一种富含银离子纤维的长效抗菌面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种富含银离子纤维的长效抗菌面料及其制备方法，属于纺织材料制备技术领域。
背景技术
生活水平的提高推动了健身运动与休闲生活的兴起，从而使人们对休闲运动服装的需求量增多，对服装的舒适性和保健性功能提出了更高的要求。%20由此推动了功能性服装面料的发展。人们在运动中体温会升高，同时也会不同程度地出汗，虽然很多情况下不会形成显汗，但这会导致服装与人体之间的微气候处于高温高湿状态，从而使人体的肌肤及与人体肌肤接触的服装上极易滋生细菌，影响人们的健康。对自然界的微生物来说，人类的皮肤是一种很好的营养供给者，人们皮肤上的一些常驻菌起着保护皮肤免受致病菌危害的作用，一旦微生物中的菌群失调，他们中的少量致病菌就会大量繁殖，并通过皮肤、呼吸道、消化道以及生殖道粘膜对人体造成危害。抗菌纺织品作为一个可能的阻止和切断疾病传染源的产品，将在人们疾病防治中起到至关重要的作用。%20因此，设计开发具有良好的抗菌、抑菌性能的功能性服装具有广阔的发展前景。
但是目前常见的抗菌面料大多是直接将银抗菌剂负载在面料上，负载的牢固度比较低，容易从面料上脱落，导致抗菌面料的抗菌时效短，因此发明一种富含银离子纤维的长效抗菌面料对防止材料制备技术领域具有积极的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的抗菌面料大多是直接将银抗菌剂负载在面料上，负载的牢固度比较低，容易从面料上脱落，导致抗菌面料的抗菌时效短的缺陷，提供了一种富含银离子纤维的长效抗菌面料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种富含银离子纤维的长效抗菌面料，按重量份数计，包括20～30份粘胶纤维、60～70份自制银离子纤维、10～12份氨纶纤维。
作为优化：所述自制银离子纤维是由改性栎树皮纤维和多聚磷酸钠溶液以及硝酸银溶液制成；
所述改性栎树皮纤维是由预改性栎树皮纤维、贻贝粘蛋白氯化钠溶液和氢氧化钠溶液以及儿茶酚氧化酶制成；
所述预改性栎树皮纤维是由预处理栎树皮纤维与水经高温高压蒸煮反应制成；
所述预处理栎树皮纤维是由栎树树皮和柠檬酸溶液以及N-甲基吗啉水溶液制成。
一种富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备方法，具体制备步骤为：
（1）预处理栎树皮纤维的制备；
（2）预改性栎树皮纤维的制备；
（3）改性栎树皮纤维的制备；
（4）自制银离子纤维的制备；
（5）富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备。
一种富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备方法，具体制备步骤为：
（1）预处理栎树皮纤维的制备：
将栎树树皮和质量分数为10%的柠檬酸溶液混合后放入烧杯中，加热升温，保温浸泡处理，浸泡处理结束后，取出酸浸处理的栎树树皮；
将酸浸处理的栎树树皮自然晾干后，用木锤反复敲打，并用水冲洗后放入烘箱中，加热升温，干燥，得到脱胶栎树树皮纤维；
配制质量分数为30%的N-甲基吗啉水溶液，将N-甲基吗啉水溶液与上述脱胶栎树树皮纤维混合，放入超声振荡仪中，超声振荡反应，反应结束后得到预处理栎树皮纤维；
（2）预改性栎树皮纤维的制备：
将预处理栎树皮纤维与水混合后，放入高温高压蒸煮罐中，高温高压蒸煮反应，反应结束后过滤分离得到反应滤渣，即为预改性栎树皮纤维；
（3）改性栎树皮纤维的制备：
将上述预改性栎树皮纤维和贻贝粘蛋白以及质量分数为0.9%的氯化钠溶液混合后放入反应釜中，并向反应釜中滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH，再向反应釜中加入儿茶酚氧化酶，搅拌反应后过滤，分离得到滤渣即为改性栎树皮纤维；
（4）自制银离子纤维的制备：
将上述改性栎树皮纤维和质量分数为3%的多聚磷酸钠溶液以及质量分数为10%的硝酸银溶液混合后装入反应釜中，加热升温，搅拌反应过滤分离得到滤饼，干燥后即得自制银离子纤维；
（5）富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备：
称取粘胶纤维、自制银离子纤维、氨纶纤维，将一路自制耐磨抗皱纤维与氨纶纤维的混纺与一路涤纶纤维与氨纶纤维的混纺的交替排列各路纬纱，织造得到富含银离子纤维的长效抗菌面料。
一种富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备方法，具体制备步骤为：
（1）预处理栎树皮纤维的制备：
将栎树树皮和质量分数为10%的柠檬酸溶液按质量比为1:10混合后放入烧杯中，加热升温至60～70℃，保温浸泡处理1～2h，浸泡处理结束后，取出酸浸处理的栎树树皮；
将酸浸处理的栎树树皮自然晾干后，用木锤反复敲打40～50min，并用水冲洗3～5次后放入烘箱中，加热升温至100～110℃，干燥10～12h，得到脱胶栎树树皮纤维；
配制质量分数为30%的N-甲基吗啉水溶液，将N-甲基吗啉水溶液与上述脱胶栎树树皮纤维按质量比为15︰1混合，放入超声振荡仪中，以35～40kHz的频率超声振荡反应1～2h，反应结束后得到预处理栎树皮纤维；
（2）预改性栎树皮纤维的制备：
将预处理栎树皮纤维与水按质量比为1：5混合后，放入高温高压蒸煮罐中，高温高压蒸煮反应7～8h，反应结束后过滤分离得到反应滤渣，即为预改性栎树皮纤维；
（3）改性栎树皮纤维的制备：
按质量比为1:1:7将上述预改性栎树皮纤维和贻贝粘蛋白以及质量分数为0.9%的氯化钠溶液混合后放入反应釜中，并向反应釜中滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8～9，再向反应釜中加入贻贝粘蛋白质量5%的儿茶酚氧化酶，搅拌反应2～3h后过滤，分离得到滤渣即为改性栎树皮纤维；
（4）自制银离子纤维的制备：
按质量比为1:1：10将上述改性栎树皮纤维和质量分数为3%的多聚磷酸钠溶液以及质量分数为10%的硝酸银溶液混合后装入反应釜中，搅拌反应30～40min过滤分离得到滤饼，干燥后即得自制银离子纤维；
（5）富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备：
按重量份数计，称取20～30份粘胶纤维、60～70份上述自制银离子纤维、10～12份氨纶纤维，将一路自制耐磨抗皱纤维与氨纶纤维的混纺与一路涤纶纤维与氨纶纤维的混纺的交替排列各路纬纱，得到富含银离子纤维的长效抗菌面料。
一种富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备方法，优选的预改性栎树皮纤维的制备步骤中，高温高压蒸煮反应的温度为200～210℃，压力为1.3～1.5MPa。
一种富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备方法，优选的自制银离子纤维的制备步骤中，搅拌反应的温度为70～80℃。
一种富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备方法，优选的富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备步骤中，织造时各纱线的喂入长度为%20：富强纤维260～300mm/100N，涤纶280～300mm/100N，氨纶为120～125mm/100N。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先将栎树皮纤维和柠檬酸混合浸泡进行初步解纤，再通过木锤机械解纤，得到脱胶的栎树皮纤维，随后用N-甲基吗啉溶液浸泡栎树皮纤维得到预改性纤维，接着将预改性纤维和水混合高温高压蒸煮，再和贻贝粘蛋白溶液混合，添加儿茶酚氧化酶反应后得到改性栎树皮纤维，再将改性栎树皮纤维和多聚磷酸钠以及硝酸银溶液混合后反应，得到自制银离子纤维，最后将银离子纤维和氨纶纤维以及黏胶纤维复配，最终制得富含银离子纤维的长效抗菌面料，本发明首先通过酸浸和木锤机械处理使得本申请富含黄酮类物质的栎树树皮解纤脱胶，随后用N-甲基吗啉溶液浸泡栎树皮纤维，栎树皮纤维经过脱胶解纤后，纤维内层沿纵向分布着较深的条纹，且有中腔结构，具有较多的微孔，栎树皮纤维经过N-甲基吗啉水溶液处理过后，纤维的分子量降低，使得纤维间的黄酮类物质分散至栎树皮纤维内部的微孔中，而黄酮类物质具有极佳的抗菌性能，其稳定的存在于栎树皮纤维中，抗菌长效稳定，接着再将预处理栎树皮纤维进行高温高压蒸煮，在高温和柠檬酸的催化作用下纤维会部分水解，而水解导致糠醛产生，产生的糠醛会在高压条件下进一步缩聚形成聚合物，使得栎树皮纤维树脂化，树脂化的栎树皮纤维力学性能变好，得到改性栎树皮纤维，然后将其和贻贝粘蛋白溶液混合浸渍，使得贻贝粘蛋白浸入改性栎树皮纤维的内部孔隙中，在碱性条件下利用贻贝粘蛋白肽链片段中多巴基团的酚羟基通过儿茶酚氧化酶的催化作用氧化成醌，氧化的多巴基团和未被氧化的多巴基团交联，在改性栎树皮纤维内部形成具有粘性和金属离子螯合性的的高分子聚合物，利用其螯合固着银离子，同时本发明处理改性栎树皮纤维时，多聚磷酸钠溶液能够整合纤维周围溶液的银离子，并能与栎树树皮纤维素中羟基结合，在此起到固着作用，从而将银离子牢固的固着在纤维上，不容易脱落，从而提高了最终制得面料的长效抗菌性能，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
预处理栎树皮纤维的制备：
（1）将栎树树皮和质量分数为10%的柠檬酸溶液按质量比为1:10混合后放入烧杯中，加热升温至60～70℃，保温浸泡处理1～2h，浸泡处理结束后，取出酸浸处理的栎树树皮；
（2）将酸浸处理的栎树树皮自然晾干后，用木锤反复敲打40～50min，并用水冲洗3～5次后放入烘箱中，加热升温至100～110℃，干燥10～12h，得到脱胶栎树树皮纤维；
（3）配制质量分数为30%的N-甲基吗啉水溶液，将N-甲基吗啉水溶液与上述脱胶栎树树皮纤维按质量比为15︰1混合，放入超声振荡仪中，以35～40kHz的频率超声振荡反应1～2h，反应结束后得到预处理栎树皮纤维；
预改性栎树皮纤维的制备：
将上述预处理栎树皮纤维与水按质量比为1：5混合后，放入高温高压蒸煮罐中，在温度为200～210℃，压力为1.3～1.5MPa的条件下，高温高压蒸煮反应7～8h，反应结束后过滤分离得到反应滤渣，即为预改性栎树皮纤维；
改性栎树皮纤维的制备：
按质量比为1:1:7将上述预改性栎树皮纤维和贻贝粘蛋白以及质量分数为0.9%的氯化钠溶液混合后放入反应釜中，并向反应釜中滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8～9，再向反应釜中加入贻贝粘蛋白质量5%的儿茶酚氧化酶，搅拌反应2～3h后过滤，分离得到滤渣即为改性栎树皮纤维；
自制银离子纤维的制备：
按质量比为1:1：10将上述改性栎树皮纤维和质量分数为3%的多聚磷酸钠溶液以及质量分数为10%的硝酸银溶液混合后装入反应釜中，加热升温至70～80℃，搅拌反应30～40min过滤分离得到滤饼，干燥后即得自制银离子纤维；
富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备：
按重量份数计，称取20～30份粘胶纤维、60～70份上述自制银离子纤维、10～12份氨纶纤维，将一路自制耐磨抗皱纤维与氨纶纤维的混纺与一路涤纶纤维与氨纶纤维的混纺的交替排列各路纬纱，各纱线的喂入长度为%20：富强纤维260～300mm/100N，涤纶280～300mm/100N，氨纶为120～125mm/100N，织造得到富含银离子纤维的长效抗菌面料。
实例1
预处理栎树皮纤维的制备：
（1）将栎树树皮和质量分数为10%的柠檬酸溶液按质量比为1:10混合后放入烧杯中，加热升温至60℃，保温浸泡处理1h，浸泡处理结束后，取出酸浸处理的栎树树皮；
（2）将酸浸处理的栎树树皮自然晾干后，用木锤反复敲打40min，并用水冲洗3次后放入烘箱中，加热升温至100℃，干燥10h，得到脱胶栎树树皮纤维；
（3）配制质量分数为30%的N-甲基吗啉水溶液，将N-甲基吗啉水溶液与上述脱胶栎树树皮纤维按质量比为15︰1混合，放入超声振荡仪中，以35kHz的频率超声振荡反应1h，反应结束后得到预处理栎树皮纤维；
预改性栎树皮纤维的制备：
将上述预处理栎树皮纤维与水按质量比为1：5混合后，放入高温高压蒸煮罐中，在温度为200℃，压力为1.3MPa的条件下，高温高压蒸煮反应7h，反应结束后过滤分离得到反应滤渣，即为预改性栎树皮纤维；
改性栎树皮纤维的制备：
按质量比为1:1:7将上述预改性栎树皮纤维和贻贝粘蛋白以及质量分数为0.9%的氯化钠溶液混合后放入反应釜中，并向反应釜中滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8，再向反应釜中加入贻贝粘蛋白质量5%的儿茶酚氧化酶，搅拌反应2h后过滤，分离得到滤渣即为改性栎树皮纤维；
自制银离子纤维的制备：
按质量比为1:1：10将上述改性栎树皮纤维和质量分数为3%的多聚磷酸钠溶液以及质量分数为10%的硝酸银溶液混合后装入反应釜中，加热升温至70℃，搅拌反应30min过滤分离得到滤饼，干燥后即得自制银离子纤维；
富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备：
按重量份数计，称取20份粘胶纤维、60份上述自制银离子纤维、10份氨纶纤维，将一路自制耐磨抗皱纤维与氨纶纤维的混纺与一路涤纶纤维与氨纶纤维的混纺的交替排列各路纬纱，各纱线的喂入长度为%20：富强纤维260mm/100N，涤纶280mm/100N，氨纶为120mm/100N，织造得到富含银离子纤维的长效抗菌面料。
实例2
预处理栎树皮纤维的制备：
（1）将栎树树皮和质量分数为10%的柠檬酸溶液按质量比为1:10混合后放入烧杯中，加热升温至65℃，保温浸泡处理1h，浸泡处理结束后，取出酸浸处理的栎树树皮；
（2）将酸浸处理的栎树树皮自然晾干后，用木锤反复敲打45min，并用水冲洗4次后放入烘箱中，加热升温至105℃，干燥11h，得到脱胶栎树树皮纤维；
（3）配制质量分数为30%的N-甲基吗啉水溶液，将N-甲基吗啉水溶液与上述脱胶栎树树皮纤维按质量比为15︰1混合，放入超声振荡仪中，以38kHz的频率超声振荡反应2h，反应结束后得到预处理栎树皮纤维；
预改性栎树皮纤维的制备：
将上述预处理栎树皮纤维与水按质量比为1：5混合后，放入高温高压蒸煮罐中，在温度为205℃，压力为1.4MPa的条件下，高温高压蒸煮反应8h，反应结束后过滤分离得到反应滤渣，即为预改性栎树皮纤维；
改性栎树皮纤维的制备：
按质量比为1:1:7将上述预改性栎树皮纤维和贻贝粘蛋白以及质量分数为0.9%的氯化钠溶液混合后放入反应釜中，并向反应釜中滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8，再向反应釜中加入贻贝粘蛋白质量5%的儿茶酚氧化酶，搅拌反应3h后过滤，分离得到滤渣即为改性栎树皮纤维；
自制银离子纤维的制备：
按质量比为1:1：10将上述改性栎树皮纤维和质量分数为3%的多聚磷酸钠溶液以及质量分数为10%的硝酸银溶液混合后装入反应釜中，加热升温至75℃，搅拌反应35min过滤分离得到滤饼，干燥后即得自制银离子纤维；
富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备：
按重量份数计，称取25份粘胶纤维、65份上述自制银离子纤维、11份氨纶纤维，将一路自制耐磨抗皱纤维与氨纶纤维的混纺与一路涤纶纤维与氨纶纤维的混纺的交替排列各路纬纱，各纱线的喂入长度为%20：富强纤维280mm/100N，涤纶290mm/100N，氨纶为123mm/100N，织造得到富含银离子纤维的长效抗菌面料。
实例3
预处理栎树皮纤维的制备：
（1）将栎树树皮和质量分数为10%的柠檬酸溶液按质量比为1:10混合后放入烧杯中，加热升温至70℃，保温浸泡处理2h，浸泡处理结束后，取出酸浸处理的栎树树皮；
（2）将酸浸处理的栎树树皮自然晾干后，用木锤反复敲打50min，并用水冲洗5次后放入烘箱中，加热升温至110℃，干燥12h，得到脱胶栎树树皮纤维；
（3）配制质量分数为30%的N-甲基吗啉水溶液，将N-甲基吗啉水溶液与上述脱胶栎树树皮纤维按质量比为15︰1混合，放入超声振荡仪中，以40kHz的频率超声振荡反应2h，反应结束后得到预处理栎树皮纤维；
预改性栎树皮纤维的制备：
将上述预处理栎树皮纤维与水按质量比为1：5混合后，放入高温高压蒸煮罐中，在温度为210℃，压力为1.5MPa的条件下，高温高压蒸煮反应8h，反应结束后过滤分离得到反应滤渣，即为预改性栎树皮纤维；
改性栎树皮纤维的制备：
按质量比为1:1:7将上述预改性栎树皮纤维和贻贝粘蛋白以及质量分数为0.9%的氯化钠溶液混合后放入反应釜中，并向反应釜中滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH至9，再向反应釜中加入贻贝粘蛋白质量5%的儿茶酚氧化酶，搅拌反应3h后过滤，分离得到滤渣即为改性栎树皮纤维；
自制银离子纤维的制备：
按质量比为1:1：10将上述改性栎树皮纤维和质量分数为3%的多聚磷酸钠溶液以及质量分数为10%的硝酸银溶液混合后装入反应釜中，加热升温至80℃，搅拌反应40min过滤分离得到滤饼，干燥后即得自制银离子纤维；
富含银离子纤维的长效抗菌面料的制备：
按重量份数计，称取30份粘胶纤维、70份上述自制银离子纤维、12份氨纶纤维，将一路自制耐磨抗皱纤维与氨纶纤维的混纺与一路涤纶纤维与氨纶纤维的混纺的交替排列各路纬纱，各纱线的喂入长度为%20：富强纤维300mm/100N，涤纶300mm/100N，氨纶为125mm/100N，织造得到富含银离子纤维的长效抗菌面料。
对比例1：制备方法和本发明的实施例基本相同，唯有不同的是用普通栎树皮纤维代替本发明的改性栎树皮纤维；
对比例2：制备方法和本发明的实施例基本相同，唯有不同的是用直接浸渍硝酸盐溶液的纤维代替本发明自制银离子纤维；
分别对本发明和对比文件中的面料进行抗菌性能检测，检测结果如表1所示：
检测方法：
抗菌性检测：取适当浓度的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和霉菌的悬液里，混合均匀，加入培养基置于灭菌平皿里，加入实施例和对比例的面料，培养24h，计算大肠杆菌、金黄色葡萄球菌抑制率。
大肠杆菌抑菌率的测试按GB/T20944.2-2007纺织品抗菌性能的评价规定进行性能检测。
金黄色葡萄球菌的测试按GB/T20944.2-2007纺织品抗菌性能的评价规定进行性能检测。
表1%20性能检测结果
由上表中检测数据可以看出，本发明具有极佳的抗菌效果，并且抗菌时效长，具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
