CN115961470A - 一种防霉变棉纱及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种防霉变棉纱及其制造工艺；一种防霉变棉纱，棉纱通过包括异壬胺、4,6‑二羟基‑2‑氰基氨基嘧啶、冰醋酸、羧甲基壳聚糖、异丙醇和水等组分的表面处理剂处理。本申请通过异壬胺、4,6‑二羟基‑2‑氰基氨基嘧啶和冰醋酸共同反应生成长碳链胍基化合物，可破坏细菌细胞膜致使细菌死亡；棉纱主要构成为含纤维素的棉纤维，纤维素中含大量羟基，而异壬胺、4,6‑二羟基‑2‑氰基氨基嘧啶和冰醋酸生成的胍有机物中又引入具有极性的羟基基团，由此可提高与棉纱的亲和性，一方面向棉纱的棉纤维中引入抗菌基团，另一方面通过表面处理剂附着于棉纱上使抗菌剂留在棉纱表面，从而多方面提高棉纱的抗菌性，实现良好的抗菌作用。
Description
技术领域
本申请涉及棉纱的技术领域，尤其是涉及一种防霉变棉纱及其制造工艺。
背景技术
棉纱是棉纤维经纺纱工艺加工而成的纱，经合股加工后称为棉线，根据纺纱的不同工艺，可分为普梳纱和精梳纱，普梳纱：是用棉纤维经普通纺纱系统纺成的纱，精梳纱：是用棉纤维经精梳纺纱系统纺成的纱，精梳纱选用优质原料，成纱中纤维伸直平行、结杂少、光泽好、条干匀、强力高，这类棉纱多用于织造高档织物。
目前，公开号为CN109518323A的中国专利公开了一种棉纱的加工工艺，属于纺织技术领域；包括开花、清梳联、并条、成纱以及蒸纱工序，去除原料中的杂质。
针对上述中的相关技术，发明人认为目前的棉纱在潮湿环境下易附着细菌，导致棉纱发霉情况的发生，降低棉纱的使用寿命，造成大量的棉纱制品浪费的问题。
发明内容
为了解决棉纱易发霉降低使用寿命的问题，减少棉纱制品的浪费，本申请提供一种防霉变棉纱及其制造工艺。
第一方面，本申请提供的一种防霉变棉纱采用如下的技术方案：
一种防霉变棉纱，所述棉纱通过表面处理剂处理，所述表面处理剂包括如下重量份数的组分：
25-35份异壬胺；
6-9份4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶；
5-8份冰醋酸；
2-3份羧甲基壳聚糖；
4-5份异丙醇；
15-20份水。
通过采用上述技术方案，通过异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和冰醋酸共同反应生成长碳链胍基化合物，可以使细胞表层结构变性，引起细菌细胞膜的破坏，使大分子的有机物质流出细胞膜，从而导致细菌死亡；棉纱主要构成为棉纤维，棉纤维的主要成份是纤维素，纤维素分子中含有大量羟基基团，而异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和冰醋酸生成的胍有机物中又引入具有极性的羟基的杂环嘧啶基团，由此可提高与棉纱的亲和性，一方面向棉纱的棉纤维中引入抗菌基团，另一方面通过表面处理剂附着于棉纱上使抗菌剂留在棉纱表面，从而多方面提高棉纱的抗菌性，实现良好的抗菌作用。
优选的，按重量份数计，所述表面处理剂还包括3-5份阳离子化合物。
通过采用上述技术方案，在表面处理剂中添加阳离子化合物，通过阳离子化合物所携带的阳离子基团可使表面处理剂更易吸附于棉纱的棉纤维上；同时引入的阳离子还可与细菌细胞壁所含的硅酸、磷酸脂等解离出的阴离子结合，使细菌的自由活动受阻，从而阻碍细菌的大量繁殖，以使棉纱获得抗菌防霉性能。
优选的，所述阳离子化合物的制备方法为：将12-16份海藻酸钙、10-12份柠檬酸钠和15-20份水共混，调节pH值为7-10，然后加入5-8份环糊精和4-5份异丙醇，水浴加热至60-65℃；然后边搅拌边缓慢滴加8-11份40%的丁基三甲基氯化铵水溶液，升温至70-80℃，恒温搅拌5-6h。
通过采用上述技术方案，柠檬酸钠水溶液溶解海藻酸钙，通过海藻酸钙、环糊精与阳离子单体丁基三甲基氯化铵混合得到阳离子化合物，利用环糊精的空腔组合形成复合物，可赋予产物氨阳离子基团，利用高分子海藻酸钙和环糊精提高与棉纱的亲和性，以提高结合度以及引入抗菌阳离子的方式对棉纱起改性作用，提高棉纱抗菌性。
优选的，按重量份数比，所述海藻酸钙：环糊精：丁基三甲基氯化铵水溶液=7:3:5。
优选的，所述pH=8。
通过采用上述技术方案，在pH值为8的碱性条件下，有助于海藻酸钙、环糊精与阳离子单体丁基三甲基氯化铵反应得到携带氨阳离子基团的阳离子化合物。
第二方面，本申请提供一种防霉变棉纱的制造工艺，采用如下的技术方案：
一种防霉变棉纱的制造工艺，包括如下步骤：
S1.表面处理剂的制备；将异壬胺和冰醋酸混合均匀，升温至30-40℃；再滴加将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和异丙醇混合均匀后的溶液，保温并以65-70rpm的转速搅拌反应1.5-2h，得到胍基化合物；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合40-50min；
S2.棉纱预处理；将棉纱浸没于30%NaOH溶液中并加热至40-50℃保持1-1.2h，然后水洗至中性；
S3.表面处理剂处理棉纱；将S2预处理后的棉纱浸没于S1制得的表面处理剂中，二浸二轧，轧余率为75-80%，然后取出放置于120-130℃的烘箱中烘干15-20min。
通过采用上述技术方案，采用30%NaOH溶液除去棉纱的棉纤维中含有的蜡质、果胶等杂质，使棉纱更易被润湿，改善与表面处理剂的接触润湿效果，使表面处理剂可迅速而均匀地渗入棉纱内部。
优选的，还包括如下步骤：得到胍基化合物后，继续加入3-5份阳离子化合物，搅拌20-30min；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合40-50min。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1.通过异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和冰醋酸共同反应生成长碳链胍基化合物，可以使细胞表层结构变性，引起细菌细胞膜的破坏，使大分子的有机物质流出细胞膜，从而导致细菌死亡；棉纱主要构成为棉纤维，棉纤维的主要成份是纤维素，纤维素分子中含有大量羟基基团，而异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和冰醋酸生成的胍有机物中又引入具有极性的羟基的杂环嘧啶基团，由此可提高与棉纱的亲和性，一方面向棉纱的棉纤维中引入抗菌基团，另一方面通过表面处理剂附着于棉纱上使抗菌剂留在棉纱表面，从而多方面提高棉纱的抗菌性，实现良好的抗菌作用；
2.在表面处理剂中添加阳离子化合物，通过阳离子化合物所携带的阳离子基团可使表面处理剂更易吸附于棉纱的棉纤维上；同时引入的阳离子还可与细菌细胞壁所含的硅酸、磷酸脂等解离出的阴离子结合，使细菌的自由活动受阻，从而阻碍细菌的大量繁殖，以使棉纱获得抗菌防霉性能；
3.柠檬酸钠水溶液溶解海藻酸钙，通过海藻酸钙、环糊精与阳离子单体丁基三甲基氯化铵在pH为8的碱性条件下混合得到阳离子化合物，利用环糊精的空腔组合形成复合物，可赋予产物氨阳离子基团，利用高分子海藻酸钙和环糊精提高与棉纱的亲和性，以提高结合度以及引入抗菌阳离子的方式对棉纱起改性作用，提高棉纱抗菌性。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
本申请中，羧甲基壳聚糖由陕西赛恩生物科技有限公司提供，货号SJJ；海藻酸钙由广州世纪华名生物科技有限公司提供；环糊精为安徽仟顺生物科技有限公司提供的β-环糊精，品牌经斯达，货号217。
以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
对异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和冰醋酸的反应产物进行红外光谱分析，在1647cm-1处出现胍基-C=N的伸缩振动峰，1256 cm-1、1289 cm-1、1377 cm-1有C-N伸缩振动峰；在1610 cm-1、1569 cm-1、1461 cm-1和1400cm-1处出现嘧啶环的特征吸收峰；且产物中在2210-2280cm-1处未出现氰基-C≡N的特征吸收峰，表明反应中氰基-C≡N被打开。
实施例
实施例1
本实施例公开了一种防霉变棉纱及其制造工艺；一种防霉变棉纱，棉纱通过表面处理剂处理，表面处理剂包括如下组分：异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶、冰醋酸、羧甲基壳聚糖、异丙醇和水，各组分含量如下表1所示。
一种防霉变棉纱的制造工艺，包括如下步骤：
S1.表面处理剂的制备；将异壬胺和冰醋酸混合均匀，升温至30℃；再滴加将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和异丙醇混合均匀后的溶液，保温并以65rpm的转速搅拌反应1.5h，得到胍基化合物产物；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合40min；
S2.棉纱预处理；将棉纱浸没于30%NaOH溶液中并加热至40℃保持1h，然后水洗至中性；
S3.表面处理剂处理棉纱；将S2预处理后的棉纱浸没于S1制得的表面处理剂中，二浸二轧，轧余率为75%，然后取出放置于120℃的烘箱中烘干15min。
实施例2
本实施例公开了一种防霉变棉纱及其制造工艺；一种防霉变棉纱，棉纱通过表面处理剂处理，表面处理剂包括如下组分：异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶、冰醋酸、羧甲基壳聚糖、异丙醇和水，各组分含量如下表1所示。
一种防霉变棉纱的制造工艺，包括如下步骤：
S1.表面处理剂的制备；将异壬胺和冰醋酸混合均匀，升温至40℃；再滴加将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和异丙醇混合均匀后的溶液，保温并以70rpm的转速搅拌反应2h，得到胍基化合物产物；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合50min；
S2.棉纱预处理；将棉纱浸没于30%NaOH溶液中并加热至50℃保持1.2h，然后水洗至中性；
S3.表面处理剂处理棉纱；将S2预处理后的棉纱浸没于S1制得的表面处理剂中，二浸二轧，轧余率为80%，然后取出放置于130℃的烘箱中烘干20min。
实施例3
本实施例公开了一种防霉变棉纱及其制造工艺；一种防霉变棉纱，棉纱通过表面处理剂处理，表面处理剂包括如下组分：异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶、冰醋酸、羧甲基壳聚糖、异丙醇和水，各组分含量如下表1所示。
一种防霉变棉纱的制造工艺，包括如下步骤：
S1.表面处理剂的制备；将异壬胺和冰醋酸混合均匀，升温至35℃；再滴加将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和异丙醇混合均匀后的溶液，保温并以68rpm的转速搅拌反应1.8h，得到胍基化合物产物；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合45min；
S2.棉纱预处理；将棉纱浸没于30%NaOH溶液中并加热至45℃保持1.1h，然后水洗至中性；
S3.表面处理剂处理棉纱；将S2预处理后的棉纱浸没于S1制得的表面处理剂中，二浸二轧，轧余率为78%，然后取出放置于125℃的烘箱中烘干18min。
实施例4
本实施例公开了一种防霉变棉纱及其制造工艺；一种防霉变棉纱，棉纱通过表面处理剂处理，表面处理剂包括如下组分：异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶、冰醋酸、羧甲基壳聚糖、异丙醇、水和阳离子化合物，各组分含量如下表1所示。
阳离子化合物的制备方法为：将12份海藻酸钙、10份柠檬酸钠和15份水共混，调节pH值为7，然后加入5份环糊精和4份异丙醇，水浴加热至60℃；然后边搅拌边缓慢滴加8份40%的丁基三甲基氯化铵水溶液，升温至70℃，恒温搅拌5h。
与实施例1的区别在于，一种防霉变棉纱的制造工艺，S1表面处理剂的制备还包括如下步骤：
将异壬胺和冰醋酸混合均匀，升温至30℃；再滴加将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和异丙醇混合均匀后的溶液，保温并以65rpm的转速搅拌反应1.5h，得到胍基化合物产物；
继续加入阳离子化合物，搅拌20min；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合40min。
实施例5
本实施例公开了一种防霉变棉纱及其制造工艺；一种防霉变棉纱，棉纱通过表面处理剂处理，表面处理剂包括如下组分：异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶、冰醋酸、羧甲基壳聚糖、异丙醇、水和阳离子化合物，各组分含量如下表1所示。
阳离子化合物的制备方法为：将16份海藻酸钙、12份柠檬酸钠和20份水共混，调节pH值为10，然后加入8份环糊精和5份异丙醇，水浴加热至65℃；然后边搅拌边缓慢滴加11份40%的丁基三甲基氯化铵水溶液，升温至80℃，恒温搅拌6h。
与实施例2的区别在于，一种防霉变棉纱的制造工艺，S1表面处理剂的制备还包括如下步骤：
将异壬胺和冰醋酸混合均匀，升温至40℃；再滴加将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和异丙醇混合均匀后的溶液，保温并以70rpm的转速搅拌反应2h，得到胍基化合物产物；
继续加入阳离子化合物，搅拌30min；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合50min。
实施例6
本实施例公开了一种防霉变棉纱及其制造工艺；一种防霉变棉纱，棉纱通过表面处理剂处理，表面处理剂包括如下组分：异壬胺、4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶、冰醋酸、羧甲基壳聚糖、异丙醇、水和阳离子化合物，各组分含量如下表1所示。
阳离子化合物的制备方法为：将14份海藻酸钙、11份柠檬酸钠和18份水共混，调节pH值为9，然后加入7份环糊精和5份异丙醇，水浴加热至63℃；然后边搅拌边缓慢滴加9份40%的丁基三甲基氯化铵水溶液，升温至75℃，恒温搅拌5.5h。
与实施例3的区别在于，一种防霉变棉纱的制造工艺，S1表面处理剂的制备还包括如下步骤：
将异壬胺和冰醋酸混合均匀，升温至35℃；再滴加将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和异丙醇混合均匀后的溶液，保温并以68rpm的转速搅拌反应1.8h，得到胍基化合物产物；
继续加入阳离子化合物，搅拌25min；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合45min。
实施例7
与实施例4的区别在于，将阳离子化合物替换为丁基三甲基氯化铵，各组分含量如下表2所示。
实施例8
与实施例4的区别在于，将海藻酸钙替换为醋酸钙，各组分含量如下表2所示。
实施例9
与实施例4的区别在于，将环糊精替换为蓖麻油，各组分含量如下表2所示。
实施例10
与实施例4的区别在于，将丁基三甲基氯化铵替换为二烯丙基二甲基氯化铵，各组分含量如下表2所示。
实施例11
与实施例4的区别在于，按重量份数比，海藻酸钙：环糊精：丁基三甲基氯化铵水溶液=7:3:5；即海藻酸钙14份，环糊精6份，丁基三甲基氯化铵水溶液10份。
实施例12
与实施例4的区别在于，阳离子化合物的制备方法中，pH=8。
对比例
对比例1
与实施例1的区别在于，棉纱未经表面处理剂处理。
对比例2
与实施例1的区别在于，表面处理剂的组分为25份聚六亚甲基双胍、4份异丙醇和15份水。
对比例3
与实施例1的区别在于，将异壬胺替换为4-(1-甲基乙基)-1,2-苯二胺。
对比例4
与对比例3的区别在于，将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶替换为氰胺。
表1 实施例1-6的组分含量表
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 异壬胺 | 25 | 35 | 30 | 25 | 35 | 30 |
| 4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶 | 6 | 9 | 7 | 6 | 9 | 7 |
| 冰醋酸 | 5 | 8 | 6 | 5 | 8 | 6 |
| 羧甲基壳聚糖 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 |
| 异丙醇 | 4 | 5 | 4 | 4 | 5 | 4 |
| 水 | 15 | 20 | 18 | 15 | 20 | 18 |
| 阳离子化合物 | / | / | / | 3 | 5 | 4 |
表2 实施例7-10的组分含量表
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |
| 异壬胺 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| 4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 冰醋酸 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 羧甲基壳聚糖 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 异丙醇 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 水 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| 阳离子化合物/丁基三甲基氯化铵 | 3 | 3 | 3 | 3 |
性能检测试验
按国家标准，检测纺织品对金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、大肠杆菌（8099）等常见病菌是否具有抑菌作用，主要看抑菌率，当抑菌率达到26%以上就可判定该产品具有抑菌效果；本申请参照GB/T 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价的第3部分振荡法，测得以各实施例和对比例的制造工艺制得的棉纱的抑菌率，测试结果如下表3所示。
表3 各实施例和对比例的抑菌率测试结果表
| 金黄色葡萄球菌抑菌率/% | 大肠杆菌抑菌率/% | |
| 实施例1 | 91.35 | 92.73 |
| 实施例2 | 92.88 | 94.23 |
| 实施例3 | 92.16 | 93.48 |
| 实施例4 | 96.46 | 97.25 |
| 实施例5 | 98.03 | 98.80 |
| 实施例6 | 97.21 | 97.96 |
| 实施例7 | 92.19 | 93.54 |
| 实施例8 | 94.23 | 95.05 |
| 实施例9 | 95.24 | 96.02 |
| 实施例10 | 96.35 | 97.16 |
| 实施例11 | 97.27 | 98.08 |
| 实施例12 | 97.01 | 97.73 |
| 对比例1 | 21.55 | 22.34 |
| 对比例2 | 84.79 | 85.57 |
| 对比例3 | 89.85 | 91.24 |
| 对比例4 | 89.14 | 90.56 |
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释，并非依此限制本申请的保护范围，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种防霉变棉纱，其特征在于：所述棉纱通过表面处理剂处理，所述表面处理剂包括如下重量份数的组分：
25-35份异壬胺；
6-9份4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶；
5-8份冰醋酸；
2-3份羧甲基壳聚糖；
4-5份异丙醇；
15-20份水。
2.根据权利要求1所述的一种防霉变棉纱，其特征在于：按重量份数计，所述表面处理剂还包括3-5份阳离子化合物。
3.根据权利要求2所述的一种防霉变棉纱，其特征在于：所述阳离子化合物的制备方法为：将12-16份海藻酸钙、10-12份柠檬酸钠和15-20份水共混，调节pH值为7-10，然后加入5-8份环糊精和4-5份异丙醇，水浴加热至60-65℃；然后边搅拌边缓慢滴加8-11份40%的丁基三甲基氯化铵水溶液，升温至70-80℃，恒温搅拌5-6h。
4.根据权利要求3所述的一种防霉变棉纱，其特征在于：按重量份数比，所述海藻酸钙：环糊精：丁基三甲基氯化铵水溶液=7:3:5。
5.根据权利要求3所述的一种防霉变棉纱，其特征在于：所述pH=8。
6.权利要求1所述的一种防霉变棉纱的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1.表面处理剂的制备；将异壬胺和冰醋酸混合均匀，升温至30-40℃；再滴加将4,6-二羟基-2-氰基氨基嘧啶和异丙醇混合均匀后的溶液，保温并以65-70rpm的转速搅拌反应1.5-2h，得到胍基化合物；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合40-50min；
S2.棉纱预处理；将棉纱浸没于30%NaOH溶液中并加热至40-50℃保持1-1.2h，然后水洗至中性；
S3.表面处理剂处理棉纱；将S2预处理后的棉纱浸没于S1制得的表面处理剂中，二浸二轧，轧余率为75-80%，然后取出放置于120-130℃的烘箱中烘干15-20min。
7.根据权利要求6所述的一种防霉变棉纱的制造工艺，其特征在于：还包括如下步骤：得到胍基化合物后，继续加入3-5份阳离子化合物，搅拌20-30min；然后加入羧甲基壳聚糖和水，继续搅拌混合40-50min。
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