CN1687509A - 一种抗菌棉纤维或棉织物和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种抗菌棉纤维或棉织物和制备方法，系是羟基转化成羧甲锌的棉纤维或棉织物上。本发明的方法包括棉纤维或织物在碱溶液中碱处理，形成碱纤维素。然后，经羧甲基化反应，在纤维表面接上羧甲基基团。再以羧基与锌离子发生反应，生成羧酸锌盐。以此形成含锌具有抗菌作用的棉制品。本发明方法适用于其他纤维素纤维及制品。
Description
技术领域：
本发明涉及一种在抗菌棉纤维或棉织物和制备方法。系由棉纤维或棉织物羧甲基化后与锌离子反应后制得，具有抗菌作用。
背景技术：
棉织物是产量高、价格适中、穿着舒适的，深受人们的广泛喜爱天然纤维织物。随着生活水平的提高，人们对服装的要求也越来越高。除了对服装的外观、舒适性等外，还提出了各种要求。抗菌要求就是其中之一。
在合成纤维方面的抗菌方法：有的在纤维成形成过程中，在纤维的原材料中加入抗菌的药物，进行纺丝成型加工，得到抗菌纤维。如中国专利00134150.2是将分散剂偶联剂，抗氧剂，抗菌功粉体和锦纶粒料混合后进行纺丝，即为锦纶-6抗菌纤维；中国专利00107688.4为含有纳米级银粉末的皮芯复合纺纤维；中国专利00100636.3为混有性壳聚糖衍生物的粘胶浆液纺丝而得的抗菌纤维。
对于成品纤维和织物的抗菌功能，有进行表面化学处理和涂层的方法。涂层方法是把抗菌剂与粘合剂混合后，对纤维或织物表面进行涂覆，这种方法会直接影响织物的手感。如中国专利96200511.8为以粘结剂为载体的抗菌药层。表面化学处理需要纤维本身有可反应的基团。腈纶上有可容易进行化学反应的腈基，故常用腈纶进行抗菌改性。如中国专利01129949.5是采用在聚丙烯腈纤维上的接枝，在水合肼液中的浸渍、氨基腙化结构化、碱性水解等过程，制备新型广谱抗菌纤维的方法。中国专利87100231是由腈纶织物经化学处理形成结合铜离子和胺类化合物的纤维。中国专利97220754.6和97220753.8 AB抗菌布也是由腈纶织物经化学处理形成结合铜离子和胺类化合物得到的织物产品。中国专利01129945.2利用聚丙烯腈在天然剑麻纤维上接枝，及进一步在水合肼液中的浸渍、氨基腙化结构化、碱性水解等过程。
其他还有中国专利02130694.X为在反应器中加入季铵盐、卤代胺和高分子纤维反应；中国专利00121287.7公开了一种纳米银抗菌布，包括在布的纤维之间和纤维之上附着有粒径为1～100纳米的银质粒子；中国专利03128040.4和00124854.5都是利用纳米银附着在纤维内的方法。而对于纯棉纱线和织物的抗菌处理目前基本上是涂复抗菌药物和吸附银粒子的方法。
本发明是一种在棉纤维和织物上接锌原子制备杀菌纤维或织物的方法。众所周知锌原子有杀菌性能，医用的氧化锌橡皮胶，就是利用锌的杀菌能力。本发明是一种通过化学键把具有抗菌能力的锌原子连接到棉纤维或织物上的方法。这样得到的棉制品不仅具有了杀菌抗菌功能，而且保留了天然棉的本色。
发明内容：
本发明的目的是提供一种抗菌棉制品，如纤维或织物。
本发明的目的还提供一种上述抗菌棉纤维或织物的制备方法。
本发明提供的抗菌棉纤维或织物是一种含有羧甲基锌的棉纤维或织物。
本发明专利的原理是利用棉纤维内纤维素分子上的羟基的可反应性，在原纤维的表层先进行羧甲基化反应，在纤维上引入羧酸基团，然后再和锌盐水溶液反应，得到含有锌原子的棉纤维或织物。本发明方法适用于其他纤维素纤维及制品的处理。
本发明的主要工艺可用如附图1表示。
本发明包括棉纤维或织物在碱溶液中碱处理，形成碱纤维素，再和羧甲基化剂反应，在纤维表面接上羧甲基基团，然后羧基与锌离子反应成羧酸锌盐。本方法的技术关键是对羧甲基化程度的控制，羧甲基化的过度会使纤维强度减弱、手感变坏；羧甲基化程度的不足，结合的锌离子少，抗菌时效较短。
所述的碱处理的碱溶液是氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。其重量百分浓度为2％-20％。
所述的羧甲基化剂是氯代乙酸盐的水溶液，其盐为钾或钠或铵的盐，其水溶液的重量百分浓度为1％-12％
所述的锌离子是由氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、醋酸锌、柠檬酸锌或葡萄糖酸锌提供，其水溶液的重量百分浓度为0.1％-5％。棉纤维或织物与碱溶液的重量比为1∶(0.08～0.15)。
碱处理的工艺是把棉纤维或织物放在上述碱溶液中，在30-70℃的温度下处理0.1-4小时。取出后挤干，挤掉多余溶液，放入羧甲基化剂中浸渍后挤干，在20-80℃的温度下处理0.1-4小时。水洗干净，浸入常温的锌盐水溶液中，处理1-10分钟，去出用清水漂洗干净，干燥。
本发明中所用的上述原料均为市售产品。
将上述原料要求分别配制成碱溶液、羧甲基化剂溶液和锌盐溶液。然后把全棉织物或纤维，按上述叙述的工艺进行处理。即得到本发明所说的含锌原子的全棉制品。本发明的含锌纤维及织物是和处理前的纤维或织物一样的色泽。本发明的处理工艺简单，容易实行。
附图说明；
附图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
通过以下实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。
实施例1
将70支针织棉布浸渍在一定浓度的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，25-75℃处理0.5-3小时，挤干，再和羟甲基化水溶液在25-80℃处理0.5-3小时，洗净后，加入锌盐溶液中处理1-8分钟，漂洗、干燥、获含锌棉布。具体实施案例均以70支针织棉布为原料进行试验。
1、配方：
| 实施例 | 碱水溶液 | 羧甲基化剂水溶液 | 锌盐水溶液 | |||
| 成分 | ％ | 成分 | ％ | 成分 | ％ | |
| 1 | 氢氧化钠 | 2 | 氯代乙酸钠 | 2 | 氯化锌 | 5 |
| 2 | 氢氧化钠 | 5 | 氯代乙酸钠 | 7 | 葡萄糖锌 | 0.8 |
| 3 | 氢氧化钠 | 10 | 氯代乙酸钾 | 4 | 醋酸锌 | 0.5 |
| 4 | 氢氧化钾 | 4 | 氯代乙酸钾 | 10 | 硝酸锌 | 1 |
| 5 | 氢氧化钾 | 7 | 氯代乙酸铵 | 6 | 柠檬酸锌 | 2 |
| 6 | 氢氧化钾 | 12 | 氯代乙酸铵 | 3 | 硫酸锌 | 0.2 |
2、工艺处理及锌原子的含量：
| 实施例 | 碱化处理 | 羧甲基化处理 | 锌溶液处理 | 锌含量mg/g | |||
| 温度(℃) | 时间(时) | 温度(℃) | 时间(时) | 温度(℃) | 时间(分) | ||
| 1 | 75 | 0.5 | 25 | 3.5 | 室温 | 2 | 0.3 |
| 2 | 30 | 2 | 70 | 2 | 室温 | 5 | 1.5 |
| 3 | 65 | 3 | 50 | 2.5 | 室温 | 1 | 1.9 |
| 4 | 50 | 1.5 | 65 | 0.5 | 室温 | 8 | 1.0 |
| 5 | 70 | 0.8 | 40 | 1.5 | 室温 | 3 | 0.9 |
| 6 | 25 | 3.5 | 80 | 3 | 室温 | 6 | 1.4 |
3、抗菌性能
| 实施例 | 抑菌率(％) | |||
| 未经标准洗涤 | 经十次标准洗涤 | |||
| 大肠杆菌 | 金黄色葡萄球菌 | 大肠杆菌 | 金黄色葡萄球菌 | |
| 1 | 40.5 | 28.8 | 35.2 | 25.9 |
| 2 | 62.4 | 45.2 | 45.6 | 34.1 |
| 3 | 62.3 | 46.3 | 44.7 | 33.5 |
| 4 | 48.3 | 36.5 | 39.6 | 30.6 |
| 5 | 40.8 | 38.4 | 30.2 | 31.4 |
| 6 | 44.4 | 44.3 | 32.4 | 31.5 |
本试验采用振荡瓶法对含锌棉布抗菌性能进行测试，按照国家卫生部1999年8月颁发的《消毒产品鉴定与监测实验技术规范》进行评价。抗菌率大于26％的标准值，表明具有良好的抗菌性能。
实施例2：
将70支的纯粘胶纤维织物浸渍在一定浓度的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，25-75℃处理0.5-3小时，挤干，再和羟甲基化水溶液在25-80℃处理0.5-3小时，洗净后，加入锌盐溶液中处理1-8分钟，漂洗、干燥、获含锌棉布。以下实施例以粘胶纤维的70支针织物为原料例进行试验。
1、配方：
| 实施例 | 碱水溶液 | 羧甲基化剂水溶液 | 锌盐水溶液 | |||
| 成分 | ％ | 成分 | ％ | 成分 | ％ | |
| 1 | 氢氧化钾 | 10 | 氯代乙酸铵 | 2 | 柠檬酸锌 | 0.6 |
| 2 | 氢氧化钠 | 8 | 氯代乙酸钾 | 6 | 硫酸锌 | 1.0 |
| 3 | 氢氧化钠 | 6 | 氯代乙酸铵 | 8 | 氯化锌 | 4.2 |
| 4 | 氢氧化钾 | 14 | 氯代乙酸钾 | 4 | 醋酸锌 | 3.0 |
| 5 | 氢氧化钾 | 5 | 氯代乙酸钠 | 10 | 醋酸锌 | 2.5 |
| 6 | 氢氧化钠 | 11 | 氯代乙酸钠 | 6 | 葡萄糖锌 | 1.4 |
2、工艺处理及锌原子的含量：
| 实施例 | 碱化处理 | 羧甲基化处理 | 锌溶液处理 | 锌含量mg/g | |||
| 温度(℃) | 时间(时) | 温度(℃) | 时间(时) | 温度(℃) | 时间(分) | ||
| 1 | 40 | 3.0 | 45 | 3.5 | 室温 | 9 | 1.2 |
| 2 | 70 | 0.5 | 30 | 1.5 | 室温 | 2 | 0.8 |
| 3 | 50 | 2.5 | 55 | 2.5 | 室温 | 5 | 1.7 |
| 4 | 55 | 1.5 | 65 | 3.0 | 室温 | 8 | 1.1 |
| 5 | 65 | 2.0 | 45 | 3.5 | 室温 | 3 | 1.4 |
| 6 | 45 | 3.0 | 7.5 | 3.0 | 室温 | 7 | 1.6 |
3、抗菌性能
| 实施例 | 抑菌率(％) | |||
| 未经标准洗涤 | 经十次标准洗涤 | |||
| 大肠杆菌 | 金黄色葡萄球菌 | 大肠杆菌 | 金黄色葡萄球菌 | |
| 1 | 56.4 | 38.9 | 47.2 | 31.2 |
| 2 | 43.2 | 35.1 | 31.5 | 27.4 |
| 3 | 61.2 | 42.3 | 49.1 | 31.6 |
| 4 | 52.8 | 35.4 | 41.2 | 27.6 |
| 5 | 59.6 | 37.4 | 46.4 | 30.7 |
| 6 | 60.3 | 38.0 | 41.1 | 32.1 |
本试验采用振荡瓶法对含锌棉布抗菌性能进行测试，按照国家卫生部1999年8月颁发的《消毒产品鉴定与监测实验技术规范》进行评价。抗菌率大于26％的标准值，表明具有良好的抗菌性能。
Claims (7)
1、一种抗菌棉纤维或棉织物，其特征是其羟基转化成羧甲基锌的棉纤维或棉织物。
2、根据权利要求1所述的抗菌棉纤维或棉织物的制备方法，其特征是棉纤维或织物在碱溶液中碱处理，形成碱纤维素，再与羧甲基化剂反应，在纤维表面接上羧甲基基团，然后羧基和锌离子反应成羧酸锌盐。
3、根据权利要求2所述的抗菌棉纤维或棉织物的制备方法，所述的碱处理的碱溶液是氢氧化钠，氢氧化钾的水溶液，其重量百分浓度为2％-20％。
4、根据权利要求2所述的抗菌棉纤维或棉织物的制备方法，所述的羧甲基化剂是氯代乙酸盐的水溶液，其盐为钾、钠或铵的盐，其水溶液的重量百分浓度为1％-12％。
5、根据权利要求2所述的抗菌棉纤维或棉织物的制备方法，所述的锌离子是由氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、醋酸锌、柠檬酸锌或葡萄糖酸锌提供，其水溶液的重量百分浓度为0.1％-5％。
6、根据权利要求2所述的抗菌棉纤维或棉织物的制备方法，其特征是所述的碱处理的工艺是把棉纤维或织物放在所述碱溶液中，所述棉纤维或织物与碱溶液的重量比为1∶(0.08～0.15)，在25-75℃的温度下处理0.1-4小时；取出制品挤干，放入所述羧甲基化剂溶液中浸渍后挤干，在20-80℃的温度下处理0.1-4小时；羧甲基化后的制品水洗，浸入常温的锌盐水溶液1-10分钟，再用清水漂洗，干燥。
7、根据权利要求2或6所述的抗菌棉纤维或棉织物的制备方法，其特征是所述的棉纤维或棉织物是指所有的含有羟基的天然纯棉，以及其他纤维素类纤维或织物。
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