一种抗日晒凉爽面料及其制备方法

技术领域

本发明涉及面料技术领域，具体为一种抗日晒凉爽面料及其制备方法。

背景技术

随着生活环境的恶化、居民收入的增加，人们的防晒意识的提高，防晒服逐渐成为人们进行夏季户外活动的必备产品之一，然而市场上针对此类面料主要集中在款式结构、营销手段等方面，而有关此类面料的紫外线防护性能、洗涤影响，以及织物湿度也是不可或缺的重要因素。

本发明制备的抗日晒凉爽面料不仅具备了防紫外、吸汗的功效，还具有强拉伸、耐磨的功效，穿着时有效减少损坏，提高使用价值，同时也为环保理念添上一笔色彩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗日晒凉爽面料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种抗日晒凉爽面料面料，按重量份数计，主要包括：

60～80份再生聚酯纤维纱线、50～60份碱液、8～11份乳化油剂。

进一步的，所述再生聚酯纤维纱线包括针叶纤维、聚酯纤维和碳酸钙磷酸铈粉体复合物。

进一步的，所述碳酸钙磷酸铈粉体复合物是由碳酸钙微粒和磷酸铈粉体混合后，在聚乳酸溶液中通过干燥操作去除溶剂制得。

进一步的，所述针叶纤维是以针叶树为主的木浆为原料，使用水和溶剂氧化铵混合加热至完全溶解，除杂后直接进行纺丝制得。

进一步的，所述乳化油剂是由茶油、肥皂、质量分数为30％烧碱、煤油和水按质量比10:1:1:8:80混合搅拌均匀制得。

进一步的，一种抗日晒凉爽面料面料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：

(1)碳酸钙磷酸铈粉体复合物的制备：将碳酸钙微粒粉末和磷酸铈粉体加入到氯仿和乙醇的混合溶液中，经超声分散后，再加入聚乳酸氯仿混合溶液，在真空烘箱内真空干燥后，制得碳酸钙磷酸铈粉体复合物；

(2)再生聚酯纤维纱线的制备：将针叶纤维和聚酯纤维喷洒乳化油剂后静置一段时间，再喷洒由碳酸钙磷酸铈粉体复合物、环己烷和正丁醇制得的混合乳液，静置后经干燥、软麻、给湿操作后，将经过处理的物料取出进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序，制得再生聚酯纤维纱线；

(3)改性再生聚酯纤维纱线的制备：将氢氧化钠和水配置成预处理碱溶液，加入十二烷基二甲基苄基氯化铵混合，制得碱溶液，将再生聚酯纤维纱线浸泡于碱溶液中，加热处理，将产物取出冷却后，制得改性再生聚酯纤维纱线；

(4)抗日晒凉爽面料的制备：将改性再生聚酯纤维纱线并捻成双股线，再经整经、织造、染整、编织后，制得抗日晒凉爽面料。

进一步的，上述步骤(1)中碳酸钙磷酸铈粉体复合物的制备方法为：称取碳酸钙微粒粉末和磷酸铈粉体，加入到氯仿乙醇的混合溶液中，制得混合液A，碳酸钙微粒粉末、磷酸铈粉体、氯仿和乙醇的质量比为1:1:10:0.5，超声分散，超声频率为30～40kHz，时间为30～40min，按质量比1:1.3配置聚乳酸氯仿混合溶液，将聚乳酸氯仿混合溶液和混合液A按质量比1:1.5混合搅拌均匀，得混合液B，将混合液B倒入培养皿中，在真空烘箱内于60℃下干燥2～2.5h，真空度为0.1kPa，制得碳酸钙磷酸铈粉体复合物。

进一步的，上述步骤(2)中再生聚酯纤维纱线的制备方法为：分别将针叶纤维和聚酯纤维在温度25～30℃，湿度为60％～70％的环境下封闭堆放36～48h，然后对针叶纤维和聚酯纤维分别喷洒乳化油剂，置于30～40℃的环境中静置3～4天，每1～2天翻匀一次，乳化油剂和针叶纤维的质量比为0.3:1～0.4:1，乳化油剂和聚酯纤维的质量比为0.6:1～0.8:1，得预处理针叶纤维和预处理聚酯纤维，备用；然后将碳酸钙磷酸铈粉体复合物、环己烷和正丁醇按质量比1:10:2混合搅拌均匀，在30～40℃下晶化48h，将所得乳液进行破乳操作，以4000rmp离心后，得乳液A，将乳液A分别对预处理针叶纤维和预处理聚酯纤维进行全方位喷洒至均匀，乳液A、预处理针叶纤维、预处理聚酯纤维的质量比为3:1:1，置于25～30℃的环境中静置5～6天，每2～3天翻匀一次，再进行干燥至恒重，经软麻、给湿操作后在25～30℃下堆仓72～120h，取出，进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序纺成再生聚酯纤维纱线，并条操作时皮锟压力为180～250kPa，细纱操作时细纱机锭速为8000～8800r/min，细纱捻系数为100～110，捻线机采用倍捻机，倍捻机的转速为9000～9500r/min，股线拈线的拈系数为110～120。

进一步的，上述步骤(3)中改性再生聚酯纤维纱线的制备方法为：将氢氧化钠和水配置成浓度为25g/L的预处理碱溶液，加入预处理碱溶液质量0.4～0.6倍的十二烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌至均匀，得碱溶液，备用；设置水浴锅温度为100℃，将装有碱溶液的烧杯置于水浴锅中，打开电热恒温水浴锅进行预热，等到水浴锅内温度达到100℃时，放入碱溶液质量0.5～0.7倍的再生聚酯纤维纱线，保持恒温，进行碱减量处理30～40min，取出，自然冷却至室温，制得改性再生聚酯纤维纱线。

进一步的，上述步骤(4)中抗日晒凉爽面料的制备方法为：将改性再生聚酯纤维纱线并捻成双股线，再经整经、织造、染整、编织后，制得抗日晒凉爽面料，双股线的规格为60s/2，织布时喷气布机的运转速度为520～580r/min，温度为23～28℃，湿度为70％～80％。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

将碳酸钙粒子和磷酸铈粉体混合后，在聚乳酸溶液中经干燥制得碳酸钙磷酸铈粉体复合物，用铝酸酯对碳酸钙磷酸铈粉体复合物进行表面改性处理，铝酸酯分子一端带有烷氧基团，可与碳酸钙磷酸铈粉体复合物表面的羟基反应形成铝氧键，进而使铝酸酯和碳酸钙磷酸铈粉体复合物以锚式结构相连接，同时铝酸酯分子另一端的长链烷基与聚酯纤维的分子链缠绕形成一体，形成错综复杂的网状结构，并在碳酸钙磷酸铈粉体复合物与聚酯纤维中起到架桥作用，同时铝酸酯中的易于使聚酯纤维上的羟基和碳酸钙磷酸铈粉体复合物上的羧基活化，生成新的化学键，使得聚酯纤维分子链和碳酸钙磷酸铈粉体复合物里的碳链同时增长，以此增强碳酸钙磷酸铈粉体复合物和聚酯纤维的缠结能力，改善碳酸钙磷酸铈粉体复合物与聚酯纤维的相容性，减少团聚现象，提高聚酯纤维的断裂强度，从而增强材料的拉伸强度；

针叶纤维和聚酯纤维混纺时，由于聚酯纤维上的碳酸钙磷酸铈粉体复合物中铈原子与针叶纤维的酚羟基团中氧原子通过螯合作用结合，从而以棒状粉体吸附在针叶纤维表面形成凹凸结构，并与网格状的铝酸酯聚酯纤维形成贯通的中空微孔，进而在网格里呈现多数半弧状结构，可以反射外界的紫外光线，针叶纤维与含有碳酸钙磷酸铈粉体复合物的聚酯纤维可以通过分子链的互相缠结以及氢键的结合而形成交联结构，能够吸收部分紫外线，达到抗紫外的效果；

再生聚酯纤维在强碱溶液里，强碱和再生聚酯纤维的大分子酯基发生反应，使再生聚酯纤维大分子链断裂，不断形成不同分子量的水解产物，随着水解反应的进行，改性再生聚酯纤维分子链的断裂程度提高，改性再生聚酯纤维表面孔隙增强，因此提高了再生聚酯纤维的比表面积，并且水解反应后形成的亲水性基团增多，改性再生聚酯纤维的亲水性增强，使改性再生聚酯纤维具有良好的吸湿性，制成面料后能够吸收人体汗液，达到吸汗的效果，使人的舒适感增加；在外界强紫外线辐照下，可以引发改性再生聚酯纤维中的自动催化的链式反应，将纤维中铝酸酯成分变为临界态，分解出活性较高的烷基自由基，在纤维分子链增长阶段，产生的过氧化自由基从改性再生聚酯纤维高分子链上获得一个氢，形成氢过氧化物，能够与烷基自由基结合，再次发生交联，使断裂的分子链再次链接，从而提高改性再生聚酯纤维的抗断裂程度，增强材料的耐磨性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的抗日晒凉爽面料的各指标测试方法如下：

防紫外性能：将实施例1、实施例2、对比例1组分制备的抗日晒凉爽面料进行防紫外性能测试；采用紫外-可见-近红外分光光度仪测试，操作执行国标GB/T18830，其计算公式如下：

其中：E

S

T

Δλ→波长间隔。

吸水性能：将实施例1、实施例2、对比例1组分制备的抗日晒凉爽面料进行吸水性能测试；将各三种组分制得的面料分别制成(40±2mm)×(40±4mm)×4mm浸水试样，将试样浸泡在500ml去离子水中，相同时间内取出试样用滤纸轻轻吸干试样表面水分称其质量，按公式(1)计算出各试样的体积吸水率；

公式(1)：

其中：m1→浸泡前试样在空气中的质量；

m2→浸泡前试样在去离子水中的质量；

m3→浸泡后试样在空气中的质量；

m4→浸泡后试样在去离子水中的质量。

力学性能：将实施例1、实施例2、对比例2组分制备的抗日晒凉爽面料进行拉伸性能测试；参照GB/T528-2009通过万能拉伸试验机进行检测，设置转速为500mm/min，记录上述三种组分的面料的拉伸强度，拉伸强度越高，则力学性能越好。

实施例1

一种抗日晒凉爽面料，按重量份数计，主要包括：60份再生聚酯纤维纱线、50份碱液、8份乳化油剂。

一种抗日晒凉爽面料的制备方法，所述抗日晒凉爽面料的制备方法主要包括以下制备步骤：

(1)碳酸钙磷酸铈粉体复合物的制备：将碳酸钙微粒粉末和磷酸铈粉体加入到氯仿和乙醇的混合溶液中，经超声分散后，再加入聚乳酸氯仿混合溶液，在真空烘箱内真空干燥后，制得碳酸钙磷酸铈粉体复合物；

(2)再生聚酯纤维纱线的制备：将针叶纤维和聚酯纤维喷洒乳化油剂后静置一段时间，再喷洒由碳酸钙磷酸铈粉体复合物、环己烷和正丁醇制得的混合乳液，静置后经干燥、软麻、给湿操作后，将经过处理的物料取出进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序，制得再生聚酯纤维纱线；

(3)改性再生聚酯纤维纱线的制备：将氢氧化钠和水配置成预处理碱溶液，加入十二烷基二甲基苄基氯化铵混合，制得碱溶液，将再生聚酯纤维纱线浸泡于碱溶液中，加热处理，将产物取出冷却后，制得改性再生聚酯纤维纱线；

(4)抗日晒凉爽面料的制备：将改性再生聚酯纤维纱线并捻成双股线，再经整经、织造、染整、编织后，制得抗日晒凉爽面料。

进一步的，上述步骤(1)中碳酸钙磷酸铈粉体复合物的制备方法为：称取碳酸钙微粒粉末和磷酸铈粉体，加入到氯仿乙醇的混合溶液中，制得混合液A，碳酸钙微粒粉末、磷酸铈粉体、氯仿和乙醇的质量比为1:1:10:0.5，超声分散，超声频率为30kHz，时间为30min，按质量比1:1.3配置聚乳酸氯仿混合溶液，将聚乳酸氯仿混合溶液和混合液A按质量比1:1.5混合搅拌均匀，得混合液B，将混合液B倒入培养皿中，在真空烘箱内于60℃下干燥2h，真空度为0.1kPa，制得碳酸钙磷酸铈粉体复合物。

进一步的，上述步骤(2)中再生聚酯纤维纱线的制备方法为：分别将针叶纤维和聚酯纤维在温度25℃，湿度为60％的环境下封闭堆放368h，然后对针叶纤维和聚酯纤维分别喷洒乳化油剂，置于30℃的环境中静置3天，每1天翻匀一次，乳化油剂和针叶纤维的质量比为0.3:1，乳化油剂和聚酯纤维的质量比为0.6:1，得预处理针叶纤维和预处理聚酯纤维，备用；然后将碳酸钙磷酸铈粉体复合物、环己烷和正丁醇按质量比1:10:2混合搅拌均匀，在30℃下晶化48h，将所得乳液进行破乳操作，以4000rmp离心后，得乳液A，将乳液A分别对预处理针叶纤维和预处理聚酯纤维进行全方位喷洒至均匀，乳液A、预处理针叶纤维、预处理聚酯纤维的质量比为3:1:1，置于25℃的环境中静置5天，每2天翻匀一次，再进行干燥至恒重，经软麻、给湿操作后在25℃下堆仓72h，取出，进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序纺成再生聚酯纤维纱线，并条操作时皮锟压力为180kPa，细纱操作时细纱机锭速为8000r/min，细纱捻系数为100，捻线机采用倍捻机，倍捻机的转速为9000r/min，股线拈线的拈系数为110。

进一步的，上述步骤(3)中改性再生聚酯纤维纱线的制备方法为：将氢氧化钠和水配置成浓度为25g/L的预处理碱溶液，加入预处理碱溶液质量0.4倍的十二烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌至均匀，得碱溶液，备用；设置水浴锅温度为100℃，将装有碱溶液的烧杯置于水浴锅中，打开电热恒温水浴锅进行预热，等到水浴锅内温度达到100℃时，放入碱溶液质量0.5倍的再生聚酯纤维纱线，保持恒温，进行碱减量处理30min，取出，自然冷却至室温，制得改性再生聚酯纤维纱线。

进一步的，上述步骤(4)中抗日晒凉爽面料的制备方法为：将改性再生聚酯纤维纱线并捻成双股线，再经整经、织造、染整、编织后，制得抗日晒凉爽面料，双股线的规格为60s/2，织布时喷气布机的运转速度为520r/min，温度为23℃，湿度为70％。

实施例2

一种抗日晒凉爽面料，按重量份数计，主要包括：80份再生聚酯纤维纱线、60份碱液、11份乳化油剂。

一种抗日晒凉爽面料的制备方法，所述抗日晒凉爽面料的制备方法主要包括以下制备步骤：

(1)碳酸钙磷酸铈粉体复合物的制备：将碳酸钙微粒粉末和磷酸铈粉体加入到氯仿和乙醇的混合溶液中，经超声分散后，再加入聚乳酸氯仿混合溶液，在真空烘箱内真空干燥后，制得碳酸钙磷酸铈粉体复合物；

(2)再生聚酯纤维纱线的制备：将针叶纤维和聚酯纤维喷洒乳化油剂后静置一段时间，再喷洒由碳酸钙磷酸铈粉体复合物、环己烷和正丁醇制得的混合乳液，静置后经干燥、软麻、给湿操作后，将经过处理的物料取出进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序，制得再生聚酯纤维纱线；

(3)改性再生聚酯纤维纱线的制备：将氢氧化钠和水配置成预处理碱溶液，加入十二烷基二甲基苄基氯化铵混合，制得碱溶液，将再生聚酯纤维纱线浸泡于碱溶液中，加热处理，将产物取出冷却后，制得改性再生聚酯纤维纱线；

(4)抗日晒凉爽面料的制备：将改性再生聚酯纤维纱线并捻成双股线，再经整经、织造、染整、编织后，制得抗日晒凉爽面料。

进一步的，上述步骤(1)中碳酸钙磷酸铈粉体复合物的制备方法为：称取碳酸钙微粒粉末和磷酸铈粉体，加入到氯仿乙醇的混合溶液中，制得混合液A，碳酸钙微粒粉末、磷酸铈粉体、氯仿和乙醇的质量比为1:1:10:0.5，超声分散，超声频率为40kHz，时间为40min，按质量比1:1.3配置聚乳酸氯仿混合溶液，将聚乳酸氯仿混合溶液和混合液A按质量比1:1.5混合搅拌均匀，得混合液B，将混合液B倒入培养皿中，在真空烘箱内于60℃下干燥2.5h，真空度为0.1kPa，制得碳酸钙磷酸铈粉体复合物。

进一步的，上述步骤(2)中再生聚酯纤维纱线的制备方法为：分别将针叶纤维和聚酯纤维在温度30℃，湿度为70％的环境下封闭堆放48h，然后对针叶纤维和聚酯纤维分别喷洒乳化油剂，置于40℃的环境中静置4天，每2天翻匀一次，乳化油剂和针叶纤维的质量比为0.4:1，乳化油剂和聚酯纤维的质量比为0.8:1，得预处理针叶纤维和预处理聚酯纤维，备用；然后将碳酸钙磷酸铈粉体复合物、环己烷和正丁醇按质量比1:10:2混合搅拌均匀，在40℃下晶化48h，将所得乳液进行破乳操作，以4000rmp离心后，得乳液A，将乳液A分别对预处理针叶纤维和预处理聚酯纤维进行全方位喷洒至均匀，乳液A、预处理针叶纤维、预处理聚酯纤维的质量比为3:1:1，置于30℃的环境中静置6天，每3天翻匀一次，再进行干燥至恒重，经软麻、给湿操作后在30℃下堆仓120h，取出，进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序纺成再生聚酯纤维纱线，并条操作时皮锟压力为250kPa，细纱操作时细纱机锭速为8800r/min，细纱捻系数为110，捻线机采用倍捻机，倍捻机的转速为9500r/min，股线拈线的拈系数为120。

进一步的，上述步骤(3)中改性再生聚酯纤维纱线的制备方法为：将氢氧化钠和水配置成浓度为25g/L的预处理碱溶液，加入预处理碱溶液质量0.6倍的十二烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌至均匀，得碱溶液，备用；设置水浴锅温度为100℃，将装有碱溶液的烧杯置于水浴锅中，打开电热恒温水浴锅进行预热，等到水浴锅内温度达到100℃时，放入碱溶液质量0.7倍的再生聚酯纤维纱线，保持恒温，进行碱减量处理40min，取出，自然冷却至室温，制得改性再生聚酯纤维纱线。

进一步的，上述步骤(4)中抗日晒凉爽面料的制备方法为：将改性再生聚酯纤维纱线并捻成双股线，再经整经、织造、染整、编织后，制得抗日晒凉爽面料，双股线的规格为60s/2，织布时喷气布机的运转速度为580r/min，温度为28℃，湿度为80％。

对比例1

对比例1的处方组成同实施例1。该抗日晒凉爽面料的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(1)的制备过程，其余制备步骤同实施例1。

对比例2

对比例2的处方组成同实施例1。该抗日晒凉爽面料的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(3)的制备过程，其余制备步骤同实施例1。

效果例1

下表1给出了采用本发明实施例1、实施例2与对比例1的抗日晒凉爽面料的防紫外性和吸水性的性能分析结果。

表1

由上表可知，实施例1和实施例2的防紫外性较好，对比例1的防紫外性较差，说明针叶纤维和聚酯纤维混纺时，由于聚酯纤维上的碳酸钙磷酸铈粉体复合物中铈原子与针叶纤维的酚羟基团中氧原子通过螯合作用结合，从而以棒状粉体吸附在针叶纤维表面形成凹凸结构，并与网格状的铝酸酯聚酯纤维形成贯通的中空微孔，进而在网格里呈现多数半弧状结构，可以反射外界的紫外光线，针叶纤维与含有碳酸钙磷酸铈粉体复合物的聚酯纤维可以通过分子链的互相缠结以及氢键的结合而形成交联结构，能够吸收部分紫外线，达到抗紫外的效果；

由上表可知，实施例1和实施例2的吸水性较好，对比例2的吸水性较差，再生聚酯纤维在强碱溶液里，强碱和再生聚酯纤维的大分子酯基发生反应，使再生聚酯纤维大分子链断裂，不断形成不同分子量的水解产物，随着水解反应的进行，改性再生聚酯纤维分子链的断裂程度提高，改性再生聚酯纤维表面孔隙增强，因此提高了再生聚酯纤维的比表面积，并且水解反应后形成的亲水性基团增多，改性再生聚酯纤维的亲水性增强，使改性再生聚酯纤维具有良好的吸湿性，制成面料后能够吸收人体汗液，达到吸汗的效果，使人的舒适感增加。

效果例2

下表2给出了采用本发明实施例1、实施例2与对比例2的抗日晒凉爽面料的力学性能的性能分析结果。

表2

由上表可知，实施例1和实施例2的力学性能较好，对比例2的力学性能较差，说明铝酸酯分子一端带有烷氧基团，可与碳酸钙磷酸铈粉体复合物表面的羟基反应形成铝氧键，进而使铝酸酯和碳酸钙磷酸铈粉体复合物以锚式结构相连接，同时铝酸酯分子另一端的长链烷基与聚酯纤维的分子链缠绕形成一体，形成错综复杂的网状结构，并在碳酸钙磷酸铈粉体复合物与聚酯纤维中起到架桥作用，同时铝酸酯中的易于使聚酯纤维上的羟基和碳酸钙磷酸铈粉体复合物上的羧基活化，生成新的化学键，使得聚酯纤维分子链和碳酸钙磷酸铈粉体复合物里的碳链同时增长，以此增强碳酸钙磷酸铈粉体复合物和聚酯纤维的缠结能力，改善碳酸钙磷酸铈粉体复合物与聚酯纤维的相容性，减少团聚现象，提高聚酯纤维的断裂强度，从而增强材料的拉伸强度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。