本發(fā)明屬于紡織材料領(lǐng)域，特別涉及一種單向?qū)ǖ某杷δ懿牧霞捌渲苽浞椒ā?/p>

背景技術(shù)：

在炎熱季節(jié)及濕熱環(huán)境下，為了防止體溫上升過快，人體皮膚會(huì)排出大量汗液，汗液蒸發(fā)帶走熱量，來維持正常體溫。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在氣溫29度時(shí)，人的汗液總量約有1.9～3.8kg。人們?nèi)粘４┲囊r衫和貼身衣物，經(jīng)常因汗?jié)褡兊谜衬伓y以忍受，不利于皮膚的呼吸。汗液中氯化鈉、碳酸鈣等無機(jī)成分的堆積會(huì)破壞皮膚表層組織細(xì)胞；汗液中的有機(jī)成分更會(huì)利于微生物在體表的大量繁殖。由于空氣污染和在公共場(chǎng)所交叉接觸等因素，存在于皮膚表層的細(xì)菌會(huì)分解汗液中的有機(jī)成分，產(chǎn)生各種有毒物質(zhì)，釋放出有異味的氣體，甚至引起皮膚病，如濕疹、毛囊炎、癤子、痱子等。汗液過多還會(huì)沖掉皮膚表面的皮脂，造成汗液與皮脂比例失調(diào)，正常的皮膚酸堿性變?yōu)閴A性，對(duì)細(xì)菌的抵抗力減弱，皮膚由此變得粗糙。

近年來，對(duì)服裝材料的超疏水、防水及撥水處理技術(shù)日益成熟，其表面具有疏水功能，該功能能夠阻止各種水性成分滲入織物，可以防止進(jìn)餐時(shí)的餐汁沾染，防止高檔服裝在小雨天氣里被雨水浸濕。

但是，在超疏水處理時(shí)，由于采用了硅氧烷或含氟聚合物類試劑，紡織材料在高溫固化后，手感會(huì)變得僵硬。更重要的是，由于聚合物的交聯(lián)作用，在材料表面形成高分子膜，直接接觸皮膚的部分變得悶熱不堪，阻礙大量汗液的導(dǎo)出，汗液留存在內(nèi)層，嚴(yán)重影響了服裝材料的穿著舒適性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種吸濕保型、透氣舒適的超疏水功能材料及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種超疏水功能材料，包括具有親水性質(zhì)的基底，以及位于所述基底的至少一部分上具有包括至少一個(gè)親水部和至少一個(gè)超疏水功能部的圖案；其中，所述超疏水功能部含有納米二氧化硅、納米氧化鋅或納米二氧化鈦的復(fù)合物。

優(yōu)選地，所述至少一個(gè)超疏水功能部以涂層的形式存在于所述基底之上。

優(yōu)選地，所述超疏水功能材料中納米粒子及其復(fù)合物的含量為2～5g/m²。

優(yōu)選地，所述基底的材料選自全棉織物及其混紡織物、絲綢織物、天然麻織物、人造纖維織物。

優(yōu)選地，所述超疏水部的面積占所述圖案的整體面積比例從1％到50％的范圍中選擇。

優(yōu)選地，所述超疏水部的面積比例占圖案整體面積的15～25％，親水部的面積占圖案整體面積的75～85％。

本發(fā)明還提供了一種制備超疏水功能材料的方法，包括：

(1)面料預(yù)處理，用以去除材料可能殘留的蠟質(zhì)、油類及表面活性劑；

(2)采用點(diǎn)印方法或連續(xù)壓印方法將工作液壓印在所述面料上，從而制備超疏水圖案；所述工作液通過以有機(jī)溶劑為介質(zhì)，將納米粒子均勻分散在疏水劑中，并添加酸堿度調(diào)節(jié)劑和潤(rùn)濕劑配制而成；所述納米粒子為SiO₂、ZnO或TiO₂其中一種；

(3)烘干得到所述超疏水功能材料。

優(yōu)選地，所述疏水劑的工作濃度為40～70g/l；潤(rùn)濕劑為有機(jī)醇類，工作濃度為0.01～0.05g/l。

優(yōu)選地，所述面料預(yù)處理工藝使用Na₂CO₃：5％，溫度40～45℃，時(shí)間15～20min，帶液率50％；隨后在100℃烘干2min；

所述烘干選用循環(huán)式熱風(fēng)烘干，溫度70～100℃，時(shí)間1～2.5min。

本發(fā)明還提供了一種制備超疏水功能材料的裝置，包括儲(chǔ)液槽、壓印裝置、導(dǎo)液回流裝置，以及加熱裝置；

其中，在所述儲(chǔ)液槽中以有機(jī)溶劑為介質(zhì)，將納米粒子均勻分散在疏水劑中，配制成一定濃度的工作液；加入冰乙酸調(diào)節(jié)工作液的酸堿度，加入有機(jī)醇類作為潤(rùn)濕劑，形成穩(wěn)定均一的溶膠。

所述壓印裝置為點(diǎn)印裝置或連續(xù)壓印裝置，其能夠?qū)⒊杷畡河≡诨咨稀?/p>

所述加熱裝置能夠?qū)?jīng)過壓印的基底烘干，從而得到超疏水功能材料。

本發(fā)明通過以上技術(shù)方案，將超疏水試劑采用壓印的加工方式，以星狀或條帶狀等圖案模型施加在服裝材料表面，由此既能通過功能點(diǎn)的作用防止水性物質(zhì)的沾污，又能保證穿著時(shí)的透氣性能，保持服裝挺括及外觀形貌，防止汗液駐留在貼身衣物上對(duì)皮膚造成傷害。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有點(diǎn)陣圖案的超疏水功能材料平面示意圖，

圖2是根據(jù)本發(fā)明的具有帶系圖案的超疏水功能材料平面示意圖，

圖3是具有點(diǎn)陣圖案的超疏水功能材料剖面示意圖，

圖4是具有帶系圖案的超疏水功能材料剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種超疏水功能材料，例如襯衫材料或內(nèi)衣材料，該超疏水功能材料包括具有親水性質(zhì)的基底，所述基底的至少一部分上具有包括至少一個(gè)親水部和至少一個(gè)超疏水功能部的圖案。其中，所述至少一個(gè)超疏水功能部?jī)?yōu)選以涂層的形式存在于所述基底之上。

這里的術(shù)語“超疏水”，指的是材料界面對(duì)水分子的接觸角≥150°。相應(yīng)地，術(shù)語“親水”指的是材料的表面易被水所潤(rùn)濕的性質(zhì)，通常認(rèn)為其所指的是材料的表面對(duì)水分子的接觸角低于90°。

這里的術(shù)語“圖案”指的是將親水部的形狀與超疏水功能部的形狀所進(jìn)行的拼接與組合，通過這樣的組合使得超疏水功能材料的特定部分得以覆蓋。親水部的形狀和超疏水部的形狀可以是規(guī)則的，也可以是不規(guī)則的，或者兩者的組合。親水部和超疏水部的比例可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要調(diào)整，例如親水部的面積占圖案整體面積比例可以從1％到99％的范圍中選擇。優(yōu)選地，超疏水部的面積比例占圖案整體面積的15～25％，親水部的面積占圖案整體面積的75～85％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，包括至少一個(gè)親水部和至少一個(gè)超疏水功能部的所述部分是可吸濕透氣的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述超疏水功能材料的制備方法是在服裝材料上，印制超疏水功能點(diǎn)陣或條帶狀圖案，得到的具有親/疏水復(fù)合功能的材料。功能點(diǎn)陣或帶系是超疏水的，面料基底是親水的?；撞牧峡梢园讶梭w代謝產(chǎn)生的汗液吸濕后導(dǎo)出，而疏水點(diǎn)陣或帶系形成支撐材料的骨架，使皮膚和織物不形成大面積的粘附，同時(shí)，外界的液滴無法通過潤(rùn)濕作用滲透到材料內(nèi)部，這一性能可以表述為材料對(duì)水性分子的單向?qū)Ｊ健?/p>

通常狀態(tài)下，氣體分子的直徑約0.4nm，而液體分子直徑約3nm，由于散布在織物上的功能呈點(diǎn)陣或帶系形式，既可以導(dǎo)出皮膚排出的汗液，皮膚呼出的氣體也可自由透出織物。功能點(diǎn)陣或帶系可防止外界水性物質(zhì)沾污，阻隔如小雨、餐桌醬汁等水性分子的附著。由于超疏水功能點(diǎn)陣或帶系的制備，使得服裝被賦予了超疏水功能，又在穿著時(shí)保留了透氣性，保證了服裝材料的功能性與舒適性。

具有親水性質(zhì)的基底可由各種現(xiàn)有的材料制造，例如全棉織物及其混紡織物、絲綢織物、天然麻織物、人造纖維織物?；撞牧峡梢允褂蒙鲜隼w維制備的梭織品及針織品。

如圖1-4所示，本發(fā)明的超疏水功能材料的基底為天然紡織材料，基底表面分布著超疏水處理的功能點(diǎn)陣或帶系，超疏水點(diǎn)陣形成支撐材料的骨架。人體代謝產(chǎn)生的汗液，可以通過具有親水特質(zhì)的基底材料導(dǎo)出，而疏水的外表面可有效避免水性分子的附著。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述超疏水功能材料的制備方法，包括以下工藝步驟：

(1)面料預(yù)處理，用以去除材料可能殘留的蠟質(zhì)、油類及表面活性劑。

(2)采用點(diǎn)印方法或連續(xù)壓印方法制備超疏水點(diǎn)陣或帶系。

(3)循環(huán)式熱風(fēng)烘干。

優(yōu)選地，所述面料預(yù)處理工藝使用Na₂CO₃：5％，溫度40～45℃，時(shí)間15～20min，帶液率50％；隨后在100℃烘干2min。

優(yōu)選地，室溫下對(duì)材料進(jìn)行涂層。

優(yōu)選地，所述循環(huán)式熱風(fēng)烘干選用溫度70～100℃，時(shí)間1～2.5min。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述的超疏水功能材料是通過化學(xué)方法，在紡織材料上使用超疏水劑繪制具有疏水功能的特定圖案，使材料具有超疏水及透氣透濕的服用功能，使得水性分子和氣體分子可以由內(nèi)向外單向通過。

優(yōu)選地，所述超疏水劑是由氟化聚合物與無機(jī)納米纖維和有機(jī)溶劑組成，其中：無機(jī)納米纖維的含量為5～30wt％、氟化聚合物的含量為5～50wt％、余量為有機(jī)溶劑。

所述的氟化聚合物選自氟化聚丙烯、聚偏氟乙烯、氟化聚異丁烯、聚四氟乙烯中的一種。

所述的無機(jī)納米纖維選自碳納米纖維、氧化鋅納米纖維、二氧化鈦納米纖維中的一種。

所述的碳納米纖維、氧化鋅納米纖維、二氧化鈦納米纖維的纖維長(zhǎng)度都是100nm至2μm。

所述的有機(jī)溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、苯、甲苯、四氫呋喃、二硫化碳中的一種。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的超疏水功能點(diǎn)陣或帶系，含有納米氧化硅、或納米氧化鋅、或納米氧化鈦的復(fù)合物。織物中納米粒子及其復(fù)合物的含量為2～5g/m²。

本發(fā)明所述的超疏水功能材料的制作是通過如下裝置來完成：

一種用于制造超疏水功能材料的裝置，包括儲(chǔ)液槽、壓印裝置、導(dǎo)液回流裝置，以及加熱裝置；

其中，在所述儲(chǔ)液槽中以有機(jī)溶劑為介質(zhì)，將納米粒子均勻分散在疏水劑中，配制成一定濃度的工作液；加入冰乙酸調(diào)節(jié)工作液的酸堿度，加入有機(jī)醇類作為潤(rùn)濕劑，形成穩(wěn)定均一的溶膠。

所述壓印裝置為點(diǎn)印裝置或連續(xù)壓印裝置，其能夠?qū)⒊杷畡河≡诨咨稀?/p>

所述加熱裝置能夠?qū)?jīng)過壓印的基底烘干，從而得到超疏水功能材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述工作液中的疏水劑濃度為40～70g/l。

優(yōu)選地，加入冰乙酸調(diào)節(jié)工作液的酸堿度至PH6～6.5。

優(yōu)選地，所述工作液中加入異丁醇，至濃度為0.01～0.05g/l。

其中：納米粒子為SiO₂、ZnO或TiO₂其中一種，疏水劑的工作濃度為40～70g/l；潤(rùn)濕劑成分為有機(jī)醇類，工作濃度為0.01～0.05g/l。

本領(lǐng)域技術(shù)人員均能理解，以上用于繪制具有疏水功能的特定圖案的超疏水劑的材料應(yīng)當(dāng)是能夠與基底材料充分結(jié)合的、質(zhì)地柔順的，并且不會(huì)對(duì)穿戴者的皮膚產(chǎn)生刺激。

優(yōu)選地，織物中納米粒子及其復(fù)合物的含量為2～5g/m²。該方法制備的紡織材料，其化學(xué)品殘留物及制備過程符合國(guó)際紡織品生態(tài)研究與檢驗(yàn)協(xié)會(huì)制定的Oeko-TexStandard10.0，Oeko-TexStandard2000《生態(tài)紡織通用及特殊技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)及《生態(tài)紡織品》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

下面通過若干更加優(yōu)選的實(shí)施方案來對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。這些實(shí)施方案反映了具有較佳實(shí)施效果的技術(shù)特征組合。

實(shí)施例1

將高支純棉織物進(jìn)行預(yù)處理，用以去除材料可能殘留的蠟質(zhì)、油類及表面活性劑。

以納米二氧化硅為添加劑，配制濃度為70g/l，PH值6～6.5的超疏水工作液，裝入儲(chǔ)液槽，在點(diǎn)印裝置上進(jìn)行印制。

放入烘箱，100℃烘干2min，得到超疏水功能純棉面料。

實(shí)施例2

將天然苧麻織物進(jìn)行預(yù)處理，用以去除材料可能殘留的蠟質(zhì)、油類及表面活性劑。

以納米氧化鋅為添加劑，配制濃度為70g/l，PH值6～6.5的超疏水工作液，裝入儲(chǔ)液槽，在連續(xù)壓印裝置上進(jìn)行印制。

放入烘箱，100℃烘干2min，得到超疏水功能苧麻面料。

實(shí)施例3

將平紋絲織物進(jìn)行預(yù)處理，用以去除材料可能殘留的蠟質(zhì)、油類及表面活性劑。

以納米二氧化鈦為添加劑，配制濃度為50g/l，PH值6～6.5的超疏水工作液，裝入儲(chǔ)液槽，在點(diǎn)印裝置上進(jìn)行印制。

放入烘箱，100℃烘干1min，得到超疏水功能真絲面料。