CN108130619A - 一种复合纺织材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高抗菌性、高柔度、高弹性、成分天然可降解、自然界可消化不会造成环境污染的复合纺织材料及其制备工艺，其所用原料均是无污染、无公害的材料，对环境更加友好，所制得纺织材料具有良好的抗菌性能，具有抑菌、杀菌功能，使以其制备的各物件更加卫生，以脱乙酰甲壳素作为主要基体，配合瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵能够大大改善其劣势性能，同时对其优势性能起到进一步的提升作用，对提升纺织材料的舒适性和抗菌性由极大的作用。

Description

一种复合纺织材料
技术领域
本发明涉及一种纺织品领域，尤其涉及一种具有高抗菌性、高柔度、高弹性、成分天然可降解、自然界可消化不会造成环境污染的复合纺织材料及其制备工艺。
背景技术
现在的纺织面料已高度体现出产品的新颖性、复杂性、多样化和功能化的特点，市场对于高性能、高附加值、特殊功能的服装、服饰及家纺面料产生巨大的需求，尤其在服装、服饰方面，现在人们在追求服装、服饰亮丽的同时，对其舒适度和安全性产生越来越大的需求。
中国专利局于2016年12月14日公开了一种纺织材料的发明专利申请，申请公告号为CN106213637A，该专利采用甲壳胺纤维配合铜氨纤维，为常规的纺织材料增加了一定的抗菌性和抗菌能力，但其对纺织材料柔度、弹性等方面均没有进行改善。
发明内容
为解决现在的纺织面料已高度体现出产品的新颖性、复杂性、多样化和功能化的特点，市场对于高性能、高附加值、特殊功能的服装、服饰及家纺面料产生巨大的需求，尤其在服装、服饰方面，现在人们在追求服装、服饰亮丽的同时，对其舒适度和安全性产生越来越大的需求的问题，对纺织材料的各方面均进行优化，本发明提供了一种具有高抗菌性、高柔度、高弹性、成分天然可降解、自然界可消化不会造成环境污染的复合纺织材料。
本发明的另一目的是提供一种复合纺织材料的制备工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合纺织材料，所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维95～120份，棉纤维125～160份，甲壳胺纤维130～145份，竹炭纤维125～135份，涤纶110～130份，脱乙酰甲壳素320～360份，铜氨纤维20～35份，PVC粉末65～80份，钙锌复合稳定剂35～45份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵155～220份，甘油10～15份和硼酸0.95～3.65份。
作为优选，所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维105～120份，棉纤维135～155份，甲壳胺纤维135～145份，竹炭纤维125～130份，涤纶125～130份，脱乙酰甲壳素340～355份，铜氨纤维25～31份，PVC粉末72～76份，钙锌复合稳定剂38～41份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵192～208份，甘油12～15份和硼酸1.85～2.35份。
作为优选，所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维115份，棉纤维142份，甲壳胺纤维138份，竹炭纤维127份，涤纶125份，脱乙酰甲壳素350份，铜氨纤维29份，PVC粉末73份，钙锌复合稳定剂39份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵200份，甘油12份和硼酸2.15份。
作为优选，所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵优选分子量为2.2×106～2.4×106的瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为原料。
作为优选，所述脱乙酰甲壳素的脱乙酰度为80～95%。
作为优选，所述铜氨纤维纤度为2.7～7.5tex×2，优选纤度为2.7～4.2tex×2。
一种复合纺织材料的制备工艺，所述制备工艺包括以下制备步骤：
1）将脱乙酰甲壳素粉末装于容器中，向其中缓慢加入1%的冰醋酸溶液并加以搅拌，直至脱乙酰甲壳素完全溶解后继续搅拌15～20min，得到脱乙酰甲壳素溶液；
2）将稻壳纤维、棉纤维、甲壳胺纤维、竹炭纤维、涤纶和铜氨纤维加入到步骤1）所得的脱乙酰甲壳素溶液中，对其进行超声分散10～20min，得到分散液；
3）向步骤2）所得的分散液中加入PVC粉末和钙锌复合稳定剂，超声震动15～25min，随后缓慢加入1%的氢氧化钠溶液，直至溶液pH值为6.8～7.2，过滤得到混合改性纤维；
4）将瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵配制成2wt%的去离子水溶液，再将步骤3）所得的混合改性纤维以去离子水水洗后加入49倍重量份的去离子水并加入所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液，加入硼酸和甘油得到混合物，快速搅拌25～35min，随后慢速搅拌10～15min，对混合物进行干湿法纺丝，得到复合纺织材料。
作为优选，所述步骤2）超声分散和步骤3）超声震动的超声功率为75～85kW。
作为优选，所述步骤4）所述快速搅拌的转速为250～300r/min，慢速搅拌转速为120～150r/min。
脱乙酰甲壳素化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖，是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的。自1859年，法国人Rouget首先得到后，该天然高分子的生物官能性、相容性、血液相容性、安全性和微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，但其迟迟没有在纺织材料领域方面的突出应用。
瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵是一种具有良好成膜性、生物相容性、生物降解性、天然可再生并且安全无毒的水溶性溶胀高聚物。
单独的脱乙酰甲壳素材料不适合用于制备纺织材料，其单独制备的纺织材料柔度低、韧性差，因而脱乙酰甲壳素材质纺织材料即便拥有良好的抗菌性、抗微生物性、抗病毒性和抗癌性等优异特性却一直无法被广泛利用，在本发明中，向脱乙酰甲壳素中加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵混合，使得纺织材料基体柔度上升，同时增大纺织材料的吸水性和透气性，能够给予纺织材料较为优秀的吸汗性能，当如本发明中脱乙酰甲壳素与瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵成分为上述比例时，其吸水性和透气性达到一个峰值，而随着甘油的加入能够进一步提升纺织材料的吸水性、透气性和柔软性指标，这是由于甘油分子能够分散并嵌入脱乙酰甲壳素与瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵混合体系的大分子之间，削弱分子氢键，对混合体系中的大分子结构具有一定的调节作用，且甘油分子嵌入后可以增长脱乙酰甲壳素大分子链的相对长度，形成丝状组织，进一步提高纺织材料的柔软性。
硼酸的加入能够提高纺织材料的柔软性，但加入量偏大时会导致吸水性和透气性下降，这是由于硼酸加入混合体系后会与瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、甘油的活性羟基的产生配位，当加入量增大时，配位交联度大大增加，将导致纺织材料内孔隙之间相互粘结，孔壁增厚，孔隙数减少，纺织材料的密实程度提高。
且硼酸的加入能够使得纺织材料的抗菌性能进一步提高，因为硼酸中的硼原子是缺电子原子，易与甘油、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵等多羟基化合物发生配位反应，发生稳定配合物和H+，增强酸性，促使脱乙酰甲壳素的-NH2转化为-NH3 +离子基，易与细菌的细胞壁接触并与细胞壁上的肽聚糖、蛋白质等物质反应，破坏细菌赖以生存的屏障，使细胞出现破损最终导致细胞死亡。
铜氨纤维和甲壳胺纤维相互配合同样能对纺织材料的抗菌性起到一定的强化作用，同时能够强化纺织材料的韧性。
本发明的有益效果是：
1）本发明所用原料均是无污染、无公害的材料，对环境更加友好；
2）所制得纺织材料具有良好的抗菌性能，具有抑菌、杀菌功能，使以其制备的各物件更加卫生；
3）所制得纺织材料以脱乙酰甲壳素作为主要基体，配合瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵能够大大改善其劣势性能，同时对其优势性能起到进一步的提升作用，对提升纺织材料的舒适性和抗菌性由极大的作用。
具体实施方式
实施例1
一种复合纺织材料的制备工艺，所述制备工艺包括以下制备步骤：
1）将脱乙酰甲壳素粉末装于容器中，向其中缓慢加入1%的冰醋酸溶液并加以搅拌，直至脱乙酰甲壳素完全溶解后继续搅拌15min，得到脱乙酰甲壳素溶液；
2）将稻壳纤维、棉纤维、甲壳胺纤维、竹炭纤维、涤纶和铜氨纤维加入到步骤1）所得的脱乙酰甲壳素溶液中，对其进行超声分散10min，得到分散液；
3）向步骤2）所得的分散液中加入PVC粉末和钙锌复合稳定剂，超声震动15min，随后缓慢加入1%的氢氧化钠溶液，直至溶液pH值为6.8，过滤得到混合改性纤维；
4）将瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵配制成2wt%的去离子水溶液，再将步骤3）所得的混合改性纤维以去离子水水洗后加入49倍重量份的去离子水并加入所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液，加入硼酸和甘油得到混合物，快速搅拌25min，随后慢速搅拌10min，对混合物进行干湿法纺丝，得到复合纺织材料。
所述步骤2）超声分散和步骤3）超声震动的超声功率均为75kW；所述步骤4）所述快速搅拌的转速为250r/min，慢速搅拌转速为120r/min；
所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维95份，棉纤维125份，甲壳胺纤维130份，竹炭纤维125份，涤纶110份，脱乙酰甲壳素320份，铜氨纤维20份，PVC粉末65份，钙锌复合稳定剂35份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵155份，甘油10份和硼酸0.95份。
实施例2
一种复合纺织材料的制备工艺，所述制备工艺包括以下制备步骤：
1）将脱乙酰甲壳素粉末装于容器中，向其中缓慢加入1%的冰醋酸溶液并加以搅拌，直至脱乙酰甲壳素完全溶解后继续搅拌20min，得到脱乙酰甲壳素溶液；
2）将稻壳纤维、棉纤维、甲壳胺纤维、竹炭纤维、涤纶和铜氨纤维加入到步骤1）所得的脱乙酰甲壳素溶液中，对其进行超声分散20min，得到分散液；
3）向步骤2）所得的分散液中加入PVC粉末和钙锌复合稳定剂，超声震动25min，随后缓慢加入1%的氢氧化钠溶液，直至溶液pH值为7.2，过滤得到混合改性纤维；
4）将瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵配制成2wt%的去离子水溶液，再将步骤3）所得的混合改性纤维以去离子水水洗后加入49倍重量份的去离子水并加入所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液，加入硼酸和甘油得到混合物，快速搅拌35min，随后慢速搅拌15min，对混合物进行干湿法纺丝，得到复合纺织材料。
所述步骤2）超声分散和步骤3）超声震动的超声功率均为85kW；所述步骤4）所述快速搅拌的转速为300r/min，慢速搅拌转速为150r/min；
所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维120份，棉纤维160份，甲壳胺纤维145份，竹炭纤维135份，涤纶130份，脱乙酰甲壳素360份，铜氨纤维35份，PVC粉末80份，钙锌复合稳定剂45份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵220份，甘油15份和硼酸3.65份。
实施例3
一种复合纺织材料的制备工艺，所述制备工艺包括以下制备步骤：
1）将脱乙酰甲壳素粉末装于容器中，向其中缓慢加入1%的冰醋酸溶液并加以搅拌，直至脱乙酰甲壳素完全溶解后继续搅拌15min，得到脱乙酰甲壳素溶液；
2）将稻壳纤维、棉纤维、甲壳胺纤维、竹炭纤维、涤纶和铜氨纤维加入到步骤1）所得的脱乙酰甲壳素溶液中，对其进行超声分散20min，得到分散液；
3）向步骤2）所得的分散液中加入PVC粉末和钙锌复合稳定剂，超声震动15min，随后缓慢加入1%的氢氧化钠溶液，直至溶液pH值为7.2，过滤得到混合改性纤维；
4）将瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵配制成2wt%的去离子水溶液，再将步骤3）所得的混合改性纤维以去离子水水洗后加入49倍重量份的去离子水并加入所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液，加入硼酸和甘油得到混合物，快速搅拌25min，随后慢速搅拌15min，对混合物进行干湿法纺丝，得到复合纺织材料。
所述步骤2）超声分散和步骤3）超声震动的超声功率均为75kW；所述步骤4）所述快速搅拌的转速为250r/min，慢速搅拌转速为120r/min；
所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维105份，棉纤维135份，甲壳胺纤维135份，竹炭纤维125份，涤纶125份，脱乙酰甲壳素340份，铜氨纤维25份，PVC粉末72份，钙锌复合稳定剂38份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵192份，甘油12份和硼酸1.85份。
实施例4
一种复合纺织材料的制备工艺，所述制备工艺包括以下制备步骤：
1）将脱乙酰甲壳素粉末装于容器中，向其中缓慢加入1%的冰醋酸溶液并加以搅拌，直至脱乙酰甲壳素完全溶解后继续搅拌20min，得到脱乙酰甲壳素溶液；
2）将稻壳纤维、棉纤维、甲壳胺纤维、竹炭纤维、涤纶和铜氨纤维加入到步骤1）所得的脱乙酰甲壳素溶液中，对其进行超声分散10min，得到分散液；
3）向步骤2）所得的分散液中加入PVC粉末和钙锌复合稳定剂，超声震动25min，随后缓慢加入1%的氢氧化钠溶液，直至溶液pH值为6.8，过滤得到混合改性纤维；
4）将瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵配制成2wt%的去离子水溶液，再将步骤3）所得的混合改性纤维以去离子水水洗后加入49倍重量份的去离子水并加入所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液，加入硼酸和甘油得到混合物，快速搅拌35min，随后慢速搅拌10min，对混合物进行干湿法纺丝，得到复合纺织材料。
所述步骤2）超声分散和步骤3）超声震动的超声功率均为85kW；所述步骤4）所述快速搅拌的转速为300r/min，慢速搅拌转速为150r/min；
所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维120份，棉纤维155份，甲壳胺纤维145份，竹炭纤维130份，涤纶130份，脱乙酰甲壳素355份，铜氨纤维31份，PVC粉末76份，钙锌复合稳定剂41份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵208份，甘油15份和硼酸2.35份。
实施例5
一种复合纺织材料的制备工艺，所述制备工艺包括以下制备步骤：
1）将脱乙酰甲壳素粉末装于容器中，向其中缓慢加入1%的冰醋酸溶液并加以搅拌，直至脱乙酰甲壳素完全溶解后继续搅拌20min，得到脱乙酰甲壳素溶液；
2）将稻壳纤维、棉纤维、甲壳胺纤维、竹炭纤维、涤纶和铜氨纤维加入到步骤1）所得的脱乙酰甲壳素溶液中，对其进行超声分散20min，得到分散液；
3）向步骤2）所得的分散液中加入PVC粉末和钙锌复合稳定剂，超声震动15in，随后缓慢加入1%的氢氧化钠溶液，直至溶液pH值为6.8，过滤得到混合改性纤维；
4）将瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵配制成2wt%的去离子水溶液，再将步骤3）所得的混合改性纤维以去离子水水洗后加入49倍重量份的去离子水并加入所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液，加入硼酸和甘油得到混合物，快速搅拌35min，随后慢速搅拌10min，对混合物进行干湿法纺丝，得到复合纺织材料。
所述步骤2）超声分散和步骤3）超声震动的超声功率均为75kW；所述步骤4）所述快速搅拌的转速为300r/min，慢速搅拌转速为120r/min；
所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维115份，棉纤维142份，甲壳胺纤维138份，竹炭纤维127份，涤纶125份，脱乙酰甲壳素350份，铜氨纤维29份，PVC粉末73份，钙锌复合稳定剂39份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵200份，甘油12份和硼酸2.15份。
对实施例1～5进行抗菌性能检测：
选用革兰式阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌作为测试菌种，将两种细菌分别悬浮于浓度100μmol/L，pH=7的磷酸盐缓冲液中配制所需菌液，将菌液滴在实施例所制得的复合纺织材料上，并将另一片实施例所制得的复合纺织材料以三明治的形式叠加，加以无菌压铁施压保证细菌充分接触实施例所制得的待测复合纺织材料，接触5～30min后将接受抗菌性测试的实施例所制得的复合纺织材料放入浓度为0.02mol/L的无菌硫代硫酸钠溶液的离心管中并振荡2min，后用100μmol/L，pH=7的磷酸盐缓冲液连续稀释上述溶液，将系时候的溶液放置培养基中，在37℃条件下恒温培养24h，最后统计存活细菌菌落数量并计算抗菌率；测试得到结果，以上实施例所制得的复合纺织材料均在在5min内将两种细菌全部杀死，具有非常优异的抗菌性。

Claims (9)

1.一种复合纺织材料，其特征在于，所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维95～120份，棉纤维125～160份，甲壳胺纤维130～145份，竹炭纤维125～135份，涤纶110～130份，脱乙酰甲壳素320～360份，铜氨纤维20～35份，PVC粉末65～80份，钙锌复合稳定剂35～45份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵155～220份，甘油10～15份和硼酸0.95～3.65份。
2.根据权利要求1所述的一种复合纺织材料，其特征在于，所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维105～120份，棉纤维135～155份，甲壳胺纤维135～145份，竹炭纤维125～130份，涤纶125～130份，脱乙酰甲壳素340～355份，铜氨纤维25～31份，PVC粉末72～76份，钙锌复合稳定剂38～41份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵192～208份，甘油12～15份和硼酸1.85～2.35份。
3.根据权利要求1所述的一种复合纺织材料，其特征在于，所述复合纺织材料包括以下重量份数的原料：稻壳纤维115份，棉纤维142份，甲壳胺纤维138份，竹炭纤维127份，涤纶125份，脱乙酰甲壳素350份，铜氨纤维29份，PVC粉末73份，钙锌复合稳定剂39份，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵200份，甘油12份和硼酸2.15份。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种复合纺织材料，其特征在于，所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵优选分子量为2.2×106～2.4×106的瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为原料。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种复合纺织材料，其特征在于，所述脱乙酰甲壳素的脱乙酰度为80～95%。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种复合纺织材料，其特征在于，所述铜氨纤维纤度为2.7～7.5tex×2，优选纤度为2.7～4.2tex×2。
7.一种如权利要求1～3所述的复合纺织材料的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下制备步骤：
1）将脱乙酰甲壳素粉末装于容器中，向其中缓慢加入1%的冰醋酸溶液并加以搅拌，直至脱乙酰甲壳素完全溶解后继续搅拌15～20min，得到脱乙酰甲壳素溶液；
2）将稻壳纤维、棉纤维、甲壳胺纤维、竹炭纤维、涤纶和铜氨纤维加入到步骤1）所得的脱乙酰甲壳素溶液中，对其进行超声分散10～20min，得到分散液；
3）向步骤2）所得的分散液中加入PVC粉末和钙锌复合稳定剂，超声震动15～25min，随后缓慢加入1%的氢氧化钠溶液，直至溶液pH值为6.8～7.2，过滤得到混合改性纤维；
4）将瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵配制成2wt%的去离子水溶液，再将步骤3）所得的混合改性纤维以去离子水水洗后加入49倍重量份的去离子水并加入所述瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液，加入硼酸和甘油得到混合物，快速搅拌25～35min，随后慢速搅拌10～15min，对混合物进行干湿法纺丝，得到复合纺织材料。
8.根据权利要求7所述的一种复合纺织材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤2）超声分散和步骤3）超声震动的超声功率为75～85kW。
9.根据权利要求7所述的一种复合纺织材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤4）所述快速搅拌的转速为250～300r/min，慢速搅拌转速为120～150r/min。
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