一种抗菌功能面料及其生产工艺的制作方法

1.本技术涉及面料生产领域，更具体地说，它涉及一种抗菌功能面料及其生产工艺。


背景技术：

2.在国家标准中对服装的定义为：缝制，穿于人体起保护和装饰作用的产品，又称衣服，而面料是人们用来制作服装必需的原料，人类最初的衣服是用兽皮制成的，发展到后来人们开始用麻类纤维和草类纤维等制备服装。随着当今人们生活水平的不断提高，人们对服装的要求也日益提高，不仅要求服装具有保暖、蔽体的基本功能，还要求服装具有新的功能，以此来更好的对穿着者进行防护。
3.申请公布号为cn207535391u的中国专利公开了一种纳米银离子抗菌面料，包括面料基层，面料基层的内表面设有里层，面料基层的外表面设有等间距分布的条状防水层，相邻条状防水层之间设有透气通道；所述面料基层由经纱和纬纱垂直交织而成，经纱由复合纱和涤纶纱以1：1的比例排列而成，纬纱由复合纱和涤纶纱以2：1的比例排列而成，复合纱由两股棉线和两股银纤维纤维呈螺旋状交捻而成。
4.针对上述相关技术，发明人认为：银离子易受到环境的影响而被还原为单质银，使得杀菌效果下降。


技术实现要素：

5.为了提高含银面料在使用中杀菌功能的稳定性，本技术提供一种抗菌功能面料及其生产工艺。
6.本技术提供的一种抗菌功能面料采用如下的技术方案：一种抗菌功能面料，所述抗菌功能面料由纬纱和经纱制成，所述经纱主要由如下重量份数的原料制成：棉纤维20
‑
25份、经纱抗菌剂2
‑
4份；所述经纱抗菌剂包括银纤维；所述纬纱主要由聚对苯二甲酸乙二醇酯和纬纱抗菌剂制成，聚对苯二甲酸乙二醇酯和纬纱抗菌剂的质量比为(20
‑
25)：(1
‑
3)；所述纬纱抗菌剂由铈源和二氧化钛在溶液中混合均匀后固液分离、焙烧制得；所述铈源为硝酸铈，所述硝酸铈与二氧化钛的质量比为1：(1
‑
2)。
7.通过采用上述技术方案，在棉纤维中添加银纤维并制备为经纱，银纤维通过释放银离子，银离子可以破坏细菌细胞膜并吸引细菌体中酶蛋白的疏基，并与疏基迅速结合在一起，降低细胞内生物活性酶的活性，同时造成细菌细胞内蛋白质凝固，干扰细胞dna的合成，使细菌丧失分裂增殖的能力，从而起到抗菌的效果；但是银离子在光照条件下易被还原为单质银，使得杀菌效果下降；在铈源和二氧化钛组成的纬纱抗菌剂中，由于纳米二氧化钛粉体对ce
4
具有吸附作用，ce
4
可以部分进入二氧化钛的晶格内，相应导致二氧化钛的晶格畸变以及表面电子能级变化，在光照条件下，纳米二氧化钛价带上的电子可以被激活并跃迁到导带上，同时在价带上产生相应的空穴，电子与空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置，电子与吸附在二氧化钛表面的o2反应，生成超氧离子.o2
‑
从而产生杀菌效果；通过银纤维和硝酸铈和二氧化钛的共同作用，提高含银面料杀菌的稳定性。
8.优选的，所述抗菌功能面料包括纬纱和经纱，所述经纱主要由如下重量份数的原料制成：棉纤维20
‑
23份、经纱抗菌剂2
‑
3份；所述经纱抗菌剂包括银纤维；所述纬纱包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和纬纱抗菌剂，聚对苯二甲酸乙二醇酯和纬纱抗菌剂的质量比为(20
‑
23)：(2
‑
3)；所述纬纱抗菌剂由铈源和二氧化钛在溶液中混合均匀后固液分离、焙烧制得；所述铈源为硝酸铈，所述硝酸铈与二氧化钛的质量比为1：(1
‑
2)。
9.通过采用上述技术方案，对面料中纬纱抗菌剂的含量进行了进一步的优化，提高纬纱抗菌剂在面料中的杀菌效果，进而提高含银面料在使用时杀菌的稳定性。
10.优选的，所述经纱抗菌剂由壳聚糖和所述银纤维组成。
11.通过采用上述技术方案，壳聚糖具有优异的成膜性，可对棉纤维和银纤维进行包覆，同时壳聚糖对银纤维释放的银离子具有配位吸附作用，通过壳聚糖的载体作用使得银离子稳定附着在棉纤维上，从而提高制备的抗菌功能面料的抗菌效果。
12.优选的，所述壳聚糖与银纤维的质量比为4：(1
‑
2)。
13.通过采用上述技术方案，调节壳聚糖与银纤维的质量比，提高壳聚糖对银纤维释放的银离子的吸附作用，从而进一步提高抗菌功能面料的抗菌效果。
14.优选的，所述经纱的制备原料中还包括竹纤维，棉纤维和竹纤维的质量比为2:1。
15.通过采用上述技术方案，由于棉纤维制备的面料具有良好的透气性，这使得面料易与外界的空气发生气体交换，从而减少细菌的滋生，使得制得的面料具有一定的抗菌性能；竹纤维表面具有细小的孔隙，可以快速吸附细菌和汗渍，使皮肤保持干爽，通过将棉纤维和竹纤维混纺，提高制备的经纱的透气性能，进而提高抗菌功能面料的抗菌效果。
16.优选的，所述纬纱由聚对苯二甲酸乙二醇酯、纬纱抗菌剂和抗静电剂制成，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯、纬纱抗菌剂和抗静电剂的质量比为(20
‑
25)：(1
‑
3)：(0.5
‑
0.6)，所述抗静电剂由石油磺酸钠和脂肪酸甘油酯按照质量比2:1组成。
17.通过采用上述技术方案，抗静电剂的添加提高了制备出的经纱的抗静电效果，减少因为静电作用吸附的细菌和霉菌的数量，石油磺酸钠通过将亲油基附着于纬纱上，石油磺酸钠的亲水基朝向空气一侧排列，通过吸收环境中的水分，并通过氢键与水分结合，形成一个单分子导电层，使得面料产生的静电荷迅速泄露，从而达到抗静电的目的；脂肪酸甘油酯在具有抗静电作用的同时也具有良好的热稳定性，通过石油磺酸钠和脂肪酸甘油酯的共同作用，提高纬纱的抗静电效果，进而提高制备的抗菌功能面料的抗菌效果。
18.第二方面，本技术提供一种抗菌功能面料的制备方法，采用如下的技术方案：一种抗菌功能面料的生产工艺，包括以下步骤：将所述经纱和所述纬纱进行织造，即得。
19.通过采用上述技术方案，将经纱和纬纱进行织造，使得经纱抗菌剂和纬纱抗菌剂均匀分散在抗菌功能面料中，在经纱抗菌剂与纬纱抗菌剂的协同作用下，使得制得的抗菌功能面料具有均匀良好的抗菌效果。
20.优选的，所述经纱采用如下方法制备而成：s1、将壳聚糖溶解在溶剂中，混合均匀制成混合液；s2、将棉纤维和银纤维进行混纺制得初纤维；所述壳聚糖与银纤维的质量比为4：(1
‑
2)；s3、将步骤s2中制备的初纤维在步骤s1中制备的混合液中浸渍，取出，晾干即得。
21.通过采用上述技术方案，使银纤维与棉纤维进行混纺后，将混纺后的初纤维浸渍在混合液中，通过壳聚糖良好的成膜性质，使得壳聚糖溶液对棉纤维和银纤维进行包裹；并通过壳聚糖对银离子的配位吸附作用，提高银离子的稳定性，从而使得制备的经纱具有良好的抗菌功能。
22.优选的，所述纬纱采用如下方法制备而成：s11、将二氧化钛和水混合，超声分散，得到初反应液；s12、将硝酸铈加入步骤s11制备的初反应液中，在59℃
‑
60℃下搅拌10
‑
20min，得到混合液；将混合液进行抽滤、烘干和焙烧，制得纬纱抗菌剂；s13、将聚对苯二甲酸乙二醇酯和纬纱抗菌剂混合均匀制得熔融料，将熔融料熔融挤出制备成纬纱。
23.通过采用上述技术方案，利用硝酸铈和二氧化钛制备出纬纱抗菌剂后，通过将纬纱抗菌剂、聚对苯二甲酸乙二醇酯均匀混合制备成熔融料，然后通过对熔融料进行熔融挤出制备出纬纱，使得纬纱抗菌剂可以均匀分布于纬纱中，进而使得纬纱抗菌剂可以均匀分布在抗菌功能面料中，提高抗菌功能面料的抗菌性能。
24.综上所述，本技术具有以下有益效果：由于在经纱中添加银纤维，银纤维通过释放银离子对细菌的细胞膜进行破坏，从而达到杀菌的效果，同时银离子在光照条件下易被还原为单质银，使得杀菌效果下降；同时通过在纬纱中添加由硝酸铈和二氧化钛组成的纬纱抗菌剂，使得在光照条件下，二氧化钛通过吸附ce
4
，ce
4
引发二氧化钛晶格内电子能级变化，使得电子被激活跃迁到二氧化钛粒子表面并与二氧化钛表面的o2反应，生成具有杀菌作用的超氧离子.o2‑
，通过银纤维、硝酸铈和二氧化钛的协同作用，提高抗菌功能面料在使用时杀菌效果的稳定性。
具体实施方式
25.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
26.下面实施例中，所用壳聚糖为壳聚糖粉末，优选的，壳聚糖粉末中壳聚糖的纯度大于95％；优选的，所用银纤维为济南雨墨科贸有限公司生产的银纤维纱线，粗细为200d；所用纬纱抗菌剂由硝酸铈和二氧化钛制成，优选的，所用硝酸铈为工业级硝酸铈，纯度为99.99％；优选的，所用二氧化钛的粒径为40μm；所用经纱纤维由棉纤维和竹纤维制成，优选的，所用棉纤维的规格为32s；优选的，所用竹纤维为潍坊浩纺纺织有限公司生产的竹纤维纱，其中竹纤维的质量分数为99％；优选的，所用聚对苯二甲酸乙二醇酯为上海康立德新材料科技有限公司提供；所用抗静电剂由石油磺酸钠和脂肪酸甘油酯组成；优选的，所用石油磺酸钠为山东利鸣化工基团有限公司生产的石油磺酸钠；优选的，所用脂肪酸甘油酯为食品级脂肪酸甘油酯，质量分数为99％；优选的，所用壳聚糖的溶剂为ph值小于6的醋酸溶液，或者市面上售卖的壳聚糖的良溶剂均可。
27.本技术制备的抗菌功能面料中经纱和纬纱的质量比根据生产中面料的规格需要选择，优选的，本技术中经纱和纬纱的质量比为1：1。
28.优选的，将初纤维浸渍在混合液中的时间为1min。
29.经纱制备例1本制备例的经纱的制备方法包括如下步骤：取20kg棉纤维和2kg银纤维进行混纺制得初纤维，将初纤维进行纺纱处理，制得经纱。
30.经纱制备例2本制备例的经纱的制备方法包括如下步骤：取25kg棉纤维和4kg银纤维进行混纺制得初纤维，将初纤维进行纺纱处理，制得经纱。
31.经纱制备例3本制备例的经纱的制备方法包括如下步骤：取22kg棉纤维和3kg银纤维进行混纺制得初纤维，将初纤维进行纺纱处理，制得经纱。
32.经纱制备例4本制备例的经纱的制备方法包括如下步骤：s1、取12kgph为5的醋酸溶液放入带有搅拌桨的搅拌桶内，将2.4kg壳聚糖加入搅拌桶内，搅拌桨的搅拌速率设置为40r/min，搅拌至壳聚糖溶解，得到混合液；s2、取22kg棉纤维和0.6kg银纤维进行混纺制得初纤维；s3、将步骤s2中制得的初纤维浸渍在s1中制备的混合液中1min，取出晾干，将晾干后的初纤维进行纺纱处理即得。
33.经纱制备例5本制备例中经纱的制备方法与经纱制备例4中制备方法的不同之处在于步骤s1中添加的壳聚糖为2kg，步骤s2中与棉纤维进行混纺的银纤维为1kg，其余均与经纱制备例4中相同。
34.经纱制备例6本制备例中经纱的制备方法与经纱制备例4中制备方法的不同之处在于步骤s1中添加的壳聚糖为1.71kg，步骤s2中与棉纤维进行混纺的银纤维为1.29kg，其余均与经纱制备例4中相同。
35.经纱制备例7本制备例中经纱的制备方法与经纱制备例4中制备方法的不同之处在于步骤s1中添加的壳聚糖为2.67kg，步骤s2中添加完棉纤维后添加的银纤维为0.33kg，其余均与经纱制备例4中相同。
36.经纱制备例8本制备例的经纱的制备方法包括如下步骤：s1、取12kgph为5的醋酸溶液放入带有搅拌桨的搅拌桶内，将2kg壳聚糖加入搅拌桶内，搅拌桨的搅拌速率设置为40r/min，搅拌至壳聚糖溶解，得到混合液；s2、取22kg棉纤维和竹纤维的混合物，混合物中棉纤维和竹纤维的质量比为2:1，将22kg棉纤维和竹纤维的混合物和1kg银纤维进行混纺，得到初纤维；s2、将步骤s2中制备的初纤维浸渍在步骤s1中制备的混合液中1min，取出晾干，将
晾干后的初纤维进行纺纱处理即得。
37.纬纱制备例1本制备例的纬纱的制备方法包括如下步骤：s11、取3kg的二氧化钛加入带有搅拌桨的搅拌桶内，在搅拌桶内加入15kg的水，搅拌桨的搅拌速率设置为30r/min，搅拌20min，然后通过超声机对搅拌桶内的溶液进行超声分散15min，超声频率为28khz，得到初反应液；s12、取3kg硝酸铈加入初反应液中，在60℃的恒温条件下搅拌20min，搅拌速率设置为30r/min，得到混合液；将混合液进行抽滤、固体烘干和焙烧，制得纬纱抗菌剂；s13、取20kg的聚对苯二甲酸乙二醇酯和1kg的纬纱抗菌剂混合，制得熔融料，将熔融料加入螺杆挤出机中，螺杆挤出机的熔融温度设置为280℃，熔融料经螺杆挤出机熔融挤出，并将熔融挤出后的物料进行冷却、牵引和后处理，制得纬纱纤维；对纬纱纤维进行纺纱制备成纬纱。
38.纬纱制备例2本制备例的纬纱的制备方法包括如下步骤：s11、取3kg的二氧化钛加入带有搅拌桨的搅拌桶内，在搅拌桶内加入15kg的水，搅拌桨的搅拌速率设置为30r/min，搅拌20min，然后通过超声机对搅拌桶内的溶液进行超声分散15min，超声频率为28khz，得到初反应液；s12、取3kg硝酸铈加入初反应液中，在60℃的恒温条件下搅拌20min，搅拌速率设置为30r/min，得到混合液；将混合液进行抽滤、固体烘干和焙烧，制得纬纱抗菌剂；s13、取25kg的聚对苯二甲酸乙二醇酯和3kg的纬纱抗菌剂混合，制得熔融料，将熔融料加入螺杆挤出机中，螺杆挤出机的熔融温度设置为280℃，熔融料经螺杆挤出机熔融挤出，并将熔融挤出后的物料进行冷却、牵引和后处理，制得纬纱纤维；对纬纱纤维进行纺纱制备成纬纱。
39.纬纱制备例3本制备例的纬纱的制备方法包括如下步骤：s11、取3kg的二氧化钛加入带有搅拌桨的搅拌桶内，在搅拌桶内加入15kg的水，搅拌桨的搅拌速率设置为30r/min，搅拌20min，然后通过超声机对搅拌桶内的溶液进行超声分散15min，超声频率为28khz，得到初反应液；s12、取3kg硝酸铈加入初反应液中，在60℃的恒温条件下搅拌20min，搅拌速率设置为30r/min，得到混合液；将混合液进行抽滤、固体烘干和焙烧，制得纬纱抗菌剂；s13、取22kg的聚对苯二甲酸乙二醇酯和2kg的纬纱抗菌剂混合，制得熔融料，将熔融料加入螺杆挤出机中，螺杆挤出机的熔融温度设置为280℃，熔融料经螺杆挤出机熔融挤出，并将熔融挤出后的物料进行冷却、牵引和后处理，制得纬纱纤维；对纬纱纤维进行纺纱制备成纬纱。
40.纬纱制备例4本制备例中纬纱的制备方法与纬纱制备例1中制备方法的不同之处在于步骤s11中添加的二氧化钛为6kg。
41.纬纱制备例5本制备例的纬纱的制备方法包括如下步骤：
s11、取3kg的二氧化钛加入带有搅拌桨的搅拌桶内，在搅拌桶内加入15kg的水，搅拌桨的搅拌速率设置为30r/min，搅拌20min，然后通过超声机对搅拌桶内的溶液进行超声分散15min，超声频率为28khz，得到初反应液；s12、取3kg硝酸铈加入初反应液中，在60℃的恒温条件下搅拌15min，搅拌速率设置为30r/min，得到混合液；将混合液进行抽滤、固体烘干和焙烧，制得纬纱抗菌剂；s13、取22kg的聚对苯二甲酸乙二醇酯、2kg的纬纱抗菌剂和0.6kg的抗静电剂混合制得熔融料，将熔融料加入螺杆挤出机中，螺杆挤出机的熔融温度设置为280℃，熔融料经螺杆挤出机熔融挤出，并将熔融挤出后的物料进行进行冷却、牵引和后处理，制得纬纱纤维；对纬纱纤维进行纺纱制备成纬纱；抗静电剂由石油磺酸钠和脂肪酸甘油酯按照质量比2:1组成。
42.纬纱制备例6本制备例中纬纱的制备方法与纬纱制备例3中制备方法的不同之处在于步骤s13中添加的抗静电剂为0.5kg。
43.实施例1本实施例的抗菌功能面料的制备方法包括如下步骤：1、取1kg经纱制备例1中制备的经纱与1kg纬纱制备例1的制备的纬纱，将经纱和纬纱经除杂、梳理、牵伸和加捻分别处理成经纱纱线和纬纱纱线；2、将步骤1中得到的经纱纱线和纬纱纱线分别经高速整经机卷绕在整经轴上，得到经纱卷装经轴和纬纱卷装经轴；3、将步骤2中得到的经纱卷装经轴和纬纱卷装经轴安装在织机上进行织造，得到抗菌功能面料。
44.实施例2本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例1中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例2中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
45.实施例3本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例1中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例3中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
46.实施例4本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例1中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例4中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
47.实施例5本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例1中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例5中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
48.实施例6本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱
采用经纱制备例1中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例6中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
49.实施例7本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例2中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例5中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
50.实施例8本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例3中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例5中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
51.实施例9本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例4中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例5中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
52.实施例10本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例5中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例5中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
53.实施例11本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例6中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例5中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
54.实施例12本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例7中制备的经纱，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例5中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
55.实施例13本实施例的抗菌功能面料的制备方法与实施例1的不同之处在于步骤1中的经纱采用经纱制备例8中制备，步骤1中的纬纱采用纬纱制备例5中制备的纬纱，其他均与实施例1中相同。
56.对比例本对比例与实施例1的不同之处在于，抗菌功能面料中纬纱的制备原料中不含有纬纱抗菌剂，其他的与实施例1中的相同。
57.性能检测试验1、取实施例1
‑
13及对比例中制得的抗菌功能面料(以下简称为样品)，剪裁为1cm*1cm的样品，并将施例1
‑
13及对比例中制得的样品在紫外线消毒灯下预先消毒20min；2、取一个烧瓶加入100ml0.03mol/l的pbs缓冲液中，并分别在烧瓶中加入5ml大肠杆菌菌液和5ml金黄色葡萄杆菌菌液，大肠杆菌菌液和金黄色葡萄杆菌菌液的浓度均为108cell/ml，将大肠杆菌菌液、金黄色葡萄杆菌菌液和pbs缓冲液混合均匀制成实验菌液；分别在实施例1
‑
13和对比例中制得样品上均匀喷洒2ml的实验菌液，喷洒完实验菌液的样
品放置在日光条件下照射12h，测定实施例1
‑
13制得的样品和对比例中制得的样品照射前后的活菌浓度，计算杀菌率。
58.表1实施例1
‑
13与对比例的抗菌功能面料的抗菌性能的测试结果结合实施例10、实施例13并结合表1可以看出，通过在经纱中添加竹纤维，利用竹纤维对细菌的吸附作用和透气作用，使得竹纤维在和棉纤维的协同作用下，明显提高抗菌功能面料的抗菌性能。
59.结合实施例8、实施例10并结合表1可以看出，通过在经纱的制备过程中添加壳聚糖，通过壳聚糖的成膜性能对银纤维进行包覆，减少银纤维从棉纤维上脱离，从而使得制备的抗菌功能面料的抗菌性能得到提升。
60.结合实施例5
‑
6、实施例1并结合表1可以看出，添加抗静电剂，通过抗静电剂抗的静电效果，减少因为静电作用对细菌、霉菌的吸附效果，从而增强面料的抗菌效果；同时当添加0.6kg的抗静电剂时，制备的抗菌功能面料的抗菌性能最好。
61.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。