CN1710187B - 纳米复合金属涂层纺织品及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于功能性纺织产品技术领域，是一种纳米复合金属涂层纺织品及制备工艺。本发明要解决背景技术中织物导电、电磁波屏蔽效果不佳，耐洗涤性能差，产品手感硬等问题。技术方案是在织物表面涂覆有纳米复合金属涂层，所述涂层中含有银1-10％；镍20-70％；铜10-40％；锌0-30％，纳米材料的平均粒度在40-90nm。制备工艺为：1.织物涂层整理；2.配制纳米复合金属涂层整理剂；3.纳米复合金属整理涂层工序；4.烘干。本发明大大提高了涂层的耐洗涤性、柔软性，纳米涂层织物的导电性好，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌等的抑菌率大于99％。

Description

纳米复合金属涂层纺织品及制备工艺

技术领域：

本发明属于功能性纺织产品技术领域，具体涉及一种纳米复合金属涂层纺织品及制备工艺。

背景技术：

由纺织品制备的各类衣物其基本功能主要是遮蔽身体和达到美观的效果。随着社会的进步，一些对人体有害的因素不断被提出，例如电磁波对人体的危害已被大量的科学研究所证实，衣物产生静电给人民的生活带来了许多不便，还有各类有害细菌通过服装产品的传播促进了流行疾病的扩散蔓延，衣物作为人体与外界环境的直接屏障，现有技术存在着功能单一的问题，它的其它功能性研究已经被人们提了出来，成为研究的一个方向。

由于具有抗电磁波、导电(抗静电)和抗菌的多功能性纺织品的研究及其应用具有重要的社会意义，现有技术已有相关的报道。目前电磁波屏蔽防护纺织品主要有金属纤维混纺织物、金属电镀或化学镀织物、金属盐(如CuS)涂层织物这几种。它们的加工方法分别是：1、金属纤维混纺法加工；2、织物用金属电镀或化学镀；3、用金属盐(如CuS)涂层的纤维进行织物加工。用第1种方法加工的金属纤维混纺织物中大量使用超细不锈钢纤维，但它与其他纤维混纺均匀性差，因此电磁波屏蔽率低，织物手感硬，且价格高，只适用于特殊的防护产品加工；第2、3种方法加工的金属电镀或化学镀织物及金属盐(如CuS)涂层织物都具有良好的电磁波屏蔽与导电性能，但它们加工过程烦琐，工艺要求高，所加工的织物手感硬，耐洗涤性、耐氧化性差，成本高，实际生产及应用受到了很大的限制。因此现有技术存在的问题是：多功能实现不完善，织物手感硬，且价格高难以大规模生产应用。

发明内容：

本发明要克服现有技术存在的衣物原料纺织品多功能实现不完善，织物手感硬，且价格高难以大规模生产应用问题。

本发明的技术解决方案是：

一种纳米复合金属涂层纺织品，其特殊之处在于：所述织物表面涂覆有纳米复合金属涂层，所述涂层复合金属材料中，含有银：1-10％；镍：20-70％；铜：10-40％；锌：0-30％，纳米材料的平均粒度在40-90nm。

一种纳米复合金属涂层纺织品的加工工艺，其特殊之处在于：依次包括下述步骤，

1].织物预处理：对各类织物，按照现有的整理设备和加工方法，对织物进行洗涤、烘干预处理加工；

2].配制涂层整理剂：按对织物重量的3～10％准备纳米复合金属涂层整理剂；

3].整理涂层工序：将织物置入涂层机中，利用纳米复合金属涂层整理剂进行纳米复合金属涂层整理；

4].烘干，将织物烘干，使涂层整理剂固化交联，出成品。

上述步骤2]中配制涂层整理剂的各种原料的用量为：

1].液相单分散纳米银、镍、铜、锌复合金属，是水与复合金属材料的膏状混合物。纳米粒径10-100nm，含固量为60～90％，配制每100公斤整理剂用量可为30～60公斤；其中纳米银、镍、铜、锌的含量分别是：1-10％；镍：20-70％；铜：10-40％；锌：0-30％。

2].分散剂，采用阳离子分散剂，配制每100公斤整理剂用量可为0.2～2公斤。

3].有机硅弹性单体，是有机硅弹性体水溶液，含固量为40～45％，配制每100公斤整理剂用量可为30～40公斤。

4].去离子水，配制每100公斤整理剂用量可为10～30公斤，

配制力法是将各种原料进行搅拌，高速搅拌均匀即可。

上述对纺织品进行纳米复合金属涂层整理工序在对织物涂层工序中进行；织物通过涂层刮刀时，刮刀间距控制在0.1-0.2mm，车速以9～12米/分钟为宜。

上述步骤4]中，对织物加工的烘干是用涂层机自身的烘干机，并分为烘干和烘焙两个部分，烘干温度70～95℃。

上述步骤4]中，烘干时，涂层机最后一节的前面几节烘房内烘房温度控制在80～90℃，最后一节烘房温度为120-130℃，烘干织物速度与纳米涂层速度相同。

上述最后一节烘房设置2～10只紫外灯，紫外灯距织物的距离以15厘米为宜。易于实现，便于控制温度。

本发明具有以下优点：

1、纺织物的多功能体现完善：本发明的产品具有极好的导电性，表面比电阻为0.1-10Ω/cm；电磁波屏蔽性能好，在2450-2650M范围内为40-70dB；对大肠杆菌、金黄葡萄球菌等的抑菌率大于99％。

2、织物使用性能好：因为采用纳米级材料和有机硅新型高分子复合工艺，涂层薄而手感柔软；针对纳米复合金属整理剂的固化特点，对烘干条件采用增加紫外线照射的方法，适当提高了烘干的温度，从而加强了纳米涂层中粘合剂材料的交联强度，大大提高了涂层的耐洗涤性、柔软性等。

3、制备工艺简单：本发明在传统设备的基础上采用了纳米涂层处理工序，工艺合理、简单。

4、成本低：利用现有技术设备即可实现，制备成本低，适合于大规模的工业化生产，不仅可应用于特殊领域，亦可作为日常生活纺织品进入家庭。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1，一种纳米复合金属涂层纺织品，所述织物表面涂覆有纳米复合金属涂层，所述涂层复合金属材料中，含有银2％，镍65％，铜33％。

纳米复合金属银/镍/铜涂层纺织品是对150g/m²涤纶平纹布进行涂层处理，其制备工艺是：

1].织物预处理：对涤纶织物，按照现有的整理设备，进行洗涤、柔软、定型预处理加工；

2].配制织物涂层整理剂：按对织物重量的6％准备纳米复合金属涂层整理剂.涂层整理剂中采用单分散银/镍/铜纳米复合金属材料为功能原料，其中含银：2％，镍：65％，铜：33％，纳米粒径65nm，每100公斤整理剂中功能原料的用量为45公斤；每100公斤整理剂中阳离子分散剂用量为0.5公斤；每100公斤整理剂中有机硅弹性单体用量为35公斤；每100公斤整理剂中去离子水用量为19.5公斤.

2].纳米复合金属涂层整理工序：在涂层设备上对纺织品进行涂层整理加工。将纳米复合金属涂层整理剂加入设备的加料槽中，对纺织品进行纳米复合金属涂层。

刮刀间距：0.15mm，车速：12米/分钟。

3].烘干：烘干区烘干温度为85℃，烘焙区加装紫外灯10个，温度为125℃。出成品。

所得纳米复合金属涂层织物，采用波导管法进行电磁波屏蔽性能测试，电磁波屏蔽效应在2250-2650M，为62dB。表面比电阻为1.1Ω/cm，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率分别为99.5％、99.3％。按国家标准洗涤10次后，电磁波屏蔽效应为60dB。表面比电阻为1.3Ω/cm，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率分别为99.3％、99.2％。

实施例2，一种纳米复合金属涂层纺织品，所述织物表面涂覆有纳米复合金属涂层，所述涂层复合金属材料中，含有银3％，镍45％，铜35％，锌17％。

采用纳米银、镍、铜、锌复合金属，对32支纯棉细平布衬衣布料的涂层，其制备工艺是：

1].织物预处理：对纯棉织物，按照现有的整理设备，进行洗涤、定型预处理加工，去除表面杂质和浮色；

1].配制织物涂层整理剂：按对织物重量的3％准备纳米复合金属涂层整理剂。涂层整理剂采用单分散银/镍/铜/锌纳米复合金属材料，复合金属中银：3％，镍45％，铜35％，锌：17％，平均纳米粒径85nm，每100公斤整理剂用量为50公斤；阳离子分散剂每100公斤整理剂用量为0.2公斤；有机硅弹性单体每100公斤整理剂用量为38公斤；去离子水每100公斤整理剂用量为11.8公斤。

2].纳米复合金属涂层整理工序：在织物涂层设备上对纺织品进行涂层整理加工。将纳米复合金属涂层整理剂加入设备的加料槽中，对纺织品进行纳米复合金属涂层。

刮刀间距：0.13mm，车速：11米/分钟。

3].烘干：烘干区烘干温度为90℃，烘焙区烘房内在蒸汽加热管的另一侧各加装两只40W紫外灯，紫外灯距布面距离10厘米，温度为130℃。出成品。

所得纳米复合金属涂层织物，采用波导管法进行电磁波屏蔽性能测试，电磁波屏蔽效应在2250-2650M，为56dB。表面比电阻为3.2Ω/cm，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率分别为99.7％、99.6％。按国家标准洗涤10次后，电磁波屏蔽效应为52dB，表面比电阻为3.6Ω/cm，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率分别为99.5％、99.4％。

实施例3，一种纳米复合金属涂层纺织品，所述织物表面涂覆有纳米复合金属涂层，所述涂层复合金属材料中，银4％，镍61％，铜35％。

采用纳米银、镍、铜复合金属，对锦纶缎纹绸布料进行涂层，其制备工艺是：

1].织物预处理：对锦纶织物，按照现有的整理设备，进行洗涤、定型预处理加工，去除表面杂质；

2].织物涂层整理剂：按对织物重量的10％准备纳米复合金属涂层整理剂.涂层整理剂采用单分散银/镍/锌纳米复合金属材料，复合金属中银：4％，镍：61％，铜：35％，纳米粒径55nm；每100公斤整理剂用量为48公斤；阳离子分散剂每100公斤整理剂用量为0.3公斤；有机硅弹性单体每100公斤整理剂用量为34公斤；去离子水每100公斤整理剂用量为17.7公斤.

2].纳米复合金属涂层整理工序：在涂层设备上对纺织品进行涂层整理加工。将纳米复合金属涂层整理剂加入设备的加料槽中，对纺织品进行纳米复合金属涂层。

刮刀间距：0.11mm，车速：10米/分钟。

3].烘干：烘干区烘干温度为80℃，烘焙区加装紫外灯2个，温度为120℃。出成品。

所得纳米复合金属涂层织物，采用波导管法进行电磁波屏蔽性能测试，电磁波屏蔽效应在2250-2650M，为65dB，表面比电阻为0.6Ω/cm，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率分别为99.9％、99.9％。按国家标准洗涤10次后，电磁波屏蔽效应为63dB。表面比电阻为0.7Ω/cm，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率分别为99.8％、99.7％。

实施例4，一种纳米复合金属涂层纺织品，所述织物表面涂覆有纳米复合金属涂层，所述涂层复合金属材料中，银10％，镍20％，铜40％，锌30％。

采用纳米银、镍、铜、锌复合金属，对醋酯/粘胶平纹织物进行涂层，其制备工艺是：

1].织物预处理：对醋酯/粘胶平纹织物，利用现有的整理设备，进行洗涤、定型预处理加工，去除表面杂质；

2].织物涂层整理剂：按对织物重量的8％准备纳米复合金属涂层整理剂。涂层整理剂采用单分散银/镍/铜/锌纳米复合金属材料，复合金属中银：10％，镍：20％，铜：40％，锌30％，纳米粒径55nm；每100公斤整理剂用量为48公斤；阳离子分散剂每100公斤整理剂用量为0.3公斤；有机硅弹性单体每100公斤整理剂用量为34公斤；去离子水每100公斤整理剂用量为17.7公斤。

2].纳米复合金属涂层整理工序：在涂层设备上对纺织品进行涂层整理加工。将纳米复合金属涂层整理剂加入设备的加料槽中，对纺织品进行纳米复合金属涂层。

刮刀间距：0.10mm，车速：9米/分钟。

3].烘干：烘干区烘干温度为80℃，烘焙区加装紫外灯6个，温度为130℃。出成品。

所得纳米复合金属涂层织物，采用波导管法进行电磁波屏蔽性能测试，电磁波屏蔽效应在2250-2650M，为70dB，表面比电阻为0.30Ω/cm，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率分别为99.9％、99.9％。按国家标准洗涤10次后，电磁波屏蔽效应为68dB。表面比电阻为0.33Ω/cm，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率分别为99.8％、99.8％。

本发明对不同织物进行复合金属涂层加工时，根据不同的纤维特性选择不同的纳米复合金属材料，采用不同的涂层整理工艺，在涂层设备不同时，整理工艺也应作适当的调整。

Claims (3)

1.一种纳米复合金属涂层纺织品的制备工艺，其特征在于：依次包括下述步骤，

1].织物涂层整理：对各类织物，按照现有的涂层整理设备和确定的加工方法，对织物进行涂层整理加工；

2].配制纳米复合金属涂层整理剂：按对织物重量的3～10％准备纳米复合金属涂层整理剂；

其中配制涂层整理剂是将以下材料经高速搅拌混合而成：

①液相单分散纳米银、镍、铜、锌复合金属，是水与复合金属材料的膏状混合物，纳米粒径10-100nm，含固量为60～90％，配制每100公斤整理剂用量可为30～60公斤；其中纳米银、镍、铜、锌复合金属中含银：1-10％；镍：20-70％；铜：10-40％；锌：0-30％；

②分散剂，采用阳离子分散剂，配制每100公斤整理剂用量可为0.2～2公斤；

③有机硅弹性单体，是有机硅弹性体水溶液，含固量为40～45％，配制每100公斤整理剂用量可为30～40公斤；

④去离子水，配制每100公斤整理剂用量可为10～30公斤；

3].纳米复合金属整理涂层工序：将织物置入涂层机中，利用纳米复合金属涂层整理剂进行纳米复合金属涂层整理；

4].烘干，将织物烘干，使涂层整理剂固化交联，出成品。

2.根据权利要求1所述的纳米复合金属涂层纺织品的制备工艺，其特征在于：所述的对织物进行纳米复合金属涂层整理是采用纳米复合金属涂层整理剂对织物进行刮涂；织物通过刮刀时，刮刀间距控制在0.1-0.2mm，车速为9～12米/分钟。

3.一种采用权利要求1所述制备工艺所制备的纳米复合金属涂层纺织品，其特征在于：该纺织品的纺织材料包括涤纶、锦纶化学纤维织物，棉、羊毛、丝、麻天然纤维及其与化学纤维的混纺织物。