CN112252046A

CN112252046A - 一种抗菌防螨面料及其制备方法

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Publication number: CN112252046A
Application number: CN202011112991.4A
Authority: CN
Inventors: 高文灿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-01-22

Abstract

本发明属于纺织面料技术领域，具体涉及一种抗菌防螨面料及其制备方法。本发明研制的产品包括面料纤维和功能涂层，所述功能涂层包括氧化石墨烯、功能性添加剂、弹性体和吸水树脂；所述功能性添加剂、弹性体和吸水树脂吸附固定于氧化石墨烯层间共轭区；所述功能性涂层通过所述氧化石墨烯边缘处羧基与面料纤维表面结合；所述功能性添加剂包括金属纳米粉体。在制备产品时，先将氧化石墨烯超声分散于水中，再加入功能性添加剂、弹性体乳液和吸水树脂，继续超声分散后，静置，抽滤，洗涤，并干燥至恒重，得功能性涂层原料；再将面料纤维织造成面料，再于面料表面复合一层PTFE树脂层，再于PTFE树脂层表面喷洒功能性涂覆层原料，随后热压成型。

Description

一种抗菌防螨面料及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织面料技术领域。更具体地，涉及一种抗菌防螨面料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活质量不断提高，抗菌防螨功能的针织内衣产品已逐渐为人们所重视，在防止病菌和螨虫对消费者的侵害方面，正在起着极其重要的作用。因此，开发健康功能的抗菌防螨针织面料迎合了市场光大消费者的期盼，具有较高的市场前景。

目前，抗菌防螨针织面料开发主要有两个途径：使用抗菌整理剂或抗菌纤维材料。从抗菌机理上，抗菌整理剂分为溶出型和非溶出型两大类。有机溶出型抗菌剂，需要使用交联树脂固定在纤维上，随着抗菌物质缓慢溶出杀菌，虽然简单易行，但会将植物内的细菌和接触皮肤上的益生菌一起杀死，破坏皮肤表面微生物平衡环境，对人体健康安全可能会造成一定影响。无机物理抗菌剂，主要有铜、银、锌及其化合物，上述重金属离子通过与蛋白质的巯基(-SH)反应，破坏细菌细胞合成酶的活性，使细胞丧失分裂繁殖能力而死亡。这种杀菌方式虽然不溶出，但铜、银等金属稳定性差，面料颜色变化大，色泽灰暗，易形成有害衍生物，且上述重金属离子也无法有选择性的只杀死有害细菌，同样也会对人体皮肤表面的益生菌造成不良影响。

基于上述分析，如何有效提高针织面料，尤其是内衣等直接与人体皮肤接触的衣物所用的面料的抗菌防螨性能，同时不会对人体皮肤表面的微生物平衡造成不良影响，对本领域技术人员而言，是亟待解决的技术难题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有内衣等直接与人体皮肤接触的衣物所用的面料在实现抗菌防螨性能的同时，容易对人体皮肤表面的益生菌的活性造成不良影响，导致人体皮肤表面微生物平衡被打破的缺陷和不足，提供一种抗菌防螨面料及其制备方法。

本发明的目的是提供一种抗菌防螨面料。

本发明另一目的是提供一种抗菌防螨面料的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种抗菌防螨面料，包括面料纤维和功能涂层；

所述功能涂层包括氧化石墨烯、功能性添加剂、弹性体和吸水树脂；

所述功能性添加剂、弹性体和吸水树脂吸附固定于氧化石墨烯层间共轭区；

所述功能性涂层通过所述氧化石墨烯边缘处羧基与面料纤维表面结合；

所述功能性添加剂包括金属纳米粉体；所述金属纳米粉体为纳米铜粉、纳米银粉、纳米锌粉中的至少一种。

上述技术方案采用氧化石墨烯作为载体，将功能性添加剂、弹性体和吸水树脂负载于氧化石墨烯片层结构中，并将氧化石墨烯通过化学键连接于面料纤维表面；首先，将功能性添加剂、弹性体和吸水树脂固定于氧化石墨烯的层间，而非简单的和面料纤维复合，是因为可巧妙的利用氧化石墨烯片层结构的屏蔽作用，有效避免面料纤维中的杀菌防螨物质直接与人体皮肤接触，起到良好的过渡效果，而在面料洗涤过程中，因为在水中长时间浸泡，使得吸水树脂将水分吸收到弹性体之中，从而使弹性体发生膨胀，膨胀过程中将氧化石墨烯的层间距增大，使得在洗涤过程中内部的杀菌防螨的功能性物质可与有害细菌或螨虫接触，在洗涤过程中完成杀菌；而在后续干燥过程中，弹性体内水分挥发，产品又可以恢复原本的结构；另外，将氧化石墨烯和面料纤维通过化学键结合，有效保障了氧化石墨烯功能涂层的长期稳定，避免在水洗过程中流失，从而使抗菌防螨效果得到长期保存；

优选地，所述面料纤维为棉纤维、莫代尔纤维、天丝纤维、亚麻纤维中的至少一种。

优选地，所述面料纤维表面分布有活性官能团，所述活性官能团为氨基、羟基中的至少一种。

优选地，所述弹性体为热塑性弹性体；所述热塑性弹性体为生物基热塑性弹性体和/或有机硅热塑性弹性体。

优选地，所述吸水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇、阴离子聚丙烯酰胺中的至少一种。

一种抗菌防螨面料的制备方法，具体制备步骤包括：

功能涂层原料的制备：

按重量份数计，依次取1-3份功能添加剂，10-15份弹性体乳液，0.3-0.5份吸水树脂，50-60份氧化石墨烯，200-300份水，先将氧化石墨烯超声分散于水中，再加入功能性添加剂、弹性体乳液和吸水树脂，继续超声分散后，静置，抽滤，洗涤，并干燥至恒重，得功能性涂层原料；所述功能性添加剂包括金属纳米粉体；所述金属纳米粉体为纳米铜粉、纳米银粉、纳米锌粉中的至少一种；

功能性涂层的涂覆：

将面料纤维织造成面料，再于面料表面复合一层PTFE树脂层，再于PTFE树脂层表面喷洒功能性涂覆层原料，随后热压成型，出料，即完成面料表面功能性涂层的涂覆。

通过在面料和功能性涂覆层之间引入一层薄层的PTFE，在产品制备过程中，由于功能性涂覆层原料为粉末状，如果直接干粉涂覆的话，容易导致漏料，从而增加生产成本，而在面料表面先复合一层PTFE，可以利用其良好的粘附性能拦截干粉，避免干粉流失；而在热压过程中，PTFE恢复流动性，渗透到面料孔隙中，使得功能性涂覆层的原料活性官能团(氧化石墨烯边缘处的羧基)可以和面料纤维表面基团在热压作用下发生脱水缩合，从而形成化学键合。

优选地，具体制备步骤还包括：

功能涂层原料的制备：

按重量份数计，依次取1-3份功能添加剂，10-15份弹性体乳液，0.3-0.5份吸水树脂，50-60份氧化石墨烯，200-300份水，先将氧化石墨烯超声分散于水中，再加入功能性添加剂、弹性体乳液和吸水树脂，继续超声分散后，静置，抽滤，洗涤，并干燥至恒重，得功能性涂层原料；所述功能性添加剂包括金属纳米粉体；所述金属纳米粉体为纳米铜粉、纳米银粉、纳米锌粉中的至少一种；所述吸水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇、阴离子聚丙烯酰胺中的至少一种；

功能性涂层的涂覆：

将面料纤维织造成面料，再通过高速喷丝机于面料表面喷洒一层PTFE树脂纤维层，再于PTFE树脂纤维层表面喷洒功能性涂覆层原料，随后热压成型，出料，即完成面料表面功能性涂层的涂覆。

优选地，所述面料、所述PTFE树脂纤维层、所述功能性涂覆层原料之间的厚度比为：50-100：0.1-0.2：0.6-0.8。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明将功能性添加剂封存于氧化石墨烯的层间结构中，在产品使用过程中巧妙利用氧化石墨烯结构的“呼吸”作用，完成杀菌除螨过程，有效避免了功能性组分和人体皮肤的直接接触，使得人体皮肤表面的微生物环境得到有效保持；

(2)本发明技术方案可以在面料表面牢固结合，在长期水洗过程中仍然可以保持稳定，从而有效提升产品的抗菌防螨的持效性。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1

面料纤维的预处理：

将面料纤维和质量分数为1％的高碘酸钠按质量比为1：5混合后，于温度为35℃条件下，浸泡活化3h，出料，再用去离子水洗涤面料纤维3次，并将洗涤后的面料纤维干燥至恒重，出料，得预处理面料纤维；

功能涂层原料的制备：

按重量份数计，依次取1份功能添加剂，10份固含量为30％的弹性体乳液，0.3份吸水树脂，50份氧化石墨烯，200份水，先将氧化石墨烯和水混合后，于超声频率为55kHz条件下超声分散3min，再加入功能性添加剂、弹性体乳液和吸水树脂，继续超声分散45min后，于室温条件下静置12h，再进行抽滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为55℃条件下干燥至恒重，得功能性涂层原料；所述功能性添加剂包括金属纳米粉体；所述金属纳米粉体为纳米铜粉；所述吸水树脂为聚乙烯醇；所述面料纤维为棉纤维；所述弹性体为热塑性弹性体；所述热塑性弹性体为生物基热塑性弹性体；

功能性涂层的涂覆：

将预处理面料纤维织造成面料，再于温度为60℃条件下，通过高速喷丝机于面料表面喷洒一层PTFE树脂纤维层，再于PTFE树脂纤维层表面喷洒功能性涂覆层原料，随后于温度为85℃，压力为5MPa条件下，热压3min成型，出料，冷却至室温，即完成面料表面功能性涂层的涂覆，即得产品抗菌防螨面料；所述面料、所述PTFE树脂纤维层、所述功能性涂覆层原料之间的厚度比为50：0.1：0.6。

实施例2

面料纤维的预处理：

将面料纤维和质量分数为2％的高碘酸钠按质量比为1：8混合后，于温度为38℃条件下，浸泡活化4h，出料，再用去离子水洗涤面料纤维4次，并将洗涤后的面料纤维干燥至恒重，出料，得预处理面料纤维；

功能涂层原料的制备：

按重量份数计，依次取2份功能添加剂，12份固含量为50％的弹性体乳液，0.4份吸水树脂，55份氧化石墨烯，250份水，先将氧化石墨烯和水混合后，于超声频率为65kHz条件下超声分散4min，再加入功能性添加剂、弹性体乳液和吸水树脂，继续超声分散50min后，于室温条件下静置18h，再进行抽滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼4次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为58℃条件下干燥至恒重，得功能性涂层原料；所述功能性添加剂包括金属纳米粉体；所述金属纳米粉体为纳米银粉；所述吸水树脂为阴离子聚丙烯酰胺；所述面料纤维为莫代尔纤维；所述弹性体为热塑性弹性体；所述热塑性弹性体为生物基热塑性弹性体；

功能性涂层的涂覆：

将预处理面料纤维织造成面料，再于温度为62℃条件下，通过高速喷丝机于面料表面喷洒一层PTFE树脂纤维层，再于PTFE树脂纤维层表面喷洒功能性涂覆层原料，随后于温度为86℃，压力为6MPa条件下，热压4min成型，出料，冷却至室温，即完成面料表面功能性涂层的涂覆，即得产品抗菌防螨面料；所述面料、所述PTFE树脂纤维层、所述功能性涂覆层原料之间的厚度比为60：0.1：0.7。

实施例3

面料纤维的预处理：

将面料纤维和质量分数为3％的高碘酸钠按质量比为1：10混合后，于温度为45℃条件下，浸泡活化5h，出料，再用去离子水洗涤面料纤维5次，并将洗涤后的面料纤维干燥至恒重，出料，得预处理面料纤维；

功能涂层原料的制备：

按重量份数计，依次取3份功能添加剂，15份固含量为60％的弹性体乳液，0.5份吸水树脂，60份氧化石墨烯，300份水，先将氧化石墨烯和水混合后，于超声频率为85kHz条件下超声分散5min，再加入功能性添加剂、弹性体乳液和吸水树脂，继续超声分散60min后，于室温条件下静置24h，再进行抽滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为60℃条件下干燥至恒重，得功能性涂层原料；所述功能性添加剂包括金属纳米粉体；所述金属纳米粉体为纳米锌粉；所述吸水树脂为聚乙二醇；所述面料纤维为亚麻纤维；所述弹性体为热塑性弹性体；所述热塑性弹性体为有机硅热塑性弹性体；

功能性涂层的涂覆：

将面料纤维织造成面料，再于温度为65℃条件下，通过高速喷丝机于面料表面喷洒一层PTFE树脂纤维层，再于PTFE树脂纤维层表面喷洒功能性涂覆层原料，随后于温度为90℃，压力为10MPa条件下，热压5min成型，出料，冷却至室温，即完成面料表面功能性涂层的涂覆，即得产品抗菌防螨面料；所述面料、所述PTFE树脂纤维层、所述功能性涂覆层原料之间的厚度比为100：0.2：0.8。

对比例1

本对比例相比于实施例1而言，区别在于采用等质量的活性炭取代氧化石墨烯，其余条件保持不变。

对比例2

本对比例相比于实施例1而言，区别在于未添加弹性体乳液，其余条件保持不变。

对比例3

本对比例相比于实施例1而言，区别在于未添加吸水树脂，其余条件保持不变。

对实施例1-3及对比例1-3所得产品进行性能测试，具体测试方法和测试结果如下所述：

抗菌性：将实施例1-3和对比例1-3所得产品用水充分浸泡后，再参照FZ/T73023-2006《抗菌纺织品》，测试产品对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抗菌性；再将实施例1-3和对比例1-3所得产品于干燥状态下进行上述抗菌性测试；具体结果见表1；

防螨性：将实施例1-3和对比例1-3所得产品用水充分浸泡后，放于培养皿中，在规定的条件下同时与螨虫接触，经过一定时间的培养后，对培养皿内存活的螨虫进行计数，计算试样对螨虫的抑制率；再将再将实施例1-3和对比例1-3所得产品于干燥状态下进行上述防螨性测试；具体结果见表2；

表1：抗菌性测试结果

表2：防螨性测试结果

	抑制率/％(浸泡)	抑制率/％(干燥)
			实施例1	91.3	20.1
实施例2	92.6	22.3
			实施例3	93.5	23.1
对比例1	72.2	86.5
			对比例2	62.5	52.3
对比例3	32.2	10.2

由表1和表2测试结果可知，本申请技术方案所得产品在干燥状态下不会对菌体造成太大的影响，因此不会干扰皮肤表面正常的微生物环境；而在用水浸泡后，对细菌和螨虫的抑制率显著上升。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抗菌防螨面料，其特征在于：

包括面料纤维和功能涂层；

2.根据权利要求1所述的一种抗菌防螨面料，其特征在于，所述面料纤维为棉纤维、莫代尔纤维、天丝纤维、亚麻纤维中的至少一种。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种抗菌防螨面料，其特征在于，所述面料纤维表面分布有活性官能团，所述活性官能团为氨基、羟基中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种抗菌防螨面料，其特征在于，所述弹性体为热塑性弹性体；所述热塑性弹性体为生物基热塑性弹性体和/或有机硅热塑性弹性体。

5.根据权利要求1所述的一种抗菌防螨面料，其特征在于，所述吸水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇、阴离子聚丙烯酰胺中的至少一种。

6.一种抗菌防螨面料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：

功能涂层原料的制备：

功能性涂层的涂覆：

7.根据权利要求6所述的一种抗菌防螨面料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤还包括：

功能涂层原料的制备：

功能性涂层的涂覆：

8.根据权利要求6或7任一项所述的一种抗菌防螨面料的制备方法，其特征在于，所述面料、所述PTFE树脂纤维层、所述功能性涂覆层原料之间的厚度比为：50-100：0.1-0.2：0.6-0.8。

9.根据权利要求6所述的一种抗菌防螨面料的制备方法，其特征在于，所述面料纤维为棉纤维、莫代尔纤维、天丝纤维、亚麻纤维中的至少一种。

10.根据权利要求6所述的一种抗菌防螨面料的制备方法，其特征在于，所述弹性体为热塑性弹性体；所述热塑性弹性体为生物基热塑性弹性体和/或有机硅热塑性弹性体。