双线尼龙黑丝双层充绒布的制作方法

1.本技术涉及纺织技术领域，更具体地说，它涉及一种双线尼龙黑丝双层充绒布。


背景技术：

2.充绒布是线密度值较小密度较大的薄型织物，由于常用作羽绒服装、羽绒被的面料，且能防止羽绒向外钻出，故又称羽绒布、防绒布、防羽布。
3.尼龙纤维是一种合成纤维，由于尼龙纤维具有较好的耐磨性能和强度，使得其在纺织领域被广泛应用。同时尼龙纤维的特性能够较好的契合充绒布的生产，因此尼龙纤维是充绒布生产的主要原料之一。
4.但是充绒布作为与人长期接触的面料，其容易滋生微生物，导致纺织纤维表面附着杂色、变色、脆化、霉变、虫蛀等，当织物与人体接触时，还能引起人体皮肤感染。微生物分泌的酶还能分解人体分泌物，这也是纤维制品产生臭味的原因之一。因此充绒布是否具有较好的抗菌性能，也是评判充绒布质量的重要因素。


技术实现要素：

5.为了制备具有较好抗菌性能的充绒布，本技术提供一种双线尼龙黑丝双层充绒布。
6.本技术提供一种双线尼龙黑丝双层充绒布，采用如下的技术方案：一种双线尼龙黑丝双层充绒布，由抗菌尼龙切片依次经熔融纺丝工艺、整理织造工艺和染色后整理工艺制得，所述抗菌尼龙切片包括以下质量份的原料：己内酰胺80～120份、改性纳米二氧化硅3～8份、无机抗菌剂0.1～1份；其中改性纳米二氧化硅是纳米二氧化硅经过氟硅烷偶联剂改性后得到。
7.通过采用上述技术方案，经氟硅烷偶联剂改性后的改性纳米二氧化硅上存在较多的氟基团，而且改性纳米二氧化硅作为无机抗菌剂的载体；所形成的载药物质在己内酰胺合成尼龙的过程中，载药物质上的氟基团与已内酰胺中的酰胺基团会因氢键和静电结合力的作用结合在一起，从而形成较为稳定的连接结构。而己内酰胺聚合形成尼龙的过程中，连接结构会存在断裂和重新结合的动态过程，并且在最终的尼龙产物中载药物质通过氟基团以键合的方式连接在尼龙结构上，从而使得载药物质可以较为稳定地与尼龙结合。同时由于尼龙结构中酰胺基团存在若干个且趋向于均匀排列，因此载药物质在氟基团和酰胺基团相互作用的趋势下，也会趋向于较为均匀地分散在尼龙体系中，从而使得尼龙中抗菌物质的分布较为均匀。
8.另外，改性纳米二氧化硅在经氟硅烷偶联剂改性后，其具有较好的疏水、疏油和耐污性能，有助于提高成品抗菌尼龙切片的耐污及防水效果，契合充绒布的使用环境；并在一定程度上可以减少因沾染油污而导致自身微生物的情况。而且改性纳米二氧化硅对无机填料的承载效果较为稳定，无机抗菌剂较为稳定地负载在改性纳米二氧化硅上，并达到持久抗菌的效果。
9.作为优选，所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：1)将纳米二氧化硅加入醇类有机溶剂中，混合搅拌，得到第一混合物备用；2)调节第一混合物ph至9～12继续搅拌，再加入氟硅烷偶联剂继续搅拌，得到第二混合物；3)调节第二混合物的ph至6～8，然后过滤并干燥调节ph后的第二混合物，得到改性纳米二氧化硅。
10.通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅在醇类有机溶剂中具有较好的分散效果，调节ph至9～12后利用氟硅烷偶联剂与纳米二氧化硅相互作用，改性后再将体系ph调节至偏中性，使得改性纳米二氧化硅应用至尼龙中产生的消极影响较小。
11.作为优选，所述步骤1)中的醇类有机溶剂包括乙醇、异丙醇、异丙二醇中的至少一种。
12.作为优选，所述改性纳米二氧化硅的粒径为100nm～150nm。
13.通过采用上述技术方案，粒径为100nm～150nm的改性纳米二氧化硅可以较好地分散在尼龙体系中，且可以较好地承载无机抗菌剂。
14.作为优选，所述无机抗菌剂的粒径为10～30nm。
15.通过采用上述技术方案，粒径为10～30nm的无机抗菌剂可以较为稳定地负载在改性纳米二氧化硅上，即与改性纳米二氧化硅的结合稳定性较好。
16.作为优选，所述无机抗菌剂为纳米银和纳米氧化锌按照质量比1：(3～7)组成的混合物。
17.通过采用上述技术方案，纳米银和纳米氧化锌均具有较好的抗菌效果，且两者按上述质量比复配使用不仅抗菌性能较优，同时相较于单一纳米银成本较低。
18.作为优选，所述抗菌尼龙切片的制备方法包括以下步骤：预混：在乙醇水溶液中加入改性纳米二氧化硅和无机抗菌剂，混合搅拌后进行过滤，然后干燥滤渣，得到载药物质备用；熔融混合：加热熔融己内酰胺，然后加入载药物质，抽真空除水并混合搅拌，得到第三混合物；引发活化：在第三混合物中加入碱性引发剂，抽真空搅拌至不再出现气泡，然后再加入阴离子开环聚合活化剂，混合搅拌后得到待聚反应液；浇铸成型：将待聚反应液浇铸在预热后的模具中，保温后再自然冷却，制得粗制抗菌尼龙料，最后粗制抗菌尼龙料经切片造粒后制得成品抗菌尼龙切片。
19.通过采用上述技术方案，以单体浇铸的方式生产尼龙，并在己内酰胺共聚过程中加入载药物质，有助于载药物质上的氟基团与酰胺基团相互作用并形成较为稳定的连接结构，同时有助于载药物质较为均匀地分散在尼龙体系中。
20.作为优选，所述催化活化步骤中，阴离子开环聚合活化剂与已内酰胺的摩尔比为(0.003～0.008)：1。
21.通过采用上述技术方案，控制阴离子开环聚合活化剂与已内酰胺的摩尔比为(0.003～0.008)：1，有助于提高单体转化率。
22.作为优选，所述浇铸成型步骤中，预热后的模具温度为150℃～180℃。
23.综上所述，本技术具有以下有益效果：
1、本技术利用氟硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性，使得改性纳米二氧化硅上含有氟基团，并在氟基团与酰胺基团形成氢键和静电结合力的作用下，使得承载有无机抗菌剂的改性纳米二氧化硅可以较为稳定地结合在尼龙结构上；并且尼龙上的若干个酰胺基团趋向于均匀排列，因此与酰胺基团相互作用的载药物质会趋向于均匀分散在体系中，从而使得制备得到的抗菌尼龙切片具有较为优异、稳定且均匀的抗菌性能，进而利用抗菌尼龙切片作为原料制备得到的充绒布也同样具备较好的抗菌性能。
24.2、本技术中由于改性纳米二氧化硅是经氟硅烷偶联剂改性后得到，其具有疏水、疏油和抗污的效果，契合充绒布的应用需求。
25.3、本技术中以无机抗菌剂作为抗菌活性物质，因无机抗菌剂缓释的特性，使得以抗菌尼龙切片作为原料的充绒布具有较为持久的抗菌性能；并且通过控制纳米银和纳米氧化锌的质量比，在达到较好的抗菌性能的同时还可以控制成本。
26.4、本技术中由于改性纳米二氧化硅是以键合的方式与尼龙相连接，使得负载在改性纳米二氧化硅上的无机抗菌剂可以较为稳定地存在于尼龙上，从而有助于减少因水洗而导致抗菌活性物质流失的情况。
具体实施方式
27.本实施方式提供一种双线尼龙黑丝双层充绒布，由抗菌尼龙切片依次经熔融纺丝工艺、整理织造工艺和染色后整理工艺制得，抗菌尼龙切片包括以下质量份的原料：己内酰胺80～120份、改性纳米二氧化硅3～8份、无机抗菌剂0.1～1份；其中改性纳米二氧化硅是纳米二氧化硅经过氟硅烷偶联剂改性后得到。
28.本实施方式中抗菌尼龙切片的原料进一步优选的配比是：己内酰胺100～110份、改性纳米二氧化硅5～7份、无机抗菌剂0.4～0.8份。
29.本实施方式中改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：1)将纳米二氧化硅加入醇类有机溶剂中，混合搅拌，得到第一混合物备用；2)调节第一混合物ph至9～12继续搅拌，再加入氟硅烷偶联剂继续搅拌，得到第二混合物；3)调节第二混合物的ph至6～8，然后过滤并干燥调节ph后的第二混合物，得到改性纳米二氧化硅；其中醇类有机溶剂包括乙醇、异丙醇、异丙二醇中的至少一种，进一步优选异丙醇；步骤2)中优选的ph为9～10,；步骤3)中优选的ph为6～7。
30.本实施方式中改性纳米二氧化硅的粒径为100nm～150nm，进一步优选为120nm～130nm。
31.本实施方式中无机抗菌剂的粒径为10～30nm，进一步优选为10～20nm。
32.本实施方式中无机抗菌剂为纳米银和纳米氧化锌按照质量比1：(3～7)组成的混合物，进一步优选的质量比为1：(5～7)。
33.以下结合实施例、制备例和对比例对本技术作进一步详细说明，本技术涉及的原料均可通过市售获得。
34.抗菌尼龙切片的制备例以下以制备例1为例说明。
35.制备例1一种抗菌尼龙切片，包括以下质量的原料：己内酰胺100kg、改性纳米二氧化硅6kg、无机抗菌剂0.6kg；其中无机抗菌剂为纳米银和纳米氧化锌按照质量比1：6组成的混合物；无机抗菌剂的粒径为10nm～20nm；改性纳米二氧化硅的粒径为120nm～130nm；改性纳米二氧化硅是纳米二氧化硅经过氟硅烷偶联剂改性后得到，具体的改性步骤如下：1)将3kg纳米二氧化硅加入50l异丙醇中，再加入1l的去离子水，在40℃的温度下混合搅拌30min，得到第一混合物备用；2)保持温度不变，用乙醇钠调节第一混合物ph至10继续搅拌2h，再加入1kg氟硅烷偶联剂继续搅拌，得到第二混合物；3)用乙酸调节第二混合物的ph至6，然后过滤调节ph后的第二混合物，得到改性纳米二氧化硅；上述改性处理步骤中，氟硅烷偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷。
36.该抗菌尼龙切片的制备方法包括以下步骤：s1预混：在乙醇水溶液中加入改性纳米二氧化硅和无机抗菌剂，混合搅拌20min后进行过滤，然后干燥滤渣，得到载药物质备用；s2熔融混合：加热熔融己内酰胺，然后加入载药物质，抽真空除水15min，然后去真空后超声分散10min，得到第三混合物；s3引发活化：在第三混合物中加入碱性引发剂，抽真空搅拌至不再出现气泡，通入氮气保护，去真空后再加入阴离子开环聚合活化剂，混合搅拌10min后得到待聚反应液；s4浇铸成型：将待聚反应液浇铸在预热至170℃的模具中，保温20min后再自然冷却20min，制得粗制抗菌尼龙料，最后粗制抗菌尼龙料经切片造粒后制得成品抗菌尼龙切片；上述制备步骤中，碱性引发剂为氢氧化钠，且碱性引发剂与己内酰胺的摩尔比为0.005:1；阴离子开环聚合活化剂为甲苯二异氰酸酯，且阴离子开环聚合活化剂与己内酰胺的摩尔比为0.008:1。
37.制备例2本制备例与制备例1的区别之处在于，改性纳米二氧化硅的粒径为50nm～100nm。
38.制备例3本制备例与制备例1的区别之处在于，改性纳米二氧化硅的粒径为200nm～250nm。
39.制备例4本制备例与制备例1的区别之处在于，无机抗菌剂的粒径为5nm～10nm。
40.制备例5本制备例与制备例1的区别之处在于，无机抗菌剂的粒径为30nm～50nm。
41.制备例6本制备例与制备例1的区别之处在于，无机抗菌剂为纳米银和纳米氧化锌按照质量比1：3组成的混合物。
42.制备例7本制备例与制备例1的区别之处在于，无机抗菌剂为纳米银和纳米氧化锌按照质量比1：7组成的混合物。
43.制备例8本制备例与制备例1的区别之处在于，无机抗菌剂为纳米银和纳米氧化锌按照质量比1：1组成的混合物。
44.制备例9本制备例与制备例1的区别之处在于，无机抗菌剂为纳米银和纳米氧化锌按照质量比1：10组成的混合物。
45.制备例10本制备例与制备例1的区别之处在于，无机抗菌剂为纳米银。
46.制备例11本制备例与制备例1的区别之处在于，无机抗菌剂为纳米氧化锌。
47.对比制备例对比制备例1本对比制备例与制备例1的区别之处在于，不添加改性纳米二氧化硅，即直接在己内酰胺共聚的过程中加入无机抗菌剂。
48.对比制备例2本对比制备例与制备例1的区别之处在于，用等量的纳米二氧化硅替换改性纳米二氧化硅。
49.对比制备例3本对比制备例与制备例1的区别之处在于，用等量的纳米二氧化钛替换改性纳米二氧化硅。
50.对比制备例4本对比制备例与实施例1的区别之处在于，不添加无机抗菌剂。实施例
51.实施例1一种双线尼龙黑丝双层充绒布，由制备例1中制得的抗菌尼龙切片依次经熔融纺丝工艺、整理织造工艺和染色后整理工艺制得，具体步骤如下：a1熔融纺丝：尼龙切片经过熔融纺丝，再依次经上油、集束、表面涂覆、预拉伸、一次拉伸、二次拉伸、氧化定型，熔融纺丝温度260℃，预拉伸温度为100℃，停留时间为0.1s，拉伸倍数为1.2，一次拉伸温度为70℃，拉伸倍数为2.0，二次拉伸温度为150℃，拉伸倍数为2.5；氧化定型温度为100℃，停留时间为0.02s；再经卷绕制备得到抗菌尼龙纤维，抗菌尼龙纤维经加弹工艺后得到抗菌尼龙纱线；a2整理织造：将抗菌尼龙纱线放置于络筒机上进行络筒，络筒速度为300m/min，张力圈质量为10g，筒子卷绕密度为0.4g/cm3，络筒温度为20℃；再对抗菌尼龙纱线进行整经，整经速度为300m/min，卷绕密度0.55g/cm3；对整经后的经纱和纬纱进行浆纱，浆纱纱速为70m/min，桨槽温度为55℃，浆纱预烘温度为120℃，烘干温度为100℃；浆纱后的经纱和纬纱经喷气织机织造获得坯布，织机车速为500r/min，上机张力1800n；
a3染色后整理：对坯布进行染色、热风烘干、烘焙定型、皂洗、水洗、烘干，染色温度为100℃，染色时间1.5h，热风烘干温度为60℃，热风烘干时间为5min，烘焙定型温度为150℃，烘焙定型时间为2min，皂洗温度为70℃，得到成品充绒布；上述制备方法中，a2整理织造步骤中，浆纱采用的浆料包括聚丙烯酰胺、甘油、有机硅柔软剂、磷酸酯淀粉、丙烯酸浆、多元醇单硬脂酸酯抗静电剂和水；其中充绒布为双层组织织造；经丝采用20d/24f br抗菌尼龙纱；纬丝包括甲纬和乙纬，甲纬为20d/24f br抗菌尼龙纱，乙纬为n20d bl抗菌尼龙纱；甲纬和乙纬均为黑纬。
52.实施例2～11的区别之处在于抗菌尼龙切片为不同制备例制备得到，具体的对应关系如下表所示：表1实施例抗菌尼龙切片与制备例的对照关系表实施例234567891011制备例234567891011对比例对比例1本对比例与实施例1的区别之处在于，抗菌尼龙切片为对比制备例1制备得到。
53.对比例2本对比例与实施例1的区别之处在于，抗菌尼龙切片为对比制备例2制备得到。
54.对比例3本对比例与实施例1的区别之处在于，抗菌尼龙切片为对比制备例3制备得到。
55.对比例4本对比例与实施例1的区别之处在于，抗菌尼龙切片为对比制备例4制备得到。
56.性能检测试验方法水洗老化处理：将实施例1～11和对比例1～4中制得的成品充绒布裁剪成20cm
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20cm作为样品，在相同环境下，利用转速恒定的洗衣机对实施例1～11和对比例1～4中制得的成品充绒布样品进行洗涤，每次洗涤的加水量为1l、水温35℃、转速100rpm、洗涤时间20min，在水洗0次、20次和50次的时候分别对实施例1～11和对比例1～4中制得的成品充绒布进行抗菌性能测试，记录相关数据。
57.抗菌性能测试：参照gb/t20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》,测试实施例1～11和对比例1～4中制得的成品充绒布的抗菌性能，测试菌种包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌。
58.表2检测数据表
通过表2的检测数据，并结合实施例1和对比例1～4的检测结果来看，改性纳米二氧化硅对无机抗菌剂的承载效果较为稳定，且两者所形成的载药物质与尼龙体系结合较为牢固，在经过多次水洗后仍能够具有较好的抗菌性能。而直接添加无机抗菌剂或是以普通纳米二氧化硅作为无机抗菌剂的载体，水洗多次后抗菌性能下降幅度较大。
59.另外纳米二氧化钛作为载体，由于纳米二氧化钛自身具有抗菌效果，作为载体使用虽然理论上的抗菌效果更好，但是数据表示抗菌性能劣于改性后的纳米二氧化硅，可能是因为纳米二氧化钛与尼龙体系的结合效果不好。
60.结合实施例1和实施例6～11的检测结果来看，纳米银和纳米氧化锌复配后抗菌性能更好，虽然纳米银的占比高在一定程度上有助于提高抗菌性能，但是在考虑成本和抗菌性能提升幅度的前提下，按照质量比1：(3～7)复配纳米银和纳米氧化锌综合效果较好。
61.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，由抗菌尼龙切片依次经熔融纺丝工艺、整理织造工艺和染色后整理工艺制得，所述抗菌尼龙切片包括以下质量份的原料：己内酰胺80～120份、改性纳米二氧化硅3～8份、无机抗菌剂0.1～1份；其中改性纳米二氧化硅是纳米二氧化硅经过氟硅烷偶联剂改性后得到。2.根据权利要求1所述的双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：1）将纳米二氧化硅加入醇类有机溶剂中，混合搅拌，得到第一混合物备用；2）调节第一混合物ph至9～12继续搅拌，再加入氟硅烷偶联剂继续搅拌，得到第二混合物；3）调节第二混合物的ph至6～8，然后过滤并干燥调节ph后的第二混合物，得到改性纳米二氧化硅。3.根据权利要求2所述的双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，所述步骤1）中的醇类有机溶剂包括乙醇、异丙醇、异丙二醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅的粒径为100nm～150nm。5.根据权利要求1所述的双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，所述无机抗菌剂的粒径为10～30nm。6.根据权利要求1所述的双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，所述无机抗菌剂为纳米银和纳米氧化锌按照质量比1：（3～7）组成的混合物。7.根据权利要求1所述的双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，所述抗菌尼龙切片的制备方法包括以下步骤：预混：在乙醇水溶液中加入改性纳米二氧化硅和无机抗菌剂，混合搅拌后进行过滤，然后干燥滤渣，得到载药物质备用；熔融混合：加热熔融己内酰胺，然后加入载药物质，抽真空除水并混合搅拌，得到第三混合物；引发活化：在第三混合物中加入碱性引发剂，抽真空搅拌至不再出现气泡，然后再加入阴离子开环聚合活化剂，混合搅拌后得到待聚反应液；浇铸成型：将待聚反应液浇铸在预热后的模具中，保温后再自然冷却，制得粗制抗菌尼龙料，最后粗制抗菌尼龙料经切片造粒后制得成品抗菌尼龙切片。8.根据权利要求7所述的双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，所述引发活化步骤中，阴离子开环聚合活化剂与已内酰胺的摩尔比为（0.003～0.008）：1。9.根据权利要求7所述的双线尼龙黑丝双层充绒布，其特征在于，所述浇铸成型步骤中，预热后的模具温度为150℃～180℃。

技术总结
本申请涉及纺织技术领域，具体公开了一种双线尼龙黑丝双层充绒布。该双线尼龙黑丝双层充绒布由抗菌尼龙切片依次经熔融纺丝工艺、整理织造工艺和染色后整理工艺制得，抗菌尼龙切片包括以下质量份的原料：己内酰胺80～120份、改性纳米二氧化硅3～8份、无机抗菌剂0.1～1份；其中改性纳米二氧化硅是纳米二氧化硅经过氟硅烷偶联剂改性后得到。本申请制备得到的充绒布具有较为优异且稳定的抗菌性能。绒布具有较为优异且稳定的抗菌性能。


技术研发人员：沈菊官 孙维一
受保护的技术使用者：吴江市兰天织造有限公司
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/5/25