紗線的抗菌加工方法
2023-05-26 11:57:46 1
專利名稱：紗線的抗菌加工方法
技術領域：
本發明涉及一種紗線的抗菌加工方法，它是一種利用上蠟方式使抗菌劑塗布於紗線的外表面，再藉由蒸氣熔解蠟讓抗菌劑滲透入紗線內部的抗菌處理方法。
背景技術：
現行紡織品抗菌加工技術有兩種方式一、抗菌纖維的製作將合成纖維在製作時即將抗菌劑混入纖維高分子的熔融體或溶液體中，經過紡絲過程即得到具有抗菌效果的纖維。
二、纖維織物的加工處理對織成的纖維布料加工，讓抗菌劑滲入布匹內部接觸纖維表面，而得到抗菌布。
一般而言，第一種對於未形成的纖維進行抗菌加工，具有其抗菌性持久的功能，但是製作成本較高，並且抗菌劑的添加會影響纖維的表面摩擦係數以及其它物性，不利於紡紗及織布。而第二種對於布匹的抗菌加工具有成本較低的優點，卻因為使用加工接觸的樹脂而影響纖維表面的觸感，甚至於不耐水洗，抗菌效果無法持久。
發明的內容因此，本發明人為減輕及克服上述抗菌加工方式的缺點，採用紗線作為抗菌加工對象，以達到耐久抗菌性並同時降低生產成本的目的。
在紡織工程中，為使紗線能夠順利織造成布匹，一般都必須藉由上蠟的操作，以降低紗線的摩擦係數，以避免在織布機上造成斷紗或摩損機械。
本發明乃應用上蠟方式，將抗菌劑與纖維使用的蠟混合成抗菌蠟塊，然後，將抗菌蠟塊附著於纖維表面，而後再經過熱處理讓抗菌劑隨著蠟的熔解而滲入紗線之中固著，以獲得使紗線具有抗菌能力的效果。
本發明中的抗菌劑包含抗菌成分、有機酸水溶液和表面活性劑。所述抗菌成分是脫乙醯殼多糖(chitosan)、羧甲基脫乙醯殼多糖(carboxymethylchitosan)與2，4，4』-三氯-2』-羥基-二苯醚(2，4，4』-trichloro-2』-hydroxy-diphenylether)其中之一或兩種或三種的組合，它們的化學式如下所示 R1＝H或COCH3脫乙醯率＝NH2數目/n脫乙醯殼多糖(chitosan) R1＝H或CH2COOHR2＝H，COCH3，CH2COOH脫乙醯率＝NH2數目/n羧甲基取代率＝CH2COOH/n羧甲基脫乙醯殼多糖(carboxymethyl chitosan) 2，2，4』-三氯-2』-羥基-二苯醚(2，2，4』-trichloro-2』-hydroxy-diphenylether)將上述抗菌成分溶解於有機酸的水溶液，再添加表面活性劑，配製成粘液，就製成了本發明的抗菌劑。
在本發明的紗線抗菌加工方法中，其中抗菌劑在與纖維用蠟混合前，先將抗菌成分用有機酸配製成溶液，其有機酸可為醋酸、丙烯酸、丙二酸、己二酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、馬來酸、葡萄糖酸與戊二酸中的任一種或一種以上的組合，有機酸的用量為抗菌劑重量的20-50％。
將抗菌劑與蠟融合使用時，抗菌劑佔蠟的重量的5-40％。
本發明的紗線抗菌加工方法，其中紗線的上蠟量為紗線重量的0.1-2％，上蠟後紗線的水蒸氣加熱處理溫度為80-120℃，處理時間為30-60分鐘。
在本發明的紗線抗菌加工方法中，其中所述紗線為棉、麻、毛、聚酯的短纖紗與混紡紗，或聚酯、聚醯胺、聚丙烯腈、聚氨酯的長纖紗，或任何材質的長纖維作為芯的棉、麻、毛包覆紗。
本發明的紗線抗菌加工方法具有下列特點1.本發明結合「上蠟」及「水蒸氣加熱」兩項既有的紡織工序對紗線進行加工以得到抗菌紗線。因此在設備上可以沿用現有的製造設備，在進行抗菌加工的同時，亦完成紗線潤滑(上油的目的)及定型(水蒸氣加熱的目的)，使紗線利於織造。
2.本發明在紗線階段進行抗菌加工得到抗菌紗，可以對於天然纖維或合成纖維組成的各種短纖紗、混紡紗、長短纖包覆紗進行抗菌加工處理，在應用上與纖維階段的抗菌加工法相比，具有成本低同時應用靈活性高的優點。
3.固態蠟及蒸氣是抗菌劑與纖維作用的媒介，固態蠟將抗菌劑帶到紗線表面，而蒸氣令抗菌劑與蠟脫離，並承接抗菌劑將其輸入紗線內部而完成抗菌劑與纖維的固著。因此依本發明所製作的抗菌紗其表面仍然含有蠟質，作為紗線的潤滑，而當紗線織成布以後只要以鹼性溫水即可洗除蠟質，得到抗菌布。
為了進一步說明本發明的實施形態及方式，下面列舉三個實施例，分別針對綿/聚酯混紡紗、聚氨酯長纖的棉包覆紗及尼龍絲(Nylon)進行抗菌加工處理以作為說明，並進行實驗證實其抗菌效果。
實施例實施例1對於40支棉/聚酯＝55/45的混紡紗的抗菌加工將10g脫乙醯殼多糖、10g 2，4，4』-三氯-2』-羥基-二苯醚、5g冰醋酸、10gTween 80非離子型表面活性劑，溶於100g水中，升溫到90℃使其完全溶解成為抗菌劑。
另取200g熔點介於60-63℃之間的200g石蠟，加熱至70℃使其完全熔融，將抗菌劑在90℃下緩緩倒入液態石蠟中，攪拌均勻並冷卻到20℃後，得到完全凝固的抗菌蠟塊。
使用絡筒機將抗菌蠟塊施加在40支棉/聚酯＝55/45的混紡物上，以100m/min的紗線卷取速度進行倒筒操作，上蠟率為0.8％的紗重。
完成上蠟的混紡紗使用高壓釜設定在120℃水蒸氣加熱60分鐘。將混紡紗冷卻，織成直徑為20公分的圓筒針織布，再以60℃、0.5％的氫氧化鈉溶液精練30分鐘後，使用清水洗淨至中性，脫水烘乾。
將上述精練前與精練後的圓筒針織布和未經抗菌蠟塊加工的布樣依美國織物材料整理的AATCC100抗菌標準，以金黃色葡萄球菌與肺炎桿菌為主要測試項目測試抗菌性，其結果如下(一)
1.試驗菌金黃色葡萄球菌ATCC No.6538。
2.測試布樣取2.0g植菌後經37℃培養24小時。
3.抑菌率＝100(A-B)/A％。
4.對照組使用未經抗菌蠟塊加工的混紡紗織造的布樣。
(二)
1.試驗菌肺炎桿菌ATCC No.11644。
2.測試布樣取2.0g植菌後經37℃培養24小時。
3.抑菌率＝100(A-B)/A％。
4.對照組使用未經抗菌蠟塊加工的混紡紗織造的布樣。
實施例2對於聚氨酯長絲芯的棉包覆紗的抗菌加工將5g脫乙醯殼多糖、1g羧甲基脫乙醯殼多糖、5g乳酸、15g Tween 80非離子型表面活性劑，溶於50g水中，升溫到100℃。
將200g乙烯合成蠟(polyethylene wax)，加熱至90℃使其完全熔解，將90℃抗菌劑倒入液態蠟中，在100℃加熱狀態攪拌均勻，再將混合液於10分鐘內降溫到20℃後，得到完全凝固的抗菌蠟塊。
將聚氨酯長纖芯的棉包覆紗(彈性紗)以60m/min的速度在絡筒機進行倒筒操作，在紗線經過的路線上安置兩組抗菌蠟塊，施行上蠟操作，當紗線在蠟塊表面磨擦兩次以後，上蠟率達到紗重的0.9％。
完成上蠟的包覆紗，在設定於120℃的高壓釜內進行水蒸氣加熱50分鐘，水蒸氣加熱後的紗線在烘箱內於150℃下烘乾5分鐘，以針織機織成圓筒布，再以60℃、0.5％的氫氧化鈉溶液浸潤30分鐘後，使用清水洗淨至中性。
依美國織物材料整理的AATCC100 Antibacterial標準，以金黃色葡萄球菌與肺炎桿菌為主要測試項目，測試經抗菌蠟塊加工後的布料的抗菌性，其結果如下(一)
1.測試布樣取2.0g植菌後經37℃培養24小時。
2.抑菌率＝100(A-B)/A％。
3.對照組使用未經抗菌蠟塊加工的聚氨酯長纖的棉包覆紗。
實施例3對於150旦/75根長絲的尼龍絲的抗菌加工將1g脫乙醯殼多糖、5g 2，4，4』-三氯-2』-羥基-二苯醚、1g冰醋酸、5gTween 80非離子型表面活性劑溶於20g水中，升溫到80℃使其完全溶解，取100g熔點介於80-100℃之間的100g乙烯合成蠟，加熱至90℃使其完全熔解，將抗菌劑在80℃下緩緩倒入液態蠟中，在90℃加熱狀態攪拌均勻，再將混合液於10分鐘內降溫到20℃後，得到完全凝固的抗菌蠟塊。
將有75根單纖的總細度為150旦的尼龍長絲絲束，使用絡筒機以50m/min的速度進行倒筒操作，將抗菌蠟塊放置於絡筒機的上蠟裝置讓尼龍絲經過兩次上蠟。
完成上蠟的尼龍絲，以高壓釜設定在120℃水蒸氣加熱60分鐘，再以烘箱在130℃下烘乾10分鐘，以針織機織成圓筒布，再以60℃、0.5％的氫氧化鈉溶液浸潤30分鐘後，使用清水洗淨至中性。
上述的圓筒布依美國織物材料整理的AATCC100 Antibacterial標準，以金黃色葡萄球菌與肺炎桿菌為主要測試項目，測試經抗菌蠟塊加工後的布料的抗菌性，並以JISL-103標準洗滌方式，洗滌五次驗證其耐水性質，結果如下
1.測試布樣取2.0g植菌後經37℃培養24小時。
2.抑菌率＝100(A-B)/A％。
經實驗證明，經過本發明的紗線抗菌加工方法處理過的布匹在經過24小時後，兩種菌種均有遭到抑制的成效顯現，而未經本發明方法處理的布匹，則不僅無法達到抑菌效果，並有細菌增生情形，此外，即使在水洗過後，仍然保有極佳的抗菌效果，因此本發明確實有其顯著的效益進步。
權利要求
1.一種紗線的抗菌加工方法，它包括將抗菌劑與蠟融合製成抗菌蠟塊使用於紗線上，並對上蠟後的紗線進行水蒸氣加熱，令抗菌劑滲透進入紗線內部固著於纖維表面。
2.如權利要求1所述的抗菌加工方法，其特徵在於所述抗菌劑佔蠟的重量的5-40％。
3.如權利要求1所述的抗菌加工方法，其特徵在於所述抗菌劑包含脫乙醯殼多糖、羧甲基脫乙醯殼多糖與2，4，4』-三氯-2』-羥基-二苯醚中的一種或者兩種或三種的組合物，還包含有機酸的水溶液和表面活性劑。
4.如權利要求3所述的抗菌加工方法，其特徵在於所述抗菌劑中的有機酸為醋酸、丙烯酸、丙二酸、己二酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、馬來酸、葡萄糖酸與戊二酸中的任一種或一種以上的組合，酸的用量為抗菌劑重量的20-50重量％。
5.如權利要求1或2所述的抗菌加工方法，其特徵在於所述紗線的上蠟量為紗線重量的0.1-2％，上蠟後紗線的水蒸氣加熱的溫度為80-120℃，處理時間為30-60分鐘。
6.如權利要求1或2所述的抗菌加工方法，其特徵在於所述紗線為棉、麻、毛、聚酯的短纖紗與混紡紗，或聚酯、聚醯胺、聚氨酯長纖維為芯的棉、麻、毛包覆紗。
全文摘要
本發明揭示了一種紗線的抗菌加工方法，該方法包括將抗菌劑與蠟融合製成抗菌蠟塊使用於紗線上，並對上蠟後的紗線進行水蒸氣加熱，令抗菌劑滲透進入紗線內部固著於纖維表面。在所述方法中，抗菌劑與蠟融合之前需溶解於有機酸的水溶液中，再添加表面活性劑製成粘液。所述酸的用量為抗菌劑重量的20－50％，抗菌劑與蠟的重量比率為5－40％，紗線的上蠟量為紗線重量的0.1－2％。該方法具成本低同時應用靈活性的優點。
文檔編號D06M15/01GK1508355SQ0215745
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月19日 優先權日2002年12月19日
發明者魏亞中 申請人:全球生技股份有限公司