CN114290764A

CN114290764A - 抗菌自清洁面料及窗帘

Info

Publication number: CN114290764A
Application number: CN202111668618.1A
Authority: CN
Inventors: 朱炜; 杜利国
Original assignee: Hangzhou Fuyang Shuma Decoration Handicraft Co ltd
Current assignee: Hangzhou Fuyang Shuma Decoration Handicraft Co ltd
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2022-04-08

Abstract

申请涉及面料领域，更具体地说，它涉及抗菌自清洁面料及窗帘，抗菌自清洁面料包括面层、粘结层和基底层，其中面层为面料A在不高于50℃的条件下，经过抗菌处理液处理得到，面料A的原料中，包括占面料A原料20～35wt%的竹炭维纤；抗菌处理液中，包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、活性氧化铝、纤维素醚类化合物、非离子乳化剂。本申请中的抗菌自清洁面料具有柔软的触感，同时可以保持较好的抗菌性能和自清洁性能。

Description

抗菌自清洁面料及窗帘

技术领域

本申请涉及面料领域，更具体地说，它涉及抗菌自清洁面料及窗帘。

背景技术

随着人们生活水平日益提高，窗帘在生活中承载的作用也越来越多。人们已经开始不满足于简单的遮光效果，而是希望窗帘具有更多的功能。

由于窗帘较为厚重，其清洗过程也较为繁琐，因此，减少窗帘的清洗次数在居家生活中有较为明显的意义。自清洁面料是一种新型面料，可以在光照下催化并分解附着于面料上的污渍，进而可以减少清洗次数，但是自清洁面料中一般需要掺入二氧化钛等光敏性催化剂，上述催化剂在面料中的荷载能力较弱，分布均匀性不佳，容易造成面料的触感下降。

发明内容

为了提高抗菌自清洁面料的触感，本申请提供抗菌自清洁面料及窗帘。

首先，本申请提供抗菌自清洁面料，包括面层、粘结层和基底层，其中面层为面料A在不高于50℃的条件下，经过抗菌处理液处理得到，所述面料A的原料中，包括占面料A原料20～35wt％的竹炭维纤；

所述抗菌处理液中，包括如下组分：

纳米二氧化钛：5～10g/L；

纳米二氧化硅：2.5～5g/L；

活性氧化铝：2.5～5g/L；

纤维素醚类化合物：0.2～0.5g/L；

非离子乳化剂：1～2g/L。

上述技术方案中，采用了纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和活性氧化铝的复合体系对面料进行处理，并采用了竹炭纤维作为面料A中的部分原料。面料A的剩余部分可以为涤纶、锦纶、氨纶、棉、亚麻或其他单种纤维或复合纤维，也可以是其他适用于制作窗帘的纤维。在上述基础上，由于竹炭具有较好的吸附性，且其表面较为光滑，因此通过竹炭纤维吸附上述组分后，可以减少其对于面料本身柔软度、光滑度的影响。

同时，采用竹炭纤维对上述组分进行吸附后，也具有较好的抗菌、自清洁效果，竹炭纤维本身具有一定的抗菌性能，而吸附二氧化钛后，由于竹炭纤维表面具有较多空隙结构，有助于二氧化钛在光照下发生催化反应。

二氧化硅和氧化铝在上述体系中的作用主要是提高反应性能的效果，一般情况下，该角色由氧化锌担任，但是实验发现，氧化锌在竹炭纤维体系中对触感的影响较大，更换为二氧化硅和氧化铝的复合体系由，由于二氧化硅和氧化铝自身具有高分散性和多孔结构，其多孔结构内反应活性较好，可以快速分解油污，同时对面料的柔软度光滑度影响较小。值得注意的是，活性氧化铝一般指χ型、γ型、β型和η型，采用非活性氧化铝(如α型)则无类似效果。

纤维素醚类化合物和非离子乳化剂均具有较好分散性，可以使上述纳米颗粒在抗菌处理液的体系中均匀分布，提高抗菌处理的效果，同时，纤维素醚类化合物可以在体系中形成胶束，提高纳米颗粒在纤维上的荷载水平，减少使用过程中纳米颗粒的损失。

可选的，所述面料A的原料中，还包括占面料A原料10～15％的壳聚糖纤维和占A原料6～10％的粘胶纤维。

在上述技术方案中，壳聚糖纤维具有较好的吸附性能，在竹炭纤维沟通过其多孔结构吸附上述抗菌处理液中的组分后，一方面通过粘胶纤维可以将体系整体进行粘合，提高面料本身的强度，另一方面通过壳聚糖纤维可以强化竹炭纤维对纳米颗粒的吸附能力。壳聚糖纤维具有较多活性基团，且本身就有一定的抗菌性能，在体系中加入壳聚糖纤维之后，抗菌性能由进一步的提高。

可选的，所述抗菌处理液中，还包括浓度为0.15～0.3g/L的环糊精。

环糊精具有较好的连接性能和增粘能力，在纤维的表面可以更好地吸附二氧化硅和氧化铝的体系。由于环糊精本身具有空腔结构，因此污渍在面料上容易被吸纳到空腔中，而空腔又具有优秀的反应容纳性能，在空腔中的污渍可以被快速分解，因此提高了自清洁性能。

可选的，所述抗菌处理液的溶剂体系为质量分数为10～20％的乙醇水溶液体系。

采用水和乙醇的混合体系作为溶剂，一方面对于组分的分散性较好，提高抗菌处理液的稳定性，另一方面乙醇可以除去面料前序生产过程中附着于纤维上的部分污渍，提高孔隙对于上述组分的容纳性能。

可选的，所述抗菌处理液中，还包括摩尔浓度为30～50mM的锂离子，所述锂离子以一元无机锂盐的形式加入。

在上述体系中，通过添加锂离子，锂离子具有一定的多元配位性能，在二氧化硅表面形成较好的配位结构后，可以进一步提高二氧化硅-二氧化钛-氧化铝体系的自清洁反应能力。

可选的，所述抗菌处理液中，还包括摩尔浓度为10～15mM的磷酸根离子，磷酸根离子以硒酸盐的形式加入。

磷酸根离子可以通过磷酸钠、磷酸钾或磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾等方式引入，其主要作用在于调节体系内的溶液酸碱性平衡和纳米颗粒表面的电荷平衡，一方面使纳米颗粒更好地吸附在面料A中，一方面也有助于减少纳米颗粒的团聚，提高面料的柔软度。

可选的，所述抗菌处理液中还包括质量浓度为10～20g/L的乙二醇。

添加乙二醇可以提高纳米颗粒与纤维之间的连接强度，提高纳米颗粒的负载率，使得纳米颗粒不易在清洗过程或长期使用过程中从窗帘对的表面脱落。

可选的，所述粘结层中，包括质量分数为50～75％的丙烯酸乳液、质量分数为5～10％的活性炭，质量分数为3～5％的乳化剂，余量为水。

上述技术方案中在年结层内加入了活性炭，活性炭一方面具有遮光性能，另一方面，将面层粘结于基底层上时，活性炭中的孔隙可以作为反应发生得场所，并在一定程度上容纳二氧化钛光催化产生得活性物质，进而提高光催化过程中对污染物的分解能力，同时，活性炭还可以保护年结层的结构，使面层和基底层之间不易分离。

另外，本申请还提供一种窗帘，通过上述抗菌自清洁面料制备得到，其中，基底层为棉布，厚度为50～80g/m²。

棉布作为基底层，使得窗帘整体具有较好的触感和较佳的遮光、保暖、吸音能力。

综上所述，本申请包括如下至少一种有益效果：

1、在本申请中，通过氧化铝、二氧化硅和二氧化钛的复合体系，对含有竹炭纤维的面层进行改性调理，使得该面料具有良好触感、光滑度和柔顺度的同时，具有良好的抗菌和自清洁性能。

2、在本申请中，通过添加锂离子，形成多元配位结构，可以有效提高面料的自清洁能力。

3、在本申请中，通过引入磷酸根，可以使纳米颗粒在面料表面更好的吸附，同时减少纳米颗粒的团聚。

4、在本申请中，引入环糊精体系，可以使环糊精中的空腔成为反应体系的容纳腔，进一步提高面料的自清洁和抗菌效果。

具体实施方式

以下结合和实施例对本申请作进一步详细说明。

在以下实施例和制备例中，所用的物料组分参数如表1所示。

表1、物料情况

在以下实施例和对比例中，具体通过如下实验判定面料本身的性能。

自清洁效果：在以下实施例和对比例的面料上，滴加1mL辣椒油，待辣椒油充分分散开后，放置于自然光下，测定其表面痕迹完全消失所需要的时间。

抗菌性能：依照国标GB/T30706-2014，送交第三方进行实验，测定其对金黄色葡萄球菌的抗菌性能。

柔软度测定：通过柔软度测定仪对上述织物机型测定，测定其弯曲刚度，单位为N·cm²/cm。

耐洗性能：在常温下，对以下制备得到面料进行洗涤，面料、水和洗涤液的质量比为100∶150∶5，洗涤液选用蓝月亮洗涤液，单次洗涤时间(不含漂洗、烘干)为10min，洗涤温度为常温。洗涤20次后，再次进行上述实验。

制备例A系列为抗菌处理液，其具体组分如表2所示。

在以下制备例A系列中，通过按照浓度将各物料原料加入到溶剂中，搅拌均匀后得到。

表2、制备例A1～A21的物料配比

其中，非离子表面活性剂为吐温-60，纤维素醚类化合物选用羧甲基纤维素醚，环糊精为α-环糊精，磷酸盐选用磷酸钠，锂盐选用氯化锂。活性氧化铝为β型氧化铝。

另外，针对上述制备例A，设置制备例B系列处理液，用于进行对比，具体如下。

制备例B1，与制备例A2的区别在于，纳米二氧化硅等质量地替换为纳米二氧化钛。

制备例B2，与制备例A2的区别在于，活性氧化铝等质量地替换为纳米二氧化钛。

制备例B3，与制备例A2的区别在于，活性氧化铝等质量地替换为非活性的氧化铝，具体选用α晶型的氧化铝。

制备例B4，与制备例A2的区别在于，抗菌处理液中不添加纤维素醚化合物。

制备例B5，与制备例A2的区别在于，纳米二氧化硅等质量地替换为纳米氧化锌。

制备例B6，与制备例A2的区别在于，活性氧化铝等质量地替换为纳米氧化锌。

实施例1，包括面层、粘结层和基底层，其中粘结层具体配置方法如下：

按照丙烯酸乳液75％、水20％、乳化剂5％的质量配比配置，随后按照120g/m²的量涂覆于基底层上，再将面层复合于基底层上，在180℃的烘箱中加热固化2min，随后通过热轧辊(压力5t，温度180℃)热压复合，得到上述面料。其中，乳化剂为吐温-80。

其中，基底层为棉布，厚度为50g/m²；面层为面料A经过上述抗菌处理液浸泡后得到。浸泡时间为20s，面料A和上述抗菌处理液的质量体积比为20g/L，浸泡完毕后，先轧干，再在70℃真空烘箱中烘干至干燥。面料A通过质量分数20％的竹炭纤维和80％的聚酯纤维混纺成丝，再针织得到。丝线150D，144F。

首先，选用同种面料A，并用不同的抗菌处理液进行处理，得到实施例1～21及对比例1～6。

实施例1～21中，面料A分别选用制备例A1～A21中的处理液进行处理。

对比例1～6中，面料A分别选用制备例B1～B6中的处理液进行处理。

实施例1～21及对比例1～6的实验结果如表3所示。

表3、实施例1～21及对比例1～6的实验结果

通过上述实施例和对比例的对比可知，在本申请中，通过二氧化钛、二氧化硅和活性氧化铝的复配体系，可以实现较好的柔软度的同时，兼顾有自清洁和抗菌的效果。相较于使用氧化锌的对比例，其自清洁和抗菌性能无明显变化，但是柔软度有明显的提高。

环糊精可以有效提高抗菌性能，同时，当环糊精与锂离子、磷酸根离子复配时，可以提高上述两种离子的抗清洗能力，其容纳效果和较强的连接效果，可以有效的减少离子在水洗过程中的损失，进而使得面料在经过多水洗后依旧具有较好的抗菌性能和柔软性，而该水洗次数一般可以认为已经超过窗帘5～10年内一般家庭的洗涤次数，且由于本申请中的面料具有自清洁性能，因此其需要的清洗次数更少。

锂离子和磷酸根均具有较好的提高抗菌性能和自清洁性能的效果，锂离子的效果更为明显，可能是在二氧化钛的光催化过程中，形成的活性物质可以在锂离子的作用下形成更稳定的中间体。磷酸根离子兼具有提高面料柔软性的效果。

乙二醇对面料的柔软性有明显的提升效果，且实际发现，乙二醇还具有一定程度的定型防皱效果。

在上述基础上，进一步对面料A中的组分、粘结层的组分以及基底层的组分及厚度进行了调整，得到如下实施例。

实施例22，与实施例2的区别在于，对面料A中的纤维比例进行了调整，具体如表4所示。

对比例7，与实施例2的区别在于，对面料A中的纤维比例进行了调整，具体如表4所示。

表4、实施例22～27中面料A的纤维配比(wt％)

实施例编号	竹炭纤维	壳聚糖纤维	粘胶纤维	聚酯纤维
					实施例22	30	0	0	70
实施例23	35	0	0	65
					实施例24	30	10	10	50
实施例25	30	15	6	49
					实施例26	30	15	0	55
实施例27	30	0	10	60
					对比例7	10	0	0	90

实施例28，与实施例25的区别在于，基底层的厚度为80g/cm²。

实施例29，与实施例25的区别在于，采用了制备例A7中的抗菌处理液进行处理。

实施例30，与实施例25的区别在于，采用了制备例A13中的抗菌处理液进行处理。

实施例31，与实施例25的区别在于，采用了制备例A17中的抗菌处理液进行处理。

实施例32，与实施例25的区别在于，采用了制备例A21中的抗菌处理液进行处理。

实施例33～35，与实施例2的区别在于，对粘结层中各组分的用量进行了调整，具体如表5所示。

表5、实施例33～35中粘结层配比

实施例编号	丙烯酸乳液	活性炭	乳化剂	水
					实施例33	50	10	3	余量
实施例34	60	8	5	余量
					实施例35	75	0	5	余量

对实施例22～36进行实验，结果如表6所示。

表6、实施例22～36及对比例7的实验结果

在实施例22～31和对比例7中，调整了面料A的纤维组成，实验数据可以发现，在面料A的纤维中添加壳聚糖纤维和粘胶纤维后，可以在不影响整体柔软度的情况下，进一步提高面料的抗菌性能和自清洁性能。若不加入粘胶纤维，则会尽管面料依旧有较好的抗菌性能，但是柔软性会明显降低。

在实施例33～35中，改变了粘结层。实施例35中，粘结层不含活性炭，因此明显降低了体系的反应活性，进而降低了抗菌性能和自清洁性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.抗菌自清洁窗帘面料，其特征在于，包括面层、粘结层和基底层，其中面层为面料A在不高于50℃的条件下，经过抗菌处理液处理得到，所述面料A的原料中，包括占面料A原料20～35wt%的竹炭维纤；

所述抗菌处理液中，包括如下组分：

纳米二氧化钛：5～10 g/L；

纳米二氧化硅：2.5～5 g/L；

活性氧化铝：2.5～5 g/L；

纤维素醚类化合物：0.2～0.5 g/L；

非离子乳化剂：1～2 g/L。

2.根据权利要求1所述的抗菌自清洁面料，其特征在于，所述面料A的原料中，还包括占面料A原料10～15%的壳聚糖纤维和占A原料6～10%的粘胶纤维。

3.根据权利要求1所述的抗菌自清洁面料，其特征在于，所述抗菌处理液中，还包括浓度为0.15～0.3 g/L的环糊精。

4.根据权利要求1所述的抗菌自清洁面料，其特征在于，所述抗菌处理液的溶剂体系为质量分数为10～20%的乙醇水溶液体系。

5.根据权利要求1所述的抗菌自清洁面料，其特征在于，所述抗菌处理液中，还包括摩尔浓度为30～50 mM的锂离子，所述锂离子以一元无机锂盐的形式加入。

6.根据权利要求1所述的抗菌自清洁面料，其特征在于，所述抗菌处理液中，还包括摩尔浓度为10～15 mM的磷酸根离子，磷酸根离子以硒酸盐的形式加入。

7.据权利要求1所述的抗菌自清洁面料，其特征在于，所述抗菌处理液中还包括质量浓度为10～20g/L的乙二醇。

8.根据权利要求1所述的抗菌自清洁面料，其特征在于，所述粘结层中，包括质量分数为50～75%的丙烯酸乳液、质量分数为5～10%的活性炭，质量分数为3～5%的乳化剂，余量为水。

9.窗帘，其特征在于，通过如权利要求1～8中任意一项抗菌自清洁面料制备得到，其中，基底层为棉布，厚度为50～80g/m²。