CN107400945A - 一种抗菌镀银纤维包芯纱、抗菌面料及抗菌袜 - Google Patents

一种抗菌镀银纤维包芯纱、抗菌面料及抗菌袜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗菌镀银纤维包芯纱、抗菌面料及抗菌袜。本发明以氨纶丝为芯纱及镀银纤维混纺纱为包覆纱制备得到一种具备抗菌性能的包芯纱。本发明还公开了该抗菌镀银纤维包芯纱的制备方法。与现有技术相比，本发明制备的抗菌镀银纤维包芯纱、面料及袜具备显著的抗菌、抗静电性能。

Description

一种抗菌镀银纤维包芯纱、抗菌面料及抗菌袜
技术领域
本发明涉及一种抗菌镀银纤维包芯纱、抗菌面料及抗菌袜。
背景技术
微生物与人们的日常生活息息相关。一方面，人类利用生物科技把某些微生物运用到发酵工业、生物农药和菌肥工作中；人体中的益生菌通过新陈代谢给人体提供生命必需物质或帮助人体吸收营养物质。另一方面，部分微生物是致病菌。致病菌的传播给人类健康和人身安全很大的威胁。
据记载，银是古人在金、铜后使用的第三类金属。人类在7000多年前，就已经将金属银铸成银器用于日常生活。在过去的几千年里，银已经被用于许多医疗方面，主要是用于应对微生物感染。但一直未有历史书记系统记载过银的用途。直到近代，Alexander首次总结了银在医学上的应用。银纳米颗粒已被公认为新型高效抗菌剂。抗菌银纳米结构整体的抗菌性能显著提高传统纳米结构抗菌药物的抗菌性能，且在抑制微生物如细菌和真菌的生长、繁殖方面呈现出更好的效果。
银具有良好的广谱杀菌作用，其普遍用于临床和日常生活用品中的纳米粒子。跟离子形式存在的银相比来说，纳米银尺寸小、比表面积大，与微生物相互接触作用的几率就会增大，抗菌效果就会更强。
还有一些研究认为在纳米银表面会释放出银离子，使得细菌的遗传物质DNA团聚，阻碍细菌的正常分裂。除此之外，有研究表明，纳米银在光照条件下可氧化分子氧，产生光催化杀菌作用。也有研究证实，纳米银的抗菌性能要优于银离子。相较于抗菌机理单一的各类抗菌材料，纳米银粒子抗菌机理复杂多样，故其具有低耐药性。
近年来，人们对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高，对安全高效抗菌服饰的功能需求越来越多；在生活中，人们不可避免的接触到各种各样的细菌、真菌等微生物，这些微生物在合适的外界条件下，会迅速繁殖，并通过接触等方式传播疾病，影响人们的身体健康和正常的工作、学习和生活。纤维属于多孔性材料，叠加编织后又会形成无数空隙的多层体，因此织物较容易吸附菌类。抗菌整理就是使织物具有抑制菌类生长的功能，维持卫生的衣着生活环境，保证人体健康。抗菌剂的应用起源于第二次世界大战期间，当时德军由于穿抗菌军服而大大减少了伤员的细菌感染。在上世纪60年代，人们大多采用有机抗菌剂生产抗菌纺织品；进入21世纪，随着老龄社会的到来，卧床老人和在家疗养者逐渐增多，防止褥疮的老人护理用品的需求也呈增加的趋势。由于从生产为主的社会向生活为主的观念转变，开发研究有利于人体健康、有利于地球环境的产品，因此抗菌面料/织物日益受到人们的重视。因此，开发一种具备环保的、安全的、具备优良抗菌性能的包芯纱具有重要的意义。
目前，由于镀银纤维光滑，拔卷时，拔卷机构的作用力因棉卷变形很难传递并集中在棉卷杠表面，导致拔卷失败，从而影响镀银纤维在实际生产中的应用。因此，本发明通过大量试验，成功解决上述问题，提供了一种具备优异抗菌性能的镀银纤维包芯纱。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供了一种抗菌镀银纤维包芯纱，由芯纱和包覆纱组成。
所述芯纱为氨纶丝，所述包覆纱为镀银纤维混纺纱。
优选的，所述芯纱采用38～46dtex的氨纶丝；所述的包覆纱的线密度为16～32dtex。
优选的，所述镀银纤维混纺纱由50～90wt％棉纤维或天丝纤维或莫代尔纤维或麻纤维或竹纤维或牛角瓜纤维或涤纶纤维和10～50wt％镀银纤维经常规工艺混纺而成。即，所述镀银纤维混纺纱的原料包括10～50wt％镀银纤维，其他为棉纤维或天丝纤维或莫代尔纤维或麻纤维或竹纤维或牛角瓜纤维或涤纶纤维。
优选的，所述镀银纤维混纺纱由70～90wt％棉纤维或天丝纤维或莫代尔纤维或麻纤维或竹纤维或牛角瓜纤维或涤纶纤维和10～30wt％镀银纤维经常规工艺混纺而成。即，所述镀银纤维混纺纱的原料包括10～30wt％镀银纤维，其他为棉纤维或天丝纤维或莫代尔纤维或麻纤维或竹纤维或牛角瓜纤维或涤纶纤维。
生产中，成卷落卷时，棉卷杠拔不出来容易影响清花的成功生产。由于镀银纤维光滑，拔卷时，拔卷机构的作用力因棉卷变形很难传递并集中在棉卷杠表面，导致拔卷失败。本发明通过大量试验调节镀银纤维与棉纤维或天丝纤维或莫代尔纤维或麻纤维或竹纤维或牛角瓜纤维或涤纶纤维的比例，成功解决拔卷问题。
优选的，所述镀银纤维的制备方法包括如下步骤：
S1将基材纤维进行表面粗化处理；
S2将表面粗化处理后的基材纤维进行表面巯基化处理；
S3将表面巯基化处理后的基材纤维进行化学镀银处理，即得到镀银纤维。
优选的，所述表面粗化处理过程为：将基材纤维加入到100～300g/L氢氧化钠溶液中，在50～80℃下，浸泡30～60min；
优选的，所述基材纤维与氢氧化钠溶液的浴比为1Kg：(20～30)L；
优选的，所述基材纤维为棉纶6或棉纶66。
优选的，所述表面巯基化处理过程为：将30～50重量份表面粗化处理后的基材纤维、2～4重量份巯基化合物加入到50～80重量份水中，调节pH至3～5，加入1～2重量份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1～2重量份N-羟基琥珀酰亚胺，在20～50℃、500～1000转/分钟下搅拌1～3小时，调节pH至5～9，加入0.2～0.4重量份二硫苏糖醇或0.1～0.2重量份三(2-羧乙基)膦盐酸盐，在20～40℃、500～1000转/分钟下搅拌20～30小时。
优选的，所述的巯基化合物为半胱氨酸盐酸盐、N-乙酰基-L-半胱氨酸、2-巯基咪唑中的一种或者多种的混合。
进一步优选的，所述的巯基化合物由半胱氨酸盐酸盐、N-乙酰基-L-半胱氨酸、2-巯基咪唑按质量比1：(1～3)：(1～3)混合而得。
优选的，所述进行化学镀银处理过程为：将表面巯基化处理后的基材纤维浸入银盐溶液中，保持温度在20～40℃，恒温搅拌40～180min，用热水漂洗干净。
优选的，所述表面巯基化处理后的基材纤维与银盐溶液的浴比为1Kg：(6～13)L；
优选的，所述银盐溶液的制备方法包括如下步骤：
(1)将1g AgNO3先溶于50～100mL水中，并在不断搅拌下滴加15～30wt％氨水，直至析出的Ag2O沉淀完全溶解，加入0.1～1.0mol/L NaOH，至溶液再次变黑；继续滴加氨水至完全清澈，即得A溶液；
(2)将30～60g葡萄糖与10～30g酒石酸溶于500mL水中，煮沸10～20min，冷却后加入50～100mL乙醇和200～500mL水，即得B溶液；
(3)将A，B两种溶液以1:2的体积比混和，即得银盐溶液。
本发明还提供了一种抗菌面料，采用上述抗菌镀银纤维包芯纱制备而成。
本发明还提供了一种抗菌袜，由上述抗菌镀银纤维包芯纱采用常规方法织造而成。
附图说明
图1是本发明在环锭细纱机上纺抗菌镀银纤维包芯纱示意图；
具体附图标志的含义如下：1氨纶丝筒子；2喂入罗拉；3预牵伸罗拉；4导丝轮；5粗砂；6后罗拉；7中罗拉；8前罗拉；9导纱钩。
具体实施方式
实施例中各原料来源：
氨纶丝：纤维的线密度：38dtex，诸暨市浩艇化纤丝经营部；
棉纤维：纤维平均长度为20mm，购于新疆康明德商贸有限公司；
棉纶6：纤维的线密度：1.65dtex，长度38mm，干态断裂强度57.2cN/tex，湿态断裂强度49.1cN/tex；购于中山市润翔化纤制品有限司；
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐：CAS号：25952-53-8，浙江普康化工有限公司；
N-羟基琥珀酰亚胺：CAS号：6066-82-6，广东翁江化学试剂有限公司；
三(2-羧乙基)膦盐酸盐：CAS号：51805-45-9，河南天孚化工有限公司；
L-半胱氨酸盐酸盐：CAS号：7048-04-6，广东翁江化学试剂有限公司；
N-乙酰基-L-半胱氨酸：CAS号：616-91-1，广东翁江化学试剂有限公司；
2-巯基咪唑：CAS号：872-35-5，河南天孚化工有限公司；
银盐溶液的制备方法：
(1)将1g AgNO3先溶于60mL水中，并在不断搅拌下滴加30wt％氨水，直至析出的Ag2O沉淀完全溶解，加入0.1mol/L NaOH，溶液再次变黑；继续滴加氨水至完全清澈，即得A溶液；
(2)将40g葡萄糖与20g酒石酸溶于500mL水中，煮沸10min，冷却后加入100mL乙醇和400mL水，即得B溶液；
(3)将A，B两种溶液以1:2的体积比混和，即得银盐溶液。
实施例1
镀银纤维的制备方法：
S1表面粗化处理：将棉纶6纤维加入到100g/L氢氧化钠溶液中，在60℃下，浸泡60min，即得表面粗化处理后的棉纶6纤维；所述棉纶6纤维与氢氧化钠溶液的浴比为1Kg：20L；
S2表面巯基化处理：将30重量份表面粗化处理后的棉纶6纤维、3重量份巯基化合物加入到80重量份水中，用0.1mol/L盐酸调节pH至4，加入2重量份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、2重量份N-羟基琥珀酰亚胺，在30℃、1000转/分钟下搅拌1小时，用0.1mol/L氢氧化钠调节pH至7，加入0.3重量份三(2-羧乙基)膦盐酸盐，在30℃、1000转/分钟下搅拌20小时，即得表面巯基化处理后的棉纶6纤维；
S3化学镀银处理：将表面巯基化处理后的棉纶6纤维浸入银盐溶液中，保持温度在30℃，恒温搅拌160min，用热水漂洗干净，即得所述镀银纤维。
所述表面巯基化处理后的棉纶6纤维与银盐溶液的浴比为1Kg：8L。
所述的巯基化合物由半胱氨酸盐酸盐、N-乙酰基-L-半胱氨酸、2-巯基咪唑按质量比1:1:1混合而得。
实施例2
一种抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，由芯纱和包覆纱组成。
包覆纱的制备方法：将棉纤维与镀银纤维经常规的清花工序、梳棉工序、并条工序、粗砂工序、细纱工序、络筒工序制备得到所述包覆纱；其中棉纤维占50wt％，镀银纤维占50wt％。
所述镀银纤维由实施例1制备得到。
所述包覆纱的线密度为27.8dtex。
所述芯纱为氨纶丝，氨纶丝采用市售氨纶丝，氨纶丝的线密度为38dtex。
抗菌镀银纤维包芯纱的制备方法：
本发明采用ZP-40环锭细纱机(上海卓鹏科贸有限公司)进行包芯纱的制备。将氨纶丝喂入罗拉，经过3.0倍预牵伸，通过导丝轮喂入前罗拉钳口；包覆纱通过后罗拉、中罗拉在前罗拉与氨纶丝汇合，在细纱机加捻作用下形成包芯纱，即得所述的抗菌镀银纤维包芯纱；细纱锭速为8000RPM，细纱捻系数为500。
实施例3
一种抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，由芯纱和包覆纱组成。
包覆纱的制备方法：将棉纤维与镀银纤维经常规的清花工序、梳棉工序、并条工序、粗砂工序、细纱工序、络筒工序制备得到所述包覆纱；其中棉纤维占60wt％，镀银纤维占40wt％。
所述镀银纤维由实施例1制备得到。
所述包覆纱的线密度为27.8dtex。
所述芯纱为氨纶丝，氨纶丝采用市售氨纶丝，氨纶丝的线密度为38dtex。
抗菌镀银纤维包芯纱的制备方法：
本发明采用ZP-40环锭细纱机(上海卓鹏科贸有限公司)进行包芯纱的制备。将氨纶丝喂入罗拉，经过3.0倍预牵伸，通过导丝轮喂入前罗拉钳口；包覆纱通过后罗拉、中罗拉在前罗拉与氨纶丝汇合，在细纱机加捻作用下形成包芯纱，即得所述的抗菌镀银纤维包芯纱；细纱锭速为8000RPM，细纱捻系数为500。
实施例4
一种抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，由芯纱和包覆纱组成。
包覆纱的制备方法：将棉纤维与镀银纤维经常规的清花工序、梳棉工序、并条工序、粗砂工序、细纱工序、络筒工序制备得到所述包覆纱；其中棉纤维占70wt％，镀银纤维占30wt％。
所述镀银纤维由实施例1制备得到。
所述包覆纱的线密度为27.8dtex。
所述芯纱为氨纶丝，氨纶丝采用市售氨纶丝，氨纶丝的线密度为38dtex。
抗菌镀银纤维包芯纱的制备方法：
本发明采用ZP-40环锭细纱机(上海卓鹏科贸有限公司)进行包芯纱的制备。将氨纶丝喂入罗拉，经过3.0倍预牵伸，通过导丝轮喂入前罗拉钳口；包覆纱通过后罗拉、中罗拉在前罗拉与氨纶丝汇合，在细纱机加捻作用下形成包芯纱，即得所述的抗菌镀银纤维包芯纱；细纱锭速为8000RPM，细纱捻系数为500。
实施例5
一种抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，由芯纱和包覆纱组成。
包覆纱的制备方法：将棉纤维与镀银纤维经常规的清花工序、梳棉工序、并条工序、粗砂工序、细纱工序、络筒工序制备得到所述包覆纱；其中棉纤维占82wt％，镀银纤维占18wt％。
所述镀银纤维由实施例1制备得到。
所述芯纱为氨纶丝，所述包覆纱的线密度为27.8dtex。
氨纶丝采用市售氨纶丝，氨纶丝的线密度为38dtex。
抗菌镀银纤维包芯纱的制备方法：
本发明采用ZP-40环锭细纱机(上海卓鹏科贸有限公司)进行包芯纱的制备。将氨纶丝喂入罗拉，经过3.0倍预牵伸，通过导丝轮喂入前罗拉钳口；包覆纱通过后罗拉、中罗拉在前罗拉与氨纶丝汇合，在细纱机加捻作用下形成包芯纱，即得所述的抗菌镀银纤维包芯纱；细纱锭速为8000RPM，细纱捻系数为500。
实施例6
一种抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，由芯纱和包覆纱组成。
包覆纱的制备方法：将棉纤维与镀银纤维经常规的清花工序、梳棉工序、并条工序、粗砂工序、细纱工序、络筒工序制备得到所述包覆纱；其中棉纤维占90wt％，镀银纤维占10wt％。
所述镀银纤维由实施例1制备得到。
所述包覆纱的线密度为27.8dtex。
所述芯纱为氨纶丝，氨纶丝采用市售氨纶丝，氨纶丝的线密度为38dtex。
抗菌镀银纤维包芯纱的制备方法：
本发明采用ZP-40环锭细纱机(上海卓鹏科贸有限公司)进行包芯纱的制备。将氨纶丝喂入罗拉，经过3.0倍预牵伸，通过导丝轮喂入前罗拉钳口；包覆纱通过后罗拉、中罗拉在前罗拉与氨纶丝汇合，在细纱机加捻作用下形成包芯纱，即得所述的抗菌镀银纤维包芯纱；细纱锭速为8000RPM，细纱捻系数为500。
对照例1
一种抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，由芯纱和包覆纱组成。
包覆纱的制备方法：将棉纤维经常规的清花工序、梳棉工序、并条工序、粗砂工序、细纱工序、络筒工序制备得到所述包覆纱。
所述包覆纱的线密度为27.8dtex。
所述芯纱为氨纶丝，氨纶丝采用市售氨纶丝，氨纶丝的线密度为38dtex。
抗菌镀银纤维包芯纱的制备方法：
本发明采用ZP-40环锭细纱机(上海卓鹏科贸有限公司)进行包芯纱的制备。将氨纶丝喂入罗拉，经过3.0倍预牵伸，通过导丝轮喂入前罗拉钳口；包覆纱通过后罗拉、中罗拉在前罗拉与氨纶丝汇合，在细纱机加捻作用下形成包芯纱，即得所述的抗菌镀银纤维包芯纱；细纱锭速为8000RPM，细纱捻系数为500。
实施例7
与实施例5基本相同，其区别仅仅在于：所述的巯基化合物由半胱氨酸盐酸盐、2-巯基咪唑按质量比1:1混合而得。
实施例8
与实施例5基本相同，其区别仅仅在于：所述的巯基化合物由半胱氨酸盐酸盐、N-乙酰基-L-半胱氨酸质量比1:1混合而得。
实施例9
与实施例5基本相同，其区别仅仅在于：所述的巯基化合物由N-乙酰基-L-半胱氨酸、2-巯基咪唑按质量比1:1混合而得。
测试例1
对实施例2～6与对照例1中包覆纱制备过程中进行100次抽样试验，包覆纱制备过程中拔卷成功率统计结果如表1。
将对照例1、实施例2～6制备的抗菌镀银纤维包芯纱通过HT11小型全自动织布机(昌邑市昊天纺织机械有限公司)上机织成抗菌面料，所述的抗菌面料的经线密度为100根/cm、纬线密度为60根/cm。
采用国家标准GB/T 20994.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》对上述抗菌面料进行抗菌性定量测试，采用耐洗色牢度试验机洗涤方法，测试水洗20次后织物的抑菌率，测试结果见表1。
表1拔卷成功率及制备得到的抗菌面料的抑菌率
(注：对大肠杆菌的抑菌率≥70％，样品具有抗菌效果)
测试例2
将实施例5和实施例7～9制备的包芯纱通过HT11小型全自动织布机(昌邑市昊天纺织机械有限公司)上机织成抗菌面料，所述的抗菌面料的经线密度为100根/cm、纬线密度为60根/cm。
采用国家标准GB/T 12703-1991《纺织品静电测试方法》中的C法(电荷面密度法)对上述抗菌面料进行抗静电测试；水洗采用耐洗色牢度试验机洗涤方法，抗静电测试结果见表2。
表2抗静电性能测表
(注：当表面电荷密度≤3μC/m2时，即为一级产品)
本发明还提供了一种抗菌袜，由上述抗菌镀银纤维包芯纱采用常规方法织造而成。本发明的抗菌袜不仅具备优良的抗菌特性，同时还具备良好的耐皂洗色牢度。
本发明也可以在图1所示环锭细纱机上进行纺抗菌镀银纤维包芯纱。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，由芯纱和包覆纱组成；所述芯纱为氨纶丝，所述包覆纱为镀银纤维混纺纱。
2.如权利要求1所述的抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，所述芯纱采用38～46dtex的氨纶丝；所述的包覆纱的线密度为16～32dtex。
3.如权利要求1所述的抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，所述镀银纤维混纺纱由50～90wt％棉纤维或天丝纤维或莫代尔纤维或麻纤维或竹纤维或牛角瓜纤维或涤纶纤维和10～50wt％镀银纤维经常规工艺混纺而成。
4.如权利要求3所述的抗菌镀银纤维包芯纱，其特征在于，所述镀银纤维混纺纱由70～90wt％棉纤维或天丝纤维或莫代尔纤维或麻纤维或竹纤维或牛角瓜纤维或涤纶纤维和10～30wt％镀银纤维经常规工艺混纺而成。
5.一种抗菌面料，采用权利要求1-4中任一项所述的抗菌镀银纤维包芯纱制备而成。
6.一种抗菌袜，采用权利要求1-4中任一项所述的抗菌镀银纤维包芯纱采用常规方法织造而成。
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