一種智能防紫外織物的製備方法
2023-06-04 14:00:46
專利名稱：一種智能防紫外織物的製備方法
技術領域：
本發明屬於功能紡織品領域，是一種智能防紫外織物的製備方法。
背景技術：
太陽輻射中的紫外輻射可分為三個部分長波紫外線一UVA(波長315nm 400nm)、中波紫外線-UVB (波長^Onm 315nm)、短波紫外線-UVC(波長180nm ^Onm)。 UVA射入人的皮膚可激活皮膚中的黑色素，使皮膚變黑，加速皮膚老化；當皮膚大量接收過量UVB輻射後，會產生紅斑、水泡，引起灼傷，會引起嚴重的皮膚病和皮膚癌；UVC輻射會引發皮膚癌。實際上，由於大氣層的強烈吸收，太陽輻射中達到地面的UVC已非常微弱，因此， 在地表面對人體危害最大的紫外線是UVA和UVB，這些紫外線是一般抗紫外線產品著重阻隔的部分。根據國家標準GB/T 18830-2009《紡織品防紫外線性能的評定》的規定，只有當樣品的UPF(Ultraviolet Protection Factor)值大於40，並且UVA的透過率小於5%時，才能稱之為「防紫外線產品」，這兩個條件缺一不可。這是衡量一種產品是不是「防紫外線產品」 的指標。比如UPF值為50，就說明有1/50的紫外線可以透過織物。UPF值越高，就說明紫外線的防護效果越好。但國家標準中紡織品的UPF值只分40+和50+兩檔，因為當UPF大於40以後，並且UVA的透過率小於5%，即為合格產品，而當UPF大於50以後，並且UVA的透過率小於5%，對人體的影響就比較小了。目前，國內外研製的防紫外織物，都是採用織物對紫外線的吸收和反射原理。一般在紡織品中添加一種能反射或吸收紫外線的物質，這種物質稱為紫外線遮蔽劑。紫外線遮蔽劑有有機類和無機類之分。有機類紫外線遮蔽劑主要有苯酮類和苯並三唑類等芳香族有機化合物，有機遮蔽劑主要吸收紫外線，並能進行能量轉換，以熱能或其他低能輻射，將能量釋放或消耗，因此又稱為紫外線吸收劑；無機類的紫外線遮蔽劑主要有二氧化鈦、氧化鋅和陶土等折射率很高的無機物，它們的作用機理主要是反射和散射紫外線，又稱為紫外線反射劑。目前防紫外織物主要有兩種類型一是用生產防紫外纖維，然後織成織物。二是後整理法，即用浸漬、印花、樹脂、微膠囊等技術處理到織物上，這是國內研究和開發最多的一類。本發明利用磁控濺射法對織物基布進行濺射，在織物表面形成一層WO3納米薄膜， 該膜本身的顏色近似白色，在紫外線的照射下顏色會逐漸加深，照射的時間越長，紫外線越強，織物的顏色就越深。在紫外線的照射下，織物會由白色逐漸變為藍色，再變為黑色。當織物的顏色越來越深時，阻擋紫外線的能力就越來越強。當織物變為藍色時，UPF值比白色時提高了近7倍，可以達到40以上，達到國家標準，當變為黑色時，UPF值已經超過50，達到了防紫外織物的最高標準。但當織物放在沒有紫外線照射的環境中時，織物會逐漸恢復其原來的顏色。該織物特別適合製作太空太空衣，在太空中，因為沒有臭氧層的保護，紫外線特別強，織物很快就變為深色，對紫外線進行自鎖，保護太空人。但當太空人返回太空倉時，織物顏色逐漸變淺，織物恢復其本來的性能，不影響太空衣的其他特殊性能。在醫院的紫外殺菌間等紫外輻射較強的地方，用此織物製作的防護服，不僅可以保護醫護人員的安全，而且可以從服裝的顏色變化上，判斷出環境的紫外線強度，以便儘早採用措施，保護病人的安全。 另外，在普通的服裝上，可以縫一小塊這種織物作紫外線測試標樣，同時縫一小塊警示標誌織物，對應於測試標樣織物在臨界紫外強度時的顏色，當測試標樣的顏色達到或超過警示標誌織物的顏色深度時，提醒人們穿著防紫外服裝，並對臉部等採取防紫外措施。
發明內容
本發明利用磁控濺射法對基布進行濺射，將WO3濺射到織物表面，研製成功智能防紫外織物，該織物在紫外線的照射下，顏色會逐漸變深，阻擋紫外線的能力越來越強。本發明的技術解決方案是這種具有紫外光致變色性能的織物的製備方法，主要包括下述步驟1)、對所選的織物進行前處理，以清除織物表面汙垢。2)、前處理工藝流程丙酮浸泡織物超聲波處理30分鐘一純淨水浸泡織物超聲波處理30分鐘一純淨水漂洗織物5遍一烘乾(100°C )。3)、濺射工藝流程抽真空一充入氬氣、氧氣一設置濺射功率一直流濺射一得到紫外光致變色織物。本發明具有以下優點1)、該製備方法基布適應性廣。基布不僅可以用無紡織物，還可以用機織物等。基布織物的纖維可以用滌綸、錦綸、芳綸等化纖，也可以用混紡織物。2)、磁控濺射法是綠色環保塗層方法，無廢水排出，對環境沒有汙染。3)、該製備方法研製的防紫外織物，是一種智能織物，對紫外線有自鎖功能，織物的顏色隨紫外線的強度變化，紫外線越強，顏色越深，阻擋紫外線的能力越強。而且，織物的這種反應是可逆的。
圖1智能防紫外織物的結構示意2本發明的工藝流程示意圖
具體實施例方式下面根據附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的說明，以便能更好地說明本發明的技術特徵和產品特點。本發明採用磁控濺射技術，產品結構為一層納米金屬膜1和一層基布2。其加工步驟如下1)、選擇基布。2)、對所選的織物進行前處理，前處理工藝流程為基布一丙酮浸泡超聲波處理 (30分鐘)—純淨水浸泡超聲波處理(30分鐘)—漂洗(5次)—烘乾(10(TC )。3)、將經過前處理的織物放入處理室，在特定真空條件下，利用直流磁控濺射技
4術，將納米WO3沉積在織物表面，從而製得智能防紫外織物。例如，靶材金屬鎢的純度為 99. 95%，氧氣的純度為99. 95%，氬氣的純度為99. 95%。採用直流濺射，濺射工藝參數為 靶基距30mm-70mm，本底真空5*10-3-4*l(T4Pa，工作氣壓0. 1-101 ，氬氣氧氣流量比10 6， 濺射功率30W-200W，濺射時間l-90min。
權利要求
1.一種具有紫外光致變色的智能防紫外織物，其特徵在於對紫外線有自鎖功能，織物的顏色隨紫外線的強度變化，紫外線越強，顏色越深，阻擋紫外線的能力越強。而且，織物的反應是可逆的。
2.根據權利要求1所述的智能防紫外織物，利用磁控濺射技術將WO3沉積到織物表面， 在織物表面形成一層納米WO3膜，製得具有智能防紫外織物。
3.根據權利要求1所述的智能防紫外織物所用基布可以是無紡織物，也可以用機織物等。基布織物的纖維可以用滌綸、錦綸、芳綸等化纖，也可以用混紡織物。
4.根據權利要求1所述的智能防紫外織物，其特徵在於磁控濺射所用靶材為純金屬鎢，與濺射室的氧氣反應後形成WO3,濺射到織物的表面形成一層納米WO3薄膜。
全文摘要
本發明涉及有關智能防紫外織物的製備。利用磁控濺射法，以純金屬鎢為靶材，對基布進行濺射，在濺射的過程中，金屬鎢與濺射室的氧氣發生反應形成WO3，將WO3濺射到織物表面形成納米薄膜，研製成功智能防紫外織物。該製備方法研製的防紫外織物，是一種智能防紫外織物，對紫外線有自鎖功能，織物的顏色隨紫外線的強度變化，紫外線越強，顏色越深，阻擋紫外線的能力越強。而且，織物的這種反應是可逆的。這種織物特別適合製作太空太空衣和防強紫外工作服。
文檔編號D06M11/48GK102337671SQ201010238318
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月27日 優先權日2010年7月27日
發明者杜文琴, 狄劍鋒, 蘇啟來 申請人:五邑大學