉纖維的抗紫外線方法，其特征在于:所述的棉纖維為長(zhǎng)絨棉或細(xì)絨棉中的一種。
【文檔編號(hào)】D06M23/00GK103590235SQ201310551494
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】沈小林, 李瑞雪, 徐衛(wèi)林, 魯雪峰, 洪秀峰 申請(qǐng)人:武漢紡織大學(xué)