CN109468690A - 一种抗菌芦荟纤维面料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗菌芦荟纤维面料及其制备方法，涉及纺织面料技术领域。本发明采用多羟基化合物对纳米银进行改性处理，使纳米银表面被羟基所包围，从而自身不易发生聚集；同时可以提高纳米银在纤维中的溶解、分散性，使其具有较好的抗菌效果；本发明所制备的活性助剂具备粘结性能和较多的活性基团，可以使纳米银与纤维上的不饱和基团通过氢键相联，提高纤维的抗菌持久性；本发明面料使用了芦荟纤维、红豆衫纤维，不仅具有良好的吸湿透气性，而且具有抗病的作用；纳米碳酸钙和钛白粉的添加，能够增强纤维的强度。

Description

一种抗菌芦荟纤维面料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及纺织面料技术领域，具体涉及一种抗菌芦荟纤维面料及其制备方法。

背景技术：

目前衣着类面料很多采用高分子材料制成，对皮肤有刺激性，不利于人体健康，天然的材料不仅价格高而且穿着性能有时候不尽人意。

植物纤维是从天然植物中提取的，具有吸湿、透气、环保、无刺激的特点，可以用来制作衣服、家庭装饰等，但是植物纤维存在强度不够高、易破损、弹性不够好、易起皱等缺点，需要进行性能改进。

纤维能附着很多微生物，如果温湿度适宜，这些微生物就会迅速繁殖，对人体产生种种危害。随着人类健康意识的逐步提高，纺织品的抗菌性也越来越受到人们的关注。具有抗菌作用的纤维及纺织品也成为越来越被人们关注的焦点。抗菌纤维属于功能纤维，功能纤维现在常见的生产方法是物理改性方法，即在纤维成型的不同阶段共混加入抗菌功能物质，例如可以在纺丝原料聚合时加入；也可以在纺丝挤出时共混加入；对于湿法纺丝还可以将功能材料加入到纺丝原液中。物理改性因其操作方便，技术难度低，适用性广，目前已经成为功能纤维制造的最主要方法。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种强度高、吸湿透气、抗菌剂分散均匀、抗菌效果持久的芦荟纤维面料及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种抗菌芦荟纤维面料，由以下原料组成：芦荟纤维70-80kg、红豆杉纤维8-12kg、榨蚕丝5-7kg、钛白粉3-5kg、聚乙二醇400 3-5kg、纳米碳酸钙1-2kg、活性助剂0.01-0.02kg、茶多酚0.3-0.5kg、纳米银抗菌剂0.01-0.02kg。

所述活性助剂的制备方法为：将羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50-60℃搅拌10-30min，然后加入水杨酸和钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌0.5-3h，然后加入环氧大豆油和石蜡油，继续搅拌10-30min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性助剂。

所述羟甲基纤维素、水杨酸、钛酸四乙酯、环氧大豆油、石蜡油的质量比为10-20：10-20：0.1-0.2：1-3：1-2。

所述改性纳米银抗菌剂的制备方法为：将纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和多羟基化合物混合放置于球磨机中球磨处理0.5-2h，然后加入天然植物油脂和无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的pH为5-6，继续球磨0.5-2h，过滤，即得到改性纳米银。

所述纳米银、多羟基化合物、天然植物油脂、无水乙醇的质量比为10-20：10-20：1-5：15-30。

所述的多羟基化合物选自丙三醇、三羟甲基己烷、三羟甲基丙烷中的一种。

所述天然植物油脂选自蓖麻油、菜子油、米糠油中的一种，天然植物油脂具有较高的反应活性，分子内也具有很多活泼的官能团，能够促进多羟基化合物跟纳米银的结合。

纳米银就是将粒径做到纳米级的金属银单质，粒径大多在25纳米左右。纳米银作为抗菌剂使用时最大的问题就是易团聚且容易从纤维中脱落，不能在基体中均匀分散，直接导致增加了纺丝困难并造成抗菌性能下降或丧失。通过多羟基化合物对纳米银抗菌剂的改性处理，可使纳米银抗菌剂在PET基体中分散均匀，提高了可纺性和纤维抗菌性能。

抗菌芦荟纤维面料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将芦荟纤维、红豆杉纤维、榨蚕丝、碎成400-500目纤维颗粒；

(2)将步骤1中纤维颗粒与聚乙二醇400、纳米银抗菌剂、活性助剂，混合搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制成纺丝熔体；

(3)加入钛白粉、纳米碳酸钙、茶多酚，搅拌均匀，得改性的纺丝熔体；

(4)将改性的纺丝熔体进行熔融纺丝，得到纺丝纤维；

(5)将纺丝纤维经水洗、漂白、上油、干燥、纺织成面料。

本发明的有益效果是：

(1)本发明采用多羟基化合物对纳米银进行改性处理，使得纳米银表面被羟基所包围，从而自身不易发生聚集；同时因为羟基的存在可以，可以提高纳米银在纤维中的溶解、分散性，使其具有较好的抗菌效果；

(2)本发明所制备的活性助剂具备粘结性能和较多的活性基团，通过纳米银表面的羟基，使得纳米银与纤维上的不饱和基团通过氢键相联，提高纳米银在纤维上的附着性，进而提高纤维的抗菌持久性；

(3)本发明面料使用了芦荟纤维、红豆衫纤维，不仅具有良好的吸湿透气性，而且具有抗病的作用；纳米碳酸钙和钛白粉的添加，能够有效的增强纤维的强度。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

抗菌芦荟纤维面料的制备：

(1)将75kg芦荟纤维、10kg红豆杉纤维、5kg榨蚕丝、碎成400目纤维颗粒；

(2)将步骤1中纤维颗粒与3kg聚乙二醇400、0.01kg纳米银抗菌剂、0.02kg活性助剂，混合搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制成纺丝熔体；

(3)加入3kg钛白粉、1kg纳米碳酸钙、0.3kg茶多酚，搅拌均匀，得到改性的纺丝熔体；

(4)将改性的纺丝熔体进行熔融纺丝，得到纺丝纤维；

(5)将纺丝纤维经水洗、漂白、上油、干燥、纺织成面料。

活性助剂的制备：将15g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入15g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，然后加入2g环氧大豆油和1g石蜡油，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性助剂。

纳米银抗菌剂的改性制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入4g蓖麻油和20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的pH为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。

实施例2

抗菌芦荟纤维面料的制备：

(1)将80kg芦荟纤维、10kg红豆杉纤维、6kg榨蚕丝、碎成400目纤维颗粒；

(2)将步骤1中纤维颗粒与3kg聚乙二醇400、0.02kg纳米银抗菌剂、0.02kg活性助剂，混合搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制成纺丝熔体；

(3)加入3kg钛白粉、2kg纳米碳酸钙、0.4kg茶多酚，搅拌均匀，得到改性的纺丝熔体；

(4)将改性的纺丝熔体进行熔融纺丝，得到纺丝纤维；

(5)将纺丝纤维经水洗、漂白、上油、干燥、纺织成面料。

活性助剂的制备：将15g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入15g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，然后加入2g环氧大豆油和1g石蜡油，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性助剂。

纳米银抗菌剂的改性制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入4g蓖麻油和20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的pH为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。

对照例1

抗菌芦荟纤维面料的制备：

(1)将75kg芦荟纤维、10kg红豆杉纤维、5kg榨蚕丝、碎成400目纤维颗粒；

(2)将步骤1中纤维颗粒与3kg聚乙二醇400、0.01kg纳米银抗菌剂、0.02kg活性助剂，混合搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制成纺丝熔体；

(3)加入3kg钛白粉、1kg纳米碳酸钙、0.3kg茶多酚，搅拌均匀，得到改性的纺丝熔体；

(4)将改性的纺丝熔体进行熔融纺丝，得到纺丝纤维；

(5)将纺丝纤维经水洗、漂白、上油、干燥、纺织成面料。

活性助剂的制备：将15g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入15g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性助剂。

纳米银抗菌剂的改性制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入4g蓖麻油和20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的pH为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。

对照例2

抗菌芦荟纤维面料的制备：

(1)将75kg芦荟纤维、10kg红豆杉纤维、5kg榨蚕丝、碎成400目纤维颗粒；

(2)将步骤1中纤维颗粒与3kg聚乙二醇400、0.01kg纳米银抗菌剂，混合搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制成纺丝熔体；

(3)加入3kg钛白粉、1kg纳米碳酸钙、0.3kg茶多酚，搅拌均匀，得到改性的纺丝熔体；

(4)将改性的纺丝熔体进行熔融纺丝，得到纺丝纤维；

(5)将纺丝纤维经水洗、漂白、上油、干燥、纺织成面料。

纳米银抗菌剂的改性制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入4g蓖麻油和20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的pH为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。

对照例3

抗菌芦荟纤维面料的制备：

(1)将75kg芦荟纤维、10kg红豆杉纤维、5kg榨蚕丝、碎成400目纤维颗粒；

(2)将步骤1中纤维颗粒与3kg聚乙二醇400、0.01kg纳米银抗菌剂、0.02kg活性助剂，混合搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制成纺丝熔体；

(3)加入3kg钛白粉、1kg纳米碳酸钙、0.3kg茶多酚，搅拌均匀，得到改性的纺丝熔体；

(4)将改性的纺丝熔体进行熔融纺丝，得到纺丝纤维；

(5)将纺丝纤维经水洗、漂白、上油、干燥、纺织成面料。

活性助剂的制备：将15g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入15g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，然后加入2g环氧大豆油和1g石蜡油，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性助剂。

纳米银抗菌剂的改性制备：将15g纳米银在超声波作用下于去离子水中洗涤，经过滤、烘干后去除其表面杂质；将预处理后的纳米银和15g丙三醇混合放置于球磨机中球磨处理2h，然后加入20g无水乙醇，接着用醋酸调节溶液的pH为5-6，继续球磨1h，过滤，即得到改性纳米银抗菌剂。

对照例4

抗菌芦荟纤维面料的制备：

(1)将75kg芦荟纤维、10kg红豆杉纤维、5kg榨蚕丝、碎成400目纤维颗粒；

(2)将步骤1中纤维颗粒与3kg聚乙二醇400、0.01kg纳米银抗菌剂、0.02kg活性助剂，混合搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制成纺丝熔体；

(3)加入3kg钛白粉、1kg纳米碳酸钙、0.3kg茶多酚，搅拌均匀，得到改性的纺丝熔体；

(4)将改性的纺丝熔体进行熔融纺丝，得到纺丝纤维；

(5)将纺丝纤维经水洗、漂白、上油、干燥、纺织成面料。

活性助剂的制备：将15g羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50℃搅拌20min，然后加入15g水杨酸和0.1g钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌2h，然后加入2g环氧大豆油和1g石蜡油，继续搅拌20min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性助剂。

实施例3

以实施例1为基础，设置不添加环氧大豆油和石蜡油的对照例1、不添加活性助剂的对照例2、不添加蓖麻油的对照例3、不对纳米银抗菌剂进行改性处理的对照例4。

利用实施例1-2、对照例1-4进行芦荟纤维面料的制备，并对面料的抗菌性能进行检测，结果如表1所示。

表1芦荟纤维面料的抗菌检测

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种抗菌芦荟纤维面料，其特征在于，由以下原料组成：芦荟纤维70-80kg、红豆杉纤维8-12kg、榨蚕丝5-7kg、钛白粉3-5kg、聚乙二醇400 3-5kg、纳米碳酸钙1-2kg、活性助剂0.01-0.02kg、茶多酚0.3-0.5kg、纳米银抗菌剂0.01-0.02kg。

2.根据权利要求1所述的抗菌芦荟纤维面料，其特征在于，所述活性助剂的制备方法为：将羟甲基纤维素加入到去离子水中，升温至50-60℃搅拌10-30min，然后加入水杨酸和钛酸四乙酯，加热至回流状态，保温搅拌0.5-3h，然后加入环氧大豆油和石蜡油，继续搅拌10-30min，趁热过滤，所得沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入真空烘干箱中，干燥至恒重，即得到活性助剂。

3.根据权利要求2所述的抗菌芦荟纤维面料，其特征在于：所述羟甲基纤维素、水杨酸、钛酸四乙酯、环氧大豆油、石蜡油的质量比为10-20：10-20：0.1-0.2：1-3：1-2。

4.一种如权利要求1-3所述抗菌芦荟纤维面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将芦荟纤维、红豆杉纤维、榨蚕丝、碎成400-500目纤维颗粒；

(2)将步骤1中纤维颗粒与聚乙二醇400、纳米银抗菌剂、活性助剂，混合搅拌均匀后喂入双螺杆挤出机，制成纺丝熔体；

(3)加入钛白粉、纳米碳酸钙、茶多酚，搅拌均匀，得改性的纺丝熔体；

(4)将改性的纺丝熔体进行熔融纺丝，得到纺丝纤维；

(5)将纺丝纤维经水洗、漂白、上油、干燥、纺织成面料。