複合型抗菌羊毛絮片及其製備方法與流程
2023-12-01 23:41:36 3
本發明屬於紡織
技術領域：
，具體的說，本發明涉及一種複合型抗菌羊毛絮片及其製備方法。
背景技術：
：羊毛纖維在日常環境中因其具有較好的保溫功能，並能緩慢均勻的釋放負離子且具有較高的防黴能力，被廣泛製作成羊毛絮片作為保溫服飾的保溫內襯材料。其中，羊毛絮片是熱熔非織造布中一個常見的品種，非織造布是用有方向的或雜亂的纖維通過摩擦、抱合或粘合的方法或者通過這些方法的組合方式製成的片狀物、羊毛複合纖維網或絮片，又稱非織布、無紡布、不織布、無紡織布，其綜合了化纖、紡織、造紙、塑料和皮革五大材料之優點。羊毛絮片具體製作流程為：混合羊毛纖維經餵料鬥均勻地餵給梳理機，由梳理機輸出的單層羊毛複合纖維網，經撒粉裝置加入熱熔粉，然後由交叉鋪網裝置鋪置成較厚的羊毛複合纖維網，輸入烘箱經熱風噴射加熱。熱風粘合採用單層或多層平網烘箱或圓網滾筒對羊毛複合纖維網進行加熱，在烘箱內羊毛複合纖維網有足夠的時間受熱熔融並產生粘合，加熱粘合的羊毛複合纖維網再經壓輥加壓作用，製成結構穩定、符合質量要求的羊毛絮片。此種非織造布技術具有生產工藝流程短、原料來源廣、成本低、產量高、產品多變、應用範圍廣等優點，所以在國內外受到普遍重視，得到廣泛應用。而隨著世界人口的增加和生態環境的惡化，各種細菌、病毒傳播肆虐，變異性增強，嚴重危害人們健康。在日常生活中，如枕芯、被褥、棉絮、拖布的汙染也相當嚴重，日常生活中通常通過增加清洗頻率和應用化學殺菌劑對上述物品進行殺菌消毒，雖然在一定程度上解決了病菌的問題，但物品上常會殘留大量的化學藥劑，造成人體皮膚過敏和受損。技術實現要素：由鑑於此，本發明確有必要提供一種複合型抗菌羊毛絮片及其製備方法以解決上述問題。本發明所採用的技術方案是：一種複合型抗菌羊毛絮片，它主要包括以下原料：羊毛複合纖維網、熱熔粉和不溶性殼聚糖，其中，所述熱熔粉的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的7%～13%，所述不溶性殼聚糖的質量佔所述熱熔粉質量的5%～11%。基於上述，所述羊毛複合纖維網包括羊毛纖維和滌綸纖維，所述羊毛纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總重的50%～80%，所述滌綸纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總重的20%～50%。基於上述，所述羊毛複合纖維網還包括抗菌纖維，所述抗菌纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總重的3%～5%。基於上述，所述熱熔粉為聚乙烯、共聚醯胺、聚醚改性聚酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物中的一種或幾種的組合，且所述熱熔粉的粒徑為10μm～100μm。基於上述，它還包括遠紅外粉，所述遠紅外粉的質量佔所述熱熔粉質量的6%～11%。基於上述，所述遠紅外粉為陶瓷粉、氧化鎂粉、氧化鋁粉、氧化矽粉、氧化鐵粉中的一種或幾種的組合，且所述遠紅外粉的粒徑為1μm～10μm。基於上述，所述熱熔粉的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的9%～11%，所述遠紅外粉的質量佔所述熱熔粉質量的10%～11%，所述不溶性殼聚糖的質量佔所述熱熔粉質量的10%～11%。本發明還提供一種複合型抗菌羊毛絮片的製備方法，具體步驟包括：（1）提供一種單層羊毛複合纖維網，其中，所述單層羊毛複合纖維網是通過非織造布技術獲得的；（2）將所述不溶性殼聚糖與所述熱熔粉混合形成混合添加劑；（3）將所述混合添加劑均勻拋灑在所述單層羊毛複合纖維網上，並將所述單層羊毛複合纖維網疊加進行熱熔加固，從而製得所述複合型抗菌羊毛絮片。基於上述，所述步驟（2）還包括：首先取同等質量的所述不溶性殼聚糖和所述熱熔粉進行密封混合形成混合粉；然後向所述混合粉中加入與所述混合粉等質量的所述熱熔粉，進行密封混合；重複上述步驟至所述熱熔粉添加完畢，從而得到所述混合添加劑。基於上述，所述的複合型抗菌羊毛絮片的製備方法，所述步驟（2）還包括向所述不溶性殼聚糖和所述熱熔粉中添加遠紅外粉混合製得所述混合添加劑所述的步驟。具體地，本發明提供的複合型抗菌羊毛絮片的原料各成分的作用和功效如下：羊毛複合纖維網：所述羊毛複合纖維網原料中的羊毛纖維，在日常環境中能緩慢均勻的釋放負離子，具有除塵和淨化空氣的作用。羊毛是具有防黴作用的天然纖維，其含有一種叫做「親水側邊胺基酸」的物質，能迅速吸收羊毛織物內的溼氣並排除，排溼能力為棉纖維的1～2倍，從而防止了潮溼環境下有害細菌和病毒的滋生和傳播，使得所述羊毛複合纖維網具有較好的抗菌防潮功能。進一步的，所述羊毛複合纖維網原料中還包括抗菌纖維，所述抗菌纖維能對抗甲氧苯青黴素的黃色葡萄菌等，具有抗菌殺菌功能，可防感染和傳染。所述抗菌纖維包括人工抗菌纖維和天然抗菌纖維，所述天然纖維如竹炭纖維；製備所述抗菌纖維的方法可分為混入型製法和後處理型製法，其中混入型製法是將含銀、銅、鋅離子的陶瓷粉等具有耐熱性的無機抗菌劑混入到聚酯、聚醯胺或聚丙烯腈中進行紡絲而得；後處理型製法是將天然纖維用季銨化物或脂肪醯亞胺等有機抗菌劑浸漬處理製得。熱熔粉：熱熔粘合劑是指膠粘劑在受熱熔融狀態下進行粘合的一種膠粘劑，將其製成粒徑一般在1μm～300μm的稱為熱熔粉。這類膠粘劑不含溶劑，在室溫下呈固態，加熱到其熔點左右則呈液態，具有流動性，並顯出優越的粘接性能，能很快地與其他物體粘接在一起，冷卻後即形成高強度的粘接，因此這種熱熔粉在使用過程中無需揮發溶劑，不會給環境帶來汙染，利於資源再生和環境保護。所述熱熔粉的粘合過程大致要經過以下四個階段：熱熔粉受熱熔融為粘流體；液態熱熔粉通過潤溼作用使界面分子彼此接觸，通過分子運動達到吸附平衡；分子通過跨越界面的擴散形成擴散界面區；液態熱熔粉冷卻、固化並與纖維形成粘合鍵。遠紅外粉：具有遠紅外輻射特性的微粉被稱為遠紅外粉，國內也稱之為陶瓷粉，遠紅外粉可以由一種或多種遠紅外輻射性物質構成。常溫下4μm～14μm波段，遠紅外比輻射率達65%以上的物質可用於遠紅外非織造布的開發。其保溫機理是光譜匹配共振吸收，即當輻射源的輻射波長與被輻射物的吸收波長一致時，該物體就吸收大量的紅外輻射。遠紅外線的生物效應是由於遠紅外線的頻率與構成生物體細胞的分子、原子間的振動頻率一致，所以其能量易被生物體細胞吸收，使分子內的振動加大，活化組織細胞，促進血液循環，加速新陳代謝。此外，遠紅外輻射還能使生物體分子產生共振吸收效應，在遠紅外輻射光子作用下使物體的分子能級被激發而處於較高振動能級，這便改善了核酸蛋白質等生物大分子的活性，從而發揮其調節機體代謝，改善微循環，提高免疫能力等作用。不溶性殼聚糖：由於不溶性殼聚糖分子中含有活潑的羥基和氨基等極性基團，可發生多種化學反應，具有較好的廣譜抗菌性，不溶性殼聚糖的殺菌作用可以通過提高離子強度得到增強，主要是環境中的離子幹擾不溶性殼聚糖形成分子內剛硬的晶體結構，增加溶解度實現的。對於不溶性殼聚糖影響其抗菌作用的主要因素是分子量，不同分子量的殼聚糖對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、黴菌分別具有一定的抗菌作用，研究表明殼聚糖對革蘭氏陽性細菌的抑制效果要好於革蘭氏陰性菌。對於革蘭氏陰性菌，殼聚糖的抑菌能力隨著分子量的上升而增加；而對於革蘭氏陽性菌，低分子量殼聚糖的抑菌效果較好。同時，由於殼聚糖分子中含有活潑的羥基和氨基等極性基團，可發生多種化學反應，具有較好的廣譜抗菌性，殼聚糖的殺菌作用可以通過提高離子強度得到增強，主要是環境中的離子幹擾殼聚糖形成分子內剛硬的晶體結構，增加溶解度實現的。當殼聚糖濃度足夠高時，能夠激活部分微生物本身的幾丁質酶活性，或使幾丁質酶被過分表達，導致其對自身細胞壁幾丁質的降解，從而損傷細胞壁。優選地，所述熱熔粉為聚醚改性聚酯。聚醚改性聚酯熱熔粉是由中等分子量的聚醚將對（間）苯二甲酸乙二醇酯或丁二醇酯進行改性，經高溫縮合而成的無規共聚高分子材料，由於聚醚鏈段具有很好的柔性，將其作為共聚單元無規地嵌接在聚酯大分子鏈上，一方面使共聚大分子鏈變得柔軟；另一方面打亂了聚酯大分子原有的有序排列，降低了聚酯大分子鏈間的相互作用力或結晶程度。其結果是顯著地降低了聚酯樹脂的熔點和熔融粘度，使其符合服裝襯布的要求。因此，本發明提供的複合型抗菌羊毛絮片不僅具有透氣、排溼性強、能促進睡眠、增加活力、促進細胞新陳代謝、延緩老化的功效，而且還具備抑制大腸桿菌、黴菌、金黃色葡萄球菌等微生物的特性，能防止許多皮膚病變和搔癢症，能應用到床上用品、保暖服裝、野外服裝、野外作業的禦寒服裝等方面。所述製備方法簡單易行、適合大規模自動化生產。附圖說明圖1、熱熔粉的添加量對複合型抗菌羊毛絮片保溫性能中CLO值的影響。圖2、熱熔粉的添加量對複合型抗菌羊毛絮片保溫性能中U值的影響。圖3、遠紅外粉的添加量對複合型抗菌羊毛絮片保溫性能中CLO值的影響。圖4、遠紅外粉的添加量對複合型抗菌羊毛絮片保溫性能中U值的影響。圖5、遠紅外粉與熱熔粉配比對產品透氣率的影響。圖6、不溶性殼聚糖與熱熔粉配比對產品抑菌率的影響。圖7、不溶性殼聚糖與熱熔粉配比對產品透氣率的影響。圖8、抗菌纖維的添加量對大腸桿菌的抑制率的影響。圖9、抗菌纖維的添加量對金黃色葡萄球菌抑制率的影響。具體實施方式下面通過具體實施方式，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。實施例1本實施例提供一種複合型抗菌羊毛絮片，它主要包括以下原料：由質量比為7：3的羊毛纖維、滌綸纖維製成的羊毛複合纖維網；熱熔粉和不溶性殼聚糖。其中，所述熱熔粉為粒徑為50微米的共聚醯胺，所述共聚醯胺的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的7%，所述不溶性殼聚糖的質量佔所述共聚醯胺總質量的11%。本發明還提供一種複合型抗菌羊毛絮片的製備方法，具體製備步驟包括：（1）按照上述質量比分別稱取各原料，然後將所述羊毛纖維、所述滌綸纖維通過非織造布技術製成單層羊毛複合纖維網。（2）首先取同等質量的所述不溶性殼聚糖和所述熱熔粉，將兩者進行密封混合形成混合粉；然後向所述混合粉中加入與所述混合粉等質量的所述熱熔粉，進行密封混合；重複上述向所述混合粉中加入所述熱熔粉的步驟至所述熱熔粉添加完畢，從而得到所述混合添加劑。（3）將所述混合物料均勻拋灑在各層所述羊毛複合纖維網上，並將所述各層羊毛複合纖維網疊加並進行熱熔加固，從而製得所述複合型抗菌羊毛絮片。實施例2本實施例提供一種複合型抗菌羊毛絮片，它主要包括以下原料：由羊毛纖維、滌綸纖維和抗菌纖維製成的羊毛複合纖維網、遠紅外粉、熱熔粉和不溶性殼聚糖。其中，所述羊毛纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的70%，所述滌綸纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總重的25%，所述抗菌纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的5%。所述熱熔粉為粒徑為100微米的聚醚改性聚酯，且所述聚醚改性聚酯的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的9%。所述遠紅外粉為粒徑為10微米的陶瓷粉和氧化矽粉，且所述遠紅外粉的質量佔所述聚醚改性聚酯總質量的10%。所述不溶性殼聚糖的質量佔所述聚醚改性聚酯質量的11%。本實施例還提供一種所述複合型抗菌羊毛絮片的製備方法，具備製備步驟與實施例1中的步驟大致相同，不同之處在於：所述步驟（2）為：首先取同等質量的所述不溶性殼聚糖、所述遠紅外粉和所述熱熔粉，將三者進行密封混合形成混合粉；然後向所述混合粉中加入與所述混合粉等質量的所述熱熔粉，進行密封混合；重複上述向所述混合粉中加入所述熱熔粉的步驟至所述熱熔粉添加完畢，從而得到所述混合添加劑。實施例3本實施例提供一種複合型抗菌羊毛絮片，它主要包括以下原料：由羊毛纖維、滌綸纖維和抗菌纖維製成的羊毛複合纖維網、遠紅外粉、不溶性殼聚糖和熱熔粉。其中，所述羊毛纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的77%，所述滌綸纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的20%，所述抗菌纖維的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的3%。所述熱熔粉為粒徑為20微米的聚醚改性聚酯，所述熱熔粉的質量佔所述羊毛複合纖維網總質量的15%，所述遠紅外粉為粒徑為8微米的氧化鋁粉和氧化矽粉，且所述遠紅外粉的質量佔所述聚醚改性聚酯總質量的11%。所述不溶性殼聚糖的質量佔所述熱熔粉總質量的5%。本實施例還提供一種所述複合型抗菌羊毛絮片的製備方法，具備製備步驟與實施例1中的步驟相同。由此可見，本發明中影響所述複合型抗菌羊毛絮片的性能因素比較多，比如，所述熱熔粉的最佳施加比例、所述不溶性殼聚糖與所述熱熔粉之間的配比關係，所述羊毛纖維和所述滌綸纖維之間的配比關係等。下面就這些影響因素對本發明提供的複合型抗菌羊毛絮片的性能的影響因素做詳細的闡述。（1）熱熔粉最佳施加比例的確定熱熔粉起著重要的媒介作用，一方面，其用量影響絮片的強度和與不溶性殼聚糖粉末粘合的程度，進一步影響非織造布的抗菌性能；另一方面，它還會影響絮片的保暖性、透氣性以及舒適度。為此，試驗中選取熱熔粉佔所述羊毛複合纖維網總質量的2%～25%來研究所述熱熔粉含量對最終產品的粘結性和透氣性的影響規律，其結果如表1和表2所示。表1不同比例的熱熔粉對試樣粘合效果的測試羊毛複合纖維網/g熱熔粉佔羊毛複合纖維網的百分數/%烘燥時間/秒效果1.0782260部分粘合1.1684254粘合不勻1.1746265一般1.1577259強度合格1.1279250強度好1.05610261強度好1.18712257稍有落粉1.19015262稍有落粉1.05020261不合格1.10125255落不合格表2不同比例的熱熔粉的試樣透氣性能測試結果羊毛複合纖維網/g熱熔粉佔羊毛複合纖維網的百分數/%透氣量/mm/s1.092022101.092222001.100421801.123621601.157720781.127919871.1301018451.0891117801.1251217701.0961516791.1202015641.115251203由表1和表2可以看出，當所述熱熔粉的含量在7%～15%時，產品既符合強力要求，又能滿足透氣要求；而當所述熱熔粉佔羊毛複合纖維網總質量的7%～12%時，透氣性能在1770mm/s～2078mm/s，當超過這一範圍後，其透氣性能下降較大。因此，確定所述熱熔粉量為羊毛複合纖維網質量9%～11%之間時產品的強力、蓬鬆度、透氣性均在較好的範圍內。（2）熱熔粉的添加量對所述複合型抗菌羊毛絮片保溫性能的影響為了驗證熱熔粉量對保暖性的影響規律，特選定在熱熔粉佔羊毛複合纖維網含量在7%～15%時，測試所述熱熔粉含量對所述複合型抗菌羊毛絮片保溫性能的影響規律，具體結果如圖1和圖2所示。從圖中可以看出：當熱熔粉含量的在9%～11%，羊毛複合纖維網的CLO值處於較高區間，當熱熔粉含量大於11%時，羊毛複合纖維網的CLO值下降，這可能是熱熔粉含量較多，在羊毛複合纖維網中形成了板結。而熱熔粉的含量佔羊毛複合纖維網質量10%左右時，羊毛複合纖維網的CLO值處於曲線的最高點，而其傳熱係數曲線處則在最低點，兩處都充分證明絮片在熱熔粉含量為10%時，保暖性最佳。（3）遠紅外粉與熱熔粉最佳比例的確定為了能充分發揮遠紅外粉與熱熔粉之間的協同作用，使得最終產品具有較好保溫性能，將熱熔粉含量固定在佔所述羊毛複合纖維網總質量的10%時，通過改變所述遠紅外粉與所述熱熔粉之間的配比來總結兩者的協同關係。測試所述遠紅外含量對所述複合型抗菌羊毛絮片保溫性能的影響規律，具體結果如圖3、圖4和圖5所示。從圖3可以看出，當複合遠紅外粉的含量在10%～11%之間時，羊毛複合纖維網的CLO值處於較高區間；而當複合遠紅外粉含量大於11%時，隨著複合遠紅外粉含量的增加，羊毛複合纖維網的CLO值逐步減小，而傳熱係數卻隨之提高，即其保暖性變差。這可能是遠紅外粉含量過多，造成的落粉現象嚴重，或者遠紅外粉含量過多，對熱熔粉的作用起到負面影響，再增加遠紅外粉的含量對纖維網的保暖性也無正面作用甚至影響其保暖性。從圖4和圖5也能看出類似的規律，綜合圖3、圖4以及圖5，遠紅外粉的含量佔熱熔粉含量的11%左右時，羊毛複合纖維網的CLO值位於曲線的最高點，而其傳熱係數曲線處則在最低點，兩處都充分證明在遠紅外粉佔熱熔粉含量的11%時，絮片的保暖性最佳，而且這個最佳點也處在強力範圍內。同時，從圖5中可看到，當複合遠紅外粉含量佔熱熔粉的11%左右時，透氣性也符合要求。（4）不溶性殼聚糖與熱熔粉最佳比例的確定為了能充分發揮不溶性殼聚糖與遠紅外粉之間的協同作用，使得最終產品既具有較好的粘結強度又具有較好的抗菌性能，將熱熔粉含量固定在佔所述羊毛複合纖維網總質量的10%；將所述遠紅外粉含量固定在佔所述熱熔粉質量的11%時，通過改變所述不溶性殼聚糖與所述熱熔粉之間的配比來總結兩者的協同關係，其結果如圖6和圖7所示。由圖6和圖7可以清晰地看出，當所述熱熔粉含量固定在所述羊毛複合纖維網總質量的10%時，最終產品的性能會隨著不溶性殼聚糖含量的增加，其抗菌效果逐漸增強，當所述不溶性殼聚糖含量佔所述熱熔粉的量為10%時，產品的抗菌效果和透氣性相對較好，抑菌率較穩定，而且其舒適度、手感也較好。當所述不溶性殼聚糖含量佔所述熱熔粉的量大於12%以後，最終產品雖然也具有相當好的抑菌率，但是產品的透氣性和手感則明顯下降。（5）抗菌纖維最佳施加比例的確定所述抗菌纖維一方面構成所述羊毛複合纖維網的主要纖維原料，另一方面所述抗菌纖維的用量直接影響絮片的抗菌效果及製造成本。為了既能充分發揮各抗菌原料之間的協同作用，又能降低最終產品的製造成本，現通過研究不同添加量的抗菌纖維對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制率進行研究，其結果如圖8和圖9所示。由圖8和圖9可看出，當抗菌纖維佔所述羊毛複合纖維網質量的3%～5%時，產品的抗菌效果非常好，當再增加抗菌纖維的含量，抑菌率幾乎沒有大的變動，反而大大增加產品的成本，所以綜合考慮，將其含量定為抗菌纖維佔所述羊毛複合纖維網總質量的3%～5%。最後應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。當前第1頁1 2 3