一种无针式电极电喷微纳米抗菌面料及其制备方法与流程

本发明属于纺织，具体涉及一种无针式电极电喷微纳米抗菌面料及其制备方法。

背景技术：

1、抗菌抑菌、防霉防蛀等抵抗微生物的能力是织物和面料非常重要的一个性能，特别是对于贴身内衣、袜子、老年人衣物、潮湿环境下存放的衣物等。随着人们生活水平的日益提高，越来越要求高质量、耐久性的面料抗菌整理。

2、目前抗菌制造具有抗菌抑菌性能面料的方法，一般有以下几种：1)抗菌纤维制造法：直接使用天然或复合抗菌纤维来织造面料。2)表面涂层法：将抗菌剂与涂层剂配成溶液对面料进行涂层处理，使抗菌剂固定在没有抗菌性能的面料表面。3)树脂整理法：将抗菌剂溶解在树脂中配成乳化液，将面料在乳化液中充分浸渍、干燥，树脂附着在面料纤维表面使其具有抗菌性能。4)微胶囊法：对于不方便或不能溶于涂层剂/树脂的天然抗菌物质，将其制成微胶囊，再用高分子粘合剂或涂层对面料进行处理。5)天然抗菌染料染色法：用具有天然抗菌性能的植物染料为面料染色，同时赋予面料抗菌性能。

3、传统纺织面料后整理技术具有不限材质的优点，目前已大量应用，但是也存在一些问题和局限性，例如抗菌剂用量(浪费量)较大、耐洗牢度和耐久性还不够好，涂层和树脂浸渍会带来手感问题。抗菌纳米纤维具有较大的长径比和比表面积，用较少的抗菌物质实现优异的抗菌效果，抗菌剂利用率高。静电纺丝利用电场力的作用将抗菌纺丝液拉伸细化，在接受装置收集形成抗菌纳米纤维。多针头静电纺丝方法能够提高纺丝效率，但存在各针头电场相互干扰问题、堵针问题，导致其应用场景有限。

技术实现思路

1、【技术问题】

2、现有抗菌纤维制备方法抗菌剂用量较大，还存在手感、耐洗牢度和耐久性待提高等问题，多针头静电纺丝法能够提高抗菌剂利用率、提高静电纺丝效率，但各针头电场相互干扰，容易堵针，设备难维护。

3、【技术方案】

4、针对以上问题，本发明提出了通过无针式电极电喷微纳米抗菌成分到面料上复合的技术。将抗菌剂制成纳米纤维，提高抗菌剂的使用效率，减少浪费。热压过程中高分子聚合物起到交联剂的作用，使抗菌物质与面料牢固结合，提高耐洗牢度和抗菌耐久性。使用无针式电极替代传统针式电极，提高静电纺丝的生产效率，避免堵针风险，降低设备维护成本。采用在无针式电极上往复运动的刷液槽刷覆纺丝液，减少有机溶剂的挥发、浪费。

5、本发明提供一种无针式电极电喷微纳米抗菌面料的制备方法，包括步骤：

6、s1.将高分子聚合物、抗菌物质溶于有机溶剂，制得纺丝液；

7、s2.将纺丝液通过无针式电极电喷装置向面料表面电喷含抗菌物质高分子聚合物，得到微纳米抗菌面料；

8、s3.将抗菌纤维沉积面料热压，得到无针式电极电喷微纳米抗菌面料。

9、在本发明的一种实施方式中，步骤s1中，高分子聚合物选自热塑性聚氨酯弹性体、聚氨酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚己内酯、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯的一种或几种。

10、在本发明的一种实施方式中，步骤s1中，抗菌物质选自卤代-邻-羟基联苯化合物、三卤-n-碳酰苯胺化合物、氯己菌素衍生物、苯基酰胺类化合物、有机硅季铵盐的一种或几种。

11、在本发明的一种实施方式中，步骤s1中，有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺dmf、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、乙醇的一种或几种。

12、在本发明的一种实施方式中，步骤s1中，纺丝液的高分子聚合物浓度为4-6wt％，抗菌物质的浓度为1.2-2.0wt％。

13、在本发明的一种实施方式中，步骤s1中，含抗菌物质的高分子聚合物具有微纳米球或短串珠结构。

14、在本发明的一种实施方式中，步骤s2中，无针式电极电喷装置包括部件：无针式电极、刷液槽、高压直流电源、收卷滚轮、金属板；无针式电极串联刷液槽，无针式电极连接高压直流电源正极，无针式电极的正上方设置金属板，金属板连接高压电源负极或接地，收卷滚轮带动面料在无针式电极与金属板中间运动。无针式电极电喷装置如图1所示。

15、在本发明的一种实施方式中，步骤s2中，无针式电极电喷装置的无针式电极为表面光滑的金属线、金属棒，或带有螺旋纹路的金属棒。无针式电极是纺丝液的发射极。

16、在本发明的一种实施方式中，步骤s2中，无针式电极电喷装置具有平行排列的多个无针式电极，相邻两个无针式电极的间距为30-50cm。

17、在本发明的一种实施方式中，步骤s2中，无针式电极电喷装置的刷液槽可在无针式电极上往复运动。

18、在本发明的一种实施方式中，步骤s2中，无针式电极与金属板之间的距离为10-30cm。

19、在本发明的一种实施方式中，步骤s2中，纺丝电压为40-60kv。

20、在本发明的一种实施方式中，步骤s2中，刷液槽往复运动速度为100-300mm/s。

21、在本发明的一种实施方式中，步骤s2中，面料幅宽500-1600mm，收卷滚轮旋转速度1.0-20.0m/min。

22、在本发明的一种实施方式中，步骤s3中，热压温度为80-200℃，热压时间为5-10min。

23、本发明的第二个目的是提供上述制备方法所制无针式电极电喷微纳米抗菌面料。

24、本发明的第三个目的是提供上述无针式电极电喷微纳米抗菌面料在抗菌纺织品中的应用，包括鞋袜、内衣、衣裤、床上用品、毛巾、防护服、口罩、手套。

25、有益效果：

26、通过静电纺丝将含抗菌物质的高分子聚合物喷纺至面料表面，用少量抗菌剂实现优异抗菌效果，提高抗菌剂的利用率，减少浪费；避免在面料上施加涂层或浸渍树脂，对面料手感影响不大；没有面料材质的限制，普适性强。

27、使用无针式电极替代传统针式电极，提高静电纺丝的生产效率，避免堵针风险，降低设备维护成本。采用在无针式电极上往复运动的刷液槽刷覆纺丝液，减少有机溶剂的挥发、浪费。

28、本发明向面料表面电喷的含抗菌物质高分子聚合物形成微纳米球或短串珠结构，该结构使抗菌物质更容易粘附在面料纤维的表面和纤维之间的缝隙中，有利于通过热压提高高分子聚合物、抗菌物质与面料的结合牢度。

29、通过热压的物理方法使微纳米高分子聚合物少量熔融，其中高分子聚合物起到交联剂的作用，将抗菌剂粘黏至面料表面，提高抗菌成分跟面料纤维之间的结合牢度，提高耐洗牢度和抗菌耐久性。

技术特征：

1.一种无针式电极电喷微纳米抗菌面料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，高分子聚合物选自聚氨酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚己内酯、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯的一种或几种；抗菌物质选自卤代-邻-羟基联苯化合物、三卤-n-碳酰苯胺化合物、氯己菌素衍生物、苯基酰胺类化合物、有机硅季铵盐的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺dmf、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、乙醇的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，纺丝液的高分子聚合物浓度为4-6wt％，抗菌物质的浓度为1.2-2.0wt％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，无针式电极电喷装置包括部件：无针式电极(1)、刷液槽(2)、高压直流电源(3)、收卷滚轮(4)、金属板(5)；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，无针式电极电喷装置的无针式电极(1)为金属线、表面光滑或带有螺旋纹路的金属棒；无针式电极电喷装置具有平行排列的多个无针式电极(1)，相邻两个无针式电极的间距为30-50cm；无针式电极电喷装置的刷液槽(2)可在无针式电极(1)上往复运动。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，无针式电极(1)与金属板(5)之间的距离为10-30cm；纺丝电压为40-60kv；刷液槽(2)往复运动速度为100-300mm/s；面料(6)幅宽550-1600mm，收卷滚轮(4)旋转速度1.00-20.00m/min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，热压温度为80-200℃，热压时间为5-10min。

9.权利要求1～8任一所制无针式电极电喷微纳米抗菌面料。

10.权利要求9所述无针式电极电喷微纳米抗菌面料在抗菌纺织品中的应用。

技术总结
本发明提供一种无针式电极电喷微纳米抗菌面料及其制备方法，属于纺织技术领域。所述制备方法包括步骤：S1.将高分子聚合物、抗菌物质溶于有机溶剂，制得纺丝液；S2.将纺丝液通过无针式电极电喷装置向面料静电纺丝，得到抗菌纤维沉积面料；S3.将抗菌纤维沉积面料热压，得到无针式电极电喷微纳米抗菌面料。用少量抗菌剂实现优异抗菌效果，提高抗菌剂的利用率，减少浪费，对面料手感影响不大，没有面料材质的限制；使用无针式电极替代传统针式电极，提高静电纺丝的生产效率，避免堵针；采用刷液槽刷覆纺丝液，减少有机溶剂的挥发浪费；通过热压使纳米纤维少量熔融、粘黏抗菌剂，所制抗菌面料耐洗牢度和抗菌耐久性高。

技术研发人员：卢荣清,陈进勇,拉马克瑞斯纳·西拉姆,沈美娟,陈森,徐惠栋,王蓬,史乔福,龙云泽,张俊,李如
受保护的技术使用者：江苏联发纺织股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5