CN110438796A - 一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织品制造技术领域，提供一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法；本发明准备的棉布不仅具有极佳的抗菌性，也具有较好的抗皱性和阻燃性，在过氧化苯甲酞的作用下粘胶纤维表面因被氧化产生的醛基与丙烯酸‑β羟丙酯发生反应生成三维立体的网状结构，将纳米银‑甲壳素复合抗菌液中的有效抗菌成分和有机硅阻燃剂限定在网状结构内，使得制备的棉布不仅具有很好的抗菌性能，同时还具有很好的阻燃性能。另外，由于粘胶纤维丙烯酸‑β羟丙酯发生反应生成三维立体的网状结构，使得本发明制备的棉布还具有很好的抗皱性能。其次，所选用的罗布麻纤维具有较好的耐湿抗腐性，与粘胶纤维进行混纺，能够使所得棉布具有极佳的医疗保健性能。

Description

一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法
技术领域
本发明涉及纺织品制造技术领域，具体涉及一种具有生物抗菌性 能棉布的制备方法。
背景技术
早在上世纪80年代，抗菌材料及制品目前已在发达国家大量进 入日常生活，例如抗菌瓷砖、安全消毒板等抗菌材料制品早已在欧美 等发达国家得到普遍推广。相比之下，我国的抗菌材料产业尚处于起 步阶段。得益于中国经济的快速发展，国民收入的不断提高，以及国 民对卫生健康关注度的不断提升，中国抗菌材料市场有着广阔的发展 前景及良好的发展势头。基于此，国际行业巨头纷纷将目光投向中国 市场。据中国抗菌材料及制品协会副理事长陈仪本介绍，抗菌材料 是一类具备抑菌和杀菌性能的新型材料，由于材料本身添加了一定的 抗菌物质，可以使材料表面的抗菌成分通过接触，实现杀菌或抑制微生物的生长和繁殖，达到消毒的目的。相比普通制品，用抗菌材料制 成的各种制品能有效的避免细菌的传播，减少交叉感染、疾病传播。 因为抗菌材料制品具有卫生自洁功能，并有使用方便、抗菌性与制品 寿命同步、可免去环境消毒(如紫射线消毒)等特点，深受医院等机 构的欢迎。
申请人经过检索，检索到现有技术1(CN101886338)公开了 一种生物抗菌棉纤维或棉布及其制备方法。使用生物防腐剂ε-聚赖氨 酸作为抑菌剂，使其与经过高碘酸钠氧化处理的棉纤维或棉布进行接 枝反应，或直接与未氧化处理的棉纤维或棉布进行吸附结合，从而制 备出一种具有抗菌抑菌效果的棉纤维或棉布。抗菌剂为生物防腐剂ε- 聚赖氨酸，安全性高。抗菌纤维或抗菌棉布能用于服装、卫生用品生 产。
抗菌棉纤维或棉布的制备方法，将棉纤维或棉布用0.03～ 0.1mol/L的高碘酸钠在30～60℃避光条件下氧化2～6h，得到含有 活性基团的氧化棉布纤维，氧化棉布纤维经0.1～1.0％的甘油反应、 洗涤0.5～2h后，再用水彻底洗涤，然后与0.5～5％的ε-聚赖氨酸进行室温接枝，取出后烘干或晾干得到具有抑菌活性的抗菌棉纤维或 棉布。
现有技术2(CN106344954)公开了一种生物抗菌细菌纤维素 敷料及其制备方法。使用生物防腐剂ε一聚赖氨酸(ε-PL)作为抑菌剂， 原花青素(PA)为交联剂，通过溶液浸泡以及交联技术，从而制备出一 种具有良好抗菌效果的细菌纤维素复合材料。抗菌剂ε-PL，安全性 高且具有广谱抗菌性；交联剂PA无毒无害，是公认的抗氧化剂。
一种生物抗菌细菌纤维素敷料及其制备方法，其特征在于，包括 以下步骤：
(1)将BC膜切成圆形状，并在去离子水中清洗几次；
(2)分别配置ε-PL和PA水溶液；
(3)将步骤(1)中的BC膜，在37℃下，浸泡在100ml的ε-PL水 溶液中，140r/min震荡24h；
(4)配置PBS磷酸盐缓冲液；
(5)将步骤(3)中的复合膜，在37℃下，浸泡在100mL的(4)为缓 冲液的PA水溶液中，140r/min震荡2h；
(6)将复合样本从溶液中取出并在去离子水中冲洗至中性，制得 一种新的抗菌敷料。
虽然现有技术中存在各种各样的抗菌的方法，但是技术繁琐，效 果不佳，另外在纺织材料的市场中，纺织材料的功能性和环保性越来 越受到消费者的重视。众所周知，纺织材料的表面性能起着比本体更 加重要的作用，所以，国内外学者常常对纤维进行表面改性，通过改 变其表面化学成分、组织结构等来获得理想的性能。目前的市场上， 具有抗菌性能纺织品较少，且其抗菌性能、阻燃性能、耐湿抗腐性也 较差，所以，如何设计一种抗菌性能、阻燃性能、耐湿抗腐性均较好 的纺织品成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有生物抗菌性能棉布 的制备方法，解决了现有技术的棉布抗菌性能较差且功能单一的问 题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，所述棉布的基材为粘胶 纤维和天然纤维，其制备方法包括以下步骤：
a、将粘胶纤维浸泡在处理液中对其进行预处理，预处理时间为 20～30min；
b、将预处理后的粘胶纤维浸泡在纳米银-甲壳素复合抗菌液中， 并向其中加入适量的表面活性剂，在超声波震荡器的作用下超声震荡 20～30min，然后加入质量为抗菌液5～8％的有机硅阻燃剂，并超声 分散10～20min，得混合组分；
c、向混合组分中加入质量分别为粘胶纤维2～5％的过氧化苯甲 酞、1.5～4％的丙烯酸-β羟丙酯，然后向其中缓慢滴加氨水溶液调节 pH至8～9，混合搅拌均匀后，微波加热至温度为65～80℃的条件下， 保温静置150～200min；
d、将c中的粘胶纤维捞出后在室温下进行纺丝，待自然凝固成 型后，得改性后具有生物抗菌性的粘胶纤维；
e、以粘胶纤维为纬线，天然纤维作为经线，利用喷气织机进行 织造，制备棉布粗产品；
f、量取适量的RO纯化水，并向其中分别加入质量为RO纯化 水的5～10％的活性染料、6～9％的柔软剂；混合均匀后用氨水调节 pH至5～7，搅拌均匀得到染液，调节染液温度后备用；
g、将e所得的棉布粗产品浸泡在f所得的染液中，浸泡时间为 30～60min；然后取出棉布，烘焙3～7min；然后再经水洗和烘干定 型，得到棉布成品。
更进一步地，所述天然纤维选用罗布麻纤维。
更进一步地，所述步骤a中的处理液选用浓度为0.4～0.8％的重 铬酸钾溶液。
更进一步地，所述步骤b中的纳米银-甲壳素复合抗菌液的制备 的步骤为：
(1)将备用的甲壳素用水洗净后，并将其在4％～6％的NaOH 中煮沸4～5h，再经充分水洗和烘干后备用；
(2)将通过溶胶凝胶法合成的纳米银与步骤(1)中的所得的 甲壳素进行复合得纳米银-甲壳素复合抗菌液。
更进一步地，所述步骤b中的表面活性剂选用硬脂酸或十二烷基 苯磺酸钠，且所述表面活性剂的加入量为纳米银-甲壳素复合抗菌液 液的2.0-2.6％。
更进一步地，所述步骤b中的超声震荡的功率为800～1000Hz， 超声分散的1000～1500Hz。
更进一步地，所述步骤c中的搅拌速度为100-200r/min。
更进一步地，所述步骤f中的柔软剂选用有机硅柔软剂。
更进一步地，所述步骤g中的烘焙温度为65～85℃。
有益效果
本发明提供了一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，与现有公 知技术相比，本发明的具有如下有益效果：
本发明中通过将粘胶纤维浸泡在重铬酸钾溶液中，能将粘胶纤维 表面的羟基氧化成醛基，为后续的接枝反应做准备。另外，将粘胶纤 维浸泡在纳米银-甲壳素复合抗菌液液中，并向其中加入适量的表面 活性剂，在超声波震荡器的作用下超声震荡处理，然后加入质量为抗 菌液5～8％的有机硅阻燃剂，并超声分散处理。在超声震荡和表面活 性剂的配合作用下，纳米银-甲壳素复合抗菌液中的有效抗菌成分和 有机硅阻燃剂能均匀的吸附在粘胶纤维的表面，在过氧化苯甲酞的作 用下粘胶纤维表面因被氧化产生的醛基与丙烯酸-β羟丙酯发生反应 生成三维立体的网状结构，将纳米银-甲壳素复合抗菌液中的有效抗菌成分和有机硅阻燃剂限定在网状结构内，使得制备的棉布不仅具有 很好的抗菌性能，同时还具有很好的阻燃性能。另外，由于粘胶纤维 丙烯酸-β羟丙酯发生反应生成三维立体的网状结构，使得本发明制备 的棉布还具有很好的抗皱性能。其次，所选用的罗布麻纤维具有较好 的耐湿抗腐性，与粘胶纤维进行混纺，能够使所得棉布具有极佳的医 疗保健性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，所述棉布的基材为粘胶 纤维和天然纤维，其制备方法包括以下步骤：
a、将粘胶纤维浸泡在处理液中对其进行预处理，预处理时间为20min；
b、将预处理后的粘胶纤维浸泡在纳米银-甲壳素复合抗菌液中， 并向其中加入适量的表面活性剂，在超声波震荡器的作用下超声震荡 20min，然后加入质量为抗菌液6％的有机硅阻燃剂，并超声分散 10min，得混合组分；
c、向混合组分中加入质量分别为粘胶纤维2％的过氧化苯甲酞、 3％的丙烯酸-β羟丙酯，然后向其中缓慢滴加氨水溶液调节pH至8； 混合搅拌均匀后，微波加热至温度为75℃的条件下，保温静置 180min；
d、将c中的粘胶纤维捞出后在室温下进行纺丝，待自然凝固成 型后，得改性后具有生物抗菌性的粘胶纤维；
e、以粘胶纤维为纬线，天然纤维作为经线，利用喷气织机进行 织造，制备棉布粗产品；
f、量取适量的RO纯化水，并向其中分别加入质量为RO纯化 水的8％的活性染料、6％的柔软剂；混合均匀后用氨水调节pH至6， 搅拌均匀得到染液，调节染液温度后备用；
g、将e所得的棉布粗产品浸泡在f所得的染液中，浸泡时间为 30min；然后取出棉布，烘焙3min；然后再经水洗和烘干定型，得 到棉布成品。
更进一步地，所述步骤a中的处理液选用浓度为0.6％的重铬酸 钾溶液。
更进一步地，所述步骤b中的纳米银-甲壳素复合抗菌液的制备 的步骤为：
(1)将备用的甲壳素用水洗净后，并将其在5％的NaOH中煮 沸4h，再经充分水洗和烘干后备用；
(2)将通过溶胶凝胶法合成的纳米银与步骤(1)中的所得的 甲壳素进行复合得纳米银-甲壳素复合抗菌液。
更进一步地，所述步骤b中的表面活性剂选用硬脂酸或十二烷基 苯磺酸钠，且所述表面活性剂的加入量为纳米银-甲壳素复合抗菌液 的2.3％。
更进一步地，所述步骤b中的超声震荡的功率为900Hz，超声 分散的1000Hz。
更进一步地，所述步骤c中的搅拌速度为150r/min。
更进一步地，所述步骤g中的烘焙温度为65℃。
实施例2：
一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，所述棉布的基材为粘胶 纤维和天然纤维，其制备方法包括以下步骤：
a、将粘胶纤维浸泡在处理液中对其进行预处理，预处理时间为 25min；
b、将预处理后的粘胶纤维浸泡在纳米银-甲壳素复合抗菌液中， 并向其中加入适量的表面活性剂，在超声波震荡器的作用下超声震荡 25min，然后加入质量为抗菌液8％的有机硅阻燃剂，并超声分散 15min，得混合组分；
c、向混合组分中加入质量分别为粘胶纤维5％的过氧化苯甲酞、4％的丙烯酸-β羟丙酯，然后向其中缓慢滴加氨水溶液调节pH至 8.5；混合搅拌均匀后，微波加热至温度为65℃的条件下，保温静置 150min；
d、将c中的粘胶纤维捞出后在室温下进行纺丝，待自然凝固成 型后，得改性后具有生物抗菌性的粘胶纤维；
e、以粘胶纤维为纬线，天然纤维作为经线，利用喷气织机进行 织造，制备棉布粗产品；
f、量取适量的RO纯化水，并向其中分别加入质量为RO纯化 水的5％的活性染料、9％的柔软剂；混合均匀后用氨水调节pH至7， 搅拌均匀得到染液，调节染液温度后备用；
g、将e所得的棉布粗产品浸泡在f所得的染液中，浸泡时间为 40min；然后取出棉布，烘焙5min；然后再经水洗和烘干定型，得 到棉布成品。
更进一步地，所述步骤a中的处理液选用浓度为0.4％的重铬酸 钾溶液。
更进一步地，所述步骤b中的纳米银-甲壳素复合抗菌液的制备 的步骤为：
(1)将备用的甲壳素用水洗净后，并将其在6％的NaOH中煮 沸4.5h，再经充分水洗和烘干后备用；
(2)将通过溶胶凝胶法合成的纳米银与步骤(1)中的所得的 甲壳素进行复合得纳米银-甲壳素复合抗菌液。
更进一步地，所述步骤b中的表面活性剂选用硬脂酸或十二烷基 苯磺酸钠，且所述表面活性剂的加入量为纳米银-甲壳素复合抗菌液 的2.6％。
更进一步地，所述步骤b中的超声震荡的功率为800Hz，超声 分散的1300Hz。
更进一步地，所述步骤c中的搅拌速度为100r/min。
更进一步地，所述步骤g中的烘焙温度为75℃。
实施例3：
一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，所述棉布的基材为粘胶 纤维和天然纤维，其制备方法包括以下步骤：
a、将粘胶纤维浸泡在处理液中对其进行预处理，预处理时间为 30min；
b、将预处理后的粘胶纤维浸泡在纳米银-甲壳素复合抗菌液中， 并向其中加入适量的表面活性剂，在超声波震荡器的作用下超声震荡 30min，然后加入质量为抗菌液5％的有机硅阻燃剂，并超声分散 20min，得混合组分；
c、向混合组分中加入质量分别为粘胶纤维4％的过氧化苯甲酞、 1.5％的丙烯酸-β羟丙酯，然后向其中缓慢滴加氨水溶液调节pH至 9；混合搅拌均匀后，微波加热至温度为80℃的条件下，保温静置 200min；
d、将c中的粘胶纤维捞出后在室温下进行纺丝，待自然凝固成 型后，得改性后具有生物抗菌性的粘胶纤维；
e、以粘胶纤维为纬线，天然纤维作为经线，利用喷气织机进行 织造，制备棉布粗产品；
f、量取适量的RO纯化水，并向其中分别加入质量为RO纯化 水的10％的活性染料、7％的柔软剂；混合均匀后用氨水调节pH至 5，搅拌均匀得到染液，调节染液温度后备用；
g、将e所得的棉布粗产品浸泡在f所得的染液中，浸泡时间为 60min；然后取出棉布，烘焙7min；然后再经水洗和烘干定型，得 到棉布成品。
更进一步地，所述步骤a中的处理液选用浓度为0.8％的重铬酸 钾溶液。
更进一步地，所述步骤b中的纳米银-甲壳素复合抗菌液的制备 的步骤为：
(1)将备用的甲壳素用水洗净后，并将其在4％的NaOH中煮 沸5h，再经充分水洗和烘干后备用；
(2)将通过溶胶凝胶法合成的纳米银与步骤(1)中的所得的 甲壳素进行复合得纳米银-甲壳素复合抗菌液。
更进一步地，所述步骤b中的表面活性剂选用硬脂酸或十二烷基 苯磺酸钠，且所述表面活性剂的加入量为纳米银-甲壳素复合抗菌液 的2.6％。
更进一步地，所述步骤b中的超声震荡的功率为1000Hz，超声 分散的1500Hz。
更进一步地，所述步骤c中的搅拌速度为200r/min。
更进一步地，所述步骤g中的烘焙温度为85℃。
产品性能检测：
将本发明中实施例1、实施例2、实施例3制备的具有生物抗菌 性能的棉布分别与目前市场上的棉布进行性能测试，其中极限氧指数 LOI是阻燃材料的重要指标之一，测试结果如下表所述：
由上表可见，本发明制备的具有生物抗菌性能的棉布的抗菌性、 阻燃性和抗皱性均优于对比例。表明本发明制备的产品整体性能比对 比例更好，具有更好的市场推广价值。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅 仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定 要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺 序。而且，术语″包括″、″包含″或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备 不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还 包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限 制的情况下，由语句″包括一个......″限定的要素，并不排除在包括 所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述棉布的基材为粘胶纤维和天然纤维，其制备方法包括以下步骤：
a、将粘胶纤维浸泡在处理液中对其进行预处理，预处理时间为20～30min；
b、将预处理后的粘胶纤维浸泡在纳米银-甲壳素复合抗菌液中，并向其中加入适量的表面活性剂，在超声波震荡器的作用下超声震荡20～30min，然后加入质量为抗菌液5～8％的有机硅阻燃剂，并超声分散10～20min，得混合组分；
c、向混合组分中加入质量分别为粘胶纤维2～5％的过氧化苯甲酞、1.5～4％的丙烯酸-β羟丙酯，然后向其中缓慢滴加氨水溶液调节pH至8～9；混合搅拌均匀后，微波加热至温度为65～80℃的条件下，保温静置150～200min；
d、将c中的粘胶纤维捞出后在室温下进行纺丝，待自然凝固成型后，得改性后具有生物抗菌性的粘胶纤维；
e、以粘胶纤维为纬线，天然纤维作为经线，利用喷气织机进行织造，制备棉布粗产品；
f、量取适量的RO纯化水，并向其中分别加入质量为RO纯化水的5～10％的活性染料、6～9％的柔软剂；混合均匀后用氨水调节pH至5～7，搅拌均匀得到染液，调节染液温度后备用；
g、将e所得的棉布粗产品浸泡在f所得的染液中，浸泡时间为30～60min；然后取出棉布，烘焙3～7min；然后再经水洗和烘干定型，得到棉布成品。
2.根据权利要求1所述的一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述天然纤维选用罗布麻纤维。
3.根据权利要求1所述的一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的处理液选用浓度为0.4～0.8％的重铬酸钾溶液。
4.根据权利要求1所述的一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的纳米银-甲壳素复合抗菌液的制备的步骤为：
(1)将备用的甲壳素用水洗净后，并将其在4％～6％的NaOH中煮沸4～5h，再经充分水洗和烘干后备用；
(2)将通过溶胶凝胶法合成的纳米银与步骤(1)中的所得的甲壳素进行复合得纳米银-甲壳素复合抗菌液。
5.根据权利要求1所述的一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的表面活性剂选用硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠，且所述表面活性剂的加入量为纳米银-甲壳素复合抗菌液的2.0-2.6％。
6.根据权利要求1所述的一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的超声震荡的功率为800～1000Hz，超声分散的1000～1500Hz。
7.根据权利要求1所述的一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述步骤c中的搅拌速度为100-200r/min。
8.根据权利要求1所述的一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述步骤f中的柔软剂选用有机硅柔软剂。
9.根据权利要求1所述的一种具有生物抗菌性能棉布的制备方法，其特征在于，所述步骤g中的烘焙温度为65～85℃。
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