非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法
2023-05-27 18:16:46 1
非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，包括以下步驟：首先，將纖維素漿粕製成紡絲粘膠溶液，並在此過程中或者該工序結束後，加入反應性抗菌劑；接著依次進行紡絲、後處理以及烘乾工藝步驟，即可製得耐久抗菌性再生纖維素纖維；由此可知，本發明採用帶有反應活性基團的抗菌劑，將該類抗菌劑添加到紡絲液中，與纖維素纖維大分子側鏈上的羥基，形成共價鍵結合；通過溼法紡絲法，製備出具有抗菌性能的纖維素纖維。該纖維具有永久的抗菌性能；由於與纖維素大分子側鏈進行反應，對纖維素纖維基本性能沒有損傷。
【專利說明】非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，屬於紡織【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著工業的迅速發展和人們生活水平的提高，人們對環境衛生和自我保健的意識日益增強。人們不可避免地會接觸到各種各樣的細菌、真菌等微生物，這些微生物在合適的外界條件(如溫度，溼度)下會迅速繁殖並通過接觸傳播疾病，影響人們的身體健康和正常工作、學習和生活。
[0003]人類的生活空間中存在著無數的微生物，僅僅人體上半身的皮膚上每平方米就有50-5000個微生物它們從汗水和其他分泌物中獲取營養而進行生長、繁殖、死亡的新陳代謝。這些微生物中有大量的致病菌，可直接使人體發病，落在衣服、鞋帽、被褥及其他日用紡織品上，再轉移到適合繁殖的人體部位也能引起疾病。因此賦予紡織品一定的抗菌性能，無疑是消除細菌傳播的一個重要途徑。
[0004]近年來，科研人員致力於發展高效、低毒、環境友好、緩釋、長效的有機抗菌劑。有機類抗菌劑具有殺菌速度快，抗菌效能高，加工方便，顏色穩定等特點，在某些領域中有著不可替代的作用。對於抗菌整理劑，可分為溶出型和非溶出型兩大類。溶出型的抗菌劑用交聯樹脂固著在纖維上，抗菌物質緩慢溶出達到抗菌作用，這種抗菌劑抗菌效果好，但往往會將織物內及皮膚上的微生物一概殺死，降低體系中微生物絕對數量，破壞皮膚表面的微生態平衡，造成菌群失調。非溶出型抗菌整理劑則與纖維上的羥基、氨基反應結合，只殺死織物內的細菌及織物纖維所能接觸到的皮膚上的細菌(從微生物尺度來說實際的接觸面很小)，因而不會破壞皮膚的微生態平衡，具有安全性和耐久性，滿足生態紡織品標準的安全性要求，是今後的發展方向。
[0005]現有技術的抗菌方法是將抗菌劑通過浸泡、浸軋、塗覆等方法使得材料具有一定的抗菌性能，但通過這些方法得到的抗菌纖維或面料，抗菌劑都只存在於纖維的表層中，脫落後難補充，其抗菌效果不持久。中國專利201010285121.7公布了將纖維加入硝酸銀溶液中，進行浸泡吸附處理，然後將吸附後的纖維進行還原反應，從而得到納米銀抗菌纖維。該方法只是通過納米銀與織物的物理吸附，沒有發生化學共價結合，耐久性不強。
[0006]美國專利US5985301公布了採用載銀磁性礦粉作為抗菌劑，與纖維素纖維複合，製備出抗菌纖維素纖維，並應用於醫用抗菌布製品；與此類似的中國專利200410060290所公布的一種抗菌纖維及其生產方法，採用載銀沸石作為抗菌劑，和纖維素磺酸酯溶液共混紡絲而成為抗菌粘膠纖維。這種方法只是將含有抗菌劑的載體與紡絲液進行簡單的物理混合，並未發生化學反應，經過洗滌後，其抗菌劑也會脫落；其次，因為在紡絲液中添加了載體顆粒，也會造成纖維的強力等性能下降；再次，紡絲液中的添加物需要用顆粒非常細小的，這會使生產加工成本增高，如果採用顆粒較大的，在紡絲的時候會造成噴絲頭的堵孔，給生產帶來不必要的麻煩，同時也會縮短噴絲頭的使用壽命。[0007]中國專利201110213768.3將含有薑黃素成份的植物抗菌漿液與粘膠紡絲溶液混合後進行溼法紡絲得到薑黃素抗菌纖維。雖然不存在固體顆粒對噴絲頭的堵孔問題，但此法只是兩種溶液間的物理混合，並未發生共價鍵的反應。植物抗菌漿液的有效成份利用率不高，在紡絲和後處理過程中容易流失。總之，不管以何種形態的添加物，如果添加物僅僅與紡絲液進行物理共混，其抗菌效果隨著時間的推移均會消退。
[0008]中國專利201210400742.4公布了一種含滷胺的抗菌纖維素織物的製備方法，其通過先用高碘酸鹽水溶液氧化纖維素織物，在織物表面生產醛基；然後通過醛基和三聚氰胺或者其衍生物上的胺基間的席夫鹼反應，將三嗪環接枝到織物表面。然後用硼氫化鈉水溶液處理織物後，再用次齒酸鹽水溶液漂洗織物，三嗪環上的胺基生成了具有強氧化性的N-滷代胺，從而賦予織物抗菌功能。該法採用強氧化劑對織物進行預處理，會對織物強力、外觀產生損傷，嚴重影響了織物的應用性能。同時，纖維素織物在殺菌後，仍需用次滷酸鹽水溶液重新漂洗，織物的抗菌功能才能再生。顯然，該法較為繁瑣，且抗菌性耐久性不高。
【發明內容】
[0009]本發明為了克服現有的抗菌纖維採用浸泡、塗覆，抗菌劑與紡絲液物理共混，織物化學接枝等方法所帶來的缺陷，如耐洗性差，對纖維或織物強力、外觀等性能損傷大，抗菌劑有效利用率低等。
[0010]為實現本發明的技術目的，本發明提供了:
一種非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，包括以下步驟:首先，將纖維素漿柏製成紡絲粘膠溶液，並在此過程中或者該工序結束後，加入反應性抗菌劑；接著依次進行紡絲、後處理以及烘乾工藝步驟，即可製得耐久抗菌性再生纖維素纖維。
[0011]所述的將纖維素漿柏製成紡絲粘膠溶液的工藝過程，具體包括以下依次進行的工序:浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡；所述的反應型抗菌劑在浸潰、黃化或者溶解工序加入。
[0012]所述反應性抗菌劑的添加量為纖維素漿柏中甲種纖維素含量的0.1%_15%。
[0013]所述反應性抗菌劑的反應性基團結構選自均三嗪結構、環氧基結構以及矽氧烷結構中的一種或幾種；所述反應型抗菌劑的抗菌部分選自異噻唑啉、季銨鹽、仲胺、滷代羥基二苯醚類以及滷胺類中的一種或兩種。
[0014]所述反應性抗菌劑為反應性異噻唑啉或反應性有機娃季銨鹽或反應性滷代輕基二苯醚類或反應性殼聚糖類或反應性滷胺類中的一種或兩種以上物質組成的混合物。
[0015]所述纖維素漿柏選自棉漿柏、木漿柏、竹漿柏、麻漿柏中的一種或多種。
[0016]本發明的有益效果在於:
(I)本發明所提供的一種非溶出性抗菌纖維的製備方法，採用帶有反應活性基團的抗菌劑，將該類抗菌劑添加到紡絲液中，與纖維素纖維大分子側鏈上的羥基，形成共價鍵結
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[0017](2)通過溼法紡絲法，製備出具有抗菌性能的纖維素纖維。該纖維具有永久的抗菌性能；由於與纖維素大分子側鏈進行反應，對纖維素纖維基本性能沒有損傷。
[0018](3)所採用的抗菌劑為液態或者能以水溶液的形式添加到紡絲液中，從而也可解決傳統的抗菌劑以固體載體形式添加到紡絲液中，而對紡絲工藝和纖維性能造成影響的問 題。
具體實施例
[0019]實施例1
採用聚合度520，甲種纖維素含量90%的木漿柏，依次經過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡等工序製備功能性纖維素纖維紡絲液。其中，在黃化過程中加入相當於甲纖含量4%的反應性有機矽季銨鹽類抗菌劑3 -(三甲氧基矽烷基)丙基二甲基十八烷基氯化物)。所得功能性纖維素纖維紡絲液中甲纖含量8.9%，Na0H5.8%，粘度(落球法)50s,熟成度(10%NH4C1) 13ml，粘膠酯化度為45的纖維素黃酸酯紡絲原液；採用溼法紡絲工序進行紡絲。噴絲頭規格為20000孔X0.06mm，紡絲速度為50m/min，紡絲間溫度26°C，相對溼度66%。凝固浴組成為:硫酸110g/L，硫酸鈉305 g/L，硫酸鋅12 g/L，溫度52°C，酸浴落差2g/L。後處理工藝:脫硫濃度5g/L，溫度70°C，上油濃度5g/L，經上油烘乾後纖維含水率< 8%，最後打包。經過上述步驟製備的纖維的主要指標如下:纖度1.64dtex ;幹強2.2cN/dtex ；溼強 1.43cN/dtex ;幹伸 15.3%。
[0020]抗菌性測試:採用振蕩法，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進行測試，操作方法按照GB/T 20944.3-2008執行。對大腸桿菌的抑菌率為93%，對金黃色葡萄球菌的抑菌率為90%。
[0021]實施例2:
採用聚合度550，甲種纖維素含量93%的棉漿柏，依次經過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡等工序製備纖維素纖維紡絲液。在纖維素黃酸酯後溶解過程中，加入相當於甲纖含量4%的反應性N-三乙氧基娃丙基異噻唑啉-3-酮，製得甲纖含量8.8%,Na0H5.9%，粘度(落球法)48s,熟成度(10%NH4C1) 12ml，粘膠酯化度為50的纖維素黃酸酯紡絲原液；採用溼法紡絲工序進行紡絲。噴絲頭規格為20000孔X0.06mm,紡絲速度為50m/min，紡絲間溫度25°C，相對溼度65%。凝固浴組成為:硫酸115g/L，硫酸鈉300 g/L，硫酸鋅10 g/L，溫度52°C，酸浴落差3g/L。後處理工藝:脫硫濃度7g/L，溫度70°C，上油濃度4.8g/L，經上油烘乾後纖維含水率< 8%，最後打包。經過上述步驟製備的纖維的主要指標如下:纖度 I.58dtex ;幹強 2.3cN/dtex ;溼強 1.48cN/dtex ;幹伸 14.6%。
[0022]抗菌性測試:採用振蕩法，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進行測試，操作方法按照GB/T 20944.3-2008執行。對大腸桿菌的抑菌率為94%，對金黃色葡萄球菌的抑菌率為95%。
[0023]實施例3:
採用聚合度550，甲種纖維素含量93%的棉漿柏，依次經過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡等工序製備纖維素纖維紡絲液。在纖維素黃酸酯後溶解過程中，加入相當於甲纖含量4%的反應性1，3- 二(二甲基十二氯化銨乙氧基)三聚氯氰，製得甲纖含量8.8%，Na0H5.9%，粘度(落球法)48s，熟成度(10%NH4C1) 12ml，粘膠酯化度為50的纖維素黃酸酯紡絲原液；採用溼法紡絲工序進行紡絲。噴絲頭規格為20000孔X0.06mm，紡絲速度為50m/min，紡絲間溫度25°C，相對溼度65%。凝固浴組成為:硫酸115g/L，硫酸鈉300 g/L，硫酸鋅10 g/L,溫度52°C，酸浴落差3g/L。後處理工藝:脫硫濃度7g/L，溫度70°C，上油濃度4.8g/L，經上油烘乾後纖維含水率< 8%，最後打包。經過上述步驟製備的纖維的主要指標如下:纖度 I.58dtex ;幹強 2.3cN/dtex ;溼強 1.48cN/dtex ;幹伸 14.6%。
[0024]抗菌性測試:採用振蕩法，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進行測試，操作方法按照GB/T 20944.3-2008執行。對大腸桿菌的抑菌率為97%，對金黃色葡萄球菌的抑菌率為96%。
[0025]實施例4:
採用聚合度500，甲種纖維素含量89%的棉漿柏，依次經過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡等工序製備纖維素纖維紡絲液。在纖維素黃酸酯後溶解過程中，加入相當於甲纖含量4%的反應性3- (2-羥乙氧基)異噻唑，製得甲纖含量8.5%，Na0H6.1%，粘度(落球法)50s，熟成度(10%NH4C1) 13ml，粘膠酯化度為50的纖維素黃酸酯紡絲原液；採用溼法紡絲工序進行紡絲。噴絲頭規格為20000孔X0.06mm，紡絲速度為50m/min，紡絲間溫度260C，相對溼度66%。凝固浴組成為:硫酸105g/L，硫酸鈉310 g/L,硫酸鋅12g/L，溫度50°C，酸浴落差3g/L。後處理工藝:脫硫濃度6g/L，溫度70°C，上油濃度4.8g/L，經上油烘乾後纖維含水率< 8%，最後打包。經過上述步驟製備的纖維的主要指標如下:纖度1.62dtex ;幹強2.3cN/dtex ;溼強 1.36cN/dtex ;幹伸 14.1%。
[0026]抗菌性測試:採用振蕩法，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進行測試，操作方法按照GB/T 20944.3-2008執行。對大腸桿菌的抑菌率為94%，對金黃色葡萄球菌的抑菌率為92%。
【權利要求】
1.一種非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟:首先，將纖維素漿柏製成紡絲粘膠溶液，並在此過程中或者該工序結束後，加入反應性抗菌劑；接著依次進行紡絲、後處理以及烘乾工藝步驟，即可製得耐久抗菌性再生纖維素纖維。
2.根據權利要求1所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，其特徵在於，所述的將纖維素漿柏製成紡絲粘膠溶液的工藝過程，具體包括以下依次進行的工序:浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡；所述的反應型抗菌劑在黃化或者溶解工序加入。
3.根據權利要求1所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，其特徵在於，所述反應性抗菌劑的添加量為纖維素漿柏中甲種纖維素含量的0.1%-15%。
4.根據權利要求1所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，其特徵在於，所述反應性抗菌劑的反應性基團結構選自均三嗪結構、環氧基結構以及矽氧烷結構中的一種或幾種；所述反應型抗菌劑的抗菌部分選自異噻唑啉、季銨鹽、仲胺、滷代羥基二苯醚類以及滷胺類中的一種或兩種。
5.根據權利要求4所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，其特徵在於，所述反應性抗菌劑為反應性異噻唑啉或反應性有機娃季銨鹽或反應性滷代輕基二苯醚類或反應性殼聚糖類或反應性滷胺類中的一種或兩種以上物質組成的混合物。
6.根據權利要求1所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的製備方法，其特徵在於，所述纖維素漿柏選自棉漿柏、木漿柏、竹漿柏、麻漿柏中的一種或多種。
【文檔編號】D01F2/08GK103526319SQ201310447386
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】胡青青, 陳紅霞, 陸鵬, 丁可敬 申請人:江蘇金太陽紡織科技有限公司