阅读说明：本技术 一种抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物的丝光整理方法及装置 (Mercerizing finishing method and device for nanofiber/cotton blended fabric with antibacterial function ) 是由 覃小红 许布伦 俞建勇 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物的丝光整理方法及装置,整理方法：将混纺织物进行红外加热,然后浸入N-甲基吗啉-N-氧化物NMMO溶液中10-20min,然后水洗。所述装置包括传送装置、红外加热装置、丝光装置和水洗装置。本发明能够充分保护混纺织物中的PAN纳米纤维,避免了传统丝光工艺中利用高浓度烧碱而造成的对PAN纳米纤维的破坏,从而使织物的抗菌功能受到影响。(The invention relates to a mercerizing finishing method and a mercerizing finishing device for nano-fiber/cotton blended fabric with an antibacterial function, wherein the finishing method comprises the following steps: and (3) infrared heating the blended fabric, then immersing the blended fabric into the N-methylmorpholine-N-oxide NMMO solution for 10-20min, and then washing with water. The device comprises a conveying device, an infrared heating device, a mercerizing device and a water washing device. The method can fully protect the PAN nanofiber in the blended fabric, and avoids the damage to the PAN nanofiber caused by the utilization of high-concentration caustic soda in the traditional mercerizing process, so that the antibacterial function of the fabric is influenced.)

一种抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物的丝光整理方法及 装置

技术领域

本发明属于混纺织物后整理方法及装置领域，特别涉及一种抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物的丝光整理方法及装置。

背景技术

近年来，随着静电纺丝技术的不断发展和完善，其与传统棉纺技术的结合也越来越紧密。通过将具备某种功能性的聚丙烯腈纳米纤维在梳棉工序中均匀地铺到棉网上，使制得的混纺纱线和混纺织物具有功能性是纳米纤维是赋予纺织品功能化的主要手段之一。

丝光处理能够赋予织物一定的光泽，减小织物缩水率，提高织物的尺寸稳定性和可染性，成为现在棉织物后整理的重要工序，可以提高织物的附加值。目前的丝光处理虽然形式不一，但绝大部分均是采用高浓度的NaOH溶液对织物进行渗透，使织物中棉纤维产生不可逆的溶胀，从而使织物整体表观上获得丝光的效果。然而，对于纳米纤维/棉混纺织物，其中的PAN纳米纤维不耐碱，PAN分子上的腈基会在碱性条件下发生水解反应，腈基的破坏会使整个PAN分子结构遭到破坏，从而使制备PAN纳米纤维时加入到其中的抗菌剂泄露，最终使得混纺织物的抗菌功能受到破坏。

目前，还尚未有专门用于纳米纤维/棉混纺织物进行丝光整理的发明专利。名称为“一种纯棉色织布碱丝光工艺及其装置”的发明专利(申请号：201110272922.4)公开了一种纯棉色织布的碱丝光工艺和装置，经过碱液浸轧后的色织布在喷淋区喷淋水区碱后，进入稳定区水浸洗除碱，再进入水洗区水洗去碱。但是这种方法虽然同样能使织物获得丝光效果，但是处理PAN纳米纤维/棉混纺织物则会损耗织物中的纳米纤维，影响了织物功能化的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物的丝光整理方法及装置，克服现有技术丝光处理PAN纳米纤维/棉混纺织物则会损耗织物中的纳米纤维，影响了织物功能化的效果的缺陷，本发明中采用NMMO溶液作为丝光处理剂，避免损耗织物中的PAN纤维，使混纺织物的功能性不受影响。

本发明的一种混纺织物的丝光整理方法，将混纺织物进行红外加热，然后浸入N-甲基吗啉-N-氧化物NMMO溶液中10-20min，然后水洗。

所述混纺织物为纳米纤维/棉纤维混纺织物。

进一步为PAN纳米纤维/棉纤维混纺织物、抗菌性PAN纳米纤维/棉纤维混纺织物。

所述红外加热为：织物上方的红外加热器通过红外辐射将织物加热至85℃—90℃。

所述N-甲基吗啉-N-氧化物NMMO溶液的质量百分浓度为90％，溶液温度为85℃—90℃。

本发明提供一种丝光整理装置，包括：丝光装置6和水洗装置9，所述装置还设有红外加热装置3和传输装置；其中传送装置将混纺织物从头道工序喂入，并依次通过红外加热装置3、丝光装置6和水洗装置9。

所述丝光装置位于红外加热装置下游，所述水洗装置位于丝光装置下游。

也即：红外加热装置位于丝光装置之前，水洗装置位于丝光装置之后，织物通过导辊依次通过三个装置。

所述传送装置依次包括喂入导辊1、入料托辊2、出料托辊4、导辊5、设于丝光装置6内部的导轮、导辊7、导辊8、设于水洗装置9内部的导轮、出布导辊10。

所述传送装置的速度为1m/min，传送装置的导辊为不锈钢材质。

所述红外加热装置3介于入料托辊2、出料托辊4中间，位于织物正上方，与织物同宽。

所述丝光装置6和水洗装置9均位于密闭封箱内，导辊对织物施与压力使其浸润充分。

所述装置设有出布导辊10，设于水洗装置的下游。

所述开启传送装置，设置速度为1m/min，混纺织物通过导辊1和喂入导辊2进入红外加热区，在红外加热装置3启动，发出红外辐射对织物加热，织物随传送装置进入丝光装置6，装置内的导辊赋予织物张力使其充分铺展，反应槽内的整理液与织物作用，织物表面形成丝光效果，然后通过在水洗装置9中的水洗，通过出布导辊10送入下一工序。

本发明中含有具抗菌功能PAN纳米纤维的混纺棉织物经过喂入导辊进入红外加热区，在织物上方的红外加热器通过红外辐射将织物加热至85℃，随后织物经过导辊进入丝光区，织物浸透于预先加热到85℃的质量分数为90％的N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液中，经过十五分钟的浸润，织物获得丝光效果，随后进入水洗区洗去织物表面的NMMO溶液，然后经过送布辊送入下一工序。

进一步地，抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物的丝光整理方法，使用丝光整理装置，包括以下步骤：

(1)丝光装置6中的反应槽内导入90％N-甲基吗啉-N-氧化物NMMO溶液，通过管道中90℃的热水对NMMO溶液进行水浴加热，直至温度上升到85℃；水洗装置9的水洗槽内导入80-90℃的热水；

(2)开启传送装置，设置速度为1m/min，混纺织物通过导辊1和喂入导辊2进入红外加热区，在红外加热装置3启动，发出红外辐射对织物加热到85℃左右；

(3)织物随传动装置进入丝光装置6，装置内的导辊赋予织物一定张力使其充分铺展，反应槽内的90℃的NMMO溶液与织物作用15min，使棉纤维中部分纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ，表观上产生溶胀，织物表面形成丝光效果；

(4)经过丝光处理的混纺织物表面上有NMMO溶液残留，在水洗装置9中的水洗槽浸润稀释和冲洗表面NMMO溶液，随后经喷淋装置进一步冲洗。

有益效果

本发明对传统丝光处理装置进行了简化，并采用了全新的NMMO溶液作为丝光处理剂代替了原本的NaOH溶液，在能够充分使织物获得丝光效果的同时，也能避免损耗织物中的PAN纤维，使混纺织物的功能性不受影响。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

90％的NMMO溶液由97％NMMO固体(德国BASF公司生产)和去离子水(实验室自制)配制而成。

抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物由实验室自制的抗菌纳米纤维/棉混纺纱线做纬纱，夏津仁和纺织科技有限公司生产的32支棉纱，在SGA598型半自动织样机以平纹组织结构织制而成。织物的密度为240×250根/10cm,经纬纱细度分别为18tex和22tex,纬纱织缩率为6％，筘齿数为50.

抗菌功能的纳米纤维/棉混纺纱线的制备方法为：1.配置含6％抗菌剂有机硅季铵盐(国药集团有限公司)的PAN(上海化学有限公司)溶液，加入到实验室自制的无针式静电纺丝装置容器内。2.在FA201G梳理机中道夫至喇叭口区域下方放置无针式静电纺丝装置，梳理机运转同时无针式静电纺丝装置加高压后喷射纳米纤维到棉网上，棉网经喇叭口收束成生条。3生条克重均重19g/5m,生条经预并条、条卷两道工序后，经过HC500型精梳机进行精梳，FA316B型并条机并条，BHFA497型粗纱机拉伸加捻，最后经ZJ1298型集聚纺环锭细纱机出细纱，得到的混纺纱线密度为18tex。

实施例1

如图1所示的具备抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物的丝光整理装置，包括传送装置、红外加热装置、丝光装置和水洗装置。

丝光装置6位于红外加热装置3下游，所述水洗装置9位于丝光装置6下游，传送装置将混纺织物从头道工序喂入，依次通过红外加热装置3、丝光装置6和水洗装置9。传送装置由喂入导辊1、入料托辊2、出料托辊4、导辊5、导辊7、导辊8、出布导辊10以及丝光装置6和水洗装置9中的各个导辊组成，各导辊为防腐蚀的不锈钢材质，且转速可调。红外加热装置3介于入料托辊2、出料托辊4中间，位于织物正上方，与织物同宽。丝光装置6和水洗装置9均位于密闭封箱内，导辊对织物施与1200—1500N的压力使其浸润充分。

下面提供抗菌功能的纳米纤维/棉混纺织物的丝光整理方法，使用了上述的丝光整理装置，包括以下步骤：

步骤(1)：丝光装置6中的反应槽内导入90％N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液，通过管道中90℃的热水对NMMO溶液进行水浴加热，直至温度上升到85℃。水洗装置9的水洗槽内导入80-90℃的热水。

步骤(2)：开启传送装置，设置速度为1m/min，混纺织物通过导辊1和喂入导辊2进入红外加热区，在红外加热装置3启动，发出红外辐射对织物加热到85℃左右。

步骤(3)：织物随传动装置进入丝光装置6，装置内的导辊由于转速差赋予织物张力使其充分铺展，反应槽内的90℃的NMMO溶液与织物作用15min，使棉纤维中纤维素的结晶结构发生了转变，纤维素Ⅰ(平行链结构)转变为纤维素Ⅱ(反平行链结构)，表观上产生溶胀，织物表面形成丝光效果。

步骤(4)：经过丝光处理的混纺织物表面上有NMMO溶液残留，在水洗装置9中的水洗槽浸润稀释和冲洗表面NMMO溶液，随后经喷淋装置进一步冲洗。

将实施例1中的具备抗菌功能的混纺织物通过贝宁格丝光机(Dimensa型)光处理。

工艺流程为：平幅进布→浸轧浓碱液→冷却反应→水洗→烘燥→平幅落布。工艺条件见下表1

表1混纺织物丝光工艺条件

供碱浓度(g/l)	轧碱浓度(g/l)	轧碱温度(℃)	车速(m/min)
				270	220	60	60

与实施例1处理后的混纺织物进行丝光度的测定，具体方法如下：

取经过丝光处理后的混纺织物和未经处理的混纺织物各一块,置于烘箱中,在105～110度烘90分钟,取出后在干燥器内冷却至室温.准确称取试样各2克,剪成小块(5mm×5mm),分别置于150ml带盖的锥形瓶中,加入0.25mol/L氢氧化钡溶液30ml,加盖浸渍2小时并不时加以振荡.另取一个150ml带盖锥形瓶,加入30ml氢氧化钡溶液,放置2小时,做空白试验用.2小时后,分别从每个瓶中吸取10ml浸渍液于三角烧瓶中,加酚酞指示剂2～3滴,用0.1mol/L盐酸溶液滴定,滴至红色消失即为终点.记录消耗盐酸的体积V.

钡值＝(V₀-V₁)/(V₀-V₂)×100

式中:

V₀---空白试验耗用盐酸溶液的体积(mL)

V₁---丝光棉浸渍液耗用盐酸溶液的体积(mL)

V₂---未丝光棉浸渍液耗用盐酸溶液的体积(mL)

结果如表2所示。

表2经不同丝光装置处理后混纺织物的丝光效果

丝光装置	丝光度(钡值)
		本发明装置	157
贝宁格丝光机(Dimensa)	160

结果表明经过本发明装置处理后织物的丝光效果与传统以浓碱为丝光剂的贝宁格丝光机的丝光效果处于同一水平。

将实施例1中的具备抗菌功能的混纺织物、经过本发明装置处理后的织物以及经贝宁格丝光机处理后的织物取小样进行抗菌测试，测试方法为振荡法，具体操作步骤如下：

参照标准GB/20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第三部分:振荡法》,对纳米纤维/棉复合织物的抗菌性进行定量评价,具体测试步骤如下:(1)试样准备选取距离混纺织物布边5m处的布样进行取样,每块样品的的大小为5cm×5cm,各块样品的间距为20cm,再将选取的样品剪成5mm×5cm的小块,用电子天平称取0.75g(精确至0.001g)作为一份测试试样备用。同时根据试验需要按照国标中规定制备营养肉汤、营养琼脂和PBS缓冲液等备用。

(2)灭菌处理抗菌试验所用到的玻璃仪器和试剂都需要在高压灭菌锅中(灭菌压力103KPa,灭菌温度115℃,灭菌30min)进行灭菌处理,包括100mL量筒、250ml锥形瓶、10ml小试管、500μl和1000μl移液枪枪头、接种棒、直径90mm的培养皿、PBS缓冲液、营养肉汤培养基溶液和营养肉汤培养基溶液等。

(3)抗菌织物同菌液的混合培养将备用的样品加入到灭菌过的锥形瓶中,加入70mLPBS缓冲液后用移液枪加入稀释10^4倍扩大培养的细菌,盖好瓶塞,做好标记。将锥形瓶放到恒温震荡摇床(温度25℃,转速180r/min)中震荡,空白样零接触样品放到摇床上之后随即取出,剩下的样品恒温震荡18h。

(4)将空白对照样和抗菌试样组锥形瓶内的活菌浓度进行对比，抑菌率的计算公式如下：

Y＝(W_空18—Q₁₈)/W_空18×100％

Y—抗菌复合织物的抑菌率

W_空18—不添加抗菌剂的混纺织物空白对照样经过18h震荡接触后烧瓶内的活菌浓度平均值Q₁₈—添加抗菌剂的混纺织物18h震荡接触后烧瓶内的活菌浓度平均值

按照上述步骤分别计算未经丝光处理的混纺织物、经过本发明装置处理的混纺织物、经贝宁格丝光机处理后的混纺织物的抑菌率来反映织物的抗菌性能。通过将处理后的织物的抑菌率与与未处理的织物的抑菌率对比，测出其抗菌性能的衰减程度，结果如表3所示。

表3经不同丝光装置处理后混纺织物的抗菌性能变化

丝光装置	抗菌性能衰减程度
		本发明装置	98.7％
贝宁格丝光机(Dimensa)	63.3％

结果表明经过浓碱的处理后，混纺织物的抗菌性能有了明显的下降而经本发明装置处理的混纺织物抗菌性能没有明显变化。综上可见本发明装置在对功能性纳米纤维/棉混纺织物的丝光处理有着良好的应用前景。