CN112941696B - 一种排汗抗菌面料及其制备方法 - Google Patents

一种排汗抗菌面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种排汗抗菌面料及制备方法。本发明采用coolmax纤维、甲壳素纤维、棉纤维制备排汗抗菌面料，保证面料的抗菌、排汗性能，减少人体与织物之间的粘着效应，提高人体的舒适性；其加工工艺简单快捷，效果持久，耐水洗好。

Description

一种排汗抗菌面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及面料技术领域，尤其涉及一种排汗抗菌面料及其制备方法。
背景技术
伴随着人们生活水平的提高，人们不再是只注重温饱，而是更加注重健康、绿色的生活。进而人们对于服装的要求也越来越高，远远超出了最初保暖遮羞的范畴，纺织品不再仅仅是单一保暖功能的装饰，而是趋向多功能、高性能、智能、舒适的方向。
棉纤维是在纺织业具有举足轻重的地位，因其亲肤、舒适等特点而深受消费者喜爱。但当人们进行剧烈运动或炎热的夏天，旺旺会大量出汗，由于面料不能从人体向外界传递水分，皮肤与衣服之间舒适的氛围被破坏，汗水难以排除体外，穿着时常感觉闷热、易粘衣服，导致穿着者产生闷热、不舒适感觉。同时被人体新陈代谢产生的汗水等物质污染，为大量微生物滋生创造的环境，进而微生物依靠汗水产生的污染物迅速成长、繁殖，过程中伴随着刺激性气味的释放，对人们的身体健康造成严重的危害还会损伤面料。
针对上述技术问题，本发明致力于开发一种排汗抗菌面料，来满足人们对多功能面料的需求。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种排汗抗菌面料及其制备方法，本发明将具有导湿排汗性能的coolmax纤维、具有优良的生物活性及抑菌性能甲壳素纤维引入棉纤维混纺制备面料，保证面料的抗菌、排汗性能，减少人体与织物之间的粘着效应，提高人体的舒适性。
一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造；
(2)面料后整理。
进一步的，一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造：20-40重量份吸湿排汗纤维、5-15重量份抗菌纤维、60-80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布，面料胚布克重为50-200g/m2；
(2)面料后整理：按浴比1g:(10-30)mL将步骤(1)得到的面料胚布置于1-2wt％的抗菌整理剂溶液中浸渍1-2h，控制轧余率为70-100％，于80-100℃干燥2-3min，再在100-130℃烘焙1-2min，即得到排汗抗菌面料。
本发明人研究发现，采用传统方式很难将抗菌剂与面料良好结合，抗菌剂因机械作用易脱离面料，从而使面料的抗菌性丧失。本发明人在上述基础上进一步研究，采用常压等离子体射流对面料胚布进行预处理，使面料胚布含有-OH、-COOH基团，一方面能提高面料的亲水性，另一方面面料胚布含有-COOH与聚乙烯醇/内酯型槐糖脂中的-OH反应，将聚乙烯醇/内酯型槐糖脂接枝与面料中，改善面料的亲水性，同时改善其抗菌性。其可能的原因是：柠檬酸与乙二胺四乙酸作为交联剂，将交联剂中的-COOH与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂中的-OH作用制备聚乙烯醇/内酯型槐糖脂，内酯型槐糖脂中的亲水部分槐糖与交联剂作用接枝与聚乙烯醇，交联剂与内酯型内酯型槐糖脂中的活性羟基反应形成酯键则将内酯型内酯型槐糖脂连接至织物，改善其抗菌性；同时交联剂中的羧基与面料中的羟基作用形成酯键而固定在面料上。交联剂与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂反应形成三维网状结构，有效降低内酯型槐糖脂的流失，且交联剂与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂发生酯化反应得到酯键，其化学稳定好，不易被破坏，使面料的耐洗性能得到改善。
优选的，一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造：20-40重量份吸湿排汗纤维、5-15重量份抗菌纤维、60-80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布，面料胚布克重为50-200g/m2；
(2)面料胚布预处理：采用常压等离子体射流处理面料胚布90-150s，得到预处理面料胚布；其中以氦气为载体，氧气为反应气体；且氦气与氧气按体积比(98-99)：(1-2)混合；
(3)面料后整理：按浴比1g:(10-30)mL将步骤(1)得到的面料胚布置于1-2wt％的聚乙烯醇/内酯型槐糖脂溶液中浸渍1-2h，控制轧余率为70-100％，于80-100℃干燥2-3min，再在100-130℃烘焙1-2min，即得到排汗抗菌面料。
所述聚乙烯醇/内酯型槐糖脂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇溶于90-100℃热水中混合均匀，得到8-10wt％聚乙烯醇溶液；将交联剂、内酯型槐糖脂、磷酸氢二钠加入上述得到的聚乙烯醇溶液中，于60-80℃下搅拌反应得到混合液，离心、干燥，得到聚乙烯醇/内酯型槐糖脂。其中，所述的聚乙烯醇、内酯型槐糖脂按质量比(5-7)：(1-3)混合；内酯型槐糖脂、磷酸二氢钠、交联剂按质量比1：(0.5-1)：(2-3)混合均匀。
所述的交联剂为柠檬酸、BTCA、乙二胺四乙酸中的一种或两种以上混合物。
优选的，所述交联剂为柠檬酸、乙二胺四乙酸按质量比(1-3)：(1-3)混合。
所述吸湿排汗纤维为Coolmax纤维、Coolplus纤维、Cooldry纤维、Topcool纤维、Delight纤维、Seco Tec纤维中的一种或两种或两种以上混合物。
所述抗菌纤维为甲壳素纤维、粘胶纤维、竹纤维、Amicor纤维、中的一种或两种或两种以上混合物。
Coolmax纤维是杜邦公司的一种高科技吸湿透气涤纶纤维，具有四沟槽的Coolmax纤维，能将人体活动时所产生的汗水迅速排至服装表层蒸发，保持肌肤清爽，令活动倍感舒适。
Coolplus纤维由台湾中兴股份有限公司开发是一种具有良好吸湿、排汗功能的新型聚酯纤维，Coolplus纤维的细微沟槽产生的毛细管，在没有外力场条件下，由于界面张力的作用，使毛细管曲面形成附加引力，该张力能自动引导液体流动，称为“芯吸”现象。通过这些细微沟槽产生的毛细现象，将肌肤表层排出的湿气与汗水经由芯吸扩散、传输等作用，瞬间排出体表，从而使肌肤保持干爽与凉快。
Cooldry纤维是泉州海天轻纺集团最新推出的干爽、舒适性纺织品。它将自然界的毛细管原理导入纺织品开发，使其能够快速吸水、输水、扩散和挥发，从而保持肌肤的干爽。CoolDry纤维的横截面面积填充率在60-80％之间，纤维比表面积比圆形截面增加40-50％，因而毛细效应和透气性很高，芯吸能力大大超过棉。
Topcool纤维是台湾远东纺织股份有限公司化纤事业部开发的聚酯纤维新产品，是一种有很强的吸湿排汗功能的纤维。该纤维表面有四道凹槽，利用导湿结构达排水效果，它能迅速吸收皮肤表层湿气及汗水，并排至外层蒸发，使体内保持干爽舒适，能调节体温，并具有芯吸性、可呼吸、速干、不会粘搭不适、易洗、易处理等特性。
Delight纤维是南亚塑胶工业股份有限公司推出的一种异形断面纤维。
Seco Tec纤维是台湾力鹏企业股份有限公司生产的一种“十字”异截面锦纶，利用异型断面特殊导水沟槽将汗水吸收快干，让肌肤干爽舒适。
竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维。竹原纤维具有良好的透气性、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。
Amicor纤维是英国阿考迪斯公司生产的一种新型功能型抗菌纤维，此产品基本纤维是丙烯腈纤维，该纤维具有保暖、质轻、耐化学腐蚀、防霉防菌等特点。
甲壳素纤维，是从虾、蟹、昆虫等的外壳经过脱脂、脱钙等加工聚合而成的一种天然高聚物纤维，具有优良的生物活性、透气性、生物相容性及抑菌性能，对人体皮肤有很强的护理功能。
棉纤维是一种细长柔软、吸湿性好、可再生、对环境友好的天然纤维素纤维，为多层状带中调结构，凭借良好的亲肤性，在纺织业具有举足轻重的作用。
本发明的有益效果：本发明采用coolmax纤维、甲壳素纤维、棉纤维制备排汗抗菌面料，保证面料的抗菌、排汗性能，减少人体与织物之间的粘着效应，提高人体的舒适性；其加工工艺简单快捷，效果持久，耐水洗好。
与现有技术相比，采用常压等离子体射流对面料胚布进行预处理，使面料胚布含有-OH、-COOH基团，一方面能提高面料的亲水性，另一方面面料胚布含有-COOH与聚乙烯醇/内酯型槐糖脂中的-OH反应，将聚乙烯醇/内酯型槐糖脂接枝与面料中，改善面料的亲水性，同时改善其抗菌性。其可能的原因是：柠檬酸与乙二胺四乙酸作为交联剂，将交联剂中的-COOH与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂中的-OH作用制备聚乙烯醇/内酯型槐糖脂，内酯型槐糖脂中的亲水部分槐糖与交联剂作用接枝与聚乙烯醇，交联剂与内酯型内酯型槐糖脂中的活性羟基反应形成酯键则将内酯型内酯型槐糖脂连接至织物，改善其抗菌性；同时交联剂中的羧基与面料中的羟基作用形成酯键而固定在面料上。交联剂与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂反应形成三维网状结构，有效降低内酯型槐糖脂的流失，且交联剂与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂发生酯化反应得到酯键，其化学稳定好，不易被破坏，使面料的耐洗性能得到改善。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
coolmax纤维，75D，INVISTA公司。
甲壳素纤维，线密度：1.0dtex，购买自淄博蓝景纳米材料有限公司。
抗菌整理剂，型号为TPM9007，购买自上海赫泰化工有限公司。
聚乙烯醇，平均分子量Mw＝20000-30000g/mol，水解度：88％，CAS号：9002-89-5，购买自北京百灵威科技有限公司。
内酯型槐糖脂，CAS号：148409-20-5，纯度：98％，购买自赢创中国工业股份公司。
柠檬酸，CAS号：77-92-9，购买自河北创之源生物科技有限公司。
乙二胺四乙酸，CAS号：60-00-4，纯度：99.5％，购买自上海源叶生物科技有限公司。
实施例1
一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造：40重量份coolmax纤维、10重量份甲壳素纤维、80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布，面料胚布克重为100g/m2；
(2)面料后整理：室温下，按浴比1g：30mL将步骤(1)得到的面料胚布置于1.5wt％的抗菌整理剂溶液中浸渍2h，控制轧余率为90％，于100℃干燥2min，再在120℃烘焙2min，即得到排汗抗菌面料。
实施例2
一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造：40重量份coolmax纤维、10重量份甲壳素纤维、80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布，面料胚布克重为100g/m2；
(2)面料胚布预处理：采用常压等离子体射流处理面料胚布150s，得到预处理面料胚布；其中以氦气为载体，氧气为反应气体；且氦气与氧气按体积比98：2混合；
(3)面料后整理：室温下，按浴比1g:30mL将步骤(2)得到的预处理面料胚布置于1.5wt％的聚乙烯醇/内酯型槐糖脂溶液中浸渍1h，控制轧余率为90％，于100℃干燥3min，再在120℃烘焙2min，即得到排汗抗菌面料。
所述聚乙烯醇/内酯型槐糖脂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇溶于95℃热水中混合均匀，得到10wt％聚乙烯醇溶液；将交联剂、内酯型槐糖脂、磷酸氢二钠加入上述得到的聚乙烯醇溶液中，于70℃下搅拌反应得到混合液，离心、干燥，得到聚乙烯醇/内酯型槐糖脂。其中，所述聚乙烯醇、内酯型槐糖脂的质量比7：3；所述内酯型槐糖脂、磷酸二氢钠、交联剂的质量比1：0.5：2。
所述的交联剂为柠檬酸、乙二胺四乙酸按质量比1:2混合。
实施例3
一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造：40重量份coolmax纤维、10重量份甲壳素纤维、80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布，面料胚布克重为100g/m2；
(2)面料胚布预处理：采用常压等离子体射流处理面料胚布150s，得到预处理面料胚布；其中以氦气为载体，氧气为反应气体；且氦气与氧气按体积比98：2混合；
(3)面料后整理：室温下，按浴比1g:30mL将步骤(1)得到的面料胚布置于1.5wt％的聚乙烯醇/内酯型槐糖脂溶液中浸渍1h，控制轧余率为90％，于100℃干燥3min，再在120℃烘焙2min，即得到排汗抗菌面料。
所述聚乙烯醇/内酯型槐糖脂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇溶于95℃热水中混合均匀，得到10wt％聚乙烯醇溶液；将交联剂、内酯型槐糖脂、磷酸氢二钠加入上述得到的聚乙烯醇溶液中，于70℃下搅拌反应得到混合液，离心、干燥，得到聚乙烯醇/内酯型槐糖脂。其中，所述的聚乙烯醇、内酯型槐糖脂按质量比7：3混合；内酯型槐糖脂、磷酸二氢钠、交联剂按质量比1：0.5：2混合均匀。
所述的交联剂为柠檬酸。
实施例4
一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造：40重量份coolmax纤维、10重量份甲壳素纤维、80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布，面料胚布克重为100g/m2；
(2)面料胚布预处理：采用常压等离子体射流处理面料胚布150s，得到预处理面料胚布；其中以氦气为载体，氧气为反应气体；且氦气与氧气按体积比98：2混合；
(3)面料后整理：室温下，按浴比1g:30mL将步骤(1)得到的面料胚布置于1.5wt％的聚乙烯醇/内酯型槐糖脂溶液中浸渍1h，控制轧余率为90％，于100℃干燥3min，再在120℃烘焙2min，即得到排汗抗菌面料。
所述聚乙烯醇/内酯型槐糖脂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇溶于95℃热水中混合均匀，得到10wt％聚乙烯醇溶液；将交联剂、内酯型槐糖脂、磷酸氢二钠加入上述得到的聚乙烯醇溶液中，于70℃下搅拌反应得到混合液，离心、干燥，得到聚乙烯醇/内酯型槐糖脂。其中，所述的聚乙烯醇、内酯型槐糖脂按质量比7：3混合；内酯型槐糖脂、磷酸二氢钠、交联剂按质量比1：0.5：2混合均匀。
所述的交联剂为乙二胺四乙酸。
对比例1
一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造：40重量份coolmax纤维、10重量份甲壳素纤维、80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布，面料胚布克重为100g/m2；
(2)面料胚布预处理：采用常压等离子体射流处理面料胚布150s，得到预处理面料胚布；其中以氦气为载体，氧气为反应气体；且氦气与氧气按体积比98：2混合；
(3)面料后整理：室温下，按浴比1g:30mL将步骤(1)得到的面料胚布置于1.5wt％的内酯型槐糖脂溶液中浸渍1h，控制轧余率为90％，于100℃干燥3min，再在120℃烘焙2min，即得到排汗抗菌面料。
对比例2
一种排汗抗菌面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)面料织造：40重量份coolmax纤维、10重量份甲壳素纤维、80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布，面料胚布克重为100g/m2；
(2)面料后整理：室温下，按浴比1g:30mL将步骤(1)得到的面料胚布置于1.5wt％的聚乙烯醇/内酯型槐糖脂溶液中浸渍1h，控制轧余率为90％，于100℃干燥3min，再在120℃烘焙2min，即得到排汗抗菌面料。
所述聚乙烯醇/内酯型槐糖脂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇溶于95℃热水中混合均匀，得到10wt％聚乙烯醇溶液；将交联剂、内酯型槐糖脂、磷酸氢二钠加入上述得到的聚乙烯醇溶液中，于70℃下搅拌反应得到混合液，离心、干燥，得到聚乙烯醇/内酯型槐糖脂。其中，所述的聚乙烯醇、内酯型槐糖脂按质量比7：3混合；内酯型槐糖脂、磷酸二氢钠、交联剂按质量比1：0.5：2混合均匀。
所述的交联剂为柠檬酸。
测试例1
抗菌性测试：
对实施例1-4和对比例1-2中制备的排汗抗菌面料抗菌性能参考GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第三部分振荡法》中的规定进行测试，以大肠杆菌ATCCNo.11229(革兰氏阴性菌)为试验菌种。测试实施例1-4和对比例1-2中制备的排汗抗菌面料的水洗前、水洗10次和水洗30次的大肠杆菌的抗菌效果，检测结果如表1中所示：
表1排汗抗菌面料的抗菌性能的测试结果
通过实施例2与实施例1对比发现，将聚乙烯醇/内酯型槐糖脂接枝与面料中，改善面料的亲水性，同时改善其抗菌性。其可能的原因是：柠檬酸与乙二胺四乙酸作为交联剂，将交联剂中的-COOH与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂中的-OH作用制备聚乙烯醇/内酯型槐糖脂，内酯型槐糖脂中的亲水部分槐糖与交联剂作用接枝与聚乙烯醇，交联剂与内酯型内酯型槐糖脂中的活性羟基反应形成酯键则将内酯型内酯型槐糖脂连接至织物，改善其抗菌性；同时交联剂中的羧基与面料中的羟基作用形成酯键而固定在面料上。交联剂与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂反应形成三维网状结构，有效降低内酯型槐糖脂的流失，且交联剂与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂发生酯化反应得到酯键，其化学稳定好，不易被破坏，使面料的耐洗性能得到改善。
通过实施例2-4对比发现，实施例2中以柠檬酸与乙二胺四乙酸作为交联剂，引入聚乙烯醇/内酯型槐糖脂中使其耐洗性能显著优于实施例3-4，其可能的原因是：柠檬酸、乙二胺四乙酸与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂反应形成三维网状结构，有效降低内酯型槐糖脂的流失，且交联剂与聚乙烯醇、内酯型槐糖脂发生酯化反应得到酯键，其化学稳定好，不易被破坏，使面料的耐洗性能得到改善。
通过实施例2与对比例2对比发现，实施例2采用常规等离子体预处理面料，将-COOH、-OH、-NH2等亲水基团引入面料，改善其亲水性同时提高纤维与聚乙烯醇/内酯型槐糖脂结合力，显著改善其耐洗性能。
测试例2
吸湿排汗性能测试：
对实施例1-4和对比例1-2中制备的排汗抗菌面料吸湿排汗性能参照GB/T21655.1-2008《纺织品吸湿速干性的评定第1部分：单项组合试验法》进行测试，检测结果如表2中所示：
表2排汗抗菌面料的吸湿排汗性能的测试结果
吸水率/％
实施例1 224
实施例2 293
实施例3 287
实施例4 291
对比例1 266
对比例2 274
测试例3
透湿性能测试：
对实施例1-4和对比例1-2中制备的排汗抗菌面料透湿性能参照GB T 12704.1-2009《纺织品织物透湿性试验方法第1部分：吸湿法》进行测试。测试条件为：试验温度38℃，相对湿度90％R.H，试验时间1h，检测结果如表3所示：
表3排汗抗菌面料的透湿性能的测试结果
透湿率g/(m2·24h)
实施例1 7100
实施例2 8850
实施例3 8770
实施例4 8810
对比例1 8050
对比例2 8520
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种排汗抗菌面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）面料织造：20-40重量份吸湿排汗纤维、5-15重量份抗菌纤维、60-80重量份棉纤维按常规方法织造面料胚布；
（2）面料胚布预处理：采用常压等离子体射流处理面料胚布，得到预处理面料胚布；其中以氦气为载体，氧气为反应气体；且氦气与氧气按体积比98-99：1-2混合；
（3）面料后整理：按浴比1g:10-30mL将步骤（2）得到的面料胚布置于1-2wt%的聚乙烯醇/内酯型槐糖脂溶液中浸渍1-2h，控制轧余率为70-100%，于80-100℃干燥2-3min，再在100-130℃烘焙1-2min，即得到排汗抗菌面料；
所述聚乙烯醇/内酯型槐糖脂的制备方法包括以下步骤：将聚乙烯醇溶于90-100℃热水中混合均匀，得到8-10wt%聚乙烯醇溶液；将交联剂、内酯型槐糖脂、磷酸氢二钠加入上述得到的聚乙烯醇溶液中，于60-80℃下搅拌反应得到混合液，离心、干燥，得到聚乙烯醇/内酯型槐糖脂；其中，所述的聚乙烯醇、内酯型槐糖脂按质量比5-7：1-3混合；内酯型槐糖脂、磷酸二氢钠、交联剂按质量比1：0.5-1：2-3混合均匀；
所述交联剂为柠檬酸、乙二胺四乙酸按质量比1-3：1-3混合。
2.如权利要求1所述的排汗抗菌面料的制备方法，其特征在于，所述吸湿排汗纤维为Coolmax纤维、Coolplus纤维、Cooldry纤维、Topcool纤维、Delight纤维、Seco Tec纤维中的一种或两种以上混合物。
3.如权利要求1所述的排汗抗菌面料的制备方法，其特征在于，所述抗菌纤维为甲壳素纤维、粘胶纤维、竹纤维、Amicor纤维、中的一种或两种以上混合物。
4.一种排汗抗菌面料，其特征在于，采用如权利要求1-3任意一项所述的排汗抗菌面料的制备方法制备而成。
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