一种含生物活性成分的口袋布及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种含生物活性成分的口袋布及其制备方法，属于纺织领域。


背景技术：

2.口袋布(英文pocketing fabric)，是一种平纹布，可以做服装口袋的里布、被里、面袋、米袋等用途。口袋布品种繁多，主要分为3大类，全化纤、纯棉和涤棉口袋布。
3.其中纯棉口袋布布料柔和，吸湿性强，透气性佳，耐热耐碱，干净卫生，但是其容易缩水，容易起皱，并且使用后容易起球，强度方面也不够优异，长时间使用会出现破洞现象。
4.全化纤口袋布为高分子织物，面料的密度大，相对牢度也比较大，结实耐用，抗皱性强，不容易出现褶皱，现在通过化纤加工工艺可以生产出有耐高温、耐辐射、耐磨性、高弹性、抗菌性等独特个性的面料，但是其还存在吸湿性、透气性较差的缺点，遇热容易变形，而且容易产生静电，化纤长期使用对人体有危害。
5.涤棉口袋布是通过涤纤维和棉纤维混纺生产的面料，可以通过控制纤维比例来适应不同的用途，它既突出了涤纶的风格又有棉织物的长处，涤棉面料在干湿情况下的耐磨性都比较好，缩水率小，而且不容易出现褶皱，还有快干的特点， 但易吸附油污、产生静电吸附灰尘、不能用高温熨烫和沸水浸泡、吸湿性和透气性较纯棉织物稍差、磨擦之处易起毛、结球，而且涤纤维含量过高，在舒适性上会大打折扣。
6.其中防静电性能对口袋布来说十分重要，比如作为面袋，如果不能导出静电，可能会发生事故。
7.cn107893278b公开了一种涤棉防静电a级功能面料，通过织物经纬密和经纬纱与导电丝排列比的设计，导电丝在织物的经向和纬向相互交叉，形成网格织物，同时通过静电整理剂的协同作用使面料获得防静电性能，长时间使用、漂洗会使导电纤维外露，导致面料舒强度下降、收缩率增加、舒适度下降，将织物浸渍静电整理剂增强防静电性能，仅附着在表面，导致在使用过程中会逐渐脱落失效，从而防静电效果下降。
8.cn108385242b公开了一种防静电、防辐射、阻燃、高透性面料及其制备方法，面料由经线簇和纬线簇交错地夹持透气芯构成，透气芯两侧的经线簇和纬线簇的交叉缝处涂有抗静电剂，同时还有不锈钢纤维丝导电，从而获得抗静电效果，长时间使用、漂洗后导电纤维容易外露，导致面料强度下降、收缩率增大的同时舒适性大打折扣，其在交叉缝处处涂抹抗静电剂，附着性不好，长时间使用会脱落导致防静电效果下降。
9.综上所述，现有技术存在以下缺点：（1）长时间使用、漂洗后导电纤维容易外露，导致布料的强度下降，收缩率增大易缩水的同时牺牲了舒适度；（2）增强防静电性能的防静电整理剂和抗静电剂附着效果差，长时间使用、漂洗后会脱落，导致防静电性能下降。


技术实现要素：

10.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过对金属纤维进行改性，以及改良抗静电液来提供一种含生物活性成分的口袋布及其制备方法，实现多次洗涤后不会造成因导电纤维外露、防静电剂脱落导致的防静电效果下降、布料性能下降、舒适度打折的问题。
11.为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种含生物活性成分的口袋布，所述含生物活性成分的口袋布对大肠杆菌抑菌率为97.5
‑
97.8%，对金黄葡萄球菌抑菌率为95.7
‑
96.1%，对白色念珠菌抑菌率为97.7
‑
98.3%。
12.以下是对上述技术方案的进一步改进：所述制备方法包括以下步骤：所述溶胶
‑
凝胶法包覆植物提取物，将海藻酸钠、淀粉、水均匀混合，在65
‑
75℃下以450
‑
550r/min搅拌50
‑
70min，再加入艾草提取物、茶提取物、纳米碳酸钙、纳米蒙脱土，在75
‑
85℃下以550
‑
650r/min搅拌90
‑
110min，搅拌后超声消泡，得到含植物提取物的溶胶；将含植物提取物的溶胶在24
‑
26℃下老化22
‑
26h，然后冻干得到含植物提取物的溶胶冻干粉。
13.所述含植物提取物的溶胶按质量份计，包括以下组分：海藻酸钠1.5
‑
2.5份、淀粉2.5
‑
3.5份、水85
‑
95份、艾草提取物0.5
‑
1.5份、茶提取物0.3
‑
0.7份、纳米碳酸钙0.2
‑
0.4份、纳米蒙脱土0.1
‑
0.3份；所述纳米碳酸钙，粒径28
‑
32nm，比表面积20
‑
22m2/g；所述纳米蒙脱土为钠基蒙脱土，粒径14
‑
16nm。
14.所述造粒，将聚乳酸树脂母粒、涤纶树脂母粒、含植物提取物的溶胶冻干粉、增韧剂、抗氧剂预混8
‑
12min，得到混合料，然后挤出、造粒，得到含植物提取物的母粒；所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚乳酸树脂母粒18
‑
22份、涤纶树脂母粒35
‑
45份、含植物提取物的溶胶冻干粉1.5
‑
2.5份、增韧剂0.5
‑
1.5份、抗氧剂0.5
‑
1.5份。
15.所述增韧剂为聚醋酸乙烯；所述抗氧剂为tnp；所述聚乳酸树脂的数均分子量为32000
‑
37000g/mol。
16.所述金属纤维改性，将直径18
‑
22μm的不锈钢纤维束接入电解池的阳极，电解液为质量浓度为14
‑
16％的h2so4溶液，电源采用直流供电，先将电流调整到0.95
‑
1.05a，处理18
‑
22分钟， 然后将电流调整到1.15
‑
1.25a，处理13
‑
17分钟，关掉电源后将不锈钢纤维束取出，清洗烘干得到改性不锈钢纤维。
17.所述纺丝，将含植物提取物的母粒熔融纺丝，纺丝速度控制在2800
‑
3200m/min，出丝口连接盛有24
‑
26℃抗静电液的冷却槽，纺丝出冷却液槽后进行光固化，然后集束上油，卷绕成型得含植物提取物的聚酯纤维；所述抗静电液按质量份计，包括以下组分：甲基丙烯酸甲酯4
‑
6份、甘油1.5
‑
2.5份、聚乙二醇2.5
‑
3.5份、纳米炭黑0.5
‑
1.5份、丙烯酸多元醇3.5
‑
4.5份、光引发剂0.8
‑
1.2份；所述纳米炭黑粒径为11
‑
13nm；所述丙烯酸多元醇平均分子量为2000
‑
2400；
所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮；所述抗静电液的制备方法，将规定份数的甲基丙烯酸甲酯、甘油、聚乙二醇、纳米炭黑、丙烯酸多元醇、光引发剂混合均匀，55
‑
65℃下保温1.5
‑
2.5h，得到抗静电液；所述光固化分为第一次固化、第二次固化，第一次固化紫外线波段为410
‑
430nm，紫外线辐射时间18
‑
22s，照度为950
‑
1050mw/cm2；第二次固化紫外线波段为410
‑
430nm，紫外线辐射时间13
‑
17s，照度为750
‑
850mw/cm2。
18.所述并丝，将2
‑
4根改性不锈钢纤维并丝，作为纱芯，将纱芯用倍捻机进行加捻，捻度2100
‑
2300捻/米，捻向为顺手捻，然后将28
‑
32根含植物提取的聚酯纤维作为包覆纤维，包覆不锈钢纤维加捻，捻度2100
‑
2300捻/米，捻向为反手捻，得到经线；将2
‑
4根改性不锈钢纤维并丝，作为纱芯，将纱芯用倍捻机进行加捻，捻度1400
‑
1600捻/米，捻向为顺手捻，然后将8
‑
12根含植物提取的聚酯纤维、18
‑
22根棉线纤维作为包覆纤维，包覆不锈钢纤维加捻，捻度1400
‑
1600捻/米，捻向为反手捻，得到纬线。
19.所述织造，以平纹织造，织机车速650
‑
750r/min，经纬线1:1间隔循环，织造横密wpc为24
‑
26，纵密cpc为34
‑
36，织造完成得到含生物活性成分的口袋布。
20.与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：本发明制备的口袋布有良好的抑菌性，对大肠杆菌抑菌率为97.5
‑
97.8%，对金黄葡萄球菌抑菌率为95.7
‑
96.1%，对白色念珠菌抑菌率为97.7
‑
98.3%；本发明制备的口袋布可以有效的防止静电产生，有良好的导电性，点对点电阻为6.5
‑
6.7*106ω，防静电等级为a级，不易沾染灰尘，同时导电性的耐久度高，80次洗涤后，点对点电阻为9.6
‑
9.8*106ω，防静电能力仍可保持a级，不锈钢纤维不出现外露现象；本发明制备的口袋布有良好的断裂强力，经向断裂强力770
‑
780n，纬向断裂强力530
‑
540n，80次洗涤后，经向断裂强力715
‑
730n，纬向断裂强力480
‑
500n，耐用性更强，不容易出现破洞；本发明制备的口袋布水洗尺寸变化率小，洗涤后不会大幅缩水，经向尺寸变化率为
‑
1.3~1.4%，纬向尺寸变化率为
‑
1.5~1.6%，80次洗涤后，经向尺寸变化率为
‑
1.4~1.5%，纬向尺寸变化率为
‑
1.7~1.8%；本发明制备的的口袋布有良好的透气性，透气率为33
‑
35mm/s。
具体实施方式
21.实施例1（1）溶胶
‑
凝胶法包覆植物提取物将海藻酸钠、淀粉、水均匀混合，在70℃下以500r/min搅拌60min，再加入艾草提取物、茶提取物、纳米碳酸钙、纳米蒙脱土，在80℃下以600r/min搅拌100min，搅拌后超声消泡，得到含植物提取物的溶胶。
22.所述含植物提取物的溶胶按质量份计，包括以下组分：海藻酸钠2份、淀粉3份、水90份、艾草提取物1份、茶提取物0.5份、纳米碳酸钙0.3份、纳米蒙脱土0.2份；所述纳米碳酸钙，粒径30nm，比表面积21m2/g；所述纳米蒙脱土为钠基蒙脱土，粒径15nm；之后将含植物提取物的溶胶在25℃下老化24h，最后放置于冷冻干燥机进行冻干，
得到含植物提取物的溶胶冻干粉。
23.（2）造粒将聚乳酸树脂母粒、涤纶树脂母粒、含植物提取物的溶胶冻干粉、增韧剂、抗氧剂预混10min，得到混合料，然后将混合料经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到含植物提取物的母粒；所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚乳酸树脂母粒20份、涤纶树脂母粒40份、含植物提取物的溶胶冻干粉2份、增韧剂1份、抗氧剂1份；所述增韧剂为聚醋酸乙烯；所述抗氧剂为tnp（亚磷酸三壬基苯酯）；所述聚乳酸树脂的数均分子量为35000g/mol。
24.（3）金属纤维改性将直径为20μm的不锈钢纤维束接入电解池的阳极，电解液为质量浓度为15％的h2so4溶液，电源采用直流电源器供电，首先将电流调整到1.0a，处理20分钟， 然后，将电流调整到1.2a，处理15分钟，关掉电源，将不锈钢纤维束取出，清水清洗纤维束表面，烘干得到改性不锈钢纤维，可以使金属纤维表面获得致密均匀的孔隙，改性后纤维直径无明显变化。
25.（4）纺丝将含植物提取物的母粒送入纺丝机进行熔融纺丝，纺丝速度控制在3000m/min，出丝口连接盛有25℃抗静电液的冷却槽，通过浸渍抗静电液使其附着抗静电液的同时进行冷却，出冷却液槽后经紫外线照射进行光固化，光固化后集束上油，卷绕成型得含植物提取物的聚酯纤维；所述抗静电液按质量份计，包括以下组分：甲基丙烯酸甲酯5份、甘油2份、聚乙二醇3份、纳米炭黑1份、丙烯酸多元醇4份、光引发剂1份。
26.所述纳米炭黑粒径为12nm；所述丙烯酸多元醇平均分子量为2200；所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮；所述光固化分为第一次固化、第二次固化，第一次固化紫外线波段为420nm，紫外线辐射时间20s，照度为1000mw/cm2；第二次固化紫外线波段为420nm，紫外线辐射时间15s，照度为800mw/cm2；所述抗静电液的制备方法，将规定份数的甲基丙烯酸甲酯、甘油、聚乙二醇、纳米炭黑、丙烯酸多元醇、光引发剂混合均匀，60℃下保温2h，得到抗静电液。
27.（5）并丝、织造并丝，将3根改性不锈钢纤维并丝，作为纱芯，将纱芯用倍捻机进行加捻，捻度2200捻/米，捻向为顺手捻，然后将30根含植物提取的聚酯纤维作为包覆纤维，包覆改性不锈钢纤维加捻，捻度2200捻/米，捻向为反手捻，得到经线；将3根改性不锈钢纤维并丝，作为纱芯，将纱芯用倍捻机进行加捻，捻度1500捻/米，捻向为顺手捻，然后将10根含植物提取的聚酯纤维、20根棉线纤维作为包覆纤维，包覆改性不锈钢纤维加捻，捻度1500捻/米，捻向为反手捻，得到纬线；织造，以平纹织造，织机车速700r/min，经纬线1:1间隔循环，织造横密wpc为25，纵密cpc为35，织造完成得到含生物活性成分的口袋布；
所述口袋布克重120g/m2。
28.实施例1的口袋布有良好的抑菌性，对大肠杆菌抑菌率为97.8%，对金黄葡萄球菌抑菌率为96.1%，对白色念珠菌抑菌率为98.3%；实施例1的口袋布可以有效的防止静电产生，有良好的导电性，点对点电阻为6.5*106ω，防静电等级为a级，不易沾染灰尘，同时导电性的耐久度高，80次洗涤后，点对点电阻为9.6*106ω，防静电能力仍可保持a级，不锈钢纤维不出现外露现象；实施例1的口袋布有良好的断裂强力，经向断裂强力780n，纬向断裂强力540n，80次洗涤后，经向断裂强力730n，纬向断裂强力500n，耐用性更强，不容易出现破洞；实施例1的口袋布水洗尺寸变化率小，洗涤后不会大幅缩水，经向尺寸变化率为
‑
1.3%，纬向尺寸变化率为
‑
1.5%，80次洗涤后，经向尺寸变化率为
‑
1.4%，纬向尺寸变化率为
‑
1.7%；实施例1的口袋布有良好的透气性，透气率为35mm/s。
29.对比例1（1）溶胶
‑
凝胶法包覆植物提取物将海藻酸钠、淀粉、水均匀混合，在70℃下以500r/min搅拌60min，再加入艾草提取物，茶提取物，纳米碳酸钙，纳米蒙脱土，在80℃下以600r/min搅拌100min，搅拌后超声消泡，得到含植物提取物的溶胶。
30.所述含植物提取物的溶胶按质量份计，包括以下组分：海藻酸钠2份、淀粉3份、水90份、艾草提取物1份、茶提取物0.5份、纳米碳酸钙0.3份、纳米蒙脱土0.2份；所述纳米碳酸钙，粒径30nm，比表面积21m2/g；所述纳米蒙脱土为钠基蒙脱土，粒径15nm；之后将含植物提取物的溶胶在25℃下老化24h，最后放置于冷冻干燥机进行冻干，得到含植物提取物的溶胶冻干粉。
31.（2）造粒将聚乳酸树脂母粒、涤纶树脂母粒、含植物提取物的溶胶冻干粉、增韧剂、抗氧剂预混10min，得到混合料，然后将混合料经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到含植物提取物的母粒；所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚乳酸树脂母粒20份、涤纶树脂母粒40份、含植物提取物的溶胶冻干粉2份、增韧剂1份、抗氧剂1份；所述增韧剂为聚醋酸乙烯；所述抗氧剂为tnp（亚磷酸三壬基苯酯）；所述聚乳酸树脂的数均分子量为35000g/mol；（3）纺丝将含植物提取物的母粒送入纺丝机进行熔融纺丝，纺丝速度控制在3000m/min，出丝口连接盛有25℃抗静电液的冷却槽，通过浸渍抗静电液使其附着抗静电液的同时进行冷却，出冷却液槽后经紫外线照射进行光固化，光固化后集束上油，卷绕成型得含植物提取物的聚酯纤维；所述抗静电液按质量份计，包括以下组分：甲基丙烯酸甲酯5份、甘油2份、聚乙二醇3份、纳米炭黑1份、丙烯酸多元醇4份、光引发剂1份。
32.所述纳米炭黑粒径为12nm；所述丙烯酸多元醇平均分子量为2200；所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮；所述光固化分为第一次固化、第二次固化，第一次固化紫外线波段为420nm，紫外线辐射时间20s，照度为1000mw/cm2；第二次固化紫外线波段为420nm，紫外线辐射时间15s，照度为800mw/cm2；所述抗静电液的制备方法，将规定份数的甲基丙烯酸甲酯、甘油、聚乙二醇、纳米炭黑、丙烯酸多元醇、光引发剂混合均匀，60℃下保温2h，得到抗静电液。
33.（4）并丝、织造并丝，将三根20μm不锈钢纤维并丝，作为纱芯，将纱芯用倍捻机进行加捻，捻度2200捻/米，捻向为顺手捻，然后将30根含植物提取的聚酯纤维作为包覆纤维，包覆不锈钢纤维加捻，捻度2200捻/米，捻向为反手捻，得到经线；将三根20μm不锈钢纤维并丝，作为纱芯，将纱芯用倍捻机进行加捻，捻度1500捻/米，捻向为顺手捻，然后将10根含植物提取的聚酯纤维、20根棉线纤维作为包覆纤维，包覆不锈钢纤维加捻，捻度1500捻/米，捻向为反手捻，得到纬线；织造，以平纹织造，织机车速700r/min，经纬线1:1间隔循环，织造横密wpc为25，纵密cpc为35，织造完成得到含生物活性成分的口袋布；所述口袋布克重123g/m2。
34.对比例1的口袋布有良好的抑菌性，对大肠杆菌抑菌率为97.5%，对金黄葡萄球菌抑菌率为95.8%，对白色念珠菌抑菌率为98.1%；对比例1的口袋布点对点电阻为5.3*106ω，防静电等级为a级，80次洗涤后，点对点电阻为3.2*108ω，防静电等级为b级；对比例1的口袋布经向断裂强力730n，纬向断裂强力490n，80次洗涤后，经向断裂强力580n，纬向断裂强力450n；对比例1的口袋布水洗尺经向尺寸变化率为
‑
1.6%，纬向尺寸变化率为
‑
1.9%，80次洗涤后，经向尺寸变化率为
‑
2.0%，纬向尺寸变化率为
‑
2.4%；对比例1的口袋布透气率为28mm/s。
35.在实施例1的基础上，省略了不锈钢纤维的改性步骤，其余步骤相同，结果显示，制得口袋布多次使用后的防静电效果的耐久性下降，经纬向的断裂强力变差，布料的抗收缩性能变差。
36.对比例2（1）溶胶
‑
凝胶法包覆植物提取物将海藻酸钠、淀粉、水均匀混合，在70℃下以500r/min搅拌60min，再加入艾草提取物，茶提取物，纳米碳酸钙，纳米蒙脱土，在80℃下以600r/min搅拌100min，搅拌后超声消泡，得到含植物提取物的溶胶。
37.所述含植物提取物的溶胶按质量份计，包括以下组分：海藻酸钠2份、淀粉3份、水90份、艾草提取物1份、茶提取物0.5份、纳米碳酸钙0.3份、纳米蒙脱土0.2份；所述纳米碳酸钙，粒径30nm，比表面积21m2/g；所述纳米蒙脱土为钠基蒙脱土，粒径15nm；
之后将含植物提取物的溶胶在25℃下老化24h，最后放置于冷冻干燥机进行冻干，得到含植物提取物的溶胶冻干粉。
38.（2）造粒将聚乳酸树脂母粒、涤纶树脂母粒、含植物提取物的溶胶冻干粉、增韧剂、抗氧剂预混10min，得到混合料，然后将混合料经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到含植物提取物的母粒。
39.所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚乳酸树脂母粒20份、涤纶树脂母粒40份、含植物提取物的溶胶冻干粉2份、增韧剂1份、抗氧剂1份；所述增韧剂为聚醋酸乙烯；所述抗氧剂为tnp（亚磷酸三壬基苯酯）；所述聚乳酸树脂的数均分子量为35000g/mol。
40.（3）金属纤维改性将直径为20μm的不锈钢纤维束接入电解池的阳极，电解液为15％h2so4溶液，电源采用直流电源器供电，首先将电流调整到1.0a，处理20分钟， 然后，将电流调整到1.2a，处理15分钟，关掉电源，将不锈钢纤维束取出，清水清洗纤维束表面，烘干得到改性不锈钢纤维，可以使金属纤维表面获得致密均匀的孔隙，改性后纤维直径无明显变化，该方法成本低，步骤简单。
41.（4）纺丝将含植物提取物的母粒送入纺丝机进行熔融纺丝，纺丝速度控制在3000m/min，出丝口连接盛有25℃抗静电液的冷却槽，通过浸渍抗静电液使其附着抗静电液的同时进行冷却，出冷却液槽后经紫外线照射进行光固化，光固化后集束上油，卷绕成型得含植物提取物的聚酯纤维；所述抗静电液按质量份计，包括以下组分：甲基丙烯酸甲酯5份、甘油2份、聚乙二醇3份、丙烯酸多元醇4份、光引发剂1份。
42.所述丙烯酸多元醇平均分子量为2200；所述光引发剂为1
‑
羟基环己基苯基甲酮；所述光固化，紫外线波段为360nm，紫外线辐射时间40s，照度为800mw/cm2；所述抗静电液的制备方法，将规定份数的甲基丙烯酸甲酯、甘油、聚乙二醇、丙烯酸多元醇、光引发剂混合均匀，60℃下保温2h，得到抗静电液。
43.（5）并丝、织造并丝，将三根改性不锈钢纤维并丝，作为纱芯，将纱芯用倍捻机进行加捻，捻度2200捻/米，捻向为顺手捻，然后将30根含植物提取的聚酯纤维作为包覆纤维，包覆不锈钢纤维加捻，捻度2200捻/米，捻向为反手捻，得到经线；将三根改性不锈钢纤维并丝，作为纱芯，将纱芯用倍捻机进行加捻，捻度1500捻/米，捻向为顺手捻，然后将10根含植物提取的聚酯纤维、20根棉线纤维作为包覆纤维，包覆不锈钢纤维加捻，捻度1500捻/米，捻向为反手捻，得到纬线；织造，以平纹织造，织机车速700r/min，经纬线1:1间隔循环，织造横密wpc为25，纵密cpc为35，织造完成得到含生物活性成分的口袋布；所述口袋布克重118/g/m2。
44.对比例2的口袋布有良好的抑菌性，对大肠杆菌抑菌率为96.9%，对金黄葡萄球菌抑菌率为95.2%，对白色念珠菌抑菌率为97.5%；对比例2的口袋布点对点电阻为4.9*106ω，防静电等级为a级，80次洗涤后，点对点电阻为4.9*108ω，防静电等级b级。
45.对比例2的口袋布经向断裂强力710n，纬向断裂强力490n，80次洗涤后，经向断裂强力650n，纬向断裂强力430n；对比例2的口袋布水洗尺经向尺寸变化率为
‑
1.7%，纬向尺寸变化率为
‑
1.8%，80次洗涤后，经向尺寸变化率为
‑
2.0%，纬向尺寸变化率为
‑
2.2%；对比例2的口袋布透气率为30mm/s。
46.在实施例1的基础上，改变了纺丝过程中光固化的光引发剂种类以及固化参数，其余步骤相同，结果显示，制得口袋布多次使用后的防静电效果的耐久性下降。