非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，包括以下步驟：首先，將纖維素漿粕制成紡絲粘膠溶液，并在此過程中或者該工序結(jié)束后，加入反應(yīng)性抗菌劑；接著依次進(jìn)行紡絲、后處理以及烘干工藝步驟，即可制得耐久抗菌性再生纖維素纖維；由此可知，本發(fā)明采用帶有反應(yīng)活性基團(tuán)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(cè)鏈上的羥基，形成共價鍵結(jié)合；通過濕法紡絲法，制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；由于與纖維素大分子側(cè)鏈進(jìn)行反應(yīng)，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制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，屬于紡織【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對環(huán)境衛(wèi)生和自我保健的意識日益增強(qiáng)。人們不可避免地會接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物，這些微生物在合適的外界條件(如溫度，濕度)下會迅速繁殖并通過接觸傳播疾病，影響人們的身體健康和正常工作、學(xué)習(xí)和生活。
[0003]人類的生活空間中存在著無數(shù)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(yǎng)而進(jìn)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(fā)病，落在衣服、鞋帽、被褥及其他日用紡織品上，再轉(zhuǎn)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(xì)菌傳播的一個重要途徑。
[0004]近年來，科研人員致力于發(fā)展高效、低毒、環(huán)境友好、緩釋、長效的有機(jī)抗菌劑。有機(jī)類抗菌劑具有殺菌速度快，抗菌效能高，加工方便，顏色穩(wěn)定等特點，在某些領(lǐng)域中有著不可替代的作用。對于抗菌整理劑，可分為溶出型和非溶出型兩大類。溶出型的抗菌劑用交聯(lián)樹脂固著在纖維上，抗菌物質(zhì)緩慢溶出達(dá)到抗菌作用，這種抗菌劑抗菌效果好，但往往會將織物內(nèi)及皮膚上的微生物一概殺死，降低體系中微生物絕對數(shù)量，破壞皮膚表面的微生態(tài)平衡，造成菌群失調(diào)。非溶出型抗菌整理劑則與纖維上的羥基、氨基反應(yīng)結(jié)合，只殺死織物內(nèi)的細(xì)菌及織物纖維所能接觸到的皮膚上的細(xì)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(tài)平衡，具有安全性和耐久性，滿足生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)的安全性要求，是今后的發(fā)展方向。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的抗菌方法是將抗菌劑通過浸泡、浸軋、涂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，抗菌劑都只存在于纖維的表層中，脫落后難補(bǔ)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(jìn)行浸泡吸附處理，然后將吸附后的纖維進(jìn)行還原反應(yīng)，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(fā)生化學(xué)共價結(jié)合，耐久性不強(qiáng)。
[0006]美國專利US5985301公布了采用載銀磁性礦粉作為抗菌劑，與纖維素纖維復(fù)合，制備出抗菌纖維素纖維，并應(yīng)用于醫(yī)用抗菌布制品；與此類似的中國專利200410060290所公布的一種抗菌纖維及其生產(chǎn)方法，采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(jìn)行簡單的物理混合，并未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過洗滌后，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(qiáng)力等性能下降；再次，紡絲液中的添加物需要用顆粒非常細(xì)小的，這會使生產(chǎn)加工成本增高，如果采用顆粒較大的，在紡絲的時候會造成噴絲頭的堵孔，給生產(chǎn)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將含有姜黃素成份的植物抗菌漿液與粘膠紡絲溶液混合后進(jìn)行濕法紡絲得到姜黃素抗菌纖維。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，并未發(fā)生共價鍵的反應(yīng)。植物抗菌漿液的有效成份利用率不高，在紡絲和后處理過程中容易流失?？傊还芤院畏N形態(tài)的添加物，如果添加物僅僅與紡絲液進(jìn)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公布了一種含鹵胺的抗菌纖維素織物的制備方法，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(chǎn)醛基；然后通過醛基和三聚氰胺或者其衍生物上的胺基間的席夫堿反應(yīng)，將三嗪環(huán)接枝到織物表面。然后用硼氫化鈉水溶液處理織物后，再用次齒酸鹽水溶液漂洗織物，三嗪環(huán)上的胺基生成了具有強(qiáng)氧化性的N-鹵代胺，從而賦予織物抗菌功能。該法采用強(qiáng)氧化劑對織物進(jìn)行預(yù)處理，會對織物強(qiáng)力、外觀產(chǎn)生損傷，嚴(yán)重影響了織物的應(yīng)用性能。同時，纖維素織物在殺菌后，仍需用次鹵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(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有的抗菌纖維采用浸泡、涂覆，抗菌劑與紡絲液物理共混，織物化學(xué)接枝等方法所帶來的缺陷，如耐洗性差，對纖維或織物強(qiáng)力、外觀等性能損傷大，抗菌劑有效利用率低等。
[0010]為實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明提供了:
一種非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，包括以下步驟:首先，將纖維素漿柏制成紡絲粘膠溶液，并在此過程中或者該工序結(jié)束后，加入反應(yīng)性抗菌劑；接著依次進(jìn)行紡絲、后處理以及烘干工藝步驟，即可制得耐久抗菌性再生纖維素纖維。
[0011]所述的將纖維素漿柏制成紡絲粘膠溶液的工藝過程，具體包括以下依次進(jìn)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(yīng)型抗菌劑在浸潰、黃化或者溶解工序加入。
[0012]所述反應(yīng)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(yīng)性抗菌劑的反應(yīng)性基團(tuán)結(jié)構(gòu)選自均三嗪結(jié)構(gòu)、環(huán)氧基結(jié)構(gòu)以及硅氧烷結(jié)構(gòu)中的一種或幾種；所述反應(yīng)型抗菌劑的抗菌部分選自異噻唑啉、季銨鹽、仲胺、鹵代羥基二苯醚類以及鹵胺類中的一種或兩種。
[0014]所述反應(yīng)性抗菌劑為反應(yīng)性異噻唑啉或反應(yīng)性有機(jī)娃季銨鹽或反應(yīng)性鹵代輕基二苯醚類或反應(yīng)性殼聚糖類或反應(yīng)性鹵胺類中的一種或兩種以上物質(zhì)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(fā)明的有益效果在于:
(I)本發(fā)明所提供的一種非溶出性抗菌纖維的制備方法，采用帶有反應(yīng)活性基團(tuán)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(cè)鏈上的羥基，形成共價鍵結(jié)
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[0017](2)通過濕法紡絲法，制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；由于與纖維素大分子側(cè)鏈進(jìn)行反應(yīng)，對纖維素纖維基本性能沒有損傷。
[0018](3)所采用的抗菌劑為液態(tài)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(tǒng)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
采用聚合度520，甲種纖維素含量90%的木漿柏，依次經(jīng)過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡等工序制備功能性纖維素纖維紡絲液。其中，在黃化過程中加入相當(dāng)于甲纖含量4%的反應(yīng)性有機(jī)硅季銨鹽類抗菌劑3 -(三甲氧基硅烷基)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；采用濕法紡絲工序進(jìn)行紡絲。噴絲頭規(guī)格為20000孔X0.06mm，紡絲速度為50m/min，紡絲間溫度26°C，相對濕度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。后處理工藝:脫硫濃度5g/L，溫度70°C，上油濃度5g/L，經(jīng)上油烘干后纖維含水率< 8%，最后打包。經(jīng)過上述步驟制備的纖維的主要指標(biāo)如下:纖度1.64dtex ;干強(qiáng)2.2cN/dtex ；濕強(qiáng) 1.43cN/dtex ;干伸 15.3%。
[0020]抗菌性測試:采用振蕩法，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進(jìn)行測試，操作方法按照GB/T 20944.3-2008執(zhí)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:
采用聚合度550，甲種纖維素含量93%的棉漿柏，依次經(jīng)過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡等工序制備纖維素纖維紡絲液。在纖維素黃酸酯后溶解過程中，加入相當(dāng)于甲纖含量4%的反應(yīng)性N-三乙氧基娃丙基異噻唑啉-3-酮，制得甲纖含量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；采用濕法紡絲工序進(jìn)行紡絲。噴絲頭規(guī)格為20000孔X0.06mm,紡絲速度為50m/min，紡絲間溫度25°C，相對濕度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。后處理工藝:脫硫濃度7g/L，溫度70°C，上油濃度4.8g/L，經(jīng)上油烘干后纖維含水率< 8%，最后打包。經(jīng)過上述步驟制備的纖維的主要指標(biāo)如下:纖度 I.58dtex ;干強(qiáng) 2.3cN/dtex ;濕強(qiáng) 1.48cN/dtex ;干伸 14.6%。
[0022]抗菌性測試:采用振蕩法，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進(jìn)行測試，操作方法按照GB/T 20944.3-2008執(zhí)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:
采用聚合度550，甲種纖維素含量93%的棉漿柏，依次經(jīng)過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡等工序制備纖維素纖維紡絲液。在纖維素黃酸酯后溶解過程中，加入相當(dāng)于甲纖含量4%的反應(yīng)性1，3- 二(二甲基十二氯化銨乙氧基)三聚氯氰，制得甲纖含量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；采用濕法紡絲工序進(jìn)行紡絲。噴絲頭規(guī)格為20000孔X0.06mm，紡絲速度為50m/min，紡絲間溫度25°C，相對濕度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。后處理工藝:脫硫濃度7g/L，溫度70°C，上油濃度4.8g/L，經(jīng)上油烘干后纖維含水率< 8%，最后打包。經(jīng)過上述步驟制備的纖維的主要指標(biāo)如下:纖度 I.58dtex ;干強(qiáng) 2.3cN/dtex ;濕強(qiáng) 1.48cN/dtex ;干伸 14.6%。
[0024]抗菌性測試:采用振蕩法，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進(jìn)行測試，操作方法按照GB/T 20944.3-2008執(zhí)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:
采用聚合度500，甲種纖維素含量89%的棉漿柏，依次經(jīng)過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡等工序制備纖維素纖維紡絲液。在纖維素黃酸酯后溶解過程中，加入相當(dāng)于甲纖含量4%的反應(yīng)性3- (2-羥乙氧基)異噻唑，制得甲纖含量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；采用濕法紡絲工序進(jìn)行紡絲。噴絲頭規(guī)格為20000孔X0.06mm，紡絲速度為50m/min，紡絲間溫度260C，相對濕度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。后處理工藝:脫硫濃度6g/L，溫度70°C，上油濃度4.8g/L，經(jīng)上油烘干后纖維含水率< 8%，最后打包。經(jīng)過上述步驟制備的纖維的主要指標(biāo)如下:纖度1.62dtex ;干強(qiáng)2.3cN/dtex ;濕強(qiáng) 1.36cN/dtex ;干伸 14.1%。
[0026]抗菌性測試:采用振蕩法，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進(jìn)行測試，操作方法按照GB/T 20944.3-2008執(zhí)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(quán)利要求】
1.一種非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:首先，將纖維素漿柏制成紡絲粘膠溶液，并在此過程中或者該工序結(jié)束后，加入反應(yīng)性抗菌劑；接著依次進(jìn)行紡絲、后處理以及烘干工藝步驟，即可制得耐久抗菌性再生纖維素纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述的將纖維素漿柏制成紡絲粘膠溶液的工藝過程，具體包括以下依次進(jìn)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(yīng)型抗菌劑在黃化或者溶解工序加入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)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(jù)權(quán)利要求1所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)性抗菌劑的反應(yīng)性基團(tuán)結(jié)構(gòu)選自均三嗪結(jié)構(gòu)、環(huán)氧基結(jié)構(gòu)以及硅氧烷結(jié)構(gòu)中的一種或幾種；所述反應(yīng)型抗菌劑的抗菌部分選自異噻唑啉、季銨鹽、仲胺、鹵代羥基二苯醚類以及鹵胺類中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)性抗菌劑為反應(yīng)性異噻唑啉或反應(yīng)性有機(jī)娃季銨鹽或反應(yīng)性鹵代輕基二苯醚類或反應(yīng)性殼聚糖類或反應(yīng)性鹵胺類中的一種或兩種以上物質(zhì)組成的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述非溶出型耐久抗菌性再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，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(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)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