CN104608433B - 一种抗菌除臭纺织品及其生产装置和方法 - Google Patents

一种抗菌除臭纺织品及其生产装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了抗菌除臭纺织品及其生产装置和方法。所述的抗菌除臭纺织品，其特征在于，包括纺织品基层，所述的纺织品基层内分散有NFC‑TiO2，所述的纺织品基层的至少一面涂有NFC‑ZnO层。本发明所用的改性后的NFC‑TiO2、NFC‑ZnO不但具有纳米纤维素比表面积大、结合力强等的特性还具有光催化、稳定剂的作用，使纺织品匀度、光滑性好，透气度高，强度好的特性，又具有除臭功能、净化空气。

Description

一种抗菌除臭纺织品及其生产装置和方法
技术领域
本发明涉及一种纺织品技术领域，具体的说是涉及一种抗菌除臭纺织品的生产方法。
背景技术
纺织品是人类日常生活必不可少的用品。随着社会和科技的发展、人们生活水平的提高，消费者希望纺织品本身具有抗菌除臭功能。由天然纤维制造的纺织品较合成纤维制造的纺织品具有舒适度、吸汗性高的特性，受到人们的喜爱。而天然纤维材料本身几乎不具有抗菌、除臭的功能，现阶段主要是对天然纤维制造的纺织品进行后期整理诸如把无机、有机、天然和高分子抗菌剂与天然纤维素纺织品相结合使其具有抗菌除臭功能。
具有抗菌性能纺织品已经有所报道，诸如中国专利200410046060中有关于壳聚糖的抗菌性报道、专利CN 101760963 A报道了添加有机甜菜碱使纺织品具有抗菌防霉的功效、专利CN 202062731 U报道了在面料两面涂一层纳米氧化铜具有抗菌防臭功用，专利CN 202619304 U和CN 202619109 U分别介绍了在床单、窗帘上涂一层纳米二氧化钛涂层得到了具有抗菌功能的床单、窗帘，如此等等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的、组成简单、制造方便具有抗菌除臭功能的纺织品及其生产装置和方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种抗菌除臭纺织品，其特征在于，包括纺织品基层，所述的纺织品基层内分散有NFC-TiO2，所述的纺织品基层的至少一面涂有NFC-ZnO层。
本发明还提供了上述的抗菌除臭纺织品的生产装置，其特征在于，包括放卷辊、张紧辊、导向辊、收卷辊、泡沫发生器、狭缝施加装置和红外线干燥装置，纺织品基层的一端卷绕于放卷辊上，另一端依次经张紧辊和导向辊后卷绕于收卷辊上，狭缝施加装置设于位于张紧辊和导向辊之间的纺织品基层的一侧，狭缝施加装置通过管道连接泡沫发生器，红外线干燥装置设于位于导向辊和收卷辊之间的纺织品基层的两侧。
更优选地，所述的红外线干燥装置包括第一红外线干燥器、第一反散热器、第二红外线干燥装置、第二反散热器、第三红外线干燥装置和反射器，第一红外线干燥器和第一反散热器对称地设于纺织品基层的两侧，第二红外线干燥装置和第二反散热器对称地设于纺织品基层的两侧，第三红外线干燥装置和反射器对称地设于纺织品基层的两侧，第一红外线预干燥器、第一反散热器、第二红外线干燥装置从导向辊侧向收卷辊一侧依次设置。如此配制布置可以达到最低能耗下使得涂覆泡沫层在干燥过程中破灭均匀、对基纸渗透率低、涂层分布均一、涂覆效果最好。
更优选地，所述的泡沫发生器和狭缝施加装置是由管道连接，所述的管道长度为2.8m ~3.1m。管道太长或太短泡沫输送过程中易破灭不能再生、泡沫及尺寸分布不均一，致使涂层不均匀。
本发明还提供了上述的抗菌除臭纺织品的生产方法，其特征在于，采用上述的的抗菌除臭纺织品的生产装置，具体步骤包括：制备含有NFC-TiO2的纺织品基层；将NFC-ZnO、空气、水和表面活性剂经泡沫发生器混合制备泡沫料液；把泡沫料液输送至狭缝施加装置，用狭缝施加装置在纺织品基层的单面施加泡沫料液，经红外线干燥装置消泡、干燥得到单面涂有NFC-ZnO层的抗菌除臭纺织品。
优选地，所述的抗菌除臭纺织品的生产方法还包括：用狭缝施加装置在纺织品基层的另一面施加泡沫料液，经红外线干燥装置消泡、干燥得到双面涂有NFC-ZnO层的抗菌除臭纺织品。
更优选地，所述的含有NFC-TiO2的纺织品基层中，NFC-TiO2占纺织品基层的质量比为0.5%-1%。
更优选地，所述的泡沫料液中空气含量为70wt%-98wt%，泡沫的尺寸大小为85μm-105μm，密度为40g/L -250g/L。制备的泡沫料液稳定性好、泡沫尺寸分布均一、流动性强、涂覆效果好。泡沫发生器和狭缝施加装置之间的连接管道太长或太短泡沫输送过程中易破灭不能再生、泡沫及尺寸分布不均一，致使涂层不均匀。
更优选地，所述的狭缝施加装置的出口所在平面与纺织品基层所在平面的夹角α为68°～85°。使得泡沫料液涂覆到基纸上时得到适度地拉伸，使得泡沫料液减薄和覆盖面积增大，一方面可以较好控制泡沫料液涂覆量，另一方面利于泡沫浆料分布均匀，获得更好的涂覆效果。
更优选地，所述的施加到纺织品基层的单面上的泡沫料液的厚度与干燥后所得的NFC-ZnO层的厚度比为：6-13：1。太小不能够保证NFC-ZnO涂层在纺织品基层表面均匀分布，质量不好；较大容易使泡沫浆液渗透到纺织品基层内部，降低了织物的透气性，提高了成本。
更优选地，所述的NFC-ZnO层的厚度为0.5μm-3μm，密度为0.1-2g/m2。厚度太薄或定量太大纺织品不具有或抗菌效果不明显；太厚或定量太高提高了生产成本。
本发明所述的NFC-TiO2、NFC-ZnO为对纳米原纤维素(NFC)表面改性后得到，由于纳米纤维素(NFC)表面有较多的羟基基团，易于通过引入其它基团进行表面改性，改性后的NFC不但具有纳米纤维素比表面积大、粘结力大等的特性，而且具有引入基团本身作为稳定剂的特性。基于纳米纤维素比表面积大、亲和力强的特性，NFC-TiO2不但能够很好留着在纺织品基层中，而且能够使纺织品基层具有匀度、光滑性好，透气度高，强度好的特性，又能除臭、净化空气。本发明将NFC-ZnO、空气、水、表面活性剂一起混合，制得泡沫料液主要是替代了水作NFC-ZnO分散媒介需要低浓度时才能避免NFC-ZnO间扭结、絮聚现象，不但使NFC-ZnO在较高浓度时不扭结、絮聚，分散性好，而且大大节约了用水量、降低成本。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所用的改性后的NFC-TiO2不但具有纳米纤维素比表面积大、结合力强等的特性还具有光催化作用，使纺织品匀度、光滑性好，透气度高，强度好的特性，又具有除臭功能、净化空气。
2、本发明所用的改性后的NFC-ZnO具有杀菌功效，涂覆于纺织品的表面能够使纺织品不但具有除臭功能而且具有杀菌效果。
3、本发明的NFC-ZnO可作为泡沫浆料的稳定剂，泡沫浆料中不需要另加稳定剂。
4、本发明所制备的NFC-ZnO泡沫浆液稳定性、流动性好，易于输送且能够精确控制浆液NFC-ZnO用量、不渗透，涂层分布均匀，产品质量好。
5、本发明的抗菌防臭纺织品组成简单、制造方便。
附图说明
图1为抗菌除臭纺织品结构示意图；
图2为抗菌除臭纺织品的生产装置示意图；
图3为狭缝施加装置与纺织品基层相对位置关系图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。以下实施例中所用的NFC-TiO2、NFC-ZnO为对纳米原纤维素(NFC)表面改性后得到的含有ZnO、TiO2粒子的改性纳米原纤维素，购自The Finnish Centre of Nanocellulosic Technologies；所述发泡剂购自金莫尔化学品有限公司；所述的泡沫发生器及狭缝式泡沫施加装置均购自上海誉辉化工有限公司，型号分别为：NEOWIN FOAM SP120-0084和Neovi-foam施加装置。
实施例1
如图1所示，一种抗菌除臭纺织品，包括纺织品基层1，所述的纺织品基层1内分散有NFC-TiO2 2，所述的纺织品基层1的双面涂有NFC-ZnO层3。
如图2所示，为抗菌除臭纺织品的生产装置示意图，所述的抗菌除臭纺织品的生产装置包括放卷辊11、张紧辊12、导向辊13、收卷辊14、泡沫发生器15、狭缝施加装置16、纺织品基层1的一端卷绕于放卷辊11上，另一端依次经张紧辊12和导向辊13后卷绕于收卷辊14上，狭缝施加装置16设于位于张紧辊12和导向辊13之间的纺织品基层1的一侧，狭缝施加装置16通过管道连接泡沫发生器15，所述的泡沫发生器15和狭缝施加装置16的连接管道的长度为2.8m ~3.1m。所述的红外线干燥装置7包括第一红外线预干燥器71、第一反散热器72、第二红外线干燥装置73、第二反散热器74、第三红外线干燥装置75和反射器76，第一红外线预干燥器71和第一反散热器72对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第二红外线干燥装置73和第二反散热器74对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第三红外线干燥装置75和反射器76对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第一红外线预干燥器71、第一反散热器72、第二红外线干燥装置73从导向辊13侧向收卷辊14一侧依次设置。如图3所示，所述的狭缝施加装置16的出口所在平面与纺织品基层1所在平面的夹角α为84°。
所述的抗菌除臭纺织品的生产方法为：
（1）把0.25 kg的NFC-TiO2加入到50 kg的纺织品基层1原料棉纤维中，两者一起制成混纺纱，而后纺织得到含有NFC-TiO2的纺织品基层1。所述的含有NFC-TiO2的纺织品基层中，NFC-TiO2占纺织品基层1的质量比为0.5%。
（2）将NFC-ZnO、空气、水、表面活性剂SDS在泡沫发生器15内按照重量比17.5：75：5：2.5一起混合，制得泡沫料液，所述的泡沫料液中空气含量为75wt%，泡沫的尺寸大小为85μm-90 μm，密度为200 g/L。
（3）把泡沫料液输送至狭缝施加装置16，用狭缝施加装置16在纺织品基层1的单面施加泡沫料液，经红外线干燥装置7消泡、干燥得到单面涂有NFC-ZnO层的抗菌除臭纺织品，用狭缝施加装置16在纺织品基层1的另一面施加泡沫料液，经红外线干燥装置7消泡、干燥得到双面涂有NFC-ZnO层的抗菌除臭纺织品。所述的施加到纺织品基层1的每个面上的泡沫料液的厚度与干燥后所得的NFC-ZnO层的厚度比为：12：1。每个面上的NFC-ZnO层的厚度为1μm，密度为1.4g/m2。
（4） 将上述的抗菌除臭纺织品制成边长为2厘米的正方体，所述的正方体仅包含底面和侧面，把800单位的金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌分别置于其中，在室温、灯光照射6h，该正方体中金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌数目由800单位减小至130单位和110单位。
作为对比，将纯棉纺织品制成边长为2厘米的正方体，所述的正方体仅包含底面和侧面，把800单位的金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌分别置于其中，在室温、灯光照射6h，该正方体中金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌数目不变。
实施例2
一种抗菌除臭纺织品，包括纺织品基层1，所述的纺织品基层1内分散有NFC-TiO2 2，所述的纺织品基层1的单面涂有NFC-ZnO层3。
如图2所示，为抗菌除臭纺织品的生产装置示意图，所述的抗菌除臭纺织品的生产装置包括放卷辊11、张紧辊12、导向辊13、收卷辊14、泡沫发生器15、狭缝施加装置16、纺织品基层1的一端卷绕于放卷辊11上，另一端依次经张紧辊12和导向辊13后卷绕于收卷辊14上，狭缝施加装置16设于位于张紧辊12和导向辊13之间的纺织品基层1的一侧，狭缝施加装置16通过管道连接泡沫发生器15，所述的泡沫发生器15和狭缝施加装置16的连接管道的长度为2.8m ~3.1m。所述的红外线干燥装置7包括第一红外线预干燥器71、第一反散热器72、第二红外线干燥装置73、第二反散热器74、第三红外线干燥装置75和反射器76，第一红外线预干燥器71和第一反散热器72对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第二红外线干燥装置73和第二反散热器74对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第三红外线干燥装置75和反射器76对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第一红外线预干燥器71、第一反散热器72、第二红外线干燥装置73从导向辊13侧向收卷辊14一侧依次设置。如图3所示，所述的狭缝施加装置16的出口所在平面与纺织品基层1所在平面的夹角α为78°。
所述的抗菌除臭纺织品的生产方法为：
（1）把0.48 kg的NFC-TiO2加入到60 kg的纺织品基层1原料苎麻纤维中，两者一起制成混纺纱，而后纺织得到含有NFC-TiO2的纺织品基层1。所述的含有NFC-TiO2的纺织品基层中，NFC-TiO2占纺织品基层1的质量比为0.8%。
（2）将NFC-ZnO、空气、水、表面活性剂SDS在泡沫发生器15内按照重量比14：80：4：2一起混合，制得泡沫料液，所述的泡沫料液中空气含量为80wt%，泡沫的尺寸大小为90 μm-95 μm，密度为120 g/L。
（3）把泡沫料液输送至狭缝施加装置16，用狭缝施加装置16在纺织品基层1的单面施加泡沫料液，经红外线干燥装置7消泡、干燥得到单面涂有NFC-ZnO层的抗菌除臭纺织品。所述的施加到纺织品基层1的单面上的泡沫料液的厚度与干燥后所得的NFC-ZnO层的厚度比为：10：1。NFC-ZnO层的厚度为1.5 μm，密度为0.8g/m2。
（4）将上述的抗菌除臭纺织品制成边长为2厘米的正方体，所述的正方体仅包含底面和侧面，把800单位的金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌分别置于其中，在室温、灯光照射6h，该正方体中金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌数目由800单位减小至170单位和150单位。
作为对比，将纯棉纺织品制成边长为2厘米的正方体，所述的正方体仅包含底面和侧面，把800单位的金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌分别置于其中，在室温、灯光照射6h，该正方体中金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌数目不变。
实施例3
一种抗菌除臭纺织品，包括纺织品基层1，所述的纺织品基层1内分散有NFC-TiO2 2，所述的纺织品基层1的单面涂有NFC-ZnO层3。
如图2所示，为抗菌除臭纺织品的生产装置示意图，所述的抗菌除臭纺织品的生产装置包括放卷辊11、张紧辊12、导向辊13、收卷辊14、泡沫发生器15、狭缝施加装置16、纺织品基层1的一端卷绕于放卷辊11上，另一端依次经张紧辊12和导向辊13后卷绕于收卷辊14上，狭缝施加装置16设于位于张紧辊12和导向辊13之间的纺织品基层1的一侧，狭缝施加装置16通过管道连接泡沫发生器15，所述的泡沫发生器15和狭缝施加装置16的连接管道的长度为2.8m ~3.1m。所述的红外线干燥装置7包括第一红外线预干燥器71、第一反散热器72、第二红外线干燥装置73、第二反散热器74、第三红外线干燥装置75和反射器76，第一红外线预干燥器71和第一反散热器72对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第二红外线干燥装置73和第二反散热器74对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第三红外线干燥装置75和反射器76对称地设于位于导向辊13和收卷辊14之间的纺织品基层1的两侧，第一红外线预干燥器71、第一反散热器72、第二红外线干燥装置73从导向辊13侧向收卷辊14一侧依次设置。如图3所示，所述的狭缝施加装置16的出口所在平面与纺织品基层1所在平面的夹角α为72°。
所述的抗菌除臭纺织品的生产方法为：
（1）把1kg的NFC-TiO2加入到50kg的纺织品基层1原料棉纤维中，制成混纺纱，将50kg的纺织品基层1原料苎麻纤维制成纱线，将上述混纺纱和苎麻纱线合股加捻，而后经纺织得含有NFC-TiO2的纺织品基层1。所述的含有NFC-TiO2的纺织品基层中，NFC-TiO2占纺织品基层1的质量比为1%。
（2）将NFC-ZnO、空气、水、表面活性剂SDS在泡沫发生器15内按照重量比8：90：1：1一起混合，制得泡沫料液，所述的泡沫料液中空气含量为90wt%，泡沫的尺寸大小为95 μm-100μm，密度为70g/L。
（3）把泡沫料液输送至狭缝施加装置16，用狭缝施加装置16在纺织品基层1的单面施加泡沫料液，经红外线干燥装置7消泡、干燥得到单面涂有NFC-ZnO层的抗菌除臭纺织品。所述的施加到纺织品基层1的单面上的泡沫料液的厚度与干燥后所得的NFC-ZnO层的厚度比为：12：1。NFC-ZnO层的厚度为2.5μm，密度为0.4g/m2。
（4）将上述的抗菌除臭纺织品制成边长为2厘米的正方体，所述的正方体仅包含底面和侧面，把800单位的金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌分别置于其中，在室温、灯光照射6h，该正方体中金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌数目由800单位减小至400单位和380单位。
作为对比，将纯棉纺织品制成边长为2厘米的正方体，所述的正方体仅包含底面和侧面，把800单位的金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌分别置于其中，在室温、灯光照射6h，该正方体中金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌数目不变。

Claims (9)

1.一种抗菌除臭纺织品，其特征在于，包括纺织品基层（1），所述的纺织品基层（1）内分散有含有TiO2粒子的改性纳米原纤维素，所述的纺织品基层（1）的至少一面涂有含有ZnO粒子的改性纳米原纤维素层。
2.权利要求1所述的抗菌除臭纺织品的生产装置，其特征在于，包括放卷辊（11）、张紧辊（12）、导向辊（13）、收卷辊（14）、泡沫发生器（15）、狭缝施加装置（16）和红外线干燥装置（7），纺织品基层（1）的一端卷绕于放卷辊（11）上，另一端依次经张紧辊（12）和导向辊（13）后卷绕于收卷辊（14）上，狭缝施加装置（16）设于位于张紧辊（12）和导向辊（13）之间的纺织品基层（1）的一侧，狭缝施加装置（16）通过管道连接泡沫发生器（15），红外线干燥装置（7）设于位于导向辊（13）和收卷辊（14）之间的纺织品基层（1）的两侧；所述的红外线干燥装置（7）包括第一红外线预干燥器（71）、第一反散热器（72）、第二红外线干燥装置（73）、第二反散热器（74）、第三红外线干燥装置（75）和反射器（76），第一红外线预干燥器（71）和第一反散热器（72）对称地设于位于导向辊（13）和收卷辊（14）之间的纺织品基层（1）的两侧，第二红外线干燥装置（73）和第二反散热器（74）对称地设于位于导向辊（13）和收卷辊（14）之间的纺织品基层（1）的两侧，第三红外线干燥装置（75）和反射器（76）对称地设于位于导向辊（13）和收卷辊（14）之间的纺织品基层（1）的两侧。
3.如权利要求2所述的抗菌除臭纺织品的生产装置，其特征在于，所述的泡沫发生器（15）和狭缝施加装置（16）的连接管道的长度为2.8m ~3.1m。
4.权利要求1所述的抗菌除臭纺织品的生产方法，其特征在于，采用权利要求2或3所述的抗菌除臭纺织品的生产装置，具体步骤包括：制备分散有含有TiO2粒子的改性纳米原纤维素的纺织品基层（1）；将含有ZnO粒子的改性纳米原纤维素、空气、水和表面活性剂经泡沫发生器（15）混合制备泡沫料液；把泡沫料液输送至狭缝施加装置（16），用狭缝施加装置（16）在纺织品基层（1）的单面施加泡沫料液，经红外线干燥装置（7）消泡、干燥得到单面涂有含有ZnO粒子的改性纳米原纤维素层的抗菌除臭纺织品。
5.如权利要求4所述的抗菌除臭纺织品的生产方法，其特征在于，还包括：用狭缝施加装置（16）在纺织品基层（1）的另一面施加泡沫料液，经红外线干燥装置（7）消泡、干燥得到双面涂有含有ZnO粒子的改性纳米原纤维素层的抗菌除臭纺织品。
6.如权利要求4所述的抗菌除臭纺织品的生产方法，其特征在于，所述的分散有含有TiO2粒子的改性纳米原纤维素的纺织品基层中，含有TiO2粒子的改性纳米原纤维素占纺织品基层（1）的质量比为0.5%-1%。
7.如权利要求4所述的抗菌除臭纺织品的生产方法，其特征在于，所述的泡沫料液中空气含量为70wt%-98wt%，泡沫的尺寸大小为85μm-105μm，密度为40g/L -250g/L。
8.如权利要求4所述的抗菌除臭纺织品的生产方法，其特征在于，所述的施加到纺织品基层（1）的单面上的泡沫料液的厚度与干燥后所得的含有ZnO粒子的改性纳米原纤维素层的厚度比为：6-13：1。
9.如权利要求4所述的抗菌除臭纺织品的生产方法，其特征在于，所述的含有ZnO粒子的改性纳米原纤维素层的厚度为0.5μm-3μm，密度为0.1-2g/m2。
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