本发明涉及纺织用品
技术领域：
，具体涉及一种抗紫外线改性棉纤维面料及其制备方法。
背景技术：
棉纤维面料是指采用棉纤维为原料纺织而成的面料；棉纤维的主要成份是纤维素，纤维素是高分子化合物，纤维素的化学结构式由α葡萄糖为基本结构单元重复构成，其元素组成为碳44.44%、氢6.17%、氧49.39%。棉纤维的聚合度在6000~11000间。此外，棉纤维还附有5%左右的其他物质，称为伴生物，伴生物对纺纱工艺与漂练、印染加工均有影响。由于棉纤维为材料，所以用其纺织而成的面料与肌肤接触无任何刺激，无副作用，久穿对人体有益无害，卫生性能良好，且有较好的吸湿性和保暖性能，因而，棉纤维面料是纺织服装领域应用最多的一种面料材料。然而，棉纤维面料也存在诸多缺陷，如耐光性、耐热性一般；对微生物敏感，不耐霉菌；抗褶皱性差；染色性差等，也导致棉纤维面料在纺织服饰领域的应用受到一定限制。为了增加棉纤维面料在纺织服饰领域的应用范围，人们对棉纤维面料做了大量改性处理，以期改善其缺点，增加其性能。如：现有技术中为提高棉纤维面料的抗紫外线性，通常将具有抗紫外线功能的纳米粒子负载在棉纤维面料上，进而得到抗紫外线性能较好的复合面料。上述方法虽然赋予了棉纤维面料更好的抗紫外线性，但负载的纳米颗粒，不仅容易脱落，而且负载量少，同时还会降低棉纤维面料的穿着舒适性，影响了棉纤维面料在高档纺织服饰中应用。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有棉纤维面料存在的抗紫外线性差的缺陷，提出了一种抗紫外线改性棉纤维面料及其制备方法。本发明改性棉纤维面料是将抗紫外线成分对通过微生物的生化反应而具有大量活性基团的改性棉纤维面料进行抗紫外线处理而得到的，棉纤维面料上经微生物生化反应具有的活性基团能与抗紫外线成分进行键接，从而显著改善了棉纤维面料的抗紫外线性，且不易脱落；该改性棉纤维面料可应用于纺织服饰的各个领域。为了实现上述发明目的，本发明提供了一种抗紫外线改性棉纤维面料，是将棉纤维面料用微生物改性剂处理后，再用抗紫外线成分经抗紫外线处理而成的。其中，所述的微生物改性剂包括镰状纤维菌(cellfacicula)、曲霉(aspergillus)和木醋杆菌（acetobacterxylinus）；所述微生物改性剂之间具有协同增效作用，能通过生化反应使棉纤维上具有大量活性基团，同时，具有的活性基团与所述抗紫外线成分相容性好，键接能力强，使棉纤维面料具有优异的抗紫外线性；并且，所述微生物改性剂对棉纤维中纤维素的改性程度更易控制，对棉纤维力学性能的影响作用小。其中，优选的，所述的微生物改性剂中镰状纤维菌、曲霉和木醋杆菌的质量比为1-3︰1-3︰1；优选的微生物改性剂对棉纤维的改性效果更好，得到的棉纤维上活性基团更多，力学性能更好；最优选的，所述的微生物改性剂中镰状纤维菌、曲霉和木醋杆菌的质量比为2︰2︰1。其中，所述的抗紫外线成分包括丝素肽和纳米二氧化钛；优选的，所述的抗紫外线成分中丝素肽和纳米二氧化钛的物质的量之比为3-8︰1；在该比例下，二氧化钛分散均匀，能被丝素肽完全包覆，不易脱落；丝素肽与所述微生物改性剂作用后的活性基团键接能力强，且其形成的膜结构能包覆二氧化钛，防止二氧化钛脱落，从而显著改善棉纤维面料的抗紫外线性，同时，丝素肽为天然材料，不会影响棉纤维面料的天然性。其中，优选的，所述的丝素肽分子量为5000-15000；该分子量的丝素肽成膜性好，能在碳纤维表面形成丝素蛋白膜结构，棉纤维的抗紫外线性能更好。为了实现上述发明目的，进一步的，本发明还提供了一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，包括以下步骤：（1）用微生物改性剂配制改性整理剂；用抗紫外线成分配制抗紫外线整理剂；（2）将棉纤维面料浸入步骤（1）的改性整理剂中，进行改性处理；（3）去除步骤（2）中经改性处理的棉纤维面料上附着的微生物，得到改性棉纤维面料；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维面料浸入步骤（1）中的抗紫外线整理剂中，进行抗紫外线处理；（5）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入碱液中，进行缩合处理；（6）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维面料经常规工艺后处理得到本发明抗紫外改性棉纤维面料。一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，先利用微生物的生化反应，对棉纤维面料进行改性处理，使棉纤维面料的分子链上具有了大量的活性基团；再通过键接作用，将抗紫外线成分与活性基团键接，从而赋予了棉纤维优异的抗紫外线性；本发明方法制备得到的改性棉纤维面料抗紫外线性好，可广泛应用于纺织服饰领域；本发明制备方法简单、可靠，适合改性棉纤维面料的大规模工业化生产。上述一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，其中，优选的，步骤（1）中所述的改性整理剂中含微生物改性剂15-30%，葡萄糖0.5-1%，蛋白胨0.5-1%，其余为水；其中的葡萄糖和蛋白胨为微生物的代谢提供养分，但含量过高，营养成分充足，微生物对棉纤维面料的生化作用减弱，对棉纤维面料的改性效果降低；含量过低，营养成分缺少，微生物活性降低，对棉纤维面料的改性效果同样降低。上述一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，其中，优选的，步骤（1）中所述的抗紫外线整理剂中含抗紫外线成分10-30%，碳酸氢钠0.2-0.5%，其余为水；其中碳酸氢钠能促进抗紫外线成分与改性棉纤维上活性基团的键接，但含量过高，整理液碱性大，会导致抗紫外线成分变性，降低抗紫外线性。上述一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，其中，优选的，步骤（2）中棉纤维面料是经过灭菌处理的；对棉纤维面料灭菌处理，能减少杂菌对改性处理效果的影响。上述一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，其中，优选的，步骤（2）中改性处理的温度为30-40℃；处理时间为20-40h；改性时间过长，对棉纤维面料的改性过渡，棉纤维面料力学性能会显著降低。上述一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，其中，优选的，步骤（3）中去除棉纤维上附着微生物的方法为超声波进行震荡处理；超声波提供的高频震荡能促进微生物的脱落，能快速、高效的去除附着的微生物；进一步优选的，所述超声波震荡处理分为二个阶段，第一阶段为剥离处理阶段，是为了在较完整保留微生物活性的前提下去除棉纤维上的微生物，该段去除的微生物可回收利用，节约生产成本，该阶段在清水中处理，可重复操作1-3次；第二阶段为灭菌处理阶段，是为了灭杀棉纤维上剩余微生物的活性；所述剥离处理阶段的超声波的频率≤40khz，时间为5-20min，超声波频率过高或时间过长，会破坏微生物结构，造成微生物难以回收再利用；所述灭菌处理阶段的超声波频率≥100khz，时间为10-30min，超声波频率过低或时间过短，不能完全灭活微生物。上述一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，其中，优选的，步骤（4）中的抗紫外线处理的温度为30-40℃；处理时间为10-16h；抗紫外线处理温度和时间是根据抗紫外线成分与活性基团的键接温度和速度来决定的。上述一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，其中，优选的，步骤（4）中棉纤维面料与抗紫外线整理剂的质量比为1︰10-40。上述一种抗紫外线改性棉纤维面料的制备方法，其中，优选的，步骤（5）所述的碱液为浓度为0.5-1.2mol/l的氢氧化钠溶液；所述的缩合处理温度为60-80℃，处理时间为1-3h；通过缩合处理，能将棉纤维上的丝素肽进行脱水缩合，形成分子量更大的丝素蛋白，从而使改性棉纤维面料具有更好的抗紫外线性。与现有技术相比，本发明的有益效果：1、本发明改性棉纤维面料是经过微生物的生化反应而具有的大量活性基团，能与抗紫外线成分键接，从而使棉纤维面料具有优异的抗紫外线性能，可应用于纺织服饰的各个领域。2、本发明改性棉纤维面料利用微生物的生化反应对棉纤维面料进行改性处理，改性效果好，改性程度可控性强，在改善棉纤维面料抗紫外线性的同时，能保证棉纤维面料的力学性能。3、本发明改性棉纤维面料中均为原材料，无污染，性好。4、本发明改性棉纤维面料的制备方法中对微生物改性剂可回收利用，生产成本更低。5、本发明改性棉纤维面料的制备方法简单、可靠，适合改性棉纤维面料的大规模工业化生产。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。实施例1（1）将微生物改性剂按微生物改性剂23%，葡萄糖0.8%，蛋白胨0.8%，其余为水的配比配制改性整理剂，所述微生物改性剂中镰状纤维菌、曲霉和木醋杆菌的质量比为2︰2︰1；将抗紫外线成分按抗紫外线成分20%，碳酸氢钠0.4%，其余为水的配比配制抗紫外线整理剂，所述的抗紫外线成分中分子质量为10000的丝素肽和纳米二氧化钛的物质的量之比为5︰1；（2）将棉纤维面料浸入步骤（1）的改性整理剂中，在35℃温度下进行改性处理30h；（3）将步骤（2）中经过改性处理的棉纤维面料，先用频率为30khz的超声波在清水中处理15min，取出后再用频率为120khz的超声波处理20min，得到改性棉纤维面料；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维面料浸入步骤（1）中的抗紫外线整理剂中，在35℃的温度下进行抗紫外线处理14h；（5）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入浓度为0.8mol/l的氢氧化钠溶液中，在温度为70℃的条件下进行缩合处理2h；（6）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维，经常规工艺后处理得到本发明抗紫外线改性棉纤维面料。实施例2（1）将微生物改性剂按微生物改性剂15%，葡萄糖0.5%，蛋白胨1%，其余为水的配比配制改性整理剂，所述微生物改性剂中镰状纤维菌、曲霉和木醋杆菌的质量比为1︰1︰1；将抗紫外线成分按抗紫外线成分30%，碳酸氢钠0.2%，其余为水的配比配制抗紫外线整理剂，所述的抗紫外线成分中分子质量为5000的丝素肽和纳米二氧化钛的物质的量之比为3︰1；（2）将棉纤维面料浸入步骤（1）的改性整理剂中，在30℃温度下进行改性处理40h；（3）将步骤（2）中经过改性处理的棉纤维面料，先用频率为20khz的超声波在清水中处理30min，取出后再用频率为100khz的超声波处理30min，得到改性棉纤维面料；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维面料浸入步骤（1）中的抗紫外线整理剂中，在30℃的温度下进行抗紫外线处理16h；（5）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入浓度为0.5mol/l的氢氧化钠溶液中，在温度为60℃的条件下进行缩合处理3h；（6）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维，经常规工艺后处理得到本发明抗紫外线改性棉纤维面料。实施例3（1）将微生物改性剂按微生物改性剂30%，葡萄糖1%，蛋白胨0.5%，其余为水的配比配制改性整理剂，所述微生物改性剂中镰状纤维菌、曲霉和木醋杆菌的质量比为1︰3︰1；将抗紫外线成分按抗紫外线成分10%，碳酸氢钠0.5%，其余为水的配比配制整理剂，所述的抗紫外线成分中分子质量为15000的丝素肽和纳米二氧化钛的物质的量之比为8︰1；（2）将棉纤维面料浸入步骤（1）的改性整理剂中，在40℃温度下进行改性处理20h；（3）将步骤（2）中经过改性处理的棉纤维面料，先用频率为40khz的超声波在清水中处理5min，取出后再用频率为150khz的超声波处理15min，得到改性棉纤维面料；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维面料浸入步骤（1）中的整理剂中，在40℃的温度下进行抗紫外线处理12h；（5）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入浓度为1.2mol/l的氢氧化钠溶液中，在温度为80℃的条件下进行缩合处理1h；（6）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维，经常规工艺后处理得到本发明抗紫外线改性棉纤维面料。对比例1（1）将微生物改性剂按微生物改性剂23%，葡萄糖0.8%，蛋白胨0.8%，其余为水的配比配制改性整理剂，所述微生物改性剂中乳酸菌、曲霉和木醋杆菌的质量比为2︰2︰1；将抗紫外线成分按抗紫外线成分20%，碳酸氢钠0.4%，其余为水的配比配制抗紫外线整理剂，所述的抗紫外线成分中分子质量为10000的丝素肽和纳米二氧化钛的物质的量之比为5︰1；（2）将棉纤维面料浸入步骤（1）的改性整理剂中，在35℃温度下进行改性处理30h；（3）将步骤（2）中经过改性处理的棉纤维面料，先用频率为30khz的超声波在清水中处理15min，取出后再用频率为120khz的超声波处理20min，得到改性棉纤维面料；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维面料浸入步骤（1）中的抗紫外线整理剂中，在35℃的温度下进行抗紫外线处理14h；（5）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入浓度为0.8mol/l的氢氧化钠溶液中，在温度为70℃的条件下进行缩合处理2h；（6）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维，经常规工艺后处理得到本发明抗紫外线改性棉纤维面料。对比例2（1）将微生物改性剂按微生物改性剂23%，葡萄糖0.8%，蛋白胨0.8%，其余为水的配比配制改性整理剂，所述微生物改性剂中曲霉和木醋杆菌的质量比为2︰1；将抗紫外线成分按抗紫外线成分20%，碳酸氢钠0.4%，其余为水的配比配制抗紫外线整理剂，所述的抗紫外线成分中分子质量为10000的丝素肽和纳米二氧化钛的物质的量之比为5︰1；（2）将棉纤维面料浸入步骤（1）的改性整理剂中，在35℃温度下进行改性处理30h；（3）将步骤（2）中经过改性处理的棉纤维面料，先用频率为30khz的超声波在清水中处理15min，取出后再用频率为120khz的超声波处理20min，得到改性棉纤维面料；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维面料浸入步骤（1）中的抗紫外线整理剂中，在35℃的温度下进行抗紫外线处理14h；（5）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入浓度为0.8mol/l的氢氧化钠溶液中，在温度为70℃的条件下进行缩合处理2h；（6）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维，经常规工艺后处理得到本发明抗紫外线改性棉纤维面料。对比例3（1）将微生物改性剂按微生物改性剂23%，葡萄糖0.8%，蛋白胨0.8%，其余为水的配比配制改性整理剂，所述微生物改性剂中镰状纤维菌、曲霉和木醋杆菌的质量比为2︰2︰1；将抗紫外线成分按抗紫外线成分20%，碳酸氢钠0.4%，其余为水的配比配制抗紫外线整理剂，所述的抗紫外线成分中分子质量为10000的丝素肽和纳米二氧化钛的物质的量之比为5︰1；（2）将棉纤维面料浸入步骤（1）的改性整理剂中，在35℃温度下进行改性处理30h；（3）将步骤（2）得到的经过改性处理的棉纤维面料直接浸入步骤（1）中的抗紫外线整理剂中，在35℃的温度下进行抗紫外线处理14h；（4）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入浓度为0.8mol/l的氢氧化钠溶液中，在温度为70℃的条件下进行缩合处理2h；（5）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维，经常规工艺后处理得到本发明抗紫外线改性棉纤维面料。对比例4（1）将微生物改性剂按微生物改性剂23%，葡萄糖0.8%，蛋白胨0.8%，其余为水的配比配制改性整理剂，所述微生物改性剂中镰状纤维菌、曲霉和木醋杆菌的质量比为2︰2︰1；将抗紫外线成分按抗紫外线成分4%，碳酸氢钠0.4%，其余为水的配比配制抗紫外线整理剂，所述的抗紫外线成分为纳米二氧化钛；（2）将棉纤维面料浸入步骤（1）的改性整理剂中，在35℃温度下进行改性处理30h；（3）将步骤（2）中经过改性处理的棉纤维面料，先用频率为30khz的超声波在清水中处理15min，取出后再用频率为120khz的超声波处理20min，得到改性棉纤维面料；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维面料浸入步骤（1）中的抗紫外线整理剂中，在35℃的温度下进行抗紫外线处理14h；（5）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入浓度为0.8mol/l的氢氧化钠溶液中，在温度为70℃的条件下进行缩合处理2h；（6）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维，经常规工艺后处理得到本发明抗紫外线改性棉纤维面料。对比例5（1）将抗紫外线成分按抗紫外线成分20%，碳酸氢钠0.4%，其余为水的配比配制抗紫外线整理剂，所述的抗紫外线成分中分子质量为10000的丝素肽和纳米二氧化钛的物质的量之比为5︰1；（2）采用现有技术将棉纤维面料用生物酶进行改性处理；（3）将步骤（2）中经过改性处理的棉纤维面料，先用频率为30khz的超声波在清水中处理15min，取出后再用频率为120khz的超声波处理20min，得到改性棉纤维面料；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维面料浸入步骤（1）中的抗紫外线整理剂中，在35℃的温度下进行抗紫外线处理14h；（5）将步骤（4）中经抗紫外线处理的棉纤维面料浸入浓度为0.8mol/l的氢氧化钠溶液中，在温度为70℃的条件下进行缩合处理2h；（6）将步骤（5）中经缩合处理的棉纤维，经常规工艺后处理得到本发明抗紫外线改性棉纤维面料。将上述实施例1-3和对比例1-5中得到的抗紫外线改性棉纤维面料，进行性能检测，记录数据如下：性能抗紫外线效果力学性能水洗50次后，抗紫外线效果实施例1++++++++++++++实施例2++++++++++++++实施例3++++++++++++++对比例1++++++++对比例2+++++++++对比例3+++++++对比例4++++++++对比例5+++++++++注：“+”越多，说明性能越好。对上述实验数据分析可知，实施例1-3中采用本发明方法制备得到的改性棉纤维面料，抗紫外线性效果好，力学性能好，抗紫外线持续性好；而对比例1中，微生物改性剂种类发生改变，协同增效作用消失，导致其对棉纤维面料的改性效果造成影响，改性棉纤维面料的力学性能和抗紫外线效果都显著降低；对比例2中微生物改性剂中缺少一种微生物，协同增效作用消失，对棉纤维面料的改性效果降低，改性棉纤维面料的抗紫外线效果显著降低；对比例3中未对改性棉纤维上的细菌进行灭活，在抗紫外线处理时，微生物分解了抗紫外线成分，并影响染料与活性基团的键接，导致改性棉纤维面料的整理效果显著降低；对比例4中抗紫外线成分中未添加丝素肽，改性棉纤维面料抗紫外线效果下降，抗紫外线持续性显著降低；而对比例5中采用现有的生物酶改性处理，虽然改性后的抗紫外线效果较好，但与本发明相比还有较大差距，尤其是，生物酶催化反应快速，控制困难，造成棉纤维面料力学性能显著降低。当前第1页12