一种蚕丝/聚乳酸纤维交织物耐久性紫外线防护整理的方法

技术领域

本发明涉及纺织品功能性整理技术领域，特别涉及一种蚕丝/聚乳酸纤维交织物耐久性紫外线防护整理的方法。

背景技术

聚乳酸纤维是以由谷物（如玉米）、甜菜等天然糖类得到的聚乳酸酯为原料经溶液纺丝或熔融纺丝而制得的聚酯合成纤维，其生产过程对环境友好，废弃后经一段时间可自然降解，降解产物为对环境无污染的二氧化碳和水。聚乳酸纤维能满足人们对绿色、可持续、环保的追求，故聚乳酸纤维被公认为新世纪出色的“绿色环保型纤维”。聚乳酸纤维，因具有很好的生物降解性而受到纺织业极大关注，被广泛地应用于纺织新产品的开发。蚕丝是我国古人发明的蛋白质纤维，是高档的纺织纤维，凭借明亮的光泽、华丽的外观、很好的穿着舒适性、柔软的手感、出色的悬垂性等优点而被誉为“纤维皇后”，被用作高档服饰的纤维材料。蚕丝/聚乳酸纤维交织物是符合时代发展潮流的新型纺织品，具有吸湿导湿性强、透气好、穿着舒服、光泽好、染色产品色彩亮丽等特点，是新型的蚕丝交织类制品。

聚乳酸纤维不含芳香环，故紫外线吸收率低、透过率高，这使得其本身具有很好的抗紫外线老化性能，但带来的问题是紫外线对其白色和浅色轻薄型纺织品的透过率高，有损人体健康，难以满足紫外线防护功能纺织品对纺织原料的要求。纯纺聚乳酸纤维织物的紫外线防护因子（UPF）较低。蚕丝纤维含有酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、组氨酸等芳香族氨基酸，对紫外线具有一定的吸收能力。但是，酪氨酸、组氨酸、色氨酸等易导致蚕丝纤维泛黄，蚕丝织物在服用过程中的泛黄性是一大问题，而且染色织物日久服用后还容易褪色。另外，由于蚕丝织物大多比较轻薄，故紫外线防护因子较低、紫外线防护性能较差。很显然，由两种紫外线防护性能构成的蚕丝/聚乳酸纤维交织物，其紫外线防护性能也较差。因此，有必要对蚕丝/聚乳酸纤维交织物进行紫外线防护整理，尤其是对于夏季服用的轻薄型蚕丝/聚乳酸纤维交织物而言更是如此。

常见的紫外线防护整理是采用合成紫外线吸收剂对纺织品进行处理。蚕丝和羊毛蛋白质纤维纺织品，常用含磺酸基的水溶性紫外线吸收剂整理，紫外线吸收剂借助与纤维的离子键结合而吸附于蛋白质纤维上。涤纶和聚乳酸等聚酯纤维纺织品，常用非水溶性紫外线吸收剂整理，紫外线吸收剂借助与纤维的离子键结合而吸附于聚酯纤维上。对于蚕丝/聚乳酸纤维交织物而言，理应可以采用水溶性紫外线吸收剂和非水溶性紫外线吸收剂分别针对蚕丝和聚乳酸纤维组分进行整理，而赋予其紫外线防护性能。如果采用这一技术方案，则蚕丝/聚乳酸纤维交织物紫外线防护整理可借鉴其酸性染料/分散染料一浴一步染色法和两浴两步法染色法，采用水溶性紫外线吸收剂和非水溶性紫外线吸收剂一浴一步法和两浴两步法整理。这一技术方案存在的缺点是：需要采用两种类型的紫外线吸收剂，分别针对蚕丝和聚乳酸纤维组分进行整理，紫外线吸收剂成本高；采用两浴两步法整理，工艺流程长，易导致织物强力降低，且耗能耗水量高。

根据GB/T 18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”的规定：当纺织品的UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%时，可称为“防紫外线产品”；当40＜UPF≤50时，防紫外线产品上的标签标为UPF 40+；当UPF＞50时，标为UPF 50+。对于蚕丝织物、聚乳酸纤维织物、蚕丝/聚乳酸纤维交织物而言，紫外线吸收剂整理织物同时满足UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%两个要求，是一个技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蚕丝/聚乳酸纤维交织物耐久性紫外线防护整理的方法，紫外线吸收剂能同时被蚕丝和聚乳酸两种纤维组分所吸附，整理效果具有高效、耐久、变色小的优点；整理方法具有工艺流程短、织物强力损伤小、耗能耗水量低的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种蚕丝/聚乳酸纤维交织物耐久性紫外线防护整理的方法，包括以下步骤：

（1）配制黄芩苷整理液，所述黄芩苷整理液组分包括黄芩苷、亚硫酸氢钠、pH调节剂；所述黄芩苷整理液的pH值控制在3.0-3.5；

（2）向黄芩苷整理液中加入蚕丝/聚乳酸纤维交织物，以1-2℃/min的升温速度升温至100-110℃，保温处理；保温处理后，降温至60-70℃，经水洗、烘干，得到具有耐久性紫外线防护功能的蚕丝/聚乳酸纤维交织物，所述具有耐久性紫外线防护功能的蚕丝/聚乳酸纤维交织物经15次洗涤后，其紫外线防护因子UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%，满足GB/T18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”中防紫外线产品的技术指标要求。

发明提供的整理方法可克服常规紫外线防护整理需要采用水溶性和非水溶性两种合成紫外线吸收剂分别针对蚕丝和聚乳酸纤维组分进行整理而引起的紫外线吸收剂成本高、采用两浴两步法整理而导致的工艺流程长、织物强力易降低、耗能耗水量高的缺点，而且可克服常规合成紫外线吸收剂整理难以同时满足UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%两个技术指标的要求。

作为优选，所述黄芩苷的用量为4-6% owf。

作为优选，所述黄芩苷整理液中，亚硫酸氢钠浓度为2-4 g/L。

作为优选，所述pH调节剂为柠檬酸。

作为优选，保温处理的时间为40-60min。

作为优选，所述蚕丝/聚乳酸纤维交织物中，蚕丝的重量百分比为30-70%，聚乳酸纤维的重量百分比为30-70%。

本发明的原理是采用一种能同时吸附于蚕丝/聚乳酸纤维交织物中蚕丝和聚乳酸纤维组分的紫外线吸收剂对蚕丝/聚乳酸纤维交织物进行整理，赋予蚕丝/聚乳酸纤维交织物紫外线防护性能。对于蚕丝/聚乳酸纤维交织物紫外线防护整理而言，所用紫外线吸收剂必须在蚕丝和聚乳酸两种纤维上均有很好的吸附性能，方能保证蚕丝/聚乳酸纤维交织物获得很好的紫外线防护效果。来源于植物提取物的黄芩苷在260~350 nm紫外线波段具有很好的吸收，分别在274 nm和316 nm处有2个吸收峰。该吸收波段覆盖了UV-A（320~380 nm）和UV-B（280~320 nm）紫外线主要波段范围内，因而可以用作紫外线吸收剂。

发明人经过研究发现，黄芩苷能同时被蚕丝和聚乳酸两种纤维组分所吸附，故能同时赋予蚕丝和聚乳酸纤维紫外线防护性能。为了保证黄芩苷不因其羧基的电离所致的可溶性增加而影响在聚乳酸纤维上的吸附量，同时保证其在聚乳酸纤维上有足够的吸附量而提供很好的紫外线防护效果，本发明将黄芩苷整理液的pH值调节至3.0-3.5。由于在此条件下黄芩苷对蚕丝和聚乳酸两种纤维亲和力均较高，因而经黄芩苷整理的蚕丝/聚乳酸纤维交织物具有良好的耐洗性能。即使在其中一种纤维上黄芩苷在洗涤时有所解吸，也能保证蚕丝/聚乳酸纤维交织物在洗涤后仍具有足够好的紫外线防护功能。小分子化合物（例如紫外吸吸收剂和分散染料）对聚乳酸纤维的整理和染色常需要在高温下进行，但高温下黄芩苷稳定性差，温度越高，黄芩苷稳定性越差，高温下黄芩苷因氧化而易于变色，使得整理织物颜色偏深，从而影响外观。黄芩苷在酸性条件下的稳定性明显好于中性和碱性条件的稳定性。为此，本发明除了将黄芩苷整理液pH值调节至3.0-3.5外，还特别添加了亚硫酸氢钠作为还原剂和抗氧化剂，以消除整理液水分中的氧气对黄芩苷的氧化作用和抑制黄芩苷在高温下的自氧化。而且，亚硫酸氢钠作为还原剂，对黄芩苷的氧化产物具有一定的程度漂白作用。同时，pH值调节剂采用柠檬酸，柠檬酸也具有一定的抗氧化作用。综上，通过本发明通过在黄芩苷整理液中添加亚硫酸氢钠和柠檬酸，能有效地抑制黄芩苷在高温下氧化变色，保证黄芩苷在蚕丝和聚乳酸两种纤维上均有较高的吸附量，从而能赋予蚕丝/聚乳酸纤维交织物耐久性的紫外线防护效果，而且整理的交织物变色程度很小。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明所采用的黄芩苷为植物提取物，将其用作纺织品用的紫外线吸收剂，具有生态环保、安全的优点，符合生态纺织品和生态染整加工技术的发展方向。

用本发明中的紫外线吸收剂—黄芩苷即能赋予蚕丝/聚乳酸纤维交织物很好的紫外线防护性能，本发明的紫外线防护整理方法具有工艺流程短、织物强力损伤小、耗能耗水量低的优点，克服了常规紫外线防护整理需要采用水溶性和非水溶性两种合成紫外线吸收剂分别针对蚕丝和聚乳酸纤维组分进行整理而引起的紫外线吸收剂成本高、采用两浴两步法整理而导致的工艺流程长、织物强力易降低、耗能耗水量高的缺点。

用本发明技术方法获得蚕丝/聚乳酸纤维交织物，其变色程度很小。

将黄芩苷用作蚕丝/聚乳酸纤维交织物的紫外线吸收剂，能克服常规合成紫外线吸收剂整理难以同时满足UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%两个技术指标的要求。

用本发明技术方法获得蚕丝/聚乳酸纤维交织物，即使经15次洗涤后，仍满足GB/T18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的防紫外线产品紫外线防护因子（UPF）＞40、UVA紫外线透过率＜5%的技术指标要求。

附图说明

图1是本发明用4%owf（对织物质量的相对百分率）黄芩苷水溶液整理的蚕丝/聚乳酸纤维交织物经多次洗涤后的紫外线防护因子UPF和UVA紫外线透过率（T

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

用黄芩苷作为紫外线吸收剂，对蚕丝/聚乳酸纤维交织物（其中蚕丝30%，聚乳酸纤维70%）进行整理，包括以下步骤：配制4% owf（对织物质量的相对百分率）黄芩苷、4 g/L亚硫酸氢钠水溶液，用柠檬酸调节pH至3.0，加入蚕丝/聚乳酸纤维交织物，以2℃/min的升温速度升温至110℃，保温处理60min；保温处理后，降温至70℃，经水洗、烘干，得到耐久性紫外线防护功能的蚕丝/聚乳酸纤维交织物。

对整理的蚕丝/聚乳酸纤维交织物进行颜色参数的测试，整理织物的明度L*为80.10、红绿指数a*为3.01、黄蓝指数b*为10.65，白度指数WI为75.2，而未整理织物L*、a*、b*和WI分别为88.11、2.18、7.87和83.3，整理前后织物的色差△E为13.27，整理织物只是略有沾色，说明整理织物变色程度很小。

对所得整理蚕丝/聚乳酸纤维交织物进行耐洗性试验，洗涤方法如下：在2 g/L丝毛洗涤剂中于40℃洗涤1次、2次、5次、10次、15次，每次洗涤次30 min。

采用UV-2000F型紫外线透射分析仪（美国Labsphere公司）上测定未整理交织物以及未洗涤和洗涤整理交织物的紫外防护性能，得到紫外线防护因子（UPF）和UVA紫外线透过率（T

实施例2

用黄芩苷作为紫外线吸收剂，对蚕丝/聚乳酸纤维交织物（其中蚕丝70%，聚乳酸纤维30%）进行整理，包括以下步骤：配制6% owf（对织物质量的相对百分率）黄芩苷、2 g/L亚硫酸氢钠的水溶液，用柠檬酸调节pH至3.5，加入蚕丝/聚乳酸纤维交织物，以1℃/min的升温速度升温至100℃，保温处理40min；保温处理后，降温至70℃，经水洗、烘干，得到耐久性紫外线防护功能的蚕丝/聚乳酸纤维交织物。所得整理交织物UPF和UVA紫外线透过率分别为185.3和1.57%。

对所得整理蚕丝/聚乳酸纤维交织物进行耐洗性试验，洗涤方法如下：在2 g/L丝毛洗涤剂中于40℃洗涤15次，每次洗涤次30 min。经15次洗涤后，整理交织物的UPF和UVA紫外线透过率分别为74.6和3.15%，仍满足GB/T 18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%的防紫外线产品技术指标要求。

对比例1

本实施例未添加亚硫酸氢钠，其它均与实施例1条件一样。

对整理的蚕丝/聚乳酸纤维交织物进行颜色参数的测试，整理织物的明度L*为74.59、红绿指数a*为4.01、黄蓝指数b*为18.77，白度指数WI为65.5，整理前后织物的色差△E（即整理织物与未整理织物之间的色差）为17.46。本对比例的整理织物白度低于实施例1的整理织物白度，色差值高于实施例1的整理织物色差，b*值明显高于实施例1的整理织物b*值，说明整理液中不加亚硫酸氢钠，所得整理织物变色程度大。对比例1与实施例1比较结果表明，整理液中添加亚硫酸氢钠，有利于降低整理织物的变色程度。

对比例2

用水溶性合成紫外线吸收剂UV-fast W（苯并三氮唑类），对蚕丝/聚乳酸纤维交织物（其中蚕丝30%，聚乳酸纤维70%）进行整理，包括以下步骤：配制4% owf（对织物质量的相对百分率）UV-fast W水溶液，用柠檬酸调节pH至3.5，加入蚕丝/聚乳酸纤维交织物，以2℃/min的升温速度升温至110℃，保温处理60min；保温处理后，降温至70℃，经水洗、烘干，得到整理的蚕丝/聚乳酸纤维交织物。

所得整理交织物UPF和UVA紫外线透过率分别为104.2和6.07%，不能满足GB/T18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%的防紫外线产品技术指标要求。经15次洗涤后，整理交织物的UPF和UVA紫外线透过率分别为14.4和14.72%，更不符合GB/T 18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%的防紫外线产品技术指标要求。

对比例3

用非水溶性合成紫外线吸收剂UV-fast P（三嗪类），对蚕丝/聚乳酸纤维交织物（其中蚕丝30%，聚乳酸纤维70%）进行整理，包括以下步骤：配制4% owf（对织物质量的相对百分率）UV-fast P水分散液，用柠檬酸调节pH至3.5，加入蚕丝/聚乳酸纤维交织物，以2℃/min的升温速度升温至110℃，保温处理60min；保温处理后，降温至70℃，经水洗、烘干，得到整理的蚕丝/聚乳酸纤维交织物。

所得整理交织物UPF和UVA紫外线透过率分别为183.5和4.06%，能满足GB/T18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%的防紫外线产品技术指标要求。但是，经15次洗涤后，整理交织物的UPF和UVA紫外线透过率分别为110.0和5.77%，不符合GB/T 18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%的防紫外线产品技术指标要求。

对比例4

用水溶性合成紫外线吸收剂UV-fast W（苯并三氮唑类）和非水溶性合成紫外线吸收剂UV-fast P（三嗪类）拼混，对蚕丝/聚乳酸纤维交织物（其中蚕丝30%，聚乳酸纤维70%）进行整理，包括以下步骤：配制2% owf（对织物质量的相对百分率）UV-fast W和2%（对织物质量的相对百分率）UV-fast P混合溶液（紫外线吸收剂总用量为4%），用柠檬酸调节pH至3.5，加入蚕丝/聚乳酸纤维交织物，以2℃/min的升温速度升温至110℃，保温处理60min；保温处理后，降温至70℃，经水洗、烘干，得到整理的蚕丝/聚乳酸纤维交织物。

所得整理交织物UPF和UVA紫外线透过率分别为270.2和3.98%，满足GB/T 18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%的防紫外线产品技术指标要求。但是，经15次洗涤后，整理交织物的UPF和UVA紫外线透过率分别为90.3和6.93%，不符合GB/T 18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%的防紫外线产品技术指标要求。

以上实施例、对比例以及附图表明，本发明的技术方案，用黄芩苷作为紫外线吸收剂，对蚕丝/聚乳酸纤维交织物进行整理，所得整理蚕丝/聚乳酸纤维交织物，经15次洗涤后，其UPF和UVA紫外线透过率，仍满足GB/T 18830-2009“纺织品防紫外线性能的评定”规定的防紫外线产品UPF＞40、UVA紫外线透过率＜5%的技术指标要求，显示出了耐久性的紫外线防护性能，而且整理的交织物变色程度很小。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。