抗病毒抗菌桑蚕丝/山羊绒双面呢的开发

赵会堂

(山东康平纳集团有限公司，山东 泰安 271000)

近年来，多种新型病毒和病菌的出现及传播，引发了人们对抗病毒抗菌功能纺织品的需求及关注。细菌和病毒是完全不同的2种微生物，抗菌和抗病毒的机制和技术也不同[1]，国内外对抗病毒抗菌纺织品的研究虽然一直很多，但成熟的技术和产品还是主要集中在抗菌纺织品方面，抗病毒的却很少，既抗病毒又抗菌的纺织品更少。新冠疫情的爆发加速了抗病毒纺织品的技术研发和产业化。2020年瑞士HeiQ公司推出了结合囊泡和银离子的HeiQ Viroblock抗病毒抗菌纺织品处理技术, 并与Albini集团推出可耐受30次洗涤的抗病毒面料[2]；瑞典 Polygiene公司推出了另外一种ViralOff抗病毒技术并与Diesel公司合作推出了持久抗病毒牛仔面料[3]。国内在抗菌纺织品方面的成熟技术和产品较多，包括抗菌纤维、织物和整理技术等，如壳聚糖抗菌纤维在毛纺织工业中应用[4]，毛绒类织物的抗菌整理工艺研究[5]，抗菌羊毛织物的制备及其性能[6]等，而成熟可量产的抗病毒纺织品却很少，更缺少抗病毒纺织品方面的产品标准及检测评价方法[7]，但国内对抗病毒抗菌毛织物的整理研究[8]一直没有停止，并积累了珍贵的技术资料，为国内抗病毒抗菌纺织品技术的进一步发展提供了重要基础。2020年苏州大学推出了纳米银抗病毒抗菌纺织品技术[9]；山东康平纳集团与北京崇高纳米技术公司合作开发出了抗病毒抗菌毛纺面料并批量生产。本文主要介绍山东康平纳集团使用新型抗病毒抗菌整理剂开发抗病毒抗菌桑蚕丝/山羊绒双面呢的工艺路线、技术要点和产品的抗病毒抗菌性能。该产品的开发可为国内更多抗病毒抗菌纺织品的技术研究和产品开发提供参考。

1 原料选用

山羊绒具有细、软、柔、暖等优良特性，穿着舒适、吸湿透气[10]，素有“软黄金”“纤维宝石”“纤维之冠”的美誉，是高档服装面料的首选原料；桑蚕丝具有光泽柔和、吸湿透气、柔滑亲肤的天然特性，也是性能极佳的纺织材料[11]。

抗病毒抗菌桑蚕丝/山羊绒双面呢选用内蒙古阿尔巴斯白山羊绒和优级桑蚕丝条，使用半精纺设备进行混纺，发挥其优良的天然性能，桑蚕丝还能增加桑蚕丝/山羊绒高支纱线的强力，提升纺纱效率和质量，织制轻薄双面织物。为适合半精纺设备及后整理起毛，桑蚕丝条预先在切条机上切短。具体原料规格及配比为：桑蚕丝20%；细度15 μm、长度40 mm的山羊绒80%。

2 工艺流程

纤维染色→和毛→梳毛→头并→二并→三并→粗纱→细纱→并线→倍捻→络筒→蒸纱→整经→织布→修布→初洗→缩呢→精洗→脱水→钢丝湿起毛→剪毛→柔软→刺拉→湿刷定形→烘干→烫光→剪毛→预缩→连蒸→罐蒸→抗病毒抗菌整理→烘干→剪毛→预缩→蒸呢→成品。

3 染色、纺纱、织造工艺要点

染色：山羊绒、桑蚕丝分别采用散纤维染色。桑蚕丝染色前进行脱胶预处理，山羊绒采用低温染色工艺并使用纤维染色保护剂，减小染色过程对山羊绒的损伤[12]。

纺纱：产品设计纱线线密度为12.5 tex×2，捻度设计为单纱1 150捻/m、股线810捻/m，捻向Z/S，合股后平均强力要求≥200 cN。半精纺设备使用匀整棉箱、186G梳理机、FA306A自调匀整并条机、FA454E粗纱机及改造升级的FA503紧密纺细纱机。生产过程中要调整设备，减轻羊绒纤维损伤，控制毛条条干，保证纱线强力。尤其是梳理工序，根据山羊绒特点调整锡林盖板5点隔距为0.33、0.30、0.28、0.28、0.30 mm，锡林转速为260 r/min，尽量在减轻纤维损伤的同时达到最佳梳理效果[13]。

织造：组织采用2/2双层右斜纹组织，利于后续短顺风格整理；筘号采用58#，每筘8入；使用意大利Somet公司的SUPER EXCEL天马超优秀剑杆织机织造。织造工艺参数见表1。

表1 织造工艺参数

4 整理工艺要点

整理重点工序为缩呢、起毛和抗病毒抗菌整理，其他工序同常规整理工艺。

4.1 缩 呢

缩呢工艺：缩剂用量10%(owf)，渗透剂1%(owf)，温度40 ℃，缩口12 cm，压板压力9.8 N(1 kg)，60 m缩呢时间为60 min，保持幅宽和长度同时缩进。

4.2 钢丝起毛

为减轻钢丝起毛对山羊绒纤维的损伤，降低损耗，该产品采用湿坯起毛工艺：呢坯含水率35%～40%，使用35#弯角山羊绒起毛针布，从零点开始，逐渐增加起毛力，直至达到预期的绒面和手感。

4.3 抗病毒抗菌整理

新型抗病毒抗菌整理剂的成分及作用机制：桑蚕丝/山羊绒双面呢使用北京崇高纳米科技公司最新研制的新型抗病毒抗菌整理剂BCNT进行抗病毒抗菌整理。BCNT是高分子材料与银锌离子纳米复合的抗病毒抗菌整理剂，对桑蚕丝/山羊绒双面呢进行整理时，先将BCNT配制成水溶液，再通过浸—轧—烘工艺使其与面料及纤维结合，当病毒接触桑蚕丝/山羊绒双面呢时，纳米高分子材料与病毒蛋白包膜融合，银、锌离子进入病毒内部，破坏病毒的DNA、RNA核酸合成，阻止遗传信息复制，从而使病毒失去活性；当细菌接触桑蚕丝/山羊绒双面呢时，纳米高分子材料、银、锌离子通过结合细菌细胞膜活性位点破坏细菌细胞膜，从而杀灭细菌。新型抗病毒抗菌整理剂不仅附着于面料和纤维的表面，复合纳米粒子还会向山羊绒鳞片层内部渗透，与纤维深度结合，使抗病毒抗菌功能纺织品能够耐洗涤。实验表明，用新型抗病毒抗菌整理剂及整理技术处理的纺织品，经水洗50次后仍保持优良的抗病毒抗菌性能。

抗病毒抗菌整理工艺要求：应避免过度高温整理影响抗病毒抗菌性能，统筹设计后整理工艺流程，将抗病毒抗菌整理工序放在烫光、罐蒸等高温整理工序之后，在基本完成桑蚕丝/山羊绒双面呢风格、手感和内在质量整理后，再进行抗病毒抗菌整理。抗病毒抗菌整理主要工艺包括：抗病毒抗菌整理剂溶液配制、浸轧和烘干。

整理剂溶液配制：BCNT新型抗病毒抗菌整理剂包括 BCNT1和BCNT2 2种组分，可根据面料手感及抗病毒抗菌要求调整2种组分的使用比例，为保证良好的抗病毒抗菌效果，BCNT1和BCNT2对面料的施加总量不宜低于5.0%(owf)，同时加入柔软剂改善手感，具体比例及用量可根据不同面料进行试验调整。该产品抗病毒抗菌整理剂溶液配制处方为：BCNT-1 质量浓度8 g/L，BCNT-2质量浓度4 g/L，柔软剂DZ-H 3 g/L。根据所需溶液总量分别计算助剂BCNT1、BCNT2和DZ-H的用量，将其依次加入配料桶水中,搅拌混合均匀后抽入轧水机助剂槽待用。

浸轧工艺：常温，使用二浸二轧工艺，压力49 N，布速8 m/min，带液率60%，经计算可知对面料施加助剂量BCNT1为4.8%(owf),BCNT2为2.4%(owf)。出布打卷。

烘干工艺：为保证抗病毒抗菌效果，浸轧后烘干工艺控制非常重要，具体工艺为：温度100～105 ℃，布速10 m/min，烘后回潮率14%～17%，烘干出布打卷，送往剪毛工序，按后续工艺流程整理至成品。

5 成品检测结果

由于目前国内尚没有纺织品抗病毒检测标准，委托广东省微生物分析检测中心按照ISO 18184—2014《纺织品抗病毒检测方法》对抗病毒抗菌桑蚕丝/山羊绒双面呢产品进行了甲型流感病毒H1N1的抗病毒活性检测[14]，抗甲型流感病毒H1N1检测结果为：抗病毒活性值2.29，抗病毒活性率99.49%。

委托上海微谱化工技术服务有限公司按照ISO 18184—2014《纺织品抗病毒检测方法》对洗涤50次后的抗病毒抗菌产品进行了冠状病毒GX_P2V抗病毒活性检测，检测结果为：抗病毒活性值0.95，抗病毒活性率88.78%。

委托山东省产品质量检验研究院按照GB/T 20944.3—2008《纺织品抗菌性能的评价》，对洗涤50次后的抗病毒抗菌产品检测抗菌性能，检测结果见表2。成品安全性能检测结果见表3。成品物理性能检测结果见表4。

表2 抗菌检测结果 %

表3 成品安全性能

表4 成品物理性能

检测结果显示：该产品抗病毒性能、抗菌性能优良，安全性能、物理指标均达到了设计要求并符合相关标准。抗病毒抗菌桑蚕丝/山羊绒双面呢轻薄舒适、弹性好，绒面细腻丰满、手感柔糯，光泽柔和自然，内在质量稳定，抗病毒抗菌性能优良持久，是制作高端服装的理想面料。成品实物见图1。

图1 成品实物图

6 结束语

抗病毒抗菌桑蚕丝/山羊绒双面呢的开发，实现了用半精纺纺山羊绒/蚕丝高支纱，织制高档轻薄双面呢的设计目的，通过新型抗病毒抗菌整理剂及整理技术赋予了面料持久抗病毒抗菌的功能，希望该产品的开发能为国内毛纺织抗病毒抗菌技术和产品的进一步开发起到抛砖引玉的作用，同时也建议尽快制定行业抗病毒抗菌毛纺织品的产品评价标准和检测方法，弥补毛织物抗病毒抗菌标准方面的空白，为相关产品提供规范指引。