CN108570851A - 一种芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布 - Google Patents

一种芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布。该沙发布是由改性芳纶纤维纱线制成，所述改性芳纶纤维纱线表面或内部附着有纳米竹纤维。本发明的沙发布具有优良的抗菌及阻燃效果，且非常舒适。

Description

一种芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布
技术领域
本发明涉及沙发布技术领域。更具体地，涉及一种芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布。
背景技术
芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶纤维是重要的国防军工材料，多用于制作防火、防弹用品。目前，虽然芳纶纤维具有这么好的阻燃效果但是用于家用纺织品中，还存在舒适度较差的问题。
竹纤维在国内已形成相当生产规模，具有抗菌抗霉、吸臭、吸收空气中污染物、调节湿度、吸收和发射远红外线、释放负离子等多种功能。纳米竹纤维是通过物理法、化学法或生物酶制备的纳米尺寸的竹纤维，其具有比表面积大、低密度、高亲水性等优势。由于上述这些特点，竹纤维已经被用于很多纺织制品中。
随着人们需求的不断提高，需要开发一种改良纤维家纺制品，与纳米竹纤维复合，即改善芳纶纤维的柔韧性，又能增强家纺制品的功效，例如抗菌、阻燃，同时保证纳米竹纤维具有较高的牢固性。
发明内容
本发明的目的是提供一种芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，该沙发布具有优良的抗菌及阻燃效果，且非常舒适。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供一种芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，所述沙发布是由改性芳纶纤维纱线制成，所述改性芳纶纤维纱线表面或内部附着有纳米竹纤维。
在本发明中，可以采用现有技术中常规的纺织方法制作沙发布料。本发明主要通过在芳纶纤维纱线的表面或内部附着特殊的纳米竹纤维，提高纳米竹纤维在纱线上的牢固性，及均匀性，在不影响芳纶沙发布料阻燃性的同时更赋予沙发布料优良的抗菌效果，及好的舒适度和柔软性。
进一步的，本发明的一些实施方案，所述纳米竹纤维的总质量占所述沙发布总质量的8-12％。纳米竹纤维含量不易过多，过多容易导致改性芳纶纤维的强度和阻燃性降低；也不易过少，过少达不到增强改性芳纶纤维柔软性和抗菌的效果。
根据本发明的优选实施方案，所述纳米竹纤维由以下方法制得：
S1：将竹纤维至于尿素水溶液中分散，将该分散液加热煮沸并保持3-5h，得到产物1；
S2：将吐温-80与甲苯按照1∶15的体积比混合均匀，然后按照与产物1的体积比10∶1的比例加入到步骤S1所得的产物1中，超声搅拌30min，得产物2；
S3：将产物2进行机械处理、高压均质、干燥，得到纳米竹纤维，所述纳米竹纤维的直径为80-100nm。
上述方法制得的纳米竹纤维，活性较高，粒径小且均匀，与芳纶纤维兼容性好，容易填充及附着。
根据本发明的优选实施方案，上述方法中，竹纤维在尿素水溶液中的质量浓度为1-10％，优选地，3-6％，尿素与水的质量比为1∶5。
进一步地，所述机械处理包括球磨、盘磨或砂磨中的一种或至少两种结合。高压均质时，高压均质机的压力优选为60-80MPa，循环次数为3-5次。此外，超声搅拌时，超声的功率优选为800W-1200W，频率为18-21KHz。进一步优选的，超声搅拌、机械处理及高压均质过程中，溶液温度应大于等于75℃且小于90℃。经过上述超声搅拌、机械处理及高压均质的协同作用可以获得直径在80-100nm的纳米竹纤维；比通过酸解和酶解制备的纳米竹纤维直径更适中。如果直径过大，无法填充入纤维内部，如果直径过小，与纤维结合的牢固性差。
进一步地，根据本发明的优选实施方案，上述方法中所述干燥优选为冷冻干燥。
为了更好地将本发明制备的纳米竹纤维与芳纶纤维的纱线复合，本发明改性芳纶纤维纱线时采用下面两步进行：将未改性的芳纶纤维纱线浸渍在纳米竹纤维分散液中，60-80℃浸渍2小时；然后将温度降至45-50℃浸渍过夜，冷却、干燥，即得改性芳纶纤维纱线。
根据本发明的优选实施方案，纳米竹纤维分散液的质量浓度优选为5-15％，优选为10-15％。
另外注意的是，如果没有特别说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
本发明的有益效果
本发明所述方法制备的纳米竹纤维尺寸适中、均匀，活性较高，且克服了目前使用较多的生物酶法成本较高，不适合工业化生产的问题。本发明的芳纶竹纤维沙发布具有较高的抗菌性能、阻燃效果及耐用性，且舒适感好。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。
实施例1-4
纳米竹纤维的制备：
S1：将竹纤维至于质量浓度为20％的尿素水溶液中分散，将该分散液加热煮沸并保持3-5h，得到产物1；
S2：将吐温-80与甲苯按照1∶15的体积比混合均匀，然后按照与产物1的体积比10∶1的比例加入到步骤S1所得的产物1中，超声搅拌30min，得产物2；
S3：将产物2进行机械处理、高压均质，干燥，得到纳米竹纤维，所述纳米竹纤维的直径为80-100nm。
超声搅拌、机械处理及高压均质过程中，溶液温度应大于等于75℃且小于90℃。
改性芳纶纤维纱线制备：
将未改性的芳纶纤维纱线浸渍在纳米竹纤维分散液中，60-80℃浸渍2小时；然后将温度降至45-50℃浸渍过夜，冷却、干燥，即得改性芳纶纤维纱线。
采用常规方法制作沙发布。
具体参数调节见表1。
表1
对比例1
纳米竹纤维的制备：
S1：将竹纤维至于质量浓度为5％的稀硫酸中酸解2h，得到产物1；
S2：将产物1真空抽滤至中性，用柠檬酸-柠檬酸三钠缓冲液调pH值至4.8，加入纤维素酶，48℃恒温震荡反应60h，得产物2；
S3：将产物2进行高压均质，干燥，得到纳米竹纤维，所述纳米竹纤维的直径为30-60nm。
制备改性芳纶纤维纱线和沙发布的方法同实施例，最终布料中纳米竹纤维的总质量占所述沙发布总质量4％。
对比例2-4
与实施例不同之处在于改性芳纶纤维纱线的制备，如下表2：
表2
性能测试：
1.将得到的沙发布按照GB/T 20944《纺织品抗菌性能的评价》第三部分震荡法进行抗菌能力测试。之后对实施例及对比例的布料水洗50次，继续进行按照GB/T 20944《纺织品抗菌性能的评价》第三部分震荡法进行抗菌能力测试。见表3和表4
2.将得到的沙发布按照GB/T 5455《纺织品燃烧性能试验，垂直检测，离开火源后停止燃烧》
表3抗大肠杆菌效力测试结果
表4抗金黄色葡萄球菌效力测试结果
表5阻燃性试验结果
结果分析：
从表3和表4的结果可以看出，实施例1-4的沙发布与对比例1-4的沙发布相比抗菌效果明显要好，而且纳米竹纤维的牢固性好，经过多次水洗后，抗菌效果降低不显著。
从表5结果可知，实施例1-4沙发布与对比例1-4的阻燃效果没有显著差异，这是由于芳纶纤维本身就是非常好的阻燃纤维，与一定量的纳米竹纤维复合并没有影响其阻燃性。但是，由于复合的纳米竹纤维的用量及特性不同，最终的沙发布料在舒适度上差别较大，使得对比例1-3的布料不适合作为家纺用品，如沙发布来使用，对比例4的沙发布虽然阻燃性和舒适度与实施例相比无明显差别，但是在抗菌性、纳米竹纤维的牢固性、利用率方面都比实施例差。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，所述沙发布是由改性芳纶纤维纱线制成，所述改性芳纶纤维纱线表面或内部附着有纳米竹纤维。
2.根据权利要求1所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，所述纳米竹纤维的总质量占所述沙发布总质量的8-12％。
3.根据权利要求1所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，所述纳米竹纤维由以下方法制得：
S1：将竹纤维至于尿素水溶液中分散，将该分散液加热煮沸并保持3-5h，得到产物1；
S2：将吐温-80与甲苯按照1∶15的体积比混合均匀，然后按照与产物1的体积比10∶1的比例加入到步骤S1所得的产物1中，超声搅拌30min，得产物2；
S3：将产物2进行机械处理、高压均质、干燥，得到纳米竹纤维，所述纳米竹纤维的直径为80-100nm。
4.根据权利要求3所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，竹纤维在尿素水溶液中的质量浓度为1-10％，尿素与水的质量比为1∶5。
5.根据权利要求3所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，所述机械处理包括球磨、盘磨或砂磨中的一种或至少两种结合。
6.根据权利要求3所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，所述高压均质的压力为60-80MPa，循环次数为3-5次。
7.根据权利要求3所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，所述超声的功率为800W-1200W，频率为18-21KHz。
8.根据权利要求3所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，所述干燥为冷冻干燥。
9.根据权利要求1所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，所述改性芳纶纤维纱线由以下方法制得：将未改性的芳纶纤维纱线浸渍在纳米竹纤维分散液中，60-80℃浸渍2小时；然后将温度降至45-50℃浸渍过夜，冷却、干燥，即得改性芳纶纤维纱线。
10.根据权利要求9所述的芳纶竹纤维抗菌阻燃沙发布，其特征在于，纳米竹纤维分散液的质量浓度为5-15％。
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