CN111962310A - 灭菌、灭病毒、防护辐射线织物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，包含有蒽醌和/或蒽醌衍生物染料，和整理剂；所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料与织物纤维的表面相结合，所述整理剂对织物纤维间的微孔间隙进行填充，所述整理剂包括壳聚糖和金属盐。本发明还提出一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，包括以下步骤：S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为染料，通过还原性染料的染色方法或媒染染色法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上；S2、采用壳聚糖和金属盐对染色后的织物进行整理。织物上染后，具有灭菌、灭病毒效果，以及防护辐射线功能。

Description

灭菌、灭病毒、防护辐射线织物及其制备方法
技术领域
本发明属于织物上染及改性领域，尤其涉及一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物及其制备方法。
背景技术
由于人为因素不断破坏自然生态和滥用抗生素，促使微生物DNA变异重组、成为兼具攻击性和抗药性的新物种以适应环境。从药理学研究观点指出，实不容低估细菌/病毒的杀伤力与感染风险两者间的关系。真菌/细菌/病毒可以透过空气传播进入呼吸系统招致肺炎等疾病；也可透过社交肢体接触令皮肤感染而发病。研究发现外游人士在他乡容易受到真菌感染而诱发皮肤病，例如香港脚。大自然在不同地域赋与当地人特定功能的皮肤以适应当地环境，外乡人士未获天赋特定功能的皮肤，即使穿上衣物，仍然会受感染而发病。此外，过渡光照或长期暴露在电磁辐射内也会致使皮肤变得敏感易感染，甚至可能诱发癌症。所以用于对抗真菌/细菌/病毒以及防辐射的保护织物需求是殷切的！
发明内容
为填补现有技术的空白，本发明提出一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物及其制备方法，具体方案如下：
一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，包含有蒽醌和/或蒽醌衍生物染料，和整理剂；所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料与织物纤维的表面相结合，所述整理剂对织物纤维间的微孔间隙进行填充，所述整理剂包括壳聚糖。
进一步的，所述织物为利用还原性染料的染色方法或媒染染色法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染的织物。
进一步的，所述整理剂使织物的微孔间隙直径小于或等于2.5微米。
进一步的，所述织物由植物纤维、化学纤维或混纺纤维制成。
进一步的，所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料为大黄素；所述整理剂包括壳聚糖和金属盐。所述金属盐包括：铜盐、铝盐、铬盐、铁盐、银盐、铋盐、锑盐中的一种或两种或多种。
一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为染料，通过还原性染料的染色方法或媒染染色法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上；
S2、采用壳聚糖对染色后的织物进行整理。
进一步的，还包括以下步骤：
S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为还原染料，通过还原性染料的染色方法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上；
S1.1、将蒽醌和/或蒽醌衍生物加入到含有还原剂和碱剂的碱性溶液中，控制pH在10-13，进行还原溶解，得到还原染料隐色体；
S1.2、将织物浸泡在还原染料隐色体中上染；
S1.3、对吸附了还原染料隐色体的织物进行氧化处理，使还原染料隐色体氧化为非水溶性的还原染料固定在织物上；
S1.4、后处理，皂洗洗去织物上的浮色，得到染色后的织物；
S2、采用壳聚糖对染色后的织物进行整理。
进一步的，S2步骤中的整理方式为以下操作择一：
a、把壳聚糖按织物重量的0.2-15％投入于pH＝4.5-6的酸性水中，搅拌至完全溶解于水中得到壳聚糖溶液；控制温度在80-90℃的范围内；将壳聚糖溶液置于浆槽内，让染色后的织物进入定形机、透过浆槽加压过浆，然后定形；
b、把壳聚糖按织物重量的0.2-15％投入于pH＝4.5-6的酸性水中，搅拌至完全溶解于水中得到壳聚糖溶液；控制温度在80-90℃的范围内；将壳聚糖溶液置于染缸内，将织物浸渍于其中，通过溶液循环或织物运动，使壳聚糖逐渐被织物吸附或上染，25-40分钟后过定形机；
c、将金属盐溶解在水中置于染缸中，金属盐的浓度控制在0.3％-12.5％的范围内，将织物浸渍于其中，通过溶液循环或织物运动20-30分钟，促使金属盐溶液逐渐渗入织物纤维的微孔间隙内；调节pH＝4.5-6，然后投入壳聚糖，壳聚糖的用量为织物重量的0.2-15％，让织物滚动20-30分钟，壳聚糖与金属盐结合在织物纤维的微孔间隙内形成不溶于水的金属色淀；
上述操作中，水与织物的重量比为5:1。壳聚糖的用量为根据不同织物的类型的微孔间隙大小不同进行调整，以使整理剂填充后织物的微孔间隙直径小于或等于2.5微米。
进一步的，所述还原染料隐色体的配制在染缸中进行，染缸中的水与织物的重量比为10:1；
所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料的用量为织物重量的0.1-15％；
所述还原剂为保险粉，在染缸中的浓度为5-10g/L；
所述碱剂为氢氧化钠，在染缸中的浓度为15-25g/L。
本发明的原理说明及有益效果：
1、研究发现天然的蒽醌化合物及其衍生物，比如大黄素，在体外具有较强的抗菌、抗病毒作用：
1)抗菌。大黄的抗菌谱广，敏感细菌有葡萄球菌(白色、柠檬色、金黄色)、溶血性链球菌(甲、乙)、草分枝杆菌、枯草杆菌、痢疾杆菌、肺炎链球菌、大肠杆菌、伤寒和副伤寒杆菌、人型结核杆菌、淋病双球菌、包皮垢球菌、炭疽杆菌，尤以葡萄球菌、淋病双球菌最敏感。抑菌有效成分中以大黄酸、大黄素和芦荟大黄素抗菌作用最强。大黄中的蒽醌及其衍生物的抑菌机理主要是抑制菌体糖及代谢中间产物的氧化和脱氢，并能抑制蛋白和核酸的合成，因此可避免临床上某些抗菌素的毒副反应及耐药性。
2)抗真菌。大黄的水、醇、醚提取物在体外对一些致病真菌有抑制作用，这与提取物中的蒽醌及其衍生物息息相关。其对许兰黄癣菌及蒙古变种、同心性毛癣菌、红色表皮癣菌、堇色毛癣菌、铁锈色小孢子癣菌、大小孢子癣菌、絮状表皮癣菌、趾间毛癣菌等均有较高的敏感性。
3)抗病毒。大黄煎剂对流感病毒有较强的抑制作用。对多种蒽醌及其衍生物进行抗病毒筛选，结果显示具有羟基和甲基取代的大黄素型(蒽醌及其衍生物)对膜病毒如疱疹病毒(HSV-1,2)、副流感病毒等均有抑制作用。电子显微镜检验发现，疱疹病毒(HDV)膜受到破坏。因而显示了对膜病毒和流感病毒有直接的杀灭作用。
4)大黄素(蒽醌及其衍生物)存在于大黄、芦荟、茜草植物体内。蒽醌及其衍生物赋予植物颜色，被广泛用作天然染料。
因此，本发明将天然的蒽醌和/或蒽醌衍生物作为染料对织物进行上染，使蒽醌及其衍生物附着在织物纤维的表面，对织物进行染色的同时还赋予织物灭菌(细菌和真菌)、灭病毒的功能。此外，织物上染后，水洗坚牢度达国际标准八级；日晒牢度达国际标准八级。
2、本发明的织物通过蒽醌和/或蒽醌衍生物染色后，通过壳聚糖整理剂填充封闭织物的微孔间隙，使微孔间隙直径小于或等于2.5微米，阻断细菌和病毒，且达到协同效应，进一步强化蒽醌和/或蒽醌衍生物的灭菌、灭病毒效果。使织物兼具：
1)同时达到过滤PM2.5和灭真菌/细菌/病毒(下称微生物)两种功能。当微生物一触及织物表面，即被粘着、马上被扑灭；微生物无法分裂复制，增生率趋零，灭菌/病毒率>99％。
2)保留原有纺织物优点，耐洗。洗涤50次以上，仍保持原有状态、可抑制细菌复制。
3)调整织物的硬软适度，保护织物，不会引起皮肤过敏反应。
3、本发明的整理剂包括金属盐与壳聚糖，两者一起使用对织物进行整理，壳聚醣游离氨基的邻位为羟基，有螯合金属离子的作用，与金属盐一起使用可以螯合重金属离子，在纤维内形成安定的不溶于水的金属色淀。在已上染蒽醌和/或蒽醌衍生物的织物中，其>C＝O的O与金属离子造成配价键，进行螯合作用，而再一次形成安定的金属色淀。使织物纤维微孔间隙内先后两次形成安定不溶于水的异构金属色淀，两异构金属色淀交错迭合在一起，显著提升织物耐洗坚牢度和防护辐射线功能：能够防护短波辐射线、短波波长范围5nm-400nm，涵盖了近x-射线和紫外线；和微波辐射线，波长范围1mm-1m。并且更进一步加强织物灭菌灭病毒能力。
具体实施方式
如下结合具体实施例，对本申请方案作进一步描述：
实施例1
一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，包含有蒽醌和/或蒽醌衍生物染料，和整理剂。
所述织物由棉/麻等植物纤维、聚酯纤维和尼龙纤维等化学纤维或混纺纤维制成。所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料与织物纤维的表面相结合，具体的，所述织物为棉纤维制成，所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料为大黄素，利用还原性染料的染色方法或媒染染色法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染的织物。
所述整理剂对织物纤维间的微孔间隙进行填充，具体的，所述整理剂包括壳聚糖。整理剂使织物的微孔间隙直径小于或等于2.5微米。
一种上述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为还原染料，通过还原性染料的染色方法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上。
S1.1、在染缸中加入水、保险粉、和氢氧化钠得到碱性溶液，水与织物的重量比为10:1，保险粉在染缸中的浓度为5-10g/L，氢氧化钠在染缸中的浓度为15-25g/L，控制pH在10-13，将还原染料按织物重量的3％加入到碱性溶液中，进行还原溶解，得到还原染料隐色体；
S1.2、将织物浸泡在还原染料隐色体中上染；
S1.3、对吸附了还原染料隐色体的织物进行氧化处理，使还原染料隐色体氧化为非水溶性的还原染料固定在织物上；
S1.4、后处理，皂洗洗去织物上的浮色，得到染色后的织物。
S2、采用壳聚糖对染色后的织物进行整理：
把壳聚糖按织物重量的3％投入于pH＝4.5-6的酸性水中，搅拌至完全溶解于水中得到壳聚糖溶液；控制温度在80-90℃的范围内；将壳聚糖溶液置于浆槽内，让染色后的织物进入定形机、透过浆槽加压过浆，然后定形。该操作中染缸中的水与织物的重量比为5:1。
实施例2
一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，包含有蒽醌和/或蒽醌衍生物染料，和整理剂。
所述织物由棉/麻等植物纤维、聚酯纤维和尼龙纤维等化学纤维或混纺纤维制成。所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料与织物纤维的表面相结合，具体的，所述织物为混纺纤维制成，所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料为芦荟大黄素，利用还原性染料的染色方法或媒染染色法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染的织物。
所述整理剂对织物纤维间的微孔间隙进行填充，具体的，所述整理剂包括壳聚糖。整理剂使织物的微孔间隙直径小于或等于2.5微米。
一种上述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为还原染料，通过还原性染料的染色方法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上。
S1.1、在染缸中加入水、保险粉、和氢氧化钠得到碱性溶液，水与织物的重量比为10:1，保险粉在染缸中的浓度为5-10g/L，氢氧化钠在染缸中的浓度为15-25g/L，控制pH在10-13，将还原染料按织物重量的4％加入到碱性溶液中，进行还原溶解，得到还原染料隐色体；
S1.2、将织物浸泡在还原染料隐色体中上染；
S1.3、对吸附了还原染料隐色体的织物进行氧化处理，使还原染料隐色体氧化为非水溶性的还原染料固定在织物上；
S1.4、后处理，皂洗洗去织物上的浮色，得到染色后的织物。
S2、采用壳聚糖对染色后的织物进行整理：
把壳聚糖按织物重量的2％投入于pH＝4.5-6的酸性水中，搅拌至完全溶解于水中得到壳聚糖溶液；控制温度在80-90℃的范围内；将壳聚糖溶液置于染缸内，将织物浸渍于其中，通过溶液循环或织物运动，使壳聚糖逐渐被织物吸附或上染，25-40分钟后过定形机。该操作中染缸中的水与织物的重量比为5:1。
实施例3
一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，包含有蒽醌和/或蒽醌衍生物染料，和整理剂。
所述织物由棉/麻等植物纤维、聚酯纤维和尼龙纤维等化学纤维或混纺纤维制成。所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料与织物纤维的表面相结合，具体的，所述织物为棉纤维制成，所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料为大黄素，利用还原性染料的染色方法或媒染染色法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染的织物。
所述整理剂对织物纤维间的微孔间隙进行填充，具体的，所述整理剂包括壳聚糖和金属盐。所述金属盐选用铋盐和锑盐。整理剂使织物的微孔间隙直径小于或等于2.5微米。
一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为还原染料，通过还原性染料的染色方法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上。
S1.1、在染缸中加入水、保险粉、和氢氧化钠得到碱性溶液，水与织物的重量比为10:1，保险粉的浓度为5-10g/L，氢氧化钠的浓度为15-25g/L，控制pH在10-13，将还原染料按织物重量的5％，加入到碱性溶液中，进行还原溶解，得到还原染料隐色体；
S1.2、将织物浸泡在还原染料隐色体中上染；
S1.3、对吸附了还原染料隐色体的织物进行氧化处理，使还原染料隐色体氧化为非水溶性的还原染料固定在织物上；
S1.4、后处理，皂洗洗去织物上的浮色，得到染色后的织物。
S2、采用壳聚糖对染色后的织物进行整理：
将金属盐溶解在水中置于染缸中，铋盐和锑盐的浓度分别控制在2％，将织物浸渍于其中，通过溶液循环或织物运动20-30分钟，促使金属盐溶液逐渐渗入织物纤维的微孔间隙内；调节pH＝4.5-6，然后投入壳聚糖，壳聚糖的用量为织物重量的3％，让织物滚动20-30分钟，壳聚糖与金属盐结合在织物纤维的微孔间隙内形成不溶于水的金属色淀。该操作中染缸中的水与织物的重量比为5:1。
对比例1
一种织物，包含有蒽醌和/或蒽醌衍生物染料。所述织物由棉纤维制成。所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料与织物纤维的表面相结合，具体的，所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料为大黄素；所述织物为利用还原性染料的染色方法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染的织物。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为还原染料，通过还原性染料的染色方法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上。
S1.1、在染缸中加入水、保险粉、和氢氧化钠得到碱性溶液，水与织物的重量比为10:1，保险粉的浓度为5-10g/L，氢氧化钠的浓度为15-25g/L，控制pH在10-13，将还原染料按织物重量的5％，加入到碱性溶液中，进行还原溶解，得到还原染料隐色体；
S1.2、将织物浸泡在还原染料隐色体中上染；
S1.3、对吸附了还原染料隐色体的织物进行氧化处理，使还原染料隐色体氧化为非水溶性的还原染料固定在织物上；
S1.4、后处理，皂洗洗去织物上的浮色，得到染色后的织物。
将上述实施例1-3，与对比例1制备的织物作为测试样进行性能对比测试：
一、抗微生物测试
1、灭菌测试(按AATCC标准进行测试)，结果如下表1
表1
Figure BDA0002693898340000101
上述灭菌测试采用无染色织物作为对照样，抑菌率＝(对照样的菌落总数-测试样的菌落总数)/对照样的菌落总数。当抑菌率>90％，表示样品具有抑菌效果；当抑菌率>99％，表示样品具有良好的抑菌效果。
2、灭病毒测试(按GB/T21510标准进行测试)，结果如下表2：
表2
Figure BDA0002693898340000111
3、将各测试样分别洗涤30次和50次后进行上述第1点和第2点的测试，实施例1和2的抑菌率仍然在95％以上，实施例3的抑菌率仍然在99％以上；实施例3的抑病毒率在99％以上。
二、防紫外辐射测试
将实施例1-3，与对比例1制备的织物作为防紫外辐射测试样品进行对比测试，结果如下表3：
表3
Figure BDA0002693898340000112
由上表3可知，实施例1-2通过壳聚糖整理的蒽醌染色织物，其较对比例1抗紫外性能得到提升，UVA和UVB最低透过率为4％。实施例3通过壳聚糖和金属盐整理的蒽醌染色织物，抗紫外性能得到进一步提升。其中UPF值至少达到50，即达到50+的等级。且UVA和UVB阻挡效果显著优于实施例1-2、以及对比例1，为不同的数量级。
三、防辐射线测试(辐射穿透能力测试)
1、将对比例1制备的织物作为防辐射能力样板进行测试，测试结果如下表4：
表4
Figure BDA0002693898340000121
注：P1为辐射穿透能力测试的第一块普通布样板。
P2为第二块为防辐射能力样板。
SE(dB)为防辐射效能(率)，以对数形式表示。
SE(％)为防辐射效能(率)以百分率表示。
dBm是表示功率绝对值的值。
3、将实施例3制备的织物作为防辐射能力样板进行测试，测试结果如下表5：
表5
Figure BDA0002693898340000131
注：P1为辐射穿透能力测试的第一块普通布样板。
P2为第二块为防辐射能力样板。
SE(dB)为防辐射效能(率)，以对数形式表示。
SE(％)为防辐射效能(率)以百分率表示。
dBm是表示功率绝对值的值。
由上述测试结果可知，通过壳聚糖和金属盐复配的整理剂处理的蒽醌染色织物，可防止10-3000MHz频率的辐射，达到防近X射线的效果。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，其特征在于，包含有蒽醌和/或蒽醌衍生物染料，和整理剂；所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料与织物纤维的表面相结合，所述整理剂对织物纤维间的微孔间隙进行填充，所述整理剂包括壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，其特征在于，所述织物为利用还原性染料的染色方法或媒染染色法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染的织物。
3.根据权利要求2所述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，其特征在于，所述织物由植物纤维、化学纤维或混纺纤维制成。
4.根据权利要求1所述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，其特征在于，所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料为大黄素；所述整理剂包括壳聚糖和金属盐。
5.根据权利要求1或4所述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物，其特征在于，所述整理剂使织物的微孔间隙直径小于或等于2.5微米。
6.一种权利要求1-5任一项所述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为染料，通过还原性染料的染色方法或媒染染色法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上；
S2、采用壳聚糖对染色后的织物进行整理。
7.根据权利要求6所述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用蒽醌和/或蒽醌衍生物作为还原染料，通过还原性染料的染色方法令蒽醌和/或蒽醌衍生物上染到织物上；
S1.1、将蒽醌和/或蒽醌衍生物加入到含有还原剂和碱剂的碱性溶液中，控制pH在10-13，进行还原溶解，得到还原染料隐色体；
S1.2、将织物浸泡在还原染料隐色体中上染；
S1.3、对吸附了还原染料隐色体的织物进行氧化处理，使还原染料隐色体氧化为非水溶性的还原染料固定在织物上；
S1.4、后处理，皂洗洗去织物上的浮色，得到染色后的织物；
S2、采用壳聚糖对染色后的织物进行整理。
8.根据权利要求6或7所述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，其特征在于，S2步骤中的整理方式为以下操作择一：
a、把壳聚糖按织物重量的0.2-15％投入于pH＝4.5-6的酸性水中，搅拌至完全溶解于水中得到壳聚糖溶液；控制温度在80-90℃的范围内；将壳聚糖溶液置于浆槽内，让染色后的织物进入定形机、透过浆槽加压过浆，然后定形；
b、把壳聚糖按织物重量的0.2-15％投入于pH＝4.5-6的酸性水中，搅拌至完全溶解于水中得到壳聚糖溶液；控制温度在80-90℃的范围内；将壳聚糖溶液置于染缸内，将织物浸渍于其中，通过溶液循环或织物运动，使壳聚糖逐渐被织物吸附或上染，25-40分钟后过定形机；
c、将金属盐溶解在水中置于染缸中，金属盐的浓度控制在0.3％-12.5％的范围内，将织物浸渍于其中，通过溶液循环或织物运动20-30分钟，促使金属盐溶液逐渐渗入织物纤维的微孔间隙内；调节pH＝4.5-6，然后投入壳聚糖，壳聚糖的用量为织物重量的0.2-15％，让织物滚动20-30分钟，壳聚糖与金属盐结合在织物纤维的微孔间隙内形成不溶于水的金属色淀；
上述操作中，水与织物的重量比为5:1。
9.根据权利要求7所述的灭菌、灭病毒、防护辐射线织物的制备方法，其特征在于，
所述还原染料隐色体的配制在染缸中进行，染缸中的水与织物的重量比为10:1；
所述蒽醌和/或蒽醌衍生物染料的用量为织物重量的0.1-15％；
所述还原剂为保险粉，在染缸中的浓度为5-10g/L；
所述碱剂为氢氧化钠，在染缸中的浓度为15-25g/L。
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