CN108783616A - 基于负离子抗菌功能的内衣 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于负离子抗菌功能的内衣，包括内衣本体，所述内衣本体由内衣面料构成，该内衣面料包括从外至内依次设置的外层、功能层、次内层和内层；所述功能层为负离子抗菌纤维层，通过负离子抗菌纤维编织而成，所述负离子抗菌纤维具体为一种具有抗菌和负离子发射功能的聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到；所述抗菌剂包括：纳米Ag‑Zn‑CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；所述负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球。
Description
技术领域
本申请涉及内衣技术领域，尤其涉及一种基于负离子抗菌功能的内衣。
背景技术
内衣是指贴身穿着的衣物。专利文献CN201106086Y中公开了一种保暖弹性针织内衣面料，包括内层、中间层、表面层，所述表面层为高支防缩羊毛纱，所述内层为高孔隙率涤纶纱，所述中间层为氨纶丝，所述氨纶丝在表面层和内层之间连接和间断连接，使内层和表面层之间形成保暖微气囊。上述专利文献中的内衣面料的保温效果、导湿排汗效果依然较差，并且不具备保健功能，因此现有的内衣面料的结构还存在可改进之处。
发明内容
本发明旨在提供一种基于负离子抗菌功能的内衣，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种基于负离子抗菌功能的内衣，包括内衣本体，所述内衣本体由内衣面料构成，该内衣面料包括从外至内依次设置的外层、功能层、次内层和内层；所述外层为亲水层，所述内层为疏水层，所述次内层为导湿层；所述次内层为丙纶纤维编织而成，丙纶纤维为中空且在表面上设有毛细通孔；所述疏水层为丙纶纤维编织而成，所采用的丙纶纤维具有十字形横截面、T字形横截面或者Y字形横截面；所述功能层为负离子抗菌纤维层，通过负离子抗菌纤维编织而成，所述负离子抗菌纤维具体为一种具有抗菌和负离子发射功能的聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到；所述抗菌剂包括：纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；所述负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明中远红外内衣面料的剖视图。
图中所示附图标记为：1-外层；2-功能层；3-次内层；4-内层。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种基于负离子抗菌功能的内衣，包括内衣本体，该内衣本体由内衣面料构成，结合图1所示，该内衣面料包括从外至内依次设置的外层1、功能层2、次内层3和内层4。
所述外层1为亲水层，所述内层4为疏水层，所述次内层3为导湿层，所述功能层2为负离子抗菌纤维层，其上均布有沿厚度方向贯穿所述功能层2的通气孔，通气孔的孔径不大于0.1mm，每平方米范围内所述通气孔的数量不小于200万个，所述次内层3为丙纶纤维编织而成，丙纶纤维为中空且在表面上设有毛细通孔；所述疏水层为丙纶纤维编织而成，所采用的丙纶纤维具有十字形横截面、T字形横截面或者Y字形横截面。
本发明中，所述疏水层为丙纶纤维编织而成，所采用的丙纶纤维具有十字形横截面、T字形横截面或者Y字形横截面，从而能够在疏水层表面形成大量导汗槽，进一步导湿层为丙纶纤维编织而成，丙纶纤维为中空且在表面上设有毛细通孔，从而能够加强次次内层的吸湿排汗及透气性能。
本实施例中，所述疏水层的厚度为0.2-0.4mm，优选为0.3mm；
所述功能层2的厚度为0.5-0.8mm，优选为0.7mm；
所述亲水层厚度为0.8-1.5mm，优选为1.2mm；
所述导湿层的厚度为0.3-0.5mm，优选为0.4mm。
所述亲水层1由经纱和纬纱交织而成，所述纬纱是竹纤维纱线和碳纤维纱线相间设置，所述经纱为棉线，这样可保证亲水层的抗菌及吸水性。
本发明中所述功能层2为负离子抗菌纤维层，通过负离子抗菌纤维编织而成，为了达到更好的技术效果，该负离子抗菌纤维具体为一种具有抗菌和负离子发射功能的聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。在含量方面，本申请得到的聚酯纤维中，包括5.2％的抗菌剂、3.7％的负离子发射剂，余量为聚酯。通过对抗菌剂和负离子发射剂进行改性，本申请得到的聚酯纤维具有良好的抗菌性能和负离子发射性能。
该抗菌剂包括：纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和分散剂；
该负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和分散剂。
具体的，本申请的技术方案将ZnO/ZnCo2O4中空球创造性的作为分散剂，该ZnO/ZnCo2O4中空球呈多孔、中空结构，粒径为1.2μm，该ZnO/ZnCo2O4中空球是由ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒组装而成，其中，ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒的粒径为70nm，ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒摩尔比为2:5。
该分散剂ZnO/ZnCo2O4中空球为一种二元金属氧化物，二元金属氧化物是一种重要的功能材料，其在超级电容器、催化、锂离子电池、化学传感器等领域具有广泛应用；然而，现有技术中，还没有将其用作功能性填料添加到聚酯纤维中，本申请的技术方案，该抗菌剂和负离子发射剂中均包括分散剂ZnO/ZnCo2O4中空球，其具有空心结构，能够很容易的吸附纳米级添加剂并负载，并且，煅烧过程也能够促进这种结合，从而有效防止了添加剂在聚酯纤维中的团聚，起到了意料不到的技术效果。
本申请的抗菌剂包括：纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；
其中，该纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒粒径为200nm，其为Ag和Zn掺杂的纳米CuO多刺颗粒，Ag和Zn的掺杂质量分别为6％、3％。
无机抗菌剂具有优异的抗菌活性，现已被广泛用于食品保鲜、安全化妆品、医疗器械、水处理等领域。氧化铜纳米结构是一种半导体纳米材料，其在气敏传感器、磁存储介质、太阳能转换、半导体、光学、高温超导等领域具有广泛应用，氧化铜作为一种重要的工业材料，制备其新颖结构的纳米氧化物可以获得具有孔结构和高比表面积的新材料，然而，本领域中，还没有将上述掺杂氧化铜纳米材料作为抗菌剂添加到聚酯纤维中的技术方案，本发明技术方案中，通过将纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒与ZnO/ZnCo2O4中空球混合、煅烧，得到抗菌剂，然后再将其加入聚酯纤维中，在上述混合、煅烧过程中，该纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒能够与ZnO/ZnCo2O4中空球结合，共同起到抗菌效果，煅烧过程同时增加了复合材料的抗菌性能，起到了意料不到的技术效果。该抗菌剂中，所述纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球的质量份数分别为：6份、11份。
如下涉及本技术方案的负离子发射剂：所述远红外发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；其中，所述电气石负离子粉粒径为50nm，所述硅藻土粒粒径为500nm，所述二氧化钛纳米颗粒粒径为100nm。硅藻土是一种轻质多孔的白色水成岩，其主要化学成分含有硅、铝和铁等氧化物，具有良好的吸附性和化学惰性，同时具有良好的负离子特性。电气石同样是一种能够释放负离子的天然矿石，其被广泛用于环境保护、日常生活等许多领域，将电气石矿物超细粉加入纤维中，该纤维与人体接触后，能在皮肤表面产生无数微弱电流，刺激血液循环，调整自律神经，形成负离子效应。本申请技术方案中，将电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒与ZnO/ZnCo2O4中空球混合、煅烧，得到负离子发射剂，由于上述物质形貌匹配，该负离子发射剂具有良好的负离子发射性能，取得了良好的技术效果。一种优选实施方式为，该负离子发射剂中，所述电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球的质量份数分别为：20份、7份、3份、17份。
下面结合实施例对本发明做出进一步说明。
实施例
一种具有抗菌和负离子发射功能聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。
在含量方面，该聚酯纤维中，包括5.2％的抗菌剂、3.7％的负离子发射剂，余量为聚酯。
该抗菌剂包括：纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；
其中，该纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒粒径为200nm，其为Ag和Zn掺杂的纳米CuO多刺颗粒，Ag和Zn的掺杂质量分别为6％、3％。
该负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；
其中，所述电气石负离子粉粒径为50nm，所述硅藻土粒粒径为500nm，所述二氧化钛纳米颗粒粒径为100nm。
其中，该ZnO/ZnCo2O4中空球呈多孔、中空结构，粒径为1.2μm，该ZnO/ZnCo2O4中空球是由ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒组装而成，其中，ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒的粒径为70nm，ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒摩尔比为2:5。
该抗菌剂中，所述纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球的质量份数分别为：6份、11份；该负离子发射剂中，所述电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球的质量份数分别为：20份、7份、3份、17份。
如下为所述聚酯纤维的制备过程：
步骤1、制备分散剂ZnO/ZnCo2O4中空球
首先，按照乙醇和乙二醇的体积比为1:4，配置乙醇和乙二醇的混合溶剂40ml，将2mmol的六水合硝酸锌和2mmol的六水合硝酸钴溶解在混合溶剂中，经磁力搅拌5h后得到透明溶液，然后，将该透明溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，将反应釜密封后再恒温烘箱中170℃保持20h，自然冷却，将反应生成的沉淀用去离子水和乙醇离心清洗5次，然后再90℃干燥箱中烘干12h，将干燥的样品置于820℃的马弗炉中煅烧100min，得到ZnO/ZnCo2O4中空球；
步骤2、制备纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒
取10ml蒸馏水倒入烧杯中，将0.15g的乙酸铜溶解在蒸馏水中，不断搅拌，再加入乙酸锌，然后加入90ml的乙醇，继续搅拌2h，然后超声15min，超声频率为1500W；再加入质量浓度为28％的氨水调节反应体系的pH值为7.9，然后继续超声1h，超声频率为800W，反应后，高速离心收集沉淀，其中高速转速为15000r/min，将沉淀用蒸馏水和乙醇分别清洗3次，然后再80℃真空干燥3h，得到Zn-CuO颗粒；
然后，将二丁酸二辛酯磺酸钠溶于异辛烷油相中，配得物质的量浓度为0.1mol/L的二丁酸二辛酯磺酸钠溶液，将其分出两份A、B，每份体积均为5ml；
称取10g上述Zn-CuO颗粒，将其与AgNO3分散于水溶液中，常温下磁力搅拌5h，得到Zn-CuO颗粒与AgNO3的水溶液C；
将1ml的水溶液C加入到A中，得到微乳液E；在B中加入1ml抗坏血酸溶液，得到微乳液F；将微乳液E、微乳液F分别搅拌30min，然后将微乳液F缓慢滴加到微乳液E中，滴加完毕后，继续搅拌1h至反应完全，最后将混合溶液用乙醇洗涤，然后离心分离、真空干燥得到纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒；
步骤3、制备抗菌剂
按照质量比例，将纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒、ZnO/ZnCo2O4中空球和钛酸酯偶联剂加入到去离子水中，充分搅拌均匀，得到抗菌浆料，然后将其烘干，在氮气保护下于500℃煅烧3h，研磨成粉，即得抗菌剂；
步骤4、制备负离子发射剂
按照质量比例，将电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒、ZnO/ZnCo2O4中空球和钛酸酯偶联剂加入到去离子水中，充分搅拌均匀，得到负离子浆料，然后将其烘干，在氮气保护下于420℃煅烧4h，研磨成粉，即得负离子发射剂；
步骤5、制备聚酯母粒
首先，将抗菌剂、负离子发射剂和乙二醇混合，搅拌后在室温下超声5h，得到混合液；然后将混合液与精对苯二甲酸、催化助剂进行酯化，聚合，得到聚酯母粒；其中，酯化温度为270℃，压力280kPa，酯化率达到大于96.5％时进行缩聚反应，缩聚温度为290℃，抽真空至20MPa，缩聚至特性粘度为0.74分升/克时，出料，切料；
步骤6、制备聚酯预取向丝
将聚酯母粒熔融，然后送入过滤器进行过滤，经计量后，进入喷丝组件，再将喷出的丝束进行冷却、上油，经导辊后卷绕成预取向丝，其中，纺丝温度为273℃，纺丝速度为3500m/min；
步骤7、制备聚酯功能纤维
聚酯预取向丝经一辊、热箱、二辊、假捻器、卷绕后可制备成聚酯纤维，其中，牵伸速度为500m/min，牵伸比为3.1，一辊温度为90℃，二辊温度为140℃。
测定本实施例中聚酯纤维的抗菌性能：
抗菌性测试是按照国标GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》第三部分，对纤维进行抗菌测试，对照样采用100％纯棉织物，菌种选择金黄色葡萄球菌ATCC 6538，大肠杆菌8099，白色念珠菌ATCC 10231,试样灭菌方式为高压蒸汽121℃下灭菌15min，计算抑菌率公式为：Y＝(WT－QT)/WT×100％,其中，Y为试样的抑菌率，WT为对照样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值，QT为试验样18h震荡接触后烧瓶内活菌浓度的平均值。
测试结果表明，本实施例的聚酯纤维对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的的抑菌率达到99％，标准规定对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70％，或对白色念珠菌的的抑菌率≥60％时，样品具有抗菌效果，从测试结果可以得出，本实施例中的聚酯纤维具有良好的抑菌效果；
测定本实施例中聚酯纤维的负离子性能：
采用大气离子浓度相对标准测量装置进行检测，将本申请得到的聚酯纤维和普通聚酯纤维分别剪裁成10×10cm2大小，距离上述检测装置6.5cm2的吸风口2mm左右，测量空气中负离子浓度，得到本申请的聚酯纤维负离子发射个数为4547个负离子/cm3，而普通聚酯纤维的负离子浓度基本为零，说明本申请的聚酯纤维具有良好的负离子发射性能。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于负离子抗菌功能的内衣，包括内衣本体，其特征在于，所述内衣本体由内衣面料构成，该内衣面料包括从外至内依次设置的外层、功能层、次内层和内层；所述外层为亲水层，所述内层为疏水层，所述次内层为导湿层；所述次内层为丙纶纤维编织而成，丙纶纤维为中空且在表面上设有毛细通孔；所述疏水层为丙纶纤维编织而成，所采用的丙纶纤维具有十字形横截面、T字形横截面或者Y字形横截面；所述功能层为负离子抗菌纤维层，通过负离子抗菌纤维编织而成，所述负离子抗菌纤维具体为一种具有抗菌和负离子发射功能的聚酯纤维，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到；所述抗菌剂包括：纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；所述负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球。
2.根据权利要求1所述的一种基于负离子抗菌功能的内衣，其特征在于，所述功能层上均布有沿厚度方向贯穿所述功能层的通气孔；通气孔的孔径不大于0.1mm，每平方米范围内所述通气孔的数量不小于200万个。
3.根据权利要求1所述的一种基于负离子抗菌功能的内衣，其特征在于，所述聚酯纤维中，包括5.2％的抗菌剂、3.7％的负离子发射剂，余量为聚酯。
4.根据权利要求1所述的一种基于负离子抗菌功能的内衣，其特征在于，抗菌剂中，所述纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒的制备过程为：
取10ml蒸馏水倒入烧杯中，将0.15g的乙酸铜溶解在蒸馏水中，不断搅拌，再加入乙酸锌，然后加入90ml的乙醇，继续搅拌2h，然后超声15min，超声频率为1500W；再加入质量浓度为28％的氨水调节反应体系的pH值为7.9，然后继续超声1h，超声频率为800W，反应后，高速离心收集沉淀，其中高速转速为15000r/min，将沉淀用蒸馏水和乙醇分别清洗3次，然后再80℃真空干燥3h，得到Zn-CuO颗粒；
然后，将二丁酸二辛酯磺酸钠溶于异辛烷油相中，配得物质的量浓度为0.1mol/L的二丁酸二辛酯磺酸钠溶液，将其分出两份A、B，每份体积均为5ml；
称取10g上述Zn-CuO颗粒，将其与AgNO3分散于水溶液中，常温下磁力搅拌5h，得到Zn-CuO颗粒与AgNO3的水溶液C；
将1ml的水溶液C加入到A中，得到微乳液E；在B中加入1ml抗坏血酸溶液，得到微乳液F；将微乳液E、微乳液F分别搅拌30min，然后将微乳液F缓慢滴加到微乳液E中，滴加完毕后，继续搅拌1h至反应完全，最后将混合溶液用乙醇洗涤，然后离心分离、真空干燥得到纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种基于负离子抗菌功能的内衣，其特征在于，所述ZnO/ZnCo2O4中空球的制备过程为：
首先，按照乙醇和乙二醇的体积比为1:4，配置乙醇和乙二醇的混合溶剂40ml，将2mmol的六水合硝酸锌和2mmol的六水合硝酸钴溶解在混合溶剂中，经磁力搅拌5h后得到透明溶液，然后，将该透明溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，将反应釜密封后再恒温烘箱中170℃保持20h，自然冷却，将反应生成的沉淀用去离子水和乙醇离心清洗5次，然后再90℃干燥箱中烘干12h，将干燥的样品置于820℃的马弗炉中煅烧100min，得到ZnO/ZnCo2O4中空球。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181113 |