一種抗菌保健功能的纖維服裝材料及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織服裝材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌保健功能的纖維服裝材料及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]功能型服裝材料指的是在普通服裝材料的一般功能的基礎(chǔ)上兼有保健、治療、磁性、發(fā)光、發(fā)熱等特殊功能的服裝材料。其中，抗菌保健的功能型服裝材料可取得預(yù)防疾病感染、防霉去味、促進(jìn)健康的效果，尤其適用于貼身衣物、鞋襪、口罩等直接接觸人體皮膚和器官的服裝產(chǎn)品。
[0003]抗菌保健的功能型服裝材料是在普通服裝材料中加入了具有殺菌抑菌作用的成分，在穿著過(guò)程中，這些成分會(huì)持續(xù)性緩慢釋放出來(lái)。納米級(jí)的銀金屬顆粒(粒徑一般25-50nm)是近幾年非常受到關(guān)注的一類新型殺菌抑菌成分，在功能型服裝材料當(dāng)中也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。納米銀顆粒具有以下優(yōu)點(diǎn):首先，具有廣譜性的殺菌抑菌效果，對(duì)淋球菌、衣原體、大腸桿菌等上百種細(xì)菌起效，而且殺菌能力顯著；其次是不產(chǎn)生耐藥性，對(duì)緩解抗菌劑濫用的現(xiàn)狀有重要意義；第三是完全無(wú)毒無(wú)味無(wú)刺激，不會(huì)引發(fā)皮膚過(guò)敏，對(duì)人體沒(méi)有副作用；第四是還具有增強(qiáng)細(xì)胞生長(zhǎng)能力、改善微循環(huán)的作用，而且可滲透至皮下，因此有利于消炎、傷口愈合和破損皮膚修復(fù)。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，功能型服裝材料的制作工藝當(dāng)中，最簡(jiǎn)單的是將功能成分直接噴涂或者敷布在服裝材料表面；或者，將服裝材料在含有功能成分的溶液當(dāng)中浸漬，使得功能成分附著于服裝材料纖維的表面。但是，納米銀金屬顆粒自身與服裝材料纖維的相容性較差，彼此之間的吸附力很弱，而且納米銀金屬顆粒雖為納米級(jí)，但較之分子顆粒又明顯更大，因此采用以上方式時(shí)，納米銀金屬顆粒容易從服裝材料脫落；特別是貼身服裝要頻繁水洗，更加劇了納米銀金屬顆粒的損失。另一個(gè)因素是直接暴露在表面的銀金屬很容易氧化，一旦氧化抗菌等有益作用就會(huì)消失。這兩個(gè)方面的原因使得采用以上方式生產(chǎn)的納米銀功能型服裝材料很快失效。
[0005]現(xiàn)有的另一種制作功能型服裝材料的方法是:首先制作功能型纖維，然后再以功能型纖維紡織服裝材料，或者利用功能型纖維與其它纖維混紡服裝材料。功能型纖維是在溶解或者熔融形態(tài)的纖維素、絲蛋白、高聚合物等紡絲液當(dāng)中加入溶解狀態(tài)或者顆粒狀態(tài)的功能型成分，然后用噴絲工藝進(jìn)行制絲和定型。但是，納米銀金屬顆粒必須與細(xì)菌或皮膚直接接觸才能發(fā)揮其作用；因?yàn)樵谥苯咏佑|時(shí)細(xì)菌被銀金屬顆粒攜帶的電荷吸附，進(jìn)而被其釋放的銀離子殺死；納米銀金屬顆粒釋放的銀離子在與皮膚直接接觸的狀態(tài)下才能滲透到皮膚內(nèi)發(fā)揮其促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。而按照上述功能型纖維的制備工藝，絕大部分加入的銀金屬顆粒會(huì)被紡絲液中的有機(jī)成分牢牢包覆而密封在纖維內(nèi)部，沒(méi)有直接接觸細(xì)菌和皮膚的機(jī)會(huì)。因此，以上方法生產(chǎn)的納米銀功能型服裝材料效果不明顯，貴金屬原材料消耗也無(wú)謂增大。
[0006]中國(guó)專利申請(qǐng)CN102392347A公開(kāi)了一種智能載銀抗菌纖維，以中空纖維為殼層，在中空纖維的空腔內(nèi)灌注含銀水凝膠形成的芯層；含銀水凝膠當(dāng)中含有0.1% -10%的單質(zhì)銀。由于含銀水凝膠被包覆在中空纖維內(nèi)部，不容易氧化，單質(zhì)銀也不會(huì)從纖維當(dāng)中脫離；在使用過(guò)程中遇水時(shí)，含銀水凝膠吸水膨脹而從中空纖維的開(kāi)放性末端脹出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的單質(zhì)銀釋放。但是，以上專利中使用的功能成分是含銀水凝膠，而非效果更優(yōu)的銀金屬顆粒；而且，相當(dāng)一部分單質(zhì)銀始終被封閉在中空纖維內(nèi)部而無(wú)法釋放，釋放效率偏低，殺菌抑菌的效果受到限制。
[0007]可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中仍然缺少一種以納米銀金屬顆粒作為殺菌抑菌的功能成分，并且實(shí)現(xiàn)納米銀金屬顆粒與纖維緊密結(jié)合不易脫離、有利于銀顆粒的高效率使用和充分釋放、并且可防止銀金屬顆粒快速氧化的抗菌功能型服裝材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]基于上述所提到的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種抗菌保健功能的纖維服裝材料及其制備工藝。本發(fā)明制備具有高分布密度的空穴的功能型纖維，納米銀金屬顆粒通過(guò)偶聯(lián)-分散-還原作用，主要嵌合與纖維表面空穴以內(nèi)，具有良好的抗脫離性，不影響銀金屬顆粒與外界作用而釋放殺菌作用。
[0009]本發(fā)明提供抗菌保健功能的纖維服裝材料制備工藝，其特征在于，包括以下步驟:
[0010]制備包含異相聚合物以及揮發(fā)性溶劑的混合紡絲液；
[0011]將所述混合紡絲液置入靜電紡絲機(jī)中，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下進(jìn)行噴射拉絲，獲得具有空穴的纖維材料中間物；
[0012]將偶聯(lián)劑、分散劑加入含銀離子鹽水溶液形成的混合溶液；將所制得的纖維材料中間物完全浸沒(méi)至混合溶液中；靜置足夠的時(shí)長(zhǎng)后取出，加入還原劑水溶液中進(jìn)行還原反應(yīng)，生成所述空穴嵌合銀金屬顆粒的功能型纖維；
[0013]將所述功能型纖維先后浸泡于去無(wú)水乙醇以及去離子水中，除去未被還原的銀離子以及未實(shí)現(xiàn)嵌合與表面貼附的銀金屬顆粒以及其它反應(yīng)物；
[0014]真空干燥。
[0015]優(yōu)選的是，取聚乳酸(PLLA)、聚碳酸酯(PC)和聚乙烯基咔唑(Polyvinylcarbazole)，在室溫下溶解于二氯甲燒中，獲得混合紡絲液；并且，在所述混合紡絲液中，PLLA的質(zhì)量濃度為3-5wt%，PC的質(zhì)量濃度為12_15wt%，聚乙烯基咔唑濃度為6-8wt% ο
[0016]優(yōu)選的是，偶聯(lián)劑、分散劑加入含銀離子鹽水溶液形成的混合溶液當(dāng)中，偶聯(lián)劑為三甲基硅烷(MTS)，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，含銀離子鹽為硝酸銀；其中，硝酸銀水溶液的初始濃度為0.15-0.3mol/L，硝酸銀與分散劑PVP的摩爾比為1: 1.5，硝酸銀與偶聯(lián)劑MTS的摩爾比為1: 0.3。
[0017]本發(fā)明提供了另外一種抗菌保健功能的纖維服裝材料制備工藝，其特征在于，包括以下步驟:
[0018]制備包含異相聚合物以及揮發(fā)性溶劑的混合紡絲液；
[0019]將所述混合紡絲液置入靜電紡絲機(jī)中，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下進(jìn)行噴射拉絲，獲得具有空穴的纖維材料中間物；
[0020]將羥甲基纖維素鈉與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入去離子水中，生成去離子水混合溶液；將所述纖維材料中間物浸入去離子水混合溶液當(dāng)中，并且向該去離子水混合溶液加入硝酸銀和偶聯(lián)劑水溶液，生成所述空穴嵌合銀金屬顆粒的功能型纖維；
[0021]將所述功能型纖維先后浸泡于去無(wú)水乙醇以及去離子水中，除去未被還原的銀離子以及未實(shí)現(xiàn)嵌合與表面貼附的銀金屬顆粒以及其它反應(yīng)物；
[0022]真空干燥。
[0023]優(yōu)選的是，取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚偏氟乙烯(PVDF)投入二甲基甲酰胺(DMF)配制混合溶液，作為所述混合紡絲液；以上三者在混合溶液中的質(zhì)量體積比例分別為:PVP1g: PVDF 20g: DMF 10mL,即每 10mL 的 DMF 中加入 1g PVP 和 20g PVDF0
[0024]優(yōu)選的是，將羥甲基纖維素鈉與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入去離子水后，在55-60攝氏度條件下充分?jǐn)嚢杈鶆?，滴加堿液使PH值為8.0 ;其中每10mL去離子水當(dāng)中加入
0.06g-0.08g羥甲基纖維素鈉以及0.1-0.2g PVP ;將纖維材料中間物浸入去離子水混合溶液當(dāng)中之后，向該去離子水混合溶液加入的偶聯(lián)劑采用三甲基硅烷(MTS)海10mL去離子水混合溶液中加入1-1.5mL硝酸銀和偶聯(lián)劑混合水溶液，其中硝酸銀水溶液的摩爾濃度為2mol/L，且硝酸銀與偶聯(lián)劑MTS的摩爾比為1: 0.25 ;加入硝酸銀和偶聯(lián)劑混合水溶液過(guò)程中保持55-60攝氏度并且充分?jǐn)嚢?，反?yīng)3-5小時(shí)。
[0025]本發(fā)明提供了另外一種抗菌保健功能的纖維服裝材料制備工藝，其特征在于，包括以下步驟:
[0026]制備包含非揮發(fā)性聚合物以及揮發(fā)性聚合物的混合紡絲液；
[0027]將所述混合紡絲液置入靜電紡絲機(jī)中，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下進(jìn)行噴射拉絲；對(duì)拉絲獲得的纖維進(jìn)入高溫去離子水中水浴，促使纖維中的揮發(fā)性聚合物揮發(fā)，獲得具有空穴的纖維材料中間物；