阅读说明：本技术 一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线及其制备方法 (Novel cool antibacterial anti-ultraviolet polyester yarn and preparation method thereof ) 是由 张耀辉 李军社 刘少波 王丽 闫鹏鹏 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线、制备方法和应用。该涤纶纱线由凉感抑菌防紫外涤纶母粒制成,所述涤纶纤维母粒包括纳米金属氧化物、遇水吸热物质和刺激冷觉感受器物质。本发明的一种三合一功能纱线,多种功能结合于一起,同时具有凉感、抑菌、抗紫外效果。直接织成的面料具有凉感、抑菌、抗紫外效果,不需要与别的功能纤维复合,不需要特殊的纺织方法。(The invention discloses a novel cool antibacterial ultraviolet-proof polyester yarn, a preparation method and application. The polyester yarn is prepared from cool antibacterial ultraviolet-proof polyester master batches, wherein the polyester fiber master batches comprise nano metal oxides, water-absorbing heat-absorbing substances and stimulus cold receptor substances. The three-in-one functional yarn provided by the invention combines multiple functions together, and has the effects of cool feeling, bacteriostasis and ultraviolet resistance. The directly woven fabric has cool feeling, bacteriostasis and ultraviolet resistance effects, does not need to be compounded with other functional fibers, and does not need a special weaving method.)

一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织技术领域，涉及一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线及其制备方法。

背景技术

目前市场上多数纱线功能是单一品种，比如抑菌功能和抗紫外功能，CN109162095A公开了一种抗菌涤纶纱线及其制备方法，所述的涤纶纱线从下到上依次由涤纶底料层、第一抗菌涂层和第二抗菌涂层组成。CN110295426A公开了一种抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线及其制备工艺，将等离子体处理后的阳离子涤纶、棉纤维和壳聚糖纤维混合后依次经开清棉、梳棉、二道并条、粗纱、细纱和络筒工序制得抗菌功能阳离子涤纶混纺纱线。CN104775205A公开了一种多功能混纺纱线及其应用，该多功能混纺纱线包括珍珠共混纤维素纤维、抗菌纤维和主纤维。

上述功能的实现是通过多种不同功能的纤维复合织成面料。目前接触凉感是纺织产品的一个重要的功能。现在的赋予纺织品凉感功能还要另外配合使用凉感纱线，增加了织造难度和成品。而且特别是一些抗紫外的纱线，其中添加了低导热率的物质，进一步降低了纺织品的凉感功能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种新型凉感抑菌抗紫外纱线。本发明的三合一纱线，将3种功能结合一起，是目前织造面料方面没有的新型纱线原材料。具体的，将凉感元素、抑菌元素、抗紫外元素赋予在涤纶母粒中，后续熔融抽丝生产纱线成品，在纱线原材料上赋予现有纤维凉感、抑菌、抗紫外功能，后续织造面料成品，可以使成品面料有上述功能。

本发明的抑菌和抗紫外是通过添加无机紫外线屏蔽材料来实现，本发明的接触凉感实现不是通过传统的改变纤维的热导率，这样，抑菌、抗紫外和凉感的添加物质不会互相冲突，不会影响各自的功能发挥。

本发明的第一方面在于提供一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线，由凉感抑菌防紫外涤纶母粒制成，所述涤纶纤维母粒包括纳米金属氧化物、遇水吸热物质和刺激冷觉感受器物质。

本发明的多功能纱线，通过添加纳米金属氧化物来实现抑菌和防紫外功能，通过添加遇水吸热物质和刺激冷觉感受器物质来实现凉感功能。添加的纳米金属氧化物不影响导热系数，不会降低凉感功能。添加的遇水吸热物质和刺激冷觉感受器物质，也不会影响抑菌和防紫外功能。

在本发明的一些实施方式中，所述纳米金属氧化物、遇水吸热物质和刺激冷觉感受器物质均匀分布在所述涤纶母粒中。

纳米金属氧化物、遇水吸热物质和刺激冷觉感受器物质在涤纶母粒中均匀分布，与功能成分涂覆在涤纶纤维表面相比，在抽丝和生产纱线中不需要额外的涂覆工艺，而且功能不会应为表面磨损而下降。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述纳米金属氧化物为氧化锌。

与纳米二氧化钛、二氧化硅相比，纳米氧化锌的化学稳定性高，不刺激皮肤，可以全波段屏蔽紫外线。而且10-40nm粒径的纳米氧化锌在制备涤纶母粒的反应体系中，在加入选定的稳定剂(二甲基-十二烷基苯磺酸)后，在反应体系中分散效果出乎预料的好，在得到的涤纶母粒中分散更为均匀。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述遇水吸热物质为木糖醇，所述刺激冷觉感受器物质为。

研究中发现，通过添加刺激冷觉感受器的物质L-乳酸薄荷酯来配合遇水吸热物质木糖醇可以显著降低木糖醇用量，但是不影响凉感或者凉感的影响很小。而同样是刺激冷觉感受器的物质的薄荷酯和薄荷醇则没有这种作用。

在本发明的一些优选的实施方式中，按重量百分比计，包括0.5-2％的粒径为10-40nm的氧化锌、1-5％的木糖醇和0.2-1％的L-乳酸薄荷酯；

优选地，所述木糖醇和L-乳酸薄荷酯的质量比为(15-5)：1。

研究中发现，在木糖醇和L-乳酸薄荷酯的质量比为(15-5)：1时，具有明显的协同减少木糖醇用量的作用。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述木糖醇和L-乳酸薄荷酯的质量比为(12-8)：1。

本发明的第二方面在于提供一种第一方面所述的涤纶纱线的制备方法，包括以下步骤：

S1，将纳米金属氧化物、遇水吸热物质和刺激冷觉感受器物质与制备涤纶母粒的原料对苯二甲酸、乙二醇混合，加入催化剂和助剂，反应，制备涤纶母粒；

S2，将得到的涤纶母粒，熔融抽丝生产纱线。

9、在本发明的一些实施方式中，所述S1中，对所述苯二甲酸、乙二醇进行复配，其中复配时通过计算机确定所述乙二醇的重量份，根据以下公式求出所述乙二醇的重量份：

其中，SM代表所述乙二醇的重量份，T代表所述反应时的温度值，sx代表催化剂的重量份，arcsin()代表正弦的反三角函数，代表含有未知量t的函数sec(t)做积分，且t的取值范围25-30，sec代表三角函数，正割函数，YSC代表苯二甲酸的重量份，BSC代表助剂的重量份，ln代表以自然常数e为底的对数，arc cot代表余切的反三角函数。

本发明的第三方面在于提供一种第一方面所述的涤纶纱线在制备凉感抑菌防紫外面料中的应用。

本发明的有益技术效果是：

本发明的一种三合一功能纱线，多种功能结合于一起，同时具有凉感、抑菌、抗紫外效果。直接织成的面料具有凉感、抑菌、抗紫外效果，不需要与别的功能纤维复合，不需要特殊的纺织方法。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

以下实施例和对比例为平行试验，除非特别指出，采用同样的处理步骤和参数。所述纳米氧化锌的粒径分布为10-40nm。

实施例1

一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线，包括0.5％的粒径为10-40nm的氧化锌、1％的木糖醇和0.2％的L-乳酸薄荷酯。

实施例2

一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线，包括2％的粒径为10-40nm的氧化锌、5％的木糖醇和1％的L-乳酸薄荷酯；

实施例3

一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线，包括1％的粒径为10-40nm的氧化锌、3％的木糖醇和0.3％的L-乳酸薄荷酯。

对比例1

一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线，包括1％的粒径为10-40nm的氧化锌和7％的木糖醇。

对比例2

一种新型凉感抑菌防紫外涤纶纱线，包括1％的粒径为10-40nm的氧化锌和2％的L-乳酸薄荷酯。

实施例4

实施例1-3的制备方法：

将纳米氧化锌、木糖醇和L-乳酸薄荷酯加入到反应釜中，加入乙二醇，加入对苯二甲酸，加入催化剂和二甲基-十二烷基苯磺酸，搅拌混合均匀；

氮气置换三次，加压至0.25MPa，升温至270℃，反应1小时；

降压至常压，氮气加压出料，经过溶体冷却、造粒，得到涤纶母粒；

涤纶母粒，采用常规的方法熔融抽丝，得到所述纱线。

实施例5

10、实施例1-3的制备方法：所述S1中，对所述苯二甲酸、乙二醇进行复配，其中复配时通过计算机确定所述乙二醇的重量份，根据以下公式求出所述乙二醇的重量份：

其中，SM代表所述乙二醇的重量份，T代表所述反应时的温度值，sx代表催化剂的重量份，arcsin()代表正弦的反三角函数，代表含有未知量t的函数sec(t)做积分，且t的取值范围25-30，sec代表三角函数，正割函数，YSC代表苯二甲酸的重量份，BSC代表助剂的重量份，ln代表以自然常数e为底的对数，arc cot代表余切的反三角函数。

利用以上技术，可以通过计算机计算所述乙二醇的重量份，进而可以进行调节所述乙二醇的重量份，使得所述重量份为最理想的复配结果，在保证其他材料的的基础上调节所述乙二醇，使其达到完美的配制状态，最终制备涤纶母粒，将得到的涤纶母粒，熔融抽丝生产纱线，以上算法通过从多方面材料进行考虑，从而使得计算结果更为准确，大大减小了误差，为配制涤纶母粒提供了准确的乙二醇的重量份，避免了材料的浪费。

对比例3

对比例1和2的制备方法，与实施例4的区别在于，反应体系中不添加相应不存在的组分。

实验例

取实施例和对比例的涤纶纱线，在小样机上，手工织斜纹样品面料，10×10cm，进行下列测试。

1防紫外线性能

采用GB/T 18830-2009的测试方法，结果见表1。

表1防紫外线性能

	UPF值	UPF等级	T(UVA)AV/％	T(UVB)AV/％
					实施例1	45	40	3.69	2.12
实施例2	48	42	3.52	1.88
					实施例3	46	40	3.71	1.98

注：当UPF＞40，且T(UVA)AV/％＜5％时，可称为防紫外线产品

从表1中可以看出，实施例1-3织成的面料均具有防紫外线功能。其中，以氧化锌含量最大的实施例2为较优。

2抗菌性能

采用GB/T 20944.3-2008的检测方式，结果见表2。

表2抑菌率(/％)

	金黄色葡萄球菌	大肠杆菌	白色念珠菌
				实施例1	97	98	97
实施例2	99	99	99
				实施例3	98	98	99

注：标准要求对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70％，或对白色念珠菌的抑菌率≥60％

从表2中可以看出，实施例1-3织成的面料均具有较好的抗菌抑菌性能。其中，以氧化锌含量最大的实施例2为较优。

3接触凉感

采用GB/T 35263-2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测和评价》的检测方法，结果见表3。

表3接触凉感

	接触凉感系数(/gmax/[j/^cm<sup>3</sup>·S])
		实施例1	0.16
实施例2	0.16
		实施例3	0.18
对比例1	0.15
		对比例2	0.08

注：标准值为≥0.15

从表3中可以看出，实施例1-3织成的面料的凉感均具有较好的凉感功能，且凉感功能不依赖于木糖醇的含量，其中以实施例3为最优。

木糖醇和L-乳酸薄荷酯组合的实施例1-3织成的面料的凉感均优于单独的具有较高含量的木糖醇和L-乳酸薄荷酯的对比例1和2。

4染色性能

采用高温染色法进行染色实验。染色剂为MF-E分散蓝，染料浓度为3％，与染液的体积比为1:30，130℃下染色90min。计算K/S值，结果见表4。

表4染色性能

	K/S值
		实施例3	8.053
对比例1	7.572
		对比例2	6.189

从表4中可以看出，木糖醇和L-乳酸薄荷酯组合的实施例3具有较好的K/S值，木糖醇和L-乳酸薄荷酯组合可以提高染色性能。

以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。