抗紫外线、防透光和抗静电黑色锦纶织物的研制

Preparation of black nylon fabric with anti-ultraviolet, anti-light transmission and antistatic properties
HOU Liwen1, ZHAO Xiaohua2, XIAO Yingzhou3, ZHU Yawei1
ti- light transmission, color depth and color fastness to rubbing of fabrics are investigated by using pigment
black D and adhesive. The results show that 10.2% self-made water-based carbon black 2860F and 8% silicon ni⁃
在四探针电阻测试仪上测试织物电阻。测试条件为温
度 20 ℃，湿度 35%，试样平衡 24 h。
粒度仪（英国 Malvern 公司），H-9500E TEM 透射电镜
1.3.5 弯曲性能
国 Hunter Lab 公司），UV-1000F 纺织品抗紫外因子测
格试验方法总则》测试弯曲刚度（B 值）和弯曲滞后距
æ1.College of Textile and Clothing Engineering, Soochow University, Suzhou 215021, China; 2.Suzhou Insilk Digital ö
ç Technology Co., Ltd., Suzhou 215129, China; 3.Zhuji Yuezhou New Material Co., Ltd., Zhuji 311803, China
0 前言
锦纶织物具有手感柔软、质轻、回弹性好、吸湿性
加工中的应用仍存在一些困难[5-6]。氮化硅粉体是一种
良好等优点。但锦纶对紫外光较为敏感，耐光稳定性
六方晶体结构的无机非金属强共价键化合物，可通过
差，在使用过程中易黄变脆损，故对锦纶织物进行抗紫
固相反应、液相反应和气相反应等方法制得，具有较高
[1]
纳米乳液。将 16.0 g 粉体氮化硅、1.1 g 研磨剂 AL50、
2.4 g 防沉剂 AF 和 180.5 g 水混合，研磨 2.0 h，过滤制得
质量分数为 8.0%的水性氮化硅 SN8 纳米乳液。
1.2.2 轧烘焙工艺
工艺 A
工艺 B
整理液→浸轧→烘干→焙烘→成品
整 理 液 → 浸 轧（1 次）→ 烘 干 → 浸 轧（2
tride SN8 emulsion have excellent storage stability. The black nylon fabric prepared with 30% carbon black
2860F, 10% silicon nitride SN8, 5% pigment black D and 15% adhesive 5S by one-step or two-step pad-dry-cure
离子和非离子表面活性剂复合物）、防沉剂 AF（非离子
聚合物）
（工业级，诸暨市悦洲新型材料有限公司）
仪器
EL-400 型立式轧车（上海朗高纺织设备有
限公司），氧化锆研磨装置（自制），Zetasizer Nano ZS90
在电脑测色配色仪上测试织物的明度（L*值）和可
光性越好。
1.3.4 抗静电性能
在静电测试仪上测试织物的静电电压和半衰期，
外线和防透光整理很有必要 。
炭黑是含炭物质在空气不足的条件下经不完全
燃烧或受热分解而得到的产物，主要有色素炭黑和橡
胶用炭黑，目前在橡胶、印染、油墨等领域有广泛的应
用 [2-4]。水性色素炭黑需要进行表面改性才能提高其在
水中的分散稳定性，且其除易产生团聚外，与纤维基质
的强度和硬度、良好的导热和抗热冲击性、耐腐蚀、可
印 染（2021 No.7）
表 1 炭黑和氮化硅水性纳米乳液的放置稳定性
米级的松散聚集体，增强助剂与它们之间的相互作用
Table 1 The storage stability of aqueous nanoemulsion of car⁃
bon black and silicon nitride
放置时间/d
Model 670 型摩擦牢度仪（英国 James H. & Heal 公司），
1.2 试验方法
在全自动透气仪上按照 GB/T 5453—1997《纺织品
积 20 cm2，压力 100 Pa。
在 KES-F7 精密瞬间热物测试仪上测试织物的导
1.2.1 水性炭黑 2860F 和氮化硅 SN8 纳米乳液的制备
同作用下，纳米乳液没有沉降和团聚现象，具有良好的
分散稳定性和防沉降性。当放置 35 d 时，炭黑 2860F
和氮化硅 SN8 的粒径分别为 143.93 nm 和 236.42 nm。
的稳定性。
炭黑
D50/nm
氮化硅
PDI
D50/nm
PDI
0
101.48
0.35
233.92
0.64
7
116.13
0.62
231.55
0.71
4
12
35
133.39
140.35
143.93
力，有效防止相互间的聚集，在水分散体系中形成良好
0.45
0.54
0.44
237.28
229.36
236.42
0.74
process has excellent anti-UV, anti-light transmission and antistatic properties, and good warmth retention, air
permeability and softness, as well as good color fastness to rubbing and washing.
÷
è
ø
Abstract: In order to prepare functional black nylon fabric, water-based nano carbon black 2860F and silicon ni⁃
tride SN8 emulsion are prepared. The effects of pad-dry-cure process and processing conditions on anti-UV, an⁃
ø
摘
要：为制备功能性黑色锦纶织物，自制水性纳米级炭黑 2860F 和氮化硅 SN8 乳液，结合涂料黑 D 和黏合剂，探讨
轧烘焙工艺及条件对织物抗紫外线、防透光、色深度和耐摩擦色牢度的影响。结果表明，自制的 10.2%水性炭黑
2860F 和 8.0%氮化硅 SN8 乳液具有优良的放置稳定性；采用 30%炭黑 2860F、10%氮化硅 SN8、5%涂料黑 D 和 15%黏
次）→烘干→焙烘→成品
浸轧为二浸二轧，轧余率为 75%；焙烘温度和时间
分别为 170 ℃和 3 min。
1.3 性能测试
20 ℃，湿度 65%，试样平衡 24 h，热源台温度设定为
1.3.8 色牢度和耐水洗性
按照 GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩
擦色牢度》测试耐摩擦色牢度。
在水洗牢度仪上评价试样耐水洗性。水洗条件为

印 染（2021 No.7）
抗紫外线、防透光和抗静电黑色锦纶织物的研制
候礼文 1，赵晓华 2，肖瀛洲 3，朱亚伟 1
æ1.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215021；2.苏州印丝特纺织数码科技有限公司，江苏 苏州 215129；
ö
ç
÷
è 3.诸暨市悦洲新型材料有限公司，浙江 诸暨 311803
24 h。
格电子有限公司），KES 织物风格仪（日本京都大学），
1.3.6 透气性
密瞬间热物测试仪（日本 KES 加多技术有限公司），
织物透气性的测定》测定织物透气性，测试条件为孔面
Washtec-P 水洗牢度仪（英国罗切斯国际公司）
1.3.7 导热性
YG461G 全自动透气仪（宁波纺织仪器厂），KES-F7 精
1.3.1 水性纳米乳液的性能
在透射电镜和粒度仪上分别观察和测试水性炭黑Βιβλιοθήκη 1.1 材料和仪器织物
锦纶（78.43 dtex×78.43 dtex，66 g/m ，吴江
2860F 和水性氮化硅 SN8 的微观形貌、平均粒径（D50）和
粉状炭黑 2860F（工业级，安徽黑钰颜料新
1.3.2 抗紫外线性能
2
温度 50 ℃，皂液 4 g/L，时间 45 min，浴比 1∶10。
2 结果与讨论
2.1 炭黑和氮化硅水性纳米乳液的性能
表 1 为炭黑 2860F 和氮化硅 SN8 水性纳米乳液的
粒径和 PDI 值随着放置时间的变化，能间接说明水性
纳米乳液的放置团聚现象。
17

0.71
0.68
由表 1 可知，随着放置时间的延长，炭黑 2860F 粒
径和 PDI 指数分别为 101.48~143.93 nm 和 0.35~0.62，氮
化硅 SN8 为 229.36~237.28 nm 和 0.64~0.74，粒径和 PDI
值变化较小。这说明在防沉剂 AF 和研磨剂 AL50 的共
黏合剂 KG（中温型涂料黏合剂）
（工业级，合肥聚合辐
1.3.3 黑度和透光性能
硅改性共聚物，自制），黏合剂 HS（涂料黏合剂，工业
见光波长（VS）内的透射率，透射率越低，表明织物防透
化技术有限公司），黏合剂 5S（丙烯酸酯-丙烯腈-有机
级，苏州常春藤进出口有限公司），水性聚氨酯 PU10
（工业级，深圳市吉田化工有限公司），研磨剂 AL50（阴
吸收紫外线和抗氧化等性能，对其进行表面改性后，可
用于陶瓷材料和纤维素复合膜[7-9]。
本试验利用色素炭黑和氮化硅优良的抗紫外线
性能，制备了含阴离子和非离子表面活性剂的水性分
散体系，结合水性纳米级涂料黑，通过轧烘焙工艺，制
收稿日期：2021-03-31；修回日期：2021-07-05
备具有优良抗紫外线、防透光性、抗静电和低导热性
Key words: functional finish; water-based carbon black; water-based silicon nitride; anti-UV; anti-light transmis⁃
sion; antistatic; nylon
的直接性或结合牢度较弱，导致摩擦牢度较差，在印染
作者简介：候礼文（1996—），男，硕士研究生，课题方向为染料商品化技
的黑色锦纶织物，用于功能纺织品面料或装饰制品等
术及纺织印染新技术。
领域。
通信作者：朱亚伟，教授，
E-mail：yaweizhu@。
16
印 染（2021 No.7）
抗紫外线、防透光和抗静电黑色锦纶织物的研制
1 试验部分
热 系 数 K [ 单 位 ：W/（m ·℃）]，测 试 环 境 条 件 为 温 度
5.2 g 研磨剂 AL50、2.0 g 防沉剂 AF 和 169.2 g 水混合，研
20 ℃，贮热板的标准温度设定为 30 ℃。
在氧化锆研磨装置中，将 20.0 g 粉状炭黑 2860F、
磨 0.5 h，过滤制得质量分数为 10.2%的水性炭黑 2860F
合剂 5S，无论一步法或二步法轧烘焙工艺，都能制备出具有优异的抗紫外线、防透光和抗静电性，良好的保暖性、透气
性和柔软性，
以及较好的耐摩擦色牢度和耐水洗性的黑色锦纶织物。
关键词：功能整理；水性炭黑；水性氮化硅；抗紫外；防透光；抗静电；锦纶
中图分类号：TS195.5
文献标志码：A
文章编号：1000-4017（2021）07-0016-05
（日本日立公司），Ultra Scan-XE 电脑测色配色仪（美
试仪（美国 Labsphere 公司），S-5109 型静电测试仪（日
本 Shishico 公司），ST 2258C 四探针电阻测试仪（苏州晶
在织物风格仪上按照 FZ/T 01054.1—1999《织物风
（2HB 值），测试条件为温度 20 ℃，湿度 65%，试样平衡
和盛至美时装面料有限公司）
试剂
材料有限公司），粉状氮化硅 SN8（工业级，中国科学院
成都有机化学有限公司），涂料黑 D（工业级，上海泗联
实业有限公司），黏合剂 HF（仿活性涂料印花黏合剂）、
分散指数（PDI）。
在抗紫外因子测试仪上测试织物在 UVA 和 UVB
波段的紫外线透射率和紫外辐射防护系数（UPF）。