专利名称：多功能针织运动服装面料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织产品，尤其涉及一种具有导湿快干、抗紫外线、抗静电的多功能针织运动服装面料及其制备方法。
背景技术：
人们在剧烈运动时，皮肤与人体之间舒适的热平衡被打破，人体出现液体汗，这些汗液应尽快从皮肤上排离，否则会导致不利于人体健康的积热。在这种穿着条件下，对于运动类服装的一项重要要求就是使织物具有良好的吸收汗液并迅速排出到服装外层、快速蒸发的功能，即导湿快干，以保证服装的湿热舒适性和卫生性。中国专利CN2530965Y公开了一种“整体式快速导湿针织面料”，此面料是由内外两层组成，内层纤维是具有导湿快干功能、纤维截面为多沟槽特殊形状、纤维纵向形成微小毛细管芯吸排液通道的化纤纤维，外层纤维是天然纤维，内外层纤维根据针织两面效应编织而成的内外层功能织物。该织物外层由吸湿性纤维，如棉纱或羊毛等纤维形成，织物内层则由多沟槽涤纶长丝成圈形成；中国专利CN2530965Y公开了另一种“整体式快速导湿针织面料”，该面料是由内、中、外三层组成，内层为具有优异毛细管芯吸作、可迅速排离皮肤汗液、由异形截面高导湿纤维构成的贴身面，中间为高密度点网状化纤传导层，外层为吸湿天然纤维组成面料正面，内、中、外三层纤维组成整体式结构针织面料。两种面料都具有良好的吸收汗液并迅速排出到服装外层、快速蒸发的功能，但这两种面料只适合小运动量的情况下穿着，此时人体只产生潜汗或气态汗。因为人体在高温下剧烈运动时，会产生大量的液态汗，这些汗液被织物表面的天然纤维吸收，而天然纤维吸湿后具有较高的膨胀率，如棉纱随纱线支数不同而异，最高可达24％，膨胀的纤维会填充原有织物的孔隙，限制空气的渗透，阻止里层的汗液向外传导，导致水汽和热量的集结增加，使服装热湿舒适感很差，最终衣服被汗液浸透粘贴在皮肤上，使穿着者感到不舒服，因而上述两种产品不具有高导湿性。中国发明专利CN1482296A公开了一种“高导湿功能针织复合织物的制造方法”，它采用不同单纤维线密度的化学纤维分别编织织物的外层、中层和内层，利用纤维细度的差异形成差动效应而达到导湿快干的目的。但该产品内层采用常规涤纶长丝或短纤维纱线，而涤纶纤维具有吸湿能力差、比电阻很高、导电能力极差，因而易产生静电等缺陷，贴身穿着不舒服，且其采用的组织内外层均为平针，因而织物的透气性较差。此外，上述几种产品均只具有单一的导湿快干功能。
近些年来，随着大气臭氧层被逐步破坏，紫外线对人体皮肤的伤害越来越重，特别是在夏季烈日下运动时，常会损伤皮肤，使人们患上皮肤癌、皮炎等皮肤病。因此，开发防紫外线纤维和面料正日益受到重视，以有效地抵挡紫外线的伤害。作为为户外服装的运动服，其防紫外线功能尤其显得重要。我国开发防紫外线面料的方法有很多，技术也较为成熟，但是，大多数防紫外线面料在具备这种特殊功能的同时，往往忽视了织物的服用舒适性，即不具有导湿快干性，而没有良好舒适感的服装体现不出纺织品的附加值，从而损失了其商业价值。中国专利ZL02267177.3公开了一种“防护性服装面料”该面料由抗紫外线表布和与该表布相复合的兼具抗电磁波和吸湿排汗的里布所组成，里布为95％的棉纤维和5％的金属纤维制成，这种产品具有抗紫外线和导湿快干功能，但由于金属纤维的存在而使织物的柔软性差，且仅有棉纤维也难以满足大运动量时高导湿的要求，因此只能作为特殊工种的防护性服装面料，不适合日常和运动时穿着。
总之，在现有针织运动服装面料的研制开发上，往往只注重单一性能的研究，偏重一个方面而忽视了另一方面。不能将功能性与舒适性相结合，为人们提供“舒适、健康、安全”的多功能服装。
发明内容
为了克服现有针织面料功能单一，面料处理方法不合理的缺陷，本发明的目的是提供一种多功能针织运动服装面料，这种面料可以同时具有导湿快干性能、抗静电性能、抗紫外线性能、透气性和柔软舒适等服用性能。
本发明的另一个目的是提供一种能进一步增强面料的导湿快干性能及透气性、增强面料的抗紫外线性能及抗静电性能、并具有柔软舒适性的多功能针织运动服装面料的制备方法本发明的技术方案是以下述方式实现的一种多功能针织运动服装面料，它是由快速扩散和散发水汽的外层、迅速传递水汽到外层的中间连接层和快速吸水的里层组成；其外层为75D/100F的“C-O”型截面和微孔结构的涤纶长丝，中间连接层为细旦丙纶或细旦涤纶长丝，里层为75D/72F的“+”型或“Y”型、“H”型或五角星形状截面的、经过半消光处理的具有抗紫外功能的涤纶长丝。
所述的里层采用一隔一抽针结构，中间连接层为集圈结构，外层采用平针组织结构。
所述的面料外层的密度是里层的二倍。
上述多功能针织运动服装面料的制备方法为一、在双面针织大园机上采用①、②、③、④共四路上机编织成具有里层、中间连接层和外层的整体式面料；二、对上述面料进行染整，其工艺为验坯布、翻布、碱减量处理、染色、还原清洗、皂洗、柔软处理、脱水、烘干、定型、验布打卷、包装；其中
②路选用75D/72F的“+”型或“Y”型、“H”型、五角星形状截面的半消光细旦涤纶长丝形成面料的里层，该层采用抽针的方法进行编织；①、③路选用75D/100F的“C-O”型截面和微孔结构的涤纶长丝编织面料的外层；④路作为连接层在织物的中间，是织物的传导层，采用细旦丙纶或细旦涤纶；碱减量处理的碱浓度采用2～3％o.w.f的NaOH；柔软处理时选用亲水性柔软剂，增加聚酯纤维的浸润性能。
在碱减量处理中的促进剂1227的浓度为2g/L，浴比1∶20，温度采用100℃，处理时间为60min。
柔软处理中，亲水性柔软剂TP-620的浓度为3～4％o.w.f，浴比是1∶20，温度为60℃，处理时间20min。
所选用的亲水性柔软剂TP-620，可增加聚酯纤维的浸润性能，从而增加织物的吸湿性，并使织物柔软舒适。
碱减量的目的是为了改善异形纤维织物的染色性能和导湿快干性能，碱浓度不宜过大；因为异形纤维的比表面积大，对碱的作用敏感，碱的用量大时易造成纤维的损伤，甚至会破坏纤维的形态结构，影响纤维的导湿性能；此外，碱液浓度过大，涤纶碱水解反应速度快，极易造成纤维分解不均匀，而碱减量不均匀是导致染色不匀的关键因素，而且在染色中采取一般的匀染措施也是无法修复的。因此采用2～3％o.w.f的NaOH，浴比控制在1∶20。上述工艺在升温过程中，要严格控制升温速度，从60℃开始，基本上保持升温速度为1.5℃/min，使NaOH与纤维之间的作用能够尽可能地稳定、均匀。碱减量处理后，要进行充分的水洗，先热水洗，再温水洗，最后还要冷水洗，以防止杂质和一些齐聚物再次粘附织物表面，造成阻塞，影响染色效果。
本发明提供的多功能针织运动服装面料采用性能不同的新型纺织原料——具有“C-O”型截面和微孔结构的导湿快干纤维、具有“+”型截面和纵向沟槽并经过抗紫外线处理的涤纶纤维、细旦丙纶或细旦涤纶，选取科学的织物结构模型和组织设计，配合先进的前处理和后整理工艺，利用导湿快干纤维的高导湿性和织物结构所形成的差动毛细效应及灯芯点芯吸效应原理，以及碱减量和亲水性整理的增效作用，使织物具有优良的导湿快干性，且透气凉爽，抗静电；利用抗紫外线纤维和织物的组织结构使织物具有抗紫外性；利用针织物的线圈结构而使织物柔软舒适、弹性好。从而克服现有针织面料功能单一的弊端，满足人们对多功能服装的需求。
本发明的有益效果是1、集多功能于一体，可以同时满足织物具有吸湿速干、透气凉爽、抗静电、抗紫外、柔软舒适、弹性好多种优良性能。上述功能主要是通过纤维截面的异形结构和纵向的沟槽结构、织物的三层结构及织物正反面的密度差异、以及染色前的碱减量处理和染色后的亲水性整理等实现的，且功能持久。该面料经国家棉纺织产品质量监督检验中心检测①导湿快干性能与国际知名运动服装品牌耐克导湿快干产品相比，其吸水率为460％，干燥速率为110.3％，扩散速率为1，而耐克产品的吸水率为280％，干燥速率为94.6％/h，扩散速率为1，可见，所制面料的吸湿性和快干性均高于耐克导湿快干产品。②抗紫外线性能该织物的抗紫外线系数UPF为974(国标规定UPF在40～50为防护效果极好产品)。
2、人们穿着该面料所制成的服装在夏季户外活动时，即使温度达30℃、湿度达90％以上，也因其能快速地吸水、导水、扩散和散发而保持人体皮肤的干爽，使人们不会感到闷热，还无需担心会患上皮肤癌、皮炎等皮肤病，也不会因运动时身体与衣服的磨擦而产生静电，从而满足人们对运动服装“舒适、健康、清洁、安全、安心”的需求。
3、该面料适用于运动服装，还可用于夏季服装、强体力劳动工作服装。
图1为本发明面料截面结构示意2为本发明面料外层采用原料的纤维截面示意3为本发明面料里层所采用原料的纤维截面示意4为本发明面料的四路编织图示意
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明由图1、图2、图3可以看出本发明的面料是由快速扩散和散发水汽的外层、迅速传递水汽到外层的中间连接层和快速吸水的里层组成；其中外层1为75D/100F的具有“C-O”型截面和微孔结构的涤纶长丝，中间连接层2为细旦丙纶或细旦涤纶长丝，里层3为75D/72F的“+”型或“Y”型、“H”型、五角星形状截面的、经过半消光处理的具有抗紫外功能的涤纶长丝；由图4可以看出本发明采用①、②、③、④共四路上机编织成具有里层3、中间连接层2和外层1的整体式面料；其中，②路选用75D/72F的异形截面即“+”型或“Y”型、“H”型、五角星形状截面的半消光细旦涤纶长丝形成织物的里层，这也是织物的吸湿层。该层采用抽针的方法进行编织，形成一个个的“沟道”，使织物与身体呈线接触，从而形成一个热量散发的空间通道，达到凉爽透气的效果，并通过合理确定吸湿层的密度，再加上纤维纵向沟槽所形成的微细管道，因此毛细效应好，促使皮肤表面所产生的汗液通过毛细管芯吸的传递作用迅速排离皮肤；④路作为连接层在织物的中间，是织物的传导层，采用细旦丙纶或细旦涤纶，因为这二者都是疏水性能较强但导湿芯吸性能非常好的纤维，通过特殊的织物结构设计，中间连接层的纤维呈高密度点网状分布，形成灯芯状吸水点，连接里层与外层织物，将里层的水液迅速传递到外层；①、③路编织织物的外层，这也是织物的散发层，它吸收从内层及中间连接层传递的汗水，并迅速向周围大气中挥发，该层选用75D/100F的“C-O”型截面涤纶长丝，该纤维异形度高，比表面积大，单纤细度小，形成较细的毛细管，使织物外层毛细管与内层毛细管之间形成较大的附加压力，在这种压力差的作用下，织物中的液态水自动从里层流向外层。此外，织物正面采用平针组织，其密度是织物反面的2倍，因此表面积大于里层，增大了水分蒸发散失的表面积，有利于汗水的快速蒸发，真正实现快干的目的。由于内层和中间连接层均由拒水性纤维组成，因此，散发层不仅能吸收上述两层表面的水分，而且可以将滞留在纤维内部的汗水吸收并排离织物，使贴身的里层服装始终保持干燥凉爽的状态。这样，即使人们在大量运动时，服装仍然可以做到干爽舒适不沾身。同时由于中间连接层的存在，使大量静止空气滞留在正反两面织物之间，达到高保暖效果，这样人们在运动之后，也不会感到寒冷。克服了传统运动服装运动时闷热、沾身，而运动之后又潮湿、冰冷的弊端。
该织物里层所采用的半消光细旦涤纶长丝具有抗紫外性，可有效地吸收紫外光线；该织物的正面密度是反面的二倍，较大的织物密度可阻碍紫外线的射入，使织物具有紫外线屏蔽效果，因而该织物还具有良好的抗紫外线功能。该面料经国家棉纺织产品质量监督检验中心检测，其抗紫外线系数UPF为974(国标规定UPF大于50为防护效果极好产品)。
此外，由于织物所采用的纤维具有良好的吸湿性，再加之所用纤维的单纤细度低，降低了织物的比表电阻，因而该织物还具有良好的抗静电性。
为了进一步提高面料的导湿性能和染色性能，本发明采用了对织物依次进行碱减量前处理、染色及亲水性后整理。其具体操作步骤为验坯布、翻布、碱减量前处理、染色、还原清洗、皂洗、柔软处理、脱水、烘干、定型、验布打卷、包装；其中碱减量前处理本发明采用高温高压染色机对织成的织物进行碱减量处理，这是由于该织物所采用的纤维截面布满了沟槽和微孔，这些沟槽和微孔在纺丝和织造过程中可能会被一些共聚物沉积堵塞，因此织物的导湿性能和染色性能会受到一定的影响，同时由于纤维比表面积大，截面形状不规则、不均匀，因此在染色时极易造成染色不深和染色不匀。经过试验分析和研究发现，若对织物在染色前进行适当的碱减量处理，会明显改善织物的导湿性能和染色性能。
在碱减量处理工艺中，NaOH的浓度为2～3％o.w.f，促进剂1227的浓度为2g/L，浴比1∶20，温度采用100℃，反应时间60min。因此采用2～3％o.w.f的NaOH，浴比控制在1∶20。上述工艺在升温过程中，要严格控制升温速度，使NaOH与纤维之间的作用能够尽可能地稳定、均匀。碱减量处理后，要进行充分的水洗，先热水洗，再温水洗，最后还要冷水洗，以防止杂质和一些齐聚物再次粘附织物表面，造成阻塞，影响染色效果。
亲水柔软整理工艺在后整理工艺中，选用亲水性柔软剂TP-620的浓度为3～4％o.w.f，浴比是1∶20，温度为60℃，处理时间20min。所选用的亲水性柔软剂TP-620，可增加聚酯纤维的浸润性能，从而增加织物的吸湿性，并使织物柔软舒适。
权利要求
1.一种多功能针织运动服装面料，它是由快速扩散和散发水汽的外层(1)、迅速传递水汽到外层的中间连接层(2)和快速吸水的里层(3)组成；其特征在于外层(1)为75D/100F的具有“C-O”型截面和微孔结构的涤纶长丝，中间连接层(2)为细旦丙纶或细旦涤纶长丝，里层(3)为75D/72F的具有“＋”型或“Y”型、“H”型或五角星形状截面的、经过半消光处理的抗紫外涤纶长丝。
2.根据权利要求1所述的多功能针织运动服装面料，其特征在于里层(3)采用一隔一抽针结构，中间连接层(2)为集圈结构，外层(1)采用平针组织结构。
3.根据权利要求1或2所述的多功能针织运动服装面料，其特征在于所述的面料外层(1)的密度是里层(3)的二倍。
4.一种根据权利要求1、2或3所述的多功能针织运动服装面料的制备方法，包括如下工艺步骤一、在针织双面大园机上进行编织，采用①、②、③、④共四路上机编织成具有里层(3)、中间连接层(2)和外层(1)的整体式面料；二、对上述面料进行染整，其工艺为验坯布、翻布、碱减量处理、染色、还原清洗、皂洗、柔软处理、脱水、烘干、定型、验布打卷、包装；其特征在于②路选用75D/72F的四管道异形截面即“＋”型截的半消光细旦涤纶长丝形成面料的里层，该层采用抽针的方法进行编织；①、③路选用75D/100F的具有“C-O”型截面和微孔结构的涤纶长丝形成面料的外层，该层采用平针的方法进行编织；④路作为连接层在织物的中间，是织物的传导层，采用细旦丙纶或细旦涤纶，该层采用集圈的方法连接里外层；碱减量处理的碱浓度采用2～3％o.w.f的NaOH；柔软处理时选用增加聚酯纤维的浸润性能亲水性柔软剂。
5.根据权利要求4所述的多功能针织运动服装面料的制备方法，其特征在于碱减量处理中的促进剂1227的浓度为2g/L，浴比采用1∶20，温度为100℃，处理时间60min。
6.根据权利要求4所述的多功能针织运动服装面料的制备方法，其特征在于柔软处理中的亲水性柔软剂为TP-620，亲水性柔软剂TP-620的浓度为3～4％o.w.f，浴比是1∶20，温度为60℃，处理时间20min。
全文摘要
本发明公开了一种多功能针织运动服装面料及其制备方法，它采用①、②、③、④共四路上机编织成具有里层、中间连接层和外层的整体式面料；外层为75D/100F的“C－O”型截面和微孔结构的涤纶长丝，中间连接层为细旦丙纶或细旦涤纶长丝，里层为75D/72F的“+”型或“Y”型、“H”型、五角星形状截面的、经过半消光处理的具有抗紫外功能的涤纶长丝。该面料在染色前经碱减量处理，在染色后经亲水性柔软整理。该面料能将人体运动时所产生的汗水迅速吸收并排离织物，使贴身的里层服装始终保持干燥凉爽的状态，并具有抗静电、抗紫外、柔软舒适、富有弹性等优良的服用性能，可防止皮肤癌、皮炎等皮肤病，满足人们对运动服装“舒适、健康、清洁、安全、安心”的需求。
文档编号A41D31/00GK1920144SQ200610107070
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月19日 优先权日2006年9月19日
发明者许瑞超, 张一平, 张先顺, 陈莉娜, 毛慧贤, 翟孝瑜, 姚永标 申请人:河南纺织高等专科学校