CN111270526A - 一种生物抗菌棉纤维或棉布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物抗菌棉纤维或棉布及其制备方法。使用生物防腐剂ε‑聚赖氨酸作为抑菌剂，使其与经过高碘酸钠氧化处理的棉纤维或棉布进行接枝反应，或直接与未氧化处理的棉纤维或棉布进行吸附结合，从而制备出一种具有抗菌抑菌效果的棉纤维或棉布。抗菌剂为生物防腐剂ε‑聚赖氨酸，安全性高。抗菌纤维或抗菌棉布能用于服装、卫生用品生产。

Description

一种生物抗菌棉纤维或棉布及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物抗菌棉纤维或棉布及其制备方法。系由棉纤维或棉布与生物防腐剂ε-聚赖氨酸结合后制得，具有抗菌活性。
背景技术
抗菌纤维是采用物理的或化学的方法将具有能够抑制细菌生长的物质引入纤维表面及内部而成的，抗菌剂不仅能在纤维上不易脱落，而且能通过纤维内部平衡扩散，保持持久的抗菌效果。目前，抗菌纤维大致分为天然抗菌纤维和人工抗菌纤维两大类。其中，人工抗菌纤维是原来不具备抗菌功能的纤维通过加入抗菌剂使其成为具有抗菌功能的纤维。世界上大多数国家在利用天然抗菌纤维的同时，也在致力于开发人工抗菌纤维，其中美国和日本在这方面的研究处于领先地位。我国抗菌纤维的加工只是近十年内的事，无论在加工方法还是抗菌剂开发上都与世界先进水平有一定的差距。
人工抗菌纤维中都加入了一定量的抗菌剂，抗菌剂在纤维中的加入量一般很少，在不改变纤维的常规性能和加工性能的前提下，让抗菌剂起到杀菌或抑菌的功效。目前加工抗菌纤维所用的抗菌剂主要有无机、有机和天然三大类。随着人类环保意识及安全意识的增强及研究水平的提高，天然抗菌剂在抗菌纤维中的应用必将越来越得到重视。
对抗菌纤维的的研究主要是通过两种途径，一种是开发天然抗菌纤维，另一种是开发新品种的抗菌剂，而天然抗菌剂的应用和发展前景最为广阔。目前抗菌纤维材料一般是通过棉布纤维结合银、铝等金属离子或氯化物等无机或有机化合物来达到抗菌的目的，在安全性、稳定性等方面尚有不足。本发明是通过采用微生物发酵生产的生物抗菌剂ε-聚赖氨酸与棉布或棉纤维复合，从而制备一种安全性更高的抗菌纤维或抗菌棉布。
本发明中所使用的抗菌剂ε-聚赖氨酸是一种天然的抗菌防腐剂，具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好、抑菌范围广等特点，广泛用作食品防腐剂。本发明用ε-聚赖氨酸做抗菌剂，与棉布纤维进行复合，使普通的棉布纤维具有良好抗菌性和极高安全性。
目前国内外文献尚未见到应用ε-聚赖氨酸与纤维复合生产和应用抗菌纤维的相关报道。有关ε-聚赖氨酸的应用专利均为在食品和医药方面的应用。
发明内容
本发明的目标是提供一种安全抗菌棉纤维或抗菌棉布的制备方法。克服现有抗菌纤维安全性、耐洗涤性能较差的不足，提供一种安全性高、稳定性好、具有良好抗菌抑菌效果、制备工艺方便、原料成本低、适用范围广等特点的抗菌棉布或抗菌棉纤维。
技术方案：本发明所述的抗菌棉布或抗菌棉纤维是由抗菌剂与棉布或棉纤维相互复合而成。所用抗菌剂为生物防腐剂ε-聚赖氨酸。所用棉纤维为纯棉或含棉混纺纤维。所用棉布为纯棉或含棉混纺布。
该抗菌棉布或棉纤维材料的制备方法为将棉布或棉纤维用0.03～0.1mol/L的高碘酸钠在30～60℃避光条件下氧化2～6h，得到含有活性基团的氧化棉布或棉纤维，氧化棉布或棉纤维经与0.1～1.0％的甘油反应、洗涤0.5～2h后，再用水彻底洗涤，然后与0.5～5％的ε-聚赖氨酸进行室温结合，反应结束后取出后烘干或晾干得到具有抑菌活性的抗菌棉布或棉纤维。
另一种抗菌棉布或棉纤维材料的制备方法为将棉布或棉纤维用抗菌剂ε-聚赖氨酸浸泡，ε-聚赖氨酸浓度在1～5％，浸泡时间3～6h，取出后烘干或晾干得到具有抑菌活性的抗菌棉布或棉纤维。
采用了该发明的抗菌棉布或抗菌棉纤维，由于在棉布纤维结合了ε-聚赖氨酸，从而使棉布纤维具有了抑菌性能，且具有很高的安全性。该产品与现有抗菌布相比，其抑菌效果好，时间持久，稳定性良好，不含任何有毒成分，不会刺激人体皮肤，无毒副作用，制作工艺简单，成本低廉，产品天然环保，不会产生二次污染，可广泛应用于开发内衣、婴幼儿服装产品、寝装用具以及野战部队官兵和长期野外工作人员服装面料，也可以制成非织造材料，应用于敷料、外伤绷带、防护性医用品、医院护理用品、卫生保健用品等产品，是一种性能良好的抗菌纤维材料，可满足现代人们对抗菌纺织品的要求与需求，给社会带来经济效益，具有广阔的发展前景。
具体实施方式
此抗菌棉布或抗菌纤维的制备步骤如下：
(1)氧化纤维素的制备
将棉布或棉纤维置于装有搅拌和温度计的三口瓶中，加入浓为0.03～0.1mol/L的高碘酸钠溶液，在30～60℃避光条件下氧化2～6h，得到含有活性基团的氧化棉布纤维，氧化棉布纤维经0.1～1.0％的甘油反应、洗涤0.5～2h后，再用蒸馏水充分洗涤，除去甘油。将氧化棉布纤维置于空气中自然晾干或高温烘干。
(2)氧化纤维素与ε-PL的接枝
将晾干的氧化纤维素置于0.5～5％的ε-聚赖氨酸水溶液中、室温进行反应。反应完毕，取出烘干或晾干，得到抗菌棉纤维或棉布。
(3)也可直接将非氧化处理的棉布或棉纤维用1～5％ε-聚赖氨酸浸泡3～6h，取出后烘干或晾干，得到抗菌棉纤维或棉布。
实施例1
称纯棉纤维3g，置于装有搅拌和温度计的三口瓶中，加入浓为0.04mol/L的高碘酸钠溶液，在30℃避光条件下氧化4h，得到含有活性基团的氧化棉布纤维，氧化棉布纤维经0.1％的甘油反应、洗涤0.5h后，再用蒸馏水充分洗涤，除去甘油。将氧化棉布纤维置于空气中自然晾干或高温烘干。将晾干的氧化纤维素置于1.0％的ε-聚赖氨酸水溶液中、室温进行反应3h，反应完毕，取出烘干或晾干，得到抗菌棉纤维。
对制得的抗菌棉纤维进行了抑菌性能测试，将0.3mL处于对数期的大肠杆菌接到50mL灭过菌的LB液体培养基中，同时将经处理的抗菌纤维0.15g也接到摇瓶中，于37℃振荡培养，转速150r/min，用分光光度计定期检测培养液吸光度值(OD600)的变化，以表示菌体的生长繁殖情况，来检测抗菌纤维对大肠杆菌生长的影响。
抗菌性能
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
称纯棉布3g，置于装有搅拌和温度计的三口瓶中，加入浓为0.06mol/L的高碘酸钠溶液，在30℃避光条件下氧化3h，得到含有活性基团的氧化棉布纤维，氧化棉布纤维经0.1％的甘油反应、洗涤0.5h后，再用蒸馏水充分洗涤，除去甘油。将氧化棉布置于空气中自然晾干或高温烘干。将晾干的氧化棉布置于1.0％的ε-聚赖氨酸水溶液中、室温进行反应3h，反应完毕，取出烘干或晾干，得到抗菌棉布。
对制得的抗菌布进行了抑菌性能测试，将0.3mL处于对数期的大肠杆菌接到50mL灭过菌的LB液体培养基中，同时将经处理的抗菌布0.15g也接到摇瓶中，于37℃振荡培养，转速150r/min，用分光光度计定期检测培养液吸光度值(OD600)的变化，以表示菌体的生长繁殖情况，来检测抗菌布对大肠杆菌生长的影响。
抗菌性能
Figure DEST_PATH_IMAGE004
实施例3
称含棉75％棉布3g，置于装有搅拌和温度计的三口瓶中，加入浓为0.06mol/L的高碘酸钠溶液，在30℃避光条件下氧化3h，得到含有活性基团的氧化棉布纤维，氧化棉布纤维经0.1％的甘油反应、洗涤0.5h后，再用蒸馏水充分洗涤，除去甘油。将氧化棉布置于空气中自然晾干或高温烘干。将晾干的氧化棉布置于2.0％的ε-聚赖氨酸水溶液中、室温进行反应3h，反应完毕，取出烘干或晾干，得到抗菌棉布。
对制得的抗菌棉布进行了抑菌性能测试，将0.3mL处于对数期的大肠杆菌接到50mL灭过菌的LB液体培养基中，同时将经处理的抗菌布0.15g也接到摇瓶中，于37℃振荡培养，转速150rpm，用分光光度计定期检测培养液吸光度值(OD600)的变化，以表示菌体的生长繁殖情况，来检测抗菌布对大肠杆菌生长的影响。
抗菌性能
Figure DEST_PATH_IMAGE006
实施例4
称纯棉布5g，置于装有搅拌和温度计的三口瓶中，加入1.0％的ε-聚赖氨酸水溶液，室温吸附1h，反应完毕，取出烘干或晾干，得到抗菌棉布。
对制得的抗菌棉布进行了抑菌性能测试，将0.3mL处于对数期的大肠杆菌接到50mL灭过菌的LB液体培养基中，同时将经处理的抗菌布0.15g也放入到摇瓶中，于37℃振荡培养，转速150r/min，用分光光度计定期检测培养液吸光度值(OD600)的变化，以表示菌体的生长繁殖情况，来检测抗菌布对大肠杆菌生长的影响。
抗菌性能
Figure DEST_PATH_IMAGE008
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施作了描述，但显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，本说明书应被认为是说明性而非限制性的。

Claims (1)

1.一种棉抗菌纤维或棉布材料的制备方法，其特征在于，将棉纤维或棉布用0.03～0.1mol/L的高碘酸钠在30～60℃避光条件下氧化2～6h，得到含有活性基团的氧化棉布纤维，氧化棉布纤维经0.1～1.0％的甘油反应、洗涤0.5～2h后，再用水彻底洗涤，然后与0.5～5％的ε-聚赖氨酸进行室温接枝，取出后烘干或晾干得到具有抑菌活性的抗菌棉纤维或棉布。
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