CN110592772A - 一种抗菌纺纱面料及其纺织方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种抗菌纺纱面料，由以下原料按重量份制备而成：莫代尔纤维100‑120份、天然纤维50‑100份、竹炭纤维20‑30份、抗菌改性剂1‑3份、粘胶纤维10‑20份、聚乙二醇4000 5‑10份和醋酸丁酯1‑3份。将氧化石墨烯‑银纳米复合物、壳聚糖及纳米铜三者在合适的配比下会产生最佳的协同作用，而协同作用不仅体现在抗菌和抗紫外线功能方面，并且功能性纤维经染色后具有非常好的色牢度，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种抗菌纺纱面料及其纺织方法。
背景技术
染整过程是纺织行业耗能高、污水排放较高的工序，一直以来为社会所诟病。传统认识上，对于天然纤维来说，其颜色的获得又必须通过印染加工来获得。
色纺纱将传统的纺织工序进行了颠倒，把着色的环节提到纺纱之前，工艺改变之后，能够做成由棉、麻、毛、丝、化纤等多种原料混纺而成的纱线，其优点：一是完全解决了坯布染色的缸差问题，色纺只要颜色确定，可以做到批量无限；二是色纺解决了各种不同物理特性织物的染色问题，各种纤维混合纺制，可以产生性能互补的作用，色纺给予了面料无限的发展空间。
由于色纺纱直接对部分纤维染色，染色纤维的平均占比在35％左右，因此使用染料和耗费水的比例也较小，对总体环境污染比传统的“先纺后染”产品减少50％以上，符合“低碳制造”的时代要求，是纺织业中的“节水减排”产品。色纺纱得以生产的前提是，获得有色纤维。
色纺纱属于时尚产品，纺织品的颜色也随着消费者生活水平和消费水平的提高变得越来越多样化。对于纺织企业而言，其产品的生产要求是“小批量、多品种”。有些纺纱企业的产品批量甚至小至几十公斤甚至几公斤，而多品种方面，颜色的变化可谓千变万化。中国纺织信息中心建立的中国国家标准色彩体系—CNCS色彩体系，其CNCS时尚色卡就包含了900种颜色，一般面料或有色纱生产企业的色彩品种都多达上千种。另外，随着人们生活水平的提高，人们越来越重视生活的质量，希望有舒适感的衣着，卫生健康的居住环境。所以人们对于各种各样的纺织品要求越来越高，特别是安全、安心、舒适、健康、卫生、清洁等“绿色”概念的形成，使纺织品的抗菌、防霉、防臭后整理加工更加受到人们的重视。
在生活中人们不可避免的接触到各种各样的细菌、真菌等微生物，这些微生物在合适的外界条件下，会迅速繁殖，通过接触等方式传播疾病，影响人们正常的工作、学习和生活。纤维属于多孔材料，叠加编制后又会形成无数空隙的多层体，因此织物较容易吸附菌类。目前，抗菌织物的加工方法主要有两种：一种是直接采用抗菌纤维制成各种织物，所得织物抗菌效果持久、耐洗性好，但是对抗菌剂要求高；另一种是对织物进行抗菌整理加工来获得抗菌功能，抗菌整理就是使织物具有抑制菌类生长的功能，维持卫生的衣着环境，保证人体健康，这种加工方法简单，但耐洗性和抗菌持久性较差，存在安全穿着问题。
发明内容
本发明提供一种抗菌纺纱面料及其纺织方法，通过将氧化石墨烯-银纳米复合物、壳聚糖及纳米铜三者在合适的配比下会产生最佳的协同作用，而协同作用不仅体现在抗菌和抗紫外线功能方面，并且功能性纤维经染色后具有非常好的色牢度，具有广阔的应用前景。
本发明提供一种抗菌纺纱面料，由以下原料按重量份制备而成：莫代尔纤维100-120份、天然纤维50-100份、竹炭纤维20-30份、抗菌改性剂1-3份、粘胶纤维10-20份、聚乙二醇4000 5-10份和醋酸丁酯1-3份。
作为本发明进一步的改进，所述抗菌改性剂由以下原料按重量份制备而成：氧化石墨烯-银纳米复合物10-20份、纳米铜1-3份、壳聚糖3-5份、植物精油1-2份和茶多酚1-3份。
作为本发明进一步的改进，所述植物精油包括澳洲茶树精油、柠檬精油、薰衣草精油、肉桂精油中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述天然纤维选自棉纤维、麻纤维、羊毛纤维和蚕丝纤维中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述粘胶纤维为富强纤维或粘胶强力丝。
本发明进一步保护一种上述抗菌纺纱面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.按比例称取莫代尔纤维、天然纤维、竹炭纤维、聚乙二醇4000和醋酸丁酯，混合均匀；
S2.向上述组分中缓慢加入抗菌改性剂和粘胶纤维，加入高压均质机中，在115-125℃下，混合均匀，以1600-1700m/min的纺丝速度进行纺丝，通过牵拉处理，制得轻质纺织纤维；
S3.纺纱流程如下：
清梳联：将轻质纺织纤维通过抓棉机输送给清梳联合机，通过开清除杂梳理后生成生条，生条干重量在20g/5米；
并条：采用两道并条和牵伸，使纤维混合更加均匀且平行伸直，条干更均匀，并条根数为7根，牵伸倍数为10倍，熟条干重量为15g/5米；
粗纱：粗纱与细纱支数相匹配，牵伸倍数为10倍，粗纱干重为7g/10米，捻系数为100，锭速700r/min；
细纱：细纱是成纱的最后一道工序，细纱的牵伸倍数为35倍，细纱干重为15g/1000米，捻度为95捻/10厘米，罗拉中心距50cm，锭速为15000r/min；
络筒：在自动络筒机上形成锥形筒纱，去除色纺纱的粗节和弱节，络筒速度为1200米/min；
S4.采用所述耐磨纺织纤维作为经纱和纬纱在喷气织机上进行织造，以2/1斜纹加以1/2提条组织制织，车速为650-670r/min，经纱张力为3.0-4KN；
S5.染整，依次包括配缸，平整，预缩，预定型，染色，皂洗，定型和罐蒸。
作为本发明进一步的改进，步骤S2中所述高压均质机的压力为13-15MPa。
作为本发明进一步的改进，步骤S2中所述纺温度为120℃。
作为本发明进一步的改进，步骤S3中所述的织造车速为660r/min，经纱张力3.5KN。
作为本发明进一步的改进，步骤S3中所述织造后的面料经纬密度比为1.5∶1，成品经纬密度为450×300根/10厘米，门幅为170厘米。
本发明具有如下有益效果：采用本发明的改性剂处理得到的功能性色纺纤维具有较好的抗菌和抗紫外线功能，虽然氧化石墨烯-银纳米复合物、壳聚糖及纳米铜均有本领域已知的改性材料，但是本发明发现，三者在合适的配比下会产生最佳的协同作用，而协同作用不仅体现在抗菌和抗紫外线功能方面，并且功能性纤维经染色后具有非常好的色牢度，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
原料组成(重量份)：莫代尔纤维100份、羊毛纤维50份、竹炭纤维20份、抗菌改性剂1份、富强纤维10份、聚乙二醇4000 5份和醋酸丁酯1份。
抗菌改性剂由以下原料按重量份制备而成：氧化石墨烯-银纳米复合物10份、纳米铜1份、壳聚糖3份、柠檬精油1份和茶多酚1份。
氧化石墨烯(GO)根据文献用Hummers和Offeman法制备，取GO(0.5g/L)水分散液16mL加入到250mL圆底烧瓶中，超声处理30min，使GO均一分散。向GO分散液中加入80mL含PEI(0.8g)的水分散液(10g/L)，混合均匀，油浴60℃加热，搅拌反应12h，反应结束后，抽滤(有机滤膜0.22μm)收集产物，用去离子水抽滤洗涤。最后将PEI/GO分散在20mL去离子水中备用，其浓度为0.4g/L。
量取3mL PEI/GO复合物分散液(0.4g/L)加入到10mL的圆底烧瓶中，加入300μLAgNO3溶液(48.56mmol/L)搅拌5min，100℃下反应2h.反应结束后，反应液呈褐色，冷却至室温，离心收集产品，转速12000rpm，离心时间20min，离心洗涤两次，得到氧化石墨烯-银纳米复合物。
抗菌纺纱面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.按比例称取莫代尔纤维、羊毛纤维、竹炭纤维、聚乙二醇4000和醋酸丁酯，混合均匀；
S2.向上述组分中缓慢加入抗菌改性剂和富强纤维，加入高压均质机中，压力为13MPa，在115℃下，混合均匀，以1600m/min的纺丝速度进行纺丝，通过牵拉处理，制得轻质纺织纤维；
S3.纺纱流程如下：
清梳联：将轻质纺织纤维通过抓棉机输送给清梳联合机，通过开清除杂梳理后生成生条，生条干重量在20g/5米；
并条：采用两道并条和牵伸，使纤维混合更加均匀且平行伸直，条干更均匀，并条根数为7根，牵伸倍数为10倍，熟条干重量为15g/5米；
粗纱：粗纱与细纱支数相匹配，牵伸倍数为10倍，粗纱干重为7g/10米，捻系数为100，锭速700r/min；
细纱：细纱是成纱的最后一道工序，细纱的牵伸倍数为35倍，细纱干重为15g/1000米，捻度为95捻/10厘米，罗拉中心距50cm，锭速为15000r/min；
络筒：在自动络筒机上形成锥形筒纱，去除色纺纱的粗节和弱节，络筒速度为1200米/min；
S4.采用所述耐磨纺织纤维作为经纱和纬纱在喷气织机上进行织造，以2/1斜纹加以1/2提条组织制织，车速为650r/min，经纱张力为3KN；
S5.染整，依次包括配缸，平整，预缩，预定型，染色，皂洗，定型和罐蒸。
实施例2
原料组成(重量份)：莫代尔纤维120份、麻纤维100份、竹炭纤维30份、抗菌改性剂3份、粘胶强力丝20份、聚乙二醇4000 10份和醋酸丁酯3份。
抗菌改性剂由以下原料按重量份制备而成：氧化石墨烯-银纳米复合物20份、纳米铜3份、壳聚糖5份、肉桂精油2份和茶多酚3份。
氧化石墨烯(GO)根据文献用Hummers和Offeman法制备，取GO(0.5g/L)水分散液16mL加入到250mL圆底烧瓶中，超声处理30min，使GO均一分散。向GO分散液中加入80mL含PEI(0.8g)的水分散液(10g/L)，混合均匀，油浴60℃加热，搅拌反应12h，反应结束后，抽滤(有机滤膜0.22μm)收集产物，用去离子水抽滤洗涤。最后将PEI/GO分散在20mL去离子水中备用，其浓度为0.4g/L。
量取3mL PEI/GO复合物分散液(0.4g/L)加入到10mL的圆底烧瓶中，加入300μLAgNO3溶液(48.56mmol/L)搅拌5min，100℃下反应2h.反应结束后，反应液呈褐色，冷却至室温，离心收集产品，转速12000rpm，离心时间20min，离心洗涤两次，得到氧化石墨烯-银纳米复合物。
抗菌纺纱面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.按比例称取莫代尔纤维、麻纤维、竹炭纤维、聚乙二醇4000和醋酸丁酯，混合均匀；
S2.向上述组分中缓慢加入抗菌改性剂和粘胶强力丝，加入高压均质机中，压力为15MPa，在125℃下，混合均匀，以1700m/min的纺丝速度进行纺丝，通过牵拉处理，制得轻质纺织纤维；
S3.纺纱流程如下：
清梳联：将轻质纺织纤维通过抓棉机输送给清梳联合机，通过开清除杂梳理后生成生条，生条干重量在20g/5米；
并条：采用两道并条和牵伸，使纤维混合更加均匀且平行伸直，条干更均匀，并条根数为7根，牵伸倍数为10倍，熟条干重量为15g/5米；
粗纱：粗纱与细纱支数相匹配，牵伸倍数为10倍，粗纱干重为7g/10米，捻系数为100，锭速700r/min；
细纱：细纱是成纱的最后一道工序，细纱的牵伸倍数为35倍，细纱干重为15g/1000米，捻度为95捻/10厘米，罗拉中心距50cm，锭速为15000r/min；
络筒：在自动络筒机上形成锥形筒纱，去除色纺纱的粗节和弱节，络筒速度为1200米/min；
S4.采用所述耐磨纺织纤维作为经纱和纬纱在喷气织机上进行织造，以2/1斜纹加以1/2提条组织制织，车速为670r/min，经纱张力为4KN；
S5.染整，依次包括配缸，平整，预缩，预定型，染色，皂洗，定型和罐蒸。
实施例3
原料组成(重量份)：莫代尔纤维110份、蚕丝纤维70份、竹炭纤维25份、抗菌改性剂2份、粘胶纤维15份、聚乙二醇4000 7份和醋酸丁酯2份。
抗菌改性剂由以下原料按重量份制备而成：氧化石墨烯-银纳米复合物15份、纳米铜2份、壳聚糖4份、澳洲茶树精油1.5份和茶多酚2份。
氧化石墨烯(GO)根据文献用Hummers和Offeman法制备，取GO(0.5g/L)水分散液16mL加入到250mL圆底烧瓶中，超声处理30min，使GO均一分散。向GO分散液中加入80mL含PEI(0.8g)的水分散液(10g/L)，混合均匀，油浴60℃加热，搅拌反应12h，反应结束后，抽滤(有机滤膜0.22μm)收集产物，用去离子水抽滤洗涤。最后将PEI/GO分散在20mL去离子水中备用，其浓度为0.4g/L。
量取3mL PEI/GO复合物分散液(0.4g/L)加入到10mL的圆底烧瓶中，加入300μLAgNO3溶液(48.56mmol/L)搅拌5min，100℃下反应2h.反应结束后，反应液呈褐色，冷却至室温，离心收集产品，转速12000rpm，离心时间20min，离心洗涤两次，得到氧化石墨烯-银纳米复合物。
抗菌纺纱面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.按比例称取莫代尔纤维、蚕丝纤维、竹炭纤维、聚乙二醇4000和醋酸丁酯，混合均匀；
S2.向上述组分中缓慢加入抗菌改性剂和粘胶强力丝，加入高压均质机中，压力为14MPa，在120℃下，混合均匀，以1650m/min的纺丝速度进行纺丝，通过牵拉处理，制得轻质纺织纤维；
S3.纺纱流程如下：
清梳联：将轻质纺织纤维通过抓棉机输送给清梳联合机，通过开清除杂梳理后生成生条，生条干重量在20g/5米；
并条：采用两道并条和牵伸，使纤维混合更加均匀且平行伸直，条干更均匀，并条根数为7根，牵伸倍数为10倍，熟条干重量为15g/5米；
粗纱：粗纱与细纱支数相匹配，牵伸倍数为10倍，粗纱干重为7g/10米，捻系数为100，锭速700r/min；
细纱：细纱是成纱的最后一道工序，细纱的牵伸倍数为35倍，细纱干重为15g/1000米，捻度为95捻/10厘米，罗拉中心距50cm，锭速为15000r/min；
络筒：在自动络筒机上形成锥形筒纱，去除色纺纱的粗节和弱节，络筒速度为1200米/min；
S4.采用所述耐磨纺织纤维作为经纱和纬纱在喷气织机上进行织造，以2/1斜纹加以1/2提条组织制织，车速为660r/min，经纱张力为3.5KN；
S5.染整，依次包括配缸，平整，预缩，预定型，染色，皂洗，定型和罐蒸。
对比例1
与实施例3相比，原料配方中比例不同。
原料组成(重量份)：莫代尔纤维20份、蚕丝纤维100份、竹炭纤维5份、抗菌改性剂2份、粘胶纤维2份、聚乙二醇4000 1份和醋酸丁酯2份。
抗菌改性剂由以下原料按重量份制备而成：氧化石墨烯-银纳米复合物1份、纳米铜2份、壳聚糖16份、澳洲茶树精油0.5份和茶多酚5份。
对比例2
与实施例3相比，制备工艺参数不同。
抗菌纺纱面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.按比例称取莫代尔纤维、蚕丝纤维、竹炭纤维、聚乙二醇4000和醋酸丁酯，混合均匀；
S2.向上述组分中缓慢加入抗菌改性剂和粘胶强力丝，加入高压均质机中，压力为2MPa，在100℃下，混合均匀，以550m/min的纺丝速度进行纺丝，通过牵拉处理，制得轻质纺织纤维；
S3.纺纱流程如下：
清梳联：将轻质纺织纤维通过抓棉机输送给清梳联合机，通过开清除杂梳理后生成生条，生条干重量在10g/5米；
并条：采用两道并条和牵伸，使纤维混合更加均匀且平行伸直，条干更均匀，并条根数为2根，牵伸倍数为5倍，熟条干重量为10g/5米；
粗纱：粗纱与细纱支数相匹配，牵伸倍数为5倍，粗纱干重为5g/10米，捻系数为70，锭速200r/min；
细纱：细纱是成纱的最后一道工序，细纱的牵伸倍数为35倍，细纱干重为10g/1000米，捻度为70捻/10厘米，罗拉中心距50cm，锭速为7000r/min；
络筒：在自动络筒机上形成锥形筒纱，去除色纺纱的粗节和弱节，络筒速度为600米/min；
S4.采用所述耐磨纺织纤维作为经纱和纬纱在喷气织机上进行织造，以2/1斜纹加以1/2提条组织制织，车速为300r/min，经纱张力为2KN；
S5.染整，依次包括配缸，平整，预缩，预定型，染色，皂洗，定型和罐蒸。
测试例1
将本发明实施例1-3和对比例1-2制备的抗菌纺纱面料以及市售抗菌纺纱面料通过浙江方圆检测中心检测性能测试，结果见表1。
由上表可知，本发明实施例1-3制备的抗菌纺纱面料单纱强力在125-132CN，强力在6.2-7.1％；径向断裂强度：727-769N，纬向断裂强度：525-543N，耐光色牢度：3-4级，耐汗渍色牢度：3-4级，耐水色牢度：3-4级，属于一等品。明显优于市售同类产品。
与对比例1和2相比，原料配方相同但配比不同或者制备参数不适合制得的面料其性能明显下降，不具备明显的抗菌性能，其单纱强力较低，不如本发明实施例1-3制得的面料。
与现有技术相比，采用本发明的改性剂处理得到的功能性色纺纤维具有较好的抗菌和抗紫外线功能，虽然氧化石墨烯-银纳米复合物、壳聚糖及纳米铜均有本领域已知的改性材料，但是本发明发现，三者在合适的配比下会产生最佳的协同作用，而协同作用不仅体现在抗菌和抗紫外线功能方面，并且功能性纤维经染色后具有非常好的色牢度，具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗菌纺纱面料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：莫代尔纤维100-120份、天然纤维50-100份、竹炭纤维20-30份、抗菌改性剂1-3份、粘胶纤维10-20份、聚乙二醇4000 5-10份和醋酸丁酯1-3份。
2.根据权利要求1所述抗菌纺纱面料，其特征在于，所述抗菌改性剂由以下原料按重量份制备而成：氧化石墨烯-银纳米复合物10-20份、纳米铜1-3份、壳聚糖3-5份、植物精油1-2份和茶多酚1-3份。
3.根据权利要求2所述抗菌纺纱面料，其特征在于，所述植物精油包括澳洲茶树精油、柠檬精油、薰衣草精油、肉桂精油中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述抗菌纺纱面料，其特征在于，所述天然纤维选自棉纤维、麻纤维、羊毛纤维和蚕丝纤维中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述抗菌纺纱面料，其特征在于，所述粘胶纤维为富强纤维或粘胶强力丝。
6.一种如权利要求1-5任一项权利要求所述抗菌纺纱面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.按比例称取莫代尔纤维、天然纤维、竹炭纤维、聚乙二醇4000和醋酸丁酯，混合均匀；
S2.向上述组分中缓慢加入抗菌改性剂和粘胶纤维，加入高压均质机中，在115-125℃下，混合均匀，以1600-1700m/min的纺丝速度进行纺丝，通过牵拉处理，制得轻质纺织纤维；
S3.纺纱流程如下：
清梳联：将轻质纺织纤维通过抓棉机输送给清梳联合机，通过开清除杂梳理后生成生条，生条干重量在20g/5米；
并条：采用两道并条和牵伸，使纤维混合更加均匀且平行伸直，条干更均匀，并条根数为7根，牵伸倍数为10倍，熟条干重量为15g/5米；
粗纱：粗纱与细纱支数相匹配，牵伸倍数为10倍，粗纱干重为7g/10米，捻系数为100，锭速700r/min；
细纱：细纱是成纱的最后一道工序，细纱的牵伸倍数为35倍，细纱干重为15g/1000米，捻度为95捻/10厘米，罗拉中心距50cm，锭速为15000r/min；
络筒：在自动络筒机上形成锥形筒纱，去除色纺纱的粗节和弱节，络筒速度为1200米/min；
S4.采用所述耐磨纺织纤维作为经纱和纬纱在喷气织机上进行织造，以2/1斜纹加以1/2提条组织制织，车速为650-670r/min，经纱张力为3.0-4KN；
S5.染整，依次包括配缸，平整，预缩，预定型，染色，皂洗，定型和罐蒸。
7.根据权利要求6所述抗菌纺纱面料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述高压均质机的压力为13-15MPa。
8.根据权利要求6所述抗菌纺纱面料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述纺温度为120℃。
9.根据权利要求6所述抗菌纺纱面料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述的织造车速为660r/min，经纱张力3.5KN。
10.根据权利要求6所述抗菌纺纱面料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述织造后的面料经纬密度比为1.5∶1，成品经纬密度为450×300根/10厘米，门幅为170厘米。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191220 |