专利名称：具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品及其制备方法，更特别的涉及一种由十字型截面的涤纶纤维所制备的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品及其制备方法。
背景技术：
紫外线是指太阳发射波长200-400nm的辐射波。并且根据不同的波长，可以分为UVA，UVB和UVC三种。其中UVC能够被大气中的二氧化碳所吸收，而无法到达地面。但是UVA和UVB则可以通过臭氧层空洞穿透空气，导致黑色素生成，导致皮质老化，甚至造成皮肤癌。对人体有害的紫外线有两个波段UVA和UVB，它们的波段分在是280nm-315nm和315nm-400nm之间的日光紫外线辐射，而抗紫外的两个重要指标是波段透过率和UPF值。透过率指的是面料对UVA和UVB两个波段紫外线的透过量比率，其数值以百分率计，越小表示抗紫外性能越好，而UPF(Ulraviolet protection factor紫外线防护指数)值则是利用透过率和给定的相对红斑辐射率以及太阳光光谱辐射率等表格数据，通过给定的公式，计算出UPF值，其值越大，表示抗紫外性能越好。
吸湿排汗是利用异型截面设计将毛细效应应用到纺织品表面以及织物结构内部，使其能快速吸水、输水、扩散和挥发，从而保持人体皮肤的干爽。此为吸湿排汗功能性纤维，用该纤维织成的面料为吸湿排汗面料。
目前市场所出现的大多数是单一的吸湿排汗或抗紫外产品，将两种功能结合在用一块面料上是分别利用不同功能的纤维，用交织的方法编织而成。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品。
本发明的目的之二是提供一种具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法。
本发明的这些以及其它目的将通过下列详细描述和说明来进一步体现和阐述。
本发明的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品，该纺织品(特别是面料)由十字型截面的涤纶纤维构成，在涤纶纤维中含有占涤纶纤维重量1.0-3.0％的纳米级二氧化钛颗粒。
进一步的，在本发明的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品中，在涤纶纤维中含有占涤纶纤维重量1.5-2.0％的纳米级二氧化钛颗粒。
本发明的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品，当该纺织品为面料时，面料的UPF值＞40，其芯吸高度和速干速率分别为纵向80-100毫米/10分钟，横向为85-110毫米/10分钟，45分钟后残留水量＜10％。
本发明的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法，包括坯布预定、去油、染色和后整理步骤。其中，所述的坯布预定为先对坯布进行预定型，预定型温度为160-180℃，时间为6-12秒，车速为25-35米/分钟；所述的去油是采用TX系列去油剂，一浴法，在50-60℃，浓度为2-4克/升，运行30-40分钟。在染色步骤中，染色升温速率比常规染色要降低0.3-0.5℃/分钟，并且在80-90℃和90-100℃时恒温3-6分钟。染色采用一浴法，染色温度为125-140℃，时间为40-50分钟，染色后，温度降至75-85℃溢流水洗4-6分钟。后整理步骤包括定型步骤，所述的定型温度为145-160℃，时间为15-20秒。
进一步的，在本发明的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法中，所述的染色步骤为在25-40℃时加入染料和助剂(常规涤纶染色时用的染料和助剂)，然后以0.5℃/分钟的速度升温至85℃，保温5分钟，再以0.7℃的速度升温至95-110℃，保温5分钟，紧接着以以0.7℃的速度升温至130-140℃，染色40-50分钟，染色后以1℃/分钟的速度降温至80℃溢流水洗4-6分钟。
本发明采用十字型截面，且植入纳米级二氧化钛颗粒的涤纶丝，织成具有抗紫外和吸湿排汗的面料，在组织结构设计和采用不同染色工艺，以确保功能性和常规技术参数的实现。然后进行测试，测试两个项目，一为UPF值，一为芯吸高度和速干速率，这两项是衡量面料抗紫外和吸湿排汗性能的重要指标。
本发明的实现途径首先是选择吸湿排汗和抗紫外的结合功能材料，它是吸湿排汗与抗紫外功能结合关键。我们采用十字型截面，且植入纳米级二氧化钛颗粒的涤纶丝，这种纤维既具吸湿排汗功能，又有抗紫外性能。
在本发明在组织结构设计中，考虑要结合运动时的舒适性和对人体的紫外线防护。所以在面料的设计时，采用双层或多层结构，设计合适的克重，来完成面料的抗紫外UPF估算值，但前提条件下是该公式不适合对网眼结构使用。具体根据面料克重UPF数值推算如下
先制作纯原材料所做成的模板，测得其UPF值＝50，其标准克重为32(ρD)1/2，根据我们对大量不同克重的面料进行测试，其UPF值与克重可以看作成线性关系，即得UPF值的数值＝2.5×G/(ρD)1/2G--面料的克重(g/cm3)ρ--面料所用纤维的平均密度(g/m2)D--面料所用丝的旦尼尔数在染整过程中，由于涤纶丝的高度异型十字型截面纤维结构，很容易出现染色不一和色牢度较低等特点，并且影响其吸湿排汗和抗紫外性能。为此，我们主要从如下几个步骤进行先对坯布进行预定，常规情况下，加入氨纶的面料才会需要预定，但是由于抗紫外面料都是设计好的组织结构和克重，为了避免在染色时出现线圈结构松动和克重发生偏差，所以要进行预定型，这是满足开发预期效果面料的关键一步，同时还最大限度克服十字型截面纤维的针织面料折皱异常的缺点。
能否充分脱去涤纶纤维上的油剂会对染色均一性和色牢度有非常大的影响，同时也会影响到织物柔和的光泽和典雅的风格。十字型截面由于表面积大，油剂较难除去，因此我们使用去油剂进行去油的工艺，并控制去油温度，使布面去油完全。在本发明中使用的去油剂可以是多种表面活性剂的混合物，这些去油剂可以自制，也可以从市场购得，如采用上海高桥石化厂生产的TX系列去油剂，较好的是TX-10去油剂，该去油剂是由磺酸烷基苯、磷酸氢二钠和三聚磷酸钠等多种去油成分复合而成的。并在去油工艺上，一改过去的所采用二步法，改为一浴法，在50-60℃，浓度为2-4克/升，运行30-40分钟即可。在节省能源的前提下，将产品显性功能和常规技术指标做好。
由于二氧化钛颗粒对紫外线各个波段都有非常好的吸收作用，所以本发明中所有的纤维就是将纳米级二氧化钛颗粒在纺丝时植入纤维中，使得赋予纤维非常好的抗紫外效果。
本发明所采用的纱线原料为十字型涤纶丝，纤维里面添加了纳米级二氧化钛颗粒，这样同时赋予该纤维吸湿排汗和抗紫外的功能，用同种纤维编织，可以不受原料搭配的限制，设计出多种花型和结构，满足不用的需求。
用本发明的方法制备出的纺织品，特别是面料具有优异的抗紫外和吸湿排汗功能。
在本发明中使用的所有原材料等均是常规使用的，可以从市场购得。在本发明中，如非特指，所有的量、百分比均为重量单位。
下面结合实施例对本发明进行具体的描述。由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，下列实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包含。
具体实施例方式
实施例1(蜂窝深黄布)织造工艺原料75D/36Fcooldry，面料名称华夫格，机型34*20G/2160T双面机，密度横密53眼/5厘米，纵密94眼/5厘米，门幅*克重103厘米*183克/米2，筒口高度1.2毫米，纱线张力(克)2～3，三角对位稍后吃(2枚针)。
先对坯布(涤纶纤维织成的织物，含有总纤维重量1.2重量％的纳米级二氧化钛颗粒)进行预定型，预定型温度为175℃，时间为10秒，车速为30米/分钟，缩水率大于3％，小于5％。
然后进行去油步骤，采用上海高桥石化厂生产的TX-10去油剂，一浴法，在55℃，浓度为2.5克/升，运行35分钟即可。
染色步骤为在40℃时加入染料和助剂(常规涤纶染色时用的染料和助剂)，然后以0.5℃/分钟的速度升温至85℃，保温5分钟，再以0.7℃的速度升温至110℃，保温5分钟，紧接着以0.7℃的速度升温至140℃，染色45分钟，染色后以1℃/分钟的速度降温至80℃溢流水洗5分钟。最后进行定型，定型温度为145℃，时间为20秒。
对该面料以JIS L 1907标准进行芯吸高度和速干速率进行测试，其纵向为95(10分钟)，横向为93(10分钟)，45分钟后，残留水量6％，以AS/NZS 4399 1996标准进行测试，UPF＝45。
实施例2(华夫格浅蓝布)织造工艺原料100D/48Fcooldry，面料名称华夫格布，机型34*24G/2496T双面机，密度横密72眼/5厘米，纵密90眼/5厘米，门幅*克重180厘米*220克/米2，筒口高度1.2毫米，纱线张力(克)2～3，三角对位稍后吃(2枚针)。
先对坯布(涤纶纤维织成的织物，含有总纤维重量2.5重量％的纳米级二氧化钛颗粒)进行预定型，预定型温度为165℃，时间为8秒，车速为35米/分钟，缩水率大于3％，小于5％。
然后进行去油步骤，采用上海高桥石化厂生产的TX-10去油剂，一浴法，在60℃，浓度为2.2克/升，运行30分钟即可。
染色步骤为在25℃时加入染料和助剂(常规涤纶染色时用的染料和助剂)，然后以0.5℃/分钟的速度升温至85℃，保温5分钟，再以0.7℃的速度升温至95℃，保温5分钟，紧接着以0.7℃的速度升温至130℃，染色45分钟，染色后以1℃/分钟的速度降温至80℃溢流水洗5分钟。最后进行定型，定型温度为155℃，时间为15秒。
对该面料以JIS L 1907标准进行芯吸高度和速干速率进行测试，其纵向为98(10分钟)，横向为103(10分钟)，45分钟后，残留水量6％。以AS/NZS 4399 1996标准进行测试，UPF＝50+。
实施例3(华夫格浅黄布)织造工艺原料100D/36Fcooldry，面料名称华夫格布，机型34*24G/2496T双面机，密度横密70眼/5厘米，纵密92眼/5厘米，门幅*克重145厘米*200克/米2，筒口高度1.2毫米，纱线张力(克)2～3，三角对位稍后吃(2枚针)。
先对坯布(涤纶纤维织成的织物，含有总纤维重量1.5重量％的纳米级二氧化钛颗粒)进行预定型，预定型温度为180℃，时间为6秒，车速为25米/分钟，缩水率大于3％，小于5％。
然后进行去油步骤，采用上海高桥石化厂生产的TX-8去油剂，一浴法，在50℃，浓度为3.5克/升，运行40分钟即可。
染色步骤为在30℃时加入染料和助剂(常规涤纶染色时用的染料和助剂)，然后以0.5℃/分钟的速度升温至85℃，保温5分钟，再以0.7℃的速度升温至100℃，保温5分钟，紧接着以0.7℃的速度升温至135℃，染色45分钟，染色后以1℃/分钟的速度降温至80℃溢流水洗5分钟。最后进行定型，定型温度为155℃，时间为15秒。
对该面料以JIS L 1907标准进行芯吸高度和速干速率进行测试，其纵向为96(10分钟)，横向为100(10分钟)，45分钟后，残留水量6％。以AS/NZS 4399 1996标准进行测试，UPF＝50+。
权利要求
1.一种具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品，其特征在于该面料由十字型截面的涤纶纤维构成，在涤纶纤维中含有占涤纶纤维重量1.0-3.0％的纳米级二氧化钛颗粒。
2.根据权利要求1所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品，其特征在于在涤纶纤维中含有占涤纶纤维重量1.5-2.0％的纳米级二氧化钛颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品，其特征在于面料的UPF值＞40，其芯吸高度和速干速率分别为纵向80-100毫米/10分钟，横向为85-110毫米/10分钟，45分钟后残留水量＜10％。
4.根据权利要求1-3之一所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法，其特征在于包括坯布预定、去油、染色和后整理步骤。
5.根据权利要求4所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法，其特征在于所述的坯布预定为先对坯布进行预定型，预定型温度为160-180℃，时间为6-12秒，车速为25-35米/分钟。
6.根据权利要求4所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法，其特征在于所述的去油是采用TX系列去油剂，一浴法，在50-60℃，浓度为2-4克/升，运行30-40分钟。
7.根据权利要求4所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法，其特征在于所述的染色升温速率比常规染色要降低0.3-0.5℃/分钟，并且在80-90℃和90-100℃时恒温3-6分钟。
8.根据权利要求4所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法，其特征在于所述的染色采用一浴法，染色温度为125-140℃，时间为40-50分钟，染色后，温度降至75-85℃溢流水洗4-6分钟。
9.根据权利要求4-8之一所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法，其特征在于所述的染色步骤为在25-40℃时加入染料和助剂，然后以0.5℃/分钟的速度升温至85℃，保温5分钟，再以0.7℃的速度升温至95-110℃，保温5分钟，紧接着以以0.7℃的速度升温至130-140℃，染色40-50分钟，染色后以1℃/分钟的速度降温至80℃溢流水洗4-6分钟。
10.根据权利要求4所述的具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品的制备方法，其特征在于后整理步骤包括定型步骤，所述的定型温度为145-160℃，时间为15-20秒。
全文摘要
本发明公开了一种具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品及其制备方法，该纺织品由十字型截面的涤纶纤维构成，在涤纶纤维中含有占涤纶纤维重量1.0－3.0％的纳米级二氧化钛颗粒。面料的UPF值＞40，其芯吸高度和速干速率分别为纵向80－100毫米/10分钟，横向为85－110毫米/10分钟，45分钟后残留水量＜10％。本发明的产品具有优异的抗紫外和吸湿排汗功能。
文档编号D06C7/02GK1800465SQ20061000200
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月20日 优先权日2006年1月20日
发明者王启明, 钟增元, 许贻东 申请人:王启明