一种生物基抗菌单向导湿织带及其制备方法

申请号 CN202211141818.6 申请日 2022-09-20 公开(公告)号 CN115418774B 公开(公告)日 2024-01-30
申请人 江苏集萃先进纤维材料研究所有限公司; 发明人 魏艳红; 顾家玮; 瞿文琳; 纪俊玲; 周家良; 何丽芬; 谈君婕;
摘要 本 发明 公开了一种 生物 基抗菌单向导湿织带,由内层与外层构成,内层 纱线 为生物基抗菌花式包缠纱,外层纱线为生物基抗菌花式包芯纱;本发明还提供了上述生物基抗菌单向导湿织带的制备方法,是以生物基抗菌花式包缠纱作为织带内层纱,生物基抗菌花式包芯纱作为织带外层纱,进行复合。本发明提供的生物基抗菌单向导湿织带,汗液从内层小部分亲 水 的部位传输到织物的亲水性外层,并在外层快速 蒸发 ,大部分疏水性的内层使人体出汗时穿着不沾身,加之织物外层水分快速蒸发带走大量的热量,进而使人体感觉凉爽,提升织带的舒适性。本发明适用于制备生物基抗菌单向导湿织带,制备的生物基抗菌单向导湿织带进一步应用于运动、健身或高温条件下 手表 编织带。
权利要求

1.一种生物基抗菌单向导湿织带,由内层与外层构成,其特征在于,所述内层的纱线为生物基抗菌花式包缠纱,所述外层的纱线为生物基抗菌花式包芯纱;
所述生物基抗菌单向导湿织带的制备方法包括依次进行的以下步骤:
S1.制备生物基抗菌聚酰胺长丝;
S2.两根生物基抗菌聚酰胺长丝为外包纱,一根花式聚乳酸粗纱为芯纱,在细纱机一上,制备生物基抗菌花式包缠纱;同时,
两根花式聚乳酸粗纱为外包纱,一根生物基抗菌聚酰胺长丝为芯纱,在细纱机二上,制备生物基抗菌花式包芯纱;
S3.以生物基抗菌花式包缠纱作为织带内层的纱线,生物基抗菌花式包芯纱作为织带外层的纱线,进行复合,制备生物基抗菌单向导湿织带;
所述步骤S1包括依次进行的以下步骤:
S11.取电气石进行内腔酸化刻蚀后,于真空条件下分散于含胍基有机高分子抗菌剂溶液中,再进行干燥,得固体A;
S12.固体A与苯并三唑粉体在去离子中混合后,真空抽滤,干燥,得复合功能性杂化材料B;
S13.复合功能性杂化材料B加入至含金属离子溶液中浸泡后,清洗,真空干燥,紫外照射,研磨,得含胍基多组分高分子复合配料粉体C;
S14.含胍基多组分高分子复合配料粉体C与聚酰胺树脂X混合加热,电磁搅拌,冷凝,研磨后,与聚酰胺树脂Y共混造粒,得抗菌功能聚酰胺母粒;
S15.抗菌功能聚酰胺母粒和聚酰胺树脂Z经熔融纺丝机进行纺丝,即得所述生物基抗菌聚酰胺长丝;
步骤S11中,所述酸为硫酸硝酸盐酸中的至少一种,浓度为1~2mol/L;
所述刻蚀,刻蚀率为20~40%;
所述含胍基有机高分子抗菌剂,为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍盐酸盐和聚六亚甲基胍磷酸盐中的至少一种;
步骤S12中,所述真空抽滤,压表显示值为0.02~0.1MPa,时间为1~5min;
所述干燥,温度为80~90℃;
步骤S13中,所述金属离子为氯化、硫酸铜、硝酸、硫酸锌、硫酸镁和氯化锌中的至少一种;
所述浸泡,时间为1~2h;
所述清洗,为用50~100m/s水流冲洗表面;
所述真空干燥,压力表显示值为0.02~0.1MPa,时间为1~3h;
所述紫外照射,紫外光波长为185nm~254nm,时间为10~30min;
所述含胍基多组分高分子复合配料粉体C,粒径为300~700nm;
步骤S14中,所述加热温度为180~280℃;
所述电磁搅拌时间为1~2h;
所述抗菌功能聚酰胺母粒含水率小于0.05%;
所述抗菌功能聚酰胺母粒中含胍基多组分高分子复合配料粉体C的质量百分比为5~
15%;
步骤S15中,所述抗菌聚酰胺长丝中抗菌功能聚酰胺母粒的质量百分比为5~25%;
所述熔融纺丝机,喷丝孔为三叶型、四叶型或十字型;
所述抗菌聚酰胺长丝规格为20D~50D。
2.根据权利要求1所述的生物基抗菌单向导湿织带,其特征在于,所述内层的纱线的线密度小于外层的纱线的线密度
所述生物基抗菌花式包缠纱,线密度为7.4~18.5tex,捻系数为450~550。
3.根据权利要求1所述的生物基抗菌单向导湿织带,其特征在于,所述的聚酰胺为聚酰胺56、聚酰胺1010、聚酰胺610中的一种;
所述含胍基有机高分子抗菌剂、金属离子和刻蚀后电气石的重量比为1:1~10:1~10;
所述的金属离子与苯并三唑的摩尔比为1:1~3。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的生物基抗菌单向导湿织带,其特征在于,所述步骤S2中,所述细纱机一上配有全聚纺装置和双包缠纱装置;
所述细纱机二上配有全聚赛络纺装置和包芯纱装置。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的一种生物基抗菌单向导湿织带的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述复合是在无梭织机、横机或经编机上进行的。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的一种生物基抗菌单向导湿织带的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述花式聚乳酸粗纱,是由聚乳酸熟条经过粗纱导条器从粗纱机的第四罗拉喂入,有色聚乳酸粗纱从粗纱机的第三罗拉喂入,一起经过牵伸、加捻、卷绕,制备而成;
所述聚乳酸熟条是聚乳酸纤维依次经过抓、混棉、开棉后形成延棉,延棉经过梳棉机梳理制成生条,再经过头并、二并后制备而成;
所述有色聚乳酸粗纱,为聚乳酸粗纱经过植物染料染色后制备而成;
所述粗纱机,为四罗拉双短皮圈牵伸,第三罗拉后的喇叭口为双喇叭口,粗纱导条架的上方为粗纱吊锭。

说明书全文

一种生物基抗菌单向导湿织带及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于纺织技术领域,涉及织带,具体地说是一种生物基抗菌单向导湿织带的制备方法。

背景技术

[0002] 目前,织带多以涤纶或尼龙材料为主,当人们贴身使用时会因为透气性差而比较闷热,舒适性较差;另外,人们在运动时会产生大量的汗渍,汗液如不能及时排出,会滋生大量细菌,危害人们的健康。
[0003] 除此之外,普通涤纶与尼龙材料均为合成纤维,还存在存在难以降解的弊端。而生物基化学纤维作为有望缓解资源危机和环境污染的绿色新材料,日益受到全世界广泛关注,欧盟在其官网上指出,生物基产品的应用使经济发展更具可持续性,且有助于减少对传统染料的依赖,因此生物基产品的使用是未来的一个发展方向。
[0004] 目前涉及既有抗菌功能又有单向导湿功能的纺织技术仍然不够成熟,专利CN112921469A利用凹凸条纹结构实现单向导湿,凸条接触人体表面,凹条凹陷下去不接触人体表面,减少了人体表面与织物的接触面积,减少了织物因人体出汗形成的汗湿面积,但是使用的原料依然是传统的涤纶长丝,涤纶长丝的亲肤性较差,且原料不可降解,普通涤纶亦无抗菌功能。

发明内容

[0005] 本发明的目的,旨在提供一种生物基抗菌单向导湿织带的制备方法,通过添加合理配比的抗菌组分,同时改进纺织工艺,实现织带高效持久抗菌且透气性好的目的;
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
[0007] 一种生物基抗菌单向导湿织带,由内层与外层构成,所述内层纱线为生物基抗菌花式包缠纱,所述外层纱线为生物基抗菌花式包芯纱。
[0008] 作为一种限定,所述内层纱线的线密度小于外层纱线的线密度
[0009] 所述生物基抗菌花式包缠纱,线密度为7.4~18.5tex,捻系数为450~550;
[0010] 所述生物基抗菌花式包芯纱,线密度为28.1~59.0tex,捻系数为380~420。
[0011] 本发明还提供了一种上述生物基抗菌单向导湿织带的制备方法,它包括依次进行的以下步骤:
[0012] S1.制备生物基抗菌聚酰胺长丝;
[0013] S2.两根生物基抗菌聚酰胺长丝为外包纱,一根花式聚乳酸粗纱为芯纱,在细纱机1上,制备生物基抗菌花式包缠纱;同时,
[0014] 两根花式聚乳酸粗纱为外包纱,一根生物基抗菌聚酰胺长丝为芯纱,在细纱机2上,制备生物基抗菌花式包芯纱;
[0015] S3.以生物基抗菌花式包缠纱作为织带内层纱,生物基抗菌花式包芯纱作为织带外层纱,进行复合,制备生物基抗菌单向导湿织带。
[0016] 作为一种限定,所述步骤S1包括依次进行的以下步骤:
[0017] S11.取电气石进行内腔酸化刻蚀后,于真空条件下分散于含胍基有机高分子抗菌剂溶液中,再进行干燥,得固体A;
[0018] S12.固体A与苯并三唑粉体在去离子中混合后,真空抽滤,干燥,得复合功能性杂化材料B;
[0019] S13.复合功能性杂化材料B加入至含金属离子溶液中浸泡后,清洗,真空干燥,紫外照射,研磨,得含胍基多组分高分子复合配料粉体C;
[0020] S14.含胍基多组分高分子复合配料粉体C与聚酰胺树脂X混合加热,电磁搅拌,冷凝,研磨后,与聚酰胺树脂Y共混造粒,得抗菌功能聚酰胺母粒;
[0021] S15.抗菌功能聚酰胺母粒和聚酰胺树脂Z经熔融纺丝机进行纺丝,即得所述生物基抗菌聚酰胺长丝。
[0022] 作为进一步限定,步骤S11中,所述酸为硫酸硝酸盐酸中的至少一种,浓度为1~2mol/L;
[0023] 所述刻蚀,刻蚀率为20~40%;
[0024] 所述含胍基有机高分子抗菌剂,为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍盐酸盐和聚六亚甲基胍磷酸盐中的至少一种;
[0025] 步骤S12中,所述真空抽滤,压表显示值为0.02~0.1MPa,时间为1~5min;
[0026] 所述干燥,温度为80~90℃;
[0027] 步骤S13中,所述金属离子为氯化、硫酸铜、硝酸、硫酸锌、硫酸镁和氯化锌中的至少一种;
[0028] 所述浸泡,时间为1~2h;
[0029] 所述清洗,为用50~100m/s水流冲洗表面;
[0030] 所述真空干燥,压力表显示值为0.02~0.1MPa,时间为1~3h;
[0031] 所述紫外照射,紫外光波长为185nm~254nm,时间为10~30min;
[0032] 所述含胍基多组分高分子复合配料粉体C,粒径为300~700nm;
[0033] 步骤S14中,所述加热温度为180~280℃;
[0034] 所述电磁搅拌时间为1~2h;
[0035] 所述抗菌功能聚酰胺母粒含水率小于0.05%;
[0036] 所述抗菌功能聚酰胺母粒中含胍基多组分高分子复合配料粉体C的质量百分比为5~15%;
[0037] 步骤S15中,所述抗菌聚酰胺长丝中抗菌功能聚酰胺母粒的质量百分比为5~25%;
[0038] 所述熔融纺丝机,喷丝孔为异型,三叶型、四叶型或十字型;
[0039] 所述抗菌聚酰胺长丝规格为20D~50D。
[0040] 作为更进一步限定,所述的聚酰胺为聚酰胺56、聚酰胺1010、聚酰胺610中的一种;
[0041] 所述含胍基有机高分子抗菌剂、金属离子和刻蚀后电气石的重量比为1:1~10:1~10;
[0042] 所述的金属离子与苯并三唑的摩尔比为1:1~3。
[0043] 作为另一种限定,所述步骤S2中,所述细纱机1上配有全聚纺装置和双包缠纱装置;
[0044] 所述细纱机2上配有全聚赛络纺装置和包芯纱装置。
[0045] 作为第三种限定,所述步骤S3中,所述复合是在无梭织机、横机或经编机上进行的。
[0046] 作为第四种限定,所述步骤S2中,所述花式聚乳酸粗纱,是由聚乳酸熟条经过粗纱导条器从粗纱机的第四罗拉喂入,有色聚乳酸粗纱从粗纱机的第三罗拉喂入,一起经过牵伸、加捻、卷绕,制备而成;
[0047] 所述聚乳酸熟条是聚乳酸纤维依次经过抓、混棉、开棉后形成延棉,延棉经过梳棉机梳理制成生条,再经过头并、二并后制备而成;
[0048] 所述有色聚乳酸粗纱,为聚乳酸粗纱经过植物染料染色后制备而成;
[0049] 所述粗纱机,为四罗拉双短皮圈牵伸,第三罗拉后的喇叭口为双喇叭口,粗纱导条架的上方为粗纱吊锭。
[0050] 由于采用了上述技术方案,本发明与现有技术相比,所取得的技术进步在于:
[0051] ①本发明提供的生物基抗菌单向导湿织带中,内层贴肤层使用的生物基抗菌花式包缠纱具有疏水性、抗菌性、轻量柔软、高耐磨性,且有好的毛效管效应;外层使用的生物基抗菌花式包芯纱具有亲水性,对水分有好的扩散效果;汗液从内层小部分亲水的部位传输到织物的亲水性外层,并在外层快速蒸发,大部分疏水性的内层使人体出汗时穿着不沾身,加之织物外层水分快速蒸发带走大量的热量,进而使人体感觉凉爽,提升织带的舒适性;
[0052] ②本发明提供的生物基抗菌单向导湿织带中,聚乳酸纤维具有亲肤抑菌和生物可降解性能,生物基聚酰胺纤维具有吸湿快干、优异的染色性能、轻量柔软、高耐磨性能等优点;生物基抗菌单向导湿织带兼顾高效持久抗菌功能与吸湿排汗功能,既满足人们舒适度的需求,又达到了绿色消费目的;
[0053] ③本发明提供的生物基抗菌单向导湿织带中,抗菌成分—含胍基多组分高分子复合配料含量可控,且分散均匀,生物基抗菌单向导湿织带具有高效协同抗菌作用和持久稳定的抗菌效果;
[0054] ④本发明提供的生物基抗菌单向导湿织带的制备方法,酸刻蚀后的电气石,通过阳离子交换及毛细管效应吸附含胍基有机高分子抗菌剂,加入苯并三唑与金属离子溶液在表面形成稳定的护封膜,构建多组分抗菌体系,放大协同抗菌效果。
[0055] 本发明适用于制备生物基抗菌单向导湿织带,制备的生物基抗菌单向导湿织带进一步应用于运动、健身或高温条件下手表编织带。附图说明
[0056] 下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明:
[0057] 图1为本发明实施例2和实施例3中,制备出生物基抗菌单向导湿织带β2和β3,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念株菌的抗菌效果照片。

具体实施方式

[0058] 下面通过具体实施例对本发明做进一步详细说明,应当理解所描述的实施例仅用于解释本发明,并不限定本发明。
[0059] 本发明中聚乳酸纤维规格为:1.67dtex×38mm,有色聚乳酸粗纱定量为4.5g/10m,有色聚乳酸粗纱,采用植物染料染色。
[0060] 实施例1一种生物基抗菌单向导湿织带的制备方法
[0061] 本实施例包括依次进行的以下步骤:
[0062] S1.制备生物基抗菌聚酰胺长丝
[0063] S11.取100ml浓度为1mol/L的硫酸对30g电气石内腔进行酸化刻蚀,在60℃的温度下加热活化,待铁电气石质量为22g后用去离子水离心清洗至电气石和上清液均为中性;
[0064] 孔洞状铁电气石在真空条件下进行干燥后,与2.2g聚六亚甲基胍盐酸盐共同加入去离子水中混合均匀,刻蚀后的铁电气石通过阳离子交换及毛细管效应吸附抗菌剂‑聚六亚甲基胍盐酸盐;
[0065] 吸附了聚六亚甲基胍盐酸盐的铁电气石经过超声处理30min后置于真空室中30min,重复3次,用去离子水清洗表面,在60℃的烘箱中干燥,得固体A1;
[0066] S12.将固体A1与11.9g(0.1mol)苯并三唑(BTA)在去离子水中混合后,在压力表显示值为0.1MPa条件下真空抽滤3min后,于80℃条件下进行干燥,得复合功能性杂化材料B1;
[0067] S13.复合功能性杂化材料B1与16.1g(0.1mol)硫酸锌共同加入至100ml去离子水中,浸泡1小时,取出后用50m/s水流冲洗表面,真空干燥后,254nm紫外光照射20min后,研磨至粒径为700nm,即得含胍基多组分高分子复合配料粉体C1;
[0068] S14.含胍基多组分高分子复合配料粉体C1与聚酰胺56树脂按质量比1:1混合加热到260℃,电磁搅拌1小时,冷却凝固,研磨成粉后,再与聚酰胺56树脂按质量比2:8混合均匀,用双螺杆挤出机在260±2℃的工艺条件下共混并切粒,造粒获得抗菌功能聚酰胺母粒后,放入真空转鼓干燥箱中在128℃条件下进行干燥,使切片含水率为0.05%,其中抗菌功能聚酰胺母粒中含胍基多组分高分子复合配料粉体C1的质量百分比为10%;
[0069] S15.将S14中抗菌功能聚酰胺母粒与聚酰胺56树脂按质量比1:9经熔融纺丝制备抗菌聚酰胺56纤维,生物基抗菌聚酰胺长丝α1;
[0070] 其中,熔融纺丝规格为20D,熔融纺丝机喷丝孔为三叶型;
[0071] S21.以两根生物基抗菌聚酰胺长丝α1为外包纱,一根花式聚乳酸粗纱为芯纱:两根规格为20D的生物基抗菌聚酰胺长丝α1,经过1.2倍的预牵伸从细纱机前罗拉喂入,一根定量花式聚乳酸粗纱在中间,从细纱机的后罗拉喂入,在配有全聚纺、双包缠纱装置的细纱机上,两根长丝包缠一根短纤粗纱,制备出线密度为7.4tex、捻系数为550的生物基抗菌花式包缠纱;
[0072] S22.以两根花式聚乳酸粗纱为外包纱,一根20D生物基抗菌聚酰胺长丝α1为芯纱:两根花式聚乳酸粗纱分布在两侧从细纱机的后罗拉喂入,一根生物基抗菌聚酰胺长丝α1在中间,经过1.25倍预牵伸从细纱机前罗拉喂入,在配有全聚赛络纺、包芯纱装置的细纱机上,制备出定量为28.1tex、捻系数为420的生物基抗菌花式包芯纱;
[0073] 花式聚乳酸粗纱,是由聚乳酸熟条经过粗纱导条器从粗纱机的第四罗拉喂入,有色聚乳酸粗纱从粗纱机的第三罗拉喂入,一起经过牵伸、加捻、卷绕,制备而成;
[0074] 所述聚乳酸熟条是聚乳酸纤维依次经过抓棉、混棉、开棉后形成延棉,再经过梳棉机梳理制成生条,再经过头并、二并后制备而成;
[0075] 所述有色聚乳酸粗纱,为聚乳酸粗纱经过植物染料染色后制备而成;
[0076] 所述粗纱机,为四罗拉双短皮圈牵伸,第三罗拉后的喇叭口为双喇叭口,粗纱导条架的上方为粗纱吊锭;
[0077] S3.以生物基抗菌花式包缠纱作为织带内层纱,生物基抗菌花式包芯纱作为织带外层纱,在无梭织带机进行编织,制备生物基抗菌单向导湿织带β1。
[0078] S4.按照GB/T20944.3‑2008《抗菌性能评价第3部分:振荡法》,对生物基抗菌单向导湿织带β1进行抗菌性测试:洗涤20次后,生物基抗菌单向导湿织带β1,对大肠杆菌的抗菌率为91.39%,对金黄色葡萄球菌的抗菌率为89.14%,对白色念株菌的抗菌率为91.18%。
[0079] 实施例2~6生物基抗菌单向导湿织带的制备方法
[0080] 实施例2~6分别为一种生物基抗菌单向导湿织带的制备方法,它们的步骤与实施例1基本相同,不同之处仅在于各参数的不同,具体详见表1:
[0081] 表1实施例2~6中各项参数一览表
[0082]
[0083]
[0084]
[0085] 实施例2~6其它部分的内容,与实施例1相同,实施例2~6分别制备出生物基抗菌单向导湿织带β2~β6,生物基抗菌单向导湿织带β1~β3的抗菌效果照片。
[0086] 由表1和图1可知,生物基抗菌单向导湿织带β2~β6对大肠杆菌的抗菌率为85%以上,对金黄色葡萄球菌的抗菌率为84%以上,对白色念株菌的抗菌率为83%以上。
[0087] 实施例7生物基抗菌单向导湿织带的单向导湿功能实验
[0088] 本实施例为生物基抗菌单向导湿织带β1~β6的单向导湿功能实验:
[0089] 分别取生物基抗菌单向导湿织带β1~β6,在上述六条织带内层滴几颗水滴开始计时,1分钟水滴明显扩散,2分钟湿痕明显变浅,3分钟湿痕已模糊,触摸织带内层无明显湿感;4分钟湿痕基本消失无湿感,4分钟织带外层有明显的湿痕,所有的水分已被搬运至织带外层,贴皮肤面内层保持干爽。
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