CN109440462A - 一种天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，通过丝素蛋白搭载壳聚糖获得一种多功能性溶液，用于涤纶拉舍尔毛毯的改性处理。经过改性处理后的毛毯对大肠杆菌的抗菌性达到60‑90%，抗静电衰减时间达到7‑28s。这不仅解决了传统方法改性涤纶拉舍尔毛毯带来的透气透湿性能低和手感差等问题，而且还会赋予涤纶拉舍尔毛毯持久的天然抗菌和抗静电等多种功能性，从而提高了涤纶拉舍尔毛毯的附加值和市场竞争力。

Description

一种天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法
技术领域
本发明属于功能纺织品领域，具体涉及一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯的制备方法。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，人们对纺织品的功能性越来越重视，尤其关注纺织品的抗菌、抗静电、舒适性能等方面。拉舍尔毛毯由于其价格低廉，手感柔软，保暖透气，色彩图案赏心悦目，逐渐被人们所喜爱，经常用于床上用品和装饰用品。拉舍尔毛毯的制备原料主要以腈纶和涤纶为主，由于腈纶制备成本高，综合性能上与涤纶毛毯差异不大，因此逐渐被涤纶取代。但是涤纶纤维的大分子不能电离，传递电子，再加上其分子基团极性小，易产生静电，容易诱发心脏病、精神分裂症患者心律失常。此外，产生的静电也会给毛毯的生产和使用带来较大困难，甚至引发纺织品爆炸和火灾事故。此外，涤纶纤维本身抗菌性能差，在纺织染整加工过程中各种助剂、整理剂的使用会导致微生物的生长，给人们的健康和安全带来重大威胁。因此，开发新型的抗菌剂和抗菌整理技术对健康卫生涤纶拉舍尔毛毯的研发起着至关重要的作用。
目前，纺织品的抗菌整理加工中，后整理法占70%以上，其中常用的抗菌剂可归为：无机抗菌剂、有机抗菌剂，天然抗菌剂三种。无机类抗菌剂主要分为金属元素抗菌剂和光催化抗菌剂两类，该类抗菌剂具有广谱抗菌、持续性好、耐热性好等特点，但其添加量大、成本高、易变色，会造成重金属的污染；有机抗菌剂可分为季铵盐类、胍类、苯酚类等，有机抗菌剂与部分无机抗菌剂相比，其杀菌能力强，种类多，价格低廉。但是部分抗菌剂毒性大，耐热性差，易水解等缺点限制了此类抗菌剂在纺织领域的应用。此外，此类抗菌剂的大量使用可能会使微生物产生耐药性，降低抗菌剂的抗菌效果。
天然有机抗菌剂包括植物源抗菌剂和动物源抗菌剂两种，其中植物源抗菌剂来自艾蒿、芦荟、茶叶、甘草和其他一些中草药等；动物源抗菌剂主要是从虾壳、蟹壳、贝壳中提取的壳聚糖。目前，壳聚糖由于具有良好的生物相容性、生物可降解性、光谱抗菌性、安全无毒等优点，现已被广泛应用于食品、化妆品、生物医学工程等领域。壳聚糖整理后织物后，可赋予织物良好的抗菌性能，但其单独使用会影响织物手感，水溶性差且不具备缓释性能。丝素蛋白是一种富含18种氨基酸的天然高分子蛋白质，其中甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、丝氨酸(Ser)约占总组成的80%以上。丝素蛋白具有很好的透气透湿性、缓释性、亲水性等理化性能，因此丝素蛋白处理织物可一定程度的提高织物的吸湿性和抗静电性和舒适性。此外，由于其良好的生物相容性，生物可降解等优点，目前已被广泛的应用于生物医学领域。。
发明内容
本发明目的是：提供一种天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯制备方法，解决传统方法的不足。
本发明的一种技术方案是：
一种天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备抗菌功能溶液：将壳聚糖溶于灭菌丝素蛋白溶液中，调节pH值，充分搅拌混合均匀，得到含有壳聚糖的抗菌溶液，将聚乙二醇溶液加入至所述含有壳聚糖的抗菌溶液中，得到共混液，将所述共混液静置8-16h后进行离心洗涤得到丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液；
（2）低温等离子体预处理：将涤纶拉舍尔毛毯浸于无水乙醇溶液中，清洗、烘干，将所述涤纶拉舍尔毛毯进行等离子处理后，洗涤、烘干；
（3）涤纶拉舍尔毛毯抗菌整理：采用浸渍/喷涂工艺中的任意一种对低温等离子体预处理后的涤纶拉舍尔毛毯进行整理，获得丝素蛋白/壳聚糖功能溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
进一步的，步骤（1）中所述灭菌丝素蛋白溶液的质量分数2%-15%。
进一步的，步骤（1）中所述pH值为3-6。
进一步的，步骤（1）中所述聚乙二醇溶液的添加量与所述含有壳聚糖的抗菌溶液的添加量等体积，所述聚乙二醇溶液的质量分数为50%。
进一步的，步骤（2）中所述清洗、烘干具体为：在超声洗涤器中充分洗涤30-60min，再用去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干。
进一步的，步骤（2）中所述将所述涤纶拉舍尔毛毯等离子处理的具体工艺为：将所述涤纶拉舍尔毛毯平铺在钢丝网上放置于等离子体处理室，将输出功率调至100-300w，压强达到20-50 pa时，通入氧气、氩气或氮气中的任意一种，处理60-180s。
进一步的，步骤（2）中所述洗涤、烘干具体为：将所述涤纶拉舍尔毛毯用去离子水洗涤3-5次后放于60℃烘箱中烘干。
进一步的，步骤（3）中所述浸渍工艺具体为：将低温等离子体预处理后的涤纶拉舍尔毛毯以浴比1:20浸入浓度为10-50 mg/mL的丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液中，在温度为20-100℃下处理20-120 min，取出用脱水机甩干后，在60℃预烘，100-120℃下烘焙3-8min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/壳聚糖功能性溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
进一步的，步骤（3）中所述喷涂工艺具体为：将浓度为10-50 mg/mL的丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液灌装在喷雾装置中，用喷雾装置对低温等离子体预处理后的涤纶拉舍尔毛毯进行喷雾处理，在60℃预烘，100-120℃下烘焙3-8 min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/ 壳聚糖功能溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
本发明提供了一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯及其制备方法，其优点是：
（1）该方法得到的毛毯具有天然环保、安全无毒和抗菌效果持久，且不使用人工合成抗菌剂，不会有细菌的抗药性产生，具有良好的经济效益和环保效益;
（2）该方法制备的丝素蛋白包埋壳聚糖的微球功能溶液与涤纶拉舍尔毛毯紧密结合，赋予了涤纶拉舍尔毛毯持久的抗菌和抗静电等多种功能;
（3）等离子体对涤纶纤维刻蚀处理，不仅加强了丝素蛋白/壳聚糖微球与纤维表面的粘附，而且为纤维表面引入大量的羟基、氨基亲水基团，提高了涤纶拉舍尔毛毯的吸湿透气和舒适性能;
（4）符合功能性纺织品的发展要求，具有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，
图1为未处理的涤纶拉舍尔毛毯的表面形态扫描电镜（SEM）图；
图2为本发明所述的一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯经等离子体处理得到的涤纶拉舍尔毛毯的表面形态SEM图；
图3为本发明所述的一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯经丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理得到的涤纶拉舍尔毛毯的表面形态SEM图；
图4为本发明所述的一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯经丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理得到的涤纶拉舍尔毛毯的透气性和抗静电性能的变化图；
图5为本发明所述的一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯经丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理得到的涤纶拉舍尔毛毯的回潮率的变化图；
图6为本发明经丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理得到的涤纶拉舍尔毛毯的抗菌性能的变化图；
图7为本发明经等离子体和丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理得到的涤纶拉舍尔毛毯的表面元素含量的变化图。
具体实施方式
本发明提供一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯，步骤如下：
（1）制备抗菌功能溶液；
（2）低温等离子体预处理；
（3）涤纶拉舍尔毛毯抗菌整理。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细的说明。
一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯的制备方法，包括：
步骤一、制备抗菌功能溶液：
将1-3g壳聚糖溶于2%-15%的100 mL的灭菌丝素蛋白溶液中，调节pH至3-6，并用磁力搅拌器充分搅拌混合均匀，得到含有壳聚糖的抗菌溶液，然后将等体积质量分数为50%的聚乙二醇（10000D）溶液加入混合液中，将得到的共混液静置8-16h后进行离心洗涤得到丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液。
步骤二、低温等离子体预处理：
将涤纶拉舍尔毛毯浸于无水乙醇溶液中，并在超声洗涤器中充分洗涤30-60 min，去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干，将烘干后的涤纶毛毯平铺在钢丝网上放置于等离子体处理室，将输出功率调制100-300w，压强分别达到20-50 pa间时，通入氧气/氩气/氮气中的任意一种，处理60-180s。将等离子处理完后的毛毯用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干。
步骤三、涤纶拉舍尔毛毯抗菌整理：
分别采用浸渍/喷涂工艺中的任意一种对等离子体处理后的涤纶拉舍尔毛毯进行整理，其中浸渍工艺中，将预处理后的涤纶毛毯以浴比1:20浸入浓度为10-50 mg/mL的含有壳聚糖抗菌功能性溶液中，在温度为20-100℃下处理20-120 min，取出用脱水机甩干后，在60℃预烘，100-120℃下烘焙3-8 min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/壳聚糖功能性溶液改性的毛毯；喷涂工艺中，将浓度为10-50 mg/mL的丝素蛋白/壳聚糖抗菌微球整理液灌装在喷雾装置中，用喷雾装置对毛毯进行喷雾处理，在60℃预烘，100-120℃下烘焙3-8 min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/壳聚糖功能溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
由上述实施例所制成的天然长效抗菌功能涤纶毛毯的天然长效抗菌功能涤纶毛毯可参阅表1、图1-图7。
表一是本发明经碱减量和丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理得到的涤纶拉舍尔毛毯的表面元素的含量。
由表1和图7可知，等离子处理改变了涤纶织物表面元素含量，为织物表面引入了大量的含氮基团。
由图1可知未处理的涤纶纤维表面比较光滑。
由图2可知等离子处理使涤纶纤维表面变粗糙，出现较为均匀的凹坑。
由图3可观察到等离子体和丝素/壳聚糖微球功能性溶液的涤纶纤维表面存在明显的附着物，说明丝素/壳聚糖微球附着在纤维表面。
由图4可知等离子和丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理不仅对毛毯的透气性能影响小，而且还极大地改善了毛毯的抗静电性能，具体抗静电衰减时间范围为7-28s。
由图5可知等离子和丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理改善了毛毯的吸湿性能。
由图6可知等离子和丝素/壳聚糖微球功能性溶液处理的毛毯具有良好的抗菌耐洗性，当洗涤次数为15次时，对大肠杆菌仍有63±1.4%的抗菌性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。
首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
其次，本发明利用结构示意图等进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。
实施例1
本实施案例展示一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯的制备方法，包括：
（1）抗菌功能溶液的制备：将1g壳聚糖溶于3%的100mL的灭菌丝素蛋白溶液中，调节pH至3，并用磁力搅拌器充分搅拌混合均匀，得到含有壳聚糖的抗菌溶液，然后将等体积质量分数为50%的聚乙二醇（10000D）溶液加入混合液中，将得到的共混液静置8-16h后进行离心洗涤得到丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液。
（2）等离子体预处理：将涤纶拉舍尔毛毯浸于无水乙醇溶液中，并在超声洗涤器中充分洗涤60 min，去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干，将烘干后的涤纶毛毯平铺在钢丝网上放置于等离子体处理室，将输出功率调制100 w，压强达到20 pa时，通入氩气，处理60s。将等离子处理完后的涤纶毛毯用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干。
（3）涤纶毛毯抗菌整理：采用浸渍工艺对等离子体处理后的涤纶拉舍尔毛毯进行整理，将预处理后的涤纶毛毯以浴比1:20浸入浓度为20 mg/mL的含有壳聚糖抗菌功能性溶液中，在温度为40℃下处理30 min，取出用脱水机甩干后，在60℃预烘，100℃下烘焙 3-8min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/壳聚糖功能性溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
实施例2
本实施案例展示一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯的制备方法，包括：
（1）抗菌功能溶液的制备：将2g壳聚糖溶于6%的100 mL的灭菌丝素蛋白溶液中，调节pH至5，并用磁力搅拌器充分搅拌混合均匀，得到含有壳聚糖的抗菌溶液，然后将等体积质量分数为50%的聚乙二醇（10000D）溶液加入混合液中，将得到的共混液静置8-16h后进行离心洗涤得到丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液。
（2）等离子体预处理：将涤纶拉舍尔毛毯浸于无水乙醇溶液中，并在超声洗涤器中充分洗涤30 min，去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干，将烘干后的涤纶毛毯平铺在钢丝网上放置于等离子体处理室，将输出功率调制300 w，压强分别达到30 pa间时，通入氮气处理120s。将等离子处理完后的涤纶毛毯用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干。
（3）涤纶毛毯抗菌整理：采用喷涂工艺对等离子体处理后的涤纶拉舍尔毛毯进行整理，将浓度为30 mg/mL的丝素蛋白/壳聚糖抗菌微球整理液灌装在喷雾装置中，用喷雾装置对涤纶毛毯进行喷雾处理，在60℃预烘，120℃下烘焙4 min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/壳聚糖功能性溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
实施例3
本实施案例展示一种天然长效抗菌功能涤纶毛毯的制备方法，包括：
（1）抗菌功能溶液的制备：将3g壳聚糖溶于8%的100 mL的灭菌丝素蛋白溶液中，调节pH至6，并用磁力搅拌器充分搅拌混合均匀，得到含有壳聚糖的抗菌溶液，然后将等体积质量分数为50%的聚乙二醇（10000D）溶液加入混合液中，将得到的共混液静置8-16h后进行离心洗涤得到丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液。
（2）等离子体预处理：将涤纶拉舍尔毛毯浸于无水乙醇溶液中，并在超声洗涤器中充分洗涤60 min，去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干，将烘干后的涤纶毛毯平铺在钢丝网上放置于等离子体处理室，将输出功率调制200w，压强分别达到30 pa间时，通入氧气处理180s。将等离子处理完后的涤纶毛毯用去离子水洗涤多次后放置于60℃烘箱中烘干。
（3）涤纶毛毯抗菌整理：采用浸渍工艺对等离子体处理后的涤纶拉舍尔毛毯进行整理，将预处理后的涤纶毛毯以浴比1:50浸入浓度为50 mg/mL的含有壳聚糖抗菌功能性溶液中，在温度为60℃下处理120 min，取出用脱水机甩干后，在60℃预烘，120℃下烘焙4min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/壳聚糖功能性溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
综上所述，本发明公开了一种天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，通过丝素蛋白搭载壳聚糖获得一种多功能性溶液，用于涤纶拉舍尔毛毯的改性处理。经过改性处理后的毛毯对大肠杆菌的抗菌性达到60-90%，抗静电衰减时间达到7-28s。这不仅解决了传统方法改性涤纶拉舍尔毛毯带来的透气透湿性能低和手感差等问题，而且还会赋予涤纶拉舍尔毛毯持久的天然抗菌和抗静电等多种功能性，从而提高了涤纶拉舍尔毛毯的附加值和市场竞争力。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）制备抗菌功能溶液：将壳聚糖溶于灭菌丝素蛋白溶液中，调节pH值，充分搅拌混合均匀，得到含有壳聚糖的抗菌溶液，将聚乙二醇溶液加入至所述含有壳聚糖的抗菌溶液中，得到共混液，将所述共混液静置8-16h后进行离心洗涤得到丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液；
（2）低温等离子体预处理：将涤纶拉舍尔毛毯浸于无水乙醇溶液中，清洗、烘干，将所述涤纶拉舍尔毛毯进行等离子处理后，洗涤、烘干；
（3）涤纶拉舍尔毛毯抗菌整理：采用浸渍/喷涂工艺中的任意一种对低温等离子体预处理后的涤纶拉舍尔毛毯进行整理，获得丝素蛋白/壳聚糖功能溶液改性的涤纶毛毯。
2.根据权利要求1所述的天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述灭菌丝素蛋白溶液的质量分数2%-15%。
3.根据权利要求1所述的天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述pH值为3-6。
4.根据权利要求1所述的天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述聚乙二醇溶液的添加量与所述含有壳聚糖的抗菌溶液的添加量等体积，所述聚乙二醇溶液的质量分数为50%。
5.根据权利要求1所述的天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述清洗、烘干具体为：在超声洗涤器中充分洗涤30-60 min，再用去离子水冲洗后在60℃烘箱中烘干。
6.根据权利要求1所述的天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于，步骤（2）中将所述涤纶拉舍尔毛毯等离子处理的具体工艺为：将所述涤纶拉舍尔毛毯平铺在钢丝网上放置于等离子体处理室，将输出功率调至100-300w，压强达到20-50 pa时，通入氧气、氩气或氮气中的任意一种，处理60-180s。
7.根据权利要求1所述的天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述洗涤、烘干的具体工艺为：将所述涤纶拉舍尔毛毯用去离子水洗涤3-5次后放置于60℃烘箱中烘干。
8.根据权利要求1所述的天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述浸渍工艺具体为：将低温等离子体预处理后的涤纶拉舍尔毛毯以浴比1:20浸入浓度为10-50 mg/mL的丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液中，在温度为20-100℃下处理20-120 min，取出用脱水机甩干后，在60℃预烘，100-120℃下烘焙3-8 min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/壳聚糖功能性溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
9.根据权利要求1所述的天然长效抗菌功能涤纶拉舍尔毛毯的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述喷涂工艺具体为：将浓度为10-50mg/mL的丝素蛋白/壳聚糖微球功能性溶液灌装在喷雾装置中，用喷雾装置对低温等离子体预处理后的涤纶拉舍尔毛毯进行喷雾处理，在60℃预烘，100-120℃下烘焙3-8 min，取出进行水洗，烘干得到丝素蛋白/ 壳聚糖功能溶液改性的涤纶拉舍尔毛毯。
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