銅離子廣譜抑菌功能襪的研究與開發

陳志鵬

(浙江夢娜襪業股份有限公司，浙江 義烏 322000)

銅離子廣譜抑菌功能襪的研究與開發

陳志鵬

(浙江夢娜襪業股份有限公司，浙江 義烏 322000)

利用錦綸基銅離子纖維進行抑菌襪類產品研發，將彩色橫條紋、漸變、熒光等時尚元素引入襪品設計生產，使產品不僅具有持久有效廣譜抑菌與耐磨功能，還具有外觀新穎與穿著舒適的特點。

襪品；銅離子；抑菌

隨著新型纖維材料、織造工藝、后整理加工等紡織科學技術的進步，以及人們對功能性紡織品需求的增長，具有吸濕排汗、抗菌除臭、阻燃、防水等特點的功能性產品得到開發與應用推廣。襪品作為人們日常生活中的著裝搭配產品，具有護足保暖、穿著舒適的基本作用，近年來，具有抑菌功能的襪類產品逐漸得到了消費者和市場的認可。

探討錦綸基銅離子纖維在襪品上的應用開發與抑菌性能，研發了10%含量銅離子纖維的襪品，測試了襪品對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌以及紅色毛癬菌的抑菌效果，并優化產品開發方案。

1 抑菌功能

根據抑菌機理與加工特點，纖維與織物抑菌方法常采用抑菌材料和抗菌整理2類。

1.1 抑菌纖維材料

1.1.1 天然纖維

在織襪過程中添加抑菌型天然纖維紗線，比如麻類纖維。麻類纖維具有一定抑菌性，從纖維成分來說，纖維中含有某些具有抗菌、抑菌功能的活性成分，如麻甾醇、鞣質等，對細菌具有一定的抑殺效果[1]。

1.1.2 改性纖維

紡絲過程中添加抗菌劑制成抗菌纖維，比如銀系抗菌纖維。對于銀系抗菌纖維而言，其抗菌作用主要來源于纖維表面或內部的銀系抗菌劑，利用銀離子與菌體內重要物質作用或者利用銀離子的極性催化作用來抑制細菌的生長和繁殖，達到抗菌的目的。但人體汗液和創口的分泌液中含有大量的氯化鈉，導致銀系抗菌制品中的銀離子與氯離子反應生成氯化銀沉淀，影響產品的抗菌性，因此還應進一步研究銀系抗菌纖維的耐氯性[2]。

1.2 抗菌整理

紡織品的抗菌整理多采用主動抗菌，即通過一定方式將特殊的抗菌物質引入紡織材料來達到抗菌目的。目前多采用雙胍類、異噻唑啉酮類、有機硅季銨鹽類和酚類等溶出型有機抗菌劑。但是，長期使用這些抗菌劑很容易產生耐藥性菌種，大大影響抗菌效果[3]。

抗菌整理由于存在后整理添加助劑進而影響織物安全性，以及耐水洗性而逐漸少用或不用；具有抗菌功能的天然纖維品類較少，應用領域受限；改性纖維在保持原有纖維特性的同時，賦予織物安全、持久有效的抗菌功能，是目前以及今后抗菌紡織品的主流。

2 銅離子抑菌功能襪品

2.1 抑菌機理

銅是一種天然的金屬元素，帶正電的銅離子和帶負電的細菌易結合，并且易穿透細菌的細胞壁與細胞內的基因DAN和RAN結合，破壞細菌的蛋白質和呼吸酶，進而造成細菌的死亡達到殺菌滅菌的作用。此外2008年美國國家環境保護局明確指出并認可了銅元素的高效抑菌性[4]。

2.2 材料選擇

目前，銅離子纖維大多以錦綸為載體，用化學方法將銅微量元素添加到錦綸中，添加量一般在1%～3%，纖維兼具錦綸的耐磨性與銅的良好抗菌性。

2.3 襪品的設計與開發

2.3.1 產品規格和原料

產品規格：襪號22～24(底長19 cm)、24～26(底長21 cm)、26～28(底長23 cm)。

采用的織襪材料見表1所示。

表1 織襪材料及組織

2.3.2 主要結構參數與編織工藝

產品結構參數控制部位如圖1所示，具體參數要求如表2所示。

GF：襪口寬；AF：襪口長；L1：上筒長；L2：腳底長；L3：上筒寬；L4：下筒寬。圖1 錦綸基銅離子抑菌襪尺寸結構圖

襪號底長底長公差總長公差口高口寬22～241924～2621±1.5-2-0.5±0.826～2823

織造設備參數為：機型 LONATI G61Q電腦織襪機；路數 6 F；針數 168 N；機速 240～300 r/min。

工藝路線為：給紗→織造→縫頭→定型→檢測→包裝入庫。

2.3.3 工藝設計

采用電子選針，電腦模塊選擇平針、添紗、提花、毛圈等組織編程，并將程序導入襪機，由程序指令控制機件成圈并相互串套成織物。

花型、工藝程序設計即襪子電腦編程和花型的產品設計過程：

(1)打開計算機襪機專用設計軟件，根據產品工藝要求選擇機器型號(例如G61Q棉襪，平針、毛圈二用機器)，進行襪子款式的程序指令控制。程序全部編排好后存檔，然后進入襪機輔助機構程式；進入程式后選擇相應機器的針數和針筒口徑，加油次數等，選好后存檔；再根據襪子產品各個步段工藝情況修改調整，比如：襪子長短、橫拉大小，速度要求等；修改調整后再一次存檔，初步完成襪子的基本組織程序設計。

(2)花型繪圖電腦設計。打開PHOTON繪圖軟件，根據步驟(1)選擇相應機器型號，比如選擇G61Q機型，然后進入新的繪圖視窗；根據工藝設計寫入針數、圈數、線圈狀態(添紗、提花、集圈、毛圈等花色組織)，按照襪子花型進行繪圖設計(根據設計選用具體顏色要求和繪圖功能等內容)；接著取名存檔，完成襪子花型繪圖設計方面的工作。

(3)打開步驟(1)中襪機排程式軟件，利用花型轉換將設計好的花型文檔插入到襪子所需要的部位(比如襪口、襪筒、襪頭跟等部段)上，相關花型和程式合并成一個完整的程序文件，然后再次存檔，最后將完全文件輸入到襪機進行打樣試制。

2.3.4 工藝調試

(1)穿紗時要特別注意，一旦有一根紗線穿錯，則會在襪子表面出現花型錯誤、翻紗等疵點。

(2)程序設計要符合襪機織針、沉降片、三角等機件成圈配合的原理，不同部位織針排列符合工藝要求，否則就達不到預期效果。

(3)進紗張力直接影響到襪機設備的正常運轉及襪子品質，所以需要反復調試、嚴格控制。

(4)織造工序下機后的襪子為半成品，襪頭未經縫合、襪子結構松散，不具服用性能。因此，要求經過縫合后的襪頭牢固，經過定型后的襪子尺寸、板型穩定，具有良好的穿用性。

2.3.5 新產品款式系列化

結合襪品時尚化市場流行趨勢，通過款式結構變化，對錦綸基銅離子抑菌襪進行了系列化設計開發，開發出時尚舒適與休閑運動概念新產品，如圖2所示。

3 抑菌功能測試和分析

研發的產品對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌以及紅色毛癬菌抑菌率測試結果如表3所示。

圖2 錦綸基銅離子抑菌襪產品系列化款式效果

表3結果顯示，襪品對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌抑菌率根據FZ/T 73023-2006《抗菌針織品》檢測標準，水洗50次后，表現出較高的抑菌率，具有較強的抑制這3類菌種生長和繁殖的作用。

紅色毛癬菌是最常見的致病性皮膚癬菌，腳氣(足癬)的主要病原菌是由紅色毛癬菌引起，根據GB/T 20944.2-2007《紡織品 抗菌性能的評價 第2部分：吸收法》，含10%錦綸基銅離子纖維的襪子對紅色毛癬菌的抑菌率高達99.86%，抑菌效果顯著。

表3 抑菌率測試結果

4 結語

目前國內外襪類產品的抑菌效果相當一部分是通過后道整理來實現，后整理產品存在化學助劑對人體有害的風險、不環保，且功能隨著使用次數或洗滌次數逐漸衰減(有些產品使用幾次后就會喪失抑菌功能)。錦綸基銅離子抑菌襪是在材料與織物組織結構方面賦予產品抑菌特性，具有強力、持久的抗菌、除臭、自潔等功能，其抑菌效果明顯高于其他類抑菌產品，將彩色橫條紋、漸變、熒光等時尚元素引入襪品設計生產，不同部段采用不同色塊紗線區別編織，使得產品不僅具有持久有效廣譜抑菌與耐磨功能，還具有外觀新穎與穿著舒適的特點。

[1] 王 群,齊 魯,劉國忠,等.麻類纖維抗菌機理和性能的研究現狀[J].上海紡織科技,2010,38(10):11-13.

[2] 李會改,萬 明,王梅珍,等.銀系抗菌纖維的研究現狀[J].合成纖維,2014,43(7):29-32.

[3] 邢彥軍,宋 陽,吉友美,等.銀系抗菌紡織品的研究進展[J].紡織學報,2008,29(4):127-133.

[4] 田艷紅,王建坤,楊菊花,等.載銅離子抗菌劑的制備及其絡合棉織物的性能[J].紡織學報,2015,36(12):79-84.

2016年化纖行業大力踐行綠色發展

黨的十八屆五中全會將綠色發展作為“十三五”經濟社會發展的重要引領之一，在《中國制造2025》中，“綠色”貫穿其間，成為全文的主色調。把綠色制造作為主要方向之一，也是中國紡織工業可持續發展的必然選擇。過去的一年中，作為占據全球化纖比重達70%的我國化纖行業，率先將綠色發展理念落地生根。

為支持化纖行業綠色制造、循環再生領域的科技創新，推進化纖行業的綠色制造事業，中國化學纖維工業協會與浙江綠宇環保有限公司共同設立了“中國化學纖維工業協會·綠宇基金”，并于2016年正式啟動。

Research and Development of Cu2+Antibacterial Functional Socks

CHEN Zhi-peng

(Zhejiang Mengna Knitting Co. Ltd.，Yiwu 322000, China)

The antibacterial functional socks using nylon based Cu2+fiber were developed. The color horizontal stripes, gradient and fluorescent fashion elements were introduced into the socks design and production to obtain durable, effective broad-spectrum antibacterial and wear-resistant functions, the novelty appearance and wear comfortable features.

hosiery；Cu2+；antibacterial

2016-11-25；

2016-12-18

浙江省省級工業新產品開發項目(201505GH010)

陳志鵬(1985-)，男，工程師，碩士，主要從事襪類新產品、新工藝、新技術的研究與開發。

TS186.3

B

1673-0356(2017)02-0019-03