CN111254562B - 一种吸湿抗菌的功能型针织面料及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种吸湿抗菌的功能型针织面料，由如下重量份原料制成：35‑50份高抗菌纤维，15‑30份粘胶纤维，1‑8份氯乙酸钠，100‑150份5％氢氧化钠溶液，100‑150份10％稀盐酸溶液，10‑15份蚕丝；本发明还公开了一种吸湿抗菌的功能型针织面料的加工工艺；处理后的粘胶纤维增加了亲水基团，能够吸附水分子，而且粘胶纤维结晶区面积减小，非结晶区面积增大，使得晶粒的表面积增大，晶粒表面未键合的亲水基团增多，进而使得处理后的粘胶纤维具有优异的吸湿性；步骤S2‑S3中将粘胶纤维和高抗菌纤维等进行混纺，之后染色制得吸湿抗菌的功能型针织面料；解决了未经处理的合成纤维不具有大量的吸湿性亲水基团，导致其吸湿性能不够优异的技术问题。

Description

一种吸湿抗菌的功能型针织面料及其加工工艺
技术领域
本发明属于面料纺织技术领域，具体为一种吸湿抗菌的功能型针织面料及其加工工艺。
背景技术
面料具有良好的安全性，它可以高效完全去除织物上的细菌、真菌和霉菌，保持织物清洁，并能防止细菌再生和繁殖。
目前市场上主流的处理方式有两种：一种是内置的银离子抗菌面料，采用纺丝级抗菌技术把抗菌剂直接做到化学纤维里面；另一种是后处理技术即通过面料后续定型工艺加进去。后处理的工艺相对简单成本容易根据客户的具体要求进行控制，是市场上应用最多的一种。由纤维组成的纺织品面料，由于其多孔式物体形状和高分子聚合物的化学结构利于微生物附着，成为微生物生存、繁殖的良好寄生体。寄生体除了对人体的危害之外还会污染纤维，因而抗菌面料的主要目的就是消除这些不利影响。
中国发明专利CN102943341B公开了一种吸湿快干抗菌面料及其制备方法。该面料由两种纱线交织而成，一种纱线为十字截面的改性涤纶短纤和导入纳米银离子的改性涤纶短纤混纺而成的改性涤纶短纤混纺纱，另一种纱线为十字截面改性涤纶低弹丝。其中，改性涤纶短纤混纺纱重量百分含量为42-74%，十字截面改性涤纶低弹丝的重量百分含量为26-58%。其制备方法包括面料织造、染整前处理、染色、湿开幅、初定型、还原清洗、净洗、上亲水柔软剂、复定型等步骤，最终获得本发明的吸湿快干抗菌面料。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种吸湿抗菌的功能型针织面料及其加工工艺。
本发明所要解决的技术问题：
（1）未经处理的合成纤维不具有大量的吸湿性亲水基团，而粘胶纤维虽然含有大量的羟基，但是其非结晶部分所占的比例较小，导致其吸湿性能不够优异；
（2）未经处理的沸石粉孔径较小，其比表面积小，当与银离子混合后，银离子无法进入沸石粉内部，导致制备出的载银沸石粉银离子含量低，抗菌性能不够优异，而且结构不稳定。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种吸湿抗菌的功能型针织面料，由如下重量份原料制成：35-50份高抗菌纤维，15-30份粘胶纤维，1-8份氯乙酸钠，100-150份5%氢氧化钠溶液，100-150份10%稀盐酸溶液，10-15份蚕丝；
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40-60min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
步骤S1中先将粘胶纤维浸泡5%氢氧化钠溶液中进行碱化，碱化过程中氢氧化钠对粘胶纤维中的氢键造成破坏，进而对纤维结晶区产生破坏，使得结晶区面积减小，非结晶区面积增大，提高其可及度，而且碱化能够降低结晶区的有序性，增强其活性表面积，之后升温至70℃并提高转速，会使得粘胶纤维进一步溶胀，加入氯乙酸钠，并促进氯乙酸钠向溶胀后的粘胶纤维中渗透，增加其羧基含量，所以处理后的粘胶纤维增加了亲水基团，能够吸附水分子，而且粘胶纤维结晶区面积减小，非结晶区面积增大，使得晶粒的表面积增大，晶粒表面未键合的亲水基团增多，进而使得处理后的粘胶纤维具有优异的吸湿性；步骤S2-S3中将粘胶纤维和高抗菌纤维等进行混纺，之后染色制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
进一步地，所述高抗菌纤维由如下重量份原料组成：15-25份沸石粉，75-100份10%氯化钠溶液，50-75份10%稀盐酸溶液，3-10份硝酸银。
进一步地，所述高抗菌纤维由如下方法制成：
（1）将沸石粉放入马弗炉中350℃下煅烧1h后加入10%氯化钠溶液中，取出静置1h后70℃水浴加热2h，加入10%稀盐酸溶液，升温至70℃，超声，搅拌20min，加入硝酸银，继续搅拌30min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水冲洗，直至溶液呈中性，过滤、烘干，制得载银沸石粉；
（2）将海藻酸钠和羧甲基壳聚糖混合加入溶解釜中，加入去离子水，45℃水浴加热并以280r/min的转速搅拌4h，制得纺丝原液，加入步骤（1）制备出的载银沸石粉，匀速搅拌30min，纺丝，制得高抗菌纤维，控制海藻酸钠、羧甲基壳聚糖和载银沸石的重量比为1∶1.5-2.0∶0.5。
步骤（1）中通过350℃煅烧等工艺手段对沸石粉进行活化处理，活化处理后的沸石粉孔径和结构发生改变，孔径增大，其比表面积也增大，之后与硝酸银混合，由于其孔径增大，比表面积液增大，所以能将银离子负载在沸石粉上，能够提升体系的稳定性，而且赋予沸石粉优异的抗菌性能；步骤（2）中海藻酸钠和羧甲基壳聚糖之间存在分子间作用力，而且在280r/min的转速搅拌4h，羧甲基壳聚糖分子上的氨基和乙酰氨基能够通过氢键间的作用力与海藻酸钠分子产生交联，当与载银沸石粉混合后，载银沸石粉一方面能够增强最终制备出的纤维的抗菌性能，另一方面，载银沸石粉中的部分银离子能够扩散至海藻酸钠分子内部，增加纤维大分子间的交联点，进而增加其强度。
进一步地，步骤S2中混纺时控制空气湿度为60%。
一种吸湿抗菌的功能型针织面料的加工工艺，包括如下步骤：
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40-60min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
本发明的有益效果：
（1）本发明一种吸湿抗菌的功能型针织面料在制备过程中，步骤S1中先将粘胶纤维浸泡5%氢氧化钠溶液中进行碱化，碱化过程中氢氧化钠对粘胶纤维中的氢键造成破坏，进而对纤维结晶区产生破坏，使得结晶区面积减小，非结晶区面积增大，提高其可及度，而且碱化能够降低结晶区的有序性，增强其活性表面积，之后升温至70℃并提高转速，会使得粘胶纤维进一步溶胀，加入氯乙酸钠，并促进氯乙酸钠向溶胀后的粘胶纤维中渗透，增加其羧基含量，所以处理后的粘胶纤维增加了亲水基团，能够吸附水分子，而且粘胶纤维结晶区面积减小，非结晶区面积增大，使得晶粒的表面积增大，晶粒表面未键合的亲水基团增多，进而使得处理后的粘胶纤维具有优异的吸湿性；步骤S2-S3中将粘胶纤维和高抗菌纤维等进行混纺，之后染色制得吸湿抗菌的功能型针织面料；解决了未经处理的合成纤维不具有大量的吸湿性亲水基团，而粘胶纤维虽然含有大量的羟基，但是其非结晶部分所占的比例较小，导致其吸湿性能不够优异的技术问题；
（2）本发明还制备出一种高抗菌纤维，制备过程中步骤（1）中通过350℃煅烧等工艺手段对沸石粉进行活化处理，活化处理后的沸石粉孔径和结构发生改变，孔径增大，其比表面积也增大，之后与硝酸银混合，由于其孔径增大，比表面积液增大，所以能将银离子负载在沸石粉上，能够提升体系的稳定性，而且赋予沸石粉优异的抗菌性能；步骤（2）中海藻酸钠和羧甲基壳聚糖之间存在分子间作用力，而且在280r/min的转速搅拌4h，羧甲基壳聚糖分子上的氨基和乙酰氨基能够通过氢键间的作用力与海藻酸钠分子产生交联，当与载银沸石粉混合后，载银沸石粉一方面能够增强最终制备出的纤维的抗菌性能，另一方面，载银沸石粉中的部分银离子能够扩散至海藻酸钠分子内部，增加纤维大分子间的交联点，进而增加其强度；解决了未经处理的沸石粉孔径较小，其比表面积小，当与银离子混合后，银离子无法进入沸石粉内部，导致制备出的载银沸石粉银离子含量低，抗菌性能不够优异，而且结构不稳定的技术问题。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种吸湿抗菌的功能型针织面料，由如下重量份原料制成：
35份高抗菌纤维，15份粘胶纤维，1份氯乙酸钠，100份5%氢氧化钠溶液，100份10%稀盐酸溶液，10份蚕丝；
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
高抗菌纤维由如下重量份原料组成：15份沸石粉，75份10%氯化钠溶液，50份10%稀盐酸溶液，3份硝酸银。
高抗菌纤维由如下方法制成：
（1）将沸石粉放入马弗炉中350℃下煅烧1h后加入10%氯化钠溶液中，取出静置1h后70℃水浴加热2h，加入10%稀盐酸溶液，升温至70℃，超声，搅拌20min，加入硝酸银，继续搅拌30min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水冲洗，直至溶液呈中性，过滤、烘干，制得载银沸石粉；
（2）将海藻酸钠和羧甲基壳聚糖混合加入溶解釜中，加入去离子水，45℃水浴加热并以280r/min的转速搅拌4h，制得纺丝原液，加入步骤（1）制备出的载银沸石粉，匀速搅拌30min，纺丝，制得高抗菌纤维，控制海藻酸钠、羧甲基壳聚糖和载银沸石的重量比为1∶1.5∶0.5。
实施例2
一种吸湿抗菌的功能型针织面料，由如下重量份原料制成：
40份高抗菌纤维，20份粘胶纤维，4份氯乙酸钠，120份5%氢氧化钠溶液，120份10%稀盐酸溶液，12份蚕丝；
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
其余同实施例1。
实施例3
一种吸湿抗菌的功能型针织面料，由如下重量份原料制成：
45份高抗菌纤维，25份粘胶纤维，6份氯乙酸钠，140份5%氢氧化钠溶液，140份10%稀盐酸溶液，14份蚕丝；
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
其余同实施例1。
实施例4
一种吸湿抗菌的功能型针织面料，由如下重量份原料制成：
50份高抗菌纤维，30份粘胶纤维，8份氯乙酸钠，150份5%氢氧化钠溶液，150份10%稀盐酸溶液，15份蚕丝；
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
其余同实施例1。
对比例1
本对比例与实施例1相比，未对粘胶纤维进行处理，制备方法如下所示：
步骤S1、将粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S2、对步骤S1制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
对比例2
本对比例与实施例1相比，用银纤维代替高抗菌纤维，制备方法如下所示：
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
对比例3
本对比例为市场中一种吸湿抗菌面料。
对实施例1-4和对比例1-3的抗菌性、吸湿性和断裂伸长率进行测试，结果如下表所示；
抗菌性：采用国标ISO-20743对金黄葡萄球菌抑菌率进行测试；
抑菌率（%） 吸水扩散时间（S） 断裂伸长率（%)
实施例1 98.5 4.5 35
实施例2 98.7 4.4 38
实施例3 98.9 3.8 38
实施例4 99.2 3.7 40
对比例1 97.8 8.9 33
对比例2 95.3 5.2 28
对比例3 95.0 6.3 25
从上表中能够看出实施例1-4对金黄葡萄球菌抑菌率为98.5%-99.2%，吸水扩散时间为3.7-4.5s，断裂伸长率为35-40%；对比例1-3对金黄葡萄球菌抑菌率为95.0-97.8%，吸水扩散时间为5.2-8.9s，断裂伸长率为25-33%；所以处理后的粘胶纤维增加了亲水基团，能够吸附水分子，而且粘胶纤维结晶区面积减小，非结晶区面积增大，使得晶粒的表面积增大，晶粒表面未键合的亲水基团增多，进而使得处理后的粘胶纤维具有优异的吸湿性；步骤S2-S3中将粘胶纤维和高抗菌纤维等进行混纺，之后染色制得吸湿抗菌的功能型针织面料；解决了未经处理的合成纤维不具有大量的吸湿性亲水基团，而粘胶纤维虽然含有大量的羟基，但是其非结晶部分所占的比例较小，导致其吸湿性能不够优异的技术问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种吸湿抗菌的功能型针织面料，其特征在于，由如下重量份原料制成：
35-50份高抗菌纤维，15-30份粘胶纤维，1-8份氯乙酸钠，100-150份5%氢氧化钠溶液，100-150份10%稀盐酸溶液，10-15份蚕丝；
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40-60min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料；
所述高抗菌纤维由如下方法制成：
（1）将沸石粉放入马弗炉中350℃下煅烧1h后加入10%氯化钠溶液中，取出静置1h后70℃水浴加热2h，加入10%稀盐酸溶液，升温至70℃，超声，搅拌20min，加入硝酸银，继续搅拌30min，过滤，将滤渣置于烧杯中，用去离子水冲洗，直至溶液呈中性，过滤、烘干，制得载银沸石粉；
（2）将海藻酸钠和羧甲基壳聚糖混合加入溶解釜中，加入去离子水，45℃水浴加热并以280r/min的转速搅拌4h，制得纺丝原液，加入步骤（1）制备出的载银沸石粉，匀速搅拌30min，纺丝，制得高抗菌纤维，控制海藻酸钠、羧甲基壳聚糖和载银沸石粉的重量比为1∶1.5-2.0∶0.5；
载银沸石粉中各组分重量份如下：15-25份沸石粉，75-100份10%氯化钠溶液，50-75份10%稀盐酸溶液，3-10份硝酸银；步骤S2中混纺时控制空气湿度为60%。
2.根据权利要求1所述的一种吸湿抗菌的功能型针织面料的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将粘胶纤维浸泡在5%氢氧化钠溶液中，50℃水浴加热，并在此温度下浸泡40-60min，之后以280r/min的转速搅拌10min后升温至70℃，之后以120r/min的转速进行搅拌，加入氯乙酸钠，反应4h，之后用去离子水洗涤三次，置于10%稀盐酸溶液中浸泡30min，取出并用去离子水洗涤，制得处理后的粘胶纤维；
步骤S2、将处理后的粘胶纤维、蚕丝和高抗菌纤维进行混纺，制得经纱密度为80根/cm，纬纱密度为90根/cm的抗菌面料基布；
步骤S3、对步骤S2制得的抗菌面料基布进行染色，制得吸湿抗菌的功能型针织面料。
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