CN103147310A - 一种植物精油喷涂整理棉织物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物精油喷涂整理棉织物的方法，这种方法是将棉织物在一定浓度壳聚糖柠檬酸溶液中浸渍后进行预交联整理，然后在其表面喷淋高速分散的一定浓度植物精油和十二烷基硫酸钠的混合溶液，进入一定强度的电场，植物精油胶束在电场力驱动下渗透进入壳聚糖涂层中，再通过焙烘整理固化壳聚糖交联结构，将精油胶束包埋入壳聚糖层中。整理后的棉织物获得了持久的、广谱性的抗菌效果，具备良好的缓释抗菌和力学性能，生物相容性好，并带有一定的植物芳香味，可以作为医用材料、纺织服装材料、抗菌材料等广泛应用于纺织工业、医药保健、生物医学等领域。

Description

一种植物精油喷涂整理棉织物的方法

技术领域

本发明属于纺织服装、医用材料领域，具体涉及一种植物精油喷涂整理棉织物的方法。

背景技术

壳聚糖是自然界中第二大含量多糖——甲壳素脱乙酰基产物，不溶于水和碱性溶液中，可溶于大多数稀酸中，存在于甲壳类、节肢类动物的壳体及菌类、藻类等低等植物的细胞壁中。壳聚糖资源丰富，具有良好的生物相容性、生物降解性、粘合性、抑菌性、保湿性、无毒无污染性等优点。壳聚糖与纤维素化学结构相似，它们有很好的吸附和相容性，壳聚糖的羟基、一部分胺基与纤维的羟基形成众多的分子间氢键，而壳聚糖的溶剂稀酸也可作为二者的交联剂，使得壳聚糖整理能起到抗菌的效果，是良好的天然抗菌整理剂。目前，壳聚糖的抗菌研究已经成为开发研究热点，在化工、医药、食品、纺织、印染、污水处理等领域有广泛的应用。

植物精油，又称挥发油，是萃取植物特有的芳香物质，属于植物源次生代谢产物，取自于草本植物的花、叶、根、树皮、果实、种子、树脂等以蒸馏、压榨方式提炼出来的，具有强烈的气味和香味。植物挥发性高，分子小，很容易被人体吸收。植物本身的香味，也直接刺激脑下垂体的分泌，酵素及荷尔蒙分泌等，平衡体内机能。植物精油具有显著的抑菌活性和广泛的抗菌谱范围以及与化学抑菌剂相比副作用和残留毒性小的独特优势，对常见的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌都具有强烈的抑制作用。植物精油具有净化空气、杀菌、免疫、防腐、提供细胞营养等用途，可以作为天然抗菌剂。

因此，将壳聚糖和植物精油两者的优势特点相结合，制备出具有良好抗菌性能的抗菌剂，并应用到对棉织物的抗菌整理中，具有重要的应用价值和发展前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带有植物芳香味的植物精油喷涂整理棉织物的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种植物精油喷涂整理棉织物的方法，包括如下步骤：

（1）将精油和十二烷基硫酸钠在pH8.0的纯碱溶液中混合搅拌，高速分散后，超声脱气，即得抗菌整理液；

（2）将壳聚糖溶于2wt%的柠檬酸溶液中，加入甘油作为增塑剂，室温搅拌至完全溶解，制得壳聚糖整理液；

（3）利用涂层机将壳聚糖整理液在棉织物的一面进行刮涂，壳聚糖整理液厚度控制在1～2mm，在棉织物的壳聚糖层一侧，用抗菌整理液喷淋其表面，再加以与棉织物平面垂直方向的高强度电场作用；

（4）电场作用后的棉织物再经过100℃焙烘3分钟，然后经水洗、烘干定型。

步骤（1）中，所述的精油为茶树精油、香茅精油或丁香精油。

步骤（1）中，精油的体积占纯碱溶液体积的1～3%。

步骤（1）中，十二烷基硫酸钠的质量占纯碱溶液质量的0.5～1%。

步骤（1）中，高速分散条件为4℃下搅拌速度为8000转/分钟。

步骤（2）中，所述的壳聚糖的平均分子量为40×10⁴Da～100×10⁴Da，脱乙酰度为80%以上。

步骤（2）中，壳聚糖质量占柠檬酸溶液质量的0.5～2%。

步骤（2）中，甘油体积占柠檬酸溶液体积的1%。

步骤（3）中，抗菌整理液的喷涂用量为100ml/m²。

步骤（3）中，所述的高强度电场由两块平板电极构成外接高压直流电源，电源电压20KV，两块平板电极间距离10cm。棉织物位于两块平板电极之间。为安全起见，阴极接地。

步骤（3）中，所述的高强度电场作用条件为电场的阴极应置于壳聚糖层一侧，电场作用时间为5～20s。

本发明得到的植物精油喷涂整理棉织物的方法，可制备医用材料、抗菌材料、纺织服装材料等，广泛应用于生物医学、纺织工业、医用抗菌保健等领域。

有益效果：本发明制备方法与现有技术相比，具有以下优点：

1、综合了壳聚糖和植物精油两者的优势，结合电场力的渗透作用和焙烘固化作用，将精油胶束包埋入壳聚糖层，抗菌活性强，缓释抗菌效果明显，广谱抑菌作用显著；

2、与其他抗菌整理相比，其制备工艺简单，生物相容性好，符合绿色、环保的理念；与精油的微胶囊整理相比较，省去了渗透剂、稳定剂、粘合剂等化学合成试剂的工艺，直接利用物理方法将植物精油固化在棉织物表面，更降低了化学试剂对人体皮肤造成的不良影响。

3、采用电泳方式将精油胶束渗透入壳聚糖层，精油胶束会根据胶束的大小进行排列，这样整理的棉织物缓释效果比常规整理方法更好，香气释放时间更持久。

4、制备的棉织物具有一定的植物芳香味，能够一定程度优化环境，净化空气，还能加速消除人的神经紧张，缓解压力，愉悦心情，满足人们精神上的享受；

5、用途广泛，可用作医用材料、抗菌材料、纺织服装材料、保健卫生、抗菌护理等。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

香气释放时间的测定：将样品放入25℃，气压为1标准大气压，湿度50%的环境中每过一天取出测定，5人进行主观评价，大于等于3人评价为有香味的，则认定为香气仍在释放阶段。

实施例1：

一种植物精油喷涂整理棉织物的方法，包括如下步骤：

（1）取4ml单方茶树精油和1.5g十二烷基硫酸钠在200ml pH为8.0的纯碱溶液中混合搅拌，在4℃环境下，8000转/分高速分散后，超声脱气，即得茶树抗菌整理液。

（2）将2.5g壳聚糖（平均分子量为70×10⁴Da，脱乙酰度为87%）溶于200ml的质量浓度2%柠檬酸溶液中，加入2ml的甘油作为增塑剂，室温搅拌至完全溶解，制得壳聚糖整理液。

（3）利用涂层机将壳聚糖整理液在棉织物的一面进行刮涂，壳聚糖整理液厚度控制在1.5mm，并在棉织物的壳聚糖层一侧，用茶树精油抗菌整理液喷淋其表面，喷涂用量为100ml/m²，再加以与棉织物平面垂直方向的高强度电场作用，所述的高强度电场由两块平板电极构成外接高压直流电源，电源电压20KV，两块平板电极间距离10cm，棉织物位于两块平板电极之间，电场的阴极应置于壳聚糖层一侧，电场作用时间为12s。

（4）通过电场作用后的棉织物再经过100℃焙烘3分钟，然后经水洗、烘干定型，即得茶树精油喷涂整理后的棉织物。

该样品香气释放时间为30天。

实施例2：

一种植物精油喷涂整理棉织物的方法，包括如下步骤：

（1）取2ml单方香茅精油和1g十二烷基硫酸钠在200ml pH为8.0的纯碱溶液中混合搅拌，在4℃环境下，8000转/分高速分散后，超声脱气，即得香茅精油抗菌整理液。

（2）将4g壳聚糖（平均分子量为100×10⁴Da，脱乙酰度为93%）溶于200ml的质量浓度2%柠檬酸溶液中，加入2ml的甘油作为增塑剂，室温搅拌至完全溶解，制得壳聚糖整理液。

（3）利用涂层机将壳聚糖整理液在棉织物的一面进行刮涂，壳聚糖整理液厚度控制在2mm，并在棉织物的壳聚糖层一侧，用香茅精油抗菌整理液喷淋其表面，喷涂用量为100ml/m²，再加以与棉织物平面垂直方向的高强度电场作用，所述的高强度电场由两块平板电极构成外接高压直流电源，电源电压20KV，两块平板电极间距离10cm，棉织物位于两块平板电极之间，电场的阴极应置于壳聚糖层一侧，电场作用时间为20s。

（4）通过电场作用后的棉织物再经过100℃焙烘3分钟，然后经水洗、烘干定型，即得香茅精油喷涂整理后的棉织物。

该样品香气释放时间为25天。

实施例3：

一种植物精油喷涂整理棉织物的方法，包括如下步骤：

（1）取6ml单方丁香精油和2g十二烷基硫酸钠在200ml pH为8.0的纯碱溶液中混合搅拌，在4℃环境下，8000转/分高速分散后，超声脱气，即得丁香精油抗菌整理液。

（2）将4g壳聚糖（平均分子量为40×10⁴Da，脱乙酰度为82%）溶于200ml的质量浓度2%柠檬酸溶液中，加入2ml的甘油作为增塑剂，室温搅拌至完全溶解，制得壳聚糖整理液。

（3）利用涂层机将壳聚糖整理液在棉织物的一面进行刮涂，壳聚糖整理液厚度控制在1mm，并在棉织物的壳聚糖层一侧，用丁香精油抗菌整理液喷淋其表面，喷涂用量为100ml/m²，再加以与棉织物平面垂直方向的高强度电场作用，所述的高强度电场由两块平板电极构成外接高压直流电源，电源电压20KV，两块平板电极间距离10cm，棉织物位于两块平板电极之间，电场的阴极应置于壳聚糖层一侧，电场作用时间为5s。

（4）通过电场作用后的棉织物再经过100℃焙烘3分钟，然后经水洗、烘干定型，即得丁香精油喷涂整理后的棉织物。

该样品香气释放时间为28天。

对比例1：

一种植物精油喷涂整理棉织物的方法，包括如下步骤：

（1）取4ml单方茶树精油和1.5g十二烷基硫酸钠在200ml pH为8.0的纯碱溶液中混合搅拌，在4℃环境下，8000转/分高速分散后，超声脱气，即得茶树抗菌整理液。

（2）将2.5g壳聚糖（平均分子量为70×10⁴Da，脱乙酰度为87%）溶于200ml的质量浓度2%柠檬酸溶液中，加入2ml的甘油作为增塑剂，室温搅拌至完全溶解，制得壳聚糖整理液。

（3）利用涂层机将壳聚糖整理液在棉织物的一面进行刮涂，壳聚糖整理液厚度控制在1.5mm，并在棉织物的壳聚糖层一侧，用茶树精油抗菌整理液喷淋其表面，喷涂用量为100ml/m²。

（4）棉织物再经过100℃焙烘3分钟，然后经水洗、烘干定型，即得茶树精油喷涂整理后的棉织物。

该样品香气释放时间为10天。

对比例2：

一种植物精油喷涂整理棉织物的方法，包括如下步骤：

（1）取4ml单方茶树精油和1.5g十二烷基硫酸钠在200ml pH为8.0的纯碱溶液中混合搅拌，在4℃环境下，8000转/分高速分散后，超声脱气，即得茶树抗菌整理液。

（2）将2.5g壳聚糖（平均分子量为70×10⁴Da，脱乙酰度为87%）溶于200ml的质量浓度2%柠檬酸溶液中，加入2ml的甘油作为增塑剂，室温搅拌至完全溶解，制得壳聚糖整理液。

（3）将茶树抗菌整理液与壳聚糖整理液混合，并加入粘合剂、渗透剂和稳定剂，制得混合整理液，利用涂层机在棉织物的一面进行刮涂，混合整理液厚度控制在1.5mm。

（4）棉织物再经过100℃焙烘3分钟，然后经水洗、烘干定型，即得茶树精油喷涂整理后的棉织物。

该样品香气释放时间为20天。

由上述实施例所制得的三种植物精油喷涂整理后的棉织物，根据AATCC100-2004和AATCC124-2006标准检验其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抗菌活性，棉织物的洗涤方式为循环水洗，结果如表1。

表1植物精油喷涂整理后的棉织物抗菌性能测试

本发明所制备的棉织物，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌均有显著的抑制效果，抗菌效果缓慢释放，经过多次洗涤后保持较高的抑菌率。而且制备的棉织物带有植物精油的芳香味，随着时间的推移，芳香气味逐渐释放、减弱，这种香味能够创造怡人舒适的环境，缓解和释放压力，有助于人的身心健康。

Claims (10)

1.一种植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将精油和十二烷基硫酸钠在pH8.0的纯碱溶液中混合搅拌，高速分散后，超声脱气，即得抗菌整理液；

（2）将壳聚糖溶于2wt%的柠檬酸溶液中，加入甘油作为增塑剂，室温搅拌至完全溶解，制得壳聚糖整理液；

（3）利用涂层机将壳聚糖整理液在棉织物的一面进行刮涂，壳聚糖整理液厚度控制在1～2mm，在棉织物的壳聚糖层一侧，用抗菌整理液喷淋其表面，再加以与棉织物平面垂直方向的高强度电场作用；

（4）电场作用后的棉织物再经过100℃焙烘3分钟，然后经水洗、烘干定型。

2.根据权利要求1所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的精油为茶树精油、香茅精油或丁香精油。

3.根据权利要求1所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（1）中，精油的体积占纯碱溶液体积的1～3%。

4.根据权利要求1所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（1）中，十二烷基硫酸钠的质量占纯碱溶液质量的0.5～1%。

5.根据权利要求1所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（1）中，高速分散条件为4℃下搅拌速度为8000转/分钟。

6.根据权利要求1所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的壳聚糖的平均分子量为40×10⁴Da～100×10⁴Da，脱乙酰度为80%以上。

7.根据权利要求1或6所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（2）中，壳聚糖质量占柠檬酸溶液质量的0.5～2%。

8.根据权利要求1所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（2）中，甘油体积占柠檬酸溶液体积的1%。

9.根据权利要求1所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（3）中，抗菌整理液的喷涂用量为100ml/m²。

10.根据权利要求1所述的植物精油喷涂整理棉织物的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的高强度电场由两块平板电极构成外接高压直流电源，电源电压20KV，两块平板电极间距离10cm，棉织物位于两块平板电极之间，电场的阴极应置于壳聚糖层一侧，电场作用时间为5～20s。

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