CN101545199A

CN101545199A - 一种蚕丝纤维或其织物的抗菌处理方法

Info

Publication number: CN101545199A
Application number: CN200910031541A
Authority: CN
Inventors: 高香芬; 左保齐
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2029-04-22
Also published as: CN101545199B

Abstract

本发明公开了一种对蚕丝纤维或其纺织物的抗菌处理方法，包括以下步骤：(1)调节蚕丝纤维或其纺织物的含水率至0％～80％；(2)将步骤(1)所得蚕丝纤维或其纺织物低温冷冻1h以上，温度为－40℃～－196℃；(3)将步骤(2)所得蚕丝纤维或其纺织物于绝对真空度为900kPa以下，温度为60～150℃条件下真空干燥复温1～5小时；提高蚕丝纤维或其织物的广谱抗菌性能的同时，避免对人体的危害，也避免对环境的污染。

Description

一种蚕丝纤维或其织物的抗菌处理方法

技术领域

本发明涉及对蚕丝纤维或其织物的抗菌处理，尤其涉及采用低温冷冻法对天然蚕丝，包括：桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝，以及天然蚕丝的织物，包括：机织物、针织物和非织造织物，进行抗菌处理的方法。

背景技术

目前，国内外纺织品抗菌处理技术大致可分为两种：(1)先制得抗菌纤维，然后再制成各类抗菌织物；(2)将织物用各种抗菌剂进行后处理加工以获得抗菌性能。

比较而言，第一种方法所得的织物抗菌效果持久、耐洗性好，但技术含量高、难度大、涉及领域广、抗菌纤维生产过程比较复杂、对抗菌剂要求高。而第二种方法的加工处理过程比较简单，但生产中三废多，其耐洗性及抗菌效果持久性较差。但由于第二种方法加工方便，并且可供选择的抗菌剂范围广。纺织品不管是原料纤维，还是纱线或织物，甚至成衣均可通过后整理方法获得抗菌功效，因此在目前上市的各类抗菌织物中，以后整理加工的居多。

现有技术中，后整理加工的方法包括：

(1)利用反应性树脂将抗菌剂热固着于纤维表面，如日本敷纺的Nonstack、郡是的sanityze等二苯醚类抗菌防臭整理剂。它本身对纤维素无亲和力，需与2D树脂或氰醛树脂拼用，可提高其耐久性，它的防臭抗菌机理是抑制微生物的细胞膜和细胞壁的机能。

(2)抗菌剂吸附固定于纤维表面。代表商品如内外棉的Odoyte。

(3)利用有机硅季铵盐的三甲氧基与纤维表面的羟基脱甲醇反应使抗菌剂固着。此法由于抗菌剂完全固定，抗菌作用通过抗菌剂的活性部分与细菌细胞表面的接触状态而定。如日本东洋纺的Viosil，仓纺的Cransil，美国道康宁公司的DC5700等。

(4)利用纳米银整理及载银锌纳米SiO₂整理、壳聚糖整理等对丝绸进行的抗菌后整理。

一般后纺织品整理所使用的抗菌剂主要有季铵盐类、有机硅季铵盐、甲壳素、壳聚糖、无机盐类和天然物的萃取物等，但目前市售的抗菌剂大多存在抗菌广谱性差、耐洗涤性欠佳、安全性不可靠等问题；并且抗菌整理的方法得到的抗菌纤维或织物，其抗菌方式多为溶出型，由于某些抗菌金属、抗菌剂的溶出对人体健康有危害，并且也会对环境造成二次污染。

因此，需要寻求一种既可以大大地提高了蚕丝纤维或其织物的广谱抗菌性能，又不会对人体或环境产生危害的处理蚕丝纤维或其织物的方法。

发明内容

本发明目的是提供一种对蚕丝纤维或其纺织物的抗菌处理方法，提高蚕丝纤维或其织物的广谱抗菌性能的同时，避免对人体的危害，也避免对环境的污染。

为达到上述目的，本发明具体技术方案是，一种对蚕丝纤维或其纺织物的抗菌处理方法，包括以下步骤：

(1)调节蚕丝纤维或其纺织物的含水率，使含水率值小于等于80％；

(2)将步骤(1)所得蚕丝纤维或其纺织物低温冷冻1h以上，温度为-40℃～-196℃；

(3)将步骤(2)所得蚕丝纤维或其纺织物于绝对真空度为900kPa以下，温度为60～150℃条件下真空干燥复温1～5小时；

优选的技术方案中，步骤(1)中调节蚕丝纤维的含水率至50％～80％；

优选的技术方案中，步骤(2)中将步骤(1)所得蚕丝纤维低温冷冻24h以上，冷冻温度越低效果越好；

上述技术方案中，所述桑蚕丝选自桑蚕丝、柞蚕丝或蓖麻蚕丝中的一种；所述蚕丝包括生丝或脱胶丝；所述纺织物包括：机织物、针织物和非织造织物；

上述技术方案中，调节含水率的方法为现有技术，具体包括以下步骤：

(1)测定蚕丝纤维的干燥质量：将蚕丝纤维放入100℃的烘箱中干燥，干燥4h，然后每间隔30min称量一次，直到重量之差与后一次重量之比小于0.05％时，则后一次重量即为干燥重量G₁；

(2)将蚕丝纤维放在烧杯中浸泡，并用玻璃棒搅动，使之完全浸湿，待半小时后取出，凉至不滴水为止，然后放入称量瓶中，在分析天平上称量，并记下数据为G₂；

(3)再将蚕丝纤维放入100℃的烘箱中干燥，干燥30min，取出，迅速放入干燥器中冷却，然后称量，记录数据为G₃；

(4)重复(3)的步骤，每隔30min称量一次，分别记录数据为G₄、G₅......G_n；

(5)应用公式R＝(G_n-G₁)/G_n【其中R为蚕丝纤维的含水率，G_n为蚕丝纤维每次称量的湿重(G_n＝G₂、G₃......G_n)；G₁为蚕丝纤维烘干后的干重】，计算蚕丝纤维含水率大小，直到得到所需要的含水率即可。

本发明的基本原理为：蚕丝纤维膨松多孔，具有产生吸附、吸湿性能的空间结构，具备优越的吸湿、放湿性能，因此，丝纤维在低温处理后大分子之间的部分氢键和分子间的作用力可能被破坏，由于这种破坏作用，使纤维大分子内部结构变得松弛，同时由于单纤维或原纤间的弱结构被破坏而产生分纤、原纤化，并在纤维内部形成微孔隙；另外，蚕丝纤维经低温冷冻时，丝纤维内部水分子极易形成微结晶，而这些微晶在真空干燥的过程中，随着温度的升高而挥发，从而在纤维表面及内部也形成许多的微孔。因此，对蚕丝纤维或其织物进行低温冷冻处理，并真空复温后，所得蚕丝纤维表面会形成大量微孔及原纤化结构，从而使纤维抗菌性能提高。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

(1)本发明的抗菌处理方法没有使用抗菌剂，对人体没有危害，对环境不会造成污染；

(2)本发明的抗菌处理方法工艺简单，抗菌效果明显，并且具有广谱抗菌功能。

附图说明

图1.实施例四中未经处理的桑蚕丝纤维(生丝)的透射电镜(TEM)图像；

图2.实施例四中处理后的桑蚕丝纤维(生丝)的透射电镜(TEM)图像；

图3.实施例四中处理后的桑蚕丝纤维(生丝)的透射电镜(TEM)图像；

图4.实施例五中未经处理的桑蚕丝纤维(脱胶丝)透射电镜(TEM)图像；

图5.实施例五中处理后的桑蚕丝纤维(脱胶丝)的透射电镜(TEM)图像；

图6.实施例五中处理后的桑蚕丝纤维(脱胶丝)的透射电镜(TEM)图像；

图7.实施例四中未处理的桑蚕丝纤维的透射电镜(TEM)图像；

图8.实施例四中处理后的桑蚕丝纤维的透射电镜(TEM)图像；

图9.实施例四中处理后的桑蚕丝纤维的透射电镜(TEM)图像；

图10.实施例四中处理后的桑蚕丝纤维的透射电镜(TEM)图像；

图11.实施例四中处理后的桑蚕丝纤维的透射电镜(TEM)图像；

图12.实施例四中处理后的桑蚕丝纤维的透射电镜(TEM)图像。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例中使用的真空烘箱信息如下：上海贺德实验设备有限公司生产的DZF-1B真空干燥箱、2XZ-1型旋片真空泵，该真空泵的极限压力为6×10^-2Pa；

实施例一

取桑蚕丝纤维10g，调节桑蚕丝纤维的含水率至50％，然后立即把试样置于温度为-196℃的液氮罐中冷冻72h，之后将试样取出，立即放入真空干燥箱内，在绝对真空度为10kPa，温度为100℃条件下复温3h，之后打开真空箱，待温度回复至室温取出试样，保存备用。试样放置15天进行抗菌测试。

实施例二

取桑蚕丝纤维10g，调节桑蚕丝纤维的含水率至80％，在冷冻温度为-80℃，冷冻时间为24h，之后将试样取出，立即放入真空干燥箱内，在绝对真空度为6×10^-2Pa，温度为100℃条件下复温3h，之后打开真空箱，待温度回复至室温取出试样，保存备用。试样放置35天进行抗菌测试。

实施例三

抗菌测试采用中华人们共和国纺织行业标准—抗菌针织品(FZ/T 73023—2006)中的抗菌织物测试方法：振荡烧瓶法。

对实施例一实施例二所得低温冷冻处理后的蚕丝纤维进行抗菌效果测试，同时测试未经超低温冷冻处理的蚕丝纤维的抗菌性能，结果见表一：

表一.处理前后桑蚕丝纤维的抗菌性能

项目	未经处理生丝	未经处理脱胶丝	实施例一	实施例二
项目	未经处理生丝	未经处理脱胶丝	实施例一	实施例二	大肠杆菌	13.8％	15.3％	94.1％	74.7％
枯草菌	12.7％	15.4％	95.7％	89.2％	大肠杆菌	13.8％	15.3％	94.1％	74.7％
枯草菌	12.7％	15.4％	95.7％	89.2％	金色葡萄球菌	15.5％	21.0％	87.9％	79.8％

结果表明，超低温冷冻处理前蚕丝具有一定的抑菌性，但不显著；经抗菌处理后的试样对大肠杆菌、枯草菌、金色葡萄球菌等试验菌的抗菌效果显著增强。

实施例四

取未经处理的桑蚕丝纤维(生丝)10g，使用透射电镜(TEM)观察其表面(如图1，7)，调节桑蚕丝纤维的含水率至70％，然后立即把试样置于温度为-192℃环境中冷冻60h，之后将试样取出，立即放入真空干燥箱内，在绝对真空度为6×10^-2Pa，温度为65℃条件下复温5h，之后打开真空箱，待温度回复至室温取出试样，保存备用。观察处理之后桑蚕丝纤维(生丝)的表面(如图2、3、8、9、10、11、12)。

实施例五

取未经处理的桑蚕丝纤维(脱胶丝)10g，使用透射电镜(TEM)观察其表面(如图4)，调节桑蚕丝纤维的含水率至60％，然后立即把试样置于温度为-192℃环境中冷冻72h，之后将试样取出，立即放入真空干燥箱内，在绝对真空度为6×10^-2Pa，温度为65℃条件下复温5h，之后打开真空箱，待温度回复至室温取出试样，保存备用。观察处理之后桑蚕丝纤维(脱胶丝)的表面(如图5、6)。

实施例四和五中观察了蚕丝纤维处理前后表面的原纤化结构以及微孔结构的变化，从附图1、4、7可以看出，未经处理的生丝和脱胶丝表面比较光滑，没有微孔及原纤化结构；而经过低温冷冻处理后的纤维表面出现明显的分纤、剥离从而形成原纤化结构(见附图2、3、5、6)，这说明丝纤维在低温处理后大分子之间的部分氢键和分子间的作用力可能被破坏，由于这种破坏作用，使纤维大分子内部结构变得松弛，同时由于单纤维或原纤间的弱结构被破坏而产生分纤、原纤化，并在纤维内部形成微孔隙；另外，蚕丝纤维经低温冷冻时，丝纤维内部水分子极易形成微结晶，而这些微晶在真空干燥的过程中，随着温度的升高而挥发，从而在纤维表面及内部也形成许多的微孔。

由图7～图12可看出，不同试样表面所形成的微孔大小也有所差异，但基本上处理后形成的微孔尺寸分布在10nm～0.7μm的范围内，并且随着处理温度的降低，微孔尺寸变大，试样的抗菌性也相对较好。

Claims

1.一种对蚕丝纤维或其纺织物的抗菌处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

(3)将步骤(2)所得蚕丝纤维或其纺织物于绝对真空度为900kPa以下，温度为60～150℃条件下真空干燥复温1～5小时。

2.根据权利要求1所述的对蚕丝纤维或其纺织物的抗菌处理方法，其特征在于：步骤(1)中调节蚕丝纤维的含水率至50％～80％。

3.根据权利要求1所述的对蚕丝纤维或其纺织物的抗菌处理方法，其特征在于：步骤(2)中将步骤(1)所得蚕丝纤维低温冷冻24h以上。