CN111954733A - 有机抗菌纺织品 - Google Patents
有机抗菌纺织品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111954733A CN111954733A CN201980025046.XA CN201980025046A CN111954733A CN 111954733 A CN111954733 A CN 111954733A CN 201980025046 A CN201980025046 A CN 201980025046A CN 111954733 A CN111954733 A CN 111954733A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- textile
- liquor
- amino acid
- minutes
- application process
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
本发明涉及通过在液剂施加工艺中用至少一种氨基酸和/或至少一种氨基酸衍生物处理纺织品来赋予纺织品抗菌性的方法,并涉及一种通过该方法获得的耐水洗的抗菌性纺织品。
Description
发明领域
本发明涉及一种通过在液剂施加工艺中用至少一种氨基酸和/或至少一种氨基酸衍生物处理纺织品来赋予纺织品抗菌性的方法。所获得的纺织品具备有可在多个洗涤周期中持久耐用的高抗菌性能。
发明背景
消毒剂在日常生活中广泛用于防止微生物传播和微生物感染,例如在医疗保健部门,食品工业,农业或普通家庭用品中。
然而,由消毒剂的广泛使用引起的一个主要问题是这些消毒剂对环境的持续污染。通常,消毒剂以溶液形式提供,并直接施加到污染的表面上,例如医院或实验室设备或皮肤伤口。如果这些消毒剂没有例如通过高压灭菌被中和,或不容易被中和,则它们最终积聚在废水中。同样,具备有杀生物功能的材料(例如抗菌塑料)、涂料或纺织品(例如在食品包装行业中),伤口敷料或功能性服装会在环境中积聚,并且此外,这些材料中使用的抗菌素会不断浸出。此类污染最终可能导致出现对常用抗菌剂具有抗性的微生物菌株。
在现有技术中,已知几种用于制备抗菌纺织品材料的方法。然而,这些方法主要依赖于合成抗菌剂的使用,该合成抗菌剂在环境中不易降解。而且,很多现有技术中已知的抗菌剂未被批准用作食品添加剂或防腐剂,因此,不能与食品包装结合使用。因此,需要一种使用环保化学试剂的纺织品抗菌方法。赋予纺织品抗菌功能的试剂优选是天然有机化合物。这些化合物通常是可生物降解的,从而降低了积累和污染环境的风险。所获得的抗菌纺织品应能很好地被生物组织耐受,并可用于例如敏感应用,例如食品的防腐包装或用作伤口敷料。此外,这种抗菌纺织品的生产应该是成本效益高的,特别是在所用化学试剂的成本方面。
发明内容
本发明通过在本发明的第1实施例中提供一种用于赋予纺织品抗菌性的方法来解决现有技术的缺点,该方法包括以下主要步骤:
在诸如轧染或优选地竭染的主液剂施加工艺中处理纺织品,该主液剂施加工艺的液剂包含至少一种氨基酸和/或至少一种氨基酸衍生物,
对处理过的纺织品进行热处理,
可选地洗涤热处理过的纺织品,以及
可选地将洗涤后的纺织品干燥,
并且该方法优选地包括辅工艺周期,该辅工艺周期在主工艺周期的步骤之后执行并且包括以下步骤:
使用诸如竭染或优选轧染工艺的辅液剂施加工艺处理纺织品,其中,辅液剂施加工艺的液剂包含至少一种氨基酸,至少一种氨基酸衍生物和/或至少一种抗菌剂;
对处理过的纺织品进行热处理,
可选地洗涤热处理过的纺织品,以及
可选地将洗涤后的纺织品干燥。
主液剂施加工艺与热处理相结合,可以生产出具有持久抗菌性能的纺织品。尽管主液剂施加工艺可以是轧染工艺或任何其他液剂施加工艺,优选地使用竭染,因为这种工艺允许氨基酸和/或氨基酸衍生物基本上均匀地分散在纺织品的横截面上。辅工艺(具体地可以是轧染工艺)能够增强纺织品的总体抗菌活性。辅工艺周期的至少一种氨基酸和/或至少一种氨基酸衍生物可以不同于主工艺周期的至少一种氨基酸和/或至少一种氨基酸衍生物。
根据第2实施例,在第1实施例中,在主和/或辅液剂施加工艺的液剂中所包含的氨基酸和/或氨基酸衍生物具有等于或大于7,优选地等于或大于8,更优选地等于或大于8.5的等电点,和/或具有非pH依赖性正电荷。
等电点高于7的氨基酸和/或氨基酸衍生物的使用允许酸和/或氨基酸衍生物在低于等电点的任何pH值下携带正净电荷。因此,等电点越高,适合于提供正净电荷的pH值范围就越大。替代地或另外,氨基酸或氨基酸衍生物,例如包含氨基酸衍生物的季铵盐,可以具有与pH无关的恒定正电荷。已经发现施加到织物上的氨基酸和/或氨基酸衍生物的正电荷增强了总体的抗菌活性,特别是抗革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。据认为正电荷会附着在微生物的带负电荷的膜上并破坏膜的完整性,从而起到杀菌作用。
根据第3实施例,在前述实施例中的任一个中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂的中所包含的至少一种氨基酸选自由天然氨基酸、非天然氨基酸、非蛋白质氨基酸构成的组,和/或其中至少一种氨基酸衍生物选自由肽和包含氨基酸衍生物的季铵盐构成的组。
发明人已经发现,可以将常见氨基酸、肽和包含氨基酸衍生物的季铵盐粘附到纺织品上,以向纺织品提供意想不到的高抗菌活性。相反,当将它们稀释在溶液或悬浮液中时,这些化合物不能用作有效的抗菌剂。因此,当从纺织品上洗掉时,这些化合物的抗菌活性被中和。
根据第4实施例,在前述实施例中的任一个中,天然氨基酸、非天然氨基酸或非蛋白原氨基酸为L构型,和/或其中肽为L肽。
氨基酸和肽的L-对映体可以容易地从培养物中获得,例如大肠杆菌,乳酸乳球菌或酿酒酵母中获得,而无需复杂的、成本效益差的化学合成。
根据第5实施例,在前述实施例中的任一个中,肽是二肽或多肽,其中多肽优选地包含3至50个氨基酸。
根据第6实施例,在前述实施例中的任一个中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂中所包含的至少一种氨基酸是赖氨酸、精氨酸或组氨酸,优选地为精氨酸。
天然存在的氨基酸赖氨酸,精氨酸或组氨酸是环境友好的,因为它们可以从普通的生物培养物中获得。此外,在对食品工业中使用的纺织品进行整理的情况下,这些氨基酸可以用作食品添加剂或防腐剂,因为它们对生物组织无毒。精氨酸是优选的氨基酸之一,因为它可以以相对较低的成本获得。
根据第7实施例,在前述实施例中的任一个中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂中所包含的至少一种氨基酸衍生物是羊毛硫抗生素,优选地乳链菌肽。
乳链菌肽通常用作食品防腐剂,因此也可以用来对食品工业中使用的纺织品进行整理。
根据第8实施例,在前述实施例中的任一个中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂中所包含的至少一种氨基酸衍生物是肉碱或甜菜碱,优选地肉碱。
肉碱和甜菜碱是天然存在的氨基酸衍生物,其包含以非pH依赖性的方式带正电的季铵基团。具体地,肉碱已经被证明在粘附到纺织品上时具有足够的抗菌活性。
根据第9实施例,在前述实施例中的任一个中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂中至少包含精氨酸和肉碱。
精氨酸和肉碱的组合赋予纺织品特别高的抗菌活性,例如同时抗革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。
根据第10实施例,在前述实施例中的任何一个中,所有工艺周期的液剂中的至少一种氨基酸或氨基酸衍生物一起以基于纺织品的重量的至少0.1重量%,优选地至少0.2重量%,优选地至少0.2重量%,更优选地至少0.5重量%,或至少1重量%,至少2重量%,至少3重量%,或至少4重量%的量施加到纺织品上。
根据第11实施例,在前述实施例中的任何一个中,所有工艺周期的液剂中的至少一种氨基酸或氨基酸衍生物一起以基于纺织品的重量的至多20重量%,优选地至多18重量%,或至多16重量%,或至多14重量%,或至多12重量%,或至多10重量%,或至多8重量%,或至多6重量%或至多4重量%,最优选地至多12重量%的量施加到纺织品上。
根据第12实施例,在前述实施例中的任何一个中,制备主和/或辅液剂施加工艺的液剂包括以下步骤:
制备包含至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物的水性反应混合物,
将反应混合物温育至少10分钟,优选地至少20分钟,更优选地至少30分钟,又更优选地至少40分钟,以及最优选地至少50分钟,其中在温育期间反应混合物的温度优选地为至少30℃,更优选地至少40℃,又更优选地至少50℃,以及最优选地至少60℃。
据发现,优选地在低于6.5,优选地低于6.0,更优选地低于5.5,又更优选地低于5.0,最优选地约4.5的pH的条件下和/或优选地高于3.0,更优选地高于4.0,又更优选地高于5.0,最优选地约5.5的pH的条件下的反应混合物中的氨基酸和/或氨基酸衍生物的温育步骤允许整理好的纺织品的抗菌活性进一步提高。
根据第13实施例,在前述实施例中的任何一个中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂包括葡糖胺和/或聚葡糖胺。
聚葡糖胺(壳聚糖)与一种或多种氨基酸和/或氨基酸衍生物的组合可协同提高处理过的纺织品的抗菌性能。
优选地,聚葡萄糖胺是非动物来源的。例如,非动物来源的聚葡萄糖胺可以从诸如粘膜藻的真菌中分离。
优选地最多0.8%,更优选地最多0.1%的聚葡萄糖胺的胺基用至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物官能化。
据发现,就氨基酸或氨基酸衍生物的羧基与聚葡萄糖胺的胺基之间的肽键而言,氨基酸或氨基酸衍生物与聚葡萄糖胺的复杂偶联不要求具有很高的抗菌活性。相反,化合物可以在液剂中或在反应混合物中简单组合而不进行交联或缩合反应。此外,据发现,壳聚糖的羟基与氨基酸和/或氨基酸衍生物的羧基之间的酯键可以在酸性溶液中形成,这使得聚葡糖胺的胺基、氨基酸的胺基和/或氨基酸和潜在的其他官能团未官能化且可带有正电荷,例如在中性pH的溶液中。
根据第14实施例,在前述实施例中的任一个中,聚葡糖胺和/或葡糖胺为水溶性形式。
聚葡萄糖胺的水溶性形式可以通过将包含聚葡萄糖胺的粉末或薄片溶解在酸性介质中来提供。通过在液剂中使用水溶性形式,聚葡萄糖胺可以很好地分散在整个纺织品的横截面上。
根据第15实施例,在第14实施例中,聚葡糖胺和/或葡糖胺以至多50%,优选地至多40%,更优选地至多30%,最优选地至多20%,和/或至少1%,优选地至少5%,更优选地至少10%,以及最优选地至少15%的聚葡糖胺和/或葡糖胺的浓缩溶液或悬浮液形式提供。
根据16实施例,在第15实施例中,浓缩溶液或悬浮液的pH值调节至低于6.5,优选地低于6.0,更优选地低于5.5,又更优选地低于5.0,最优选约4.5,和/或优选地高于3.0,更优选地高于4.0,又更优选地高于5.0,最优选约5.5。
根据17实施例,在第16实施例中,浓缩溶液或悬浮液的pH通过使用有机酸,更优选地单羧酸,又更优选地乙酸,乳酸,甲酸,丙酸,对甲苯磺酸或其组合来进行调节。根据第18实施例,在前述实施例13至17中的任一个中,将所有工艺周期的液剂中的葡糖胺和/或聚葡糖胺一起以基于纺织品的重量的至少0.1%,优选地至少0.2%,更优选地至少0.3%,或至少0.7%或至少1%的量施加到纺织品上。
根据第19实施例,在前述实施例13至18中的任何一个中,所有处理周期的液剂中的葡萄糖胺和/或聚葡萄糖胺一起以基于纺织品的重量的最多5重量%,优选地最多4重量%,更优选地最多3重量%,又更优选地最多2重量%,最优选地最多1.6重量%或最多1重量%的量施加到纺织品上。
根据第20实施例,在前述实施例中的任何一个中,制备主和/或辅液剂施加工艺的液剂包括以下步骤:
提供粉末或液体形式的至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物,
提供粉末或液体形式的葡糖胺和/或聚葡糖胺,
制备优选的水性反应混合物,其包含至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物,以及葡糖胺和/或聚葡糖胺,以及
将反应混合物温育至少10分钟,优选地至少20分钟,更优选地至少30分钟,又更优选地至少40分钟,以及最优选地至少50分钟,其中在温育期间,反应混合物的温度优选地为至少30℃,更优选地至少40℃,又更优选地至少50℃,最优选地至少60℃。
聚葡糖胺与氨基酸和/或氨基酸衍生物的反应混合物的制备以及温育步骤使得抗菌活性进一步提高。发明人认为,在反应混合物中,聚葡糖胺分子与氨基酸和/或氨基酸衍生物反应,从而形成酯键。这种新产物可以液剂施加工艺期间与纺织品进一步反应,例如借助聚葡糖胺分子的游离羟基。据发现,至少30℃,更优选地至少40℃,又更优选地至少50℃,最优选地至少60℃的反应混合物的温度在温育步骤中促进了反应。
根据第21实施例,在前述实施例12或20中,温育期间反应混合物的温度为至多95℃,优选地至多90℃,更优选地至多85℃,又更优选地至多80℃,最优选地至多75℃。
根据第22实施例,在第12,20或21实施例中,在温育步骤中所述反应混合物优选地以至少10rpm的转速进行搅拌。
根据第23实施例,在前述第12或20至22实施例中的任一个中,反应混合物的pH低于6.5,优选地低于6.0,更优选地低于5.5,又更优选地低于5.0,最优选地约4.5,和/或优选地高于3.0,更优选地高于4.0,又更优选地高于5.0,最优选地约5.5。
酸性pH提高了聚葡萄糖胺在浓溶液和/或水性反应混合物中的溶解度。
根据第24实施例,在前述实施例中,PH值通过使用有机酸,更优选地一元羧酸,又更优选地乙酸,乳酸,甲酸,丙酸,对甲苯磺酸或其组合来进行调节。
这些酸已被证明与整个纺织品整理相容,如下文进一步详述。
根据第25实施例,在前述实施例中的任何一个中,在主和/或辅液剂施加工艺中,与纺织品结合的至少一种氨基酸,氨基酸衍生物和/或聚葡糖胺的至少50%,优选地至少70%,更优选地至少80%,又更优选地至少90%,最优选地至少95%不与分散或溶解在液剂中的纤维素分子结合。
根据第26实施例,在前述实施例中的任一个中,主和/或辅液剂施加工艺周期的液剂包含一种、两种、三种或全部四种抗菌剂,该抗菌剂选自由唑基化合物、银离子、聚六亚甲基双胍、季铵有机硅烷构成的组。
这些抗菌剂是不可生物降解的。然而,在某些应用中,可能希望添加它们,因为它们会增加纺织品的总体抗菌活性。发明人发现这些抗菌剂可以与氨基酸和/或氨基酸衍生物很好地结合。
根据第27实施例,在前述第26实施例中,唑基化合物是丙环唑。
根据第28实施例,在第26或第27实施例中的任何一个中,季铵有机硅烷是亲水性季铵盐有机硅烷,优选地有机甲氧基硅烷化合物,更优选地N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵。
根据29实施例,在第26至第28实施例中的任何一个实施例中,将所有工艺周期的液剂中的季铵有机硅烷化合物一起以基于所述纺织材料的重量的至少0.1重量%,优选地至少0.2重量%,更优选地至少0.25重量%,以及最优选地至少0.3重量%的量施加到所述纺织品上。
根据30实施例,在第26至第29实施例中的任何一个实施例中,将所有工艺周期的液剂中的季铵有机硅烷化合物一起以基于纺织材料的重量的至多5重量%,优选地至多1.5重量%,更优选地至多1.2重量%,特别地至多1.0重量%,以及最优选地至多0.8重量%的量施加到纺织品上。
根据第31实施例,在第26至第30实施例中的任何一个中,将所有工艺周期的液剂中的无机或有机基质所捕获的银阳离子或银阳离子一起以基于纺织材料的重量的至多0.1重量%,优选地至多0.05重量%,更优选地至多0.02重量%,以及最优选地至多约0.01重量%的量施加到纺织品上。
根据第32实施例,在第26至第31实施例中的任何一个中,将所有工艺周期的液剂中的无机或有机基质所捕获的银阳离子或银阳离子一起以基于纺织材料的重量的以至少0.001重量%,优选地至少0.002重量%,更优选地至少0.003重量%,以及最优选地至少0.005重量%的量施加到纺织品上。
根据第33实施例,第26至第32实施例中的任何一个中,将所有工艺周期的液剂中的聚六亚甲基双胍一起以基于纺织材料的重量的至多0.5重量%,优选地至多0.4重量%,更优选地至多0.3重量%,以及最优选地至多0.2重量%的量施加到纺织品上。
根据第34实施例,第26至第33实施例中的任何一个中,将所有工艺周期的液剂中的聚六亚甲基双胍一起以基于纺织材料的重量的至少0.03重量%,优选地至少0.05重量%,或至少0.10重量%,优选地至少0.15重量%的量施加到纺织品上。
根据第35实施例,第26至第34实施例中的任何一个中,将所有工艺周期的液剂中的唑基化合物一起以基于纺织材料的重量的最多0.6重量%,优选地至多0.5重量%,更优选地至多0.4重量%,以及最优选地至多0.3重量%的量施加到纺织品上。
根据第36实施例,第26至第35实施例中的任何一个中,将所有工艺周期的液剂中的唑基化合物一起以基于纺织材料的重量的至少0.05重量%,优选地至少0.10重量%,更优选地至少为0.15重量%,以及最优选地至少0.20重量%的量施加到纺织品上。
根据第37实施例,在前述实施例中的任一个中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂包括水,优选地水和异丙醇,更优选地其中液剂中包含异丙醇的浓度为0.05至2重量%之间,优选地0.1至1重量%之间,更优选地0.2至0.6重量%之间。
异丙醇降低水的表面张力,从而促进氨基酸和/或氨基酸衍生物渗透到纺织品的纤维中。异丙醇在液剂施加工艺和/或热处理过程中蒸发。
根据第38实施例,在前述实施例中的任一个中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂的pH等于或低于6.5,优选地等于或低于6.0,更优选地等于或低于5.5,又更优选地等于或低于5.0,最优选地约4.5,和/或优选地高于3.0,更优选地高于4.0,又更优选地高于5.0,最优选地约5.5。
酸性pH可以催化氨基酸和/或氨基酸衍生物与纺织品之间的反应,特别是当该反应是酯化反应时。
根据第39实施例,在前述第38实施例中,主和/或辅液剂施加工艺的液剂的pH通过有机酸,优选地一元羧酸,特别地乙酸,乳酸,甲酸,丙酸,对甲苯磺酸或其组合来进行调节。
有机酸与大多数纺织品材料相容,例如粘胶纤维或棉,而例如HCl可能损害纺织品。特别是一元羧酸可用于液剂施加工艺中,因为这些酸不会影响施加氨基酸和/或氨基酸衍生物后的纺织品的总电荷。相反,诸如二或三羧酸的多官能酸,例如柠檬酸,在通过官能团之一与纺织品结合的情况下,可以增加纺织品的总负电荷。
根据第40实施例,在前述实施例中的任一个中,液剂包括交联剂,优选地异氰酸酯交联剂或丙烯酸交联剂,更优选地封闭型异氰酸酯交联剂。
交联剂通常是不可生物降解的。然而,在某些应用中,可能希望添加它们,因为它们可以与氨基酸和/或氨基酸衍生物以及纺织品的官能团共价结合,从而提高了所得纺织品的抗菌性能的耐洗性。
根据第41实施例,在前述实施例中的任何一个中,在竭染工艺中,液剂的温度为至少40℃,特别地至少45℃,优选地至少50℃,更优选至少55℃,又更优选地至少60℃,最优选地至少约65℃。
根据第42实施例,在前述实施例中的任何一个中,在竭染工艺中,液剂的温度低于沸腾温度,优选地至多95℃,更优选地至多90℃,特别地至多85℃,以及最优选地至多约80℃。
根据第43实施例,在前述实施例中的任何一个中,竭染工艺的竭染时间为至少30分钟,优选地至少40分钟,更优选地至少50分钟,特别地至少55分钟,以及最优选地至少约60分钟,和/或至多120分钟,特别地90分钟,优选地至多80分钟,更优选地至多75分钟,又更优选地至多70分钟,又更优选地至多65分钟,最优选地最多约60分钟。
根据第44实施例,在前述实施例中的任何一个中,主和/或辅工艺周期的热处理包括干燥和/或固化。
根据第45实施例,在前述第44实施例中,干燥在至多190℃,优选地至多180℃,更优选地至多170℃的环境温度下进行,和/或在至少60℃,优选地至少80℃,更优选地至少100℃,以及最优选地至少约120℃的环境温度下进行。
根据第46实施例,在前述第44或第45实施例中的任何一个中,固化至少部分在至少150℃,优选地至少160℃,以及更优选地至少170℃,特别地至少175℃,最优选地至少约180℃的环境温度下进行,和/或在至多205℃,优选地至多195℃,更优选地至多190℃,特别地至多185℃,以及最优选地至多约180℃的环境温度下进行。
固化温度适于促进氨基酸和/或氨基酸衍生物与纺织品的(共价)结合。
根据第47实施例,在前述实施例中的任何一个中,起始纺织品包含羟基、肽基和/或羰基,特别地羟基和/或肽基。
这些基团能够将一种或多种氨基酸和/或氨基酸衍生物固定、结合、附着或粘附到纺织品上。在示例性的实施例中,起始纺织材料包含肽基和/或羟基,特别地羟基。
根据第48实施例,在前述实施例中的任何一个中,起始纺织品是纤维素纺织材料,动物来源的纺织材料,合成纺织材料,或包含纤维素纺织材料、动物来源纺织材料和/或合成纺织材料的混纺。
根据第49实施例,在第48实施例中,纤维素纺织品包括从由棉、粘胶纤维、人造丝、亚麻、大麻、苎麻、黄麻及其组合(混纺)构成的组中选择的一种或多种。特别地,纤维素纺织品包含至少50%,优选地至少60%,更优选地至少70%的粘胶纤维。
根据第50实施例,在第48实施例中,动物来源的纺织品包含从由羊毛和丝绸构成的组中选择的一种或多种。
根据第51实施例,在第48实施例中,合成纺织品包含从由聚酯,聚酰胺(尼龙),丙烯酸聚酯,氨纶(弹性纤维,莱卡),芳族聚酰胺,莫代尔,硫磺,聚丙交酯(PLA),莱赛尔,聚四氯化丁酯(PBT)及其组合(混纺)构成的组中选择的一种或多种。
根据第52实施例,在前述第47至第51实施例中的任何一个中,至少90%,优选地至少95%,更优选地至少98%,又更优选地至少99%,以及最优选地约100%的起始纺织品是由可再生原料制成的,和/或是可生物降解的和/或天然有机的。
根据第53实施例,在前述实施例中的任何一个中,纺织品从由机织织物,针织织物,钩编织物,粘合织物,经编织物和非织造织物构成的组中选择,优选地其中抗菌纺织品是机织织物。
优选纺织品是复丝织物,即由复丝纱线制成的织物。织物是优选的,因为它们的处理比纱线乃至纤维的处理便宜得多。与由单丝纱线制成的织物相比,由复丝纱线制成的织物是优选的,因为它们更坚固,具有更大的表面积并且可以混纺。
根据第54实施例,本发明还涉及一种可通过前述实施例中任一项获得的抗菌纺织品,优选地其中至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物粘附或结合或共价结合到纺织品上,和/或如果存在的话,优选地其中葡糖胺,聚葡糖胺和/或其他抗菌剂也粘附或结合或共价结合到纺织品上。
根据第55实施例,在第54实施例中,粘附、结合或共价结合到纺织品上的氨基酸,氨基酸衍生物,葡糖胺,聚葡糖胺和/或其他抗菌剂具有如实施例10、11、18、19、29至36中任一个所述的针对各相应抗菌剂限定的各个重量。个根据第56实施例,在第54或第55实施例中,根据AATCC测试方法100-2012测得的抗菌纺织品的绿脓杆菌ATCC 9027和/或金黄色葡萄球菌ATCC 6538在接触时间的24小时内,优选地在接触时间的6小时内,更优选地在接触时间的1小时之内,又更优选地在接触时间的15分钟之内,特别地在接触时间的10分钟之内的降低值为至少99%,优选地至少99.9%,更优选地至少99.99%,最优选地至少99.999%。
根据第57实施例,在第56实施例中,即使衣物在40℃下在洗衣机中洗涤20-40分钟至少5次后,更优选地即使洗涤至少10次后,仍实现该降低值,优选地使用品牌的非抗菌、非离子和不含氯的洗衣粉,优选地洗涤后接着进行标准漂洗周期。
根据第58实施例,在第54至第57实施例中的任何一个中,按照AATCC测试方法30-2013第III部分进行测试时,抗菌纺织品呈现微生物零生长(琼脂平板,尼日尔曲霉或白色念珠菌)。
根据第59实施例,在第58实施例中,即使衣物在40℃下在洗衣机中洗涤20-40分钟至少5次后,更优选地即使洗涤至少10次后,仍实现零降低值,优选地使用品牌的非抗菌、非离子和不含氯的洗衣粉,优选地洗涤后接着进行标准漂洗周期。
根据第60实施例,在第54至第59实施例中的任何一个中,基于重量至少90%,优选地至少95%,更优选地至少98%,又更优选地至少99%,特别地99.5%,以及最优选地约100%附着在纺织品上的或纺织品所包含的所有抗菌剂均是可生物降解的和/或天然有机的。
除非另有说明,否则下文中所有百分比均指重量。“%owf”或“%o.w.f.”代表“重量织物的”,是相对于织物吸收的抗菌剂的重量百分比。“gpl”或“GPL”代表“克/升”。“R.t.”代表“室温”,即15至35℃的温度。
在本发明的上下文中使用的术语“抗菌剂”涉及杀死至少某些类型的微生物或抑制至少某些类型的微生物的生长或繁殖的能力。所述术语涉及在本发明的上下文中使用的对一种或多种“微生物”有害的任何化合物、试剂、产物或工艺。优选地,一种或多种“微生物”被“抗菌”产物或工艺杀死。
如本文所用,术语“抗菌剂”是指对至少某些类型的微生物具有抗微生物作用的任何化合物。抗菌剂的例子有壳聚糖,季铵有机硅烷,银阳离子,聚六亚甲基双胍(PHMB)和丙环唑。氨基酸和/或氨基酸衍生物本身不是抗菌剂,而是在粘附和/或结合到纺织品上时变为抗菌剂。因此,就粘附到纺织品上的氨基酸和/或氨基酸衍生物而言,这些化合物也应被理解为抗菌剂。
在本发明的上下文中可互换使用的术语“微生物”和“微生物”被定义为包括太小而不能被肉眼看到的任何生物,例如特别是单细胞生物。特别地,术语“微生物”和“微生物”涵盖包括细菌和古细菌的原核生物,包括原生生物的真核生物,尘螨或红蜘蛛等动物,真菌和绿藻等植物以及病毒。
如本文所用,术语“纺织品”是指任何形式的纺织品或纺织材料,并包括纤维,纱线,线,合股纱线,由纤维和/或纱线制成的织物,以及由纤维,纱线和/或织物制成的成品。纺织品可以是机织,针织,钩编,粘合和/或无纺布。其可以进行纺织,电纺,拉伸或挤压。
如本文所用,术语“可生物降解的”是指可以被诸如细菌的活细胞分解的任何形式的纺织品,氨基酸,氨基酸衍生物,壳聚糖,抗微生物剂或其他化合物。
如本文所用,术语“天然有机的”是指可以由活生物体产生的有机化合物。例如,由生物细胞或壳聚糖合成的所有氨基酸都是天然有机化合物。
具体实施方式
将在以下详细描述中描述本发明的优选实施例和示例。然而,要强调的是,本发明不限于这些实施例。
本发明涉及一种用于赋予纺织品抗菌性的方法。
有利地,该方法允许使用天然存在的功能剂,例如氨基酸或肽,或这些化合物与壳聚糖的组合以用于纺织品的整理。
发明人发现正表面电荷在纺织品上的沉积例如通过将氨基酸精氨酸和/或氨基酸衍生物肉碱与纺织品共价结合赋予纺织品高的抗菌活性。尽管不希望受到理论的束缚,但据信氨基酸和/或氨基酸衍生物的高密度正电荷会破坏微生物的细胞膜,例如革兰氏阴性或革兰氏阳性细菌的细胞膜。
所获得的抗菌纺织品是环境友好的,因为抗微生物剂例如天然氨基酸是可生物降解的。此外,使用氨基酸和/或氨基酸衍生物作为抗菌剂例如与仅包含壳聚糖的抗菌纺织品相比降低了抗菌纺织品的生产成本。
液剂施加工艺:
根据本发明的方法包括用于施加氨基酸和/或氨基酸衍生物的液体施加工艺,特别地竭染工艺。如本领域中已知的,在竭染工艺中,使纺织材料与液剂接触,所述液剂包含在竭染工艺期间转移至制品的成分。这可以通过将纺织材料引导通过装有液剂的容器来实现。纱线和织物通常采用竭染工艺进行处理。在普通竭染工艺中,将要施加到纺织材料上的化学药品根据所需的材料与液剂的比率溶解或分散在溶剂(例如水)中,该材料与液剂的比率描述了待处理的纺织品的重量与液剂的重量之间的比率。例如,如果所需的材料与液剂的比率为1:2,则对于300kg的纺织材料将要消耗600kg的液剂。随后,使纺织材料与液剂接触,例如通过将其浸入液剂中,由此化学品优选地接触纤维,更优选地进入纤维。为了获得化学物质在纤维中的适当扩散和渗透,设置相应的液剂温度和相应的竭染时间,使得根据需要发生动力学和热力学反应。随着纺织材料及其纤维吸收化学物质,其在竭染中的浓度降低。如本领域中已知的,将液剂耗尽度与经历时间的函数称为竭染工艺的程度。在工艺结束时竭染到纺织品上的最初存在于液体中的化学物质的百分比称为竭染率或竭染率。
在竭染工艺中,纺织品敞开并且纤维分别暴露于氨基酸和/或氨基酸衍生物的渗透。对于由它们制成的复丝纱线或织物,尤其如此,这些复丝纱线或织物对于大多数应用是优选的,因为它们更结实,具有较大的表面积并且可以混纺。因此,通过使用竭染工艺,试剂可以扩散到纤维中,并且不会像在更浅层的液剂施加工艺(例如轧染或喷染)中那样,以相同的程度占据纤维的表面空间。因此,在主工艺周期中使用竭染工艺允许通过辅抗菌工艺周期,特别地通过使用轧染工艺的辅抗菌工艺周期来改善抗菌性能,或者在进一步工艺周期中将其他功能剂施加到纺织品上。相比之下,重复轧染施加工艺等的重复浅层液剂施加工艺将不会提高性能,或者至少不会在相同程度上提高性能。此外,发明人发现仅当在主工艺周期中使用了竭染时,浸出才是最低值。另一方面,在非织造织物的情况下,竭染可能不是优选的,因为非织造织物通常不能承受由卷染机等的竭染机施加的力。
可以通过任何合适的技术在任何合适的机器上进行竭染,例如纱线染色机,束流机,绞盘机,喷射染色机,连续染色联合机(CDR),连续漂白联合机(CBR)或卷染机。
竭染允许将液剂均匀地散布在纺织材料的整个横截面上,使得优选地,液剂不会留下任何纺织材料斑点。结果,此时可在纺织材料与一种或多种氨基酸和/或氨基酸衍生物之间产生相互作用和/或结合。
优选地,液剂的大多数试剂均匀地竭染到纺织材料的整个横截面上。优选地,竭染工艺的竭染率是至少75%,更优选地至少85%,更优选地至少90%,并且最优选地至少95%,使得纺织材料最优选地提取大约95%的竭染液剂中所含的氨基酸,氨基酸衍生物或抗菌剂。这个竭染率可以降低成本,因为大部分液剂成分都被纺织材料耗尽。它也比低提取率的工艺更具生态价值。
通常,织物上的热量越大,结合越好。因此,优选地,在竭染工艺期间,液剂的温度足够高并且竭染时间足够长,使得在竭染工艺完成后,液剂中的一种或多种抗菌剂基本上均匀地分散在整个纺织材料的横截面上。因此,液剂的温度应该足够高并且竭染时间应该足够长,使得优选地,纺织品材料被充分地浸渍并且抗菌剂分散在整个纺织材料中。优选地,在竭染工艺期间竭染时间足够长并且液剂的温度足够高,以使得纺织材料可以在相应的固化过程之后实现期望的抗菌性能,如下所述。
然而,过多的热量导致发黄并弱化织物。因此,优选地,在竭染工艺期间,液剂的温度足够低和/或竭染时间足够短,使得在竭染工艺完成后,纺织材料不会变色和/或变黄和/或其断裂(拉伸)强度降低不超过15%,优选地不超过10%,更优选地不超过7%,最优选地不超过5%。如本领域中已知的,过多的热量导致纺织材料发黄,这可能是不希望的。因此,液剂的温度不应太高。在太高的温度下,会形成过多的蒸汽,从而降低了工艺效率。
此外,如果液剂的温度太高,则在液剂槽内会发生湍流并且可能损害纺织材料。此外,随着竭染时间的增加,纺织材料可能变弱,即其断裂强度可能降低。
当在本发明的上下文中使用时,术语“竭染时间”优选地定义为从整个批次的纺织材料的至少部分首先与液剂接触开始并持续到该批次的最后部分从液剂中取出的时间段。对于给定的应用,理想竭染时间可能会有很大的不同。如果纺织品是织物,则其将取决于机器的类型,液剂槽的大小以及织物的长度和重量。例如,如果长度为1,500米的织物的理想竭染时间为60分钟,那么在其他条件相同的情况下,长度为3,000米的织物的理想竭染时间可能为100分钟。此处指定的竭染时间是指等于在标准卷染机(例如,由Yamuda制造的型号Y1100)上以标准织物速度(例如50米/分钟)运行的长1500米,重量为200g/m2的织物的竭染时间。对于任何给定的纺织材料和竭染机,本领域技术人员使用公知常识将能够确定竭染时间,该竭染时间等于为上述参数指定的竭染时间。
因此,通过竭染工艺,一种或多种氨基酸和/或氨基酸衍生物,优选地抗菌剂基本上均匀地分散在纺织材料的横截面上。
在竭染工艺之后进行热处理。在只有一个工艺周期的情况下,热处理可以包括干燥和固化。固化必须在高温下,最好是在180℃下进行,对于以非浸出或基本非浸出的方式将氨基酸和/或氨基酸衍生物完全结合到纺织材料上固化是必需的。在固化之前,必须将纺织品干燥,因为纺织品的温度不能超过100℃,直到纺织品中的水分蒸发为止。在主工艺周期之后是进一步工艺周期的情况下,无论是如下文所述的辅工艺周期,还是赋予纺织品其他性质(如亲水性或疏水性)的工艺周期,优选在此阶段,即在主工艺周期中不进行固化。这是出于经济原因,也是因为固化可能会封闭或密封纺织品,从而使进一步工艺周期的处理效果降低。在进一步工艺周期的情况下,纺织品应当进行干燥,因为否则其将不会吸收进一步工艺周期的液剂。干燥可以在诸如室温等低温条件下进行。然而,为了加快制造过程,优选地通过热处理将其干燥。而且,热处理可以实现试剂与纺织品的基本结合,从而在随后的洗涤步骤中不会将它们洗掉。
干燥可以通过使用常规的热定型工艺来进行,这取决于实际使用的纺织材料。优选地,纺织品材料的干燥至少部分地在至少60℃,更优选地至少100℃,又更优选地至少110℃,以及最优选地至少约120℃的温度下进行。温度越低,停留时间要求越长,这是不利的,因为较长的停留时间对织物的发黄和织物强度都有负面影响。
优选地,纺织品材料的干燥在至多190℃,更优选至多180℃,特别地至多170℃的温度下进行。又更优选地,纺织品材料的干燥在至多150℃,更优选地至多140℃,特别地至多130℃,以及最优选地至多约120℃的温度下进行。
优选地,在上述给定温度下的干燥时间为每平方米每100克织物重量(如果纺织材料是织物)至少30秒,优选地至少40秒,更优选地至少50秒,最优选地至少约60秒。进一步优选地,每平方米每100克织物重量(如果是纺织品,材料是织物),干燥进行的时间为至多120秒,优选地至多90秒,更优选地至多75秒,最优选地至多约60秒。应当理解,干燥时间随着织物重量(每平方米)的增加而增加。本领域技术人员理解,如果纺织材料是纱线,则类似的干燥时间也适用,并且理解选择相应干燥时间,相应干燥时间又着取决于纱线直径。
干燥过程通常可以通过使纺织材料通过拉幅机或拉幅机(有时也称为“拉幅机”)或类似的干燥机来进行。通过干燥纺织材料,优选地多余的水分被去除。
如果没有进一步工艺周期,则可以在干燥工艺之后进行固化工艺。在这种情况下,固化工艺可以如下文所述。然而,尽管在辅工艺周期中,固化工艺优选地与干燥工艺一起在一次通过拉幅机的过程中进行,但是在只有一个工艺周期的情况下,优选地有两个分开的通过拉幅机的过程以进行干燥和固化。这是因为如果只有一个工艺周期,则织物通常会更湿,因此,如果干燥工艺在单独的拉幅机中进行,则其可以更好地控制。
另一方面,如果存在进一步液剂施加工艺周期,则可以在干燥之后进行洗涤步骤。在洗涤期间,优选地在水中洗涤纺织材料,进一步优选地不使用洗涤剂。优选地,纺织材料在诸如例如水槽的槽中洗涤,其温度在30℃至50℃之间,进一步优选地在35℃至45℃之间。洗涤时间优选地为至少35分钟以及更优选地至少40分钟。
在主工艺周期之后,所得到的纺织材料已经具有抗菌性能的特征。但是,它们可以通过执行诸如轧染的可选辅工艺周期来进一步改善。在替代实施例中,可以使用其他液剂施加工艺,诸如例如竭染工艺,涂染工艺或喷染工艺。但是,轧染工艺已被证明是特别有利的,因为与竭染时间相比,其耗时少且因此价格便宜;与喷染相比,它可以使液体分布更均匀(并且与喷染不同,可以同时施加在织物的两侧上),并且在非浸出性能方面比涂染产生更好的结果,因为涂料浆通常包含易于泄漏的成分。
可以使用任何合适的技术来进行轧染,其中优选地制备相应液剂(其可以与竭染工艺11中的一种相同或不同,并且将在下文中进一步详述)并通过泵馈送到相应轧染机。因此,轧染工艺15优选地包括一个或多个辊的应用以获得液剂在纺织品材料上的最佳湿层涂量。适当轧染机压力通常根据纺织材料的质量预先确定,并且通常将其设定为使抗菌剂的湿层涂量最优化。液剂可以在室温下,或者可以在轧染工艺中加热。
优选地,轧染工艺在轧染机中在0.5至4巴,更优选地1.0至3.0巴,又更优选地1.5至2.5巴,最优选地约2巴的压力下进行。湿层涂量(或“湿层涂量”)规定了所施加液剂的量,并限定为未处理的干燥纺织品重量的百分比,如下所示:湿层涂量%=所施加液剂的重量x100/干燥纺织品的重量。例如,湿层涂量为65%意味着将650克液剂施加到1kg纺织品上。根据本发明的轧染工艺的湿层涂量优选地为至少40%,更优选地至少50%,又更优选地至少55%,特别地至少60%,以及最优选地至少约65%。该湿层涂量优选地为至多90%,更优选地至多80%,又更优选地至多75%,特别地至多70%,以及最优选地至多约65%。
在轧染之后,可以进行包括干燥和固化的热处理。
固化可以限定为在干燥状态下在本申请中提到的温度下对纺织品材料进行的热处理,其中干燥是指纺织品的水分99%去除。通常,拉幅机可用于固化。
固化优选地至少部分地在至少150℃,优选地至少160℃,更优选地至少170℃,又更优选至少175℃,以及最优选地至少约180℃的固化温度下进行。优选地,固化在至多205℃,优选地至多195℃,更优选地至多190℃,又更优选地至多185℃,以及最优选地至多约180℃的温度下进行。因此,优选的固化温度为约180℃。
优选地,固化在上述温度下以每100克织物重量每平方米(如果纺织材料是织物)至少20秒,优选地至少24秒,更优选至少28秒,以及最优选地至少约30秒的时长进行。优选地,施加该温度的时长为每100克织物重量每平方米(如果纺织材料是织物)至多50秒,优选地至多45秒,更优选地至多40秒,又更优选地至多35秒,以及最优选地至多约30秒。因此,在最优选的实施方案中,每100克织物重量每平方米施加约180℃的固化温度约30秒。但是,就厚重的织物而言,优选的固化时间更长,即对于350至500g/m2的织物,在上述温度下为45秒,以及对于大于500g/m2的织物为60秒。这是因为随着织物厚度的增加,热波将花费更多的时间到达织物的芯部。应该理解的是,在纺织材料是纱线的情况下,施加改变的温度,然后停留时间和固化温度取决于纱线直径。由于固化温度基本上与纺织材料无关,因此在使用不同的纺织材料时,仅需要调整固化时间(和干燥时间)。发明人发现,固化时间或停留时间随着织物材料的重量增加而线性增加。
优选地,固化在干燥之后立即进行。因此,纺织材料优选地在干燥和固化之间基本不冷却。因此,当干燥和固化依次紧接着进行时,两个步骤优选地以每100克织物重量每平方米(如果纺织材料是织物)至少45秒,优选地至少50秒,更优选地至少55秒,以及最优选地至少约60秒的总时长进行。进一步优选地,干燥和固化以每100克织物重量每平方米(如果纺织材料是织物)至多75秒,优选至多70秒,更优选至多65秒,最优选至多约60秒的总时长进行。
功能剂:
主液剂施加周期的液剂和可任选地辅工艺周期的液剂包含至少一种氨基酸和/或至少一种氨基酸衍生物。
氨基酸和氨基酸衍生物均包含至少两个官能团,其中一个为羧基,另一个为胺基或季胺基。除非另有说明,否则羧基和氨基是不衍生的,例如不与交联剂衍生。氨基酸可以是α-氨基酸,如以下结构式所示:
在其他实施例中,氨基酸可以是β-氨基酸,γ-氨基酸或δ-氨基酸。
示例性的蛋白原氨基酸L-精氨酸由以下结构式表示:
示例性的非蛋白原氨基酸衍生物L-肉碱由以下结构式表示:
乳链菌肽是具有以下结构的羊毛硫抗生素:
在根据本发明方法的反应条件下,氨基酸和/或氨基酸衍生物的R'-COOH基团可以通过形成酯键R'-COO-R”与纤维素的R”-OH基团反应。
在本发明的某些实施例中,将聚葡糖胺(壳聚糖)施加到纺织品上。壳聚糖具有如下所示的结构,其中n表示本领域已知的单体单元的数目:
在本文公开的反应条件下,壳聚糖可以与纤维素材料的官能团反应,从而产生共价键,如下所示。
当氨基酸和/或氨基酸衍生物与壳聚糖组合使用时,在本文公开的反应条件下,氨基酸和/或氨基酸衍生物的R'-COOH基团可以通过形成酯键R'-COO-R'与壳聚糖的R'-OH基团反应。
实例
将通过以下实施例进一步描述本发明,这些实施例说明了纺织材料的制备,但并不限制本发明。
AATCC 100-2012抗菌性能测试方法:
根据本发明的抗菌纺织品的抗菌性能按照AATCC 100-2012测试方法进行。《AATCC技术手册2013》第166-168页详细介绍了AATCC 100-2012抗菌性能测试程序。
简要地,3个直径为48mm的圆形样本由热压处理(121℃,15分钟)的纺织品样品制备,并将限定数量的样本添加到250ml的锥形瓶中。将1ml制备好的接种物(在磷酸盐缓冲水中)点样到样本上。测试接种物是绿脓杆菌ATCC 9027或金黄色葡萄球菌ATCC 6538(107CFU/ml),接种量为1%BSA。接触时间在0分钟、10分钟、30分钟和1小时之间变化。0分钟接触时间是接种后立即分析。对于其它接触时间,锥形瓶在接种后立即密封并在37℃下温育相应接触时间。
在规定的接触时间后,将100ml的Dey-Engley中和肉汤加入每个烧瓶中,并用手摇动烧瓶1分钟。制备稀释液系列,并将每个稀释液样品平铺在营养琼脂上。将琼脂平板在37℃下温育24和48小时。
细菌的对数降低(R)计算如下:
B[log(从接种(inoculation)后立即,即在o接触时间从广口瓶中的接种的处理过的试样样本中回收的细菌数)]-A[log(从在广口瓶中温育所需接触时间的接种的处理过的试样样本中回收的细菌数)]。
AATCC TM-30(第III部分)抗菌性能测试方法:
根据本发明的纺织品的抗真菌活性按照标准测试方法“AATCC测试方法30-2013”并且以黑曲霉或白色念珠菌为测试生物(标准测试方法的“测试III”)进行测试。
将48小时龄的白色念珠菌或黑曲霉培养物用于测试。从含有3%葡萄糖的沙保氏(Sabouraud)葡萄糖琼脂培养基中刮下生长的培养物,并接种在带有玻璃珠的50mL无菌蒸馏水中。摇动烧瓶以制成悬浮液,并且最终将密度保持在2×106CFU/ml。将测试培养基(15mL)倒到无菌培养皿上并使其固化。将1ml接种物铺开在表面上。
将纺织品样品(3.8±0.5cm的圆盘,在测试之前在121℃下热压处理15分钟)放置到琼脂表面上,并在每个样品上添加0.2mL的接种物。将平板在28℃下温育4-5天。在温育结束时,根据以下等级检查平板的酵母/真菌生长:
试样上的生长 | 等级 |
无生长 | 0 |
生长痕迹(≤10%) | 1 |
轻度生长(10-30%) | 2 |
中度生长(30-60%) | 3 |
重度生长(60%至完全覆盖) | 4 |
化学品
下文描述的实验中使用了以下化学物质:
L-精氨酸是本领域已知的并且可从市场上购得,例如由Sciencelab购得。在以下实施例中,L-精氨酸以100重量%的粉末形式提供。
L-肉碱由Lonza Specialty Chemicals Switzerland(瑞士龙沙专业化学公司)以>98重量%的粉末形式提供。
壳聚糖由台湾高研化学公司以原液的形式(Goyenchem-102)提供。发明人进行的测量表明,该原液包含约8%的活性成分,即8%的壳聚糖。
丙环唑是本领域已知的并且可从市场上购得,例如Utconazol(由Utpan Chempro制造)。丙环唑可以使用交联剂,特别是优选的封闭型异氰酸酯化合物与纺织材料结合,这会产生氨基甲酸乙酯键或基于乙酰基的产物。当使用丙环唑时,在液剂,特别是竭染液剂中使用交联剂是优选的。又更优选地,丙环唑制剂含有交联剂或该交联剂是丙环唑制剂的一部分。在以下实施例中,将丙环唑(Utpan Chempro)作为25%的原液提供。
季铵有机硅烷可以包含有机甲氧基硅烷,优选为N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵,如由Gelest公司作为50%的原液提供。
聚六亚甲基双胍是本领域已知的并且可从市场上购得。在以下实施例中,将聚六亚甲基双胍(PHMB,Thor有限责任公司)作为20%的原液提供。
抗菌剂可以包含银阳离子。在具体实施例中,银阳离子被捕获在无机或有机基质中。优选地,无机基质是硅铝酸盐。优选地,有机基质是聚合物基质。这样的含银微生物剂是本领域已知的并且可从市场上购得。在以下实施例中,Dow Chemical Company(道尔化学公司)提供了Silvadur 930Flex(0.17%银阳离子被捕获在聚合物基质中)。
封闭型多异氰酸酯,例如肟封闭型多异氰酸酯可以用作交联剂。肟封闭型多异氰酸酯例如由Schoeller Technologies AG(舍勒科技股份有限公司)提供。
纺织品
以下纺织品用于下文描述的实验中:
-100%粘胶纤维:117克/平方米(GSM),30*30/68*64的纱支/结构
100%棉:40’s棉,140GSM
-50%棉/50%粘胶纤维(CVC混纺):140GSM
-65%聚酯纤维/35%棉(PC混纺):165GSM
液剂施加工艺
除非在下面的示例中另有说明,否则液剂施加工艺进行如下:
在第一步骤(“液剂制备”)中,液剂在包含氨基酸/氨基酸衍生物和/或抗菌剂以及水的反应混合物中制备。反应混合物的pH通过施加酸来调节成如实施例中所规定的。将反应混合物搅拌规定的时间和温度。
在制备液剂之后,液剂在主液剂施加工艺(或者竭染工艺或者轧染工艺)中采用规定参数未稀释使用。在一些示例中,主液剂施加工艺之后是辅液剂施加工艺,其是轧染工艺。
一些织物是用卷绕机(Yamuna,型号为Ynoo)竭染进行生产的,而另一些是在密切模拟该工艺的实验室条件下生产的。发明人估测,在竭染工艺中添加到纺织品中的化学药品的量对应于约100%的湿层涂量中包含的化学药品的量。因此,在试剂例如以30gpl(克/升)的浓度包含在液剂中的情况下,在竭染工艺之后在纺织品上的试剂的量为按织物重量计约3%。轧染工艺是在约65%的湿层涂量下进行的。因此,在试剂例如以30gpl的浓度包含在液剂中的情况下,在轧染工艺中添加到纺织品中的试剂的量为按织物重量计约1.95%。
干燥和固化
在主液剂施加工艺和辅液剂施加工艺之间,将纺织品干燥,有时干燥并固化。在最后液剂施加工艺之后,将纺织品干燥并固化。除非下文另有说明,否则干燥在120℃下进行2分钟,并固化在180℃下进行2分钟。
洗涤
在一些实例中,固化后的纺织品在以下条件下洗涤若干次,如示例中所示:洗涤周期中的温度为40℃,Clax 200s(Johnson Wax Professional)以正常剂量用作肥皂。在每个洗涤周期之后,将纺织品用0.05%柠檬酸漂洗10分钟。
实例1:用L-精氨酸处理的粘胶纺织品
100%粘胶纺织品在两个周期工艺中用L-精氨酸处理,该两个周期工艺包括在主液剂施加周期中的竭染工艺以及在辅工艺周期中的轧染工艺。
制备用于竭染工艺和轧染工艺的液剂,该液剂包含30或40克/升(gpl)的L-精氨酸。使用柠檬酸将pH调节至pH 4.5。将液剂在70℃下搅拌1小时。
竭染工艺用约100%的湿层涂量进行,从而使L-精氨酸添加量为按织物重量计3.0/4.0%。用未稀释的液剂在60℃下竭染1小时,然后在120℃下干燥。
轧染以10gpl的L-精氨酸浓度在液剂中进行。轧染湿层涂量约为65%。因此,在竭染工艺和轧染工艺中一起添加到纺织品中的L-精氨酸的总量可估测为3.0/4.0%+0.65%=3.65/4.65%o.w.f。
轧染之后,将纺织品在120℃下干燥并在180℃下固化。使用非离子型洗涤剂Clax200 S在实验室洗衣机中将固化的样品洗涤10次。
下表1总结了整理方法和测试结果。
表1:100%粘胶纤维用L-精氨酸整理
如可从表1得出的,L-精氨酸已经在10分钟后对革兰氏阴性绿脓杆菌赋予了2.76log(即>99%的降低)的显著抗菌性能。1小时后,革兰氏阳性金黄色葡萄球菌的抗菌性能约为1log(即约90%的降低率)。整体抗菌性能不受洗涤剂中洗涤织物的影响,从而使其可洗涤和可重复使用。在本发明人仅使用轧染工艺而没有竭染工艺的实验中不能实现这种耐洗性。耐洗性表明氨基酸与纺织品共价结合。
不希望被理论所束缚,据信包括在升高的温度和低的pH下的竭染以及在高温下固化(其间水被蒸发)的工艺条件有助于粘胶纺织品中所含的L-精氨酸的羧基与纤维素分子的羟基之间的酯化反应。最后,数据表明液剂中使用的L-精氨酸浓度与抗菌效率呈正相关。
用于检测L-精氨酸的比色测试:
建立了改良的Sakaguchi试验以检测和定量表1的纺织品样品上的L-精氨酸。使用了一种改性的Sakaguchi试剂,它由1-萘酚和一滴次氯酸钠溶液(2.5%)构成。改良的Sakaguchi试验的程序如下:
四种试剂的制备:
(1)在100ml乙醇中的500mg 1-萘酚(N100-10G,西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)),相当于在EtOH中的0.5%的1-萘酚溶液(每次新鲜制备)
(2)在100ml去离子水中的5g NaOH,相当于5%的NaOH溶液
(3)漂白水,相当于2.5%NaOCl溶液
(4)100毫升去离子水中的5克尿素,相当于水中的5%尿素溶液
规程:
-将纺织品样品放在培养皿上
-向纺织品样品提供1ml的试剂(1)
-向纺织品样品提供1ml的试剂(2)
-向纺织品样品提供1ml的试剂(3)
-向纺织品样品提供1ml的试剂(4)
红色着色表示存在L-精氨酸。
在第一步骤中,测试了L-精氨酸的稀释系列以估测检测极限。在该系列中,将1ml的1%L-精氨酸,0.1%L-精氨酸,0.01%L-精氨酸和0.001%L-精氨酸溶液分别施加到6x6cm织物(质量=408mg)上,每种织物经受到坂口(Sakaguchi)反应。对于0.01%L-精氨酸溶液和更高浓度的溶液,可以观察到着色。由于1毫升0.01%的L-精氨酸溶液相当于施加到408毫克织物上的0.1毫克的L-精氨酸,检测极限约估测为0.025%的精氨酸o.w.f。
根据坂口试验对表1的洗涤的纺织品进行测试,并且将所得的着色与稀释系列进行比较。样品“精氨酸30gpl”的L-精氨酸的o.w.f.浓度估测为粘胶纤维上的精氨酸的0.25-2.5%,并且样品“精氨酸40gpl”的L-精氨酸的o.w.f.浓度估测高于粘胶纤维上的精氨酸的2.5%。
坂口试验证实了L-精氨酸以耐洗的方式稳定地结合到纺织品样品上。
实例2:用L-肉碱处理的粘胶纺织品
在两个周期工艺中用L-肉碱处理了100%粘胶纤维纺织品,主工艺周期包括竭染工艺,辅工艺周期包括轧染工艺。
通过将40gpl作为粉末提供的L-肉碱溶解于水中并用柠檬酸将pH调节至pH 4.5来制备液剂。将该液剂在60℃下搅拌30分钟,然后通过竭染将其施加到纺织品样品上,随后在120℃下干燥并轧染。
竭染工艺用约100%的湿层涂量进行,从而使L-肉碱添加量为按织物重量计4.0%。轧染的湿层涂量约为65%。因此,在竭染工艺和轧染工艺中一起添加到纺织品中的L-肉碱的总量可以估测为4.0%+2.6%=6.6%o.w.f。
轧染之后,将织物在120℃下干燥并在180℃下固化2分钟。固化之后,直接对一个处理过的样品进行抗菌活性测试,而在测试抗菌活性之前,将第二个处理过的样品洗涤10次,如上所述。
如上所述,根据AATCC 100-2012测试了制备的纺织品样品。此外,如上所述,针对白色念珠菌ATCC10231,根据AATCC TM-30(第III部分)测试了制备的纺织品样品。
表2:100%粘胶纤维用L-肉碱整理,洗涤性能
如可从表2得出,在培养30分钟后,L-肉碱对绿脓杆菌具有2.82log(即>99%的降低)的高抗菌性能。另一方面,对金黄色葡萄球菌的抗菌性能明显较低。在40℃下在洗涤剂中洗涤纺织品不会影响整体抗菌性能,这表明该纺织品耐洗且可重复使用。在本发明人仅使用轧染工艺而没有竭染工艺进行的实验中,无法实现这种耐洗性。耐洗涤性表明,L-肉碱也可以与纺织品共价结合,可能是依据L-肉碱的羧基和粘胶纺织品中所含纤维素分子的羟基之间的酯基。此外,关于白色念珠菌的测试结果表明,用L-肉碱处理的纺织品具有抗真菌活性。
-
实例3:用L-精氨酸和壳聚糖的组合处理的粘胶纺织品
在两个周期工艺中用壳聚糖或用L-精氨酸和壳聚糖处理100%粘胶纺织品,该工艺在主液剂施加周期中包括竭染步骤,而在辅工艺周期中包括轧染步骤。
制备用于竭染步骤的液剂,该液剂包含每升40克(8%)的壳聚糖原液或每升40克的壳聚糖原液和60克L-精氨酸。使用柠檬酸或乙酸将pH调节至pH 4.5。将液剂在70℃下搅拌1小时。竭染工艺用约100%的湿层涂量进行,得到0.32%o.w.f的壳聚糖添加量和6%o.w.f的L-精氨酸添加量(在适用的情况下)。在60℃下进行竭染1小时,然后在120℃下干燥。
在轧染工艺中使用的液剂每升包含10克(8%)的壳聚糖原液或每升10克的壳聚糖原液和30克L-精氨酸。辅工艺周期的轧染湿层涂量约为65%。因此,在竭染工艺和轧染工艺中一起添加到织物中的壳聚糖的总量可以估测为0.32%+0.052%=0.372%o.w.f。在竭染工艺和轧染工艺中一起添加到纺织品中的L-精氨酸的总量(适用时)可以估测为6%+1.95%=7.95%o.w.f.
轧染之后,将纺织品在180℃下干燥并固化。使用非离子型清洁剂Clax 200 S在实验室洗衣机中将固化的样品洗涤10次。
下表3总结了整理方法和测试结果。
表3:100%粘胶纤维用L-精氨酸或L-精氨酸和壳聚糖整理
如可从表3得出,L-精氨酸和壳聚糖的组合在培养10分钟后具有对绿脓杆菌至少2.47log(即>99%的降低)和对金黄色葡萄球菌至少2.92log的超高抗菌性能。温育30分钟后,减低率增加到5.17log和4.82log。仅使用抗菌剂壳聚糖不能获得如此高的性能。
实例4:用L-精氨酸,L-肉碱和壳聚糖的组合处理的粘胶纺织品
在一个周期的竭染工艺中,100%粘胶纤维纺织品用L-精氨酸,L-肉碱和壳聚糖的组合进行处理。壳聚糖以包含8%水溶性壳聚糖的水原液的形式提供。
竭染液剂中活性物质的浓度导致壳聚糖o.w.f.为0/0.56%,L-精氨酸o.w.f.为7%,L-肉碱o.w.f.为7%的浓度。竭染之后,将纺织品在120℃下干燥并在180℃下固化2分钟。
如此制备的纺织品样品按照上述实施例1所述根据AATCC 100-2012进行洗涤和测试。
表4:100%粘胶纤维用L-精氨酸和L-肉碱或L-精氨酸,L-肉碱,壳聚糖整理
与仅使用L-肉碱和L-精氨酸之一对抗金黄色葡萄球菌相比,在竭染工艺中L-肉碱和L-精氨酸的组合导致抗菌活性的显著提高。在30分钟的接触时间后,壳聚糖的进一步添加再次显著提高了抗菌活性,至少达到4log(即>99.99%的降低)。
实施例5:用L-精氨酸,肉碱,壳聚糖和任选的银阳离子的组合处理的不同纺织品
不同的织物根据本发明进行处理,即由100%粘胶纤维构成的织物,由100%棉构成的织物,由50%棉和50%聚酯(CVC)的混纺构成的织物以及由65%聚酯纤维和35%棉(PC)的混纺构成的织物。
在包括竭染、在120℃下干燥并在180℃下固化的主工艺周期中将包含120gpl的壳聚糖原液(8%),70gpl的L-精氨酸和70gpl的L-肉碱以及可选的10gpl的Silvadur 930Flex的液剂施加到相应纺织材料上,然后使用与竭染工艺相同的液剂进行包括轧染、在120℃下干燥并在180℃下固化的辅工艺周期。
液剂中活性物质的浓度导致估测的添加量为1.584%o.w.f的壳聚糖,11.55%o.w.f的L-精氨酸,11.55%o.w.f的L-肉碱和0.002805%o.w.f的银(适用时)。
制备的纺织品样品根据如上所述的AATCC 100-2012进行测试。
表5:100%粘胶纤维或100%棉用L-精氨酸,L-肉碱,壳聚糖和银离子的组合整理
表6:CVC和PC用L-精氨酸,L-肉碱,壳聚糖和银离子的组合整理
如可从以上表5和表6得出,所有四种经测试的纺织材料均表现出高抗菌性能,在非离子洗涤剂Clax 200S中洗涤10次后经过30分钟的接触时间后至少表现出3log(即>99.9%的降低)。添加银离子进一步增强了对金黄色葡萄球菌的抗菌作用。总体而言,处理过的粘胶纤维比其他纺织材料具有更高的抗菌活性。抗菌性能按以下顺序降低:粘胶纤维>棉>CVC混纺>PC混纺。考虑到相对于CVC混纺和PC混纺而言,纤维素分子的浓度降低,从而使反应性羟基的浓度降低,也许纺织品的官能团对于稳定地结合L-精氨酸,L-肉碱和壳聚糖起决定性作用。
最后,当根据AATCC-30(7天接触时间)测试时,样品“PC,+Ag”显示出对黑曲霉的部分抗性(未在表中显示)。
实例6:在不同类型的酸中用L-精氨酸和壳聚糖的组合处理的100%粘胶纺织品
用L-精氨酸和壳聚糖在两个周期工艺中处理100%粘胶纺织品样品,该工艺包括在主液剂施加周期中的竭染步骤,以及在辅工艺周期中的轧染步骤。用乙酸,柠檬酸或盐酸调节液剂的pH。
在主工艺中通过竭染施加包含40克/升(gpl)的壳聚糖原液(浓度:8%)和60gpl的L-精氨酸的液剂,得到约0.32%o.w.f.的壳聚糖和6%o.w.f.的L-精氨酸的浓度,竭染之后在120℃下干燥。辅液剂施加周期包括轧染,在120℃下干燥和在180℃下固化。轧染液剂包含10克/升(gpl)的壳聚糖原液和30gpl的L-精氨酸,产生0.052%o.w.f的壳聚糖和1.95%o.w.f.的L-精氨酸的另外添加量。因此,在两个工艺周期中,总的活性成分加在一起为0.372%o.w.f的壳聚糖和7.95%o.w.f.的L-精氨酸。竭染之后在120℃下干燥。干燥后,样品在测试抗菌活性之前在40℃下用Clax 200 S洗涤30次。
表7:具有不同酸的L-精氨酸和壳聚糖的组合
表7的结果表明,使用乙酸来调节液体的pH可以获得最高的抗菌性能。柠檬酸表现稍差,这可能是由于纺织品上的游离羧基,即负电荷的积累。另一方面,盐酸可能会影响纺织品,特别是纤维素纺织品。
实例7:用L-精氨酸,L-肉碱,壳聚糖和其他抗菌剂的组合处理的100%聚乙
烯纺织品
通过根据本发明的方法制备薄织物。
100%聚酯纺织品(22GSM)在一个周期工艺中用L-精氨酸处理,该工艺仅包括轧染工艺。
制备用于轧染工艺的液剂,其包含各自5gpl的L-精氨酸和L-肉碱。此外,该液剂包含1gpl的25%丙环唑原液,1.5gpl的25%PHMB原液,25gpl的8%壳聚糖原液和8%的Silvadur 930Flex(包含0.17%的银)。使用乙酸将pH调节至pH 6.5。此外,该液剂包含4gpl的异丙醇。将液剂在50℃下搅拌1小时。
轧染工艺以约50%的湿层涂量进行。所产生的化学添加量可以从下表中收集。轧染之后,在100℃下干燥3分钟,并在相同温度下固化2分钟。
测试了固化样品的抗菌性能,测试结果汇总在表8中。
表8:L-精氨酸,L-肉碱和壳聚糖与另外抗菌剂的组合
尽管织物仅用轧染进行处理,并且由于其重量轻,因此仅在100℃下进行了固化,但是发现其抗菌性能很高。
实例7:通过轧染用L-精氨酸和壳聚糖的组合处理的100%粘胶纺织品
在一个周期工艺中用L-精氨酸和壳聚糖处理100%粘胶纺织品样品,该工艺包括在主液剂施加周期中的轧染步骤,以及在辅工艺周期中的轧染步骤。用盐酸将液体的pH调节至pH 7。
轧染液剂包括40克/升(gpl)的壳聚糖原液(浓度:8%)和5gpl L-精氨酸,产生0.052%o.w.f.壳聚糖和0.325%o.w.f.的L-精氨酸的额外添加量。
将轧染槽温度保持在室温。轧染之后,将纺织品样品在150℃下干燥2分钟,然后在180℃下固化2分钟。接下来,将纺织品在水中洗涤5次,每个洗涤周期在27℃下进行10分钟,并且如上所述,根据AATCC 100-2012进行测试。工艺参数和测试结果汇总在表9中。
表9:轧染后的耐洗性
根据表9的结果表明,轧染工艺允许生产具有一定程度的耐水洗性能的抗菌纺织品。
然而,如上所述,性能在洗涤纺织品时略微降低,而竭染工艺使纺织品高度耐洗并且可重复用作抗菌纺织品。因此,当前在主工艺周期中施加竭染工艺是优选的。
实例8:用L-精氨酸处理的棉纺织品
用L-精氨酸在两个周期工艺中处理100%棉纺织品,该工艺包括在主液剂施加周期中进行竭染工艺,在辅工艺周期中进行轧染工艺。
制备用于竭染工艺和轧染工艺的液剂,其包含120克/升(gpl)的L-精氨酸。为了评估pH对耐洗性能的任何影响,对pH为4.0、4.5、5.0、5.5和6.0的样品的测试系列进行了研究。用乙酸调节pH。将液剂在70℃下搅拌1小时。
竭染工艺n用未稀释的液剂在60℃下进行1小时,然后在120℃下干燥。
在室温下在液剂中用浓度为120gpl的L-精氨酸进行轧染(2次压榨和2次浸入)。
轧染之后,将纺织品在120℃下干燥并在180℃下固化。将固化的样品在实验室洗衣机中使用非离子型清洁剂Clax 200 S洗涤5次。每次Clax洗涤后,织物先用水洗涤,再用0.05%柠檬酸洗涤。然后将织物在150℃下干燥2分钟。在洗涤之前和每个洗涤周期后测试样品的抗菌效率。
测试结果总结在下表10中。
表10:100%棉使用L-精氨酸整理
如可从表10得出的,在24小时后,不含任何其他抗菌剂的含量为12%的L-精氨酸赋予>4.41log(即>99.99%的降低)对大肠杆菌的显著抗菌性能。
另外,从表10中可以得出耐洗性受液剂的pH影响。对于样品精氨酸120-4观察到最高的耐洗性,其中液剂的pH为5.5,即使在第三个洗涤周期后,仍能提供>4.41log的对大肠杆菌的抗菌性能。
Claims (60)
1.一种用于赋予纺织品抗菌性的方法,包括主工艺周期,该主工艺周期包括以下步骤:
-在诸如轧染或优选地竭染的主液剂施加工艺中处理所述纺织品,该主液剂施加工艺的液剂包含至少一种氨基酸和/或至少一种氨基酸衍生物,
-对处理过的纺织品进行热处理,
-可选地洗涤热处理过的纺织品,以及
-可选地将洗涤后的纺织品干燥,
并且该方法优选地包括辅工艺周期,该辅工艺周期在主工艺周期的步骤之后执行并且包括以下步骤:
-使用诸如竭染或优选轧染工艺的辅液剂施加工艺处理所述纺织品,其中,该辅液剂施加工艺的液剂包含至少一种氨基酸,至少一种氨基酸衍生物和/或至少一种抗菌剂;
-对处理过的纺织品进行热处理,
-可选地洗涤热处理过的纺织品,以及
-可选地将洗涤后的纺织品干燥。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂中所包含的所述氨基酸和/或所述氨基酸衍生物具有等于或大于7,优选地等于或大于8,更优选地等于或大于8.5的等电点,和/或具有非pH依赖性正电荷。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂的中所包含的所述至少一种氨基酸选自由天然氨基酸、非天然氨基酸、非蛋白质氨基酸构成的组,和/或其中所述至少一种氨基酸衍生物选自由肽和包含氨基酸衍生物的季铵盐构成的组。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述天然氨基酸,非天然氨基酸或非蛋白原氨基酸为L构型,和/或其中所述肽为L-肽。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的方法,其特征在于,所述肽是二肽或多肽,其中所述多肽优选包含3至50个氨基酸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂中所包含的所述至少一种氨基酸是赖氨酸、精氨酸或组氨酸,优选地为精氨酸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂中包含的所述至少一种氨基酸衍生物是羊毛硫菌素,优选为乳链菌肽。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂中包含的所述至少一种氨基酸衍生物是肉碱或甜菜碱,优选地是肉碱。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂中至少包含精氨酸和肉碱。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所有工艺周期的所述液剂中的所述至少一种氨基酸或氨基酸衍生物一起以基于所述纺织品的重量的至少0.1重量%,优选地至少0.2重量%,优选地至少0.2重量%,更优选地至少0.5重量%,或至少1重量%,至少2重量%,至少3重量%,或至少4重量%的量施加到所述纺织品上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所有工艺周期的所述液剂中的所述至少一种氨基酸或氨基酸衍生物一起以基于所述纺织品的重量的至多20重量%,优选地至多18重量%,或至多16重量%,或至多14重量%,或至多12重量%,或至多10重量%,或至多8重量%,或至多6重量%或至多4重量%,最优选地至多12重量%的量施加到所述纺织品上。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,制备所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂包括以下步骤:
-制备包含所述至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物的水性反应混合物,
-将所述反应混合物温育至少10分钟,优选地至少20分钟,更优选地至少30分钟,又更优选地至少40分钟,以及最优选地至少50分钟,其中在温育期间所述反应混合物的温度优选地为至少30℃,更优选地至少40℃,又更优选地至少50℃,以及最优选地至少60℃。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂包括葡糖胺和/或聚葡糖胺。
14.根据前一权利要求所述的方法,其特征在于,所述聚葡萄糖胺和/或葡糖胺为水溶性形式。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法,其特征在于,所述聚葡糖胺和/或葡糖胺以至多50%,优选地至多40%,更优选地至多30%,最优选地至多20%,和/或至少1%,优选地至少5%,更优选地至少10%,以及最优选地至少15%的聚葡糖胺和/或葡糖胺的浓缩溶液或悬浮液形式提供。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述浓缩溶液或悬浮液的pH调节至低于6.5,优选地低于6.0,更优选地低于5.5,又更优选地低于5.0,最优选约4.5,和/或优选地高于3.0,更优选地高于4.0,又更优选地高于5.0,最优选约5.5。
17.根据前一权利要求所述的方法,其特征在于,所述浓溶液或悬浮液的pH通过使用有机酸,更优选地单羧酸,又更优选地乙酸,乳酸,甲酸,丙酸,对甲苯磺酸或其组合来进行调节。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的所述液剂中的所述葡糖胺和/或聚葡糖胺一起以基于所述纺织品的重量的至少0.1%,优选地至少0.2%,更优选地至少0.3%,或至少0.7%或至少1%的量施加到所述纺织品上。
19.权利要求13至18中任一项所述的方法,其特征在于,所有工艺周期的所述液剂中的所述葡萄糖胺和/或聚葡萄糖胺一起以基于所述纺织材料的重量的最多5重量%,优选地最多4重量%,更优选地最多3重量%,又更优选地最多2%,以及最优选地最多1.6%或最多1%的量施加到所述纺织品上。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法,其特征在于,制备所述主液和/或辅液剂施加过程的液剂包括以下步骤:
-提供粉末或液体形式的至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物,
-提供粉末或液体形式的葡糖胺和/或聚葡糖胺,
-制备优选的水性反应混合物,其包含
所述至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物,以及
葡糖胺和/或聚葡糖胺,以及
-将所述反应混合物温育至少10分钟,优选地至少20分钟,更优选地至少30分钟,又更优选地至少40分钟,以及最优选地至少50分钟,其中在温育期间,所述反应混合物的温度优选地为至少30℃,更优选地至少40℃,又更优选地至少50℃,以及最优选地至少60℃。
21.根据权利要求12或20所述的方法,其特征在于,在温育期间所述反应混合物的所述温度为至多95℃,优选地至多90℃,更优选地至多85℃,又更优选地至多80℃,以及最优选地最高75℃。
22.根据权利要求12、20或21中任一项所述的方法,其特征在于,在所述温育步骤期间,所述反应混合物优选地以至少10rpm的转速进行搅拌。
23.根据权利要求12或20至22中任一项所述的方法,其特征在于,所述反应混合物的pH低于6.5,优选地低于6.0,更优选地低于5.5,又更优选地低于5.0,最优选地约4.5,和/或优选地高于3.0,更优选地高于4.0,又更优选地高于5.0,最优选地约5.5的pH。
24.根据前一权利要求的方法,其特征在于,所述反应混合物的所述PH通过使用有机酸,更优选地一元羧酸,又更优选地乙酸,乳酸,甲酸,丙酸,对甲苯磺酸或其组合来进行调节。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在所述主和/或辅液剂施加工艺中,与所述纺织品结合的所述至少一种氨基酸,氨基酸衍生物和/或聚葡萄糖胺的至少50%,优选地至少70%,更优选地至少80%,又更优选地至少90%,最优选地至少95%不与分散或溶解在所述液剂中的纤维素分子结合。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,主和/或辅液剂施加工艺周期的液剂包含选自由唑基化合物、银离子、聚六亚甲基双胍、季铵有机硅烷构成的组的一种、两种、三种或全部四种抗菌剂。
27.根据前一权利要求所述的方法,其特征在于,所述唑基化合物为丙环唑。
28.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述季铵有机硅烷为亲水性季铵有机硅烷,优选地为有机甲氧基硅烷化合物,更优选地N-三甲氧基甲硅烷基丙基-n,n,n-三甲基氯化铵。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的所述液剂中的季铵有机硅烷化合物一起以基于纺织材料的重量的至少0.1重量%,优选地至少0.2重量%,更优选地至少0.25重量%,以及最优选地至少0.3重量%的量施加到纺织品上。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的液剂中的季铵有机硅烷化合物一起以基于所述纺织材料的重量的至多5重量%,优选地至多1.5重量%,更优选地至多1.2重量%,特别地至多1.0重量%,以及最优选地至多0.8重量%的量施加到所述纺织品上。
31.根据权利要求26至30中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的所述液剂中的无机或有机基质肿所捕获的银阳离子或银阳离子一起以基于所述纺织材料的重量的至多0.1重量%,优选地至多0.05重量%,更优选地至多0.02重量%,以及最优选地至多约0.01重量%的量施加到所述纺织品上。
32.根据权利要求26至31中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的所述液剂中的无机或有机基质所捕获的银阳离子或银阳离子一起以基于所述纺织材料的重量的以至少0.001重量%,优选地至少0.002重量%,更优选地至少0.003重量%,以及最优选地至少0.005%的量施加到所述纺织品上。
33.根据权利要求26至32中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的所述液剂中的聚六亚甲基双胍一起以基于所述纺织材料的重量的至多0.5重量%,优选地至多0.4重量%,更优选地至多0.3重量%,最优选地至多0.2重量%的量施加到所述纺织品上。
34.根据权利要求26至33中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的所述液剂中的聚六亚甲基双胍一起以基于所述纺织材料的重量的至少0.03重量%,优选地至少0.05重量%,或至少0.10重量%,优选地至少0.15重量%的量施加到所述纺织品上。
35.根据权利要求26至34中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的所述液剂中的唑基化合物一起以基于所述纺织材料的重量的最多0.6重量%,优选地至多0.5重量%,更优选地至多0.4重量%,以及最优选地至多0.3重量%的量施加到所述纺织品上。
36.根据权利要求26至35中任一项所述的方法,其特征在于,将所有工艺周期的所述液剂中的唑基化合物一起以基于所述纺织材料的重量的至少0.05重量%,优选地至少0.10重量%,更优选地至少为0.15重量%以及,最优选地至少0.20重量%的量施加所述纺织品上。
37.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的液剂包括水,优选地水和异丙醇,更优选地其中液剂中包含异丙醇的浓度为0.05至2重量%之间,优选地0.1至1重量%之间,更优选地0.2至0.6重量%之间。
38.根据前一权利要求所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂的所述pH等于或低于6.5,优选地等于或低于6.0,更优选地等于或低于5.5,又更优选地等于或低于5.0,最优选地约4.55,和/或优选地高于3.0,更优选地高于4.0,又更优选地高于5.0,最优选地约5.5。
39.根据前一权利要求所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅液剂施加工艺的所述液剂的所述pH通过有机酸,优选地一元羧酸,特别地乙酸,乳酸,甲酸,丙酸,对甲苯磺酸或其组合来进行调节。
40.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述液剂包括交联剂,优选地异氰酸酯交联剂或丙烯酸交联剂,更优选地封闭型异氰酸酯交联剂。
41.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在竭染工艺期间,所述液剂的温度为至少40℃,特别地至少45℃,优选地至少50℃,更优选至少55℃,又更优选地至少60℃,最优选地至少约65℃。
42.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在竭染工艺期间,液剂的温度低于沸腾温度,优选地至多95℃,更优选地至多90℃,特别地至多85℃,以及最优选地至多约80℃。
43.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,竭染工艺的竭染时间为至少30分钟,优选地至少40分钟,更优选地至少50分钟,特别地至少55分钟,最优选地至少约60分钟,和/或至多120分钟,特别地90分钟,优选地至多80分钟,更优选地至多75分钟,又更优选地至多70分钟,又更优选地至多65分钟,最优选地最多约60分钟。
44.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述主和/或辅工艺周期的所述热处理包括干燥和/或固化。
45.根据前一权利要求所述的方法,其特征在于,干燥在至多190℃,优选地至多180℃,更优选地至多170℃的环境温度下进行,和/或在至少60℃,优选地至少80℃,更优选地至少100℃,以及最优选地至少约120℃的环境温度下进行。
46.根据权利要求44或45所述的方法,其特征在于,固化至少部分在至少150℃,优选地至少160℃,更优选地至少170℃,特别地至少175℃,以及最优选地至少约180℃的环境温度下进行,和/或在至多205℃,优选地至多195℃,更优选地至多190℃,特别地至多185℃,以及最优选地至多约180℃的环境温度下进行。
47.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述起始纺织品包含羟基、肽基和/或羰基,特别地羟基和/或肽基。
48.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述起始纺织品是纤维素纺织材料,动物来源的纺织材料,合成纺织材料,或包含纤维素纺织材料,动物来源纺织材料和/或合成纺织材料的混纺。
49.根据前一权利要求所述的方法,其特征在于,所述纤维素纺织品包括从由棉、粘胶纤维、人造丝、亚麻、大麻、苎麻、黄麻及其组合(混纺)构成的组中选择的一种或多种。
50.根据权利要求48所述的方法,其特征在于,所述动物来源的纺织品包含从由羊毛和丝绸构成的组中选择的一种或多种。
51.根据权利要求48所述的方法,其特征在于,所述合成织物包括从由聚酯,聚酰胺(尼龙),丙烯酸聚酯,氨纶(弹性纤维,莱卡),芳族聚酰胺,莫代尔,硫磺,聚丙交酯(PLA),莱赛尔,聚四氯化丁酯(PBT)及其组合(混纺)构成的组中选择的一种或多种。
52.根据权利要求47至51中任一项所述的方法,其特征在于,至少90%,优选地至少95%,更优选地至少98%,又更优选地至少99%,以及最优选地约100%的起始纺织品是由可再生原料制成的,和/或是可生物降解的和/或天然有机的。
53.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述纺织品从由机织织物,针织织物,钩编织物,粘合织物,经编织物和非织造织物构成的组中选择,优选地,其中所述抗菌纺织品是机织织物。
54.一种可通过前述权利要求中任一项获得的抗菌纺织品,优选地其中所述至少一种氨基酸和/或氨基酸衍生物粘附或结合或共价结合到所述纺织品上,和/或如果存在的话,优选地其中所述葡糖胺,聚葡糖胺和/或其他抗菌剂也粘附或结合或共价结合到纺织品上。
55.根据权利要求54所述的抗菌纺织品,其特征在于,粘附、结合或共价结合到所述纺织品上的所述氨基酸,氨基酸衍生物,葡糖胺,聚葡糖胺和/或其他抗菌剂具有如权利要求10、11、18、19、29至36中任一项所述的针对各个抗菌剂限定的个别重量。
56.根据权利要求54或55所述的抗菌纺织品,根据AATCC测试方法100-2012测得的所述抗菌纺织品的绿脓杆菌ATCC 9027和/或金黄色葡萄球菌ATCC 6538在接触时间的24小时内,优选地在接触时间的6小时内,更优选地在接触时间的1小时之内,又更优选地在接触时间的15分钟之内,特别地在接触时间的10分钟之内的降低值为至少99%,优选地至少99.9%,更优选地至少99.99%,最优选地至少99.999%。
57.根据权利要求56所述的抗菌纺织品,其特征在于,即使衣物在40℃下在洗衣机中洗涤20-40分钟至少5次后,更优选地即使洗涤至少10次后,仍实现该降低值,优选地使用品牌的非抗菌、非离子和不含氯的洗衣粉,优选地洗涤后接着进行标准漂洗周期。
58.根据权利要求54至57中任一项所述的抗菌纺织品,按照AATCC测试方法30-2013第III部分进行测试时,抗菌纺织品呈现微生物零生长(琼脂平板,尼日尔曲霉或白色念珠菌)。
59.根据权利要求58所述的抗菌纺织品,其特征在于,即使衣物在40℃下在洗衣机中洗涤20-40分钟至少5次后,更优选地即使洗涤至少10次后,仍实现该零增长值,优选地使用品牌的非抗菌、非离子和不含氯的洗衣粉,优选地洗涤后接着进行标准漂洗周期。
60.根据权利要求54至59中任一项所述的抗菌纺织品,其特征在于,附着在所述纺织品上或所述纺织品所包含的所有抗菌剂的基于重量至少90%,优选地至少95%,更优选地至少98%,又更优选地至少99%,特别地99.5%,以及最优选地约100%是可生物降解的和/或天然有机的。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16026417 | 2018-03-19 | ||
EP181626417 | 2018-03-19 | ||
PCT/EP2019/056873 WO2019180036A1 (en) | 2018-03-19 | 2019-03-19 | Organic antimicrobial textile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111954733A true CN111954733A (zh) | 2020-11-17 |
Family
ID=73337827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980025046.XA Pending CN111954733A (zh) | 2018-03-19 | 2019-03-19 | 有机抗菌纺织品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111954733A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115450049A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-09 | 嘉兴市恒亨毛纺原料有限公司 | 一种羊毛天然抗菌肽洗毛碳化处理工艺 |
TWI845875B (zh) | 2021-12-07 | 2024-06-21 | 財團法人紡織產業綜合研究所 | 兩性離子樹脂及其製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1291460A1 (en) * | 2000-05-30 | 2003-03-12 | Ajinomoto Co., Inc. | Fiber product having antibacterial and deodorant function |
CN103356692A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-23 | 广东泰宝医疗科技股份有限公司 | 一种复合抗菌凝胶剂及其制备方法 |
CN105002729A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-10-28 | 江苏神涛环保科技有限公司 | 一种织物抗菌整理剂 |
CN105019236A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-11-04 | 江苏神涛环保科技有限公司 | 一种纺织品复合抗菌整理剂 |
WO2016156869A2 (en) * | 2015-04-02 | 2016-10-06 | Byotrol Plc | Anti-microbial composition |
CN106436323A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-22 | 漳州市鼎鑫电子科技有限公司 | 一种非织造布用天然抗菌除臭整理剂及其制备方法 |
-
2019
- 2019-03-19 CN CN201980025046.XA patent/CN111954733A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1291460A1 (en) * | 2000-05-30 | 2003-03-12 | Ajinomoto Co., Inc. | Fiber product having antibacterial and deodorant function |
CN103356692A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-23 | 广东泰宝医疗科技股份有限公司 | 一种复合抗菌凝胶剂及其制备方法 |
WO2016156869A2 (en) * | 2015-04-02 | 2016-10-06 | Byotrol Plc | Anti-microbial composition |
CN105002729A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-10-28 | 江苏神涛环保科技有限公司 | 一种织物抗菌整理剂 |
CN105019236A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-11-04 | 江苏神涛环保科技有限公司 | 一种纺织品复合抗菌整理剂 |
CN106436323A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-22 | 漳州市鼎鑫电子科技有限公司 | 一种非织造布用天然抗菌除臭整理剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘亚伟等: "《淀粉生产及其深加工技术》", 31 July 2001, 中国轻工业出版社 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI845875B (zh) | 2021-12-07 | 2024-06-21 | 財團法人紡織產業綜合研究所 | 兩性離子樹脂及其製造方法 |
CN115450049A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-09 | 嘉兴市恒亨毛纺原料有限公司 | 一种羊毛天然抗菌肽洗毛碳化处理工艺 |
CN115450049B (zh) * | 2022-09-23 | 2024-05-28 | 嘉兴市恒亨毛纺原料有限公司 | 一种羊毛天然抗菌肽洗毛碳化处理工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3543396B1 (en) | Organic antimicrobial textile | |
Montazer et al. | Simultaneous x‐linking and antimicrobial finishing of cotton fabric | |
Rahman Bhuiyan et al. | Chitosan coated cotton fiber: physical and antimicrobial properties for apparel use | |
EP1157158B1 (en) | Process for making substrates with biocidal properties | |
Varesano et al. | Antimicrobial polymers for textile products | |
Lim et al. | Review of chitosan and its derivatives as antimicrobial agents and their uses as textile chemicals | |
Hebeish et al. | Green synthesis of easy care and antimicrobial cotton fabrics | |
CA2620203C (en) | Method of attaching an antimicrobial cationic polyelectrolyte to the surface of a substrate | |
Aminoddin | Antibacterial dyeing of wool with natural cationic dye using metal mordants | |
US9481961B2 (en) | Antimicrobial finish on fabrics | |
Periolatto et al. | Novel antimicrobial agents and processes for textile applications | |
Hassan | Binding of a quaternary ammonium polymer-grafted-chitosan onto a chemically modified wool fabric surface: Assessment of mechanical, antibacterial and antifungal properties | |
Ibrahim et al. | Combined antimicrobial finishing & dyeing properties of cotton, polyester fabrics and their blends with acid and disperse dyes | |
Demir et al. | A new application method of chitosan for improved antimicrobial activity on wool fabrics pretreated by different ways | |
Purwanti et al. | Natural and synthetic antimicrobials agent for textile: a review | |
CN111954733A (zh) | 有机抗菌纺织品 | |
RU2640277C2 (ru) | Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала | |
Li et al. | Biocidal activity of n-halamine methylenebisacrylamide grafted cotton | |
JP3484520B2 (ja) | 抗菌性繊維製品及びその製造法 | |
Abdelslam et al. | An environmental friendly approach in printing of natural fabrics on using chitosan and chitosan nanoparticles | |
Eid et al. | Utilization of triclosan to enhance the antibacterial activities of linen fabric | |
US20190254282A1 (en) | Non-Leaching Surface Sanitizer and Wipe with Improved Washability and/or Absorbency | |
Khoddami et al. | Simultaneous application of silver nanoparticles with different crease resistant finishes | |
Juntarapun et al. | Antimicrobial activity of chitosan and tannic acid on cotton fabrious materials | |
Mallick | Interconnection Between Biotechnology and Textile: A New Horizon of Sustainable Technology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 40037596 Country of ref document: HK |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201117 |