CN115262213A - 一种抗菌锦纶面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌锦纶面料及其制备方法，其特征是该抗菌锦纶面料采用如下方法制得：首先，将氯化铜和桑色素反应制得铜配合物；其次，将铜配合物与环氧氯丙烷溶于自来水配制为整理液；最后，将锦纶面料在整理液中进行抗菌整理，制得抗菌锦纶面料。本发明制备的抗菌锦纶面料对大肠杆菌的初始抑菌率达到97％以上，经过10次的洗涤后，其仍对大肠杆菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达96％以上；抗菌锦纶面料对金黄色葡萄球菌的初始抑菌率达到98％以上，经过10次的洗涤后，其仍对金黄色葡萄球菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达96％以上。
Description
技术领域
本发明属于面料的制备技术领域，具体涉及一种抗菌锦纶面料及其制备方法。
背景技术
随着纺织新材料新技术的不断发展，纺织品种类日益增多，人们对功能性纺织品的需求也日趋旺盛，抗菌纺织品作为保障身体健康的保护伞，受到人们广泛的关注。
锦纶是一种能够进行工业化生产的合成纤维，具有优良的物理性质和纺织性能，其耐磨耐油、耐低温、耐化学药品以及耐变形，在常温下还具有优异的抗拉伸、抗冲击以及抗弯曲强度的性能。此外，锦纶纤维还易染色、强度大、弹性好，因此其制成的面料在生产生活中应用广泛。
锦纶面料是由锦纶纤维制备而成，属于多孔性纺织品，容易吸附皮肤上的汗液、皮脂、皮屑等，成为微生物细菌的培养皿，对人体产生健康危害。因此，因此，研制开发抗菌的纺织品成了当今纺织品面料健康发展的趋势之一。
经文献调查研究表明，关于锦纶面料的抗菌性能受到广泛关注。如：中国发明专利申请号202010320145.5公布了一种抗菌锦纶长丝及其生产方法：将聚酰胺树脂和抗菌剂混合制成皮层母粒，将聚酰胺树脂、醋酸纤维素、聚乳酸、2-巯基苯并噻唑混合制成芯层母粒，最后将上述制备得到的皮层母粒与芯层母粒干燥后进行熔融挤出，进入复合纺丝，即得到所述的抗菌锦纶长丝。上述方法制备得到的抗菌锦纶面料仍有许多不足之处，如：当母粒未干燥完全，水分含量较高时，在高温熔融过程中会引起聚合物降解，聚合物大分子易发生断裂，造成纤维长丝断头率高、可纺性差、后加工成品强度低等问题；此外，该方法的抗菌锦纶纤维经多次洗涤摩擦后，抗菌性能会显著下降。因此，对现有技术中锦纶面料的抗菌工艺进行改进，获得具有优越抗菌性能的锦纶面料具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述弊端，本发明的目的在于提供一种抗菌锦纶面料及其制备方法。
本发明的目的在于提供一种抗菌锦纶面料，该抗菌锦纶面料具有环保、对人体友好等特点；该面料可采用如下方法制得：首先，将氯化铜和桑色素反应制得铜配合物；其次，将铜配合物与环氧氯丙烷溶于自来水配制为整理液；最后，将锦纶面料在整理液中进行抗菌整理，制得抗菌锦纶面料。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种抗菌锦纶面料的制备方法，包含以下步骤：
(1)铜配合物的制备：将氯化铜和桑色素在水溶液中溶解反应，制得含铜配合物的水溶液。
优选地，所述反应温度为50～60℃，反应时间为10～30分钟，
优选地，所述水溶液为自来水；所述氯化铜、桑色素和自来水的用量比为：1g∶(1～3)g∶(100～200)mL。
所述铜配合物的分子结构式如下：
(2)整理液的配制：含铜配合物的水溶液和环氧氯丙烷溶于自来水，搅拌均匀，用NaOH水溶液调控整理液pH为11～12，制得整理液。
优选地，所述NaOH水溶液的质量浓度为：3～5％。
优选地，所述含铜配合物的水溶液、环氧氯丙烷与自来水的用量比为：1mL∶(1～2)mL∶(100～200)mL。
(3)抗菌整理：将步骤(2)中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，浸润反应设备装置的示意图如图1所示，调控整理液合适的温度；将锦纶面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应；反应结束后，将锦纶面料导入中和槽(3)，中和槽中含有盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌锦纶面料。
优选地，所述锦纶面料与整理液用量比为：1g∶(20～40)mL。
优选地，所述整理液的温度为40～50℃。
优选地，所述盐酸溶液的质量分数为0.1～0.2％。
优选地，所述反应时间为0.5～1.5分钟。
本发明的主要反应机理分析：
铜配合物含有大量的羟基，锦纶面料含有酰胺健，铜配合物的羟基与酰胺键通过交联剂环氧氯丙烷连接，实现铜配合物附着于锦纶面料；二者是共价键结合，结合力很强。
本发明具有如下显著特点：
(1)铜离子具有抗菌的效果，但是铜离子与锦纶的结合力较弱。本申请的发明人意外地发现，铜配合物可以通过交联剂环氧氯丙烷接枝到锦纶面料上；进一步发现：经过10次水洗，锦纶面料的抗菌效果仍较强。
(2)本抗菌整理工艺简单，原料来源广泛，具有大规模生产的前景。
(3)本发明制备的抗菌锦纶面料对大肠杆菌的初始抑菌率达到97％以上，经过10次的洗涤后，其仍对大肠杆菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达96％以上；抗菌锦纶面料对金黄色葡萄球菌的初始抑菌率达到98％以上，经过10次的洗涤后，其仍对金黄色葡萄球菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达96％以上。
附图说明
图1实施例1～3的浸润反应设备装置的示意图(1-浸渍槽；2-导轮；3-中和槽；4-水洗槽；5-干燥箱；6-收卷装置)。
具体实施方式
以下所述实施例和对比例详细说明了本发明。
实施例1
在本实施例中，一种抗菌锦纶面料的制备方法，包含以下步骤：
(1)铜配合物的制备：将1g氯化铜和2g桑色素在150mL自来水中溶解反应，反应温度为55℃，反应时间为20分钟，制得含铜配合物的水溶液。
所述铜配合物的分子结构式如下：
(2)整理液的配制：1mL含铜配合物的水溶液和1.5mL环氧氯丙烷溶于150mL自来水，搅拌均匀，用质量浓度为4％NaOH水溶液调控整理液pH为11.5，制得整理液。
(3)抗菌整理：将步骤(2)中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，浸润反应设备装置的示意图如图1所示，调控整理液温度为45℃；将锦纶面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应，反应时间为1分钟，锦纶面料与整理液用量比为：1g∶30mL；反应结束后，将锦纶面料导入中和槽(3)，中和槽中含有质量分数为0.15％盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌锦纶面料。
实施例2
在本实施例中，一种抗菌锦纶面料的制备方法，包含以下步骤：
(1)铜配合物的制备：将1g氯化铜和1g桑色素在100mL自来水中溶解反应，反应温度为50℃，反应时间为10分钟，制得含铜配合物的水溶液。
(2)整理液的配制：1mL含铜配合物的水溶液和1mL环氧氯丙烷溶于100mL自来水，搅拌均匀，用质量浓度为3％NaOH水溶液调控整理液pH为11，制得整理液。
(3)抗菌整理：将步骤(2)中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，浸润反应设备装置的示意图如图1所示，调控整理液温度为40℃；将锦纶面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应，反应时间为0.5分钟，锦纶面料与整理液用量比为：1g∶20mL；反应结束后，将锦纶面料导入中和槽(3)，中和槽中含有质量分数为0.1％盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌锦纶面料。
实施例3
在本实施例中，一种抗菌锦纶面料的制备方法，包含以下步骤：
(1)铜配合物的制备：将1g氯化铜和3g桑色素在200mL水溶液中溶解反应，反应温度为60℃，反应时间为30分钟，制得含铜配合物的水溶液。
(2)整理液的配制：1mL含铜配合物的水溶液和2mL环氧氯丙烷溶于200mL自来水，搅拌均匀，用质量浓度为5％NaOH水溶液调控整理液pH为12，制得整理液。
(3)抗菌整理：将步骤(2)中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，浸润反应设备装置的示意图如图1所示，调控整理液温度为50℃；将锦纶面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应，反应时间为1.5分钟，锦纶面料与整理液用量比为：1g∶40mL；反应结束后，将锦纶面料导入中和槽(3)，中和槽中含有质量分数为0.2％盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌锦纶面料。
对比例A
以实施例1作为对比，在本对比例中，在步骤(1)中将“2g桑色素”调整为“0.02g桑色素”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
对比例B
以实施例1作为对比，在本对比例中，在步骤(2)中将“用质量浓度为4％NaOH水溶液调控整理液pH为11.5”调整为“用质量浓度为4％NaOH水溶液调控整理液pH为8”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
对比例C
以实施例1作为对比，在本对比例中，在步骤(3)中将“锦纶面料与整理液用量比为：1g∶30mL”调整为“锦纶面料与整理液用量比为：1g∶300mL”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
抗菌性能测试：
将实施例1-3和对比例A-C制备的抗菌锦纶面料分别做抗菌实验，具体抗菌实验方法为：按GB/T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，以琼脂扩散法对织物进行定性检测，按GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：震荡法》测定织物定量抗菌性能，菌种为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。试样的定性检测结果以抑菌圈表示，定量抗菌活性以抑菌率表示，按公式计算：抑菌率＝(1-B/A)×100％，式中，A为未处理织物上的活菌数；B为处理织物上的活菌数。参照GB/T 20944.1-2007耐洗色牢度试验机洗涤方法对待测织物进行标准洗涤，测试初始样品和洗涤10次后样品的抗菌性能，测试结果如表1和表2所示。
表1实施例1-3和对比例A-C制备的抗菌锦纶面料对大肠杆菌的抑菌率
由表1可见，实施例1-3制备的抗菌锦纶面料对大肠杆菌具有很强的抗菌性能。没有洗涤的抗菌锦纶面料对大肠杆菌的抑菌率达到97％以上，经过10次的洗涤后，抗菌锦纶面料仍对大肠杆菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达96％以上。对比例A-C制备的抗菌锦纶面料对大肠杆菌的抑菌率明显较差，这表明：桑色素的用量、整理液的pH、锦纶面料与整理液用量比均对锦纶面料的抑菌性能有重要影响。
表2实施例1-3和对比例A-C制备的抗菌锦纶面料对金黄色葡萄球菌的抑菌率
由表2可见，实施例1-3制备的抗菌锦纶面料对金黄色葡萄球菌具有很强的抗菌性能。没有洗涤的抗菌锦纶面料对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到98％以上，经过10次的洗涤后，抗菌锦纶面料仍对金黄色葡萄球菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达96％以上。对比例A-C制备的抗菌锦纶面料对金黄色葡萄球菌的抑菌率明显较差，这表明：桑色素的用量、整理液的pH、锦纶面料与整理液用量比均对锦纶面料的抑菌性能有重要影响。
通过研究抗菌锦纶面料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抑菌率分析，可以认为，本发明制备的抗菌锦纶面料具有很强的抗菌性能。
Claims (9)
1.一种抗菌锦纶面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、铜配合物的制备：将氯化铜和桑色素在水溶液中溶解反应，制得含铜配合物的水溶液；
S2、整理液的配制：将步骤S1制备得到的含铜配合物的水溶液和环氧氯丙烷溶于自来水，搅拌均匀，用NaOH水溶液调控整理液pH为11～12，制得整理液；
S3、抗菌整理：将步骤S2制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，调控整理液合适的温度；将锦纶面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应；反应结束后，将锦纶面料导入中和槽(3)，中和槽中含有盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌锦纶面料。
2.根据权利要求1所述一种抗菌锦纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中反应温度为50～60℃，反应时间为10～30分钟。
3.根据权利要求1所述一种抗菌锦纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中水溶液为自来水；氯化铜、桑色素和自来水的用量比为：1g∶(1～3)g∶(100～200)mL。
4.根据权利要求1所述一种抗菌锦纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中NaOH水溶液的质量浓度为：3～5％；含铜配合物的水溶液、环氧氯丙烷与自来水的用量比为：1mL∶(1～2)mL∶(100～200)mL。
5.根据权利要求1所述一种抗菌锦纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中锦纶面料与整理液用量比为：1g∶(20～40)mL。
6.根据权利要求1所述一种抗菌锦纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中整理液的温度为40～50℃。
7.根据权利要求1所述一种抗菌锦纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中盐酸溶液的质量分数为0.1～0.2％。
8.根据权利要求1所述一种抗菌锦纶面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中反应时间为0.5～1.5分钟。
9.一种抗菌锦纶面料，其特征在于，采用权利要求1～8中任一项所述方法制备而成。
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