一种石墨烯与生物基纤维针织面料及其生产方法与流程

本发明涉及纺织领域，尤其是涉及一种石墨烯与生物基纤维针织面料及其生产方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，消费者对服饰功能性的需求，其中纺织品保健功能作为当前受到大力追捧的纺织面料之一，受到了极大的关注，广泛用于服装及家居用品中。目前一些国家着重开发抗微生物霉素、蜱螨不起皱和防紫外线等方面的保健型面料，普遍使用的技术是微型气膜技术，该技术是将一种或几种活性产品包裹在微粒子胶囊中，在织进衣料的纤维里，使其成为保健衣料。一些织进衣料纤维里的胶囊和皮肤接触时，就爆裂开来，但发出香气、防虫剂和防菌剂等，发挥其卫生保健作用。

此外，新型纤维材料在服饰面料上的应用也是保健服饰研究的重要方向，如公开号为cn103361872a的发明专利申请公开了一种麦饭石纤维保健功能无缝针织内衣的生产工艺，包括采用麦饭石纤维混纺纱、锦纶低弹丝和氨纶包芯纱一次成型经无缝针织得到无缝针织内衣，然后对无缝针织内衣进行精炼、漂白、染色、柔软整理和定型处理，其中：麦饭石纤维混纺纱按质量百分比计由60％的麦饭石纤维和40％的精梳棉组成，开发出的麦饭石纤维保健功能无缝针织内衣产品，在功能性、舒适性等方面具有明显特点，产品能及时补充人体微量元素，具有良好的吸附性能和发射远红外线等功能。

又如公开号为cn102383236a的发明专利申请公开了一种抗菌保健面料，其由经线和纬线相互交织而成，所述经线采用了竹原纤维混纺纱，所述纬线采用了甲壳素纤维混纺纱。本发明揭示的抗菌保健面料，不但具有抗菌消炎、除臭透气的功效，还具有防紫外线、手感舒适柔滑，吸湿保湿、抗静电等优点。

再如公告号为cn203639644u的实用新型专利公开了一种红豆杉粘胶纤维的保健面料，包括至少一层面料层，所述面料层为第一面料层，所述第一面料层由第一经线与第一纬线交织而成，所述第一经线与所述第一纬线为红豆杉粘胶纤维，具有服用性能优良、抗菌、抗肿瘤效果突出等优点，特别适合用于制作内衣、内裤和文胸等贴身穿着的衣物。

石墨烯材料作为一种新型材料，具有内暖远红外保健功效，能有效改善人体微循环，并具有抗菌导电防静电防辐射功效，其保健效果非常好，可以满足消费者近乎苛刻的保健功能要求。但是现阶段对于石墨烯材料应用于服饰保健的研究还处于较低水平，目前尚未出现一款将石墨烯材料材料应用于服饰保健中，并能充分发挥其各种优异性能的面料。

技术实现要素：

为了解决现有技术中石墨烯材料在保健服装面料上使用面较窄、无法实现多种保健功能共存、成本高的问题，本发明提供了一种石墨烯与生物基纤维针织面料，该面料具有内暖远红外保健理疗功效，同时具有防蚊抗菌防螨，抗静电防辐射功能，服装用具有穿着透气舒适吸湿速干单向导湿的功能，床品家居用具有亲肤舒适吸湿快干单向导湿功能。

优选地，所述针织面料为纬编针织面料。将石墨烯材料与生物基纤维进行混合搭配，采用添纱纬编针织结构，面料反面通过微管道技术实现排出人体汗液和湿热气体。

优选地，所述针织面料包括与皮肤接触的反面层和暴露在外部的正面层，所述正面层由含有石墨烯材料的纱线组成，并配合反面sorona生物基纤维纱线共同作用，利用石墨烯材料的抗菌防静电、亲水亲肤性能，及sorona生物基纤维超强保型性弹性恢复及舒适亲肤微管导湿性能，与皮肤直接接触，具有抗菌防静电、保型、穿着舒适等功效。

优选地，所述反面层设置有拒水区域。

优选地，所述拒水区域的面积占反面层总面积的20～50％，优选为30～40％。

优选地，所述拒水区域为印制的拒水浆料层。在反面层设拒水区域，拒水区域均匀分布在反面层，当穿着者在出汗之后，汗液会通过未印制拒水浆料层的具有亲水微管性能的sorona生物基纤维，从面料反面面向正面传导并在正面迅速扩散从而达到快干单向导湿的效果，从而防止面料贴在皮肤上。

优选地，所述针织面料的反面层中微孔大小为0.5～0.8mm，线格粗细为0.3～0.5mm。

优选地，编织所述针织面料所使用的纱线的纱支为16～60s；针织面料的克重为160～400g/m2，优选地，针织面料的克重为160～280g/m2。

优选地，含有石墨烯材料的纱线的纱支为30～60s，sorona生物基纤维纱线的纱线为30d～50d，保持sorona生物基纤维纱线的支数要大于石墨烯材料的纱线支数，含有石墨烯材料的纱线的纱支数在30～60s，可以保证其较为柔软，亲肤性能好，从内到外形成梯度排汗系统，从而使得面料从内到外内有良好的导湿性能，进一步提高其快干单向导湿效果。

优选地，所述石墨烯材料为石墨烯粘胶纤维，其纤维细度为0.5～2d，长度为38～72mm。

优选地，含有石墨烯的纱线为含有石墨烯的粘胶与棉混纺纱线，所述棉:粘胶混纺纱线的混合重量比为65：35。

本发明还提供上述石墨烯与生物基纤维针织面料的生产方法，包括如下步骤：

步骤一：准备材料，设计单面纬编织物的结构，确定石墨烯材料、生物基纤维及其他纤维的使用比例，纱线的纱支、石墨烯在纱线中的存在方式；

步骤二：织造，采用纬编大圆机进行编织，采用单面添纱组织，使含有石墨烯材料的赛络纺纱线位于针织面料正面，生物基纤维纱线位于反面。

步骤三：染前准备，让胚布自然回缩24小时，并过蒸汽收缩；

步骤四：定胚，过90℃热水浸轧处理，再经定型机定型，定型温度190℃，速度：22米/分钟，时间为1-5mm；

步骤五：煮练，煮练温度为110℃，时间控制在30-60min，保证胚布完成退软；

步骤六：煮练后的胚布经染色和中检测，完成第一次整理；

步骤七：防蚊整理，采用hhlvp1防蚊助剂，溶剂浓度为2～5wt％，优选为3wt％，ph值控制在4.0～7.0，经浸轧工艺，轧余率为80％，溶液使用量为3.75kg/100l；浸轧后的胚布再经定型整理，定型温度160～180℃，定型时间为1min；

步骤八：单向导湿印制，单面印制非连续式旋涡图案，防水浆料配方为防水剂h20g/kg和防水剂增强剂4g/kg，搅拌均匀，印制后在170℃条件下烘焙1分钟，印制后做防沾色皂洗；

步骤九：亲水吸湿快干整理，吸湿排汗助剂h-wa60g/l，快干助剂613820g/l，经浸轧、定型、预缩、成品检验，得到所需的针织面料。

优选地，所述步骤9中定型的温度为170℃，时间为1～5min，速度为22米/分钟。

本发明得到的石墨烯与生物基纤维针织面料，具有如下有益效果：

(1)采用石墨烯与生物基纤维混合作用，具有内暖远红外保健理疗功效，同时具有防蚊抗菌防螨，抗静电防辐射功能，服装用具有穿着透气舒适吸湿速干单向导湿的功能，床品家居用具有亲肤舒适吸湿快干单向导湿功能；

(2)将含有石墨烯的纱线编织在面料正面，并配合sorona生物基纤维纱线共同作用，利用石墨烯材料的抗菌防静电、亲水亲肤性能，及sorona生物基纤维超强保型性弹性恢复及舒适亲肤性能，与皮肤直接接触，具有抗菌防静电、保型、穿着舒适等功效；

(3)将石墨烯材料与生物基纤维进行混合搭配，采用纬编针织结构，通过微管技术实现排出人体汗液和湿热气体；

(4)含有石墨烯材料的纱线的纱支数在30～60s，可以保证其较为柔软，亲肤性能好，从而使得面料从内到外有良好的导湿性能，进一步提高其快干单向导湿效果。

附图说明

图1是本发明实施例一较佳之结构意匠图；

图2是本发明实施例二较佳之工艺图；

附图中各标记的具体含义如下：

1—sorona生物基弹力丝；2—含有石墨烯的纱线；

3—双面纬编织物的结构意匠图；4—排针图；

5—三角图；6—紧密纺棉纱。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本实施案例提供了一种保健面料，具体是:40sj石墨烯(棉65％/石墨烯粘胶35％)+50d弹力丝添纱单面布，设计规格实用68"170g/m2。

其生产流程如下：材料准备→织造→染前准备→定胚→煮练→染色→中检测→防蚊整理→单向导湿印制→亲水吸湿快干整理→预缩→成品检测，具体如下：

(1)流程中织造部分，采用单面纬编平纹针织结构，面纱采用40/1’j石墨烯(棉65％/石墨烯粘胶35％)赛络纺材料，底纱采用50dsorona生物基(索罗娜),机型：38”x24g总针数：2592排针：121212，如图1所示为结构意匠图，其中1为sorona生物基弹力丝，2为含有石墨烯的纱线。

(2)定胚前让胚布自然回缩24小时，并过蒸汽收缩，定胚采用过90度热水高温定胚，以保证sorona生物基纤维充分定型，保证其弹性和弹性恢复力，定型温度190℃，速度：22米/分钟，时间为1～5min。

(3)煮练工序，煮练温度为110℃，时间控制在30～60min，保证胚布完成退软，吸水性能好，缸内不可制软，保证面料在出缸后有良好吸水性能，以便于后道工序的整理加工。

(4)防蚊整理，采用hhlvp1防蚊助剂，溶剂浓度为2～5wt％，优选为3wt％，ph值控制在4.0～7.0，经浸轧工艺，轧余率为80％，溶液使用量为3.75kg/100l；浸轧后的胚布再经定型整理，定型温度160～180℃，定型时间为1min；

(5)单向导湿印制，单面印制非连续式旋涡图案，roth公司id号ci3020图案，圆网印制，防水浆料需要搅拌均匀，配方为华大浩宏防水剂h20g/kg华大浩宏防水剂增强剂4g/kg，对浆重，印制后170℃烘焙1分钟，印制后做防沾色皂洗，避免散布游离的防水剂影响单向导湿效果。

(6)亲水吸湿快干整理，华大浩宏吸湿排汗助剂h-wa60g/l，华大浩宏快干助剂613820g/l，经浸轧、定型、预缩、成品检验，得到所需的针织面料，定型温度170℃，速度为22米/分钟，时间为1～5min。

实施例二：

本实施案例提供了一种保健面料，具体是32sj/1j+40sj石墨烯(棉65％/石墨烯粘胶35％)+50d弹力丝双层布，设计规格实用72"250/m2。

其生产流程如下：材料准备→织造→染前准备→定胚→煮练→染色→中检测→防蚊整理→单向导湿印制→亲水吸湿快干整理→预缩→成品检测，具体如下：

(1)流程中织造部分，采用双面纬编针织结构，内层采用40/1’j石墨烯(棉65％/粘胶35％)赛络纺材料，中间连接层采用75dsorona生物基纤维，面层采用32sj越南新大东紧密纺。机型：38"24g，总针数：2880，纱长/含针：23cm/40s：26cm/32s：27.5cm/100g，具体编织工艺如图2所示，6为紧密纺棉纱，2为含有石墨烯的纱线，3为双面纬编织物的结构意匠图，4是排针图，5是三角图。

(2)定胚前让胚布自然回缩24小时，并过蒸汽收缩，定胚采用高温定胚，以保证sorona生物基纤维充分定型，保证其弹性和弹性恢复力，定型温度190℃，速度：22米/分钟，时间为1-5min。

(3)煮练工序，煮练温度为110℃，时间控制在30-60min，保证胚布完成退软，吸水性能好，缸内不可制软，保证面料在出缸后有良好吸水性能，以便于后道工序的整理加工。

(4)防蚊整理，采用hhlvp1防蚊助剂，溶剂浓度为2-5wt％，优选为3wt％，ph值控制在4.0～7.0，经浸轧工艺，轧余率为80％，溶液使用量为3.75kg/100l；浸轧后的胚布再经定型整理，定型温度160～180℃，定型时间为1min；

(5)单向导湿印制，单面印制非连续式旋涡图案，roth公司id号ci3020图案，圆网印制，防水浆料需要搅拌均匀，配方为华大浩宏防水剂h20g/kg华大浩宏防水剂增强剂4g/kg，对浆重，印制后170℃烘焙1分钟，印制后做防沾色皂洗，避免散布游离的防水剂影响单向导湿效果。

(6)亲水吸湿快干整理，华大浩宏吸湿排汗助剂h-wa60g/l，华大浩宏快干助剂613820g/l，经浸轧、定型、预缩、成品检验，得到所需的针织面料，定型温度170℃，速度为22米/分钟，时间为1-5min。

将上述二组实施例得到的针织面料进行快干单向导湿、抗菌性能、防蚊性能、塑性变形率进行检测，结果如下：

表1

从上述结果可以看出实施例一、实施例二快干单向导湿、抗菌性能、防蚊性能、塑性变形率等性能方面均表现突出，尤其是实施例一的快干单向导湿效果和金黄色葡萄球菌分别达到了277.6和98.88％略优于实施例二。而实施例二的驱避率达到了86.23％略优于实施例一，由于采用了sorona生物基纤维，实施例一和实施例二的塑性变形率都非常的优秀。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。