一种抗菌防静电面料的制备方法与流程

技术领域：

本发明属于功能面料生产技术领域，具体涉及一种抗菌防静电面料的制备方法，制备的面料具有优异的抗菌性能、防静电性以及防尘性。

背景技术：
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涤纶纤维作为应用最广泛的化学纤维，其具有良好的成纤性能和机械性能，强度高、耐光、耐热和耐酸碱性好，具有良好的加工性和易纺性，可纯纺、混纺和交织。涤纶面料耐洗耐磨、免烫抗皱，在服装、家纺、装饰和产品用等领域被广泛应用。然而，涤纶纤维也存在吸湿性差、织物不吸汗、穿着有闷热感、防尘能力差和易沾污灰尘等缺点，因此大大制约了涤纶纤维的应用与发展。为提高涤纶纤维的穿着舒适性，提高涤纶纤维的应用附加值，通常是对涤纶纤维进行化学或物理方面的改进，进而赋予涤纶纤维较高的吸湿排汗性，提高涤纶织物穿着舒适度。例如中国专利cn201910534743.x公开了一种吸湿排汗及抗菌的涤纶面料，涤纶面料由坯布退浆处理、染色、浸轧纺织助剂，得到吸湿排汗及抗菌的涤纶面料；坯布由下述重量份的原料混纺织造而成：涤纶纤维40～60重量份；粘胶纤维7～11重量份；再生纤维素纤维2～4重量份；由坯布退浆处理、染色、浸轧纺织助剂，得到吸湿排汗及抗菌的涤纶面料；坯布由涤纶纤维、粘胶纤维、再生纤维素纤维混纺制成，通过加入粘胶纤维改善面料的透气、吸湿、抗静电、防紫外线性能；通过加入再生纤维素纤维改善面料的吸湿、透气、抗菌性能；中国专利cn201922215378.4公开了一种抗菌透气的涤纶面料，包括面料主体、涤纶面料层一、乳丝面料层、尼龙层、竹纤维面料层、防静电层、涤纶面料层二以及彩棉纤维面料层。本实用新型涤纶面料层一以及涤纶面料层二的设计提高了面料主体的抗皱性和保形性，乳丝面料层轻柔滑顺，进一步提高了面料主体的抑菌性、亲肤性、柔软性、透气性等，尼龙层的设计提高了面料主体的抗尘性以及耐磨性，同时提高了面料主体的吸汗效果，柱纤维面料层的设计提高了面料主体防霉防蛀抗菌效果，防静电层的设计提高了面料主体的防静电效果，降低了面料主体出现静电的概率，进而提高了面料主体使用的舒适性，彩棉纤维面料层的设计提高了面料主体的轻盈、透气和保暖的效果。但现有技术的面料均没有兼具防尘和防静电的功能。

防尘服是保护有关作业人员免受粉尘污染危害体肤的防护服，应用于矿山、建材、化工、冶金、食品、医药、军工等行业。

所谓静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花放电现象。例如北方冬天天气干燥，人体容易带上静电，当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感，夜间能看到火花，这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。目前的防静电面料只是用在工作服上，且大多涤纶面料采用嵌入导电纤维的方式不合适作为贴身衣物穿着，因此研发一种既抗菌又防静电的面料是非常有必要的。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术的缺点，设计一种抗菌防静电面料的制备方法，在保持涤纶纤维良好力学性能前提下，赋予面料优异的抗菌性能以及抗菌持久性。

为达到上述目的，本发明涉及的抗菌防静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)对银粉进行包裹处理：首先，为了消除银粉表面因静电力产生的团聚现象，使用十二烷基硫酸钠对银粉进行预处理,将银粉加入到十二烷基硫酸钠水溶液中进行搅拌，然后进行分离、干燥，得到预处理银粉；再对经过预处理的银粉进行表面包覆处理，具体步骤为：先把正硅酸乙酯加入无水乙醇中进行分散，再加入去离子水和盐酸组成的溶液，反应温度为15-40℃，反应时间10-60min，制得透明状的硅溶胶，其中，质量比：正硅酸乙酯：去离子水：盐酸：乙醇为1:0.05-0.3:1.5-5:4-8；然后，将预处理的银粉加入到硅溶胶里进行搅拌10-50min,转速100-1000转/分，待形成均匀的悬浊液时加入质量分数为28％的浓氨水，直至搅拌形成凝胶状态，预处理银粉、硅胶溶液与浓氨水的质量比为1-7:2-9：2-5，然后用去离子水清洗3次；最后把得到的凝胶放进真空干燥箱内进行烘干处理，烘干温度为100-250℃，烘干时间为30-240min，含水率控制在0.5-2％，即得到表面包覆sio2的银粉；

(2)干燥处理：使用真空干燥箱涤纶切片进行干燥；

(3)抗菌功能粒子制备：利用输出注射泵添加经过表面包覆处理的银粉，与涤纶切片按照一定的比例在螺杆挤出机内混合，熔融的溶体通过喷丝孔挤出，通过循环水浴冷却，再经过鼓风干燥，去除表面的水分，经切粒机制成粒径在2-5mm的掺杂银粉的涤纶粒子；

(4)纺丝：干燥使涤纶切片的含水量低于25ppm，将掺杂经过表面包覆处理的银粉的涤纶粒子在螺杆挤出机中熔化后被送入纺丝部位，经纺丝泵定量送入纺丝组件，过滤后，由喷丝板的毛细孔中挤出；

(5)后处理：将步骤(4)制得的长丝进行牵伸、卷绕及落筒；

(6)织造：经纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和导电丝，导电丝含量为5％-10％，纬纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和氨纶丝，氨纶丝含量为1％-5％，通过现有的织造设备和方法进行织造，提高了面料的强度、弹性、抗静电性能，导电丝为长丝碳纤维；

(7)防尘处理：织造过程中，采用喷气装置，从上下左右四个方向喷洒防尘处理剂，防尘处理剂用量为面料质量的0.2％-0.8％，即可得到兼具防尘效果的抗菌防静电面料。

本发明涉及的步骤(1)中对银粉预处理的步骤具体为：将银粉加入到0.1-1mol/l的十二烷基硫酸钠水溶液中，进行搅拌，搅拌时间为10-30min，搅拌转速为100-1000转/分，银粉与十二烷基硫酸钠水溶液的质量体积比为0.1-0.5g：1-2l，然后通过抽滤过滤法进行分离，将滤出物进行干燥，干燥时间为0.5-3h，干燥温度为80-120℃，得到预处理银粉。

本发明涉及的步骤(2)中，烘干温度设定为100℃，干燥时间20-180分钟，使涤纶切片的含水量在110-150ppm。

本发明涉及的步骤(3)中，经过表面包覆处理的银粉与涤纶切片的重量比为0.05-8：100，熔融温度为250℃-300℃。

本发明涉及的步骤(3)中，控制混合料的特性粘度为0.5-0.9dl/g，含水量在110-150ppm。

本发明涉及的步骤(4)中，螺杆挤出机的螺杆温度为250℃-280℃。

本发明涉及的步骤(5)中拉伸倍数为2-7倍，环吹风温度为10-30℃，环吹风风速为5-20m/s。

本发明涉及的防尘处理剂的组成成分按质量百分比包括纳米二氧化钛1-3％、聚苯乙烯8-12％、氧化镧0.02-0.05％、乙酸乙酯含量为84.95％-90.98％。

本发明与现有技术相比，通过加入经过表面包覆处理的银粉，生产出来的涤纶面料具有优异的抗菌性能、防静电性、防尘性和良好的服用性能；其制备方法科学合理，操作简单，易于控制，成本低，产品质量好，市场前景广阔，适于推广使用。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

本实施例涉及的抗菌防静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)对银粉进行包裹处理：首先，为了消除银粉表面因静电力产生的团聚现象，使用十二烷基硫酸钠对银粉进行预处理,将银粉加入到0.1mol/l的十二烷基硫酸钠水溶液中，进行搅拌，搅拌时间为10min，搅拌转速为100-1000转/分，银粉与十二烷基硫酸钠水溶液的质量体积比为0.1g：1l，然后通过抽滤过滤法进行分离，将滤出物进行干燥，干燥时间为0.5h，干燥温度为100℃，得到预处理银粉；然后，对经过预处理的银粉进行表面包覆处理，具体步骤为：首先，把正硅酸乙酯(teos)加入无水乙醇中进行分散，再加入去离子水和盐酸组成的溶液，反应温度为15℃，反应时间60min，制得透明状的硅溶胶，其中，质量比：正硅酸乙酯(teos)：去离子水(h2o)：盐酸(hcl)：乙醇(c2h5oh)为1:0.05:1.5:4；然后，将预处理的银粉加入到硅溶胶里进行搅拌10min,转速100-1000转/分，待形成均匀的悬浊液时加入质量分数为28％的浓氨水，直至搅拌形成凝胶状态，预处理银粉、硅胶溶液与浓氨水的质量比为1:2：2，然后用去离子水清洗3次；最后把得到的凝胶放进真空干燥箱内进行烘干处理，烘干温度为100℃，烘干时间为240min，含水率控制在0.5-2％，即得到表面包覆sio2的银粉；

(2)干燥处理：使用真空干燥箱涤纶切片进行干燥，烘干温度设定为100℃，干燥时间180分钟，使涤纶切片的含水量在110ppm；

(3)抗菌功能粒子制备：利用输出注射泵添加经过表面包覆处理的银粉，与涤纶切片按照一定的比例在螺杆挤出机内混合，熔融的溶体通过喷丝孔挤出，通过循环水浴冷却，再经过鼓风干燥，去除表面的水分，经切粒机制成粒径在2-5mm的掺杂银粉的涤纶粒子；经过表面包覆处理的银粉与涤纶切片的重量比为0.05：100，熔融温度为250℃；控制混合料的特性粘度为0.5dl/g，含水量在150ppm；

(4)纺丝：干燥使涤纶切片的含水量低于25ppm，将掺杂经过表面包覆处理的银粉的涤纶粒子在螺杆挤出机中熔化后被送入纺丝部位，经纺丝泵定量送入纺丝组件，过滤后，由喷丝板的毛细孔中挤出，其中螺杆挤出机的螺杆温度为250℃；

(5)后处理：将步骤(4)制得的长丝进行牵伸、卷绕及落筒，其中拉伸倍数2倍，环吹风温度为15℃，环吹风风速为5m/s；

(6)织造：经纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和导电丝，导电丝含量为5％，纬纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和氨纶丝，氨纶丝含量为1％，通过现有的织造设备和方法进行织造，提高了面料的强度、弹性、抗静电性能，导电丝为长丝碳纤维；

(7)防尘处理：织造过程中，采用喷气装置，从上下左右四个方向喷洒防尘处理剂，防尘处理剂用量为面料质量的0.2％，即可得到兼具防尘效果的抗菌防静电面料；防尘处理剂的组成成分按质量百分比包括纳米二氧化钛1％、聚苯乙烯8.5％、氧化镧0.025％、乙酸乙酯含量为90.475％。

实施例2：

本实施例涉及的抗菌防静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)对银粉进行包裹处理：首先，为了消除银粉表面因静电力产生的团聚现象，使用十二烷基硫酸钠对银粉进行预处理,将银粉加入到1mol/l的十二烷基硫酸钠水溶液中，进行搅拌，搅拌时间为30min，搅拌转速为100-1000转/分，银粉与十二烷基硫酸钠水溶液的质量体积比为0.5g：2l，然后通过抽滤过滤法进行分离，将滤出物进行干燥，干燥时间为3h，干燥温度为80℃，得到预处理银粉；然后，对经过预处理的银粉进行表面包覆处理，具体步骤为：首先，把正硅酸乙酯(teos)加入无水乙醇中进行分散，再加入去离子水和盐酸组成的溶液，反应温度为40℃，反应时间10min，制得透明状的硅溶胶，其中，质量比：正硅酸乙酯(teos)：去离子水(h2o)：盐酸(hcl)：乙醇(c2h5oh)为1:0.3:5:8；然后，将预处理的银粉加入到硅溶胶里进行搅拌50min,转速100-1000转/分，待形成均匀的悬浊液时加入质量分数为28％的浓氨水，直至搅拌形成凝胶状态，预处理银粉、硅胶溶液与浓氨水的质量比为7:9：5，然后用去离子水清洗3次；最后把得到的凝胶放进真空干燥箱内进行烘干处理，烘干温度为250℃，烘干时间为30min，含水率控制在0.5-2％，即得到表面包覆sio2的银粉；

(2)干燥处理：使用真空干燥箱涤纶切片进行干燥，烘干温度设定为100℃，干燥时间150分钟，使涤纶切片的含水量在120ppm；

(3)抗菌功能粒子制备：利用输出注射泵添加经过表面包覆处理的银粉，与涤纶切片按照一定的比例在螺杆挤出机内混合，熔融的溶体通过喷丝孔挤出，通过循环水浴冷却，再经过鼓风干燥，去除表面的水分，经切粒机制成粒径在2-5mm的掺杂银粉的涤纶粒子；经过表面包覆处理的银粉与涤纶切片的重量比为1：100，熔融温度为250℃；控制混合料的特性粘度为0.9dl/g，含水量在120ppm；

(4)纺丝：干燥使涤纶切片的含水量低于25ppm，将掺杂经过表面包覆处理的银粉的涤纶粒子在螺杆挤出机中熔化后被送入纺丝部位，经纺丝泵定量送入纺丝组件，过滤后，由喷丝板的毛细孔中挤出，其中螺杆挤出机的螺杆温度为250℃；

(5)后处理：将步骤(4)制得的长丝进行牵伸、卷绕及落筒，其中拉伸倍数3倍，环吹风温度为20℃，环吹风风速为7m/s；

(6)织造：经纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和导电丝，导电丝含量为10％，纬纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和氨纶丝，氨纶丝含量为5％，通过现有的织造设备和方法进行织造，提高了面料的强度、弹性、抗静电性能，导电丝为长丝碳纤维；

(7)防尘处理：织造过程中，采用喷气装置，从上下左右四个方向喷洒防尘处理剂，防尘处理剂用量为面料质量的0.3％，即可得到兼具防尘效果的抗菌防静电面料；防尘处理剂的组成成分按质量百分比包括纳米二氧化钛1.5％、聚苯乙烯12％、氧化镧0.03％、乙酸乙酯含量为86.47％。

实施例3：

本实施例涉及的抗菌防静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)对银粉进行包裹处理：首先，为了消除银粉表面因静电力产生的团聚现象，使用十二烷基硫酸钠对银粉进行预处理,将银粉加入到0.5mol/l的十二烷基硫酸钠水溶液中，进行搅拌，搅拌时间为20min，搅拌转速为100-1000转/分，银粉与十二烷基硫酸钠水溶液的质量体积比为0.3g：1.5l，然后通过抽滤过滤法进行分离，将滤出物进行干燥，干燥时间为1.75h，干燥温度为100℃，得到预处理银粉；然后，对经过预处理的银粉进行表面包覆处理，具体步骤为：首先，把正硅酸乙酯(teos)加入无水乙醇中进行分散，再加入去离子水和盐酸组成的溶液，反应温度为25℃，反应时间40min，制得透明状的硅溶胶，其中，质量比：正硅酸乙酯(teos)：去离子水(h2o)：盐酸(hcl)：乙醇(c2h5oh)为1:0.15:3.5:6；然后，将预处理的银粉加入到硅溶胶里进行搅拌30min,转速100-1000转/分，待形成均匀的悬浊液时加入质量分数为28％的浓氨水，直至搅拌形成凝胶状态，预处理银粉、硅胶溶液与浓氨水的质量比为4:6：4，然后用去离子水清洗3次；最后把得到的凝胶放进真空干燥箱内进行烘干处理，烘干温度为185℃，烘干时间为150min，含水率控制在0.5-2％，即得到表面包覆sio2的银粉；

(2)干燥处理：使用真空干燥箱涤纶切片进行干燥，烘干温度设定为100℃，干燥时间90分钟，使涤纶切片的含水量在125ppm；

(3)抗菌功能粒子制备：利用输出注射泵添加经过表面包覆处理的银粉，与涤纶切片按照一定的比例在螺杆挤出机内混合，熔融的溶体通过喷丝孔挤出，通过循环水浴冷却，再经过鼓风干燥，去除表面的水分，经切粒机制成粒径在2-5mm的掺杂银粉的涤纶粒子；经过表面包覆处理的银粉与涤纶切片的重量比为1.5：100，熔融温度为250℃-300℃；控制混合料的特性粘度为0.7dl/g，含水量在130ppm；

(4)纺丝：干燥使涤纶切片的含水量低于25ppm，将掺杂经过表面包覆处理的银粉的涤纶粒子在螺杆挤出机中熔化后被送入纺丝部位，经纺丝泵定量送入纺丝组件，过滤后，由喷丝板的毛细孔中挤出，其中螺杆挤出机的螺杆温度为270℃；

(5)后处理：将步骤(4)制得的长丝进行牵伸、卷绕及落筒，其中拉伸倍数4倍，环吹风温度为25℃，环吹风风速为18m/s；

(6)织造：经纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和导电丝，导电丝含量为6％，纬纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和氨纶丝，氨纶丝含量为2.5％，通过现有的织造设备和方法进行织造，提高了面料的强度、弹性、抗静电性能，导电丝为长丝碳纤维；

(7)防尘处理：织造过程中，采用喷气装置，从上下左右四个方向喷洒防尘处理剂，防尘处理剂用量为面料质量的0.8％，即可得到兼具防尘效果的抗菌防静电面料；防尘处理剂的组成成分按质量百分比包括纳米二氧化钛2％、聚苯乙烯9％、氧化镧0.04％、乙酸乙酯含量为88.96％。

实施例4：

本实施例涉及的抗菌防静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)对银粉进行包裹处理：首先，为了消除银粉表面因静电力产生的团聚现象，使用十二烷基硫酸钠对银粉进行预处理,将银粉加入到0.7mol/l的十二烷基硫酸钠水溶液中，进行搅拌，搅拌时间为25min，搅拌转速为100-1000转/分，银粉与十二烷基硫酸钠水溶液的质量体积比为0.2g：1.3l，然后通过抽滤过滤法进行分离，将滤出物进行干燥，干燥时间为2.5h，干燥温度为100℃，得到预处理银粉；然后，对经过预处理的银粉进行表面包覆处理，具体步骤为：首先，把正硅酸乙酯(teos)加入无水乙醇中进行分散，再加入去离子水和盐酸组成的溶液，反应温度为35℃，反应时间40min，制得透明状的硅溶胶，其中，质量比：正硅酸乙酯(teos)：去离子水(h2o)：盐酸(hcl)：乙醇(c2h5oh)为1:0.2:2:5；然后，将预处理的银粉加入到硅溶胶里进行搅拌35min,转速100-1000转/分，待形成均匀的悬浊液时加入质量分数为28％的浓氨水，直至搅拌形成凝胶状态，预处理银粉、硅胶溶液与浓氨水的质量比为3:2：4，然后用去离子水清洗3次；最后把得到的凝胶放进真空干燥箱内进行烘干处理，烘干温度为200℃，烘干时间为180min，含水率控制在0.5-2％，即得到表面包覆sio2的银粉；

(2)干燥处理：使用真空干燥箱涤纶切片进行干燥，烘干温度设定为100℃，干燥时间60分钟，使涤纶切片的含水量在130ppm；

(3)抗菌功能粒子制备：利用输出注射泵添加经过表面包覆处理的银粉，与涤纶切片按照一定的比例在螺杆挤出机内混合，熔融的溶体通过喷丝孔挤出，通过循环水浴冷却，再经过鼓风干燥，去除表面的水分，经切粒机制成粒径在2-5mm的掺杂银粉的涤纶粒子；经过表面包覆处理的银粉与涤纶切片的重量比为8：100，熔融温度为265℃；控制混合料的特性粘度为0.6dl/g，含水量在150ppm；

(4)纺丝：干燥使涤纶切片的含水量低于25ppm，将掺杂经过表面包覆处理的银粉的涤纶粒子在螺杆挤出机中熔化后被送入纺丝部位，经纺丝泵定量送入纺丝组件，过滤后，由喷丝板的毛细孔中挤出，其中螺杆挤出机的螺杆温度为275℃；

(5)后处理：将步骤(4)制得的长丝进行牵伸、卷绕及落筒，其中拉伸倍数7倍，环吹风温度为25℃，环吹风风速为8m/s；

(6)织造：经纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和导电丝，导电丝含量为7％，纬纱采用步骤(5)制得的涤纶长丝和氨纶丝，氨纶丝含量为3％，通过现有的织造设备和方法进行织造，提高了面料的强度、弹性、抗静电性能，导电丝为长丝碳纤维；

(7)防尘处理：织造过程中，采用喷气装置，从上下左右四个方向喷洒防尘处理剂，防尘处理剂用量为面料质量的0.5％，即可得到兼具防尘效果的抗菌防静电面料；防尘处理剂的组成成分按质量百分比包括纳米二氧化钛3％、聚苯乙烯9.5％、氧化镧0.05％、乙酸乙酯含量为87％。

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