一种抗菌驱蚊竹凉席及其制备工艺的制作方法

2021-01-12 12:01:58|

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本发明属于竹凉席加工技术领域，尤其涉及一种抗菌驱蚊竹凉席及其制备工艺。

背景技术：

竹凉席(俗称麻将席)是上世纪90年代初研发上市的一种突破传统凉席生产方法的新产品，它可以折叠成块，也可卷成筒状，给收藏、携带、保管提供了诸多便利，一直受消费者青睐。其生产工艺一般为将毛竹材加工成小竹块，经防虫、防霉、漂白等防护处理和磨光后，用高韧性的塑料绳作经线，以小牛筋线作纬线经人工编织而成。目前，竹凉席产业已经成为我国传统加工产业的一个别具特色的亮点，其年产量在2.5亿平方米左右，并且远销欧美、日本、越南、韩国、泰国、新加坡等国家。

随着经济水平的提高，人们更加关注生活品质，人们对于竹凉席的要求也越来越高，竹凉席具有质感光滑、凉爽、舒适的特点，但由于其使用频率高，与人体皮肤接触时间长，在高温的夏季，容易滋生细菌，并且夏季蚊虫较多，影响人们健康和睡眠质量，因此赋予竹凉席抗菌驱蚊的特殊功效，这将会受到消费者的青睐，也是竹凉席乃至家用纺织品未来的发展方向。采用天然无毒性材料，通过功能整理与竹凉席结合到一起，进行天然抗菌驱蚊功能竹凉席的研究与开发，使人们能安心睡觉，不用点蚊香或使用驱蚊液等化学驱蚊产品，既降低了疾病传染的几率，又能在小范围内营造出一个安全、健康的生活环境。

目前国内的竹凉席主要是通过竹凉席制备过程中浸泡抗菌剂或驱蚊剂，使其具有抗菌驱蚊功效，但现有的大部分抗菌剂或驱蚊剂是合成的，会带来一定的环保及安全问题，且时效性不长，使用一段时间后，就失去了抗菌驱蚊效果。中国发明专利cn107772946a公开了具有抗菌功能的竹凉席，该竹凉席下方设置第一活性炭吸附块和第二活性炭吸附块，并且连接竹凉席的复合纱中含有纳米银离子纤维，从而使该竹凉席具有抗菌的效果，但是，活性炭吸附块虽然可吸附有害物质，但高温或长时间后，吸附效果变差且易将吸附物质释放出来，抗菌时效性短，而纳米银离子纤维成本较高且抗真菌和霉菌效果较差。中国发明专利cn105996619a公开了一种防螨抗菌竹凉席及其生产工艺，通过将毛竹进行拉丝、浸泡、高温高压蒸汽碳化、砂磨抛光之后编织成毛坯席面，再进行压布处理后制得的，具有健康环保、抗菌防螨效果持久、广谱抗菌等特点，但是，该专利中抗菌防螨剂加入到蒸汽液中通过高温高压碳化浸渍到竹凉席中，加工较简单但抗菌防螨剂保留时间短，使其抗菌防螨效果持续性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抗菌驱蚊竹凉席，该竹凉席的制备方法简单易操作，原料易得，成本较低，具有健康环保、抗菌驱蚊效果好、抗菌驱蚊时效长、耐热稳定性好等特点。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种抗菌驱蚊竹凉席的制备工艺，包括以下具体步骤：

(1)选材：选择至少5年以上的成年楠竹为原料；

(2)初加工：将原料加工成竹块，然后冲坯切为竹片，再用竹片机器插花钻孔；

(3)干燥：将竹片水磨去竹青，脱水，控制竹片的含水率为5～10％之间；

(4)烘烤碳烧：将竹片放置于大型铁制的高温消毒碳化炉中进行三个阶段的碳烧，第一阶段碳烧：将高温消毒炭化炉的温度设置为120～180℃，碳化3-5h；第二阶段碳烧：将高温消毒炭化炉的温度设置为220～300℃，碳化2-4h；第三阶段碳烧：将高温消毒炭化炉的温度设置为350～400℃，碳化5-8h；

(5)清洗抛光：将碳烧后的竹片清洗干净后，烘干，控制竹片的含水率在10％以下，然后对竹片进行高光打磨抛光处理；

(6)编织压布：采用牛筋鱼线编织成竹凉席坯材，将竹凉席坯材一面通过无醛胶黏剂与3d防滑网布衬底粘结，并利用热压机压合，然后在竹凉席坯材另一面进行打蜡处理，最后用聚酯纤维布料进行包边处理，制得所述抗菌驱蚊竹凉席。

进一步的，所述牛筋鱼线为聚氯乙烯树脂。

进一步的，所述3d防滑网布衬底是由抗菌驱蚊复合材料制备而成。

进一步的，所述抗菌驱蚊复合材料是由以下重量份的组分组成：聚丙烯纤维20-35份、抗菌驱蚊植物粉55-70份、硅烷偶联剂3-5份、壳聚糖溶液12-18份、多孔碳纤维5-10份和季铵盐表面活性剂3-5份，其制备方法包括以下步骤：

p1：将抗菌驱蚊植物粉进行预处理，即选取过筛100目的抗菌驱蚊植物粉，置于萃取釜中，再加入70％乙醇溶液，在温度为40℃、压力为5-10mpa的条件下，萃取4-6h，分别收集萃取液和抗菌驱纹植物固体粉末；

p2：将多孔碳纤维加入到所述萃取液中，在30℃下搅拌30-50min，然后加入所述抗菌驱纹植物固体粉末和聚丙烯纤维，搅拌10-20min，将温度升至40-60℃，加入硅烷偶联剂反应1-2h，将升温至80℃，加入季铵盐表面活性剂和壳聚糖溶液，搅拌4-6h，制得抗菌驱蚊复合材料。

进一步的，所述抗菌驱蚊植物粉是由以下重量份的组分组成：30-40份楝树粉、15-20份桉树叶粉、15-20份马齿苋粉、10-20份野菊花粉和10-20份薰衣草粉。

进一步的，所述壳聚糖浓度为wt30％。

进一步的，所述步骤p1中的所述70％乙醇溶液与所述抗菌驱蚊植物粉的质量比为6:1。

进一步的，所述季铵盐表面活性剂为溴化十二烷基二甲基苄基铵、氯化十二烷基吡啶铵、苄索氯铵中的一种或几种。

本发明取得了以下有益效果：

1、本发明的竹片在铁锅里经过高温烘烤，竹片里面的淀粉、蛋白质、有机物在高温下会分解变形，竹材中的虫卵、真菌失去生存能力，起到防霉防蛀的作用；在精细控温技术操作下，经过10多个小时，在不同高温和时间下反复碳化，竹片会缩小许多，结构变的越来越紧密，使竹片的韧性高，吸汗性强，散热性能优良；经碳化后的竹片，其坚硬的碳化微粒层会使细菌不易生存，进一步达到抗菌作用。

2、本发明采用3d防滑网布衬底，防滑、透气、不易潮湿。该3d防滑网布衬底主要是由聚丙烯纤维和抗菌驱蚊植物粉制成，抗菌驱蚊植物粉经过预处理得到萃取液和抗菌驱纹植物固体粉末，抗菌驱纹植物固体粉末的主要成分为植物纤维，则聚丙烯纤维和植物纤维通过硅烷偶联剂交联聚合，制得3d防滑网布衬底。该原料中大部分为植物纤维，加入了少量的石油制品聚丙烯纤维，使其既能保证纤维制品的质量，具有很好的强度、韧性和耐磨耐腐蚀性能，又能达到环保的目的，减少石油制品的使用。并且，聚丙烯纤维还具有抗微生物和耐虫蛀的性能。

3、本发明的抗菌驱蚊植物粉的原料为楝树粉、桉树叶粉、马齿苋粉、野菊花粉和薰衣草粉。其中，楝树粉和桉树叶粉提取物具有驱虫杀虫的作用，且桉树叶粉还具有杀菌的作用；马齿苋粉和野菊花粉具有抑菌的作用；薰衣草粉具有抗真菌和驱蚊的作用且具有清香，使竹凉席具有清香，给人舒适感。抗菌驱蚊植物粉通过预处理得到萃取液和抗菌驱纹植物固体粉末，其中萃取液为乙醇和各植物粉末的提取物，该萃取液先通过多孔碳纤维的吸附作用，将各植物提取物吸附在多孔碳纤维的孔隙中，然后在硅烷偶联剂和乙醇的作用下，与多孔碳纤维、聚丙烯纤维和植物纤维接枝，使各植物提取物能稳定的固定在3d防滑网布衬底中，不易逸出、挥发，具有很好的抗菌驱蚊效果，并且使用时效性长。

4、本发明的季铵盐表面活性剂在壳聚糖溶液和乙醇的作用下，与植物纤维和聚丙烯纤维反应，接枝到植物纤维或聚丙烯纤维上，使季铵盐表面活性剂不易从3d防滑网布衬底中析出，具有很好的抗菌杀菌效果，适于长时间保存及使用，持续时间长。

5、本发明的多孔碳纤维具有很大的比表面积，能将植物提取物吸附在孔隙中，还可增加抗菌驱蚊复合材料的强度，使抗菌驱蚊复合材料具有很好的耐热性能，改善聚丙烯纤维和植物纤维耐热性差的特性。

6、本发明的抗菌驱虫竹凉席的制备过程中采用无醛胶黏剂来粘结竹凉席和3d防滑网布衬底，使竹凉席在使用过程中无甲醛逸出，环保健康。本发明采用抗菌驱蚊复合材料作为3d防滑网布衬底的材质，具有抗菌驱蚊的特效，抗菌驱蚊效果，使用时间长，有清香，并且具有较好的机械性能和耐热性能。本发明竹凉席的制备方法简单、易操作，可进行工业化生产，植物原料易得且成本较低，具有很好的经济价值和社会价值。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合具体实施例对本发明的抗菌防蚊虫竹凉席及其制备工艺予以说明。

一种抗菌驱蚊竹凉席的制备工艺，包括以下具体步骤：

(1)选材：选择至少5年以上的成年楠竹为原料；

(2)初加工：将原料加工成竹块，然后冲坯切为竹片，再用竹片机器插花钻孔；

(3)干燥：将竹片水磨去竹青，脱水，控制竹片的含水率为5～10％之间；

(5)清洗抛光：将碳烧后的竹片清洗干净后，烘干，控制竹片的含水率在10％以下，然后对竹片进行高光打磨抛光处理；

(6)编织压布：采用牛筋鱼线编织成竹凉席坯材，将竹凉席坯材一面通过无醛胶黏剂与3d防滑网布衬底粘结，并利用热压机压合，然后在竹凉席坯材另一面进行打蜡处理，最后用聚酯纤维布料进行包边处理，制得抗菌驱蚊竹凉席。其中，牛筋鱼线为聚氯乙烯树脂，3d防滑网布衬底是由抗菌驱蚊复合材料制备而成。

实施例1：抗菌驱蚊复合材料

抗菌驱蚊复合材料是由以下重量份的组分组成：聚丙烯纤维20份、抗菌驱蚊植物粉70份、硅烷偶联剂5份、壳聚糖溶液12份、多孔碳纤维10份和季铵盐表面活性剂3份，其制备方法包括以下步骤：

p1：将抗菌驱蚊植物粉进行预处理，即选取过筛100目的抗菌驱蚊植物粉，置于萃取釜中，再加入70％乙醇溶液420份，在温度为40℃、压力为5-10mpa的条件下，萃取4-6h，分别收集萃取液和抗菌驱纹植物固体粉末；

p2：将多孔碳纤维加入到萃取液中，在30℃下搅拌30-50min，然后加入抗菌驱纹植物固体粉末和聚丙烯纤维，搅拌10-20min，将温度升至40-60℃，加入硅烷偶联剂反应1-2h，将升温至80℃，加入溴化十二烷基二甲基苄基铵和浓度为wt30％的壳聚糖溶液，搅拌4-6h，制得抗菌驱蚊复合材料。其中，溴化十二烷基二甲基苄基铵为季铵盐表面活性剂。

上述抗菌驱蚊植物粉是由以下重量份的组分组成：30份楝树粉、20份桉树叶粉、15份马齿苋粉、20份野菊花粉和15份薰衣草粉。

实施例2：抗菌驱蚊复合材料

抗菌驱蚊复合材料是由以下重量份的组分组成：聚丙烯纤维35份、抗菌驱蚊植物粉55份、硅烷偶联剂4份、壳聚糖溶液18份、多孔碳纤维5份和季铵盐表面活性剂3份，其制备方法包括以下步骤：

p2：将多孔碳纤维加入到萃取液中，在30℃下搅拌30-50min，然后加入抗菌驱纹植物固体粉末和聚丙烯纤维，搅拌10-20min，将温度升至40-60℃，加入硅烷偶联剂反应1-2h，将升温至80℃，加入氯化十二烷基吡啶铵和浓度为wt30％的壳聚糖溶液，搅拌4-6h，制得抗菌驱蚊复合材料。其中氯化十二烷基吡啶铵为季铵盐表面活性剂。

上述抗菌驱蚊植物粉是由以下重量份的组分组成：40份楝树粉、15份桉树叶粉、20份马齿苋粉、15份野菊花粉和10份薰衣草粉。

实施例3：抗菌驱蚊复合材料

抗菌驱蚊复合材料是由以下重量份的组分组成：聚丙烯纤维25份、抗菌驱蚊植物粉65份、硅烷偶联剂3份、壳聚糖溶液15份、多孔碳纤维7份和季铵盐表面活性剂5份，其制备方法包括以下步骤：

p2：将多孔碳纤维加入到萃取液中，在30℃下搅拌30-50min，然后加入抗菌驱纹植物固体粉末和聚丙烯纤维，搅拌10-20min，将温度升至40-60℃，加入硅烷偶联剂反应1-2h，将升温至80℃，加入苄索氯铵和浓度为wt30％的壳聚糖溶液，搅拌4-6h，制得抗菌驱蚊复合材料。其中苄索氯铵为季铵盐表面活性剂。

上述抗菌驱蚊植物粉是由以下重量份的组分组成：35份楝树粉、18份桉树叶粉、17份马齿苋粉、10份野菊花粉和20份薰衣草粉。

实施例4：抗菌驱蚊复合材料

抗菌驱蚊复合材料是由以下重量份的组分组成：聚丙烯纤维30份、抗菌驱蚊植物粉60份、硅烷偶联剂4份、壳聚糖溶液14份、多孔碳纤维8份和季铵盐表面活性剂4份，其制备方法包括以下步骤：

p2：将多孔碳纤维加入到萃取液中，在30℃下搅拌30-50min，然后加入抗菌驱纹植物固体粉末和聚丙烯纤维，搅拌10-20min，将温度升至40-60℃，加入硅烷偶联剂反应1-2h，将升温至80℃，加入苄索氯铵、氯化十二烷基吡啶铵和浓度为wt30％的壳聚糖溶液，搅拌4-6h，制得抗菌驱蚊复合材料。其中苄索氯铵和氯化十二烷基吡啶铵的质量比为1:1，苄索氯铵和氯化十二烷基吡啶铵为季铵盐表面活性剂。

上述抗菌驱蚊植物粉的组分及含量与实施例3中相同，具体参照实施例3。

实施例5：抗菌驱蚊复合材料

抗菌驱蚊复合材料是由以下重量份的组分组成：聚丙烯纤维27份、抗菌驱蚊植物粉62份、硅烷偶联剂4份、壳聚糖溶液15份、多孔碳纤维8份和季铵盐表面活性剂4份，其制备方法包括以下步骤：

p2：将多孔碳纤维加入到萃取液中，在30℃下搅拌30-50min，然后加入抗菌驱纹植物固体粉末和聚丙烯纤维，搅拌10-20min，将温度升至40-60℃，加入硅烷偶联剂反应1-2h，将升温至80℃，加入苄索氯铵、氯化十二烷基吡啶铵和浓度为wt30％的壳聚糖溶液，搅拌4-6h，制得抗菌驱蚊复合材料。其中苄索氯铵和溴化十二烷基二甲基苄基铵的质量比为1:1，苄索氯铵和溴化十二烷基二甲基苄基铵为季铵盐表面活性剂。

上述抗菌驱蚊植物粉的组分及含量与实施例3中相同，具体参照实施例3。

对比例1：

抗菌驱蚊复合材料是由以下重量份的组分组成：聚丙烯纤维27份、抗菌驱蚊植物粉62份、硅烷偶联剂4份、壳聚糖溶液15份、多孔碳纤维8份，其制备方法包括以下步骤：

p2：将多孔碳纤维加入到萃取液中，在30℃下搅拌30-50min，然后加入抗菌驱纹植物固体粉末和聚丙烯纤维，搅拌10-20min，将温度升至40-60℃，加入硅烷偶联剂反应1-2h，将升温至80℃，加入浓度为wt30％的壳聚糖溶液，搅拌4-6h，制得抗菌驱蚊复合材料。

上述抗菌驱蚊植物粉的组分及含量与实施例3中相同，具体参照实施例3。

对比例2：

抗菌驱蚊复合材料是由以下重量份的组分组成：聚丙烯纤维27份、抗菌驱蚊植物粉62份、硅烷偶联剂4份、壳聚糖溶液15份和季铵盐表面活性剂4份，其制备方法包括以下步骤：

p2：将抗菌驱纹植物固体粉末和聚丙烯纤维加入到萃取液中，在30℃下搅拌30-50min，将温度升至40-60℃，加入硅烷偶联剂反应1-2h，将升温至80℃，加入苄索氯铵、氯化十二烷基吡啶铵和浓度为wt30％的壳聚糖溶液，搅拌4-6h，制得抗菌驱蚊复合材料。其中苄索氯铵和溴化十二烷基二甲基苄基铵的质量比为1:1，苄索氯铵和溴化十二烷基二甲基苄基铵为季铵盐表面活性剂。

上述抗菌驱蚊植物粉的组分及含量与实施例3中相同，具体参照实施例3。

将以上实施例1-5和对比例1-2进行拉伸强度、弯曲强度和冲击性能测试，根据gb/t20944.2-2007对成品的抗菌性能进行检测，选用大肠杆菌atcc8739和金黄色葡萄球菌atcc6538p为菌种，对成品的驱蚊性能进行检测。

成品的驱蚊测试方法：实验所用的玻璃箱(100cm×100cm×100cm)，中间用纸板隔成a、b两室。取本发明抗菌驱蚊复合材料和空白丙纶，分别套于盛有温糖水的烧杯上，将实施例1-5和对比例1-2的样品分别放在a室，空白样品放于b室。将蚊子通过纱盖的放虫通道随机放入玻璃方箱中，封住放虫口。观察蚊子着落趋向，随后将中间纸板旋转90°，观察蚊子的趋向性，10min后等蚊子基本着落，将纸板恢复原样，等蚊子再次基本着落，记录a、b两室的蚊子数，计算驱蚊率，计算公式为：驱蚊率＝(b室蚊子数-a室蚊子数)/b室蚊子数×100％。

将上述实施例1-5与对比例1-2相比，其性能检测结果见表1-2。

表1抗菌驱蚊复合材料力学性能和抗菌性能的对比试验结果表

表2抗菌驱蚊复合材料驱蚊性能的对比试验结果表

从表1和表2的对比试验结果，可以看出，本发明的抗菌驱蚊复合材料具有很好的机械性能，并且具有优良的抗菌驱蚊效果，放置360天后，对文字仍有良好的趋避效果。从试验结果还可以看出，当抗菌驱蚊复合材料中加入多孔碳纤维和季铵盐表面活性剂后，其力学性能和抗菌驱蚊性能更好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

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