抗病毒抗菌桑蠶絲/山羊絨雙面呢的開發

趙會堂

(山東康平納集團有限公司，山東 泰安 271000)

近年來，多種新型病毒和病菌的出現及傳播，引發了人們對抗病毒抗菌功能紡織品的需求及關注。細菌和病毒是完全不同的2種微生物，抗菌和抗病毒的機制和技術也不同[1]，國內外對抗病毒抗菌紡織品的研究雖然一直很多，但成熟的技術和產品還是主要集中在抗菌紡織品方面，抗病毒的卻很少，既抗病毒又抗菌的紡織品更少。新冠疫情的爆發加速了抗病毒紡織品的技術研發和產業化。2020年瑞士HeiQ公司推出了結合囊泡和銀離子的HeiQ Viroblock抗病毒抗菌紡織品處理技術, 并與Albini集團推出可耐受30次洗滌的抗病毒面料[2]；瑞典 Polygiene公司推出了另外一種ViralOff抗病毒技術并與Diesel公司合作推出了持久抗病毒牛仔面料[3]。國內在抗菌紡織品方面的成熟技術和產品較多，包括抗菌纖維、織物和整理技術等，如殼聚糖抗菌纖維在毛紡織工業中應用[4]，毛絨類織物的抗菌整理工藝研究[5]，抗菌羊毛織物的制備及其性能[6]等，而成熟可量產的抗病毒紡織品卻很少，更缺少抗病毒紡織品方面的產品標準及檢測評價方法[7]，但國內對抗病毒抗菌毛織物的整理研究[8]一直沒有停止，并積累了珍貴的技術資料，為國內抗病毒抗菌紡織品技術的進一步發展提供了重要基礎。2020年蘇州大學推出了納米銀抗病毒抗菌紡織品技術[9]；山東康平納集團與北京崇高納米技術公司合作開發出了抗病毒抗菌毛紡面料并批量生產。本文主要介紹山東康平納集團使用新型抗病毒抗菌整理劑開發抗病毒抗菌桑蠶絲/山羊絨雙面呢的工藝路線、技術要點和產品的抗病毒抗菌性能。該產品的開發可為國內更多抗病毒抗菌紡織品的技術研究和產品開發提供參考。

1 原料選用

山羊絨具有細、軟、柔、暖等優良特性，穿著舒適、吸濕透氣[10]，素有“軟黃金”“纖維寶石”“纖維之冠”的美譽，是高檔服裝面料的首選原料；桑蠶絲具有光澤柔和、吸濕透氣、柔滑親膚的天然特性，也是性能極佳的紡織材料[11]。

抗病毒抗菌桑蠶絲/山羊絨雙面呢選用內蒙古阿爾巴斯白山羊絨和優級桑蠶絲條，使用半精紡設備進行混紡，發揮其優良的天然性能，桑蠶絲還能增加桑蠶絲/山羊絨高支紗線的強力，提升紡紗效率和質量，織制輕薄雙面織物。為適合半精紡設備及后整理起毛，桑蠶絲條預先在切條機上切短。具體原料規格及配比為：桑蠶絲20%；細度15 μm、長度40 mm的山羊絨80%。

2 工藝流程

纖維染色→和毛→梳毛→頭并→二并→三并→粗紗→細紗→并線→倍捻→絡筒→蒸紗→整經→織布→修布→初洗→縮呢→精洗→脫水→鋼絲濕起毛→剪毛→柔軟→刺拉→濕刷定形→烘干→燙光→剪毛→預縮→連蒸→罐蒸→抗病毒抗菌整理→烘干→剪毛→預縮→蒸呢→成品。

3 染色、紡紗、織造工藝要點

染色：山羊絨、桑蠶絲分別采用散纖維染色。桑蠶絲染色前進行脫膠預處理，山羊絨采用低溫染色工藝并使用纖維染色保護劑，減小染色過程對山羊絨的損傷[12]。

紡紗：產品設計紗線線密度為12.5 tex×2，捻度設計為單紗1 150捻/m、股線810捻/m，捻向Z/S，合股后平均強力要求≥200 cN。半精紡設備使用勻整棉箱、186G梳理機、FA306A自調勻整并條機、FA454E粗紗機及改造升級的FA503緊密紡細紗機。生產過程中要調整設備，減輕羊絨纖維損傷，控制毛條條干，保證紗線強力。尤其是梳理工序，根據山羊絨特點調整錫林蓋板5點隔距為0.33、0.30、0.28、0.28、0.30 mm，錫林轉速為260 r/min，盡量在減輕纖維損傷的同時達到最佳梳理效果[13]。

織造：組織采用2/2雙層右斜紋組織，利于后續短順風格整理；筘號采用58#，每筘8入；使用意大利Somet公司的SUPER EXCEL天馬超優秀劍桿織機織造。織造工藝參數見表1。

表1 織造工藝參數

4 整理工藝要點

整理重點工序為縮呢、起毛和抗病毒抗菌整理，其他工序同常規整理工藝。

4.1 縮 呢

縮呢工藝：縮劑用量10%(owf)，滲透劑1%(owf)，溫度40 ℃，縮口12 cm，壓板壓力9.8 N(1 kg)，60 m縮呢時間為60 min，保持幅寬和長度同時縮進。

4.2 鋼絲起毛

為減輕鋼絲起毛對山羊絨纖維的損傷，降低損耗，該產品采用濕坯起毛工藝：呢坯含水率35%～40%，使用35#彎角山羊絨起毛針布，從零點開始，逐漸增加起毛力，直至達到預期的絨面和手感。

4.3 抗病毒抗菌整理

新型抗病毒抗菌整理劑的成分及作用機制：桑蠶絲/山羊絨雙面呢使用北京崇高納米科技公司最新研制的新型抗病毒抗菌整理劑BCNT進行抗病毒抗菌整理。BCNT是高分子材料與銀鋅離子納米復合的抗病毒抗菌整理劑，對桑蠶絲/山羊絨雙面呢進行整理時，先將BCNT配制成水溶液，再通過浸—軋—烘工藝使其與面料及纖維結合，當病毒接觸桑蠶絲/山羊絨雙面呢時，納米高分子材料與病毒蛋白包膜融合，銀、鋅離子進入病毒內部，破壞病毒的DNA、RNA核酸合成，阻止遺傳信息復制，從而使病毒失去活性；當細菌接觸桑蠶絲/山羊絨雙面呢時，納米高分子材料、銀、鋅離子通過結合細菌細胞膜活性位點破壞細菌細胞膜，從而殺滅細菌。新型抗病毒抗菌整理劑不僅附著于面料和纖維的表面，復合納米粒子還會向山羊絨鱗片層內部滲透，與纖維深度結合，使抗病毒抗菌功能紡織品能夠耐洗滌。實驗表明，用新型抗病毒抗菌整理劑及整理技術處理的紡織品，經水洗50次后仍保持優良的抗病毒抗菌性能。

抗病毒抗菌整理工藝要求：應避免過度高溫整理影響抗病毒抗菌性能，統籌設計后整理工藝流程，將抗病毒抗菌整理工序放在燙光、罐蒸等高溫整理工序之后，在基本完成桑蠶絲/山羊絨雙面呢風格、手感和內在質量整理后，再進行抗病毒抗菌整理。抗病毒抗菌整理主要工藝包括：抗病毒抗菌整理劑溶液配制、浸軋和烘干。

整理劑溶液配制：BCNT新型抗病毒抗菌整理劑包括 BCNT1和BCNT2 2種組分，可根據面料手感及抗病毒抗菌要求調整2種組分的使用比例，為保證良好的抗病毒抗菌效果，BCNT1和BCNT2對面料的施加總量不宜低于5.0%(owf)，同時加入柔軟劑改善手感，具體比例及用量可根據不同面料進行試驗調整。該產品抗病毒抗菌整理劑溶液配制處方為：BCNT-1 質量濃度8 g/L，BCNT-2質量濃度4 g/L，柔軟劑DZ-H 3 g/L。根據所需溶液總量分別計算助劑BCNT1、BCNT2和DZ-H的用量，將其依次加入配料桶水中,攪拌混合均勻后抽入軋水機助劑槽待用。

浸軋工藝：常溫，使用二浸二軋工藝，壓力49 N，布速8 m/min，帶液率60%，經計算可知對面料施加助劑量BCNT1為4.8%(owf),BCNT2為2.4%(owf)。出布打卷。

烘干工藝：為保證抗病毒抗菌效果，浸軋后烘干工藝控制非常重要，具體工藝為：溫度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，按后續工藝流程整理至成品。

5 成品檢測結果

由于目前國內尚沒有紡織品抗病毒檢測標準，委托廣東省微生物分析檢測中心按照ISO 18184—2014《紡織品抗病毒檢測方法》對抗病毒抗菌桑蠶絲/山羊絨雙面呢產品進行了甲型流感病毒H1N1的抗病毒活性檢測[14]，抗甲型流感病毒H1N1檢測結果為：抗病毒活性值2.29，抗病毒活性率99.49%。

委托上海微譜化工技術服務有限公司按照ISO 18184—2014《紡織品抗病毒檢測方法》對洗滌50次后的抗病毒抗菌產品進行了冠狀病毒GX_P2V抗病毒活性檢測，檢測結果為：抗病毒活性值0.95，抗病毒活性率88.78%。

委托山東省產品質量檢驗研究院按照GB/T 20944.3—2008《紡織品抗菌性能的評價》，對洗滌50次后的抗病毒抗菌產品檢測抗菌性能，檢測結果見表2。成品安全性能檢測結果見表3。成品物理性能檢測結果見表4。

表2 抗菌檢測結果 %

表3 成品安全性能

表4 成品物理性能

檢測結果顯示：該產品抗病毒性能、抗菌性能優良，安全性能、物理指標均達到了設計要求并符合相關標準。抗病毒抗菌桑蠶絲/山羊絨雙面呢輕薄舒適、彈性好，絨面細膩豐滿、手感柔糯，光澤柔和自然，內在質量穩定，抗病毒抗菌性能優良持久，是制作高端服裝的理想面料。成品實物見圖1。

圖1 成品實物圖

6 結束語

抗病毒抗菌桑蠶絲/山羊絨雙面呢的開發，實現了用半精紡紡山羊絨/蠶絲高支紗，織制高檔輕薄雙面呢的設計目的，通過新型抗病毒抗菌整理劑及整理技術賦予了面料持久抗病毒抗菌的功能，希望該產品的開發能為國內毛紡織抗病毒抗菌技術和產品的進一步開發起到拋磚引玉的作用，同時也建議盡快制定行業抗病毒抗菌毛紡織品的產品評價標準和檢測方法，彌補毛織物抗病毒抗菌標準方面的空白，為相關產品提供規范指引。