CN105586652A - 一种抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法 - Google Patents

一种抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法 Download PDF

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陈红霞
陆鹏
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Abstract

本发明提供了一种抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，先将天然桉叶油通过基础油稀释后制备成纳米微胶囊，再将纳米微胶囊预分散后与粘胶纺丝液充分混合，然后进行湿法纺丝制备得到具有抗菌驱蚊功能的再生纤维素纤维。所得纤维不仅具有杀菌抑菌、灭蚊驱蚊的功效，相对于传统的面料后整理的方法，以该纤维为原料制成的纺织产品的具有更好的手感。

Description

一种抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法
技术领域
本发明属于纺织工业用原材料技术领域，具体涉及一种抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法。
背景技术
在日常生活中，人体不可避免地接触到各种各样的细菌、真菌等微生物，而纺织品正是这些微生物的良好生存之地，也是疾病的传播源。在一般情况下，人体感觉不到致病菌的危害。但当条件适宜时，皮肤上的致病菌就会大量繁殖，并通过皮肤、呼吸道、消化道以及血液对人体造成危害。细菌和真菌等微生物能引起局部化脓性炎症、全身感染、食物中毒、葡萄球菌性肠炎、肠道感染、皮肤粘膜感染、内脏感染、中枢神经系统感染等症状。
蚊子是自然界的“四害”之一，是威胁公共卫生的主要昆虫，种类多、繁殖快、分布广，除少数种类外，大多数蚊子不但会吸血，而且可能传播多种疾病，其中黄热病毒和登革热是全世界人类感染最严重的虫媒病毒。
随着人们对健康的重视程度越来越大，人们对一些功能纺织品的追求度也随之变高，相关领域的研究不断增加，越来越多的功能纺织品也是不断地问世。目前抗菌和驱蚊纺织品的相关研究也是相对比较早的，技术也相对成熟，其中大多数抗菌纺织品以后整理的方式实现，并且多数以合成类抗菌助剂和金属离子类居多，作为面料源头的抗菌纺织纤维情况与面料类似。这种情况最终不仅导致抗菌效果不明显，抗菌持久性欠佳，严重的还会影响人们身体健康，最终无法被消费者所接受。而驱蚊产品的研究更多的是集中在面料的后整理领域，且采用的助剂主要是人工合成类驱蚊剂，驱蚊效果虽好，但是持久性差，面料的手感也会受到影响，同时还会对人体健康带来不利的影响。
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抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，所得纤维不仅具有良好的抑菌驱蚊效果，并且弹性和强度性能得到提高。
一种抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，是将桉叶油微胶囊通过纺前混合的方式与粘胶纺丝液混合，湿法纺丝得到抗菌驱蚊再生纤维素纤维。
进一步地，所述桉叶油微胶囊是以水溶液的形式加入。
进一步地，所述桉叶油微胶囊在水溶液中的含量为10～20wt％。
进一步地，所述水溶液中还含有分散剂，分散剂的用量为桉叶油微胶囊用量的1～3wt％。
进一步地，所述分散剂为六偏磷酸钠、硬脂酸甘油酯或硬脂酸盐中的一种。
进一步地，所述桉叶油微胶囊的囊芯包含天然桉叶油和基础油，桉叶油的用量为10～20wt％，基础油的用量为80～90wt％。
进一步地，所述基础油为玫瑰果油、葡萄籽油、橄榄油、小麦胚芽油、荷荷巴油、酪梨油或坚果油中的一种。
进一步地，所述桉叶油微胶囊为缓释型微胶囊，粒径为0.1～1μm。
进一步地，所述桉叶油微胶囊的用量为粘胶纺丝液中甲纤含量的5～30wt％。
桉叶油是从桉树中提炼而得的植物精油，其主要成分是1,8-桉叶油素，是世界十大精品油种之一。研究表明，1，8-桉叶油素具有较好的杀菌抑菌性能，且具有广谱性，对常见的革兰氏阳性菌、金黄色葡萄糖球菌、白色连珠菌等均有较好的杀灭和抑制效果。同时1，8-桉叶油素对害虫具有较高的生物活性又不易产生抗药性，且对人畜毒性很小，不会造成二次污染。进一步研究表明：桉叶油的主要杀虫成分为桉叶油素和β-蒎烯，尤其是对常见蚊虫，具有较强的杀灭和驱避作用。目前，桉叶油作为一种天然的抗菌驱蚊精油越来越多地被应用在纺织行业。
本发明先将天然桉叶油通过基础油稀释后制备成纳米微胶囊，再将纳米微胶囊预分散后与粘胶纺丝液充分混合，然后进行湿法纺丝制备得到具有抗菌驱蚊功能的再生纤维素纤维。该纤维的突出优点是利用天然桉叶油的抗菌驱蚊作用将其微胶囊化后使制备得到的纤维同时具有杀菌抑菌，灭蚊驱蚊的功效，相对于传统的合成类的抗菌和驱蚊助剂而言，桉叶油的危害性更小，可大幅减少传统抗菌驱蚊助剂对人体健康和的损害，赋予纤维更高的附加值。微胶囊的包覆缓释作用可使面料的抗菌驱蚊的效果更佳持久，同时，相对于传统的的面料后整理的方法，以该纤维为原料制成的纺织产品的具有更好的手感。
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或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考赵涛编著的《染整工艺与原理》，中国纺织出版社，2009)或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
本发明中所述粘胶纺丝液中甲纤是指：甲种纤维素又称α-纤维素。纤维素原料在20℃浸于17.5％～18％的氢氧化钠溶液中经过45分钟后不溶解的部分。
落球法：2mm钢球从所述粘胶溶液中下落20cm所需的时间。
本发明的纳米微胶囊是利用常规的微胶囊包覆技术制成。
实施例1
粘胶纺丝液的制备
原料为聚合度为500～600的棉浆粕，其甲纤含量大于90％，且按照以下工艺路线制胶：浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、连续溶解、过滤、脱泡。
按照上述工艺制造而成粘胶纺丝液甲纤含量为8.8％，NaOH质量分数为5.9％，粘度为(落球法)58s，熟程度为(10％NH4Cl)8.6mL。
微胶囊分散体系的制备
在反应釜内，用蒸馏水配制质量分数依次为的微胶囊分散体系，囊芯中桉叶油和玫瑰果油质量比为20:80，加入占微胶囊质量1％的三硬脂酸甘油酯分散剂，充分搅拌即可获得较为均匀的微胶囊分散液。采用板框滤机经双层细布过滤，压力在0.2Mpa以下，得到均匀的微胶囊分散液。
粘胶溶液与纳米微胶囊分散乳液的混合
采用比例泵定量地将微胶囊分散液加入上述待用的粘胶溶液中，并混合均匀。微胶囊分散液采用注射泵以6升/min的速度注射到动态混合器中，粘胶溶液的流量为50升/min，常温下静置1h。其中，微胶囊的质量为甲纤重量的0％、5％、8％、15％、20％、30％。
湿法纺丝将微胶囊与粘胶的混合溶液送入湿法纺丝工序进行纺丝。喷丝头规格为21000孔×0.06mm，纺丝速度为55m/min，凝固浴温度为52℃，塑化浴温度为95℃。凝固浴组成为：硫酸115g/L，硫酸钠325g/L，硫酸锌11.5g/L。
经过上述步骤制备的纤维的主要指标如下：
桉叶油微胶囊添加量 0％ 5％ 8％ 15％ 20％ 30％
纤度(dtex) 1.59 1.68 1.54 1.62 1.67 1.68
干强(cN/dtex) 1.89 1.92 2.15 2.07 2.05 1.92
湿强(cN/dtex) 1.41 1.36 1.45 1.39 1.42 1.39
干伸(％) 15.9 16.5 16.7 18.1 17.4 16.3
抑菌率(％) 0 95.2 91.5 93.7 92.6 96.8
蚊虫趋避率(％) 0 64.7 56.9 57.1 53.7 61.7
从表中可以看出，在粘胶纺丝液中引入桉叶油微胶囊后，可以明显提高抑菌驱蚊效果，并且改性纤维具有更好的弹性和强度性能。
实施例2
粘胶纺丝液的制备
原料为聚合度为500～600的木浆粕，其甲纤含量大于90％，且按照以下工艺路线制胶：浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、连续溶解、过滤、脱泡。
按照上述工艺制造而成粘胶纺丝液甲纤含量为9.0％，NaOH质量分数为5.8％，粘度为(落球法)60s，熟程度为(10％NH4Cl)8.9mL。
微胶囊分散体系的制备
在反应釜内，用蒸馏水配制质量分数为5％、10％、15％、20％、25％的微胶囊分散体系，囊芯中桉叶油和橄榄油质量比为15:85，加入占微胶囊质量2％的三硬脂酸甘油酯分散剂，充分搅拌即可获得较为均匀的微胶囊分散液。采用板框滤机经双层细布过滤，压力在0.2Mpa以下，得到均匀的微胶囊分散液。
粘胶溶液与纳米微胶囊分散乳液的混合：
采用比例泵定量地将微胶囊分散液加入上述待用的粘胶溶液中，并混合均匀。微胶囊分散液采用注射泵以6升/min的速度注射到动态混合器中，粘胶溶液的流量为50升/min，常温下静置1h。其中，微胶囊的质量为甲纤重量的8％。
湿法纺丝将微胶囊与粘胶的混合溶液送入湿法纺丝工序进行纺丝。喷丝头规格为21000孔×0.06mm，纺丝速度为55m/min，凝固浴温度为52℃，塑化浴温度为95℃。凝固浴组成为：硫酸115g/L，硫酸钠325g/L，硫酸锌11.5g/L。
经过上述步骤制备的纤维的主要指标如下。
桉叶油微胶囊浓度 5％ 10％ 15％ 20％ 25％
纤度dtex 1.64 1.65 1.70 1.69 1.69
干强cN/dtex 2.25 2.29 2.21 2.33 1.88
湿强cN/dtex 1.32 1.31 1.40 1.36 1.32
干伸％ 17.1 18.3 17.7 18.0 16.1
抑菌率(％) 54.3 95.2 93.7 92.6 69.5
蚊虫趋避率(％) 12.8 64.7 57.1 53.7 17.6
从表中看出，将桉叶油微胶囊浓度调控在优选范围时，可以显著地提高抑菌驱蚊效果，并且改性纤维具有更好的弹性和强度性能。
实施例3
粘胶纺丝液的制备
原料为聚合度为500～600的竹浆粕，其甲纤含量大于90％，且按照以下工艺路线制胶：浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、连续溶解、过滤、脱泡。
按照上述工艺制造而成粘胶纺丝液甲纤含量为8.9％，NaOH质量分数为6.0％，粘度为(落球法)59s，熟程度为(10％NH4Cl)8.7mL。
微胶囊分散体系的制备
在反应釜内，用蒸馏水配制质量分数为20％的微胶囊分散体系，囊芯中桉叶油和小麦胚芽油质量比为10:90，，加入占微胶囊质量0％、1％、2％、3％、4％、5％的六偏磷酸钠分散剂，充分搅拌即可获得较为均匀的微胶囊分散液。采用板框滤机经双层细布过滤，压力在0.2Mpa以下，得到均匀的微胶囊分散液。
粘胶溶液与纳米微胶囊分散乳液的混合
采用比例泵定量地将微胶囊分散液加入上述待用的粘胶溶液中，并混合均匀。微胶囊分散液采用注射泵以6升/min的速度注射到动态混合器中，粘胶溶液的流量为50升/min，常温下静置1h。其中，微胶囊的质量为甲纤重量的10％。
湿法纺丝将微胶囊与粘胶的混合溶液送入湿法纺丝工序进行纺丝。喷丝头规格为21000孔×0.06mm，纺丝速度为55m/min，凝固浴温度为52℃，塑化浴温度为95℃。凝固浴组成为：硫酸115g/L，硫酸钠325g/L，硫酸锌11.5g/L。
经过上述步骤制备的纤维的主要指标如下。
分散剂浓度 0％ 1％ 2％ 3％ 4％ 5％
纤度dtex 1.69 1.72 1.63 1.75 1.69 1.67
干强cN/dtex 1.90 2.01 2.24 2.11 1.88 1.95
湿强cN/dtex 1.32 1.45 1.60 1.35 1.32 1.43
干伸％ 14.7 15.8 18.1 16.2 16.1 17.4
抑菌率(％) 78.5 95.2 93.7 92.6 69.5 59.4
蚊虫趋避率(％) 43.2 64.7 57.1 53.7 17.6 18.2
从表中看出，将分散剂浓度调控在优选范围时，可以显著地提高抑菌驱蚊效果，并且改性纤维具有更好的弹性和强度性能。

Claims (9)

1.一种抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：将桉叶油微胶囊通过纺前混合的方式与粘胶纺丝液混合，湿法纺丝得到抗菌驱蚊再生纤维素纤维。
2.根据权利要求1所述的抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述桉叶油微胶囊是以水溶液的形式加入。
3.根据权利要求2所述的抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述桉叶油微胶囊在水溶液中的含量为10～20wt%。
4.根据权利要求2所述的抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述水溶液中还含有分散剂，分散剂的用量为桉叶油微胶囊用量的1～3wt%。
5.根据权利要求4所述的抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述分散剂为六偏磷酸钠、硬脂酸甘油酯或硬脂酸盐中的一种。
6.根据权利要求1所述的抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述桉叶油微胶囊的囊芯含有天然桉叶油和基础油，桉叶油的用量为10～20wt%，基础油的用量为80～90wt%。
7.根据权利要求6所述的抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述基础油为玫瑰果油、葡萄籽油、橄榄油、小麦胚芽油、荷荷巴油、酪梨油或坚果油中的一种。
8.根据权利要求1所述的抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述桉叶油微胶囊为缓释型微胶囊，粒径为0.1～1μm。
9.根据权利要求1所述的抗菌驱蚊再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述桉叶油微胶囊的用量为粘胶纺丝液中甲纤含量的5～30wt%。
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