CN111996648A - 抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法。所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，包括分别将抑菌抗病毒改性剂喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干的步骤；将PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料的步骤；将PET/棉混纺面料浸轧抑菌抗病毒阻燃改性剂的步骤。本发明创新性的采用两步法将抑菌抗病毒改性剂和抑菌抗病毒阻燃改性剂分步负载到纤维和织物上，各组分发挥了协同作用，使得本发明的混纺面料具有优异的抑菌抗病毒和阻燃性能。本发明成本低，制备方法简单易行，易于实现。

Description

抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法。
背景技术
随着我国社会发展和经济社会水平的不断提高，抗菌抗病毒用品和阻燃用品越来越受到大众的欢迎。纺织领域中兼具抗菌抗病毒性能和阻燃性能的面料目前是本领域的研究热点。
中国专利CN104963061A公开一种高阻燃混纺面料的制备方法，所述的面料采用维纶纤维和棉纤维混纺成的80英支纱线，经纬密度为100、88的面料，包括如下步骤：烧毛、冷堆、退浆、氧漂处理、丝光、印染、阻燃整理、预缩。所述高阻燃混纺面料的制备方法，通过含有高阻燃维纶纤维面料基础上，对其制备工艺进行了研究，由此得到一种阻燃性能永久、色牢度强、性能优异的高阻燃混纺面料。该发明是印染后通过浸轧阻燃剂进行阻燃整理。
中国专利CN 106048844A公开一种阻燃抗菌混纺面料的制备方法，包括：先将下列重量份数的原料混纺织造：蛭石改性涤纶纤维10-20份，棉纤维40-80份，莫代尔纤维10-30份，锦纶纤维10-30份，天竹纤维40-80份，云母纤维10-20份，天丝5-20份；然后经过抗菌整理液处理。本发明提出的一种阻燃抗菌混纺面料的制备方法，其不仅能赋予面料阻燃、抗菌功能，而且制备的面料柔软、凉爽、抗起球、透气、吸湿性好，并且该方法流程短、成品率高，耐久性强，因此可用于高档户外休闲服装面料的开发。然而实际上该发明采用的原料种类较多，制备方法较为复杂。
中国专利CN 107904941A公开一种阻燃全棉针织布的生产工艺，其中，所述生产工艺流程依次经过如下步骤：浸轧阻燃整理液-低温预烘工艺-氨熏工艺-氧化中和水洗工艺-定型烘干工艺，得到全棉针织布。本发明提供的生产工艺，该工艺通过改良阻燃剂的配方，以及严格控制预烘过程中预烘温度和面料含潮率工艺条件，降低了全棉针织布阻燃整理前后颜色变化的色差，提高了布料的一等品率。该发明是全棉针织布料通过浸轧阻燃剂进行阻燃整理。该发明未提到全棉针织布具有抗菌抗病毒作用。
目前急需提供一种成本低，兼具抑菌抗病毒阻燃作用的面料。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，成本低，制得的面料阻燃优异，抑菌抗病毒效果好。
所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)前处理：分别将抑菌抗病毒改性剂喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
所述抑菌抗病毒改性剂制备过程如下：将纳米二氧化钛分散到溶有硬脂酸钠和磷酸三钠的水溶液中；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；
(3)后处理：将PET/棉混纺面料浸轧抑菌抗病毒阻燃改性剂；
所述抑菌抗病毒阻燃改性剂制备过程如下：将纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁分散到溶有硬脂酸钠和磷酸三钠的水溶液中。
所述的抑菌抗病毒改性剂中，纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10-20：30-40：1-2：100。
所述的抑菌抗病毒改性剂制备过程如下：先将纳米二氧化钛分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀即可。
所述的分散温度为30-40℃，分散时间5-10min。
所述的喷淋温度为20-30℃。
所述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10-20：10-20：30-40：5-6：100-120。
所述的抑菌抗病毒阻燃改性剂制备过程如下：先将纳米氢氧化镁分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀即可。
所述的分散温度为30-40℃，分散时间5-10min。
所述的浸轧温度为40-50℃，浸轧时间0.5-1小时。
所述的PET/棉混纺面料中PET和棉的质量比为35/65、30/70或40/60。
本发明的有益效果如下：
本发明中将纳米二氧化钛分散到溶有硬脂酸钠和磷酸三钠的水溶液中，制得抑菌抗病毒改性剂，并将抑菌抗病毒改性剂喷淋到染色后的PET纤维和棉纤维上。硬脂酸钠和磷酸三钠均含有氧，与PET纤维和棉纤维中的氧形成氢键。磷酸三钠作为纳米二氧化钛的改性剂，降低了纳米二氧化钛的表面能，使得纳米二氧化钛分散效果优异。纳米二氧化钛包覆在纤维表面，形成一层无机膜，硬脂酸钠作为粘结剂和保护剂，覆盖在纳米二氧化钛的表面，硬脂酸钠和磷酸三钠均起到保护纳米二氧化钛无机膜的作用。同时，纳米二氧化钛，具有抗菌抗病毒的作用，其包覆在纤维表面，使得纤维也具有抗菌抗病毒的作用。
本发明中将PET/棉纤维制成纱线，织造成混纺面料后，再对PET/棉混纺面料进行后处理，先将纳米氢氧化镁分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀即可。磷酸三钠作为纳米二氧化钛和纳米氢氧化镁的改性剂，降低了纳米二氧化钛和纳米氢氧化镁的表面能，保证了分散效果。同时，纳米二氧化钛和纳米氢氧化镁负载到混纺面料的表面上。
由于纤维在制成PET/棉混纺纱线过程中，一部分纤维表面的纳米二氧化钛进入纱线内部。当后处理时，纳米二氧化钛和纳米氢氧化镁再负载到混纺面料的表面上，形成内部为纳米二氧化钛抗菌抗病毒，外部为纳米二氧化钛和纳米氢氧化镁抗菌抗病毒阻燃的混纺面料。纳米二氧化钛和纳米氢氧化镁包覆在混纺面料的表面上，形成一层混合无机膜，硬脂酸钠作为粘结剂和保护剂，覆盖在混合无机膜的表面，硬脂酸钠和磷酸三钠均起到保护混合无机膜的作用。同时，纳米二氧化钛，具有抗菌抗病毒的作用，氢氧化镁具有阻燃的作用，其包覆在混纺面料的表面，使得纤维既具有抗菌作用，也具有阻燃作用，且磷酸三钠性质稳定，其同时作为混合无机膜的稳定剂。另外，碱性条件也有利于抗菌抗病毒作用的发挥，而纳米氢氧化镁、硬脂酸钠和磷酸三钠均为碱性物质，因此，混纺面料兼具抑菌抗病毒和阻燃性能。
本发明创新性的采用两步法将抑菌抗病毒改性剂和抑菌抗病毒阻燃改性剂分步负载到纤维和织物上，各组分发挥了协同作用，使得本发明的混纺面料具有优异的抑菌抗病毒和阻燃性能。本发明成本低，制备方法简单易行，易于实现。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
(1)前处理：按照纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10：30：1：100的比例，先将纳米二氧化钛于30℃，用时10min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒改性剂。
将上述制得的抑菌抗病毒改性剂分别在30℃，喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为35/65；
(3)后处理：按照纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10：20：30：5：110的比例，先将纳米氢氧化镁于30℃，用时8min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒阻燃改性剂。
将PET/棉混纺面料浸轧上述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，于40℃，浸轧1小时。
实施例2
(1)前处理：按照纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为20：40：2：100的比例，先将纳米二氧化钛于30℃，用时8min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒改性剂。
将上述制得的抑菌抗病毒改性剂分别在25℃，喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为35/65；
(3)后处理：按照纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为20：10：40：6：120的比例，先将纳米氢氧化镁于35℃，用时8min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒阻燃改性剂。
将PET/棉混纺面料浸轧上述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，于45℃，浸轧0.8小时。
实施例3
(1)前处理：按照纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为15：35：2：100的比例，先将纳米二氧化钛于30℃，用时7min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒改性剂。
将上述制得的抑菌抗病毒改性剂分别在20℃，喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为30/70；
(3)后处理：按照纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为15：15：40：6：120的比例，先将纳米氢氧化镁于40℃，用时5min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒阻燃改性剂。
将PET/棉混纺面料浸轧上述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，于50℃，浸轧0.6小时。
实施例4
(1)前处理：按照纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为20：35：1：100的比例，先将纳米二氧化钛于40℃，用时5min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒改性剂。
将上述制得的抑菌抗病毒改性剂分别在25℃，喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为40/60；
(3)后处理：按照纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10：20：35：6：120的比例，先将纳米氢氧化镁于30℃，用时10min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒阻燃改性剂。
将PET/棉混纺面料浸轧上述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，于45℃，浸轧0.7小时。
实施例5
(1)前处理：按照纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10：30：1：100的比例，先将纳米二氧化钛于40℃，用时6min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒改性剂。
将上述制得的抑菌抗病毒改性剂分别在20℃，喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为30/70；
(3)后处理：按照纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为15：10：30：5：100的比例，先将纳米氢氧化镁于40℃，用时6min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒阻燃改性剂。
将PET/棉混纺面料浸轧上述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，于40℃，浸轧0.9小时。
实施例6
(1)前处理：按照纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为15：40：2：100的比例，先将纳米二氧化钛于35℃，用时5min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒改性剂。
将上述制得的抑菌抗病毒改性剂分别在30℃，喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为40/60；
(3)后处理：按照纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为20：15：35：5：120的比例，先将纳米氢氧化镁于35℃，用时6min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒阻燃改性剂。
将PET/棉混纺面料浸轧上述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，于50℃，浸轧0.5小时。
对比例1
对比例1不进行前处理，其余如实施例1。
(1)织造：将染色后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为35/65；
(2)后处理：按照纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10：20：30：5：110的比例，先将纳米氢氧化镁于30℃，用时8min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒阻燃改性剂。
将PET/棉混纺面料浸轧上述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，于40℃，浸轧1小时。
对比例2
对比例2不进行前处理，其余如实施例2。
(1)织造：将染色后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为35/65；
(2)后处理：按照纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为20：10：40：6：120的比例，先将纳米氢氧化镁于35℃，用时8min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒阻燃改性剂。
将PET/棉混纺面料浸轧上述的抑菌抗病毒阻燃改性剂中，于45℃，浸轧0.8小时。
对比例3
对比例3不进行后处理，其余如实施例1。
(1)前处理：按照纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10：30：1：100的比例，先将纳米二氧化钛于30℃，用时10min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒改性剂。
将上述制得的抑菌抗病毒改性剂分别在30℃，喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为35/65。
对比例4
对比例4不进行后处理，其余如实施例2。
(1)前处理：按照纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为20：40：2：100的比例，先将纳米二氧化钛于30℃，用时8min分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀，得到抑菌抗病毒改性剂。
将上述制得的抑菌抗病毒改性剂分别在25℃，喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；PET和棉的质量比为35/65。
将实施例1-6和对比例1-4得到的产品，进行抗菌抗病毒实验以及阻燃实验。
1、抗菌实验：
采用美国道康宁公司Shake Flask法。此法为增强试样与菌的接触，将样品投入盛有磷酸盐缓冲液的有塞三角瓶中，移入菌液后振荡lh。取lmL试验液，置于培养基上使细菌繁殖一定时间，检查菌落数与空白样品比较，计算细菌减少率。
利用上述方法对金黄色葡葡球菌、巨大芽胞杆菌、枯草杆菌、大肠杆菌、黑曲霉和白色念珠菌进行检测，测定细菌减少的百分率，实验数据如下表1。
表1抗菌实验数据表
Figure BDA0002663905820000071
2、抗病毒实验：
将面料进行抗病毒实验，实验依据为ISO18184:2014(E)纺织品抗病毒测试方法，采用TCID50法。以甲型流感病毒H3N2 MDCK细胞进行检测，实施例1-6的抗病毒活性率大于99.1％。而对比例1-4的抗病毒活性率在78.58-88.12％之间。
表2抗病毒实验数据表
序号 抗病毒活性率
实施例1 99.32％
实施例2 99.18％
实施例3 99.62％
实施例4 99.74％
实施例5 99.88％
实施例6 99.67％
对比例1 84.39％
对比例2 78.58％
对比例3 88.12％
对比例4 80.94％
3、阻燃实验：
将面料进行阻燃实验，实验依据为GB17591-2006阻燃机织物国家标准。
装饰用织物标准为，B1级：损毁长度≤150mm，续燃时间≤5s，阴燃时间≤5s；B2毁长度≤200mm，续燃时间≤15s，阴燃时间≤15s。
经检测实施例1-6的产品符合B1级标准。对比例1-4则不符合上述标准。
综上，由以上实验数据可知，实施例1-6产品的性能优于对比例1-4产品的性能。

Claims (10)

1.一种抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)前处理：分别将抑菌抗病毒改性剂喷淋至染色后的PET纤维和棉纤维上，烘干；
所述抑菌抗病毒改性剂制备过程如下：将纳米二氧化钛分散到溶有硬脂酸钠和磷酸三钠的水溶液中；
(2)织造：将烘干后的PET纤维和棉纤维混合均匀后，制成PET/棉混纺纱线，再经织造形成PET/棉混纺面料；
(3)后处理：将PET/棉混纺面料浸轧抑菌抗病毒阻燃改性剂；
所述抑菌抗病毒阻燃改性剂制备过程如下：将纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁分散到溶有硬脂酸钠和磷酸三钠的水溶液中。
2.根据权利要求1所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，抑菌抗病毒改性剂中，纳米二氧化钛、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10-20：30-40：1-2：100。
3.根据权利要求1所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，抑菌抗病毒改性剂制备过程如下：先将纳米二氧化钛分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入硬脂酸钠混合均匀即可。
4.根据权利要求1或3所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，分散温度为30-40℃，分散时间5-10min。
5.根据权利要求1所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，喷淋温度为20-30℃。
6.根据权利要求1所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，抑菌抗病毒阻燃改性剂中，纳米二氧化钛、纳米氢氧化镁、硬脂酸钠、磷酸三钠、水的质量份数比值为10-20：10-20：30-40：5-6：100-120。
7.根据权利要求1所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，抑菌抗病毒阻燃改性剂制备过程如下：先将纳米氢氧化镁分散到溶有磷酸三钠的水溶液中，搅拌均匀后，再加入纳米二氧化钛，继续搅拌均匀，最后加入硬脂酸钠混合均匀即可。
8.根据权利要求1或7所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，分散温度为30-40℃，分散时间5-10min。
9.根据权利要求1所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，浸轧温度为40-50℃，浸轧时间0.5-1小时。
10.根据权利要求1所述的抑菌抗病毒阻燃面料的制备方法，其特征在于，PET/棉混纺面料中PET和棉的质量比为35/65、30/70或40/60。
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