本發(fā)明涉及紡織纖維織造技術領域，尤其是涉及一種防曬抗菌纖維原絲的制備方法。
背景技術：
聚乙烯醇縮醛纖維又稱為維綸纖維，其相對密度1.26～1.30g/cc，軟化點220～230℃，水中軟化點110℃；棉型短纖維的纖度1.4旦；干濕強度分別為5.4克力/旦、4.3克力/旦，干濕伸度分別為16.5%、17.5%，楊氏模數(shù)550千克力/毫米,彈性恢復率(3%)70%；其特點是強度高、韌性好、吸濕性好、耐磨、耐酸堿、濕強度高、不怕霉蛀等；維綸纖維主要用來制作衣服，也可用于制造各種纜繩，帆布，農(nóng)用防風、防寒紗布等。
由于維綸纖維具有極好的吸濕性能，因此常被用于制作夏季穿著的服裝，但是夏季天氣炎熱，紫外線強度大，防曬也成為一件重要的事，由于維綸纖維的特點，其防曬防紫外線的能力較差，因此需要對其進行防曬防紫外線的功能改性，同時夏季溫度適宜，服裝表面容易滋生細菌等微生物，為了消費者的身心健康，服裝的抗菌性能也變得異常重要。
技術實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種防曬抗菌纖維原絲的制備方法，包括以下步驟：
a）按以下重量份稱取原料：聚乙烯醇95份，防曬添加劑4～7份，抗菌添加劑5～8份，水625～715份；
b）將聚乙烯醇與水混合并溶解，并在90～101℃下強力攪拌溶解，攪拌時間為241～359分鐘，制得紡絲原液a；
c）向紡絲原液a中加入抗菌劑添加劑，并在81～89℃下強力攪拌11～15分鐘，制得紡絲原液b；
d）將紡絲原液b冷卻后，向其中加入防曬添加劑并攪拌，等冷卻后補足失去的水分，制得紡絲原液；
e）將紡絲原液輸送到紡絲機，經(jīng)噴絲頭擠出后在飽和硫酸鈉水溶液凝固液中成型，再經(jīng)拉伸處理，然后在硫酸為催化劑下與甲醛進行縮醛化處理，之后經(jīng)水洗，上油即得防曬抗菌纖維原絲。
作為優(yōu)選，步驟c中，紡絲原液b冷卻至30～40℃后再加入防曬添加劑。
作為優(yōu)選，步驟d中，噴絲頭的孔徑選用0.06～0.08毫米的噴絲頭，縮醛化處理的溫度為66～74℃，處理時間為10～35分鐘。
本發(fā)明選用的抗菌添加劑都是具有耐高溫的無機磷酸鹽類，其可以抵御高溫而不發(fā)生分解，因此，其可以在較高溫度時添加，既能夠保證其不被破壞，也能保證其更好的與有機溶劑及聚乙烯醇融合，不發(fā)生分離現(xiàn)象；但是防曬劑中的部分成分，如抗壞血酸和葡萄糖屬于遇高溫易分解的添加物，因此需要在溶液稍微冷卻后再進行添加，需要選用一個既能夠保證與有機成分良好融合，又要能夠保證其添加后完整、不分解。
作為優(yōu)選，防曬添加劑由以下原料組成：纖維狀二氧化鈦90～95wt%，葡萄糖2～3wt%，余量為抗壞血酸。
二氧化鈦俗稱鈦白粉，是一種具有極高白度，是一種效果極佳的光反射材料，同時其還具有相當優(yōu)良的吸收和反射紫外線的能力，加上其無毒無害等特點，是一種極佳的防曬抗紫外線材料；市場上常見的是粉末狀的鈦白粉，由于化纖材料多為有機高分子材料，與無機材料間的結合能力較差，為了改善鈦白粉與聚乙烯醇縮醛纖維的結合能力，本發(fā)明中采用纖維狀或棒狀的鈦白粉作為防曬添加劑的一部分原料；由于鈦白粉，即二氧化鈦是一種具有光催化性能的無機化合物，其在吸收紫外線后會發(fā)生光催化反應，會產(chǎn)生大量氫氧自由基，這些氫氧自由基具有極強的氧化性，若不去理會這些產(chǎn)生的氫氧自由基，則可能會對消費者身心健康產(chǎn)生加大的損害，因此需要添加適量的還原劑以消除產(chǎn)生的氫氧自由基，抑制這種氧化型效果，葡萄糖和抗壞血酸是兩種具有相對較弱的還原性的物質(zhì)，這兩種物質(zhì)對人身無害，不會產(chǎn)生不良影響，在合適添加范圍內(nèi)對聚乙烯醇縮醛纖維的影響也較小，通過控制添加量可以將對纖維的不良影響降低到最??；通過葡萄糖和抗壞血酸的復配，可以改善抑制氧化性程度的范圍。
作為優(yōu)選，抗菌添加劑由以下原料組成：磷酸鈣30～60wt%，余量為三聚磷酸鋁。
作為優(yōu)選，纖維狀二氧化鈦由以下步驟制得：先將偏鈦酸粉末與熔鹽混合后在乙醇中以2000～4000rpm的轉(zhuǎn)速高速球磨6～12小時，球磨后烘干，之后將烘干后的原料在730～830℃下煅燒4～10小時，煅燒完成并冷卻至室溫后在水中以100～500rpm轉(zhuǎn)速下低速球磨1～3小時，然后清洗5～7次，制得纖維狀二氧化鈦。
作為優(yōu)選，偏鈦酸粉末與熔鹽的重量比為1：10～15，熔鹽由氯化鉀粉末、氯化鈉粉末按摩爾比1：1混合而得；高速球磨時，乙醇的重量為偏鈦酸粉末和熔鹽重量之和的3～5倍，中速球磨時水的重量為煅燒后粉末重量的4～8倍。
纖維狀二氧化鈦通過熔鹽法制得，采用偏鈦酸作為原料，在熔鹽的作用下使偏鈦酸分解為二氧化鈦，同時也在流動熔鹽的作用下使得結晶生成的二氧化鈦具有較大的長徑比成為二氧化鈦纖維；熔鹽法中，隨著熔鹽比例的提高，制得的產(chǎn)物的長徑比趨于增大；為了滿足二氧化鈦與聚乙烯醇縮醛纖維的結合能力，由能夠控制成本，因此選用料鹽比為1:10～15，使得長徑比保持在20～30之間；最后加水球磨清洗，洗去其中的熔鹽，球磨清洗時使用較低的轉(zhuǎn)速，一來可以利用球磨過程粉碎制得的粉體，使其中的可溶性熔鹽能夠更好更完全的溶解到水中，更易除去，二來較低的球磨速率能夠保證不會破壞制得的纖維狀二氧化鈦的纖維狀形貌。
作為優(yōu)選，纖維狀二氧化鈦制備過程中，煅燒時的升溫速率為1～3℃/min。
低升溫速率有利于晶體的生長，可以使制得的纖維狀二氧化鈦直徑更加的均勻，同時也可以使制得的纖維狀二氧化鈦內(nèi)部影響其強度和防曬性能的氣泡、空位、缺陷更少。
因此，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明中的制備方法操作簡單，能夠在對現(xiàn)有設備進行小成本改造后實現(xiàn)織造，同時由本發(fā)明中制備方法制得的纖維原絲具有強度高、韌性好、吸濕性能極佳并且具有防曬防紫外線和抗菌等功能。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明。
顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
一種防曬抗菌纖維原絲的制備方法，包括以下步驟：
a）按以下重量份稱取原料：聚乙烯醇95份，防曬添加劑4份，抗菌添加劑5份，水625份；
b）將聚乙烯醇與水混合并溶解，并在90℃下強力攪拌溶解，攪拌時間為241分鐘，制得紡絲原液a；
c）向紡絲原液a中加入抗菌劑添加劑，并在81℃下強力攪拌11分鐘，制得紡絲原液b；
d）將紡絲原液b冷卻至30℃后，向其中加入防曬添加劑并攪拌，等冷卻后補足失去的水分，制得紡絲原液；
e）將紡絲原液輸送到紡絲機，經(jīng)噴絲頭擠出后在飽和硫酸鈉水溶液凝固液中成型，再經(jīng)拉伸處理，然后在硫酸為催化劑下與甲醛進行縮醛化處理，之后經(jīng)水洗，上油即得防曬抗菌纖維原絲；噴絲頭的孔徑選用0.06毫米的噴絲頭，縮醛化處理的溫度為66℃，處理時間為10分鐘。
其中，防曬添加劑由以下原料組成：纖維狀二氧化鈦90wt%，葡萄糖2wt%，抗壞血酸8wt%；抗菌添加劑由以下原料組成：磷酸鈣30wt%，三聚磷酸鋁70wt%；
纖維狀二氧化鈦由以下步驟制得：先將偏鈦酸粉末與熔鹽混合后在乙醇中以2000rpm的轉(zhuǎn)速高速球磨6小時，球磨后烘干，之后將烘干后的原料在730℃下煅燒4小時，升溫速率為1℃/min，煅燒完成并冷卻至室溫后在水中以100rpm轉(zhuǎn)速下低速球磨1小時，然后清洗5次，制得纖維狀二氧化鈦；偏鈦酸粉末與熔鹽的重量比為1：10，熔鹽由氯化鉀粉末、氯化鈉粉末按摩爾比1：1混合而得；高速球磨時，乙醇的重量為偏鈦酸粉末和熔鹽重量之和的3倍，中速球磨時水的重量為煅燒后粉末重量的4倍。
實施例2
一種防曬抗菌纖維原絲的制備方法，包括以下步驟：
a）按以下重量份稱取原料：聚乙烯醇95份，防曬添加劑5份，抗菌添加劑6份，水655份；
b）將聚乙烯醇與水混合并溶解，并在94℃下強力攪拌溶解，攪拌時間為280分鐘，制得紡絲原液a；
c）向紡絲原液a中加入抗菌劑添加劑，并在84℃下強力攪拌12分鐘，制得紡絲原液b；
d）將紡絲原液b冷卻至34℃后，向其中加入防曬添加劑并攪拌，等冷卻后補足失去的水分，制得紡絲原液；
e）將紡絲原液輸送到紡絲機，經(jīng)噴絲頭擠出后在飽和硫酸鈉水溶液凝固液中成型，再經(jīng)拉伸處理，然后在硫酸為催化劑下與甲醛進行縮醛化處理，之后經(jīng)水洗，上油即得防曬抗菌纖維原絲；噴絲頭的孔徑選用0.07毫米的噴絲頭，縮醛化處理的溫度為69℃，處理時間為15分鐘。
其中，防曬添加劑由以下原料組成：纖維狀二氧化鈦92wt%，葡萄糖2.5wt%，抗壞血酸5.5wt%；抗菌添加劑由以下原料組成：磷酸鈣40wt%，三聚磷酸鋁60wt%；
纖維狀二氧化鈦由以下步驟制得：先將偏鈦酸粉末與熔鹽混合后在乙醇中以2500rpm的轉(zhuǎn)速高速球磨8小時，球磨后烘干，之后將烘干后的原料在760℃下煅燒6小時，升溫速率為2℃/min，煅燒完成并冷卻至室溫后在水中以200rpm轉(zhuǎn)速下低速球磨2小時，然后清洗6次，制得纖維狀二氧化鈦；偏鈦酸粉末與熔鹽的重量比為1：12，熔鹽由氯化鉀粉末、氯化鈉粉末按摩爾比1：1混合而得；高速球磨時，乙醇的重量為偏鈦酸粉末和熔鹽重量之和的4倍，中速球磨時水的重量為煅燒后粉末重量的5倍。
實施例3
一種防曬抗菌纖維原絲的制備方法，包括以下步驟：
a）按以下重量份稱取原料：聚乙烯醇95份，防曬添加劑6份，抗菌添加劑7份，水685份；
b）將聚乙烯醇與水混合并溶解，并在96℃下強力攪拌溶解，攪拌時間為320分鐘，制得紡絲原液a；
c）向紡絲原液a中加入抗菌劑添加劑，并在86℃下強力攪拌14分鐘，制得紡絲原液b；
d）將紡絲原液b冷卻至37℃后，向其中加入防曬添加劑并攪拌，等冷卻后補足失去的水分，制得紡絲原液；
e）將紡絲原液輸送到紡絲機，經(jīng)噴絲頭擠出后在飽和硫酸鈉水溶液凝固液中成型，再經(jīng)拉伸處理，然后在硫酸為催化劑下與甲醛進行縮醛化處理，之后經(jīng)水洗，上油即得防曬抗菌纖維原絲；噴絲頭的孔徑選用0.07毫米的噴絲頭，縮醛化處理的溫度為71℃，處理時間為25分鐘。
其中，防曬添加劑由以下原料組成：纖維狀二氧化鈦94wt%，葡萄糖2.5wt%，抗壞血酸3.5wt%；抗菌添加劑由以下原料組成：磷酸鈣50wt%，三聚磷酸鋁50wt%；
纖維狀二氧化鈦由以下步驟制得：先將偏鈦酸粉末與熔鹽混合后在乙醇中以3500rpm的轉(zhuǎn)速高速球磨10小時，球磨后烘干，之后將烘干后的原料在800℃下煅燒8小時，升溫速率為2℃/min，煅燒完成并冷卻至室溫后在水中以350rpm轉(zhuǎn)速下低速球磨2小時，然后清洗6次，制得纖維狀二氧化鈦；偏鈦酸粉末與熔鹽的重量比為1：14，熔鹽由氯化鉀粉末、氯化鈉粉末按摩爾比1：1混合而得；高速球磨時，乙醇的重量為偏鈦酸粉末和熔鹽重量之和的4倍，中速球磨時水的重量為煅燒后粉末重量的7倍。
實施例4
一種防曬抗菌纖維原絲的制備方法，包括以下步驟：
a）按以下重量份稱取原料：聚乙烯醇95份，防曬添加劑7份，抗菌添加劑8份，水715份；
b）將聚乙烯醇與水混合并溶解，并在101℃下強力攪拌溶解，攪拌時間為359分鐘，制得紡絲原液a；
c）向紡絲原液a中加入抗菌劑添加劑，并在89℃下強力攪拌15分鐘，制得紡絲原液b；
d）將紡絲原液b冷卻至40℃后，向其中加入防曬添加劑并攪拌，等冷卻后補足失去的水分，制得紡絲原液；
e）將紡絲原液輸送到紡絲機，經(jīng)噴絲頭擠出后在飽和硫酸鈉水溶液凝固液中成型，再經(jīng)拉伸處理，然后在硫酸為催化劑下與甲醛進行縮醛化處理，之后經(jīng)水洗，上油即得防曬抗菌纖維原絲；噴絲頭的孔徑選用0.08毫米的噴絲頭，縮醛化處理的溫度為74℃，處理時間為35分鐘。
其中，防曬添加劑由以下原料組成：纖維狀二氧化鈦95wt%，葡萄糖3wt%，抗壞血酸2wt%；抗菌添加劑由以下原料組成：磷酸鈣60wt%，三聚磷酸鋁40wt%；
纖維狀二氧化鈦由以下步驟制得：先將偏鈦酸粉末與熔鹽混合后在乙醇中以4000rpm的轉(zhuǎn)速高速球磨12小時，球磨后烘干，之后將烘干后的原料在830℃下煅燒10小時，升溫速率為3℃/min，煅燒完成并冷卻至室溫后在水中以500rpm轉(zhuǎn)速下低速球磨3小時，然后清洗7次，制得纖維狀二氧化鈦；偏鈦酸粉末與熔鹽的重量比為1：15，熔鹽由氯化鉀粉末、氯化鈉粉末按摩爾比1：1混合而得；高速球磨時，乙醇的重量為偏鈦酸粉末和熔鹽重量之和的5倍，中速球磨時水的重量為煅燒后粉末重量的8倍。
由本發(fā)明方法制得的防曬抗菌纖維的防曬指數(shù)upf大于35，uva的透過率小于4%，符合并優(yōu)于我國相關規(guī)定的要求；采用振蕩法（gb/t20944.3-2008）測試上述實施例制得的阻燃抗菌纖維，對大腸桿菌的抗菌率為99%及以上，對金黃葡萄球菌的抗菌率為99.5%及以上。
應當理解的是，對于本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。