摘 要:本发明涉及抗菌型竹麻复合纤维及其制备方法和在家纺面料中的应用,属于纺织技术领域。该复合纤维以50-70%竹浆纤维、25-40%天然亚麻纤维为核心原料,复配5-10%高性能合成纤维,经原料预处理、生物酶精炼、物理机械蓬松、混纺交织、后整理定型制成。竹浆纤维与亚麻纤维的固有抗菌特性叠加,无化学抗菌剂添加,亲肤环保;合成纤维针对性弥补天然纤维性能短板,提升面料耐磨性、抗皱性与形态稳定性。制备过程采用生物酶精炼、物理蓬松等环保工艺,无化学残留,工艺成熟易工业化。该复合纤维经环保印花、染色后,可广泛应用于床品、夏凉被、窗帘等家纺产品,兼顾健康性、实用性与美学性,满足高端家纺市场需求。
权利要求书
1.抗菌型竹麻复合纤维,其特征在于,以竹浆纤维、天然亚麻纤维为核心原料,复配高
性能合成纤维为功能改性纤维,通过原料预处理、生物酶精炼、物理机械蓬松、混纺交织、后整理定型制成,按质量百分比计,竹浆纤维占复合纤维总质量的50-70%,天然亚麻纤维占复合纤维总质量的25-40%,高性能合成纤维占复合纤维总质量的5-10%;
其中,所述竹浆纤维选用竹浆莱赛尔纤维与竹浆粘胶纤维;高性能合成纤维选用锦纶、涤纶、氨纶、芳纶中的一种或多种;所述原料预处理中采用非离子型除油剂对高性能合成纤维进行除油处理;所述生物酶精炼采用复合生物酶溶液对竹浆纤维、天然亚麻纤维进行酶解反应;所述混纺交织采用平纹织造,经纱为竹浆莱赛尔纤维与占总量3-6%的高性能合成纤维混合的混纺纱;纬纱为竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维与占总量2-4%的高性能合成纤维混合的混纺纱。
2.根据权利要求1所述的抗菌型竹麻复合纤维,其特征在于,所述非离子型除油剂为JFC-2,其添加量为高性能合成纤维干重的0.4-0.6%。
3.根据权利要求1所述的抗菌型竹麻复合纤维,其特征在于,所述复合生物酶包含果胶酯酶、半纤维素酶和脂肪酶,三者按酶活用量比4-6:2-3:1复配,果胶酯酶酶活为100-2000U/mL、半纤维素酶酶活为100-1000U/mL、脂肪酶酶活为20-800U/mL;复合生物酶溶液的浓度为0.5-2.0g/L。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的抗菌型竹麻复合纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.原料预处理:对竹浆纤维、天然亚麻纤维进行开松除杂并控制含水率;对高性能合成纤维进行除油、清洗、烘干处理;
S2.生物酶精炼:将竹浆纤维和天然亚麻纤维分别投入复合生物酶溶液中恒温浸润,随后密封堆置完成酶解,再清洗、脱水、烘干;
S3.物理机械蓬松:将精炼后的天然纤维进行一次蓬松处理;再将预处理后的合成纤维与蓬松后的天然纤维混合,进行二次轻度蓬松;
S4.混纺交织:将预处理后的纤维分别制成经纱和纬纱,再通过喷气织机织造成坯布;
S5.后整理定型:将坯布进行拉幅定型处理,定形温度根据合成纤维类型控制在100-140℃,定形时间3-5min,冷却后即得。
5.根据权利要求4所述的抗菌型竹麻复合纤维的制备方法,其特征在于,S2中所述浸润条件为:浴比1:10-15,温度45-55℃,时间1.5-2.5h。
6.根据权利要求4所述的抗菌型竹麻复合纤维的制备方法,其特征在于,S3中所述二次轻度蓬松的时间为5-10min,转速为蓬松机常规转速的40-50%。
7.根据权利要求4所述的抗菌型竹麻复合纤维的制备方法,其特征在于,S5中当合成纤维包含涤纶、锦纶或芳纶时,定形温度为120-140℃;当合成纤维包含氨纶时,定形温度为100-120℃。
8.根据权利要求1-3任一项所述的抗菌型竹麻复合纤维在家纺面料中的应用。
9.根据权利要求8所述的家纺面料,其特征在于,所述家纺面料经数码分散热转移印花,活性染色或植物染色工艺处理。
技术领域
本发明涉及纺织技术领域,尤其涉及抗菌型竹麻复合纤维及其制备方法和在家纺面料中的应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高,对家纺面料的健康性、舒适性、环保性要求日益提升,天然植物纤维因绿色环保、亲肤健康的特性成为家纺面料的优选原料。竹浆纤维具备天然抗菌、吸湿透气、柔软丝滑的优势,但纯竹浆纤维面料存在过度软塌、形态稳定性差的问题;亚麻纤维被称为天然“空调纤维”,抑菌、透气、耐磨性能优异,然而纯亚麻纤维面料手感粗硬、存在刺痒感,且易皱难整理,限制了其在高端贴身家纺产品中的应用。
现有技术中,竹麻复合纤维多为纯天然植物纤维组合,少量添加合成纤维的方案也为简单混纺,未根据合成纤维特性进行针对性原料搭配与工艺调整,易导致天然纤维的抗菌、亲肤等核心特性受损,且合成纤维与天然纤维的结合性差,面料易出现起球、分层等问题。同时,现有工艺仍存在添加化学抗菌剂、采用强碱精炼等问题,无法兼顾天然纤维的健康特性与合成纤维的性能优势,难以满足高端家纺市场对“天然+高性能”的双重需求。
因此,研发一种复配高性能合成纤维、保留天然竹麻纤维核心优势,同时通过工艺优化实现天然与合成纤维性能互补的抗菌型竹麻复合纤维,以及绿色环保、工艺成熟的制备方法,成为当前家纺纤维领域的研究重点。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的抗菌型竹麻复合纤维及其制备方法和在家纺面料中的应用。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
本发明提供抗菌型竹麻复合纤维,以竹浆纤维、天然亚麻纤维为核心原料,复配高性能合成纤维为功能改性纤维,通过原料处理、生物酶精炼、物理机械蓬松、混纺交织、后整理定型制成,按质量百分比计,竹浆纤维占复合纤维总质量的50-70%,天然亚麻纤维占复合纤维总质量的25-40%,高性能合成纤维占复合纤维总质量的5-10%。
优选地,所述竹浆纤维选用竹浆莱赛尔纤维与竹浆粘胶纤维,利用竹浆莱赛尔纤维的高强度、光泽感和垂坠感,以及竹浆粘胶纤维的柔软滑爽特性,与天然亚麻纤维的抑菌、吸湿散热特性形成互补;高性能合成纤维选用锦纶、涤纶、氨纶、芳纶中的一种或多种,锦纶提升面料耐磨性,涤纶增强抗皱性和形态稳定性,氨纶补充弹性,芳纶可进一步提升面料力学强度,根据家纺产品的应用需求灵活复配。
优选地,所述混纺交织采用平纹织造,经纱为竹浆莱赛尔纤维与部分高性能合成纤维的混纺纱,纬纱为竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维与剩余高性能合成纤维的混纺纱,通过经纬纱的差异化设计,兼顾面料的垂坠感、耐磨性和亲肤性;混纺工艺通过精准控制混纺纱的线密度和捻度,保证纤维间的结合力,避免织造过程中出现断头、起毛等问题。
抗菌型竹麻复合纤维的制备方法,包括以下步骤:
S1.原料预处理:
天然纤维:将竹浆纤维送入开松机进行开松除杂,去除纤维中的结团与杂质,将天然亚麻纤维经切段处理为长度30-50mm的纤维段,经开松后去除木质素、果胶等杂质,在90-100℃热风烘箱中烘干至含水率在8-12%,保证后续工艺的稳定性;
合成纤维:将高性能合成纤维投入常温水中,浴比1:15-20,加入非离子型除油剂,升温至40-50℃,搅拌除油25-35min,除油后用常温清水漂洗2-3次,每次6-10min,离心脱水,转速600-1000r/min,时间4-6min,然后在90-100℃热风烘箱中烘干至含水率≤8%,以提高其与竹、麻天然纤维的相容性和结合强度;
S2.生物酶精炼:
将竹浆莱赛尔纤维投入复合生物酶溶液中,浴比1:10-15,升温至45-55℃,恒温浸润1.5-2.5h,使复合生物酶充分、温和地分解纤维表面的微量胶质、半纤维素与油脂类杂质,同时不损伤纤维本体结构,随后取出纤维密封堆置12-20h,完成酶解反应,再用去离子水将纤维清洗至中性,先经离心脱水,转速600-1000r/min,时间4-6min,再经50-60℃热风烘箱中烘干至含水率≤10%;
将竹浆粘胶纤维投入复合生物酶溶液中,浴比1:10-15,升温至45-55℃,恒温浸润1.5-2.5h,使复合生物酶充分、温和地分解纤维表面的微量胶质、半纤维素与油脂类杂质,同时不损伤纤维本体结构,随后取出纤维密封堆置12-20h,完成酶解反应,再用去离子水将纤维清洗至中性,先经离心脱水,转速600-1000r/min,时间4-6min,再经50-60℃热风烘箱中烘干至含水率≤10%;
将天然亚麻纤维投入复合生物酶溶液中,浴比1:10-15,升温至45-55℃,恒温浸润1.5-2.5h,使复合生物酶充分、温和地分解纤维表面的微量胶质、半纤维素与油脂类杂质,同时不损伤纤维本体结构,随后取出纤维密封堆置12-20h,完成酶解反应,再用去离子水将纤维清洗至中性,先经离心脱水,转速600-1000r/min,时间4-6min,再经50-60℃热风烘箱中烘干至含水率≤10%;
S3.物理机械蓬松:
一次蓬松:将精炼后的三种天然纤维分别送入机械蓬松机,采用机械揉搓与气流蓬松结合的方式进行处理,使纤维间形成均匀的微空隙,摒弃化学柔软剂,通过物理方式提升天然纤维柔软度;
二次轻度蓬松:将预处理后的高性能合成纤维与蓬松后的天然纤维初步混合,送入蓬松机进行二次轻度蓬松,二次蓬松时间5-10min,转速调低至常规转速的40-50%,保证天然纤维与合成纤维混合均匀,同时避免高强度蓬松损伤合成纤维结构,也防止天然纤维的蓬松度被破坏;
S4.混纺交织:
经纱制备:将预处理后的竹浆莱赛尔纤维与占总量3-6%高性能合成纤维混合,依次经开松、梳理、并条、粗纱、细纱工序制成混纺纱;开松采用单轴流开松机,转速500-700r/min,开松时间4-6min,保证纤维充分分散无结块;梳理采用盖板梳棉机,锡林转速200-400r/min,道夫转速15-25r/min,制成棉网克重18-22g/m2;并条采用并条机,头道并条7-9根并合,二道并条5-7根并合,出条速度200-300m/min,条干均匀度CV值≤3%;粗纱采用粗纱机,捻度50-60捻/10cm,锭速800-1000r/min,粗纱线密度400-500tex;细纱采用环锭细纱机,捻度90-100捻/10cm,锭速10000-12000r/min,制成14S-18s经纱,线密度偏差≤±2%;
纬纱制备:将预处理后的竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维与占总量2-4%高性能合成纤维按3:6:1质量比混合,依次经开松、梳理、并条、粗纱、细纱工序制成混纺纱;开松采用单轴流开松机,转速500-700r/min,开松时间4-6min,保证纤维充分分散无结块;梳理采用盖板梳棉机,锡林转速200-400r/min,道夫转速15-25r/min,制成棉网克重18-22g/m2;并条采用并条机,头道并条7-9根并合,二道并条5-7根并合,出条速度200-300m/min,条干均匀度CV值≤3%;粗纱采用粗纱机,捻度50-60捻/10cm,锭速800-1000r/min,粗纱线密度400-500tex;细纱采用环锭细纱机,捻度90-100捻/10cm,锭速10000-12000r/min,制成20S-22s纬纱,线密度偏差≤±2%;
通过喷气织机,采用平纹交织工艺进行织造,经纱穿筘数26-30根/筘,纬纱投纬速度1000-1200m/min,织造车速200-400r/min,经密200-240根/10cm,纬密180-220根/10cm,制成幅宽140-180cm的平纹坯布;
S5.后整理定型:
将坯布送入拉幅定型机,先进行预拉幅处理,消除织造过程中产生的内应力,再进行定形处理,定形温度根据合成纤维类型灵活调整,避免合成纤维性能受损,当合成纤维为涤纶、锦纶、芳纶时,定形温度控制为120-140℃,定形时间3-5min,使复合纤维的结构稳定,提升抗皱性与形态保持性;当合成纤维含氨纶时,定形温度降低至100-120℃,定形时间3-5min,避免高温导致氨纶的弹性与回复性受损,保证面料的弹性优势;定形后自然冷却至室温,即得抗菌型竹麻复合纤维。
优选地,S1中所述非离子型除油剂为JFC-2,其添加量为高性能合成纤维干重的0.4-0.6%。
优选地,S2中所述复合生物酶包含果胶酯酶、半纤维素酶和脂肪酶,三者按酶活用量比4-6:2-3:1复配,果胶酯酶酶活为100-2000U/mL、半纤维素酶酶活为100-1000U/mL、脂肪酶酶活为20-800U/mL;复合生物酶溶液的浓度为0.5-2.0g/L。
本发明的抗菌型竹麻复合纤维经印花、染色后制成高端家纺面料,可广泛应用于床品套件(床单、被套、枕套)、夏凉被、空调被、四季轻薄盖毯、盖巾、家居窗帘等家纺产品的制作。
优选地,所述印花工艺采用数码分散热转移印花技术,无套色限制,可精准还原花卉、风景、几何图形、卡通图案等各类图案,实现千万种颜色的渐变与细节呈现;印花染料与纤维紧密结合,不改变面料的原有手感,印花部位与无印花部位触感一致,且染料兼容天然与合成纤维,无掉色、晕染问题。
优选地,所述染色工艺采用活性染色或植物染色两种环保工艺,合成纤维与天然纤维同步染色,选用兼容竹浆纤维、亚麻纤维与合成纤维的环保染料,保证染色均匀性,无局部色差;植物染色从植物根、茎、叶、花、果中提取天然染料,染色过程温和,无化学残留,亲肤无刺激,每件产品的色彩存在细微差异,带有手作温度;活性染色选用低饱和度自然色系染料,色牢度高,对人体无害,符合绿色环保要求。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.天然抗菌性能高保留,健康性佳:复合纤维仍无化学抗菌添加剂,抗菌性由竹浆纤维与亚麻纤维的固有特性叠加形成,经精准参数的生物酶精炼后,纤维天然抗菌、亲肤、强度特性保留率达98%以上,经多次洗涤后抗菌效果无明显衰减,能抑制螨虫滋生,降低肌肤不适风险,合成纤维的复配不影响天然纤维的亲肤、抗过敏特性,老人、小孩、敏感肌群体均可放心使用。
2.天然优势与高性能叠加,补齐性能短板:在保留竹麻纤维亲肤丝滑、温湿调节、透气清爽的天然优势基础上,通过复配锦纶、涤纶、氨纶、芳纶,实现面料耐磨性、弹性、强度、耐候性的针对性提升,解决了纯天然竹麻复合纤维弹性不足、易起球、强度偏低的问题。
3.绿色环保无残留,生产过程友好:原料中天然纤维为100%可再生植物纤维,合成纤维为常规高性能环保型纤维,制备过程采用精准参数的生物酶精炼替代传统强碱工艺,物理蓬松替代化学柔软,印花、染色均采用环保工艺,全程无大量污染物排放,成品无化学残留,符合国家环保政策与纺织工业升级需求。
4.外观美学性与工艺适配性高:复合纤维仍兼具竹浆纤维的柔和光泽与亚麻纤维的天然粗犷肌理,合成纤维的添加与精准的生物酶精炼均不改变面料的自然美学特质,契合侘寂、简约、自然的现代家居风格,适配多种装修风格;制备工艺标准化、参数精准、成熟化,各工序均采用常规纺织设备,无需额外新增设备,易实现工业化批量生产,且工艺参数可根据合成纤维类型灵活调整。
具体实施方式
下面将结合现有公知技术对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例1:抗菌型竹麻复合纤维,包括以下组分:竹浆纤维65%(其中竹浆莱赛尔纤维35%,竹浆粘胶纤维30%)、天然亚麻纤维30%、高性能合成纤维5%(锦纶2%,涤纶3%);
抗菌型竹麻复合纤维的制备方法,包括以下步骤:
S1.原料预处理:
天然纤维:将竹浆莱赛尔纤维、竹浆粘胶纤维分别开松除杂,将天然亚麻纤维切段至40mm左右,开松除杂,在95℃热风烘箱中烘干至含水率在10%左右;
合成纤维:将锦纶和涤纶混合投入浴比1:18的常温水中,加入占合成纤维干重0.5%的非离子除油剂JFC-2,升温至45℃,搅拌除油30min,除油后用常温清水漂洗3次,每次8min,离心脱水(转速800r/min,时间5min),然后在95℃热风烘箱中烘干至含水率≤8%;
S2.生物酶精炼:
将竹浆莱赛尔纤维、竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维分别投入浴比1:12的复合生物酶溶液中(果胶酯酶、半纤维素酶、脂肪酶按酶活用量比5:2.5:1复配,其中果胶酯酶酶活约1000U/mL,半纤维素酶酶活约500U/mL,脂肪酶酶活约400U/mL,溶液浓度为1.2g/L),升温至50℃,恒温浸润2h,取出后分别密封堆置16h,完成酶解,用去离子水清洗至中性,离心脱水(转速800r/min,时间5min),再于55℃热风烘箱中烘干至含水率≤10%;
S3.物理机械蓬松:
一次蓬松:将精炼后的三种天然纤维分别送入机械蓬松机,进行机械揉搓与气流蓬松处理;
二次轻度蓬松:将预处理后的锦纶/涤纶合成纤维与蓬松后的天然纤维初步混合,送入蓬松机进行二次轻度蓬松,时间8min,转速调整为常规转速的45%;
S4.混纺交织:
经纱制备:将竹浆莱赛尔纤维与占总量3%的合成纤维(即锦纶1%,涤纶2%)混合,经单轴流开松机开松(转速600r/min,时间5min),盖板梳棉机梳理(锡林转速300r/min,道夫转速20r/min,棉网克重20g/m2),并条机并合(头道8根,二道6根,出条速度250m/min,条干CV≤2.8%),粗纱机(捻度55捻/10cm,锭速900r/min,线密度450tex),环锭细纱机(捻度95捻/10cm,锭速11000r/min),制成16S经纱;
纬纱制备:将竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维与剩余2%的合成纤维(即锦纶1%,涤纶1%)混合,采用与经纱相同的开松、梳理、并条、粗纱、细纱工序参数,制成20S纬纱;
织造:在喷气织机上采用平纹组织织造,经纱穿筘数28根/筘,纬纱投纬速度1100m/min,织造车速300r/min,经密220根/10cm,纬密200根/10cm,制成幅宽160cm的平纹坯布;
S5.后整理定型:
将坯布送入拉幅定型机,先进行预拉幅,由于合成纤维为涤纶和锦纶,定形温度设置为130℃,定形时间4min,定形后自然冷却至室温,即得抗菌型竹麻复合纤维。
实施例2:抗菌型竹麻复合纤维,包括以下组分:竹浆纤维60%(其中竹浆莱赛尔纤维30%,竹浆粘胶纤维30%)、天然亚麻纤维30%、高性能合成纤维10%(氨纶4%,锦纶6%);
抗菌型竹麻复合纤维的制备方法,包括以下步骤:
S1.原料预处理:
天然纤维:将竹浆莱赛尔纤维、竹浆粘胶纤维分别开松除杂,将天然亚麻纤维切段至50mm左右,开松除杂,在95℃热风烘箱中烘干至含水率在12%左右;
合成纤维:将氨纶和锦纶投入浴比1:20的常温水中,加入占合成纤维干重0.6%的非离子除油剂JFC-2,升温至50℃,搅拌除油35min,除油后用常温清水漂洗3次,每次8min,离心脱水(转速800r/min,时间6min),然后在95℃热风烘箱中烘干至含水率≤8%;
S2.生物酶精炼:
将竹浆莱赛尔纤维、竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维分别投入浴比1:15的复合生物酶溶液中(果胶酯酶、半纤维素酶、脂肪酶按酶活用量比6:3:1复配,其中果胶酯酶酶活约1000U/mL,半纤维素酶酶活约500U/mL,脂肪酶酶活约200U/mL,溶液浓度为1.5g/L),升温至50℃,恒温浸润2.5h,取出后分别密封堆置20h,完成酶解,用去离子水清洗至中性,离心脱水(转速800r/min,时间5min),再于55℃热风烘箱中烘干至含水率≤10%;
S3.物理机械蓬松:
一次蓬松:将精炼后的三种天然纤维分别送入机械蓬松机,进行机械揉搓与气流蓬松处理;
二次轻度蓬松:将预处理后的氨纶/锦纶合成纤维与蓬松后的天然纤维初步混合,送入蓬松机进行二次轻度蓬松,时间10min,转速调整为常规转速的50%;
S4.混纺交织:
经纱制备:将竹浆莱赛尔纤维与占总量6%的合成纤维(氨纶2%,锦纶4%)混合,经单轴流开松机开松(转速600r/min,时间5min),盖板梳棉机梳理(锡林转速300r/min,道夫转速20r/min,棉网克重20g/m2),并条机并合(头道8根,二道6根,出条速度250m/min,条干CV≤2.8%),粗纱机(捻度55捻/10cm,锭速900r/min,线密度450tex),环锭细纱机(捻度95捻/10cm,锭速11000r/min),制成18S经纱;
纬纱制备:将竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维与剩余4%的合成纤维(即氨纶2%,锦纶2%)混合,采用与经纱相同的开松、梳理、并条、粗纱、细纱工序参数,制成22S纬纱;
织造:在喷气织机上采用平纹组织织造,经纱穿筘数30根/筘,纬纱投纬速度1200m/min,织造车速400r/min,经密240根/10cm,纬密220根/10cm,制成幅宽180cm的平纹坯布;
S5.后整理定型:
将坯布送入拉幅定型机,先进行预拉幅,由于合成纤维中含有氨纶,定形温度设置为110℃,定形时间4min,定形后自然冷却至室温,即得抗菌型竹麻复合纤维。
实施例3:抗菌型竹麻复合纤维,包括以下组分:70%竹浆纤维(其中竹浆莱赛尔纤维38%,竹浆粘胶纤维32%)、25%天然亚麻纤维、5%高性能合成纤维(芳纶3%,涤纶2%);
抗菌型竹麻复合纤维的制备方法,包括以下步骤:
S1.原料预处理:
天然纤维:将竹浆莱赛尔纤维、竹浆粘胶纤维分别开松除杂,将天然亚麻纤维切段至30mm左右,开松除杂,在95℃热风烘箱中烘干至含水率在8%左右;
合成纤维:将芳纶和涤纶投入浴比1:15的常温水中,加入占合成纤维干重0.4%的非离子除油剂JFC-2,升温至40℃,搅拌除油25min,除油后用常温清水漂洗3次,每次6min,离心脱水(转速800r/min,时间5min),然后在95℃热风烘箱中烘干至含水率≤8%;
S2.生物酶精炼:
将竹浆莱赛尔纤维、竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维分别投入浴比1:10的复合生物酶溶液中(果胶酯酶、半纤维素酶、脂肪酶按酶活用量比5:2.5:1复配,其中果胶酯酶酶活约1000U/mL,半纤维素酶酶活约500U/mL,脂肪酶酶活约200U/mL,溶液浓度为0.8g/L),升温至45℃,恒温浸润1.5h,取出后分别密封堆置12h,完成酶解,用去离子水清洗至中性,离心脱水(转速800r/min,时间5min),再于55℃热风烘箱中烘干至含水率≤10%;
S3.物理机械蓬松:
一次蓬松:将精炼后的三种天然纤维分别送入机械蓬松机,进行机械揉搓与气流蓬松处理;
二次轻度蓬松:将预处理后的芳纶/涤纶合成纤维与蓬松后的天然纤维初步混合,送入蓬松机进行二次轻度蓬松,时间5min,转速调整为常规转速的40%;
S4.混纺交织:
经纱制备:将竹浆莱赛尔纤维与占总量3%的合成纤维(即芳纶2%,涤纶1%)混合,经单轴流开松机开松(转速600r/min,时间5min),盖板梳棉机梳理(锡林转速300r/min,道夫转速20r/min,棉网克重20g/m2),并条机并合(头道8根,二道6根,出条速度250m/min,条干CV≤2.8%),粗纱机(捻度55捻/10cm,锭速900r/min,线密度450tex),环锭细纱机(捻度95捻/10cm,锭速11000r/min),制成14S经纱;
纬纱制备:将竹浆粘胶纤维、天然亚麻纤维与剩余2%的合成纤维(即芳纶1%,涤纶1%)混合,采用与经纱相同的开松、梳理、并条、粗纱、细纱工序参数,制成20S纬纱;
织造:在喷气织机上采用平纹组织织造,经纱穿筘数28根/筘,纬纱投纬速度1000m/min,织造车速200r/min,经密200根/10cm,纬密180根/10cm,制成幅宽140cm的平纹坯布;
S5.后整理定型:
将坯布送入拉幅定型机,先进行预拉幅,由于合成纤维为芳纶和涤纶,定形温度设置为135℃,定形时间5min,定形后自然冷却至室温,即得抗菌型竹麻复合纤维。
对比例1:在实施例1的基础上,不同之处在于:无合成纤维,纯竹麻天然纤维,原料配比调整为竹浆纤维65%、天然亚麻纤维35%,其余与实施例1相同。
对比例2:在实施例1的基础上,不同之处在于:将生物酶精炼步骤替换为传统强碱精炼工艺:使用8%NaOH溶液,在95℃下处理90min,其余与实施例1相同。
对比例3:在实施例1的基础上,不同之处在于:取消物理机械蓬松步骤,在生物酶精炼后,将天然纤维浸渍于2%的有机硅柔软剂中处理30min,然后与预处理后的合成纤维直接混合进行纺纱,其余与实施例1相同。
对比例4:在实施例1的基础上,不同之处在于:合成纤维比例提高至20%(涤纶10%,锦纶10%),竹浆纤维降至50%,亚麻纤维降至30%,其余与实施例1相同。
对比例5:在实施例1的基础上,不同之处在于:将全部合成纤维与竹浆莱赛尔纤维混合,其余与实施例1相同。
对比例6:在实施例1的基础上,不同之处在于:定形温度调整为150℃,其余与实施例1相同。
性能测试:
1.抑菌率(%)(金黄色葡萄球菌):参考GB/T 20944.3-2008标准,采用振荡法测试,振荡温度控制在24±1℃,振荡频率为150rpm,试样与对照样的重量比为1:100,菌液浓度约为1×105-5×105CFU/mL金黄色葡萄球菌菌液的三角烧瓶中,在规定温度下振荡18-24h,分别测定振荡前后三角烧瓶内菌液的活菌浓度,通过公式计算抑菌率。
2.水洗50次后抑菌率(%):参考FZ/T 73023-2006标准,对试样进行50次标准洗涤,干燥后再进行抗菌测试。
3.断裂强度(N):参考GB/T 3923.1-2013标准,采用条样法测试,裁取宽50mm,长≥300mm的试样,拆去边纱至40mm,确保试样边缘纱线不散脱,测试时夹持距离通常为200mm,拉伸速度为100mm/min,拉伸直至断裂,记录断裂时的最大力,即为断裂强力,单位为牛顿(N)。
4.起毛起球(级):参考GB/T 4802.1-2008标准,采用圆轨迹法测试,将试样固定在装有尼龙刷和/或织物磨料的测试仪上,使试样以李莎茹图形轨迹与磨料摩擦一定次数,摩擦结束后,在规定的光照条件下,将试样与标准样照进行对比,根据织物表面起毛、起球的状态进行视觉描述评级,通常分为1-5级,5级最好(几乎无起球),1级最差(严重起球)。
5.尺寸稳定性(缩水率%):参考GB/T 8628-2013标准,在试样上标记一定距离(如250mm×250mm)的基准点,按照GB/T 8629中规定的适用于该织物的洗涤和干燥程序(如选择温和程序、悬挂晾干)对试样进行一次或多次洗涤干燥,处理后,将试样在标准大气下平铺调湿,重新测量基准点间的距离,计算经向和纬向的尺寸变化率,即缩水率。
6.急弹回复角(度):参考GB/T 3819-1997标准,采用回复角法测试,裁取规定形状(如40mm×15mm)的试样,沿长度方向对折,并在折痕处施加恒定压力(如10N)保持规定时间(如5min),卸除压力后,让试样自由回复一定时间(如15s,测急弹回复角;或5min,测缓弹回复角),用量角器测量试样对折翼张开的角度,即为折痕回复角,分别测试经向和纬向试样,取平均值。
7.柔软度:由一组(通常5名以上)经过培训的评价员,在标准环境(温湿度恒定、光线均匀)下,通过一套规范化的触摸动作(如“捏、摸、抓、看”)来感受织物的手感特性。针对“柔软度”这一单项,评价员根据预定的标尺(例如:1级一非常硬挺,3级一较硬挺,5级一柔软,7级一非常柔软,9级一极其柔软)对试样进行独立评分,最终结果取所有评价员评分的平均值或中位数。
8.刺痒感:由一组(通常5名以上)经过培训的评价员,在标准环境(温湿度恒定、光线均匀)下,评价员将前臂内侧皮肤暴露,将织物试样(通常反面)贴于评价员前臂内侧,并用戴手套的手以规定压力轻轻按压或摩擦织物。评价员根据自身感受,对照刺痒感等级描述(例如:0级一无刺痒感,1级一轻微刺痒感,2级一中等刺痒感,3级一较强刺痒感,4级一强烈刺痒感,5级一难以忍受的刺痒感)进行评分,结果以平均等级或刺痒概率表示。
表格:将实施例1一3、对比例1一6的抗菌型竹麻复合纤维进行性能测试。
表1.抗菌性、力学性能与形态稳定性测试结果
表2.服用性能主观评价结果
数据分析:
1.本发明实施例的综合优势:
本发明的三个实施例(1-3)在所有测试项目中均表现出优异且均衡的性能。具体体现在:
抗菌性卓越:对金黄色葡萄球菌的抑菌率高达98.8-99.5%,且经过50次水洗后,抑菌率仍保持在98.1-98.8%,证明了其抗菌性能的持久性和可靠性。
力学性能与耐用性提升:断裂强度(520-580N)显著高于纯天然纤维对比例1(410N),说明适量合成纤维的添加有效增强了面料强度,起毛起球等级达到4级或4/5级,表明其具有良好的耐磨抗起球性。
形态稳定性优异:尺寸稳定性(缩水率1.9-2.5%)和急弹回复角(255-280度)均表现优秀,解决了纯天然面料易皱、易缩水的问题。
服用舒适度高:主观评价均为“优异”的柔软度和“无”刺痒感,证明了生物酶精炼和物理蓬松工艺在保留纤维天然亲肤特性方面的成功。
2.对比例的技术缺陷验证:
通过与多个对比例的比较,证明了本发明各技术特征的必要性:
对比例1(无合成纤维):虽然抗菌性相当,但其断裂强度、尺寸稳定性、急弹回复角和抗起球性均明显差于实施例1-3,且有轻微刺痒感,这表明不添加合成纤维无法弥补纯竹麻纤维的力学性能短板。
对比例2(传统强碱精炼):其抑菌率和水洗后抑菌率大幅下降(分别为85.3%和70.1%),且手感粗糙,这说明了采用生物酶精炼替代强碱工艺,对于保护纤维的天然抗菌成分和结构至关重要。
对比例3(化学柔软剂替代物理蓬松):虽然大部分指标良好,但柔软度被评为“滑腻(不自然)”,表明化学柔软剂会影响面料自然手感,而物理蓬松是更环保、更自然的选择。
对比例4(高比例合成纤维):合成纤维比例升至20%时,面料手感“偏硬”,刺痒感“轻微”,抗起球性显著下降(2/3级),这说明合成纤维比例需严格控制在5-10%,过高会损害天然纤维的舒适性优势。
对比例5(合成纤维分布不均):与实施例1(合成纤维在经纬纱中合理分布)相比,其断裂强度、尺寸稳定性和急弹回复角均下降,这验证了经纱、纬纱中合成纤维的差异化、均衡化分布对提升面料整体性能的重要性。
对比例6(过高定形温度):定形温度提至150℃后,面料断裂强度下降,尺寸稳定性变差,这说明了根据合成纤维类型精确控制定形温度(涤纶/锦纶/芳纶120-140℃,含氨纶100-120℃)是保护纤维性能的关键。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
文章摘自国家发明专利,抗菌型竹麻复合纤维及其制备方法和在家纺面料中的应用,阮哲仪,申请号:202610379445.8,申请日:2026.03.26


