CN114836976A

CN114836976A - 一种抗菌窗帘的加工工艺及抗菌窗帘及测试方法

Info

Publication number: CN114836976A
Application number: CN202210480493.8A
Authority: CN
Inventors: 陈慰来; 吕世杰
Original assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Current assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Priority date: 2022-05-05
Filing date: 2022-05-05
Publication date: 2022-08-02

Abstract

本发明提供一种抗菌窗帘的加工工艺及抗菌窗帘及测试方法，1)、预处理：对待处理窗帘面料进行去离子水水洗处理；2)、超声处理：将抗菌整理剂采用超声处理设备进行超声处理，超声频率为20‑50kHz；3)、喷雾工艺整理：把预处理后的窗帘面料放入喷雾设备，将抗菌整理剂喷涂在面料表面；4)、定形：将喷涂抗菌整理剂后的窗帘面料直接通过滚动辊进入定形设备。本申请中采用预处理‑超声处理‑喷雾工艺整理‑定型工艺生产得到的窗帘，相比未采用预处理‑超声处理‑喷雾工艺整理‑定型工艺的窗帘，织物表面纳米粒子吸附牢度大大增加，50次水洗后抑菌率仍可达到90％以上，且抗菌处理后窗帘面料仍能维持原来的织物风格。

Description

一种抗菌窗帘的加工工艺及抗菌窗帘及测试方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种窗帘面料处理，特别是一种抗菌窗帘的加工工艺及抗菌窗帘及测试方法。

背景技术

作为应用最广泛、最典型的家用纺织品—窗帘，使其具有抗菌性能乃是大势所趋。浸轧法使用的设备操作简单，被广泛用于抗菌后整理中。但浸轧工艺其抗菌剂的使用率较低，负载量过高且有安全问题，同时耐水洗性能也相对较差。另外使用传统的浸轧工艺造成的污染较大，抗菌剂的利用率较低，处理后织物其风格会发生一定程度上的改变。

随着机械制造技术和产品开发技术的不断提高，以及消费需求和品质的提升，窗帘面料的开发和应用将会越来越广泛，而目前窗帘抗菌性能仍需要进行提升。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过特定的加工方式结合检测方式，可实现极高的抗菌耐久性、安全性，且对抗菌剂的利用率大大增加，对窗帘面料风格几乎没有影响，更加节约环保的抗菌窗帘的加工工艺及抗菌窗帘及测试方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种抗菌窗帘的加工工艺，包括以下步骤：

1)、预处理：对待处理窗帘面料进行去离子水水洗处理；

2)、超声处理：将抗菌整理剂采用超声处理设备进行超声处理，超声频率为20-50kHz；

3)、喷雾工艺整理：把经过预处理的窗帘面料放入喷雾设备，将抗菌整理剂喷涂在窗帘面料的表面；

4)、定形：将喷涂抗菌整理剂后的窗帘面料直接通过滚动辊进入定形设备。

在上述的抗菌窗帘的加工工艺中，在步骤2)中，抗菌整理剂为纳米金溶液与纳米银溶液，浓度为2-10mg/L；在步骤3)中，对窗帘面料表面先喷涂纳米金溶液，后喷涂纳米银溶液。

在上述的抗菌窗帘的加工工艺中，在步骤2)中，超声处理的时间为 20-50min。

在上述的抗菌窗帘的加工工艺中，在步骤3)中，进行喷雾处理时将经过预处理的窗帘面料放入喷雾设备起始位置的传送带上，传送带的速度由滚动辊控制，调整喷嘴的流速与滚动辊的速度，启动气泵控制窗帘面料均匀地滚过喷嘴位置，使得抗菌溶液能够喷涂在窗帘面料的表面。

在上述的抗菌窗帘的加工工艺中，在步骤3)中，喷雾工艺中喷嘴的流速为 2-15ml/min，滚动辊的速度为5-30m/min。

在上述的抗菌窗帘的加工工艺中，在步骤4)中，将经抗菌整理剂喷涂后的窗帘面料通过滚动辊进入定形设备，且滚动辊的速度为5-30m/min，最终得到具有抗菌性能的窗帘面料。

在上述的抗菌窗帘的加工工艺中，在步骤4)中，定形温度设置为50-150 ℃，定型时间设置为20-80min。

一种抗菌窗帘，通过上述任意一项的加工工艺对织物进行处理，经裁剪、缝制制得。

抗菌窗帘的测试方法，包括以下步骤：

1)、抗菌整理剂负载量测试：

通过抗菌整理前后面料质量变化，按如下计算公式使用增重法测定抗菌整理剂在试样织物表面的负载量Q_T；并通过不同次数的水洗，观察织物表面负载量的变化；

式中：W0—织物抗菌整理前的重量，g；

W1—织物抗菌整理后的重量，g；

2)、面料抗菌耐久性能测试：

取20g抗菌织物，需要180g陪洗织物，12g洗涤剂，在洗衣机中加入40℃热水6L，开机洗涤25min，排水，再加入6L自来水注洗2min，取出织物，离心脱水1min，再用6L自来水注洗2min，取出织物，离心脱水1min；在完成最后一个洗涤程序时，应充分清洗样品，然后晾干或烘干，最后对洗涤完成的窗帘面料进行抑菌率检测；

3)、窗帘面料厚度测试：

用织物厚度仪对不同材质的窗帘面料进行厚度测量，作为评判加工前后织物风格变换的指标；

4)、窗帘面料pH值测试：

将经过不同抗菌整理工艺得到的涤纶和棉织物式样与未经过整理的原式样裁剪成5mm×5mm大小的小块若干，称取2.00±0.05g三份，准备一个三角烧瓶加入一份试样和100ml去离子水，在恒温震荡摇床上进行常温接触震荡2h，对震荡后的溶液进行pH值测试，结果取平均值。

在上述的抗菌窗帘的测试方法中，在步骤2)中，洗涤剂为AATCC 1993WOB 无磷标准洗涤剂；重复步骤2)操作1次相当于5次洗涤。

与现有技术相比，本抗菌窗帘的加工工艺及抗菌窗帘及测试方法具有以下有益效果：

1、本申请中，采用预处理-超声处理-喷雾工艺整理-定型工艺，有利于提高金银纳米粒子在织物上的附着牢度，提高织物抗菌耐久度。在同等测试条件下，采用预处理-超声处理-喷雾工艺整理-定型工艺生产得到的窗帘，相比未采用预处理-超声处理-喷雾工艺整理-定型工艺的窗帘，织物表面纳米粒子吸附牢度更高，抗菌持久性更好，经过多50次水洗后抗菌剂负载量变化较小，且抑菌率仍能达到90％以上。

2、本申请中，采用预处理-超声处理-喷雾工艺整理-定型工艺，有利于降低窗帘面料的pH值，提高织物安全性。在同等测试条件下，采用预处理-超声处理-喷雾工艺整理-定型工艺生产得到的窗帘，相比未采用预处理-超声处理- 喷雾工艺整理-定型工艺的窗帘，前者窗帘面料pH值在7.0-7.5，而后者织物 pH值在8.6-9.1左右。可见喷雾工艺整理后的织物安全性相较于传统工艺明显的提高。

3、本申请中，通过对超声时间及纳米粒子浓度的优化配合，有效减小抗菌整理剂中的纳米金与纳米银粒径，保持纳米银和纳米金粒子分别小于30nm和 130nm，分散性有所提高有，两者PDI均小于0.03。在相同测试条件下，采用金银纳米粒子溶液的浓度6mg/L，超声处理时间为30min工艺生产的得到的抗菌窗帘，相比金银纳米粒子溶液的浓度为6mg/L且不进行超声处理的工艺生产的得到的抗菌窗帘，前者的抑菌率增长61.3％；说明金银纳米粒子溶液浓度与超声处理时间的优化配合，生产得到的抗菌窗帘的抑菌率显著增长。

4、本申请中，在喷雾工艺整理时，对纳米金和纳米银采取先后喷涂的方式，先将纳米金喷涂在面料表面与纤维进行吸附结合，随即进行纳米银的喷涂，使得纳米金和纳米银与织物的附着牢度大大加强。

5、本申请中，在喷雾工艺整理时，通过喷嘴流速以及滚动辊速度的优化配合，有效提高纳米金银粒子的分散率，提高织物上抗菌剂的附着牢度。

6、本申请中，采用喷雾工艺后的窗帘面料其织物厚度几乎不发生变化，相较于传统工艺新型喷雾工艺更能保持织物原有的面料风格。

附图说明

图1是本发明涉及喷雾设备的结构示意图。

图中，1、窗帘面料；2、滚动辊；3、气泵；4、纳米金喷嘴；5、纳米银喷嘴；6、定型设备。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1:

一种抗菌窗帘的加工方式，包括以下步骤：

1)、以100D的涤纶网络丝为原料，组织为平纹，进行织造；

2)、将面料依次进行水洗、染色、整理、烘干；

3)、对涤纶面料进行抗菌后整理，处理步骤如下：

a、预处理：对待处理面料进行去离子水水洗处理；

b、超声处理：采用蒸馏水分别对纳米银与纳米金溶液进行稀释，并在纳米银溶液中加入一定量的异丙醇溶液配置分别得到6mg/L的纳米粒子溶液；将纳米金与纳米银溶液采用超声处理设备进行超声处理，超声频率为20-50kHz；

c、喷雾工艺整理：把经过预处理的面料放入喷雾设备的滚动辊的起始位置，启动气泵，控制面料均匀地滚过喷嘴位置，将纳米金溶液和纳米银溶液先后喷涂在面料的表面；

如图1所示，进行喷雾处理时将经过预处理的窗帘面料1放入喷雾设备起始位置的传送带上，传送带的速度由滚动辊2控制，调整纳米金喷嘴4、纳米银喷嘴5的流速与滚动辊2的速度，启动气泵3控制窗帘面料均匀地滚过喷嘴位置，使得抗菌整理剂喷涂在面料的表面。

d、定形：将喷涂纳米金和纳米银后的面料直接通过滚动辊进入定形设备，设置温度130℃，时间40min；

4)、将步骤3整理后的抗菌织物进行裁剪、缝制，制得规格为150cm*210cm 的抗菌窗帘。

如图1所示，将经过抗菌整理剂喷涂后的窗帘面料通过滚动辊进入定形设备6，最终得到具有抗菌性能的窗帘面料。

实施例2:

本实施例内容与实施1内容基本相同，相同的部分内容不再重复，与实施1 不同的是：织造所选用的原料为26S棉纱。将棉织物的定形温度设置为80℃，时间50min。

对比例1；

一种抗菌窗帘，与实施例1的区别在于，步骤3)中，不采用喷雾方式进行抗菌处理，而采用传统浸轧工艺进行抗菌整理。处理步骤如下：

a、超声浸渍：将织物浸没于金银纳米粒子溶液中进行超声浸渍30min，超声频率为20-50kHz；

b、轧压：将超声浸渍后的织物进行轧压，轧压后的织物的轧余率为80％ -90％；

c、预烘：将扎压后的织物在温度为50-150℃的条件下进行预烘，时间20-80min，获得含水率小于0.5％的预烘后的织物；

d、定型：在连续操作步骤a-b两次后，对预烘后的织物进行湿热定型。

对比例2；

一种抗菌窗帘，与实施例2的区别在于，步骤3)中，不采用喷雾方式进行抗菌处理，而采用传统浸轧工艺进行抗菌整理。

实验1：

试验项目：抗菌整理剂负载量测试；

试验内容：通过抗菌整理前后面料质量变化，按如下计算公式使用增重法测定抗菌整理剂在试样织物表面的负载量Q_T。并通过不同次数的水洗，观察两种整理工艺制备的织物表面负载量的变化。

式中：W0—织物抗菌整理前的重量，g；

W1—织物抗菌整理后的重量，g。

通过公式计算得到实施例1,2与对比例1,2水洗前后的织物负载量，测试结果如表1所示。

表1不同水洗次数后的织物负载量

试验数据分析：

通过结果对比发现，由浸轧工艺所制备的涤纶织物和棉织物表面纳米粒子负载量均比喷雾工艺高。虽然浸轧工艺具有较高的纳米粒子的附着量，但其附着牢度不高，经过50次水洗后涤织物与棉织物的附着量分别下降了41.9％与 33.2％。喷雾工艺采用喷嘴通过一定的压强将抗菌稳定地剂附着在面料表面的方式使得抗菌剂的使用率大大提升。随着水洗次数增加其纳米粒子负载量变化不大，喷雾工艺处理的面料经过50次水洗后涤织物与棉织物的附着量分别下降了 7.7％与4.8％，相比于浸轧工艺喷雾工艺抗菌剂的使用率提升明显，面料耐水洗性较传统浸轧工艺大大提升。采用喷雾工艺由于纳米粒子的附着牢度高，抗菌剂的使用量减少，减少了加工成本。

实验2：

试验项目：面料抗菌耐久性能测试；

取20g抗菌织物，需要180g陪洗织物，12g AATCC 1993WOB无磷标准洗涤剂，在洗衣机中加入40℃热水6L，开机洗涤25min，排水，再加入6L自来水注洗2min，取出织物，离心脱水1min，再用6L自来水注洗2min，取出织物，离心脱水1min。在完成最后一个洗涤程序时，应充分清洗样品，然后晾干或烘干，上述操作一次相当于5次洗涤。最后对洗涤完成的窗帘面料进行抑菌率检测。

测试结果如表2,3所示：

表2喷雾工艺制备的织物抑菌率

表3浸轧工艺制备的织物抑菌率

根据表2,3可知，由喷雾工艺制备的抗菌窗帘织物水洗50次后，涤纶织物与棉织物对大肠杆菌抑菌率与金黄色葡萄球菌抑菌率均大于90％。由浸轧工艺制备的窗帘织物，其50次水洗试验后对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌抑菌率均小于 80％。可见由传统的浸轧工艺制备的面料在抗菌耐久性能方面有所欠缺，纳米粒子不能稳固地附着在织物表面，随着水洗次数的不断增加，织物的抑菌率下降明显，而使用喷雾工艺制备的窗帘织物的抗菌性能在耐久性能方面有很大的提升。

实验3：

试验项目：窗帘面料厚度测试；

试验内容：使用织物厚度仪对经过不同制备工艺得到的涤纶和棉织物测量厚度，以此作为评判织物加工前后织物风格变换的指标。

测试结果如表4所示：

表4各试样厚度变化率

根据表4可知，喷雾工艺制备的涤纶织物与棉织物厚度变化率为0％，浸轧工艺制备的织物在整理前后厚度发生了一定的变化。其中，棉织物经过浸轧工艺后厚度变化率为2.44％，涤纶织物厚度变化率达到了6.159％。结合负载量结果来看，由于喷雾工艺制备的织物抗菌剂的负载量极小，对面料产生的影响也较小，因此厚度不发生变化。而浸轧工艺过程，织物在纳米溶液中充分浸泡，溶液对面料产生了影响，且最终负载量也远高于喷雾工艺，致使得到面料厚度变化明显。面料由于后加工处理导致面料厚度变化会影响织物表面原有的纹理与风格。由此可见相比于传统的浸轧工艺采用新型的喷雾工艺对窗帘的厚度几乎没有变化，能保持面料原有的风格。

实验4：

试验项目：面料pH值测试；

试验内容：将经过不同抗菌整理工艺得到的涤纶和棉织物式样与未经过整理的原式样裁剪成5mm×5mm大小的小块若干，称取2.00±0.05g三份，准备一个三角烧瓶加入一份试样和100ml去离子水，在恒温震荡摇床上进行常温接触震荡2h，对震荡后的溶液进行pH值测试。每次测试后都要使用去离子水进行冲洗，以免影响下一次测试结果，测试结果取平均值。

测试结果如表5所示：

表5抗菌整理前后pH值变化

试样	pH值	试样	pH值
				涤纶织物	7.1	棉织物	7.13
实施例1	7.31	实施例2	7.28
				对比例1	8.54	对比例2	8.34

纺织品的pH值反映了纺织品的酸碱含量，同时也可以用来衡量纺织品的安全性。我们的人体皮肤在正常情况下偏弱酸性，pH值保持在5.5～7.0范围内。但是如果纺织品的pH值超过了这个范围，这种弱酸性环境会受到影响，可能引发皮肤感染症状。根据表5可知，经过抗菌处理后的涤纶织物与棉织物pH 值均有所升高。经过喷雾抗菌处理的面料pH值在7.3左右，与未处理的面料对比pH值变化不明显，且根据相关规定可直接与皮肤接触。而采用二浸二轧整理工艺制备的涤纶织物与棉织物最终所测得pH值分别为8.54和8.34，已经超过直接接触纺织品所规定的pH值范围，与未经处理的面料相比pH值上升明显。由于采用新型喷雾工艺大大降低了抗菌剂的负载量使得面料的pH值变化较小，达到可直接接触皮肤的等级，由此可见经过喷雾工艺的面料具有更高的安全性。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以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，只要不偏离本发明的结构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

1.一种抗菌窗帘的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)、预处理：对待处理窗帘面料进行去离子水水洗处理；

2.如权利要求1所述的抗菌窗帘的加工工艺，其特征在于，在步骤2)中，抗菌整理剂为纳米金溶液与纳米银溶液，浓度为2-10mg/L；在步骤3)中，对窗帘面料喷涂顺序为先喷涂纳米金溶液，后喷涂纳米银溶液。

3.如权利要求1所述的抗菌窗帘的加工工艺，其特征在于，在步骤2)中，超声处理的时间为20-50min。

4.如权利要求1所述的抗菌窗帘的加工工艺，其特征在于，在步骤3)中，进行喷雾处理时将经过预处理的窗帘面料放入喷雾设备起始位置的传送带上，传送带的速度由滚动辊控制，调整喷嘴的流速与滚动辊的速度，启动气泵控制窗帘面料均匀地滚过喷嘴位置，使得抗菌溶液能够喷涂在窗帘面料的表面。

5.如权利要求4所述的抗菌窗帘的加工工艺，其特征在于，在步骤3)中，喷雾工艺中喷嘴的流速为2-15ml/min，滚动辊的速度为5-30m/min。

6.如权利要求1所述的抗菌窗帘的加工工艺，其特征在于，在步骤4)中，将经抗菌整理剂喷涂后的窗帘面料通过滚动辊进入定形设备，且滚动辊的速度为5-30m/min，最终得到具有抗菌性能的窗帘面料。

7.如权利要求1所述的抗菌窗帘的加工工艺，其特征在于，在步骤4)中，定形温度设置为50-150℃，定型时间设置为20-80min。

8.一种抗菌窗帘，其特征在于，通过权利要求1-7中任意一项的加工工艺对织物进行处理，经裁剪、缝制制得。

9.如权利要求8所述的抗菌窗帘的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、抗菌整理剂负载量测试：

式中：W0—织物抗菌整理前的重量，g；

W1—织物抗菌整理后的重量，g；

2)、窗帘面料抗菌耐久性能测试：

3)、窗帘面料厚度测试：

4)、窗帘面料pH值测试：

将待测样品裁剪成5mm×5mm大小的小块若干，称取2.00±0.05g三份，准备一个三角烧瓶加入一份试样和100ml去离子水，在恒温震荡摇床上进行常温接触震荡2h，对震荡后的溶液进行pH值测试，结果取平均值。

10.如权利要求9所述的抗菌窗帘的测试方法，其特征在于，在步骤2)中，洗涤剂为AATCC 1993WOB无磷标准洗涤剂；重复步骤2)操作1次相当于5次洗涤。