CN107217481A - 抗菌整理剂、抗菌纱线及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

一种抗菌整理剂、抗菌纱线及其制备方法和应用，其按重量份数计包括抗菌剂5～20份、阳离子固色剂5～25份、阳离子柔软剂10～30份及水性树脂10～30份，抗菌剂选自N‑十二烷基‑氨基甜菜碱‑2‑巯基乙胺氢氯化物、3‑三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵、壳聚糖双胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍及磷酸二氢铵中的至少一种，水性树脂选自醋酸乙烯乳液树脂、聚乙烯醇树脂、聚甲基丙烯酸及聚环氧乙烷中的至少一种。采用上述组分的水性树脂能改善纱线的手感和舒适度，采用上述比例阳离子固色剂、阳离子柔软剂、水性树脂及上述组分和比例的抗菌剂共同作用，不仅使得纱线具有良好的抗菌性能，而且协调了色牢度及手感舒适度等性能需求，同时保证了纱线的抗菌性能、色牢度和舒适度。

Description

抗菌整理剂、抗菌纱线及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，特别是涉及一种抗菌整理剂、抗菌纱线及其制备方法和应用。
背景技术
目前的纱线或纺织品在水、氧及营养物充分时会导致细菌迅速繁殖，使人体皮肤感染。尤其是在人体分泌汗液时，温湿度非常适合微生物繁殖，而许多细菌和真菌的繁殖将产生纤维素酶，纤维素酶又会促使纤维素降解，进而导致纱线或纺织品产生霉斑及色变。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够防止霉斑及色变的抗菌整理剂、抗菌纱线及其制备方法和应用。
一种抗菌整理剂，按重量份数计，包括抗菌剂5～20份、阳离子固色剂5～25份、阳离子柔软剂10～30份及水性树脂10～30份，所述抗菌剂选自N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物、3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵、壳聚糖双胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍及磷酸二氢铵中的至少一种，所述水性树脂选自醋酸乙烯乳液树脂、聚乙烯醇树脂、聚甲基丙烯酸及聚环氧乙烷中的至少一种。
上述抗菌整理剂，不仅可对纱线进行抗菌整理，使得纱线具有抗菌作用，能够防止纱线产生霉斑及色变，而且添加阳离子固色剂、阳离子柔软剂及水性树脂，可同时对纱线进行固色和柔软整理。且采用上述组分的水性树脂能改善纱线的手感和舒适度，采用上述比例阳离子固色剂、阳离子柔软剂、水性树脂及上述组分和比例的抗菌剂共同作用，不仅使得纱线具有良好的抗菌性能，而且协调了色牢度及手感舒适度等性能需求，避免了采用抗菌剂、阳离子柔软剂及阳离子固色剂同浴整理时阳离子柔软剂、阳离子固色剂及抗菌剂之间的吸附相互影响导致抗菌性能、色牢度或舒适度不佳的问题，进而同时保证了纱线的抗菌性能、色牢度和舒适度。
在其中一个实施例中，所述抗菌剂为所述N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物10～20份、所述壳聚糖双胍盐酸盐5～15份及所述聚六亚甲基双胍1～5份的混合物。
在其中一个实施例中，所述抗菌剂为10～20份，所述阳离子固色剂为15～25份，所述阳离子柔软剂为10～20份及所述水性树脂为20～30份。
在其中一个实施例中，所述抗菌剂还具有所述3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵10～20份及所述磷酸二氢铵1～5份。
在其中一个实施例中，所述抗菌剂为10～15份，所述阳离子固色剂为15～20份，所述阳离子柔软剂为10～15份及所述水性树脂为20～25份。
在其中一个实施例中，所述阳离子固色剂为氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶及酚磺酸甲醛缩合物中的至少一种；所述阳离子柔软剂为单烷基双甲基叔胺、双烷基甲基叔胺、三烷基叔胺及双十八烷基二甲基氯化铵中的至少一种。
在其中一个实施例中，当所述水性树脂选自醋酸乙烯乳液树脂、聚乙烯醇树脂、聚甲基丙烯酸及聚环氧乙烷中的至少两种时，所述抗菌整理剂还包括淀粉及相容剂。
一种抗菌纱线的制备方法，包括以下步骤：
将水和上述抗菌整理剂的各组分混合，得到抗菌整理剂水溶液；
将纱线浸渍于所述抗菌整理剂水溶液，然后烘干得到所述抗菌纱线。
上述抗菌纱线的制备方法制备得到的抗菌纱线。
上述在制备织物中的应用。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照对本发明进行更全面的描述。并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式的抗菌整理剂，按重量份数计，包括抗菌剂5～20份、阳离子固色剂5～25份、阳离子柔软剂10～30份及水性树脂10～30份。
其中，抗菌剂选自N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物、3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵、壳聚糖双胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍及磷酸二氢铵中的至少一种。这些抗菌剂与纱线的吸附能力好，因此抗菌剂优先吸附于纱线的表面，阳离子固色剂可使抗菌剂进一步固着，阳离子柔软剂吸附于纱线进行柔软整理。
其中，水性树脂选自醋酸乙烯乳液树脂、聚乙烯醇树脂、聚甲基丙烯酸及聚环氧乙烷中的至少一种。该水性树脂能与纱线的内部结合，进而改善纱线的手感和舒适度。
上述抗菌整理剂，不仅可对纱线进行抗菌整理，使得纱线具有抗菌作用，能够防止纱线产生霉斑及色变，而且添加阳离子固色剂、阳离子柔软剂及水性树脂，可同时对纱线进行固色和柔软整理。且采用上述组分的水性树脂能改善纱线的手感和舒适度，采用上述比例阳离子固色剂、阳离子柔软剂、水性树脂及上述组分和比例的抗菌剂共同作用，不仅使得纱线具有良好的抗菌性能，而且协调了色牢度及手感舒适度等性能需求，避免了采用抗菌剂、阳离子柔软剂及阳离子固色剂同浴整理时阳离子柔软剂、阳离子固色剂及抗菌剂之间的吸附相互影响导致抗菌性能、色牢度或舒适度不佳的问题，进而同时保证了纱线的抗菌性能、色牢度和舒适度。
此外，上述抗菌整理剂可用于天然纤维、人造纤维及合成纤维等纱线或纺织品。上述抗菌整理剂可用于无染色的纱线也可用于染色纱线。
在其中一个实施例中，抗菌剂为N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物10～20份、壳聚糖双胍盐酸盐5～15份及聚六亚甲基双胍1～5份的混合物。该组分及配比的抗菌剂特别适用于羊毛纱线等天然纤维，N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物、壳聚糖双胍盐酸盐及聚六亚甲基双胍能与羊毛胱氨酸反应，生成不对称的二硫键，通过这种共价键合，可使羊毛织物具有优良的抗菌性。
进一步地，抗菌剂为10～20份，阳离子固色剂为15～25份，阳离子柔软剂为10～20份及水性树脂为20～30份。如此根据抗菌剂的组成控制抗菌剂、阳离子固色剂、阳离子柔软剂及水性树脂之间的比例，在保证纱线的色牢度和舒适度的基础上，进一步提高了抗菌整理剂的抗菌性能。
在其中一个实施例中，抗菌剂除了具有N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物10～20份，壳聚糖双胍盐酸盐5～15份，聚六亚甲基双胍1～5份，抗菌剂还具有3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵10～20份及磷酸二氢铵1～5份。该组分和配比的抗菌剂特别适用于合成纤维，通过加入3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵及磷酸二氢铵，提高了其与合成纤维的吸附能力。
进一步地，抗菌剂为10～15份，阳离子固色剂为15～20份，阳离子柔软剂为10～15份及水性树脂为20～25份。如此根据抗菌剂的组成控制抗菌剂、阳离子固色剂、阳离子柔软剂及水性树脂之间的比例，在保证纱线的色牢度和舒适度的基础上，进一步提高了抗菌整理剂的抗菌性能。
在其中一个实施例中，阳离子固色剂为氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶及酚磺酸甲醛缩合物中的至少一种。该类阳离子固色剂与抗菌剂、阳离子柔软剂、水性树脂共同作用，能进一步提高纱线的抗菌性能、色牢度和舒适度。优选地，阳离子固色剂为酚磺酸甲醛缩合物。
在其中一个实施例中，阳离子柔软剂为单烷基双甲基叔胺、双烷基甲基叔胺、三烷基叔胺及双十八烷基二甲基氯化铵中的至少一种。该类阳离子柔软剂与抗菌剂、阳离子固色剂、水性树脂共同作用，能进一步提高纱线的抗菌性能、色牢度和舒适度。
优选地，阳离子柔软剂为单烷基双甲基叔胺、双烷基甲基叔胺及三烷基叔胺中的三种，且单烷基双甲基叔胺、双烷基甲基叔胺及三烷基叔胺的质量比为1:2～5:3～7。在该体系中，采用该配比的三种组合的阳离子柔软剂其效果优于单独的双十八烷基二甲基氯化铵。
优选地，水性树脂为醋酸乙烯乳液树脂、聚乙烯醇树脂及聚甲基丙烯酸中的至少一种。
在其中一个实施例中，当水性树脂选自醋酸乙烯乳液树脂、聚乙烯醇树脂、聚甲基丙烯酸及聚环氧乙烷中的至少两种时，抗菌整理剂还包括淀粉及相容剂。如此能使两种或两种以上的水性树脂更好的互溶，进而提高其对纱线内部的结合力。
优选地，淀粉为2～5份，相容剂为1～3份。优选地，相容剂为非反应型相容剂。
可以理解，上述抗菌整理剂还可包括表面活性剂等组分。
上述抗菌整理剂可通过将各组分按照配比混合得到。制备方法简单。
还提供了上述抗菌整理剂在制备抗菌纱线中的应用。具体地在使用时，将抗菌整理剂和水混合，得到抗菌整理剂水溶液。
优选地，在抗菌整理剂水溶液中，抗菌整理剂的质量百分比为3％～15％。
还提供了一种抗菌纱线的制备方法，包括以下步骤S1～S2。
步骤S1：将上述抗菌整理剂的各组分和水混合，得到抗菌整理剂水溶液。
具体地，步骤S1可以通过一步反应得到。在其他实施例中，也可先将上述抗菌整理剂的各组分混合，得到抗菌整理剂；然后将抗菌整理剂和水混合，得到抗菌整理剂水溶液。
优选地，在抗菌整理剂水溶液中，抗菌整理剂的质量百分比为3％～15％。
步骤S2：将纱线浸渍于上述抗菌整理剂水溶液，然后烘干得到抗菌纱线。
在其中一个实施例中，步骤S2浸渍的条件为于30～60℃下浸渍1～2h。优选地，步骤S2浸渍的条件为先于45～60℃处理0.5～1h，再于30～45℃处理0.5～1h。以使抗菌剂优先吸附于纱线的表面。
在其中一个实施例中，步骤S2烘干的条件为于90～110℃处理2～6min，再于160～200℃处理1～2min。优选地，步骤S2烘干的条件为于100℃处理4min，再于180℃处理1.5～2min。
可以理解，在其他实施例中，步骤S2在将纱线进行烘干之前，还包括对浸渍后的纱线进行脱水处理。
上述抗菌纱线的制备方法将抗菌剂、阳离子柔软剂及阳离子固色剂同浴整理，步骤简单，绿色环保；得到的抗菌纱线不仅具有良好的抗菌性能，而且协调了色牢度及手感舒适度等性能需求，避免了阳离子柔软剂、阳离子固色剂及抗菌剂之间的吸附相互影响导致抗菌性能、色牢度或舒适度不佳的问题，进而同时保证了纱线的抗菌性能、色牢度和舒适度。
此外还提供了上述抗菌纱线的制备方法制备得到的抗菌纱线。该抗菌纱线不仅具有良好的抗菌性能，而且协调了色牢度及手感舒适度等性能需求。
此外还提供了上述抗菌纱线在制备织物中的应用。
在其中一个实施例中，织物为袜子。可以理解，在其他实施例中，织物也可为围巾、服装等。
以下为具体实施例。
实施例1
一种抗菌整理剂按重量份数计，包括抗菌剂15份、阳离子固色剂20份、阳离子柔软剂15份、水性树脂25份、淀粉3份及非反应型相容剂2份。
其中，抗菌剂为N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物20份、3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵15份、壳聚糖双胍盐酸盐10份、聚六亚甲基双胍3份及磷酸二氢铵3份。阳离子固色剂为氯化十六烷基吡啶。阳离子柔软剂为质量比为1:4:3的单烷基双甲基叔胺、双烷基甲基叔胺及三烷基叔胺。水性树脂为等体积的醋酸乙烯乳液树脂及聚乙烯醇树脂。
上述抗菌整理剂通过将各组分按照配比混合得到。
抗菌纱线的制备方法：将上述抗菌整理剂和水混合，得到质量白分比为10％的抗菌整理剂水溶液。将纱线浸渍于上述抗菌整理剂水溶液，浸渍的条件为先于45℃处理0.5h，再于35℃处理1h。然后先于100℃烘干40min，再于180℃烘干2min得到抗菌纱线。
实施例2
一种抗菌整理剂按重量份数计，包括抗菌剂15份、阳离子固色剂20份、阳离子柔软剂15份及水性树脂25份。
其中，抗菌剂为N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物15份、3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵5份、壳聚糖双胍盐酸盐15份、聚六亚甲基双胍5份及磷酸二氢铵1份。阳离子固色剂为溴化十六烷基吡啶。阳离子柔软剂为质量比为1:5:5的单烷基双甲基叔胺、双烷基甲基叔胺及三烷基叔胺。水性树脂为聚乙烯醇树脂。
上述抗菌整理剂通过将各组分按照配比混合得到。
抗菌纱线的制备方法：将上述抗菌整理剂和水混合，得到质量白分比为3％的抗菌整理剂水溶液。将纱线浸渍于上述抗菌整理剂水溶液，浸渍的条件为先于60℃处理1h，再于45℃处理0.5。然后先于110℃烘干20min，再于160℃烘干1.5min得到抗菌纱线。
实施例3
一种抗菌整理剂按重量份数计，包括抗菌剂10份、阳离子固色剂15份、阳离子柔软剂20份及水性树脂20份。
其中，抗菌剂为N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物10份、3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵10份及聚六亚甲基双胍1份。阳离子固色剂为等质量的氯化十六烷基吡啶及溴化十六烷基吡啶。阳离子柔软剂为双十八烷基二甲基氯化铵。水性树脂为聚甲基丙烯酸。
上述抗菌整理剂通过将各组分按照配比混合得到。
抗菌纱线的制备方法：将上述抗菌整理剂和水混合，得到质量白分比为15％的抗菌整理剂水溶液。将纱线浸渍于上述抗菌整理剂水溶液，浸渍的条件为先于45℃处理1.5h。然后先于90℃烘干60min，再于200℃烘干1min得到抗菌纱线。
实施例4
一种抗菌整理剂按重量份数计，包括抗菌剂5份、阳离子固色剂25份、阳离子柔软剂10份及水性树脂20份。
其中，抗菌剂为N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物15份、3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵5份及聚六亚甲基双胍5份。阳离子固色剂为酚磺酸甲醛缩合物。阳离子柔软剂为双烷基甲基叔胺。水性树脂为聚环氧乙烷。
上述抗菌整理剂通过将各组分按照配比混合得到。
实施例4的抗菌纱线的制备方法除原料不同，其他条件与实施例1基本相同。
实施例5
一种抗菌整理剂按重量份数计，包括抗菌剂15份、阳离子固色剂20份、阳离子柔软剂15份及水性树脂25份。
其中，抗菌剂为N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物20份、3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵15份及聚六亚甲基双胍3份。阳离子固色剂为酚磺酸甲醛缩合物。阳离子柔软剂为双十八烷基二甲基氯化铵。水性树脂为醋酸乙烯乳液树脂。
上述抗菌整理剂通过将各组分按照配比混合得到。
实施例5的抗菌纱线的制备方法除原料不同，其他条件与实施例1基本相同。
对比例1
一种整理剂的组分与实施例1的组分基本相同，不同之处在于：不含有抗菌剂。该整理剂用于纱线的制备方法与实施例1也基本相同。
对比例2
一种抗菌整理剂的组分与实施例1的组分基本相同，不同之处在于：不含有水性树脂。该抗菌整理剂用于纱线的制备方法与实施例1也基本相同。
对比例3
一种纯抗菌整理剂的组分为抗菌剂BD3S。该抗菌整理剂用于纱线的制备方法如下：先在50℃于3g/L的抗菌剂BD3S浸渍30min，然后在50℃于2g/L的于固色剂EVL浸渍30min，再在40℃于3g/L的柔软剂SS6120浸渍20min，脱水，烘干得到抗菌纱线。
将实施例1～5得到的抗菌纱线及对比例1～3得到的纱线分别进行抗菌性能、色牢度及舒适度性能测试。其中抗菌性能采用金黄色葡萄球菌和肺炎杆菌进行测试，按AATCC100-2004《纺织品材料上耐细胞整理》标准执行，色牢度按GB/T3921.3—2008《纺织品色牢度试验耐洗色牢度:试验3》进行。
实施例1～5得到的抗菌纱线及对比例1～3得到的纱线的色牢度及舒适度与对比例3相当，且明显优于对比例1～2。实施例1～3得到的抗菌纱线及对比例2～3得到的纱线的抗菌性能，如表1所示。说明实施例得到的抗菌纱线优于对比例1～3。
表1
抗菌率/％ 实施例1 实施例2 实施例3 对比例2 对比例3
金黄色葡萄球菌 >99.9 >99.9 >99.9 89.5 98.5
肺炎杆菌 >99.9 >99.9 >99.9 92.5 99.5
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抗菌整理剂，其特征在于，按重量份数计，包括抗菌剂5～20份、阳离子固色剂5～25份、阳离子柔软剂10～30份及水性树脂10～30份，所述抗菌剂选自N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物、3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵、壳聚糖双胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍及磷酸二氢铵中的至少一种，所述水性树脂选自醋酸乙烯乳液树脂、聚乙烯醇树脂、聚甲基丙烯酸及聚环氧乙烷中的至少一种。
2.如权利要求1所述的抗菌整理剂，其特征在于，所述抗菌剂为所述N-十二烷基-氨基甜菜碱-2-巯基乙胺氢氯化物10～20份、所述壳聚糖双胍盐酸盐5～15份及所述聚六亚甲基双胍1～5份的混合物。
3.如权利要求2所述的抗菌整理剂，其特征在于，所述抗菌剂为10～20份，所述阳离子固色剂为15～25份，所述阳离子柔软剂为10～20份及所述水性树脂为20～30份。
4.如权利要求3所述的抗菌整理剂，其特征在于，所述抗菌剂还具有所述3-三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵10～20份及所述磷酸二氢铵1～5份。
5.如权利要求4所述的抗菌整理剂，其特征在于，所述抗菌剂为10～15份，所述阳离子固色剂为15～20份，所述阳离子柔软剂为10～15份及所述水性树脂为20～25份。
6.如权利要求1～5任一项所述的抗菌整理剂，其特征在于，所述阳离子固色剂为氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶及酚磺酸甲醛缩合物中的至少一种；所述阳离子柔软剂为单烷基双甲基叔胺、双烷基甲基叔胺、三烷基叔胺及双十八烷基二甲基氯化铵中的至少一种。
7.如权利要求1～5任一项所述的抗菌整理剂，其特征在于，当所述水性树脂选自醋酸乙烯乳液树脂、聚乙烯醇树脂、聚甲基丙烯酸及聚环氧乙烷中的至少两种时，所述抗菌整理剂还包括淀粉及相容剂。
8.一种抗菌纱线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水和如权利要求1～7任一项所述的抗菌整理剂的各组分混合，得到抗菌整理剂水溶液；
将纱线浸渍于所述抗菌整理剂水溶液，然后烘干得到所述抗菌纱线。
9.如权利要求8所述的抗菌纱线的制备方法制备得到的抗菌纱线。
10.如权利要求9所述抗菌纱线在制备织物中的应用。
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