一種防黴抗菌織物面料及其生產工藝的製作方法

2024-04-14 01:20:05

1.本技術涉及紡織技術的領域，尤其是涉及一種防黴抗菌織物面料及其生產工藝。


背景技術：

2.織物面料是由細小柔長的纖維通過一定的結構關係進行紡織得到的片狀柔軟物，廣泛運用於服裝、醫療、工業等領域。由纖維組成的紡織面料，由於其多孔式的物體形狀和高分子聚合物的化學結構，成為了微生物生存和繁殖的良好寄生體，寄生體不僅會汙染纖維，還會對人體產生一定的危害。防黴抗菌織物面料就是對織物面料進行一定的處理，使其具有良好的抗菌作用，能夠消除因細菌而產生的異味，使織物保持整潔，同時避免細菌和微生物的繁殖，能夠起到降低再次傳播的風險，提升織物面料使用過程中的安全性和衛生程度。
3.當前市場上流行的織物面料抗菌處理的方式主要有兩種，一種是採用銅離子或銀離子等具有抗菌效果的金屬離子作為抗菌劑，採用紡絲級抗菌技術把抗菌劑直接複合到織物纖維中以起到抗菌效果；另一種是使用一些具有抑菌作用的化學藥劑對織物纖維或者面料進行處理，將化學抑菌劑中的抑菌成分附著在織物面料上，使織物面料具有一定的抗菌性能。
4.目前使用較多的抗菌處理方式還是第二種，使用抗菌處理劑處理織物面料使其獲得抗菌性能，但是當前常見的抗菌處理劑大多是通過浸漬的手段對織物面料直接處理，抗菌成分在織物面料上的附著性比較差，難以達到長效的抗菌效果。


技術實現要素：

5.為了提升抗菌面料防黴抗菌效果的長效性，本技術提供一種防黴抗菌面料及其生產工藝。
6.第一方面，本技術提供一種防黴抗菌面料的生產工藝，採用如下的技術方案：一種防黴抗菌面料的生產工藝，包括以下步驟：s1、將纖維組合物浸漬於抗菌處理劑中，在45～60℃下，浸泡5～8h；s2、步驟s1中纖維組合物浸泡結束後撈出烘乾，然後進行混紡得到混紡紗；s3、將步驟s2中得到的混紡紗進行編織得到織物面料；s4、對步驟s3中編織得到織物面料進行燻蒸處理，燻蒸處理結束後乾燥得到防黴抗菌織物面料。
7.通過採用上述技術方案，抗菌防黴織物面料首先在纖維階段進行抗菌處理，將纖維組合物在抗菌處理劑中進行浸泡，浸泡過程中進行加熱，使得抗菌處理劑中的抗菌成分滲透進入纖維中，並且部分物質與纖維之間發生一定的反應，穩定附著在纖維上和纖維之間。浸泡後的纖維經過乾燥可以進一步提升抗菌物質在纖維上的附著性能。將經過抗菌處理的纖維組合物經過混紡和編織製成織物面料，再繼續進行燻蒸處理，在燻蒸過程中，水蒸氣會滲透進入織物面料的纖維中，對纖維上附著的抗菌物質進行二次固化，二次固化後的
織物面料，抗菌物質的附著牢度更高，並且隨著水蒸氣的侵入，抗菌物質在織物面料纖維上的滲透更深，纖維對抗菌物質起到有力的包覆和拉扯作用，進一步提升抗菌物質在織物面料上附著的穩定性，提升織物面料抗菌性能的長效性。
8.可選的，所屬纖維組合物包括竹纖維、麻纖維、羊毛纖維、殼聚糖纖維和海藻纖維中的至少兩種。
9.優選的，所屬纖維組合物包括竹纖維、麻纖維和殼聚糖纖維；所述麻纖維的含量不超過30％。
10.通過採用上述技術方案，竹纖維、麻纖維、羊毛纖維、殼聚糖纖維和海藻纖維自身均具有一定的抗菌性能，竹纖維中含有天然抗菌成分竹醌類物質，麻纖維中含量大麻酚、大麻二酚和大麻酸酚等物質具有抑菌功效，殼聚糖纖維中含有的殼聚糖以及海藻纖維中含有的海藻多糖類物質均具有良好的抑菌作用，將其混合作為防黴抗菌面料的基礎纖維，使得織物面料本身的抗菌性能進一步提升。另外，麻纖維具有獨特的纖維孔腔結構，十分有利於抗菌物質的吸附，將抗菌物質包裹於麻纖維上的孔腔結構中，有利於提升抗菌物質吸附的穩定性。進一步設置中，麻纖維含量不宜過高，是因為過多的麻纖維會導致抗菌物質大部分附著於麻纖維上，其他纖維上附著的抗菌物質的量減少，導致織物面料上抗菌物質分散不均勻，影響織物面料的抗菌防黴效果。
11.可選的，所述抗菌處理劑包括以下重量百分比的組分：水50～65％，植物提取物25～40％，殼聚糖5～20％，白竹炭1～10％，表面活性劑1～3％。
12.可選的，所述植物提取物包括牡丹花蕾提取物、蘆薈提取物、茶葉提取物、板藍根提取物、薄荷提取物和艾草提取物中的至少一種。
13.可選的，所述表面活性劑為十二烷基三甲基氯化銨和十六烷基三甲基氯化銨的任意一種。
14.通過採用上述技術方案，抑菌處理劑中的有效抑菌成分為植物提取物，植物提取物中含有的生物鹼類、有機酸類和多種胺基酸類物質均具有良好的抑菌效果；通過與殼聚糖的搭配，可以對細菌起到良好的抑制作用。白竹炭作為竹炭的一種，對細菌具有一定的殺滅作用，並且其細密多孔，吸附力強，可以很好滴附著在織物面料的纖維上，並且對植物提取物中的殺菌從成分具有一定的吸附效果，可以提升抑菌物質在纖維上的附著牢度。表面活性劑的加入可以改善纖維表面的吸附特性，促進對抗菌物質的吸附。
15.上述植物的提取物中均含有有效抑菌成分，可以在一定程度上抑制織物面料上細菌和微生物的滋生與繁殖，與具有抑菌效果的纖維組合物搭配，使製得的織物面料具有良好的抗菌性能。另外，使用植物提取物作為抑菌處理劑的主要有效成分，減少其中化學合成抑菌成分的使用，使得織物面料的對皮膚的親和性更好，減少對皮膚的刺激性。
16.可選的，所述抗菌處理劑還包括氧化石墨烯，所述氧化石墨烯佔所述植物提取物的35～50wt％。
17.通過採用上述技術方案，氧化石墨烯自身具有一定的抗菌作用，在水中具有良好的分散性。同時氧化石墨烯為多孔結構，其比表面積大，具有很好的吸附效果，將其添加至抗菌處理劑中，可以對抗菌物質起到很好地吸附分散作用，並且由於氧化石墨烯與織物面料的纖維之間結合作用更強，抗菌成分吸附在氧化石墨烯表面後再與纖維組合物結合，獲得的織物面料上的抗菌成分具有更優的吸附牢度，抗菌效果更加長效。
18.可選的，步驟s1中，纖維組合物浸漬時浴比為1：(15～25)(g/ml)。
19.通過採用上述技術方案，纖維組合物在抗菌處理劑中浸漬處理過程中，浴比過大時抗菌處理劑中的有效抗菌成分過於分散，影響抗菌物質吸附在纖維上效率；而浴比過小時，抗菌成分在纖維上難以分散均勻，易發生團聚影響織物面料的抗菌性能。將纖維組合物浸漬過程中的浴比限定在上述範圍內具有更優的浸漬效果。
20.可選的，步驟s4中，燻蒸處理所用的燻蒸處理劑包括青蒿、薄荷、艾草、檜柏和菊花中的至少一種。
21.通過採用上述技術方案，將上述燻蒸處理劑用水浸泡後加熱蒸餾，蒸餾過程中，上述植物中包含的一些抗菌物質以揮髮油的形式被提取出來並隨水蒸氣飄散的過程中與織物面料接觸，揮髮油接觸到織物面料後會吸附在織物面料的表面且部分隨同水蒸氣繼續深入纖維內部附著在纖維上，揮髮油中含有的抗菌物質會進一步提升織物面料的抗菌效果。另外，通過燻蒸處理使得纖維上附著的抗菌物質得到進一步的固化，提升織物面料抗菌性能的長效性。
22.可選的，步驟s4中，燻蒸處理後採用低溫乾燥，乾燥溫度為55～65℃。
23.可選的，步驟s4中，燻蒸處理時間為6～8h。
24.通過採用上述技術方案，採用低溫減壓乾燥，水蒸氣的蒸發速度較慢，水蒸氣在緩慢蒸發的過程中，可以使得揮髮油中的有效抗菌成分在織物面料上進一步均勻分散；進一步可避免揮髮油中的有效成分在高溫下隨水蒸氣一起揮發，影響織物面料的抗菌性能。
25.可選的，在步驟s1中進行纖維組合物浸漬之前，還包括對纖維進行超聲處理步驟。
26.可選的，超聲處理中，超聲功率為200～300w，超聲頻率為每隔15s超聲15～25s，超聲總時間5～10min。
27.通過採用上述技術方案，纖維組合物經過超聲處理，纖維細胞在超聲波的空化作用下打開，更加有利於抗菌物質吸附在纖維上；另外，通過超聲處理，纖維表面會出現一些活化基團，這些活化基團可以有效捕捉浸漬液中的抗菌物質，使得抗菌物質在纖維表面穩定吸附。在進一步優化下，步驟s4中進行燻蒸處理過程中也可以採用超聲處理，提升燻蒸過程中揮髮油在織物面料上附著的穩定性。
28.可選的，在步驟s4進行燻蒸處理之前，還包括對織物面料等離子處理步驟。
29.可選的，等離子處理所用等離子體為氮等離子體，功率為200～300w，處理時間為50～80s。
30.通過採用上述技術方案，等對織物面料進行等離子處理後，可以在織物面料產生大量的活化基團，使得燻蒸處理過程中揮髮油中的抗菌活性物質被織物面料表面的活性基團捕捉後穩定固著在織物表面起到長效的抗菌效果。另外，通過等離子處理，可以去除織物面料表面的一些汙漬，進一步提升抗菌物質在織物面料上的附著牢度。
31.第二方面，本技術提供一種防黴抗菌織物面料，採用如下的技術方案：一種防黴抗菌織物面料，由上述方法製得。
32.綜上所述，本技術包括以下至少一種有益技術效果：1.本技術技術方案提供過的防黴抗菌織物面料生產工藝，先將纖維組合物進行抗菌處理劑浸泡處理，然後紡織製得織物面料，織物面料再進行燻蒸處理，對纖維上附著的抗菌物質進行二次固化，二次固化後的織物面料，抗菌物質的附著牢度更高，並且隨著水蒸氣
的侵入，抗菌物質在織物面料纖維上的滲透更深，提升抗菌物質在織物面料上附著的穩定性，提升織物面料抗菌性能的長效性。
33.2.本技術中以織物提取物作為主要的抗菌處理劑成分，可以對細菌起到良好的抑制和殺滅作用，可以在一定程度上抑制織物面料上細菌和微生物的滋生與繁殖，與具有抑菌效果的纖維組合物搭配，使製得的織物面料具有良好的抗菌性能。另外，使用植物提取物作為抑菌處理劑的主要有效成分，減少其中化學合成抑菌物質的使用，使得織物面料的對皮膚的親和性更好，減少對皮膚的刺激性。
34.3.本技術的抗菌處理劑中還添加有氧化石墨烯，可以對抗菌物質起到很好地吸附分散作用，並且由於氧化石墨烯與織物面料的纖維之間結合作用更強，抗菌成分吸附在氧化石墨烯表面後再與纖維組合物結合，獲得的織物面料上的抗菌成分具有更優的吸附牢度，抗菌效果更加長效。
35.4.本技術中使用的燻蒸處理劑為抗菌植物，上述燻蒸處理劑用水浸泡後加熱蒸餾，蒸餾過程中，上述植物中包含的一些抗菌物質以揮髮油的形式被提取出來並隨水蒸氣飄散的過程中與織物面料接觸，揮髮油接觸到織物面料後會吸附在織物面料的表面且部分隨同水蒸氣繼續深入纖維內部附著在纖維上，揮髮油中含有的抗菌物質會進一步提升織物面料的抗菌效果。另外，通過燻蒸處理使得纖維上附著的抗菌物質得到進一步的固化，提升織物面料抗菌性能的長效性。
36.5.本技術中提供的防黴抗菌織物面料的生產工藝還包括等離子處理和超聲處理步驟，通過上述處理，可以提升抗菌成分在織物面料和纖維上附著的牢度，使織物面料的抗菌效果更佳長效性。
具體實施方式
37.以下結合具體實施例對本技術作進一步詳細說明。需要說明的是，以下實施例中未註明具體者，均按照常規條件或製造商建議的條件進行；以下實施例中所用原料除特殊說明外均可來源於普通市售。
38.抗菌處理劑的製備例製備例1一種抗菌處理劑，組分配比參照表1，具體製備方法如下：取十二烷基三甲基氯化銨加入水中，攪拌混合均勻後加入白竹炭，繼續攪拌使白竹炭在水中均勻分散，然後加入殼聚糖和植物提取物，充分攪拌混合均勻後製得抗菌處理劑。
39.植物提取物包括蘆薈提取物和板藍根提取物，二者質量比為1：1。
40.製備例2一種抗菌處理劑，組分配比參照表1，具體製備方法與製備例1相同。
41.製備例3一種抗菌處理劑，組分配比參照表1，具體製備方法與製備例1相同。
42.製備例4一種抗菌處理劑，組分配比參照表1，具體製備方法與製備例1相同。
43.製備例5
一種抗菌處理劑，組分配比參照表1，具體製備方法與製備例1相同。
44.製備例6一種抗菌處理劑，組分配比參照表1，具體製備方法與製備例1相同。
45.表1：製備例1～6組分配比製備例7一種抗菌處理劑，與製備例5的區別在於，植物提取物包括牡丹花蕾提取物、蘆薈提取物、茶葉提取物和艾草提取物，各植物提取物等量添加配料。其餘均與製備例5保持一致。
46.製備例8一種抗菌處理劑，與製備例5的區別在於，植物提取物包括牡丹花蕾提取物、蘆薈提取物、薄荷提取物和艾草提取物，各植物提取物等量添加配料。其餘均與製備例5保持一致。
47.製備例9一種抗菌處理劑，在製備例5的基礎上，還添加有氧化石墨烯，氧化石墨烯佔植物提取物總重的35％，具體製備方法如下：取十二烷基三甲基氯化銨加入水中，攪拌混合均勻後依次加入白竹炭和氧化石墨烯，繼續攪拌使白竹炭和氧化石墨烯在水中均勻分散，然後加入殼聚糖和植物提取物，充分攪拌混合均勻後製得抗菌處理劑。
48.製備例10一種抗菌處理劑，在製備例9的基礎上，氧化石墨烯的添加量調整為佔植物提取物總重的50％，其餘均與製備例9保持一致，具體製備方法與製備9相同。
49.製備例11一種抗菌處理劑，在製備例9的基礎上，氧化石墨烯的添加量調整為佔植物提取物總重的45％，其餘均與製備例9保持一致，具體製備方法與製備例9相同。
50.製備例12一種抗菌處理劑，在製備例9的基礎上，氧化石墨烯的添加量調整為佔植物提取物的60％，其餘均與製備例9保持一致，具體製備方法與製備例9相同。實施例
51.實施例1～6
實施例1～6中公開的防黴抗菌織物面料，主要區別在於抗菌處理劑的配比不同，抗菌處理劑的具體來源參見表2，具體生產工藝如下：s1、將竹纖維和麻纖維混合的纖維組合物浸漬於製備例中製得的抗菌處理劑中，加熱至45℃浸泡5h；s2、纖維組合物浸泡結束後撈出烘乾，進行混紡得到混紡紗；s3、將混紡紗進行編織得到織物面料；s4、將青蒿和薄荷作為燻蒸處理劑使用6倍量的水浸泡3h，然後加熱對織物面料進行燻蒸處理，燻蒸時間6h，燻蒸處理結束後在55～65℃下乾燥，製得防黴抗菌織物面料。
52.表2：實施例1～6抗菌處理劑來源實施例抗菌處理劑來源實施例1製備例1實施例2製備例2實施例3製備例3實施例4製備例4實施例5製備例5實施例6製備例6實施例7～8實施例7～8與實施例5的主要區別在於，抗菌處理劑中植物提取物的成分不同。實施例7中採用的抗菌處理劑來自製備例7，實施例8中採用的抗菌處理劑來自製備例8。其餘均與實施例5保持一致。
53.對比例1本對比例與實施例1的區別在於，纖維組合物不經過抗菌處理劑浸漬處理，並且紡織得到的織物面料不進行燻蒸處理。其餘均與實施例1保持一致。
54.對比例2本對比例與實施例1的區別在於，纖維組合物不經過抗菌處理劑浸漬處理，其餘均與實施例1保持一致。
55.對比例3本對比例與實施例1的區別在於，纖維組合物不經過抗菌處理劑浸漬處理，並且紡織得到的織物面料使用水蒸汽進行燻蒸處理，其餘均與實施例1保持一致。
56.對實施例1～8及對比例1～3中織物面料樣品進行抗菌性能檢測，分別測試水洗前和水洗30次後的抗菌性能，以金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌為試驗菌種，測試織物面料樣品的抗菌率。試驗結果見下表3。
57.其中，30次洗滌採用sw-12d型耐水洗色牢度試驗機洗滌方法，抗菌性能測試依據gb/t 20944.3-2008《紡織品抗菌性能的評價第3部分：振蕩法》。
58.表3：實施例1～8抗菌性能檢測結果
通過實施例1～6、對比例1～3及表3中的數據可以看出，本技術技術方案中提供的工藝製得的防黴抗菌織物面料，經過抗菌處理劑浸漬處理纖維和燻蒸處理，使織物面料具有良好的防腐抗菌性能，織物面料在不經過水洗前對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抑菌率均可達到90％以上，並且經過30次水洗後織物面料的抑菌率仍可保持在85％以上，抗菌性能具有長效性。
59.實施例7和實施例8中對植物提取物的成分做了一些優化調整，通過表3中的數據可以看出，經過優化抗菌處理劑中植物提取物的組分和配比，織物面料的抑菌性能得到了進一步的提升。
60.實施例9～12實施例9～12與實施例5的主要區別在於，抗菌處理劑中還添加有氧化石墨烯。實施例9中採用的抗菌處理劑來自於製備例9，實施例10中採用的抗菌處理劑來自於製備例10，實施例11中採用的抗菌處理劑來自於製備例11，實施例12中採用的抗菌處理劑來自於製備例12。其餘均與實施例5保持一致。
61.實施例9～12中的織物面料樣品抗菌性能檢測結果見下表4。
62.表4：實施例9～12抗菌性能檢測結果
實施例9～12在實施例5的基礎上，在抗菌處理劑中加入了氧化石墨烯，通過表4中的數據與實施例5的檢測數據對比可以看出，加入氧化石墨烯後，織物面料的抗菌性能進一步提升，更重要的是，抗菌成分在織物面料上的附著力更好，經過30次水洗後織物面料抗菌性能的損失明顯降低，分析其原因，可能在於氧化石墨烯特殊的結構使得抗菌物質在織物面料上附著的牢度更高。
63.實施例13本實施例與實施例5的區別在於，纖維組合物包括竹纖維、麻纖維和殼聚糖纖維，其中殼聚糖纖維佔比為15wt％，麻纖維佔比為30wt％，餘量為竹纖維。其餘均與實施例5保持一致。
64.實施例14本實施例與實施例13的區別在於，殼聚糖纖維佔比為10wt％，麻纖維佔比為25wt％，餘量為竹纖維。其餘均與實施例13保持一致。
65.實施例15本實施例與實施例13的區別在於，殼聚糖纖維佔比為25wt％，麻纖維佔比為40wt％，餘量為竹纖維。其餘均與實施例13保持一致。
66.實施例13～15中的織物面料樣品抗菌性能檢測結果見下表5。
67.表5：實施例13～15抗菌性能檢測結果表5：實施例13～15抗菌性能檢測結果實施例13～15中對纖維組合物的配比和組分做了進一步的優化調整，優化後的織物面料抗菌性能進一步提升。但是當纖維組合物中麻纖維和竹纖維的添加量超過一定佔比時，織物面料的抗菌性能反而有所下降。分析其原因，可能在於由於竹纖維特有的孔腔結構，當其佔比過高時，對抗菌成分的吸附量過大，導致抗菌成分在織物面料上分布不均勻而影響了織物面料的抗菌效果。
68.實施例16本實施例與實施例5的主要區別在於，燻蒸處理過程中使用的燻蒸處理劑包括青蒿、薄荷、檜柏和菊花，其餘均與實施例5保持一致。
69.實施例17本實施例與實施例5的區別在於，燻蒸處理後織物面料在85～95℃溫度下乾燥，其餘均與實施例5保持一致。
70.實施例18本實施例與實施例5的主要區別在於，燻蒸處理過程中採用水蒸氣處理，不添加燻蒸處理劑，其餘均與實施例5保持一致。
71.實施例16～18中的織物面料樣品抗菌性能檢測結果見下表6。
72.表6：實施例16～18抗菌性能檢測結果實施例16～18中對燻蒸處理工藝做了進一步的調整，可以看出，優化燻蒸處理過程中燻蒸處理劑的配比，可以使織物面料的抗菌性能進一步提升。實施例18中採用水蒸汽進行燻蒸處理後織物面料的抗菌性能較實施例5有較為明顯的降低，可知，本技術中採用燻蒸處理劑處理織物面料對織物面料的抗菌性能有很明顯的提升作用。
73.實施例19一種防黴抗菌織物面料，組分配比與實施例5相同，具體生產工藝如下：s1、將纖維組合物進行超聲處理，超聲功率200w，超聲頻率為每隔15s超聲15s，超聲總時間10min；s2、將超聲處理後的纖維組合物浸漬於製備例中製得的抗菌處理劑中，加熱至45℃浸泡5h；s3、纖維組合物浸泡結束後撈出烘乾，進行混紡得到混紡紗；s4、將混紡紗進行編織得到織物面料；s5、將青蒿和薄荷作為燻蒸處理劑使用6倍量的水浸泡3h，然後加熱對織物面料進行燻蒸處理，燻蒸時間6h，燻蒸處理結束後在55～65℃下乾燥，製得防黴抗菌織物面料。
74.實施例20一種防黴抗菌織物面料，組分配比與實施例5相同，具體生產工藝如下：s1、將竹纖維和麻纖維混合的纖維組合物浸漬於製備例中製得的抗菌處理劑中，加熱至45℃浸泡5h；s2、纖維組合物浸泡結束後撈出烘乾，進行混紡得到混紡紗；s3、將混紡紗進行編織得到織物面料；s4、將織物面料使用氮等離子體進行等離子處理，功率200w，處理時間80s；s5、將青蒿和薄荷作為燻蒸處理劑使用6倍量的水浸泡3h，然後加熱對等離子處理後的織物面料進行燻蒸處理，燻蒸時間6h，燻蒸處理結束後在55～65℃下乾燥，製得防黴抗菌織物面料。
75.實施例21本實施例與實施例1的區別在於，抗菌處理劑中不添加植物提取物，其餘均與實施例1保持一致。
76.實施例22本實施例與實施例1的區別在於，抗菌處理劑中不添加白竹炭，其餘均與實施例1保持一致。
77.實施例19～22和對比例1～3中的織物面料樣品抗菌性能檢測結果見下表7。
78.表7：實施例19～22抗菌性能檢測結果實施例19和實施例20分別對纖維組合物和織物面料做了超聲處理和等離子處理，得到的織物面料的抗菌性能同樣有明顯提升，可知超聲處理和等離子處理均可在一定程度上提升抗菌物質在織物面料上的附著性能，提升織物面料的抗菌效果。
79.實施例21和實施例22中分別去掉了抗菌處理劑中的植物提取物和白竹炭，對應的織物面料的抗菌性能明顯下降。證明植物提取物和白竹炭是織物面料具有良好抗菌性能的主要因素之一。
80.以上均為本技術的較佳實施例，並非依此限制本技術的保護範圍，故：凡依本技術的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋於本技術的保護範圍之內。