CN101016693A

CN101016693A - 物理抗菌非织造材料制造方法及其使用的抗菌剂

Info

Publication number: CN101016693A
Application number: CN 200710067298
Authority: CN
Inventors: 李洪; 蒋兵
Original assignee: HANGZHOU XINHUA NAGFT SANITARY MATERIAL CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU XINHUA NAGFT SANITARY MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2007-02-25
Filing date: 2007-02-25
Publication date: 2007-08-15

Abstract

本发明涉及一种物理抗菌非织造材料制造方法及其使用的抗菌剂。这种物理抗菌非织造材料抗菌整理的工艺如下：将抗菌剂用水稀释浓度在1％～3％之间，稀释温度在15℃～50℃之间，pH值在6.5～8.5之间，等搅拌均匀后，将非织造材料在此溶液中浸扎处理，控制含液率在70％～200％之间，直接用烘筒进行烘干和焙烘处理，烘筒表面温度控制在120～160℃之间，烘干之后得到成品。本发明优点：本发明所介绍的制造方法，工艺简单，十分符合目前国内无纺布的生产条件，不需要再做更多的设备调整。整理之后，不会对无纺布的各项物理指标和色泽等方面发生影响。所采用的抗菌剂能够有效杀灭多种细菌、真菌，且不对人体产生任何影响，具有极强的耐洗涤性，同时价格低廉。

Description

物理抗菌非织造材料制造方法及其使用的抗菌剂

技术领域

本发明涉及一种非织造材料(也称无纺布)制造领域，尤其是一种物理抗菌非织造材料制造方法及其使用的抗菌剂。

背景技术

随着国内经济的发展和人民生活水平的提高，对于日常使用物品的卫生程度也越来越重视。从20世纪90年代开始，各类抗菌材料应用而生。在非织造材料领域(非织造材料也称无纺布，区别于传统的纺织织物，是一类新型材料，但目前在国内发展十分迅速。)，目前抗菌剂主要分为无机抗菌剂和有机抗菌剂两大类。无机类的主要是纳米银类载体的化合物来进行抗菌整理，但无机抗菌剂有比较大的缺点，就是抗菌效果差，对人体是否有危害也存在很大的争议。有机类的抗菌剂使用种类相当多，虽然有机抗菌剂具有很不错的抗菌效果，但是大多数有机整理剂对于无纺布整理后的牢度相当差，基布不耐水洗。目前国际上已经有通过有机链接技术直接将抗菌剂嫁接到纤维上的技术与产品。美国道康宁(Dow corning)生产的DC-5700就是通过对于无纺布或其纤维进行喷洒处理后得到抗菌效果的(CN1057807C《物理抗菌无纺布的制造方法》)，但是对于国内生产厂家来说，DC-5700的价格还是太昂贵，而且喷洒工艺并不符合现在国内的各大无纺布生产线的设备要求，不适合在国内进行推广。总而言之，目前国内已经使用的应用于无纺布类产品的抗菌剂都不能同时满足高效抗菌、持久耐洗、低成本等条件。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的问题，提供一种适合国内各大无纺布生产线设备要求的物理抗菌非织造材料制造方法，并且提供一种用于该制造方法的成本低、价格便宜的抗菌剂。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：

这种物理抗菌非织造材料制造方法，其抗菌整理的具体工艺如下：将抗菌剂用水稀释浓度在1％～3％之间，稀释温度控制在15℃～50℃之间，pH值控制在6.5～8.5之间，等搅拌均匀后，将非织造材料在此溶液中浸扎处理，控制含液率在70％～200％之间，直接用烘筒进行烘干和焙烘处理，烘筒表面温度控制在120～160℃之间，烘干之后，直接得到成品。

这种用于上述物理抗菌非织造材料制造方法中的抗菌剂，该抗菌剂是季铵盐类抗菌剂，其分子式为：

其中R₁、R₂、R₃均为烷烃类或芳基或苄基或烯基类或环氧基类或烯酰基类基团；R₄为能够与纤维中的-OH、-NH₂、-NH-等发生反应，进行链接的活性基团，该活性基团是环氧基或烯基或烯酰基或烷氧硅基。

或者，其中R₂、R₃、R₄均为烷烃类或芳基或苄基或烯基类或环氧基类或烯酰基类基团；R₁为能够与纤维中的-OH、-NH₂、-NH-等发生反应，进行链接的活性基团，该活性基团是环氧基或烯基或烯酰基。

本发明的有益效果是：本发明所介绍的制造方法，工艺简单，十分符合目前国内无纺布的生产条件，不需要再做更多的设备调整。用本发明所介绍的抗菌剂进行整理之后，不会对无纺布的各项物理指标和色泽等方面发生影响，如果使用R₄为Si-OR活性基团的抗菌剂，在一定程度上还能够增强无纺布的柔软程度。所介绍的抗菌剂能够有效杀灭多种细菌、真菌，且不对人体产生任何影响，具有极强的耐洗涤性(洗涤50次，还能保持90％以上的抑菌率)，同时价格低廉，能够极大的降低抗菌无纺布的生产成本，促进抗菌卫生材料在国内的推广。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1：这种物理抗菌非织造材料制造方法，其抗菌整理的具体工艺如下：将抗菌剂用水稀释浓度至1％，稀释温度控制在15℃，用纯碱调整pH值控制在6.5，等搅拌均匀后，将非织造材料(无纺布)在此溶液中浸扎处理，控制含液率在70％之间，直接用烘筒进行烘干和焙烘处理，烘筒表面温度控制在120℃，烘干之后，直接得到成品。浸扎时，轧余率设定在120％～180％，布卷卷速控制在19m/s～21m/s之间。生产完毕后，对抗菌无纺布进行抑菌试验，抑菌率为95％，洗涤50次后，抑菌率为92％。

基布成份为：70％粘胶+20％涤纶+10％ES，克重为70g/m²。抗菌剂的分子式为：

其中，R1、R2、R3均为-CH3，

实施例2：这种物理抗菌非织造材料制造方法，其抗菌整理的具体工艺如下：将抗菌剂用水稀释浓度至2％，稀释温度控制在35℃，用纯碱调整pH值控制在7，等搅拌均匀后，将非织造材料(无纺布)在此溶液中浸扎处理，控制含液率在135％，直接用烘筒进行烘干和焙烘处理，烘筒表面温度控制在140℃，烘干之后，直接得到成品。浸扎时，轧余率设定在120％～180％，布卷卷速控制在19m/s～21m/s之间。生产完毕后，对抗菌无纺布进行抑菌试验，抑菌率为99％，洗涤50次后，抑菌率为93％。

基布成份为：80％粘胶+15％涤纶+5％ES，克重为85g/m2。抗菌剂的的分子式为：

其中，R1、R2、R3均为-CH3，

实施例3：这种物理抗菌非织造材料制造方法，其抗菌整理的具体工艺如下：将抗菌剂用水稀释浓度至3％，稀释温度控制在50℃，用纯碱调整pH值控制在8，等搅拌均匀后，将非织造材料(无纺布)在此溶液中浸扎处理，控制含液率在200％，直接用烘筒进行烘干和焙烘处理，烘筒表面温度控制在160℃，烘干之后，直接得到成品。浸扎时，轧余率设定在120％～180％，布卷卷速控制在19m/s～21m/s之间。生产完毕后，对抗菌无纺布进行抑菌试验，抑菌率为99％，洗涤50次后，抑菌率为95％。

基布成份：60％粘胶+35％涤纶+5％ES，克重为40g/m2。抗菌剂的抗菌剂的的分子式为：

其中，R1为

R2、R3均为-CH3，R4为-C7H15。

本发明介绍了一种使用浸轧工艺进行非织造材料(无纺布)抗菌整理的新工艺，对非织造材料(无纺布)抗菌整理过程充分考虑了国内无纺布生产设备的现状，能够适应目前国内无纺布生产设备的现状，不需增加额外的生产设备，有利于无纺布抗菌整理的应用推广和生产成本。选用的抗菌剂为国内就可生产的一类抗菌剂，并且介绍了几个类型的抗菌剂作为整理剂，扩大了抗菌剂选择范围，有利于进一步推广抗菌剂在非织造材料(无纺布)中的应用。本发明在抗菌效果、对非织造材料(无纺布)的整理影响、生产成本等方面在目前国内此类技术方面占有极大的优势。

本专利采用的抗菌剂为一类有机抗菌剂：

其中R2、R3均为烷烃类、芳基、苄基、烯基类、环氧基类、烯酰基类等基团，可以相同，也可以不同。

R1或R4为能够与纤维中的-OH、-NH2、-NH-等发生反应，进行链接的活性基团。

在N+端段基团是抗菌剂能够进行抗菌的主要基团，R1、R2、R3三个基团具体是多长的碳链对于抗菌效果影响不是很大。由于季铵盐类有机物，因此在纤维上表现为带正电荷，而一般的细菌、真菌均带负电荷，因此纤维能够吸附此类微生物，破坏微生物细胞的表面结果和影响微生物的新陈代谢，从而达到阻碍细菌繁殖、杀灭细菌的功能。

而R1或R4端的活性基团则是抗菌剂能够有效结合纤维，是整理后的无纺布具有抗菌持久性和耐洗涤力的关键。R1基团可以是烯基、环烷氧基、烯酰基等活性基团。R4基团可以是Si-OR类的活泼基团，也可以是烯基、环烷氧基、烯酰基等活性基团。由于R1、R4的反应活性，因此抗菌剂能够有效的结合到无纺布的纤维中，使无纺布具有抗菌的功能，同时由于是通过化学键的结合，因此抗菌基团能够牢固的结合在纤维上，不会轻易掉落下来，从而使无纺布在经过多次洗涤之后，还能具有有效的抗菌性能。目前国内此类抗菌剂的生产厂家有不少，而且此类有机季铵盐型抗菌剂对于人体几乎不存在毒性，是医学界比较推崇的一类抗菌剂。

R1、R2、R3、R4举例：

R2、R3可以是-CH3、-CH3、-C3H7、-C18H37等C1~C18链长的烷基，

等芳基，

等苄基。

R1可以是与上述R2、R3相同的基团(非活性基团)，也可以是

等环氧基、

等烯基、

等烯酰基(此三类是活性基团)。

R4可以是与上述R2、R3相同的基团(非活性基团)，也可以是也可以是

等环氧基、

等烯基、

等烯酰基、

等烷氧硅基(此四类是活性基团)

注：R1、R4两个基团至少需要有一个是活性基团，而且烷氧硅基类活性基团只能是在R4基团端。

在前面所述的用道康宁DC-5700进行抗菌整理的生产工艺中，需要有喷洒过程，因此在进行生产是必须有喷洒设备。它所介绍的喷洒有两种方式，但对于国内现有生产设备及条件来说，均不可取：一种是喷洒在纤维上，但是要进行无纺布生产是要求纤维是干燥的，那么在进行喷洒后必须先对纤维进行干燥，这样就导致在需要增加喷洒设备的同时，还要再增加烘干设备，而且对纤维进行烘干，而且要保持纤维的蓬松，在技术上和生产成本上来讲均不可取；另一种是喷洒在无纺布上，这种方式相对于喷洒在纤维上具有一定的优势，但是国内无纺布生产线目前都不具有喷洒设备，要进行喷洒处理就需要另外添置设备，而且喷洒工艺还存在很大的缺陷，就是不能很均匀的将抗菌剂覆盖到无纺布的表明，达不到匀质抗菌的效果。

而使用浸轧工艺就不存在这样的问题。浸轧，就是将无纺布浸渍到整理液中，然后用辊筒压轧，然后再进行烘干。这样做的好处显而易见，就是能够保证抗菌剂能够充分与无纺布接触，而且能够很均匀的分布到无纺布的每一个点上，使无纺布的抗菌效果表现的更加的匀质化。而且目前国内无纺布生产厂家很多生产工艺中，为了浸胶、染色等工艺，均具备浸轧设备。根据本专利提供的工艺方法，直接利用原有工艺中所具有的浸轧设备，即可完成对无纺布的物理抗菌整理。这样大大减少了设备增加成本和生产成本，并十分利于本技术在全国范围内的推广。

目前对无纺布进行物理抗菌整理主要是美国道康宁的DC-5700，这种抗菌剂美国70年代就已经开发，同时通过专利保护的形式在各国进行推广。但是道康宁直到90年代才引进到中国，而且出售价格相当高昂，这种限量限技术高价的方式极大的限制了物理抗菌技术在中国的推广。而且道康宁DC-5700只是具有甲氧基硅型的活性基团，在进行抗菌整理后的副产物是甲醇，容易导致污染。

而本专利寻找了一类抗菌剂，只要符合先前所述的结构要求的化合物均可用于物理抗菌整理，并且可以通过合理选择，将产生副产物的污染程度进行控制，甚至可以做到无污染。而且在增加了结构选择度的情况下，可以寻找国内多个厂家进行选择购买。无论是从供应商选择还是国内产地来说，都能够大大的降低此类抗菌剂的价格，从而降低物理抗菌无纺布的生产成本。

Claims

1、一种物理抗菌非织造材料制造方法，其特征是，其抗菌整理的具体工艺如下：将抗菌剂用水稀释浓度在1％～3％之间，稀释温度控制在15℃～50℃之间，pH值控制在6.5～8.5之间，等搅拌均匀后，将非织造材料在此溶液中浸扎处理，控制含液率在70％～200％之间，直接用烘筒进行烘干和焙烘处理，烘筒表面温度控制在120～160℃之间，烘干之后，直接得到成品。

2、一种用于上述物理抗菌非织造材料制造方法中的抗菌剂，其特征是：该抗菌剂是季铵盐类抗菌剂，其分子式为：

3、根据权利要求2所述的抗菌剂，其特征是：其中R₁、R₂、R₃均为烷烃类或芳基或苄基或烯基类或环氧基类或烯酰基类基团；R₄为能够与纤维中的-OH、-NH₂、-NH-等发生反应，进行链接的活性基团，该活性基团是环氧基或烯基或烯酰基或烷氧硅基。

4、根据权利要求2所述的抗菌剂，其特征是：其中R₂、R₃、R₄均为烷烃类或芳基或苄基或烯基类或环氧基类或烯酰基类基团；R₁为能够与纤维中的-OH、-NH₂、-NH-等发生反应，进行链接的活性基团，该活性基团是环氧基或烯基或烯酰基。