一种微胶囊调温抗菌面料
阅读说明：本技术 一种微胶囊调温抗菌面料 (Microcapsule temperature-regulating antibacterial fabric ) 是由 缪玲玲 金萍 魏剑虹 于 2021-01-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种微胶囊调温抗菌面料,所述面料由按照重量百分比为96％混合纤维以及4％氨纶混纺构成,其中混合纤维包括30-50％储能调温纤维素纤维、20-50％有机锌抗菌棉纤维以及20-50％精制棉纤维。本发明具有以下有益效果：这种面料同时具有调温和长效抗菌功能,且还具有抗病毒、防霉的效果。(The invention discloses a microcapsule temperature-regulating antibacterial fabric which is formed by blending 96% of mixed fiber and 4% of spandex according to weight percentage, wherein the mixed fiber comprises 30-50% of energy-storing and temperature-regulating cellulose fiber, 20-50% of organic zinc antibacterial cotton fiber and 20-50% of refined cotton fiber. The invention has the following beneficial effects: the fabric has the functions of temperature regulation and long-acting antibiosis, and also has the effects of antivirus and mildew resistance.)
技术领域
本发明涉及纺织材料领域，特别涉及一种微胶囊调温抗菌面料。
背景技术
随着科技进步，人们已不限于温饱的基本需求，对服装的穿着舒适性、轻便保暖性以及抗菌性等功能性的需求日益增加。特别是长期在户外活动的人们，受条件所限，衣物不能频繁更换，时间长了，极易滋生细菌，对健康造成危害，因此对抗菌、可调温的服装需求更是迫切。
在针对调温方面，现有的调温纺织品是将相变材料(熔点在30-38℃,结晶温度在10-30℃的物质包覆在微米级的高分子胶囊中)加入到粘胶或者腈纶(纺羊毛)纤维中而后织成的面料纺织品，利用其发生固-液/液-固相变时的吸热/放热行为,使身体周围成为一个类似于”空调”效能的“微循环”环境，从而实现对人体的体温进行有效调节的目的。
在针对抗菌方面，目前抗菌织物可用两种方法得到:一种是采用抗菌纤维直接织成抗菌织物；另一种是通过后处理加工把抗菌剂固接在纤维上。目前在纺织品的抗菌加工中,后整理方法约占70％。抗菌后整理加工法是用具有一定耐洗性能的抗菌剂对织物进行整理,使抗菌剂能够附着在织物上。
但是，在现有技术中抗菌织物仅仅起到抗菌的作用，而对抗病毒、防霉效果不佳，甚至不起作用。此外，随着抗菌织物的水洗的次数增多，至水洗50次后，面料的抗菌性能会显著下降，使得衣物不具有长效抗菌能力，因而有待改进。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种微胶囊调温抗菌面料，这种面料同时具有调温和长效抗菌功能，且还具有抗病毒、防霉的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种微胶囊调温抗菌面料，所述面料由按照重量百分比为96％混合纤维以及4％氨纶混纺构成，其中混合纤维包括30-50％储能调温纤维素纤维、20-50％有机锌抗菌棉纤维以及20-50％精制棉纤维；
所述储能调温纤维素纤维、有机锌抗菌棉纤维以及精制棉纤维三者重量百分比之和为100％；
微胶囊调温抗菌面料的制作方法包括以下步骤：
S1：将30-50％储能调温纤维素纤维、20-50％有机锌抗菌棉纤维以及20-50％精制棉纤维均匀送纱纺织制作成混纺纱；
S2:将96％混合纤维与4％氨纶采用赛络紧密纺的纺纱方法通过双面针织大圆机纺织制作针织面料初成品；
S3:将针织面料初成品经过一次定型、前处理工序、染色工序以及二次定型即制作得到微胶囊调温抗菌面料。
本发明进一步设置为：所述储能调温纤维素纤维由纤维素和储能调温微胶囊通过粘胶法湿法纺丝工艺制备而成。
本发明进一步设置为：所述储能调温纤维素纤维的规格为1.2D～3.0D，长度为32～58mm，焓值为10～25J/g。
本发明进一步设置为：所述储能调温微胶囊的囊芯为石蜡、正十八烷、正十九烷或者正二十烷中的一种，囊壁为改性聚甲基丙烯酸甲酯、改性三聚氰胺甲醛树脂或者脲醛树脂中的一种。
本发明进一步设置为：所述储能调温微胶囊的粒径≤2.5μm。
本发明进一步设置为：所述有机锌抗菌棉纤维的制备工艺包括如下步骤：
(1)棉纤维的预处理：
将除杂后的棉纤维在超声波频率2×105Hz、氢氧化钠溶液的浓度为90g/L，处理浴比为1:5，温度50℃，处理时间60min；后经脱水处理，离心脱水的转速为700rpm，脱水后棉纤维的含水率为90％；
(2)棉纤维的活化处理：
将所述的预处理的棉纤维进行活化，活化超声波频率为2×105Hz，乙二胺溶液的质量分数为50％，处理浴比为1:10，温度20℃，处理时间6h，活化完后进行脱水，离心脱水的转速为2000rpm，脱水后棉纤维的含水率为60％，制得活化棉纤维；
(3)棉纤维抗菌抗病毒防霉整理：
将上述活化的棉纤维在超声波频率为2×105Hz，抗菌抗病毒防霉整理液含有30g/L的葡萄糖酸锌和2g/L的渗透剂JFC，处理浴比为1:20，温度40℃，处理时间180min，进行抗菌抗病毒防霉整理，后经高压轧车脱水，高压轧车压力为50MPa，得到抗菌抗病毒防霉整理的棉纤维，其含水率为95％；
(4)棉纤维的辐照交联：
所述脱水的抗菌抗病毒防霉整理的棉纤维经过湿开棉后进行前烘干、辐照交联、油剂喷洒、后烘干、干开棉，最后进行打包，得到抗菌抗病毒功能持久的棉纤维。
本发明进一步设置为：所述步骤(4)中的前烘干的烘干条件为：温度80℃，时间60min，致使棉纤维的含水率≤10％；后烘干的烘干条件为：采用微波烘干，微波频率915MHz，时间40min，致使棉纤维的含水率≤9％。
本发明进一步设置为：所述步骤(4)中的辐照交联过程所用辐照为电子束辐照，辐照强度为35kGy，时间为150s。
本发明进一步设置为：所述油剂为柔软剂，浓度为4g/L，在喷洒时不断搅动棉纤维，使其均匀。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本申请所制得的面料可同时兼顾储能调温和抗菌方面的功效，穿着舒适，储能调温、抗菌性能好；具体而言：利用微胶囊中囊芯材料在温度高于其相变温度时，吸收热量发生相变(融化蓄热过程)，在温度低于其相变温度时，发生逆向变温(凝固放热过程)，从而使储能调温纤维具有良好的蓄热、放热双向温度调节功能，同时纤维素具有吸湿透气性、抗静电性和亲肤性能优良；
2、有机锌抗菌棉纤维不仅具有棉的优良性能，且具有长效持久的抗菌性能。具体而言，在针对有机锌抗菌棉纤维的制备工艺中：
针对对棉纤维进行预处理，所述预处理工艺是在超声波条件下利用一定浴比的氢氧化钠溶液对纤维素纤维进行处理，后经脱水，得到脱水后的纤维素纤维。该工序目的是对吸附在纤维表面的油脂等杂质进行剥离，提高了纤维素纤维的洁净度，以便后续工序的进行；
其次对棉纤维进行活化处理，所述的活化方法是采用在超声波条件下用乙二胺进行活化,有效降低了纤维素纤维表面的结晶度和规整度，便于后续的抗菌抗病毒防霉整理液迅速扩散，提高有效成分的含量，且分散更加均匀，活化完后进行脱水，制得活化纤维素纤维；
其次对棉纤维进行抗菌、抗病毒、防霉整理，该整理环境仍是在超声波条件下进行的，所述抗菌抗病毒防霉整理液组成：30g/L的葡萄糖酸锌，2g/L的渗透剂JFC，其余为水；使得被活化处理的棉纤维大分子链上的羟基、氨基与葡萄糖酸锌发生共价键反应；
其次，本发明利用电子束辐照技术和微波烘干技术，进一步使得纤维素纤维活化，并实现纤维素纤维与有机锌功能性助剂的交联，从而减少了有机锌在后续使用过程中的流失，使得功能性更加持久；
3、与其常规纤维相比，本发明制备的有机锌抗菌棉纤维光泽度较好，纤维中锌元素含量725mg/kg，抑菌活性值2.3，杀菌活性值0.2；对甲型流感病毒的抗病毒活性值2.9-3.0，对乙型流感病毒的抗病毒活性值2.8；防霉等级能达到1级。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1：
一种微胶囊调温抗菌面料，所述面料由按照重量百分比为96％混合纤维以及4％氨纶混纺构成，其中混合纤维包括30-50％储能调温纤维素纤维、20-50％有机锌抗菌棉纤维以及20-50％精制棉纤维；
所述储能调温纤维素纤维、有机锌抗菌棉纤维以及精制棉纤维三者重量百分比之和为100％；
微胶囊调温抗菌面料的制作方法包括以下步骤：
S1：将30-50％储能调温纤维素纤维、20-50％有机锌抗菌棉纤维以及20-50％精制棉纤维均匀送纱纺织制作成混纺纱；
S2:将96％混合纤维与4％氨纶采用赛络紧密纺的纺纱方法通过双面针织大圆机纺织制作针织面料初成品；
S3:将针织面料初成品经过一次定型、前处理工序、染色工序以及二次定型即制作得到微胶囊调温抗菌面料。
具体而言：上述步骤S2中的工艺条件为：混合纤维长度为300mm/100个线圈，氨纶线圈长度为75mm/100个线圈。织机路数为60路，转速为20转/分钟。双面针织大圆机为30寸，24针。
上述步骤S3中的一次定型工序为：
定型温度195度，针板宽度130cm，定型机速度16米/分钟，超喂20％。
上述步骤S3中的前处理工序为：
火碱：3％双氧水：5％，温度95度，时间30分钟。
上述步骤S3中的染色工序为：
活性染料染色，染色温度60度，保温时间40分钟。
上述步骤S3中的二次定型工序为：
定型温度150度，针板宽度130cm，定型机速度16米/分钟，超喂20％。
进一步的，所述储能调温纤维素纤维由纤维素和储能调温微胶囊通过粘胶法湿法纺丝工艺制备而成。
进一步的，所述储能调温纤维素纤维的规格为1.2D～3.0D，长度为32～58mm，焓值为10～25J/g。
进一步的，所述储能调温微胶囊的囊芯为石蜡、正十八烷、正十九烷或者正二十烷中的一种，囊壁为改性聚甲基丙烯酸甲酯、改性三聚氰胺甲醛树脂或者脲醛树脂中的一种。
进一步的，所述储能调温微胶囊的粒径≤2.5μm。
进一步的，所述有机锌抗菌棉纤维的制备工艺包括如下步骤：
(1)棉纤维的预处理：
将除杂后的棉纤维在超声波频率2×105Hz、氢氧化钠溶液的浓度为90g/L，处理浴比为1:5，温度50℃，处理时间60min；后经脱水处理，离心脱水的转速为700rpm，脱水后棉纤维的含水率为90％；
(2)棉纤维的活化处理：
将所述的预处理的棉纤维进行活化，活化超声波频率为2×105Hz，乙二胺溶液的质量分数为50％，处理浴比为1:10，温度20℃，处理时间6h，活化完后进行脱水，离心脱水的转速为2000rpm，脱水后棉纤维的含水率为60％，制得活化棉纤维；
(3)棉纤维抗菌抗病毒防霉整理：
将上述活化的棉纤维在超声波频率为2×105Hz，抗菌抗病毒防霉整理液含有30g/L的葡萄糖酸锌和2g/L的渗透剂JFC，处理浴比为1:20，温度40℃，处理时间180min，进行抗菌抗病毒防霉整理，后经高压轧车脱水，高压轧车压力为50MPa，得到抗菌抗病毒防霉整理的棉纤维，其含水率为95％；
(4)棉纤维的辐照交联：
所述脱水的抗菌抗病毒防霉整理的棉纤维经过湿开棉后进行前烘干(温度80℃，时间60min，纤维含水率≤10％)、辐照交联(电子束辐照，辐照强度为35kGy，时间为150s)、油剂喷洒(油剂为柔软剂，浓度为4g/L，在喷洒时不断搅动棉纤维，使其均匀)、后烘干(微波烘干，微波频率915MHz，时间40min，纤维含水率≤9％)、干开棉，最后进行打包，得到抗菌抗病毒功能持久的棉纤维。
测试例：
按照JISL1902：2008《纺织品抗菌性能试验方法抗菌效果》检测实施例1制备得到的微胶囊调温抗菌面料的抑菌活性值和杀菌活性值，其结果列于表1中。
本发明按照ISO 198184:2014《纺织产品的抗病毒性试验方法》检测实施例1制备得到的微胶囊调温抗菌面料对甲型流感病毒、乙型流感病毒的抗病毒活性值，其结果列于表1中。
本发明按照GB/T 24346-2009《纺织品防霉性能的评价》中培养皿法检测实施例1制备得到的微胶囊调温抗菌面料对黑曲霉和球毛壳霉的防霉效果，其结果列于表1中。
表1实施例1制备的微胶囊调温抗菌面料的抗菌抗病毒防霉性能
由表1中的数据可知，本发明提供的微胶囊调温抗菌面料具有较高的抑菌活性值和杀菌活性值，同时对甲型流感病毒和乙型流感病毒具有较高的抗病毒活性值，且防霉效果都在等级1以上，具有较好的抗菌抗病毒防霉性能。
将实施例1制备得到的微胶囊调温抗菌面料按照标准FZ/T 73023-2006附录C 4.简化洗涤条件及程序中的洗涤方法进行50次洗涤后，按照JISL1902：2008和ISO 198184:2014检测洗涤50次后的微胶囊调温抗菌面料的抗菌、抗病毒和防霉性能，其结果列于表2。
表2实施例1制备得到的微胶囊调温抗菌面料水洗50次后的抗菌抗病毒性能
由表2可知本发明提供的微胶囊调温抗菌面料经过50次洗涤后仍然具有较高的抗菌、抗病毒、防霉性能，证明本发明提供的微胶囊调温抗菌面料具有持久的抗菌抗病毒防霉性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
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