CN108660609A - 一种抗菌非织造布的制备方法及抗菌非织造布 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌非织造布的制备方法，包括以下步骤：S1，对聚乳酸纤维在水和脂肪酶的混合溶液下亲水改性，获得亲水聚乳酸纤维；S2：亲水聚乳酸纤维浸渍于含有纳晶纤维素、酯化催化剂、离子液体的接枝处理液中接枝反应，得纤维素接枝聚乳酸纤维；S3：将纤维素接枝乳酸纤维铺网得单组份、纤网，或者将纤维素接枝乳酸纤维与第二纤维共混铺网得混合纤网，水刺，清洗烘干，得抗菌非织造布成品。所得聚乳酸纤维柔性、亲水性良好，抗菌性能进一步提升，基于同样的抗菌效果，用于非织造布的共混纤维中时聚乳酸纤维的含量可适当减少。本发明还公开了抗菌非织造布及其应用。

Description

一种抗菌非织造布的制备方法及抗菌非织造布
技术领域
本发明属于非织造布技术领域，具体涉及一种抗菌非织造布的制备方法及抗菌非织造布。
背景技术
水刺非织造布是将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上，由于其原料来源广泛、手感柔软蓬松、具有适当的强度、无经纬线、剪裁和缝纫方便且质轻容易定型，因此广泛应用于美容、卫生、医疗领域。
现有技术中的生态抗菌非织造布分为三种，第一是采用抗菌纤维作为非织造布纤维或者共混纤维之一，第二是采用生态抗菌剂作为整理剂接枝，第三位上述第一种和第二种的结合。 第一种天然的抗菌纤维包括麻纤维、竹纤维、茶纤维甲壳素与壳聚糖纤维，抗菌剂按照成分和结构属性不同分为无机、有机和天然抗菌剂三大类，植物类天然抗菌剂包括芦荟素、艾蒿、松柏油、甘草、石榴果皮和茶叶提取物等，动物类天然抗菌剂研究最用、适用范围最广的是壳聚糖，非溶出型有机抗菌剂包括季铵盐和有机硅季铵盐系列。
现有技术中的聚乳酸纤维具有抗菌效果，但是聚乳酸纤维的硬度较大，柔软性不足，用做非织造布的共混纤维，会使得非织造布的手感变差，而且达到一定的抗菌性能，需要控制聚乳酸在非织造布中的用量，但聚乳酸纤维成本较高。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种抗菌非织造布的制备方法，利用纳晶纤维素接枝亲水处理后的聚乳酸纤维，得到抗菌性能更强的接枝聚乳酸纤维，而且接枝聚乳酸纤维的硬度得到改善，其作为共混纤维水刺制得的非织造布手感柔软，亲水性能优良。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对聚乳酸纤维在水和脂肪酶的混合溶液下亲水改性，获得亲水聚乳酸纤维；
S2：亲水聚乳酸纤维浸渍于含有纳晶纤维素、酯化催化剂、离子液体的接枝处理液中接枝反应，得纤维素接枝聚乳酸纤维；
S3：将纤维素接枝乳酸纤维铺网得单组份、纤网，或者将纤维素接枝乳酸纤维与第二纤维共混铺网得混合纤网，水刺，清洗烘干，得抗菌非织造布成品。
优选的技术方案为，S1中的脂肪酶为猪胰脂肪酶L3126，S1混合溶液的组成包含脂肪酶和磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液，磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液的pH值为7.4～7.7。
优选的技术方案为，S1亲水改性的工艺条件为：反应温度43～45℃，反应时间为9～12h，脂肪酶L3126的浓度为0.3～0.5g/L。反应温度由脂肪酶的种类决定，对于亲水处理中聚乳酸纤维表面酯键水解的催化作用，0.5g/L以上的脂肪酶浓度增加催化效果不大。
优选的技术方案为，离子液体为选自1-烷基-3甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-咪唑羧酸盐、1-烷基-3甲基咪唑二氰胺盐中的一种或两种以上的组合。
优选的技术方案为，接枝处理液中纳晶纤维素的重量百分比为2～3.5%，接枝处理液中酯化催化剂的重量百分比为0.5～1%。
优选的技术方案为，S2中接枝反应的工艺条件为：反应温度70～84℃，反应时间为4～8h。
优选的技术方案为，酯化催化剂为N,N’-二异丙基碳二亚胺和/或4-二甲基氨基吡啶。
优选的技术方案为，酯化催化剂为N,N’-二异丙基碳二亚胺和4-二甲基氨基吡啶组合而成，酯化催化剂中N,N’-二异丙基碳二亚胺的重量百分比为13～21%。
本发明的目的之二在于提供一种抗菌非织造布，其特征在于，经由上述的抗菌非织造布的制备方法制得。
本发明的目的之三在于提供一种上述的抗菌非织造布，作为卫生非织造布基材、美容非织造布基材、医疗非织造布基材上的应用。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明亲油性缓释非织造布以聚乳酸纤维作为原始纤维，依次经过亲水处理和接枝纳米纤维素处理，所得聚乳酸纤维柔性、亲水性良好，抗菌性能进一步提升，基于同样的抗菌效果，用于非织造布的共混纤维中时聚乳酸纤维的含量可适当减少；
浸轧整理纳晶纤维素与亲水聚乳酸纤维之间的接制度较低，以离子液体作为接枝反应体系，纳晶纤维素分散均匀，反应所得聚乳酸纤维表面的接枝链分布均匀，接枝量大于纳晶纤维素胶状水溶液的浸轧整理。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
纳晶纤维素
纳晶纤维素通常以微晶纤维素为原料制备，公开文件中也有以竹浆纤维为原料制备。包括但不限于以下方法：
将微晶纤维素加入2mol/L过硫酸铵溶液中，混合均匀后静置一段时间，置于超声波反应器中，在60℃下搅拌反应4-5h，得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中反复离心洗涤，得到胶体物质，用1mol/L的柠檬酸溶液将胶体物质溶解，在超声反应器中60℃下反应2-3h，离心机反复离心洗涤，适量去离子水溶解，装入透析袋中一周左右，得到近中性的羧基化纳晶纤维素，微晶纤维素与过硫酸铵溶液的质量体积比为（2～10）：100。上述过程中的柠檬酸也可以采用酒石酸替代。
实施例1
实施例1抗菌非织造布的制备方法包括以下步骤：
S1，对聚乳酸纤维在水和脂肪酶的混合溶液下亲水改性，获得亲水聚乳酸纤维；
S2：亲水聚乳酸纤维浸渍于含有纳晶纤维素、酯化催化剂、离子液体的接枝处理液中接枝反应，得纤维素接枝聚乳酸纤维；
S3：将纤维素接枝乳酸纤维铺网得单组份、纤网，或者将纤维素接枝乳酸纤维与第二纤维共混铺网得混合纤网，水刺，清洗烘干，得抗菌非织造布成品。
S1中的脂肪酶为猪胰脂肪酶L3126，S1混合溶液的组成包含脂肪酶和磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液，磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液的pH值为7.4；S1亲水改性的工艺条件为：反应温度45℃，反应时间为9h，脂肪酶L3126的浓度为0.5g/L。
离子液体为1-丁基-3甲基咪唑氯化物。
接枝处理液中纳晶纤维素的重量百分比为1%，接枝处理液中酯化催化剂的重量百分比为1.5%。
S2中接枝反应的工艺条件为：反应温度50℃，反应时间为12h。
酯化催化剂为二环己基碳二亚胺。
实施例2
实施例2基于实施例1，区别在于，S1中的脂肪酶为猪胰脂肪酶L3126，S1混合溶液的组成包含脂肪酶和磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液，磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液的pH值为7.7；S1亲水改性的工艺条件为：反应温度43℃，反应时间为12h，脂肪酶L3126的浓度为0.3g/L。
实施例3
实施例3与实施例2的区别在于，离子液体为1-丁基-3-咪唑羧酸盐。
接枝处理液中纳晶纤维素的重量百分比为2%，接枝处理液中酯化催化剂的重量百分比为1%。
S2中接枝反应的工艺条件为：反应温度70℃，反应时间为8h。
实施例4
离子液体为1-烷基-3甲基咪唑二氰胺盐。
接枝处理液中纳晶纤维素的重量百分比为3.5%，接枝处理液中酯化催化剂的重量百分比为0.5%。
S2中接枝反应的工艺条件为：反应温度84℃，反应时间为4h。
酯化催化剂为N,N’-二异丙基碳二亚胺。
实施例5
实施例5基于实施例4，区别在于：酯化催化剂为4-二甲基氨基吡啶。
实施例6-8
实施例6-8酯化催化剂为N,N’-二异丙基碳二亚胺和4-二甲基氨基吡啶组合而成，酯化催化剂中N,N’-二异丙基碳二亚胺的重量百分比分别为3%、13%、21%。
对比例1
对比例1为亲水处理后的聚乳酸纤维；
对比例2为采用与实施例1等浓度等温度的纳晶纤维素水溶液浸轧整理的亲水聚乳酸纤维，水溶液中同样含有酯化催化剂，反应条件同实施例1。
抑菌率测试：采用改良的振荡烧瓶法，根据 GB 15979—2002《一次性使用卫生用品卫生标准》进行测定，通过计算抑菌率对样品的抗菌性能进行评价，抑菌率 Xs =（A －B）/ A × 100% 式中： A 为试样振荡前平均菌落数；B为试样振荡后平均菌落数。测试实施例和对比例所得试样对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率。
试样 大肠杆菌抑菌率（%） 金黄色葡萄球菌抑菌率（%）
实施例1 89.0 86.2
实施例2 92.3 91.5
实施例3 94.0 92.1
实施例4 94.8 92.3
实施例5 95.2 92.6
实施例6 95.9 92.7
实施例7 97.6 95.3
实施例8 97.4 95.4
对比例1 84.6 81.9
对比例2 87.7 82.5
电镜观察，实施例3-4纤维表面的纳晶纤维素量大于实施例1和2，实施例6-8纤维表面的纳晶纤维素多于实施例3和4。
实施例3-4与实施例1和2形成对照，实施例6-8与实施例3-4形成对照，表明接枝反应温度升高以及酯化催化剂的组合均有助于接枝率的提升。
上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗菌非织造布的制备方法其特征在于，包括以下步骤：
S1，对聚乳酸纤维在水和脂肪酶的混合溶液下亲水改性，获得亲水聚乳酸纤维；
S2：亲水聚乳酸纤维浸渍于含有纳晶纤维素、酯化催化剂、离子液体的接枝处理液中接枝反应，得纤维素接枝聚乳酸纤维；
S3：将纤维素接枝乳酸纤维铺网得单组份、纤网，或者将纤维素接枝乳酸纤维与第二纤维共混铺网得混合纤网，水刺，清洗烘干，得抗菌非织造布成品。
2.根据权利要求1所述的抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，S1中的脂肪酶为猪胰脂肪酶L3126，S1混合溶液的组成包含脂肪酶和磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液，磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液的pH值为7.4～7.7。
3.根据权利要求2所述的抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，S1亲水改性的工艺条件为：反应温度43～45℃，反应时间为9～12h，脂肪酶L3126的浓度为0.3～0.5g/L。
4.根据权利要求2或3所述的抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，离子液体为选自1-烷基-3甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-咪唑羧酸盐、1-烷基-3甲基咪唑二氰胺盐中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求4所述的抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，接枝处理液中纳晶纤维素的重量百分比为2～3.5%，接枝处理液中酯化催化剂的重量百分比为0.5～1%。
6.根据权利要求5所述的抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，S2中接枝反应的工艺条件为：反应温度70～84℃，反应时间为4～8h。
7.根据权利要求5所述的抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，酯化催化剂为N,N’-二异丙基碳二亚胺和/或4-二甲基氨基吡啶。
8.根据权利要求7所述的抗菌非织造布的制备方法，其特征在于，酯化催化剂为N,N’-二异丙基碳二亚胺和4-二甲基氨基吡啶组合而成，酯化催化剂中N,N’-二异丙基碳二亚胺的重量百分比为13～21%。
9.一种抗菌非织造布，其特征在于，经由权利要求1至8中任意一项所述的抗菌非织造布的制备方法制得。
10.权利要求9所述的抗菌非织造布作为卫生非织造布基材、美容非织造布基材、医疗非织造布基材上的应用。
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