CN109898175B - 一种环保衬布及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及衬布技术领域,具体涉及一种环保衬布及其制作方法,所述环保衬布的基布以抗菌改性纤维为原料编织而成,所述抗菌改性纤维包括如下重量份数的原料:PET树脂80‑100份、载银多孔碳球15‑20份、木粉5‑8份、聚乙二醇6‑12份、增韧剂4‑6份、抗氧剂3‑7份、相容剂3‑6份,其具有杀菌性能,吸湿性好、利于排汗,安全环保,适合长期佩戴,且具有高硬挺度、高回弹性,水洗不易变形。
Description
技术领域
本发明涉及衬布技术领域,具体涉及一种环保衬布及其制作方法。
背景技术
服装衬布是服装辅料的一大种类,它在服装上起骨架作用。就如建造房屋需用钢筋水泥做骨架;制作服装则需用衬布做骨架。通过衬布的造型、补强、保形作用,服装才能形成形形色色的优美款式。在生产帽子时,为使帽子具有一定的回弹性,不易发生变形,通常会在帽子布料内添加衬布,但是衬布的添加容易影响帽子的透气性,帽子内部的汗液不易被吸收挥发掉,且衬布长期沾染汗液时容易滋生细菌,影响佩戴者的健康,不利于使用者长期佩戴。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的第一目的在于提供一种环保衬布,其具有杀菌性能,吸湿性好、利于排汗,安全环保,适合长期佩戴。
本发明的第二目的在于提供一种环保衬布的制作方法,操作简单,制得的衬布具有优异的回弹力和硬挺性、耐水洗性佳,衬布不易发生变形。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现:一种环保衬布,所述环保衬布的基布以抗菌改性纤维为原料编织而成,所述抗菌改性纤维包括如下重量份数的原料:
本发明通过采用上述原料制备用于编织衬布的抗菌纤维,使制得的衬布具有杀菌性能,吸湿性好、利于排汗,安全环保,适合长期佩戴,且硬挺性好、弹性高,水洗不易发生变形。
本发明以PET树脂作为纤维基料,使制得的纤维具有良好的抗皱性、保形性、较高的强度、弹性恢复能力、硬挺性好,水洗不易发生变形,适合作为帽子内衬材料。银对多种致命的病菌都具有强烈的杀灭效果,可以有效地抑制并杀灭微生物,本发明利用多孔碳球的多孔结构,对银颗粒进行固定,然后将其添加于PET树脂基体中,银颗粒由于被镶嵌于多孔碳球的孔隙上不易发生迁移流失现象,使制得的改性纤维具有长效抑菌杀菌效果,且将银颗粒固定于多孔碳球表面有利于银颗粒在PET树脂基体中分散均匀,提高改性纤维的杀菌性能。另一方面,多孔碳球由于其具有多孔结构,将其与PET树脂进行混合,使制得的树脂基体内部也具有多孔结构,多孔结构有利于提高树脂基体对水分的吸收,进而提高制得的改性纤维的吸湿性能和排汗性能。而多孔碳球对汗液的吸附作用使得多孔碳球周围更容易滋生细菌,将银颗粒与多孔碳球结合为一体更有利于提高改性纤维的杀菌性能。其中,本发明在PET树脂基体中添加结构疏松、空隙较多的木粉以及具有亲水性的聚乙二醇,更有利于提高PET树脂基体的吸湿性能,同时,少量木粉的添加还有利于提高纤维的强度,有利于提高制得的衬布的硬挺性。增韧剂的添加降低纤维丝的脆性,使纤维丝在多次往复挤压弯曲过程中不发生断裂。抗氧剂的添加可以延缓纤维丝的老化速度,提高其使用寿命。相容剂的添加有利于提高各物质原料在PET树脂基体中分散均匀,有利于提高制得的改性纤维的杀菌性能、吸湿性能、提高制得的衬布的回弹力和硬挺性,使衬布更利于排汗,且不易水洗变形,适合长期佩戴。
其中,所述载银多孔碳球的制备方法包括如下步骤:
(1)制备多孔碳球:取50-60重量份数的质量百分比浓度为40-50%的淀粉水溶液,升温至150-200℃并加热10-12h后,冷却至室温,得到悬浮液;对悬浮液进行离心、分离后对产物进行清洗、干燥、退火处理,制得多孔碳球;
(2)对多孔碳球进行预处理:将步骤(1)制得的多孔碳球在100-120重量份数的质量分数为0.5%-1%的氯化亚锡水溶液中进行超声分散,然后用去离子水进行洗涤至中性并进行干燥处理,制得预处理后的多孔碳球;
(3)制备银载多孔碳球:将步骤(2)预处理后的多孔碳球在80-120重量份数的无水乙醇中超声分散后进行水浴加热,然后加入8-10重量份数的质量分数为3%-5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液后搅拌均匀,接着加入2-6重量份数的质量浓度为0.5%-1%的硝酸银溶液并搅拌均匀,反应完成后将产物进行离心,并超声清洗,干燥后得载银多孔碳球。
本发明通过采用上述方法制备银载多孔碳球,通过严格控制各原料组分的重量配比和温度范围,使制得的多孔碳球的孔径在3.0-8nm之间,制得的多孔碳球具有良好的吸湿效果,且银颗粒与多孔碳球结合稳固,银颗粒不易脱离多孔碳球。当硝酸银的添加量过多时,银颗粒会将多孔碳球表面的孔隙全部堵上,降低制得的改性纤维的吸湿效果,当硝酸银的添加量过少时,附着于多孔碳球上的银颗粒过少,影响改性纤维的杀菌效果,只有严格控制各物质的重量配比和温度及分散速度,才能使本发明的改性纤维的吸湿率达到110%,杀菌率达到100%。
具体的,步骤(1)中采用去离子水对产物进行清洗,干燥温度为50-60℃,干燥5-6h。
其中,步骤(1)中,退火处理的温度为800-1000℃,处理时长为15-20min。
本发明通过采用上述退火温度,控制多孔碳球的孔径大小,提高改性纤维的吸湿效果,进而提高制得的衬布的吸湿排汗效果。
优选的,步骤(2)中的干燥温度为60-80℃,干燥时长为1-2h。步骤(3)中使用丙酮进行清洗。
其中,所述木粉的粒径为50-80nm。采用上述粒径的木粉能与其他原料均匀分散,相容性好,且采用上述粒径的木粉相比采用粒径更大的木粉而言,相同重量的情况下,上述粒径的木粉颗粒数量更多,更有利于与载银多孔碳球形成导湿网络,提高改性纤维的吸湿性能和强度,使制得的衬布排汗性能更好,硬挺性更高。
其中,所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的至少一种。通过采用上述种类的增韧剂更有利于提高纤维的抗冲击强度,降低纤维丝的脆性,使纤维丝在多次往复挤压弯曲过程中不发生断裂。
其中,所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌、N-苯基-α-萘胺、亚磷酸酯抗氧剂中的至少一种。上述种类的抗氧剂性能稳定,耐酸碱,更有利于提高改性纤维的稳定性,使制得的改性纤维不易发生变性老化,有利于延长制得的衬布的使用寿命。
其中,所述相容剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯和苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的相容剂,能与其他原料相配合作用、协同反应,有效降低PET树脂与其他原料反应时分子间的界面张力,进而提高界面粘接力,使分散相和连续相均匀,形成稳定的结构,促进各原料的相互配合反应,提高改性纤维的拉伸强度、抗冲击强度、杀菌性能、吸湿性能、弹性恢复能力和硬挺性,改善PET树脂基体的加工流变性,使制得的衬布水洗不易发生变形,具有良好的排汗吸湿性,长期佩戴也不易滋生细菌。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现:上述环保衬布的制作方法,包括如下制备步骤:
A、按各原料的重量份数,将PET树脂、载银多孔碳球、木粉、聚乙二醇、增韧剂、抗氧剂、相容剂混合搅拌均匀,然后将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒,制得PET抗菌母粒;
B、将步骤A制得的PET抗菌母粒在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维;
C、将步骤B制得的初生纤维采用平行牵伸机进行定型,制得抗菌改性纤维;
D、将步骤C制得的抗菌改性纤维经过织布编织成基布,再对基布进行整理、定型、涂层、烘干制得环保衬布。
本发明按各原料的重量比对其进行混合熔融挤出使各原料混合分散均匀,然后再将制得的PET抗菌母粒进行纺丝并定型,使制得的抗菌改性纤维具有良好的抗菌性能和吸湿性,通过对编织而成的基布进行整理、定型、涂层、烘干等操作进一步提高衬布的硬挺性、弹性恢复能力,制得的衬布耐水洗性佳,不易发生变形且具有良好的杀菌排汗功效,适合将其作为帽子或衣服内部的衬布。
其中,步骤A中,所述搅拌速度为600-800r/min,所述挤出设备的的一区温度为180-200℃,二区温度为200-230℃,三区温度为230-245℃,四区温度为230-245℃,五区温度为230-245℃。
本发明通过采用上述搅拌速度和温度使各原料组分混合均匀,木粉和载银多孔碳球之间形成稳定的导湿网络结构,制得的PET抗菌母粒杀菌性能好、吸湿率高、吸湿速度快,且采用该母粒制得的纤维具有良好的抗皱性、保形性、较高的强度、弹性恢复能力、硬挺性好。当搅拌速度过大时,搅拌过程中产生过大的剪切力容易使银颗粒与多孔碳球发生脱离,造成银颗粒的流失,影响制得的衬布的杀菌效果和吸湿效果。
其中,步骤B中,所述纺丝机的纺丝温度为250-270℃,纺丝速度为1000-1200m/min。通过控制上述纺丝温度,有利于提高制得抗菌改性纤维的强度和弹性恢复能力,进而提高衬布的硬挺性和弹性,使制得的衬布不易发生变形。
本发明的有益效果在于:本发明的环保衬布具有杀菌优异的性能,对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和大肠杆菌有良好的杀菌作用,吸湿率可达110%,利于排汗,安全环保,适合长期佩戴,且硬挺性好、回弹性高,水洗不易发生变形;
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种环保衬布,所述环保衬布的基布以抗菌改性纤维为原料编织而成,所述抗菌改性纤维包括如下重量份数的原料:
所述载银多孔碳球的制备方法包括如下步骤:
(1)制备多孔碳球:取55重量份数的质量百分比浓度为45%的淀粉水溶液,升温至175℃并加热11h后,冷却至室温,得到悬浮液;对悬浮液进行离心、分离后,采用去离子水对产物清洗3次,在55℃的条件下干燥5.5h、最后在温度为900℃的条件下退火处理17.5min,制得多孔碳球;
(2)对多孔碳球进行预处理:将步骤(1)制得的多孔碳球在110重量份数的质量分数为0.75%的氯化亚锡水溶液中进行超声分散,然后用去离子水进行洗涤至中性并在70℃的条件下干燥1.5h,制得预处理后的多孔碳球;
(3)制备银载多孔碳球:将步骤(2)预处理后的多孔碳球在100重量份数的无水乙醇中超声分散后进行水浴加热至55℃,恒温0.5h,然后加入9重量份数的质量分数为4%的聚乙烯吡咯烷酮溶液后搅拌均匀,接着加入4重量份数的质量浓度为0.75%的硝酸银溶液并搅拌均匀,反应完成后将产物进行离心,并用丙酮进行超声清洗,65℃干燥后得载银多孔碳球。
所述木粉的粒径为65nm。所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌,所述相容剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
上述的环保衬布的制作方法,包括如下制备步骤:
A、按上述各原料的重量份数,将PET树脂、载银多孔碳球、木粉、聚乙二醇、增韧剂、抗氧剂、相容剂混合搅拌均匀,然后将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒,制得PET抗菌母粒;
B、将步骤A制得的PET抗菌母粒在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维;所述纺丝机的纺丝温度为260℃,纺丝速度为1100m/min;
C、将步骤B制得的初生纤维采用平行牵伸机进行定型,制得抗菌改性纤维;
D、将步骤C制得的抗菌改性纤维经过织布编织成基布,再对基布进行整理、定型、涂层、烘干制得环保衬布。
其中,步骤A中,所述搅拌速度为700r/min,所述挤出设备的的一区温度为190℃,二区温度为215℃,三区温度为238℃,四区温度为238℃,五区温度为238℃。
实施例2
一种环保衬布,所述环保衬布的基布以抗菌改性纤维为原料编织而成,所述抗菌改性纤维包括如下重量份数的原料:
所述载银多孔碳球的制备方法包括如下步骤:
(1)制备多孔碳球:取50重量份数的质量百分比浓度为40%的淀粉水溶液,升温至150℃并加热10h后,冷却至室温,得到悬浮液;对悬浮液进行离心、分离后,采用去离子水对产物清洗3次,在50℃的条件下干燥5h、最后在温度为800℃的条件下退火处理15min,制得多孔碳球;
(2)对多孔碳球进行预处理:将步骤(1)制得的多孔碳球在100重量份数的质量分数为0.5%的氯化亚锡水溶液中进行超声分散,然后用去离子水进行洗涤至中性并在60℃的条件下干燥1h,制得预处理后的多孔碳球;
(3)制备银载多孔碳球:将步骤(2)预处理后的多孔碳球在80重量份数的无水乙醇中超声分散后进行水浴加热至50℃,恒温0.5h,然后加入8重量份数的质量分数为3%的聚乙烯吡咯烷酮溶液后搅拌均匀,接着加入2重量份数的质量浓度为0.5%的硝酸银溶液并搅拌均匀,反应完成后将产物进行离心,并用丙酮进行超声清洗,65℃干燥后得载银多孔碳球。
所述木粉的粒径为50nm。所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。所述抗氧剂为N-苯基-α-萘胺。所述相容剂为间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯。
上述的环保衬布的制作方法,包括如下制备步骤:
A、按上述各原料的重量份数,将PET树脂、载银多孔碳球、木粉、聚乙二醇、增韧剂、抗氧剂、相容剂混合搅拌均匀,然后将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒,制得PET抗菌母粒;
B、将步骤A制得的PET抗菌母粒在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维;所述纺丝机的纺丝温度为250℃,纺丝速度为1000m/min;
C、将步骤B制得的初生纤维采用平行牵伸机进行定型,制得抗菌改性纤维;
D、将步骤C制得的抗菌改性纤维经过织布编织成基布,再对基布进行整理、定型、涂层、烘干制得环保衬布。
其中,步骤A中,所述搅拌速度为600r/min,所述挤出设备的的一区温度为180℃,二区温度为200℃,三区温度为230℃,四区温度为230℃,五区温度为230℃。
实施例3
一种环保衬布,所述环保衬布的基布以抗菌改性纤维为原料编织而成,所述抗菌改性纤维包括如下重量份数的原料:
所述载银多孔碳球的制备方法包括如下步骤:
(1)制备多孔碳球:取60重量份数的质量百分比浓度为50%的淀粉水溶液,升温至200℃并加热12h后,冷却至室温,得到悬浮液;对悬浮液进行离心、分离后,采用去离子水对产物清洗3次,在60℃的条件下干燥6h、最后在温度为1000℃的条件下退火处理20min,制得多孔碳球;
(2)对多孔碳球进行预处理:将步骤(1)制得的多孔碳球在120重量份数的质量分数为1%的氯化亚锡水溶液中进行超声分散,然后用去离子水进行洗涤至中性并在80℃的条件下干燥2h,制得预处理后的多孔碳球;
(3)制备银载多孔碳球:将步骤(2)预处理后的多孔碳球在120重量份数的无水乙醇中超声分散后进行水浴加热至60℃,恒温0.5h,然后加入10重量份数的质量分数为5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液后搅拌均匀,接着加入6重量份数的质量浓度为1%的硝酸银溶液并搅拌均匀,反应完成后将产物进行离心,并用丙酮进行超声清洗,65℃干燥后得载银多孔碳球。
所述木粉的粒径为80nm。所述增韧剂为氯化聚乙烯。所述抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂。所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
上述的环保衬布的制作方法,包括如下制备步骤:
A、按各原料的重量份数,将PET树脂、载银多孔碳球、木粉、聚乙二醇、增韧剂、抗氧剂、相容剂混合搅拌均匀,然后将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒,制得PET抗菌母粒;
B、将步骤A制得的PET抗菌母粒在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维;所述纺丝机的纺丝温度为250-270℃,纺丝速度为1000-1200m/min;
C、将步骤B制得的初生纤维采用平行牵伸机进行定型,制得抗菌改性纤维;
D、将步骤C制得的抗菌改性纤维经过织布编织成基布,再对基布进行整理、定型、涂层、烘干制得环保衬布。
步骤A中,所述搅拌速度为600-800r/min,所述挤出设备的的一区温度为180-200℃,二区温度为200-230℃,三区温度为230-245℃,四区温度为230-245℃,五区温度为230-245℃。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于,对比例1添加的质量浓度为0.75%硝酸银溶液的量为10重量份数。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于,对比例2制备多孔碳球时退火处理时的温度为600℃,退火时长为17.5min。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于,对比例3不添加木粉。
性能测试
将实施例1-3和对比例1-3制得的环保衬布进行抗菌性能测试、吸湿性能测试、硬挺度测试、弹性测试,测试结果如下。
表1硬挺度测试
表2弹性测试
经线(度) | 纬线(度) | 急弹速度(度) | 缓弹速度(度) | |
实施例1 | 20 | 18 | 160 | 180 |
实施例2 | 18 | 15 | 152 | 174 |
实施例3 | 18 | 15 | 150 | 171 |
对比例1 | 17 | 13 | 146 | 168 |
对比例2 | 18 | 15 | 151 | 169 |
对比例3 | 13 | 10 | 150 | 169 |
表3抗菌性能
表4吸湿性能测试
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
吸水率 | 110% | 105% | 103% | 56% | 60% | 50% |
注:吸水率为本发明的环保衬布在水中浸泡2h后增加的重量占浸泡前环保衬布重量百分比。
通过上表的试验结果可知,本发明制得的环保衬布的硬挺度良好,回弹性佳,衬布不易发生变形,具有优异的杀菌性能和吸湿性能,有利于提高排汗效果,不易滋生细菌,适合作为帽子或服装内部的衬布。通过对比例3可知,适量木粉的添加不仅可以提高衬布的硬挺度和回弹性能,还可提高衬布的吸湿性能,有利于提高排汗效果。通过对比例1可知,添加的银颗粒含量过多时,银颗粒容易将多孔碳球的孔结构全部堵住,影响多孔碳球对水分的吸收,使衬布的吸湿效果下降。通过对比例2可知,退火处理的温度会影响多孔碳球的孔径大小,进而影响衬布的吸湿效果。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种环保衬布,其特征在于:所述环保衬布的基布以抗菌改性纤维为原料编织而成,所述抗菌改性纤维包括如下重量份数的原料:
所述载银多孔碳球的制备方法包括如下步骤:
(1)制备多孔碳球:取50-60重量份数的质量百分比浓度为40-50%的淀粉水溶液,升温至150-200℃并加热10-12h后,冷却至室温,得到悬浮液;对悬浮液进行离心、分离后对产物进行清洗、干燥、退火处理,制得多孔碳球;
(2)对多孔碳球进行预处理:将步骤(1)制得的多孔碳球在100-120重量份数的质量分数为0.5%-1%的氯化亚锡水溶液中进行超声分散,然后用去离子水进行洗涤至中性并进行干燥处理,制得预处理后的多孔碳球;
(3)制备载银 多孔碳球:将步骤(2)预处理后的多孔碳球在80-120重量份数的无水乙醇中超声分散后进行水浴加热,然后加入8-10重量份数的质量分数为3%-5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液后搅拌均匀,接着加入2-6重量份数的质量浓度为0.5%-1%的硝酸银溶液并搅拌均匀,反应完成后将产物进行离心,并超声清洗,干燥后得载银多孔碳球;
所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种环保衬布,其特征在于:步骤(1)中,退火处理的温度为800-1000℃,处理时长为15-20min。
3.根据权利要求1所述的一种环保衬布,其特征在于:所述木粉的粒径为50-80nm。
4.根据权利要求1所述的一种环保衬布,其特征在于:所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌、N-苯基-α-萘胺、亚磷酸酯抗氧剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种环保衬布,其特征在于:所述相容剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯和苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的环保衬布的制作方法,其特征在于:包括如下制备步骤:
A、按各原料的重量份数,将PET树脂、载银多孔碳球、木粉、聚乙二醇、增韧剂、抗氧剂、相容剂混合搅拌均匀,然后将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒,制得PET抗菌母粒;
B、将步骤A制得的PET抗菌母粒在纺丝机上高速纺丝制成初生纤维;
C、将步骤B制得的初生纤维采用平行牵伸机进行定型,制得抗菌改性纤维;
D、将步骤C制得的抗菌改性纤维经过织布编织成基布,再对基布进行整理、定型、涂层、烘干制得环保衬布。
7.根据权利要求6所述的一种环保衬布的制作方法,其特征在于:步骤A中,所述搅拌速度为600-800r/min,所述挤出设备的的一区温度为180-200℃,二区温度为200-230℃,三区温度为230-245℃,四区温度为230-245℃,五区温度为230-245℃。
8.根据权利要求6所述的一种环保衬布的制作方法,其特征在于:步骤B中,所述纺丝机的纺丝温度为250-270℃,纺丝速度为1000-1200m/min。
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- 2019-02-28 CN CN201910152591.7A patent/CN109898175B/zh active Active
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