CN106283204A - 一种抗菌无胶棉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌无胶棉的制备方法，属于无胶棉制备技术领域。本发明首先将青竹粉进行蒸汽爆破处理后，分别用去离子水、过氧化氢溶液和氢氧化钠溶液进行浸泡和水浴加热，干燥制得青竹纤维，再以八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷为原料，与硅烷偶联剂进行混合，并加入氢氧化钾溶液，制得到氨基硅油，接着利用乳化剂进行乳化，得到氨基硅油乳液作为蓬松剂，最后将青竹纤维和短纤进行配料、开松和铺网后，将氨基硅油乳液喷涂于其表面，即可得到抗菌无胶棉。本发明制备的抗菌无胶棉抗菌效果好，抑菌率≥39％，可广泛适于抵抗能力弱的婴幼儿或孕妇使用；且其蓬松度、回复率、压缩率等性能优越，可进行产业化生产。

Description

一种抗菌无胶棉的制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗菌无胶棉的制备方法，属于无胶棉制备技术领域。
背景技术
无胶棉又称喷浆絮棉，是非织造布的一种，无胶棉结构形成的原理就是将粘合剂喷洒在蓬松的纤维层的两面，由于在喷淋时有一定的压力，以及下部真空吸液时的吸力，所以在纤维层的内部也能渗入粘合剂，喷洒粘合剂后的纤维层再经过烘燥、固化，使纤维间的交接点被粘接，而未被彼此粘接的纤维，仍有相当大的自由度。同时，在三维网状结构中，仍保留有许多容有空气的空隙。因此，纤维层具有多孔性、高蓬松性的保暖作用。
然而现有的多数无胶棉作为冬装填充物，经过长时间的使用，由于人体潮气没有及时排出致使棉体容易滋生细菌，尤其对一些抵抗能力弱的婴幼儿或孕妇使用时，容易引起皮肤过敏现象。然而现有技术中的喷胶棉或无胶棉生产工艺中没有添加抗菌剂，所以现有技术中的喷胶棉或无胶棉不具备抗菌、防螨等功能，然而再添加抗菌剂后，降低了其蓬松度、回复率、压缩率等性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有的无胶棉不具备抑菌的性能，而添加了抗菌剂后，影响了其蓬松度和回复率等性能的问题，本发明首先将青竹粉进行蒸汽爆破处理后，分别用去离子水、过氧化氢溶液和氢氧化钠溶液进行浸泡和水浴加热，干燥制得青竹纤维，再以八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷为原料，与硅烷偶联剂进行混合，并加入氢氧化钾溶液，制得到氨基硅油，接着利用乳化剂进行乳化，得到氨基硅油乳液作为蓬松剂，最后将青竹纤维和短纤进行配料、开松和铺网后，将氨基硅油乳液喷涂于其表面，即可得到抗菌无胶棉。本发明制备的抗菌无胶棉抑菌率高，且不会影响影响无胶棉的蓬松度、回复率、压缩率等性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取3～5kg青竹，将其切片后加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的青竹粉装入蒸汽爆破罐中，加热至100～110℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸气至罐内压力为1.7～2.0MPa，保持压力3～5min后，打开蒸汽爆破罐阀门泄压，减压至常压后取出青竹粉，得蒸汽爆破处理青竹粉；
（2）称取300～500g上述蒸汽爆破处理青竹粉，将其浸泡在500～800mL温度为80～90℃去离子水中40～50min，过滤，将滤渣转入300～500mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在70～75℃恒温水浴下，反应1～2h，真空抽滤，将滤饼浸泡在100～200mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在80～85℃恒温水浴下，浸提3～4h，经离心机离心分离，收集沉淀物，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤沉淀物至洗涤液呈中性，转入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纤维，备用；
（3）称量100～120mL八甲基环四硅氧烷，0.10～0.12mL六甲基二硅氧烷，1～3g硅烷偶联剂KH-602，0.5～0.8g硅烷偶联剂GP-108，1～2g硅烷偶联剂GP-103，加入反应釜中，以300～500r/min搅拌混合均匀，加入10～20mL质量分数为50%氢氧化钾溶液，加热至110～120℃，反应2～3h，冷却至室温，得氨基硅油；
（4）量取90～100mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化机中，添加1～3g乳化剂OP-10，以6000～8000r/min搅拌5～8min后，加入3～4L去离子水，继续搅拌10～20min，并用冰醋酸调节pH为5.0～5.5，得氨基硅油乳液；
（5）称取60～65g涤纶短纤，20～25gES短纤，10～20g步骤（2）制备的青竹纤维，通过多层平铺混合进行配料，将混合后的配料送入开松机中开松，通过梳棉机梳理后铺网，并用800～1000mL上述氨基硅油乳液以5～10mL/min均匀喷涂，转入烘箱中，在160～180℃下烘烤20～40s，出料后经辊压成卷并包装，得抗菌无胶棉。
本发明制备的抗菌无胶棉压缩率≥72％，回复率≥85％，保温率≥78％，蓬松度比容>8cm3/g，其抑菌率≥39％。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的抗菌无胶棉抗菌效果好，抑菌率≥39％，可广泛适于抵抗能力弱的婴幼儿或孕妇使用；
（2）本发明制备的抗菌无胶棉其蓬松度、回复率、压缩率等性能优越，可进行产业化生产；
（3）本发明制备步骤简单，所需成本低。
具体实施方式
首先称取3～5kg青竹，将其切片后加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的青竹粉装入蒸汽爆破罐中，加热至100～110℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸气至罐内压力为1.7～2.0MPa，保持压力3～5min后，打开蒸汽爆破罐阀门泄压，减压至常压后取出青竹粉，得蒸汽爆破处理青竹粉；再称取300～500g上述蒸汽爆破处理青竹粉，将其浸泡在500～800mL温度为80～90℃去离子水中40～50min，过滤，将滤渣转入300～500mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在70～75℃恒温水浴下，反应1～2h，真空抽滤，将滤饼浸泡在100～200mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在80～85℃恒温水浴下，浸提3～4h，经离心机离心分离，收集沉淀物，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤沉淀物至洗涤液呈中性，转入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纤维，备用；接着称量100～120mL八甲基环四硅氧烷，0.10～0.12mL六甲基二硅氧烷，1～3g硅烷偶联剂KH-602，0.5～0.8g硅烷偶联剂GP-108，1～2g硅烷偶联剂GP-103，加入反应釜中，以300～500r/min搅拌混合均匀，加入10～20mL质量分数为50%氢氧化钾溶液，加热至110～120℃，反应2～3h，冷却至室温，得氨基硅油；再量取90～100mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化机中，添加1～3g乳化剂OP-10，以6000～8000r/min搅拌5～8min后，加入3～4L去离子水，继续搅拌10～20min，并用冰醋酸调节pH为5.0～5.5，得氨基硅油乳液；最后称取60～65g涤纶短纤，20～25gES短纤，10～20g制备的青竹纤维，通过多层平铺混合进行配料，将混合后的配料送入开松机中开松，通过梳棉机梳理后铺网，并用800～1000mL上述氨基硅油乳液以5～10mL/min均匀喷涂，转入烘箱中，在160～180℃下烘烤20～40s，出料后经辊压成卷并包装，得抗菌无胶棉。
实例1
首先称取5kg青竹，将其切片后加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的青竹粉装入蒸汽爆破罐中，加热至110℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸气至罐内压力为12.0MPa，保持压力5min后，打开蒸汽爆破罐阀门泄压，减压至常压后取出青竹粉，得蒸汽爆破处理青竹粉；再称取500g上述蒸汽爆破处理青竹粉，将其浸泡在800mL温度为90℃去离子水中50min，过滤，将滤渣转入500mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在75℃恒温水浴下，反应2h，真空抽滤，将滤饼浸泡在200mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在85℃恒温水浴下，浸提4h，经离心机离心分离，收集沉淀物，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤沉淀物至洗涤液呈中性，转入110℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纤维，备用；接着称量120mL八甲基环四硅氧烷，0.12mL六甲基二硅氧烷，3g硅烷偶联剂KH-602，0.8g硅烷偶联剂GP-108，2g硅烷偶联剂GP-103，加入反应釜中，以500r/min搅拌混合均匀，加入20mL质量分数为50%氢氧化钾溶液，加热至120℃，反应3h，冷却至室温，得氨基硅油；再量取100mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化机中，添加3g乳化剂OP-10，以8000r/min搅拌8min后，加入4L去离子水，继续搅拌20min，并用冰醋酸调节pH为5.5，得氨基硅油乳液；最后称取65g涤纶短纤，25gES短纤，20g制备的青竹纤维，通过多层平铺混合进行配料，将混合后的配料送入开松机中开松，通过梳棉机梳理后铺网，并用1000mL上述氨基硅油乳液以10mL/min均匀喷涂，转入烘箱中，在180℃下烘烤40s，出料后经辊压成卷并包装，得抗菌无胶棉。经检测，本发明制备的抗菌无胶棉压缩率为72％，回复率为85％，保温率为78％，蓬松度比容为8.2cm3/g，其抑菌率为39％。
实例2
首先称取3kg青竹，将其切片后加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的青竹粉装入蒸汽爆破罐中，加热至100℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸气至罐内压力为1.7MPa，保持压力3min后，打开蒸汽爆破罐阀门泄压，减压至常压后取出青竹粉，得蒸汽爆破处理青竹粉；再称取300g上述蒸汽爆破处理青竹粉，将其浸泡在500mL温度为80℃去离子水中40min，过滤，将滤渣转入300mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在70℃恒温水浴下，反应1h，真空抽滤，将滤饼浸泡在100mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在80℃恒温水浴下，浸提3h，经离心机离心分离，收集沉淀物，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤沉淀物至洗涤液呈中性，转入105℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纤维，备用；接着称量100mL八甲基环四硅氧烷，0.10mL六甲基二硅氧烷，1g硅烷偶联剂KH-602，0.5g硅烷偶联剂GP-108，1g硅烷偶联剂GP-103，加入反应釜中，以300r/min搅拌混合均匀，加入10mL质量分数为50%氢氧化钾溶液，加热至110℃，反应2h，冷却至室温，得氨基硅油；再量取90mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化机中，添加1g乳化剂OP-10，以6000r/min搅拌5min后，加入3L去离子水，继续搅拌10min，并用冰醋酸调节pH为5.0，得氨基硅油乳液；最后称取60g涤纶短纤，20gES短纤，10g制备的青竹纤维，通过多层平铺混合进行配料，将混合后的配料送入开松机中开松，通过梳棉机梳理后铺网，并用800mL上述氨基硅油乳液以5mL/min均匀喷涂，转入烘箱中，在160℃下烘烤20s，出料后经辊压成卷并包装，得抗菌无胶棉。经检测，本发明制备的抗菌无胶棉压缩率为73％，回复率为86％，保温率为79％，蓬松度比容为9cm3/g，其抑菌率为40％。
实例3
首先称取4kg青竹，将其切片后加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的青竹粉装入蒸汽爆破罐中，加热至105℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸气至罐内压力为1.8MPa，保持压力4min后，打开蒸汽爆破罐阀门泄压，减压至常压后取出青竹粉，得蒸汽爆破处理青竹粉；再称取400g上述蒸汽爆破处理青竹粉，将其浸泡在600mL温度为85℃去离子水中45min，过滤，将滤渣转入400mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在72℃恒温水浴下，反应1h，真空抽滤，将滤饼浸泡在150mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在82℃恒温水浴下，浸提4h，经离心机离心分离，收集沉淀物，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤沉淀物至洗涤液呈中性，转入107℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纤维，备用；接着称量115mL八甲基环四硅氧烷，0.11mL六甲基二硅氧烷，2g硅烷偶联剂KH-602，0.7g硅烷偶联剂GP-108，1g硅烷偶联剂GP-103，加入反应釜中，以400r/min搅拌混合均匀，加入15mL质量分数为50%氢氧化钾溶液，加热至115℃，反应2h，冷却至室温，得氨基硅油；再量取95mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化机中，添加2g乳化剂OP-10，以7000r/min搅拌7min后，加入3L去离子水，继续搅拌15min，并用冰醋酸调节pH为5.2，得氨基硅油乳液；最后称取62g涤纶短纤，22gES短纤，15g制备的青竹纤维，通过多层平铺混合进行配料，将混合后的配料送入开松机中开松，通过梳棉机梳理后铺网，并用900mL上述氨基硅油乳液以7mL/min均匀喷涂，转入烘箱中，在170℃下烘烤30s，出料后经辊压成卷并包装，得抗菌无胶棉。经检测，本发明制备的抗菌无胶棉压缩率为74％，回复率为87％，保温率为80％，蓬松度比容为8.5cm3/g，其抑菌率为41％。

Claims (1)

1.一种抗菌无胶棉的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取3～5kg青竹，将其切片后加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的青竹粉装入蒸汽爆破罐中，加热至100～110℃，向蒸汽爆破罐中通入水蒸气至罐内压力为1.7～2.0MPa，保持压力3～5min后，打开蒸汽爆破罐阀门泄压，减压至常压后取出青竹粉，得蒸汽爆破处理青竹粉；
（2）称取300～500g上述蒸汽爆破处理青竹粉，将其浸泡在500～800mL温度为80～90℃去离子水中40～50min，过滤，将滤渣转入300～500mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在70～75℃恒温水浴下，反应1～2h，真空抽滤，将滤饼浸泡在100～200mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在80～85℃恒温水浴下，浸提3～4h，经离心机离心分离，收集沉淀物，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤沉淀物至洗涤液呈中性，转入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得青竹纤维，备用；
（3）称量100～120mL八甲基环四硅氧烷，0.10～0.12mL六甲基二硅氧烷，1～3g硅烷偶联剂KH-602，0.5～0.8g硅烷偶联剂GP-108，1～2g硅烷偶联剂GP-103，加入反应釜中，以300～500r/min搅拌混合均匀，加入10～20mL质量分数为50%氢氧化钾溶液，加热至110～120℃，反应2～3h，冷却至室温，得氨基硅油；
（4）量取90～100mL上述氨基硅油，加入高剪切乳化机中，添加1～3g乳化剂OP-10，以6000～8000r/min搅拌5～8min后，加入3～4L去离子水，继续搅拌10～20min，并用冰醋酸调节pH为5.0～5.5，得氨基硅油乳液；
（5）称取60～65g涤纶短纤，20～25gES短纤，10～20g步骤（2）制备的青竹纤维，通过多层平铺混合进行配料，将混合后的配料送入开松机中开松，通过梳棉机梳理后铺网，并用800～1000mL上述氨基硅油乳液以5～10mL/min均匀喷涂，转入烘箱中，在160～180℃下烘烤20～40s，出料后经辊压成卷并包装，得抗菌无胶棉。
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