[發(fā)明專利]一種限域誘導(dǎo)自組裝制備抗紫外線紗線及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410064659.3
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103820990A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬延文;張自強(qiáng);馮曉苗;周偉欣;陳劍宇;黃維
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: D06M11/46
• 分類號: D06M11/46;D06M11/44
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 胡玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種限域誘導(dǎo)自組裝制備抗紫外線紗線及其制備方法，屬于紡織工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來紫外線輻射對皮膚、眼睛、電子產(chǎn)品、以及免疫系統(tǒng)等造成危害越來越受到人們的重視，這就使得傳統(tǒng)的織物已經(jīng)不能滿足人們的要求。未來消費(fèi)電子產(chǎn)品、織物的發(fā)展除了要滿足輕薄、可折疊或穿戴之外，還要具備更高的要求，例如抗紫外線的功能。毫無疑問，納米材料成了首要選擇。其中二氧化鈦和氧化鋅納米線既能吸收紫外線，又能反射、散射紫外線，還能透過可見光，是性能優(yōu)越、極有發(fā)展前途的物理屏蔽型的紫外線防護(hù)劑。目前生產(chǎn)抗紫外線功能織物通常有2種方法，一種是在合成纖維生產(chǎn)的過程中摻入紫外線屏蔽劑，這種方法制備出的抗紫外線織物效果較好，但不利于天然纖維，而且混紡比例極難控制。另外一種是在織物后加工處理中采用高溫高壓吸盡法、溶膠-凝膠技術(shù)、印花法等等。例如：2004年東華大學(xué)利用溶膠-凝膠抗紫外整理液制備抗紫外線織物，通過在一定條件下對織物進(jìn)行整理，直接在織物表面形成納米凝膠粒子，強(qiáng)烈的吸收和反射紫外線，從而賦予織物優(yōu)異的抗紫外的性能（公開號：CN1614133）；2009年江蘇工業(yè)學(xué)院;常州月夜燈芯絨有限公司將制備得到的納米紫外屏蔽劑分散在溶劑里，超聲分散2-30分鐘，將織物置于溶液中，浸潤2-30分鐘，取出織物，20-80度烘干2-40分鐘，制得高性能抗紫外織物（公開號：CN101718034A）；2012年東麗酒伊織染（南通）有限公司通過涂層加工的方法來達(dá)到防紫外線效果，這種加工方法既方便快捷，又減少了對環(huán)境的影響（公開號CN102650101A）；2013年句容市后白鎮(zhèn)迎瑞印花廠通過將紫外線吸收劑制成維膠囊的方式將其固定在織物上，使得紫外線吸收劑與織物的結(jié)合度牢固可靠，其紫外線屏蔽率可達(dá)到89%以上（公開號：CN103469605A）。

蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝是一種十分有效的納米材料涂覆技術(shù)，其最簡單模型即是“咖啡環(huán)效應(yīng)（coffee?ring?phenomenon）”（Nature1997,389,827），懸浮在液滴中的粒子在干燥過程中受毛細(xì)力趨于在邊界聚集，由于液滴邊緣被粒子懸浮液和基底之間的摩擦力“鎖住（pinning）”，加上液滴、基底和空氣接觸線上溶劑的快速蒸發(fā)，導(dǎo)致了粒子拷貝了接觸線形狀而形成了環(huán)狀結(jié)構(gòu)。粒子的組裝形貌除了受液滴性能影響外，其自身形貌也是重要的影響因素，如高長徑比的納米結(jié)構(gòu)，由于粒子間存在強(qiáng)的長程吸引，在干燥時更有利于產(chǎn)生均勻分布（Nature2011,476,308）。本發(fā)明把蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝技術(shù)由平面發(fā)展至紗線上，液滴在紗線上附著時的形貌將受到它的微米尺度的限制而趨于按軸向方向分布，在液滴快速干燥過程中，紗線中的纖維、纖維間形成的微米溝道將進(jìn)一步發(fā)揮其限域效應(yīng)，向納米線或納米管提供毛細(xì)作用力導(dǎo)致其附著，實(shí)現(xiàn)自組裝。此外，本發(fā)明方便簡單，常溫下即可制備，且二氧化鈦和氧化鋅納米線在纖維表面組裝均勻，制備的導(dǎo)電紗線具有優(yōu)異的柔性、耐磨性、耐洗滌性和抗紫外性能。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：提出一種具有優(yōu)異的柔性、耐磨性和導(dǎo)電性能，同時抗紫外效果好的抗紫外線紗線，以及一種工藝簡單、操作簡便，不需要對紗線進(jìn)行前處理的抗紫外線紗線的制備方法。

技術(shù)方案：一種限域誘導(dǎo)自組裝制備抗紫外線紗線，包括紗線，在紗線表面通過自組裝包裹有金屬納米線，所述金屬納米線是二氧化鈦納米線、氧化鋅納米線中的一種或兩種。

優(yōu)選方案為金屬納米線為二氧化鈦納米線或氧化鋅納米線層或二氧化鈦納米線和氧化鋅納米線混合層。

優(yōu)選方案為紗線為棉、滌綸、尼龍、丙綸、腈綸、維綸、氨綸、亞麻、黃麻、精梳毛、粗梳毛、毛絨、絹紡蠶絲、竹纖維或滌棉混紡紗線其中一種。

優(yōu)選方案為金屬納米線層厚度為1納米至10微米。

限域誘導(dǎo)自組裝制抗紫外線紗線的制備方法，將金屬納米線層通過自組裝方法負(fù)載在紗線上，包括以下步驟：

A.選取一段紗線，不對該紗線做任何處理；

B.將該紗線懸空纏繞在載玻片或PET上，紗線的纏繞方式為單根纏繞、平行陣列排列纏繞或交叉排列網(wǎng)狀纏繞中的一種；

C.將金屬納米線、溶劑、分散劑和粘結(jié)劑混合制得金屬納米線溶液；

D.吸取上述金屬納米線溶液滴加到懸空纏繞好的紗線上，然后進(jìn)行晾干或烘干，即可獲得金屬納米線包裹的抗紫外線紗線。

優(yōu)選方案為步驟C所述金屬納米線是二氧化鈦納米線或氧化鋅納米線或二氧化鈦納米線和氧化鋅納米線混合層，所述步驟D后，吸取二氧化鈦納米線或氧化鋅納米線溶液滴加到步驟D中獲得的抗紫外線紗線，然后進(jìn)行干或烘干，并且重復(fù)一次以上。