一種具有抗菌、防滲透功能的滌棉複合面料及其製備方法與流程

2023-04-27 03:55:52 2

本發明涉及一種面料，具體涉及一種具有抗菌和防滲透功能的滌棉複合面料，屬於紡織面料領域。

背景技術：

功能紡織品是全球紡織業中增長最快的產品，而醫用紡織品是功能紡織品產業中最具活力的產業之一。隨著社會的發展和人們健康意識的增強，人們對用於防護性紡織品的關注度也明顯增強，本發明涉及醫用紡織品的抗菌、防滲透方面，旨在提出一種抗菌防滲透織物加工的新思路。

抗菌是抑菌和殺菌作用的總稱。目前，抗菌面料的製備主要有兩種途徑：一、由具有抗菌作用的纖維製備；二、抗菌劑通過後期整理到織物表面。抗菌劑主要分為：無機、有機和天然抗菌劑。有機抗菌劑主要品種有香草醛或乙基香草醛類化合物，其耐熱性差、易水解有效期短；天然抗菌劑主要來自天然植物的提取，如甲殼素、芥末蓖麻油等，但耐熱性差，抗菌作用有限；無機抗菌劑主要為金屬離子，可通過物理吸附離子交換等方法，將這類金屬離子固定在沸石、矽膠等多空材料的表面，製成抗菌劑，然後加入到相應的製品中。無機抗菌劑中有色金屬(如銅、鎳、鈷等)會影響織物的美觀；鋅有一定的抗菌性，但抗菌性僅為銀的1/1000，因此銀離子抗菌劑在無機抗菌劑中佔有主導地位。

抗菌織物的評價有不同的測試方法，美國和日本研究較早，西歐發達國家也提出了一些測試方法，但與美日方法大同小異。國內主要採用國外的測試方法，主要有美國的AATCC100，ASTM E2149、日本的JIS L1902標準，我國紡織行業抗菌標準FZ/T 01021-92和GB/T 20944.1-3-2007。本發明採用國內最新推出的紡織品抗菌性能定量測試方法GB/T 20944.1-3-2007，測試原理是將試樣與對照樣分別用實驗菌液接種。分別進行立即洗脫和培養後洗脫，測定洗脫液中的細菌數並計算抑菌值或抑菌率，以此評價試樣的抗菌效果。

織物的防滲透性主要是織物對於水、油汙、血液、酒精等多種液體的防沾溼性能，主要與織物表面性能有關，因此也可以稱之為表面抗溼性。現有的吡啶季胺鹽系列、石蠟系列、有機矽系列和有機氟系列整理劑中，有機氟系列是唯一具有較為理想的抗拒多種液體的整理劑。含氟整理劑，其具有連續排列的長全氟烷鏈，表面張力很低，約為(15-18mM/m)，遠低於水(72.6mN/m)的表面張力，不僅能夠有效拒水，還能夠抗拒油(20-40mN/m)、血液(42-60mN/m)和酒精(24.3mN/m)等液體。在浸軋或浸漬過程中，含氟整理劑能夠均勻地覆蓋到織物中的紗線表面，改變纖維表面層的組成，並牢固地附著於纖維或與纖維化學結合，在紗線的內部有一定的滲透，在紗線的表面形成膜結構，有效阻止水、油汙、血液、酒精等液體進入纖維內部或纖維之間，使織物不再被其潤溼，又能保證人體的汗液、汗氣及時排出。同時由於含氟化合物優良的耐熱性和化學穩定性等特點，通過整理劑復配也可獲得較好耐洗性能。

技術實現要素：

本發明的目的在於設計一種具有抗菌、防滲透功能的滌棉複合面料及其製備方法，為了滿足其醫用防護用途，該面料具有良好的抗菌和防滲透性，同時還具有良好的透氣性，穿著舒適。

為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案：

一種具有抗菌、防滲透功能的滌棉複合面料，包括可持續釋放抗菌劑的滌綸纖維，雙層緊密斜紋滌棉基布，基布表面含氟化合物的防滲透整理層。

所述的可持續釋放抗菌劑的滌綸纖維，是採用PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)和抗菌母粒均勻混合，熔融紡絲製備而成。所述的可持續釋放抗菌劑的滌綸纖維的直徑為：25μm，斷裂強度達400MPa，所含抗菌劑的質量分數為10～50ppm。可持續釋放抗菌劑的滌綸纖維包含了納米級的銀顆粒，銀粒子均勻的分布在滌綸纖維中，可通過分子擴散，緩慢地運動到纖維的表面，可提供持續的抗菌性和長久的耐用性。

所述的雙層緊密斜紋滌棉基布，是採用滌棉混紡紗線織成的滌棉複合雙層織物，其特有的組織結構擁有較好的緊密度，能夠抑制抗菌滲透；這種雙層緊密斜紋滌棉基布採用滌棉紗線，經過兩個系統的經緯紗，表經與表緯交織，裡經與裡緯交織成為雙層組織，緊密度好，形成雙重抗菌。所述的滌棉混紡紗線的纖維組成為：65％～67％的抗菌滌綸纖維和33％～35％的棉纖維，經過環錠紡紡成滌棉混紡紗線。

所述的防滲透整理層，是採用一定濃度的含氟化合物NUVA HPC LIQ整理液，對滌棉複合雙層織物進行二浸二軋整理，軋餘率控制在75-85％，軋液均勻一致；然後進行預烘整理，溫度95-100℃，時間1-3分鐘，焙烘溫度155-160℃，時間2-5分鐘。所述的含氟化合物整理層是具有很低的表面能，表面張力很小，可以使水、油、血液和酒精等液體不能潤溼，達到抗滲透作用。含氟化合物的表面張力約為15-18mN/m，遠低於水、油、血液等的表面張力，因而能夠抗拒多種液體，達到抗滲透效果。所述的含氟化合物為NUVA HPC LIQ，其具有優良的抗滲透性能，以及顯著的熱穩定性和化學穩定性，對於酸、鹼、氧化劑和還原劑甚至於在相對高的溫度下都很穩定。

所述的抗菌母粒是一種含有納米銀的PET聚酯顆粒，納米級的銀顆粒與多孔矽膠以一定比例混合形成含銀載體，再將含銀載體與PET聚酯顆粒混合、破碎，再將混合物熔融、擠出、冷卻、切粒而成。

納米銀的PET聚酯顆粒的粒徑範圍為：1～100nm。多孔矽膠比表面積為350～500m2/g、孔徑為10nm、顆粒範圍80～100目；熔融擠出溫度為275℃。

與現有技術相比，本發明的優點和有益效果在於：

(1)無機抗菌劑(銀)在表面經過含氟化合物整理後，能擴散到整理層的表面，持續地起到抗菌的作用，避免清洗過程中抗菌劑的流失，可延長防護服的抗菌壽命。

(2)採用滌、棉混紡織物為防護服基布材料，可兼顧棉織物「貼身」的性能，提升穿著舒適性，以及滌綸的高強度、透氣和抗皺性能。

(3)採用雙層斜紋滌棉基布，其特性是高密告支，較為結實緊密，能夠在相同紡織材料的基礎上通過組織結構的優勢提高抗菌性能和防滲透性能。

(4)含氟化合物NUVA HPC LIQ為穩定的氟化物，分解溫度高，抗老化能力強；氟化物改性的表層具有較低的表面能，能有效的防止水、油、血液和酒精等組織液在防護服表面的附著和滲透，且清洗方便。

附圖說明

圖1為抗菌滌綸纖維的結構示意圖；

其中：1、滌綸纖維；2、抗菌載體：納米銀和多孔矽膠

圖2為滌棉混紡雙層斜紋織物的結構示意圖；

其中：圖2a為平面圖；圖2b為截面圖；圖2c為組織結構圖

圖3為防滲透整理後的的雙層滌棉織物結構示意圖；

其中：3、含氟化合物薄膜層；4、雙層結構的滌棉基布

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步的詳細說明，其中以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。

參見圖1所示，為可持續釋放抗菌劑的滌綸纖維，為了使抗菌劑在防滲透後仍發揮抗菌作用，選用粒子較小的無機抗菌劑，在整理劑處理後，抗菌劑可由分子運動擴散到整理層的表面，可持續的起到抗菌的效果。

抗菌載體是由多孔矽膠材料與納米銀共混而製備，納米銀和載體的質量比為：1:1。納米銀是指粒徑在1～100nm之間的金屬銀微粒組成的粉體，具有超強的活性及滲透性，其殺菌作用是普通銀的數百倍。多孔矽膠為具有強吸附性的載體，可為納米銀提供可附著點位。

抗菌母體是由PET顆粒與抗菌載體按10:1的比例共混、熔融製備，載體為東孔矽膠。多孔矽膠抗菌載體的引入，可使抗菌劑充分均勻的與PET顆粒混合。

抗菌滌綸纖維是由PET和抗菌母體按一定的比例均勻混合，經過：配料—混合—乾燥—紡絲—卷繞—落桶—集束—拉伸—緊張熱定型—捲曲—定型—切斷—打包等工藝製備。單絲的直徑控制在25μm左右，單絲強度為400MPa。

參見圖2所示，為雙層緊密斜紋滌棉織物，由兩個系統的經紗和兩個系統的緯紗交織而成。織物的表層和裡層同時具有抗菌作用。在含氟整理劑整理過程中，表層結構將會承載含氟整理劑與纖維作用形成的一層薄膜，起到阻礙各種液體的作用。

參見圖3所示，防滲透整理層是採用含氟化合物NUVA HPC LIQ整理液，對滌棉複合雙層織物進行二浸二軋整理。

NUVA HPC LIQ化合物具有很低的表面能，不僅能夠有效抗拒水，還能有效地防止油汙、血液和酒精等多種液體在防護服表面的附著和滲透，且整理後織物具有較好的耐洗性。

實施例

抗菌母粒：

抗菌母粒抗菌載體和PET樹脂製備，附著有納米銀顆粒的多孔矽膠載體和PET均勻混合、破碎為1mm左右的顆粒，經熔融、雙螺杆擠出、冷卻、切割製備而成。其中納米銀的粒徑為：1～100nm，多孔矽膠比表面積為350～500m2/g、孔徑為10nm、顆粒範圍80～100目。納米銀和矽膠載體的質量比為：1:1。抗菌母粒中抗菌載體和PET的質量比：1:10。

抗菌滌綸纖維：

滌綸抗菌纖維由PET和抗菌母粒以10:1的比例均勻混合，在275℃下熔融，以1200m/min的速度紡絲，單絲的直徑控制在25μm左右。

滌棉複合雙層織物(雙層滌棉混紡織物)：

以65％～67％的抗菌滌綸纖維和33％～35％的棉纖維混紡成滌棉紗線，通過兩個系統的經紗和緯紗，織成雙層斜紋織物。織上層時，表經與表緯交織，裡經沉於織物下層和表緯不交織，織下層時，裡經紗與裡緯交織，表經與裡緯不交織。

防滲透整理層：

防滲透整理層是採用一定濃度的含氟化合物NUVA HPC LIQ整理液，對滌棉複合雙層織物進行二浸二軋整理，軋餘率控制在80％左右，軋液均勻一致。然後進行預烘整理，溫度100℃，時間1分鐘，焙烘溫度160℃，時間3分鐘。

試樣一：

以抗菌母粒和PET比例分別為1:10、1:2和1:1均勻混合，在275℃下熔融，以1200m/min的速度紡絲，製成單絲直徑為25μm左右的抗菌滌綸纖維；抗菌滌綸纖維和棉纖維以65:35的比例混紡成滌棉紗線，然後織成雙層滌棉混紡織物；以濃度為20g/L的NUVA HPC LIQ整理液對滌棉複合雙層織物進行二浸二軋整理後，即得具有抗菌防滲透功能的布料。其抗菌抑菌效果見表1、2；抗滲透性見表3。

表1不同作用時間的殺菌率

表2抗菌效果的持久性

註：30min作用時間後的殺菌率。

表3抗滲透等級

試樣二：

以抗菌母粒和PET比例為1:2均勻混合，在275℃下熔融，以1200m/min的速度紡絲，製成單絲直徑為25μm左右的抗菌滌綸纖維；抗菌滌綸纖維和棉纖維以65:35的比例混紡成滌棉紗線，然後織成雙層滌棉混紡織物；以濃度為10g/L、20g/L和30g/L的NUVA HPC LIQ整理液對滌棉複合雙層織物進行二浸二軋整理後，即得具有抗菌防滲透功能的布料。其抗菌效果見表4a；抗滲透性見表3和表4b。

表4a清洗後抗菌效果

註：30min作用時間後的殺菌率。

表4b清洗後抗滲透等級

以上所述僅為本發明的具體實施方式和優選實施例，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。