CN110424087B - 一种抗菌纤维面料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌纤维面料，本发明采用天然抗菌物质与适量助剂制备抗菌纤维溶液，经湿法纺丝、凝固水洗、牵伸卷装制备得到抗菌复合纤维丝，进而抗菌复合纤维丝经加捻成纱线后织造得到抗菌纤维面料。通过本发明制备得到的抗菌纤维面料经多次洗涤后仍可发挥抗菌作用，经干态强度和湿态强度测试后显示均具有良好的力学性能。且本发明所述抗菌纤维面料功能性强，具有工业应用价值和发展前景。

Description

一种抗菌纤维面料
技术领域
本发明涉及到纺织材料领域，具体涉及到一种抗菌纤维面料。
背景技术
随着时代进步和服装行业快速发展，人们对于服装的各种需求也不断发生着变化。由于人们环保、健康意识的不断加强，人们对服装的要求不仅仅是对服装的做工、款式上的要求，对于服装面料的品质也提出了更高要求，服装面料不仅要穿着舒适，还应兼具如抗菌等多种功效。
目前常用抗菌纤维面料通常使用有机抗菌整理剂、无机抗菌整理剂和天然抗菌物质处理，以得到抗菌效果。其中，有机抗菌剂虽然效果较好，品种较多，但其存在耐高温稳定性差等问题，经长时间使用或多次水洗后，抗菌性能严重降低；而无机抗菌剂耐热性好，但经长时间使用后抗菌性同样降低，且大部分都存在对人体有一定的重金属毒性的问题。而天然物质虽然具有良好的安全性，但同样存在抗菌持久性差的问题，因此急需解决在使用过程中性能持续时间短的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗菌纤维面料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将抗菌复合纤维丝经除杂、梳理、牵伸、加捻成纱线；
步骤二：将步骤一所得到的纱线经高速整经机卷绕到整经轴上，得到卷装经轴；
步骤三：将步骤二中所得到的卷装经轴在浆纱机上合并后，进行上浆处理并烘干后，得到上浆后的经纱；
步骤四：将步骤三所得上浆后的经纱穿过停经片和综丝，在织机上进行织造，即可得抗菌纤维面料；
所述步骤一中的抗菌复合纤维丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备溶液：
i.内芯纤维溶液：先将2～4重量份抗菌物质A和76～88重量份有机溶剂混合，再加入10～20重量份合成纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得内芯纤维溶液；
ii.外皮纤维溶液：先将50～60wt％的纤维素溶剂浓缩至75～95wt％后，再将2～4重量份抗菌物质B、6～10重量份无机盐、1～3重量份抗氧剂和71～83重量份浓缩后的纤维素溶剂混合，最后加入8～12重量份天然纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得外皮纤维溶液；
(2)湿法纺丝：将步骤(1)得到的内芯纤维溶液和外皮纤维溶液注入带有复合喷丝头的喷丝装置，喷出抗菌复合纤维细流；
(3)凝固水洗：步骤(2)得到的抗菌复合纤维细流进入凝固浴中凝固成初生纤维，再进入水洗池洗去纤维表面的溶剂；
(4)牵伸卷装：步骤(3)得到的纤维通过导丝盘和卷绕装置，得到抗菌复合纤维丝。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中的合成纤维选自二醋酯纤维、三醋酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯腈纤维中的一种或多种组合。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中的天然纤维选自竹纤维、棉纤维、麻纤维中的一种或多种组合。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中的有机溶剂选自丙酮、二氯甲烷、苯酚、甲酚中的一种或多种组合。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中的无机盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钠、氯化铵中的一种或多种组合。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中的纤维素溶剂选自NMMO、碱/尿素体系、氯化锂/N，N-二甲基乙酰胺体系中的一种或多种组合。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(2)中的抗菌复合纤维细流中内芯纤维为圆形横截面、外皮纤维为十字形横截面。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(3)中的凝固浴选自水、二乙醇胺、甲醇、乙醇中的一种或多种组合。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(4)中导丝盘的转速为1.5～2.5米/分钟，卷绕装置的转速为2.5～3.5米/分钟。
本发明还提供了一种抗菌复合纤维丝，其是由如上述抗菌复合纤维丝的制备方法制备得到的。
有益效果：本发明采用天然抗菌物质与适量助剂制备得到的抗菌纤维溶液，经湿法纺丝、凝固水洗、牵伸卷装制备得到抗菌复合纤维丝，进而抗菌复合纤维丝经加捻成纱线后织造得到抗菌纤维面料。通过本发明制备得到的抗菌纤维面料经抗菌测试显示，多次洗涤后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌仍具有良好的抑菌活性；且本发明所述抗菌纤维面料功能性强，具有工业应用价值和发展前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：抗菌复合纤维丝横截面示意图。
附图标记：1-内芯纤维、2-外皮纤维、3-十字形凹处。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。
本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗菌复合纤维丝，其制备方法包括以下步骤：
(1)制备溶液：
i.内芯纤维溶液：先将2～4重量份抗菌物质A和76～88重量份有机溶剂混合，再加入10～20重量份合成纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得内芯纤维溶液；
ii.外皮纤维溶液：先将50～60wt％的纤维素溶剂浓缩至75～95wt％后，再将2～4重量份抗菌物质B、6～10重量份无机盐、1～3重量份抗氧剂和71～83重量份浓缩后的纤维素溶剂混合，最后加入8～12重量份天然纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得外皮纤维溶液；
(2)湿法纺丝：将步骤(1)得到的内芯纤维溶液和外皮纤维溶液注入带有复合喷丝头的喷丝装置，喷出抗菌复合纤维细流；
(3)凝固水洗：步骤(2)得到的抗菌复合纤维细流进入凝固浴中凝固成初生纤维，再进入水洗池洗去纤维表面的溶剂；
(4)牵伸卷装：步骤(3)得到的纤维通过导丝盘和卷绕装置，得到抗菌复合纤维丝。
<制备溶液>
在一种优选的实施方式中，本发明所述制备溶液为：i.内芯纤维溶液：先将2～4重量份抗菌物质A和76～88重量份有机溶剂混合，再加入10～20重量份合成纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得内芯纤维溶液；
ii.外皮纤维溶液：先将50～60wt％的纤维素溶剂浓缩至75～95wt％后，再将2～4重量份抗菌物质B、6～10重量份无机盐、1～3重量份抗氧剂和71～83重量份浓缩后的纤维素溶剂混合，最后加入8～12重量份天然纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得外皮纤维溶液。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述制备溶液的步骤为：i.内芯纤维溶液：先将3重量份抗菌物质A和82重量份有机溶剂混合，再加入16重量份合成纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得内芯纤维溶液；
ii.外皮纤维溶液：先将50～60wt％的纤维素溶剂浓缩至86.7wt％后，再将3重量份抗菌物质B、8重量份无机盐、2重量份抗氧剂和77重量份浓缩后的纤维素溶剂混合，最后加入10重量份天然纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得外皮纤维溶液。
所述内芯纤维溶液为薄荷纤维溶液，所述外皮纤维为艾草纤维溶液。在一种进一步优选的实施方式中，所述抗菌物质A为薄荷脑。在一种进一步优选的实施方式中，所述抗菌物质B为艾草提取物。
所述薄荷脑，购买自深圳盛海生物工程。所述艾草提取物，购买自广州思贤堂生物科技有限公司。
在一种进一步优选的实施方式中，所述合成纤维选自二醋酯纤维、三醋酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯腈纤维中的一种或多种组合。
在一种更进一步优选的实施方式中，所述合成纤维为二醋酯纤维。
二醋酯纤维是一种由二醋酯纤维素的线性大分子构成的醋酯纤维。所述二醋酯纤维，购买自东莞市卡达尔塑胶原料有限公司，型号为HP500N。
在一种进一步优选的实施方式中，所述天然纤维选自竹纤维、棉纤维、麻纤维中的一种或多种组合。
在一种更进一步优选的实施方式中，所述天然纤维为竹纤维。
竹纤维，是从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维。其具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。
所述竹纤维，购买自山东省奥绒服装有限公司。
现有技术中的薄荷纤维大多是以粘胶纤维为主体材料，纺丝过程中加入薄荷提取物处理后的纤维，发明人发现将这样的纤维制成面料，经长时间使用或多次水洗后，抗菌性能严重降低，因此急需解决在使用过程中性能持续时间短的问题。发明人通过实验发现，使用薄荷纤维与艾草纤维制成的抗菌复合纤维可以一定程度上延长面料抗菌的有效时间。其原因在于，抗菌复合纤维为皮芯结构，可将薄荷纤维包裹在内，其中的薄荷成分在面料摩擦、体温影响等因素下能够缓慢释放，且艾草同样为一种对人体有益的药草，其与薄荷协同作用提高了面料的抗菌效果。
然而，发明人在研发过程中不幸地发现，若皮芯使用同种纤维作为主体材料，虽然更易于操作，但所得到的抗菌复合纤维抗菌的有效时间仍不能满足长期穿着的需要。这是由于皮和芯在纺丝过程中极易相容在一起，纤维芯中的薄荷成分随之迁移至纤维表面，无法实现缓释，多次洗涤之后就会完全失效，因此必须使用不同种主体纤维材料分别作为外皮和内芯才能使薄荷成分长效释放。发明人尝试之后发现，二醋酯纤维和竹纤维是更为优选的材料。其原因在于，二醋酯纤维与竹纤维的固有性质具有一定的差距，相容性较差，但在两种纤维的界面处还保留一定的相容状态，保证了皮芯结构的稳定，控制住了薄荷成分的释放。且外皮使用竹纤维，其透气性好，不仅能使人穿着更为舒适，还有助于薄荷成分向外扩散。
在一种进一步优选的实施方式中，所述有机溶剂选自丙酮、二氯甲烷、苯酚、甲酚中的一种或多种组合。
在一种更进一步优选的实施方式中，所述有机溶剂为二氯甲烷(CAS号：75-09-2)。
二醋酯纤维用于纯纺时，常规采用工艺简单的干法纺丝即可，申请人却在研发过程中察觉，若加入薄荷提取物，在与大约100℃的热空气接触的过程会使薄荷脑大量挥发，有效成分损失，制得的薄荷纤维不具备抗菌等效果，因此更适宜将二醋酯纤维制成纺丝溶液采用湿法纺丝进行制备。由于纺织领域内较少使用二醋酯纤维溶液进行湿法纺丝，合适的纤维溶剂是发明人需要解决的又一难题。发明人通过实验发现，二氯甲烷作为二醋酯纤维的溶剂时，纤维可以在较低温度下溶解，保留了更多的薄荷脑成分，还可以避免纺织领域常用溶剂高毒、高污染的问题。此外，薄荷脑在二氯甲烷中同样具有较高的溶解度，提高了薄荷纤维中的有效成分含量。
在一种进一步优选的实施方式中，所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钠、氯化铵中的一种或多种组合。
在一种更进一步优选的实施方式中，所述无机盐为氯化钠。
本发明所述抗菌复合纤维丝的外皮和内芯分别使用不同种纤维，且内芯纤维采用溶液纺丝保证了抗菌成分的含量和有效时间。但纺丝凝固过程中纤维内外的凝固速度难以保持一致，即内芯不易凝固，导致纤维易断，面料易变形、起球等问题。发明人通过大量实验解决了这一难题，首先通过调节两种纺丝溶液中纤维的浓度，进而得到粘度不同的纺丝溶液，即内芯溶液粘度低于外皮溶液，如此外皮纤维的凝固速度变慢，可与内芯凝固速度趋于一致。但一味提高外皮溶液中竹纤维的浓度会导致纺丝变粗，不利于后续纱线加捻、织造面料等工序。发明人意料不到地发现，在艾草纤维溶液中加入一定量的氯化钠可以降低竹纤维浓度，同时提高溶液粘度。通常情况下，氯化钠的加入是用于降低纺丝溶液粘度，这是由于钠离子的加入可以破坏纤维素分子之间的氢键结合，促进了纤维素和溶剂间的相互作用。然而发明人观察到了粘度增大现象，其可能的原因在于，加入较多的氯化钠使体系中出现了大量离子，这些离子占据了较多纤维素分子可以自由移动的位置，反而促进了纤维素分子间再次出现氢键结合，因此纤维素用量较低的情况下粘度并未降低，进而抗菌复合纤维内外层的凝固速度一定程度上有所接近。
在一种进一步优选的实施方式中，所述抗氧化剂为没食子酸丙酯(CAS号：121-79-9)。
没食子酸丙酯，英文简称PG(Propyl gallate)，亦称棓酸丙酯，常作为食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面、果仁罐头、腌腊肉制品等的抗氧化剂。
所述没食子酸丙酯，购买自深圳盛海生物工程。
在一种进一步优选的实施方式中，所述纤维素溶剂选自NMMO、碱/尿素体系、氯化锂/N，N-二甲基乙酰胺体系中的一种或多种组合。
在一种更进一步优选的实施方式中，所述纤维素溶剂为NMMO(CAS号：7529-22-8)。
NMMO，英文名称4-Methylmorpholine N-oxide，又称N-甲基吗啉-N-氧化物，对纤维素有极强的溶解性能，常温下为结晶固体或液体，无毒，弱碱性。
所述NMMO，购买自广州嘉源化工有限公司。
<湿法纺丝>
在一种优选的实施方式中，本发明所述湿法纺丝的步骤为：将上述制备溶液中得到的内芯纤维溶液和外皮纤维溶液注入带有复合喷丝头的喷丝装置，喷出抗菌复合纤维细流。
在一种更优选的实施方式中，所述抗菌复合纤维细流中内芯纤维为圆形横截面、外皮纤维为十字形横截面。
<凝固水洗>
在一种优选的实施方式中，本发明所述凝固水洗的步骤为：将上述湿法纺丝中得到的抗菌复合纤维细流进入凝固浴中凝固成初生纤维，再进入水洗池洗去纤维表面的溶剂；
在一种更优选的实施方式中，所述凝固浴选自水、二乙醇胺、甲醇、乙醇中的一种或多种组合。
在一种进一步优选的实施方式中，所述凝固浴为水和二乙醇胺的混合物。
在一种更进一步优选的实施方式中，所述凝固浴中水和二乙醇胺的重量比为3：1，温度为室温。
二乙醇胺，英文简称DEA(Diethanolamine)，是一种有碱性、能吸收空气中的二氧化碳和硫化氢等气体的化学试剂。
所述二乙醇胺，购买自广州市宜生贸易有限公司。
发明人通过对纺丝溶液的粘度调节拉近了皮芯的凝固速度，但外皮的粘度增加又导致了整体凝固速度减慢。发明人发现，将外皮纤维纺成横截面为十字形的纤维可以有效提高抗菌复合纤维的整体凝固速度。其原因在于，凝固浴可以从十字形凹处(附图1中的标记3)进入复合纤维内部，与内芯纤维产生更多接触，提高了溶剂置换的概率，进而提高了凝固速度。
现有技术中常规适用于外皮竹纤维的凝固浴使用水即可，其与NMMO溶剂配制的纺丝溶液配合度极高。但对于复合纤维，尤其是内外层为不同纤维的复合纤维，一方面水的渗透性差，内层纤维与凝固浴的接触少，溶剂置换更慢；另一方面水与内芯纤维溶剂的配合使用性明显低于其与NMMO的配合度，严重影响了溶剂置换能力。为了进一步提高纺丝效率，发明人通过实验发现，当使用水和二乙醇胺的混合溶液作为凝固浴时，在室温下使用就可明显提高凝固速度。其原因在于，二乙醇胺可以提高凝固浴的渗透作用，增加内芯纤维与凝固浴的接触，还可以对纤维产生一定的溶胀作用，使水分子更易进入纤维内部将纤维溶剂置换出来，提高了纤维的凝固速度。现有技术对于使用NMMO溶剂的纺丝工艺中多使用低温凝固浴，以获得力学性能较高的纤维丝，但低温会大大削弱二乙醇胺的渗透效果，导致无法实现提高凝固速度的目的，发明人意外地发现，即使不对凝固浴进行冷却的情况下，所制得的纤维丝仍具有较好的力学性能，其原因在于，内芯纤维对外皮纤维起到了一定的支撑作用。
<牵伸卷装>
在一种优选的实施方式中，本发明所述牵伸卷装的步骤为：将上述凝固水洗中得到的纤维通过导丝盘和卷绕装置，得到抗菌复合纤维丝。
在一种更优选的实施方式中，所述导丝盘的转速为1.5～2.5米/分钟，卷绕装置的转速为2.5～3.5米/分钟。
在一种进一步优选的实施方式中，所述导丝盘的转速为2米/分钟，卷绕装置的转速为3米/分钟。
为了进一步巩固抗菌复合纤维丝良好的力学性能，在牵伸卷装的步骤中，控制导丝盘和卷绕装置的转速，对复合纤维丝形成一定的牵伸，增加内芯和外皮之间的相互作用，然而若牵伸不当，由于内外纤维性质有所差异，则会发生纤维丝断裂，因此必须严格控制牵伸卷装步骤中的工艺参数。
本发明还提供了一种抗菌纤维面料，其制备方法没有特别的限制，可以为本领域技术人员熟知的任意一种。
在一种优选的实施方式中，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将抗菌复合纤维丝经除杂、梳理、牵伸、加捻成纱线；
步骤二：将步骤一所得到的纱线经高速整经机卷绕到整经轴上，得到卷装经轴；
步骤三：将步骤二中所得到的卷装经轴在浆纱机上合并后，进行上浆处理并烘干后，得到上浆后的经纱；
步骤四：将步骤三所得上浆后的经纱穿过停经片和综丝，在织机上进行织造，即可得抗菌纤维面料。
下面通过实施例对本发明进行具体描述，另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供一种抗菌纤维面料，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将抗菌复合纤维丝经除杂、梳理、牵伸、加捻成纱线；
步骤二：将步骤一所得到的纱线经高速整经机卷绕到整经轴上，得到卷装经轴；
步骤三：将步骤二中所得到的卷装经轴在浆纱机上合并后，进行上浆处理并烘干后，得到上浆后的经纱；
步骤四：将步骤三所得上浆后的经纱穿过停经片和综丝，在织机上进行织造，即可得抗菌纤维面料。
所述步骤一中的抗菌复合纤维丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备溶液：
i.内芯纤维溶液：先将3重量份抗菌物质A和82重量份有机溶剂混合，再加入16重量份合成纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得内芯纤维溶液；
ii.外皮纤维溶液：先将50wt％的纤维素溶剂浓缩至86.7wt％后，再将3重量份抗菌物质B、8重量份无机盐、2重量份抗氧剂和77重量份浓缩后的纤维素溶剂混合，最后加入10重量份天然纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得外皮纤维溶液；
(2)湿法纺丝：将步骤(1)得到的内芯纤维溶液和外皮纤维溶液注入带有复合喷丝头的喷丝装置，喷出抗菌复合纤维细流；
(3)凝固水洗：步骤(2)得到的抗菌复合纤维细流进入凝固浴中凝固成初生纤维，再进入水洗池洗去纤维表面的溶剂；
(4)牵伸卷装：步骤(3)得到的纤维通过导丝盘和卷绕装置，得到抗菌复合纤维丝。
所述步骤(1)中的抗菌物质A为薄荷脑；所述抗菌物质B为艾草提取物。
所述步骤(1)中的合成纤维为二醋酯纤维；
所述步骤(1)中的天然纤维为竹纤维；
所述步骤(1)中的有机溶剂为二氯甲烷；
所述步骤(1)中的无机盐为氯化钠；
所述步骤(1)中的抗氧化剂为没食子酸丙酯；
所述步骤(1)中的纤维素溶剂为NMMO。
所述步骤(2)中的复合纤维细流是以圆形横截面的薄荷纤维为芯、十字形横截面的艾草纤维为皮。
所述步骤(3)中的凝固浴由水和二乙醇胺按质量比为3：1组成的混合物，凝固温度为室温。
所述步骤(4)中的导丝盘的转速为2米/分钟，卷绕装置的转速为3米/分钟。
实施例2
本发明的实施例2提供一种抗菌纤维面料，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将抗菌复合纤维丝经除杂、梳理、牵伸、加捻成纱线；
步骤二：将步骤一所得到的纱线经高速整经机卷绕到整经轴上，得到卷装经轴；
步骤三：将步骤二中所得到的卷装经轴在浆纱机上合并后，进行上浆处理并烘干后，得到上浆后的经纱；
步骤四：将步骤三所得上浆后的经纱穿过停经片和综丝，在织机上进行织造，即可得抗菌纤维面料。
所述步骤一中的抗菌复合纤维丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备溶液：
i.内芯纤维溶液：先将2重量份抗菌物质A和76重量份有机溶剂混合，再加入10重量份合成纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得内芯纤维溶液；
ii.外皮纤维溶液：先将50wt％的纤维素溶剂浓缩至86.7wt％后，再将2重量份抗菌物质B、6重量份无机盐、1重量份抗氧剂和71重量份浓缩后的纤维素溶剂混合，最后加入8重量份天然纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得外皮纤维溶液；
(2)湿法纺丝：将步骤(1)得到的内芯纤维溶液和外皮纤维溶液注入带有复合喷丝头的喷丝装置，喷出抗菌复合纤维细流；
(3)凝固水洗：步骤(2)得到的抗菌复合纤维细流进入凝固浴中凝固成初生纤维，再进入水洗池洗去纤维表面的溶剂；
(4)牵伸卷装：步骤(3)得到的纤维通过导丝盘和卷绕装置，得到抗菌复合纤维丝。
所述步骤(1)中的抗菌物质A为薄荷脑；所述抗菌物质B为艾草提取物。
所述步骤(1)中的合成纤维为二醋酯纤维；
所述步骤(1)中的天然纤维为竹纤维；
所述步骤(1)中的有机溶剂为二氯甲烷；
所述步骤(1)中的无机盐为氯化钠；
所述步骤(1)中的抗氧化剂为没食子酸丙酯；
所述步骤(1)中的纤维素溶剂为NMMO。
所述步骤(2)中的复合纤维细流是以圆形横截面的薄荷纤维为芯、十字形横截面的艾草纤维为皮。
所述步骤(3)中的凝固浴由水和二乙醇胺按质量比为3：1组成的混合物，凝固温度为室温。
所述步骤(4)中的导丝盘的转速为2米/分钟，卷绕装置的转速为3米/分钟。
实施例3
本发明的实施例3提供一种抗菌纤维面料，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将抗菌复合纤维丝经除杂、梳理、牵伸、加捻成纱线；
步骤二：将步骤一所得到的纱线经高速整经机卷绕到整经轴上，得到卷装经轴；
步骤三：将步骤二中所得到的卷装经轴在浆纱机上合并后，进行上浆处理并烘干后，得到上浆后的经纱；
步骤四：将步骤三所得上浆后的经纱穿过停经片和综丝，在织机上进行织造，即可得抗菌纤维面料。
所述步骤一中的抗菌复合纤维丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备溶液：
i.内芯纤维溶液：先将4重量份抗菌物质A和88重量份有机溶剂混合，再加入20重量份合成纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得内芯纤维溶液；
ii.外皮纤维溶液：先将50wt％的纤维素溶剂浓缩至86.7wt％后，再将2重量份抗菌物质B、10重量份无机盐、3重量份抗氧剂和83重量份浓缩后的纤维素溶剂混合，最后加入12重量份天然纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得外皮纤维溶液；
(2)湿法纺丝：将步骤(1)得到的内芯纤维溶液和外皮纤维溶液注入带有复合喷丝头的喷丝装置，喷出抗菌复合纤维细流；
(3)凝固水洗：步骤(2)得到的抗菌复合纤维细流进入凝固浴中凝固成初生纤维，再进入水洗池洗去纤维表面的溶剂；
(4)牵伸卷装：步骤(3)得到的纤维通过导丝盘和卷绕装置，得到抗菌复合纤维丝。
所述步骤(1)中的抗菌物质A为薄荷脑；所述抗菌物质B为艾草提取物。
所述步骤(1)中的合成纤维为二醋酯纤维；
所述步骤(1)中的天然纤维为竹纤维；
所述步骤(1)中的有机溶剂为二氯甲烷；
所述步骤(1)中的无机盐为氯化钠；
所述步骤(1)中的抗氧化剂为没食子酸丙酯；
所述步骤(1)中的纤维素溶剂为NMMO。
所述步骤(2)中的复合纤维细流是以圆形横截面的薄荷纤维为芯、十字形横截面的艾草纤维为皮。
所述步骤(3)中的凝固浴由水和二乙醇胺按质量比为3：1组成的混合物，凝固温度为室温。
所述步骤(4)中的导丝盘的转速为2米/分钟，卷绕装置的转速为3米/分钟。
实施例4
本发明的实施例4提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(1)中的合成纤维由二醋酯纤维替换为三醋酯纤维，购买自东莞市伯锋化工有限公司。
实施例5
本发明的实施例5提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(1)中的合成纤维由二醋酯纤维替换为粘胶纤维，购买自山东省奥绒服装有限公司。
实施例6
本发明的实施例6提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(1)中的有机溶剂由二氯甲烷替换为乙醇，购买自广州市至淳化工有限公司。
实施例7
本发明的实施例7提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(1)中氯化钠的质量份由9重量份替换为4重量份。
实施例8
本发明的实施例8提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，所述步骤(2)中的复合纤维细流是以圆形横截面的薄荷纤维为芯、圆字形横截面的艾草纤维为皮。
实施例9
本发明的实施例9提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(3)中的凝固浴中水和二乙醇胺的重量比由3：1替换为2：1。
实施例10
本发明的实施例10提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(3)中的凝固浴中水和二乙醇胺的重量比由3：1替换为4：1。
实施例11
本发明的实施例11提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(3)中的凝固浴中水和二乙醇胺的重量比由3：1替换为3：0。
实施例12
本发明的实施例12提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(3)中的凝固浴的温度由室温替换为10℃。
实施例13
本发明的实施例13提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(4)中的导丝盘的转速由2米/分钟替换为1米/分钟。
实施例14
本发明的实施例14提供一种抗菌纤维面料，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述步骤(4)中的卷绕装置的转速由3米/分钟替换为2米/分钟。
性能评价
将实施例1～14所得抗菌纤维面料按照测试要求制备样品。
1.面料提神长效性测试：将实施例1～14所得抗菌纤维面料剪裁为30cm×30cm的样品，随机选取10名经嗅觉测试合格的志愿者，将布料置于距鼻10cm处，依次对布料气味进行评价。将所有样品通过GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》中“耐洗色牢度试验机洗涤方法”洗涤50次后，仍由先前10名志愿者依次对布料气味进行评价。其中评价标准分为：满分为5分，气味浓烈、刺鼻为5分；气味较浓，不刺鼻为4分；气味温和为3分；气味较弱为2分；气味薄弱为1分；无气味0分。计算总分，即可得布料评价分。
其中，在测试过程中发现，实施例1～3所得抗菌纤维面料经60、65、70次洗涤后，仍可挥发提神效用。
2.面料抗菌测试：将实施例1～14所得抗菌纤维面料按照GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》剪裁为5mm×5mm的样品，并使用紫外线消毒灯15min。将样品和对照样分别装入三角烧瓶中，分别加入70mL±0.1mL 0.03mol/L PBS缓冲液，并分别加入5mL大肠杆菌菌液、金黄色葡萄球菌菌液和白色念珠菌菌液，在24±1℃下以150r/min振荡18h，测定三角烧瓶内菌液在振荡前及振荡一定时间后的活菌浓度，计算抑菌率，以此评价试样的抗菌效果。将实施例1～14所得抗菌纤维面料采用“耐洗色牢度试验机洗涤方法”对样品进行50次洗涤后，按照上述测试方法，对于洗涤后面料抗菌性进行测试。测试三次后，计算其平均值，结果见表1。
3.纤维力学强度测试：将实施例1～14所得抗菌复合纤维丝放入FH-1电子纤维强力仪夹持器，测其纤维强力。每种纤维测试次数为50次，取平均值得到干态强度。同时，将实施例1～14所得抗菌复合纤维丝置于水中1h后，按照上述测试方法测试得到湿态强度。
表1性能测试结果
Figure BDA0002174757380000151
综合上述实验结果可见：本发明采用天然抗菌物质与适量助剂制备抗菌纤维溶液，经湿法纺丝、凝固水洗、牵伸卷装制备得到抗菌复合纤维丝，进而抗菌复合纤维丝经加捻成纱线后织造得到抗菌纤维面料。通过本发明制备得到的抗菌纤维面料中，在较优条件下所得抗菌纤维面料经60、65、70次洗涤后，仍可挥发提神效用；抗菌测试中，最优条件下所得面料在洗涤前对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌抑菌率均>90％，经50次洗涤后抗菌效果依然明显，抑菌率均>85％，远高于抑菌标准(抑菌率：大肠杆菌≥70％，金黄色葡萄球菌≥70％，白色念珠菌≥60％)；在力学性能测试中，最优条件下所得干态强度可达5.12cN·dtex-1，湿态强度可达4.89cN·dtex-1。且本发明所述抗菌纤维面料以及抗菌复合纤维丝的制备方法简单高效，具有工业应用价值和发展前景。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗菌纤维面料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将抗菌复合纤维丝经除杂、梳理、牵伸、加捻成纱线；
步骤二：将步骤一所得到的纱线经高速整经机卷绕到整经轴上，得到卷装经轴；
步骤三：将步骤二中所得到的卷装经轴在浆纱机上合并后，进行上浆处理并烘干后，得到上浆后的经纱；
步骤四：将步骤三所得上浆后的经纱穿过停经片和综丝，在织机上进行织造，即可得抗菌纤维面料；
所述步骤一中的抗菌复合纤维丝的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备溶液：
i．内芯纤维溶液：先将2~4重量份抗菌物质A和76~88重量份有机溶剂混合，再加入10~20重量份合成纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得内芯纤维溶液；
ii．外皮纤维溶液：先将50~60wt %的纤维素溶剂浓缩至75~95wt %后，再将2~4重量份抗菌物质B、6~10重量份无机盐、1~3重量份抗氧剂和71~83重量份浓缩后的纤维素溶剂混合，最后加入8~12重量份天然纤维，搅拌溶解，混合均匀，即得外皮纤维溶液；
（2）湿法纺丝：将步骤（1）得到的内芯纤维溶液和外皮纤维溶液注入带有复合喷丝头的喷丝装置，喷出抗菌复合纤维细流；
（3）凝固水洗：步骤（2）得到的抗菌复合纤维细流进入凝固浴中凝固成初生纤维，再进入水洗池洗去纤维表面的溶剂；
（4）牵伸卷装：步骤（3）得到的纤维通过导丝盘和卷绕装置，得到抗菌复合纤维丝；所述抗菌物质A为薄荷脑；所述抗菌物质B为艾草提取物；所述步骤（1）中的合成纤维为二醋酯纤维；所述步骤（1）中的天然纤维为竹纤维。
2.根据权利要求1所述的抗菌纤维面料，其特征在于，所述步骤（1）中的有机溶剂选自丙酮、二氯甲烷、苯酚、甲酚中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的抗菌纤维面料，其特征在于，所述步骤（1）中的无机盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钠、氯化铵中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的抗菌纤维面料，其特征在于，所述步骤（1）中的纤维素溶剂选自NMMO、碱/尿素体系、氯化锂/N，N-二甲基乙酰胺体系中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的抗菌纤维面料，其特征在于，所述步骤（2）中的抗菌复合纤维细流中内芯纤维为圆形横截面、外皮纤维为十字形横截面。
6.根据权利要求1所述的抗菌纤维面料，其特征在于，所述步骤（3）中的凝固浴选自水、二乙醇胺、甲醇、乙醇中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的抗菌纤维面料，其特征在于，所述步骤（4）中导丝盘的转速为1.5~2.5米/分钟，卷绕装置的转速为2.5~3.5米/分钟。
8.一种抗菌复合纤维丝，其特征在于，其是由如权利要求1中所述抗菌复合纤维丝的制备方法制备得到的。
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