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银纤维抗菌功能性针织面料的开发

银纤维抗菌功能性针织面料的开发
基于抗菌功能性面料的分类及银纤维发展情况,采用18.9tex棉与X-StaticRXT2银短纤维混纺90:10)精梳纱,配以18.9tex精梳棉纱和2.22tex氨纶,设计出3款纬平针抗菌功能性针织面料。详细阐述面料编织工艺,染整工艺,包括面料参数、编织要点、缩练、预定形、前处理、染色、定形等,并对面料抑菌效果进行测试。结果明,该银纤维抗菌针织面料经过12h,其对肺炎杆菌的抑菌效果仍可以达到97%以上,并且面料缩水率良好;但是因长期使用纳米银抗菌材料会对人体和环境产生不良影响,生产商和消费者都要理性选择。关键词:银纤维;X-StaticR纤维;X-StaticRXT2纤维;抗菌性能;编织工艺随着生活水平的提高,人们对休闲运动服装不再停留于穿着舒适、手感柔软等方面的要求,对面料功能性方面的需要也越来越高,由此功能性服装面料发展迅速。人们在运动中不同程度的出汗导致服装面料上易滋生细菌,影响身体健康,因此设计开发抗菌功能性面料成为运动服装的一大趋势[1]。抗菌功能性面料分为两种:一是在整理过程中加入抗菌助剂,但加入助剂的面料通常耐水洗性能较差,随着水洗次数的增多,其抗菌功能下降;二是在纺丝过程中加入由纳米或者微米级银丝而成的银纤维,其耐水洗性强。采用银纤维开发的功能性面料受到越来越多生产商和消费者的关注。1银纤维举例1.1银米纤维国内天诺光电材料股份有限公司利用物理气相沉积法生产的银米健康纤维,是以涤纶为基体,将金属银以原子形式沉积在纤维面。该纤维是利用游离出的银离子结合细菌面的蛋白质分子,抑制细菌代谢,最终导致细菌死亡从而达到广谱抗菌的目的[2]。此纤维具有抗菌、除臭、安全环保的特点,生产过程不对环境造成污染,价格相对便宜。1.2X-StaticR纤维X-StaticR纤维是由美国NobleBiomaterials公司研发的一种银纤维,它是在锦纶纤维面镀99.9%纯度的银质层,不是仅将银进行面附着处理,而是将银和纤维聚合成不剥离的单一个体,其性能不会随使用而削弱。X-StaticR纤维经10多年的研究,已获得美国环保(EPA)及美国药物管理局(FDA)批准可用于开发相关系列产品,同时获得Oeko-Tex无损于人体健康的确认,此外,日本生部也同意将其作为抗菌材料。X-StaticR抗菌性能强、起效快、时效持久、安全自然,但价格相对较高。1.3X-StaticRXT2纤维X-taticRXT2纤维是美国obleBiomaterials公司继X-StaticR后开发的另一种银纤维,它是以涤纶为基体,微米纯银分散在纤维面层的一种皮芯结构纤维,单纤维线密度0.16tex,长度38mm,纱线可染,无金属光泽,因其为非连续的银,不能导电,不抗静电。X-StaticRXT2具有抑菌、除臭、干爽的功能,可耐水洗50次,价格相对便宜。2编织工艺2.1原料选择将抗菌纤维应用到纺织面料上是为了抑制细菌增长,为人体提供健康安全的保障,所以银纤维非常适合用于贴身休闲及运动面料产品的开发。本文采用18.9tex(32S)棉纤维)与X-StaticRXT2短纤混纺(90∶10)精梳纱,并配以远纺工业司生产的18.9tex精梳棉纱和英威达2.22tex(20D)氨纶进行织造,编织3块纬平针面料。原料规格见1。2.2设备参数机器4针道单面大圆机机号26针/25.4mm筒径1#、2#面料为762mm(30")3#面料为813mm(32")总针数1#、2#面料为2472针3#面料为2640针路数1#、2#面料为96F3#面料为128F2.3注意事项编织过程中需要注意以下几个方面:a.为保证银纤维的抗菌性能,织造时X-StaticRXT2纤维纱线的间距不能超过5mm,且用纱比例超过7%;b.尽量减少织针上的油渍,因为油渍的残留会对后续染整工艺产生一定的影响;c.银纤维含有一定量的银,会对织针造成一定的损伤;d.织造完毕后,纱线与坯布需要保存在阴凉干燥的地方,为避免污染物污染,需要采用有色袋子进行包装;e.尽量减少纱线到坯布、坯布到成品之间的时间间隔。3染整工艺面料染整工艺流程如下:坯布→缩练→预定形→前处理→染色→定形。因为很多化学助剂(如含硫化合物、含蜡物质、含硅油物质等)会抑制X-StaticRXT2中银的释放,从而对面料的功能性造成一定的影响,所以,含此纤维的面料不适合回修(即重新进缸剥色后再染色),针对此纤维的染整工艺要特别注意。3.1缩练、预定形含有氨纶的面料要先进行缩练然后预定形。经过缩练工序,初步去除织物上的蜡质、油渍等杂质,否则经过高温预定形后,在后期的染色过程中很难彻底去除纺纱、织造过程中产生的油渍。具体方法为:首先在温度为90℃、35g/L的精练乳化剂中缩练,然后经过195℃高温进行预定形,以保证织物的尺寸稳定性。3.2前处理为获得良好的染色效果,需要对织物进行前处理,以充分去除织物上的棉籽壳、蜡质、油渍等杂质。具体方法为:在室温下加入精练剂、双氧水、烧碱等助剂,以3.0℃/min的速率升温至98℃,处理30min,然后以1.5℃/min的速率降温至60℃进行水洗。前处理配方及工艺条件如下:精练剂.45g/L精练乳化剂1g/L双氧水安定剂0.24g/L烧碱3g/L双氧水2.6g/L温度98℃时间30min染色将已充分进行前处理的织物在130℃条件下,采用两浴法套染工艺,即采用分散染料对以涤纶为基体的X-StaticRXT2染色30min,并用冰醋酸调节染液为酸性,将温度降到85℃进行还原清洗后再进行彻底水洗;然后将水洗后的面料,采用活性染料在60℃条件下对棉染色40min,为保证染色的均匀性,固色碱分两次加入,染色完毕后升温至95℃皂洗10min后降温水洗。分散染料染X-StaticRXT2的工艺曲线如1所示。活性染料染棉的工艺曲线如在对X-StaticRXT2进行染色时,需要保证pH值为3~12,不可使用强碱、螯合剂、强氧化剂、含硫化合物、含蜡物质等,不可使用含强碱或强酸的化学助剂,否则会阻止银的释放,影响织物抗菌性能。3.4定形染色后的定形工序,可以消除染色过程中产生的一些折痕,保持成品良好的尺寸稳定和平整的外观。因为在定形X-StaticRXT2时,不能加含硅油的柔软剂,其适用温度为20~200℃,保温时间不宜超过5min,所以,最终成品定形时不加任何柔软剂,直接过酸进行定形,定形温度为140℃,定形机速度为18m/min。4面料参3块成品面料(即染色定形后,裁片制衣前)参数见2。由2可知,3块面料的缩率现出一致性均在5%~8%之间。因3块面料主要成分均为棉,棉吸水后易发生膨胀,棉的缩率要差于化纤面料,因此可将棉面料经过预缩机,略调整其缩率,但效果不明显。5抗菌性能测试抗菌测试采用标准ASTME2149《动态接触条件下固定化抗菌剂抗微生物活性的试验方法》。抗菌性能测试结果(即抑制肺炎杆菌的抑菌率)如下:1#面料98.34%2#面料97.97%3#面料97.20%由测试结果可知,经过12h后,3块面料对肺炎杆菌的抑菌效果可达到97%以上。6结束语纳米银对大肠杆菌、淋球菌等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用,长期使用纳米银抗菌会在生物体内形成银沉积,从而对生物、人体产生不良影响,纳米银挥发到环境中也会对生态有一定的影响,如杀灭环境中的有益菌。9fFQH2

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标签:纤维抗菌抗菌
分类:抗菌面料动态| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2017-11-3
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