CN105220480A - 一种纤维素纤维面料用海洋生物质整理剂及其制备方法与整理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纤维素纤维面料用海洋生物质整理剂及其制备方法与整理工艺，所述整理剂包括：壳聚糖、水、交联剂和防腐剂。其制备方法为先将壳聚糖加入到pH值4-6的水溶液中，搅拌，再加入交联剂，搅拌，然后加入防腐剂，搅拌，即得整理剂。将纤维素纤维面料在含有所述纤维素纤维面料用整理剂的工作液中作浸轧处理，再经过定型工序，即可，工作液中所述整理剂的浓度为1%-10%。本发明的纤维素纤维面料用整理剂，使壳聚糖在与纤维结合、附着的基础上，可以进行交联、固着，延长了壳聚糖的抑菌效果，同时不影响壳聚糖整理带来的护肤保湿效果。

Description

一种纤维素纤维面料用海洋生物质整理剂及其制备方法与整理工艺

技术领域

本发明属于纺织品整理技术领域，具体涉及一种纤维素纤维面料用海洋生物质整理剂及其制备方法与整理工艺。

背景技术

由于纺织品在服用、使用过程中，不仅吸附、沾染人体分泌的汗渍及其他新陈代谢物，而且会受其他环境因素影响，从而加速细菌、微生物的滋生及繁衍，所以纺织品抑菌抗菌性能越来越受到消费者的重视。但目前抗菌剂品种繁多，其中OeKo-TexStandard100附录5中，关于抗菌剂的限量值规定，纺织品中除Oek-TexStandard100允许的整理剂，其他抗菌剂产品不得检出；面对日益严格的生态纺织品标准，无毒、安全、有效的抗菌剂成为抗菌剂开发的热点。其中首屈一指的要数壳聚糖，壳聚糖是一种高分子阳离子多聚物，是甲壳素脱去部分乙酰基的氨基多糖，它是天然的生物高效广谱抗菌剂原料。甲壳素广泛分布于海洋节肢动物(如虾、蟹等)的外壳及一些低等动植物(如真菌、昆虫、藻类等)的细胞壁中，是自然界中仅次于纤维素的第二大天然聚合物，亦是地球上除蛋白质外数量最大的天然含氮有机化合物。估计每年自然界生物合成的甲壳素达100×108t，是人类取之不尽用之不竭的巨大再生资源宝库。以壳聚糖为原料的各种衍生物及复配的天然抗菌剂开始受到青睐，但由于壳聚糖整理剂本身虽然与纤维素纤维结合力较好，但存在耐久性较差的缺陷，经过洗涤壳聚糖。

专利CN101074541公开了一种含有壳聚糖的抗菌织物整理液、制法和其使用方法，其技术路线为使用壳聚糖与环氧氯丙烷混合制得的，整理液整理之后，在湿态条件下，再次使用氢氧化钠溶液浸泡，然后醋酸中和，壳聚糖整理后的面料再经过氢氧化钠会使壳聚糖变性，从而剥离壳聚糖，产生不可逆的负面反应，此外环氧氯丙烷在碱性条件下易分解成三甲胺，三甲胺具有毒性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种纤维素纤维面料用海洋生物质整理剂、制备方法及整理工艺，该整理剂具有稳定有效抑菌效果，并且作用在含有羟基的纤维素纤维面料上，可以使面料具备优良的保湿护肤效果。

一种纤维素纤维面料用海洋生物质整理剂，以重量份计包括：壳聚糖0.5份-5份、水100份，还包括占壳聚糖重量2％-10％的交联剂和占壳聚糖重量0.2％-1％的防腐剂。

作为上述发明的进一步改进，整理剂中还包含占壳聚糖重量1％-10％的亲水性氨基硅油。

作为上述发明的进一步改进，所述壳聚糖的分子量为8-20万，粒径为60-120目，脱乙酰度为85％-95％。

作为上述发明的进一步改进，所述纤维素纤维面料为纯棉面料、再生纤维素纤维面料或纯棉与再生纤维素纤维混纺或交织的面料。

作为上述发明的进一步改进，所述交联剂为水性聚醚型聚氨酯交联剂。

作为上述发明的进一步改进，所述防腐剂为聚氨丙基双胍。

上述纤维素纤维面料用整理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将壳聚糖加入到pH值4-6的水溶液中，搅拌，得壳聚糖水溶液；

步骤2，在步骤1所得壳聚糖水溶液中加入交联剂，搅拌，得壳聚糖混合液；

步骤3，在步骤2所得壳聚糖混合液中加入防腐剂，搅拌，得整理剂。

作为上述发明的进一步改进，步骤3中还可以加入亲水性氨基硅油。

上述纤维素纤维面料的整理工艺，将纤维素纤维面料在工作液中作浸轧处理，再经过定型工序即可，工作液中整理剂的浓度为1％-10％。

作为上述发明的进一步改进，定型温度为130℃-170℃，定型机车速为25m/min-50m/min。

本发明的纤维素纤维面料用整理剂，使壳聚糖在与纤维结合、附着的基础上，可以进行交联、固着，延长了壳聚糖的抑菌效果，同时不影响壳聚糖整理带来的护肤保湿效果。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术、术语或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、术语或条件(例如参考沈兰萍著的《织物结构与设计》，中国纺织出版社，2005)或者按照产品说明书进行。

本发明的纤维素纤维面料用整理剂，以重量份计包括：壳聚糖0.5份-5份、水100份，还包括占壳聚糖重量2％-10％的交联剂和占壳聚糖重量0.2％-1％的防腐剂。

整理剂中还包含占壳聚糖重量1％-10％的亲水性氨基硅油。

壳聚糖的分子量为8-20万，粒径为60-120目，脱乙酰度为85％-95％。

壳聚糖分子在酸性条件下具有一定的正电性，能与负电性的纤维素纤维大分子以离子键的形式进行结合，具有一定的亲和力。加入交联剂则会将壳聚糖分子以共价键形式牢固的结合到面料上，进一步提升了壳聚糖在面料上的耐久性。交联剂具有多个活性基团，能与纤维素纤维上的羟基、壳聚糖分子上的羟基和氨基发生反应，从而使纤维素纤维、壳聚糖分子和交联剂形成一个整体，同时交联剂还能在面料表面形成网状结构，进而将壳聚糖分子均匀点状分布在整个面料上。通过交联剂和壳聚糖之间的配伍，提升了壳聚糖在面料上的耐久性。

壳聚糖用量为0.5％-5％，用量太大则严重影响面料的手感，整个面料比较板结；用量太小，虽然面料也有抑菌性能，但已影响壳聚糖面料整体的抑菌性。

壳聚糖的分子量为8-20万，主要是因为该壳聚糖分子只在酸性条件下才能溶解，如果分子量太小，壳聚糖分子与面料的亲和力较小，尽管溶液中含有交联剂，但是小分子的壳聚糖会占用交联剂大部分的反应基团，会加大交联剂的用量，从而使面料的手感变硬。如果分子量太大，壳聚糖的阳离子部分会吸收大量的水分，从而在水溶液中则形成胶体，而不能均匀的分散在溶液中，最终会造成后整理面料的不匀性。

壳聚糖的粒径为60-120目，主要是关于壳聚糖的溶解性问题，如果壳聚糖粒径太大，在配制工作液时则不利于壳聚糖的溶解，遇水时壳聚糖外部分子首先洗水膨胀，而在外层形成一层溶胀水化层，从而阻止其他水分子想壳聚糖分子内部的渗透，进而不能溶解；如果粒径太小，壳聚糖的比表面积太大，则会造成分子间的团聚，也不利于壳聚糖的溶解。

脱乙酰度为85％-95％，主要是因为甲壳素经过脱乙酰化处理后，使其具有游离的氨基，氨基在酸性条件下具有很强的正电性，能吸收周围的水分子形成水合离子，从而使分子壳聚糖溶于水而形成溶液。尽管壳聚糖分子中具有亲水性基团羟基，但羟基并不能与水形成水合离子，因此壳聚糖的溶解性主要取决于氨基的正电性。在一定壳聚糖分子量的前提下，当甲壳素脱乙酰化程度达到85％以上时，其分子中有足够的氨基提供水合能力，能使整个大分子溶于水。

采用水性聚醚型聚氨酯交联剂，在壳聚糖分子中的氨基与纤维素纤维或者再生纤维素纤结合的同时，能够在纤维表面成膜，固着壳聚糖分子，使整理效果更佳持久、耐洗，聚氨丙基双胍与壳聚糖有较好的生物相容性且绿色环保，能够抑制体系环境中产生的外来微生物，具有防腐性能，增强助剂体系的稳定性，解决的产品批量化生产、储存、应用问题。

交联剂的存在可以提高耐洗性，但会使面料呈现一定的疏水效果，通过亲水氨基硅油共混解决交联剂带来的疏水影响壳聚糖保湿护肤效果。、

实施例1

对60s天丝面料进行整理，织物规格为：60S*60S/182*120

纤维素纤维面料用整理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，用有机酸将去离子水pH调节为5，加入壳聚糖，壳聚糖与水的质量比为1：20，600rpm搅拌10min，得壳聚糖水溶液，其中有机酸为醋酸或柠檬酸中的一种或两种的混合物；

步骤2，在壳聚糖水溶液中加入水性聚醚型聚氨酯交联剂，交联剂加入量占壳聚糖水溶液中壳聚糖质量的5％，600rpm搅拌20min，得壳聚糖混合液；

步骤3，在壳聚糖混合液中加入聚氨丙基双胍，聚氨丙基双胍加入量为壳聚糖溶液中壳聚糖质量的0.5％，搅拌10min，得整理剂。

配制后整理工作液，采用整理剂0.5％、柔软剂3.0％、其余为水，调节PH值为4-5。将天丝面料在工作液中作浸轧处理，再经过定型工序，定型温度为130℃，定型机车速40m/min，即可。

对比例1

与实施例1的区别在于：纤维素纤维面料用整理剂中为加入水性聚醚型聚氨酯交联剂，其余步骤皆相同。具体如下：

对60s天丝面料进行整理，织物规格为：60S*60S/182*120

纤维素纤维面料用整理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，用有机酸将去离子水pH调节为5，加入壳聚糖，壳聚糖与水的质量比为1：20，600rpm搅拌10min，得壳聚糖水溶液，其中有机酸为醋酸或柠檬酸中的一种或两种的混合物；

步骤2，在壳聚糖混合液中加入聚氨丙基双胍，聚氨丙基双胍加入量为壳聚糖溶液中壳聚糖质量的0.5％，搅拌10min，得整理剂。

配制后整理工作液，采用整理剂0.5％、柔软剂3.0％、其余为水，调节PH值为4-5。将天丝面料在工作液中作浸轧处理，再经过定型工序，定型温度为130℃，定型机车速40m/min，即可。

实施例2

对棉与粘胶交织提花面料进行整理，织物规格为60S*150D/173*110

纤维素纤维面料用整理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，用有机酸将去离子水pH调节为5，加入壳聚糖，壳聚糖与水的质量比为1：50，300rpm搅拌10min，得壳聚糖水溶液，其中有机酸为醋酸或柠檬酸中的一种或两种的混合物；

步骤2，在壳聚糖水溶液中加入水性聚醚型聚氨酯交联剂，交联剂加入量占壳聚糖水溶液中壳聚糖质量的3％，300rpm搅拌15min，得壳聚糖混合液；

步骤3，在壳聚糖混合液中加入聚氨丙基双胍和亲水性氨基硅油，聚氨丙基双胍加入量为壳聚糖溶液中壳聚糖质量的0.2％，亲水性氨基硅油加入量为壳聚糖溶液中壳聚糖质量的1％，搅拌10min，得整理剂。

配制后整理工作液，采用整理剂2％、柔软剂2％、其余为水，调节PH值为5-6。将天丝面料在工作液中作浸轧处理，再经过定型工序，定型温度为170℃，定型机车速30m/min，即可。

对上述实施例所得面料进行抗菌测试，结果如下：

抑菌率	实施例1	对比例1	实施例2
				金黄色葡萄球菌ATCC NO.6538	98.4％	85.3％	99.8％
大肠杆菌ATCC NO.8739	98.2％	79.5％	99.7％
				白色念珠菌ATCC NO.10231	99.0％	81.2％	99.9％

Claims (10)

1.一种纤维素纤维面料用海洋生物质整理剂，其特征在于：以重量份计包括：壳聚糖0.5份-5份、水100份，还包括占壳聚糖重量2%-10%的交联剂和占壳聚糖重量0.2%-1%的防腐剂。

2.根据权利要求1所述的纤维素纤维面料用整理剂，其特征在于：还包含占壳聚糖重量1%-10%的亲水性氨基硅油。

3.根据权利要求1或2所述的纤维素纤维面料用整理剂，其特征在于：所述壳聚糖的分子量为8-20万，粒径为60-120目，脱乙酰度为85%-95%。

4.根据权利要求1或2所述的纤维素纤维面料用整理剂，其特征在于：所述纤维素纤维面料为纯棉面料、再生纤维素纤维面料或纯棉与再生纤维素纤维混纺或交织的面料。

5.根据权利要求1或2所述的纤维素纤维面料用整理剂，其特征在于：所述交联剂为水性聚醚型聚氨酯交联剂。

6.根据权利要求1或2所述的纤维素纤维面料用整理剂，其特征在于：所述防腐剂为聚氨丙基双胍。

7.权利要求1所述的纤维素纤维面料用整理剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，将壳聚糖加入到pH值4-6的水溶液中，搅拌，得壳聚糖水溶液；

步骤2，在步骤1所得壳聚糖水溶液中加入交联剂，搅拌，得壳聚糖混合液；

步骤3，在步骤2所得壳聚糖混合液中加入防腐剂，搅拌，得整理剂。

8.根据权利要求7所述的纤维素纤维面料用整理剂的制备方法，其特征在于：步骤3中还可以加入亲水性氨基硅油。

9.一种纤维素纤维面料的整理工艺，其特征在于：将纤维素纤维面料在含有权利要求1所述的纤维素纤维面料用整理剂的工作液中作浸轧处理，再经过定型工序，即可，工作液中所述整理剂的浓度为1%-10%。

10.根据权利要求9所述的纤维素纤维面料的整理工艺，其特征在于：定型温度为130℃-170℃，定型机车速为25m/min-50m/min。