一种防紫外工装面料及其制备方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; |
| 专利有效性 | 公开 | 当前状态 | 公开 |
| 申请号 | CN202411181787.6 | 申请日 | 2024-08-27 |
| 公开(公告)号 | CN119287549A | 公开(公告)日 | 2025-01-10 |
| 申请人 | 江西南美伊服饰有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 罗彩艳; 李瑞洋; 罗远飞; 汤恒劲; | 第一发明人 | 罗彩艳 |
| 权利人 | 江西南美伊服饰有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 江西南美伊服饰有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：江西省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：江西省宜春市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：江西省宜春市奉新县工业园区 | 邮编 | 当前专利权人邮编：336000 |
| 主IPC国际分类 | D01F6/90 | 所有IPC国际分类 | D01F6/90 ; D01F1/10 ; A41D31/04 ; A41D31/24 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 8 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 南昌逸辰知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 刘林艳; |
| 摘要 | 本 发明 涉及一种防紫外工装面料及其制备方法，属于纺织品生产加工技术领域，所述防紫外线的工装面料的原料组成为：尼龙基体、木质素 纤维 素 纳米纤维 、 氨 气、酸处理剂、氨 水 、二甲基亚硫酰胺、 对 甲苯 磺酸 、去离子水、但基羟基甲苯、纳米 二 氧 化 硅 和 石墨 炔。所述防紫外线的工装面料是利用木质素纤维纳米纤维将尼龙基体进行酸氨基化改性，使其具有一定的防紫外线能 力 ，再与纳米 二氧化硅 和石墨炔复合形成防紫外线的工装面料，有效提高了面料的UV阻挡性能。本发明公开的技术途径中的木质素纤维纳米纤维原材料从天然 植物 中获取，具有可降解行；石墨炔的 稳定性 和耐高温性能可以增强面料的耐用性，延长使用寿命。 | ||
| 权利要求 | 1.一种防紫外工装面料及其制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述用于制造防紫外线的工装面料的原料组成为：尼龙基体80～100份、木质素纤维素纳米纤维5～10份、氨气 |
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| 说明书全文 | 一种防紫外工装面料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于纺织品生产加工技术领域，尤其涉及一种防紫外工装面料及其制备方法。 背景技术[0002] 防紫外线工装面料的研究始于20世纪末。最早的防紫外线面料主要通过物理遮挡和化学吸收两种方式实现紫外线阻隔。物理遮挡主要依赖于面料的编织密度和厚度，而化学吸收则依赖于添加UV吸收剂。然而，这些传统技术在性能和舒适性方面存在一定的局限性，特别是在透气性和柔软度上难以满足现代工人的需求。现代工业作业环境中的紫外线辐射问题越来越受到重视，尤其是在户外工作或暴露在强光环境下的工人。长时间的紫外线暴露不仅可能导致皮肤损伤，还会加速工装的老化，影响其防护性能。因此，社会对防紫外线工装面料的需求日益增加，特别是对其舒适性、耐用性和防护效果提出了更高的要求。 [0003] 木质素纤维纳米纤维作为一种新型环保材料，引起了广泛关注。木质素是植物细胞壁的重要组成部分，具有优良的生物降解性和再生能力。木质素本身对紫外线具有一定的吸附和屏蔽能力，通过纳米化处理后，其表面活性位点增多，能有效提高面料的UV阻挡性能。木质素来源于天然植物，具有优良的生物降解性，能有效减少面料生产和使用过程中的环境负担。木质素纤维纳米纤维能改善面料的柔软性和透气性，从而提升穿着舒适度。 发明内容[0007] 具体技术方案如下：一种防紫外工装面料及其制备方法，按重量份数计，所述用于制造防紫外线的工装面料的原料组成为：尼龙基体80～100份、木质素纤维素纳米纤维5～10份、氨气5～10份、酸处理剂80～100份、氨水40～60份、二甲基亚硫酰胺180～200份、对甲苯磺酸0.5～1份、去离子水500～700份、但基羟基甲苯0.1～0.5份、纳米二氧化硅2～5份、石墨炔0.5～2份；所述防紫外线的工装面料的制备方法包括如下步骤： S1木制纤维素纳米纤维的预处理：在多功能反应釜中加入5～10份木质素纤维素纳米纤维、80～100份酸处理剂，搅拌速率为1300～1500 r/min，在10～30℃下混合搅拌180～240分钟； S2木制纤维素纳米纤维的分散：向步骤S1中的多功能反应釜继续加入200～300份去离子水，搅拌速率为1000～1200 r/min，在10～30℃下混合搅拌20～30分钟，超声波处理 30‑60分钟，获得均匀的木质纤维素纳米纤维悬浮液； S3溶解尼龙：向多功能反应釜依次加入80～100份尼龙基体、180～200份二甲基亚硫酰胺，以1000～1200 r/min的速率搅拌120～240分钟，使其完全溶解； S4氨基化改性： a，将步骤S2中的木质纤维素纳米纤维悬浮液和步骤S3中溶解的尼龙加入多功能反应釜中，以1000～1200 r/min的速率搅拌120～240分钟； b，向多功能反应釜中加入40～60份氨水、0.5～1份对甲苯磺酸、0.1～0.5份但基羟基甲苯，在90～100℃下，以1000～1200 r/min的速率搅拌120～240分钟使其均匀反应得到改性尼龙混合溶液； S5洗涤干燥：将步骤S4中改性尼龙混合溶液洗涤沉淀，将沉淀后的改性尼龙在真空干燥箱中干燥，温度为60～80℃，干燥时间为2～3天，得到干燥的改性尼龙颗粒； S6混合加工： a，将步骤S5中的改性尼龙颗粒与2～5份纳米二氧化硅和0.5～2份石墨炔在多功能反应釜中以1000～1200 r/min的速率搅拌120～240分钟使其混合均匀得到混合物料； b，将混合物料通过双螺杆挤出机进行熔融共混，设置挤出机喂料区温度为80～90℃、熔融区温度为200～240℃、模头区温度为220～250℃，转速设置为30～60 rpm，挤出直径为1～5 mm的防紫外线尼龙纤维； S7纺织：将纤维卷绕成纱线卷筒，使用纺织机将纱线织造成面料，进行染色、整理和增强处理，提高布料的耐磨性得到防紫外线工装面料。 [0008] 在其中一些实施例中，所述尼龙基体可以为尼龙PA6和尼龙PA66中的一种或多种结合。 [0010] 在其中一些实施例中，所述步骤S1对木质纤维素纳米纤维进行预处理和步骤S4进行氨基化改性时，工作环境需要每小时换气8～12次。 [0011] 在其中一些实施例中，所述步骤S5中对改性尼龙混合溶液进行洗涤沉淀时，每次洗涤需要使用80～100份去离子水进行洗涤，重复洗涤3～5次。 [0012] 在其中一些实施例中，所述步骤S6中需要将防紫外线尼龙纤维通过2～5℃的去离子水进行水浴冷却10～20分钟，得到完全固化的防紫外线尼龙纤维。 [0013] 在其中一些实施例中，固化后的防紫外线尼龙纤维需要在50～60℃的去离子水和0.1～0.3份清洗剂中清洗纤维，以去除油脂和杂质。 [0014] 在其中一些实施例中，所述清洗后的防紫外线尼龙纤维需要通过低温烘干机将纤维烘干，使水分含量为0.2%～2%。 [0015] 本反应具有以下优点：（1）防紫外线：通过对尼龙基体进行酸氨基化改性，再添加石墨炔和纳米二氧化硅作为紫外线吸收剂，制备的面料能有效阻挡紫外线的穿透； （2）耐磨性：石墨炔可以作为增强材料提升面料的耐磨性能，提高面料的抗撕裂性和抗磨损性延长面料的使用寿命； （3）生物降解性：原材料中的木质素纤维纳米纤维事可再生资源，结合尼龙的复合技术，使得面料在保持优良性能的同时，具备生物降解性，减少对环境的负担。 附图说明 [0016] 图1：实施例7制备得到的改性尼龙纤维微观结构；图2：实施例8制备得到的改性尼龙纤维微观结构； 图3：对比例1制备得到的改性尼龙纤维微观结构。 [0017] 图4：对比例2制备得到的改性尼龙纤维微观结构。 具体实施方式[0018] 下面将结合本发明实施例中的技术工艺步骤，具体实施条件和材料，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付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。实施例 [0019] 在多功能反应釜中加入6份木质素纤维素纳米纤维、80份浓硫酸，搅拌速率为1300 r/min，在15℃下混合搅拌180分钟。向多功能反应釜继续加入300份去离子水，搅拌速率为1000 r/min，在10℃下混合搅拌20分钟，超声波处理30分钟，获得均匀的木质纤维素纳米纤维悬浮液，备用。 实施例 [0020] 在多功能反应釜中加入10份木质素纤维素纳米纤维、100份浓盐酸，搅拌速率为1500 r/min，在30℃下混合搅拌240分钟。向多功能反应釜继续加入200份去离子水，搅拌速率为1200 r/min，在30℃下混合搅拌30分钟，超声波处理60分钟，获得均匀的木质纤维素纳米纤维悬浮液，备用。 实施例 [0021] 向多功能反应釜依次加入85份尼龙PA6、180份二甲基亚硫酰胺，以1000 r/min的速率搅拌140分钟，使其完全溶解，得到尼龙溶解液，备用。实施例 [0022] 向多功能反应釜依次加入95份尼龙PA66、190份二甲基亚硫酰胺，以1200 r/min的速率搅拌180分钟，使其完全溶解，得到尼龙溶解液，备用。实施例 [0023] 将实施例1中的木质纤维素纳米纤维悬浮液和实施例3中溶解的尼龙加入多功能反应釜中，以1200 r/min的速率搅拌240分钟。向多功能反应釜中加入60份氨水、1份对甲苯磺酸、0.4份但基羟基甲苯，在100℃下，以1200 r/min的速率搅拌180分钟,期间小时换气8次，使其均匀反应得到改性尼龙混合溶液。将改性尼龙混合溶液进行洗涤沉淀，每次洗涤需要使用100份去离子水进行洗涤，重复洗涤三次。将沉淀后的改性尼龙在真空干燥箱中干燥，温度为80℃，干燥时间为3天，得到干燥的改性尼龙颗粒。实施例 [0024] 将实施例2中的木质纤维素纳米纤维悬浮液和实施例4中溶解的尼龙加入多功能反应釜中，以1000 r/min的速率搅拌180分钟。向多功能反应釜中加入50份氨水、0.5份对甲苯磺酸、0.3份但基羟基甲苯，在90℃下，以1000 r/min的速率搅拌120分钟,期间小时换气12次，使其均匀反应得到改性尼龙混合溶液。将改性尼龙混合溶液进行洗涤沉淀，每次洗涤需要使用80份去离子水进行洗涤，重复洗涤三次。将沉淀后的改性尼龙在真空干燥箱中干燥，温度为60℃，干燥时间为2天，得到干燥的改性尼龙颗粒。 实施例 [0025] 将实施例5中的改性尼龙颗粒与3份纳米二氧化硅和1份石墨炔在多功能反应釜中以1200 r/min的速率搅拌240分钟使其混合均匀得到混合物料。将混合物料通过双螺杆挤出机进行熔融共混，设置挤出机喂料区温度为90℃、熔融区温度为220℃、模头区温度为230℃，转速设置为50 rpm，挤出直径为3 mm的防紫外线尼龙纤维。将防紫外线尼龙纤维通过4℃的水进行水浴冷却10分钟，在60℃的温水和0.3份清洗剂中清洗纤维，通过低温烘干机将纤维烘干，使水分含量为0.8 %。将纤维卷绕成纱线卷筒，使用纺织机将纱线织造成面料，进行染色、整理和增强处理，提高布料的耐磨性得到防紫外线工装面料。 [0026] 扫描电镜表征制备的改性后的尼龙纤维的微观结构见图1a，尼龙纤维的直径约为19.27 μm；利用扫描电镜表征改性尼龙纤维的微观结构图见图1b，可以发现很多的活性位点很好地黏附在改性尼龙纤维表面。 [0027] 依据《GB/T 18830 纺织品 防紫外线性能的评定》来测定工装面料的防紫外线能力，在试验中，样品的UPF=57，且T(UVA)AV=2.4%时，符合国家标准。 [0029] 将实施例6中的改性尼龙颗粒与4份纳米二氧化硅和1.5份石墨炔在多功能反应釜中以1100 r/min的速率搅拌180分钟使其混合均匀得到混合物料。将混合物料通过双螺杆挤出机进行熔融共混，设置挤出机喂料区温度为80℃、熔融区温度为200℃、模头区温度为220℃，转速设置为40 rpm，挤出直径为4 mm的防紫外线尼龙纤维。将防紫外线尼龙纤维通过3℃的水进行水浴冷却15分钟，在50℃的温水和0.1份清洗剂中清洗纤维，通过低温烘干机将纤维烘干，使水分含量为1.2 %。将纤维卷绕成纱线卷筒，使用纺织机将纱线织造成面料，进行染色、整理和增强处理，提高布料的耐磨性得到防紫外线工装面料。 [0030] 扫描电镜表征制备的改性后的尼龙纤维的微观结构见图2a，尼龙纤维的直径约为15.38 μm；利用扫描电镜表征改性尼龙纤维的微观结构图见图1b，可以发现很多的活性位点很好地黏附在改性尼龙纤维表面。 [0031] 依据《GB/T 18830 纺织品 防紫外线性能的评定》来测定工装面料的防紫外线能力，在试验中，样品的UPF=51，且T(UVA)AV=2.8%时，符合国家标准。 [0032] 依据《GB/T 18830 纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定》来测定工装面料的耐磨性，在试验中，样品经历40000次摩擦不起球，根据国家标准判断其具有良好的耐磨性。 [0033] 对比例1不添加纳米二氧化硅和石墨炔，其他步骤同实施例7. 扫描电镜表征制备的改性后的尼龙纤维的微观结构见图4，尼龙纤维的直径约为 28.77μm；没有活性位点黏附在改性尼龙纤维表面。 [0034] 依据《GB/T 18830 纺织品 防紫外线性能的评定》来测定工装面料的防紫外线能力，在试验中，样品的UPF=35，且T(UVA)AV=6.2%时，不符合国家标准。 [0035] 依据《GB/T 18830 纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定》来测定工装面料的耐磨性，在试验中，样品经历18000次摩擦起球，根据国家标准判断其不具有良好的耐磨性。 [0036] 对比例2将木质素纤维纳米纤维更换为木质素纤维，其他步骤同实施例7. 扫描电镜表征制备的改性后的尼龙纤维的微观结构见图3，尼龙纤维的直径约为 42.19 μm；没有活性位点黏附在改性尼龙纤维表面。 [0037] 依据《GB/T 18830 纺织品 防紫外线性能的评定》来测定工装面料的防紫外线能力，在试验中，样品的UPF=40，且T(UVA)AV=4.3%时，符合国家标准。 [0038] 依据《GB/T 18830 纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定》来测定工装面料的耐磨性，在试验中，样品经历2000次摩擦不起球，根据国家标准判断其不具有良好的耐磨性。 |
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