TWI793603B - 一種纖維的改性方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種纖維的改性方法,首先將纖維與次氯酸型氧化劑反應,形成抗氧化性纖維,接著將抗氧化性纖維與次氯酸型氧化劑分離,最後將抗氧化性纖維烘乾,形成改性纖維,改性纖維的特點為有較高的抗氧化性。
Description
本發明為纖維改性領域,尤其是關於一種增加纖維抗氧化性的纖維改性方法。
次氯酸為一種已知的抗菌成份,能作用於多種環境中去除微生物,如病毒、細菌及真菌;當外來細菌侵入人體時,人體自身免疫系統白血球會產生次氯酸成分,開始作用抵抗外來細菌與病毒,即產生抵抗力,專門用來破壞細菌與病毒的細胞膜上蛋白酶,讓細菌與病毒無法生存,由於與人體機能相同,就是所謂的生物親和性,所以次氯酸能有效抗菌,也對人體安全無毒害。
次氯酸為有效且無毒的殺菌劑,然而,由於次氯酸為強氧化劑,使其在保存上有穩定性不佳的缺點,故市面上以次氯酸為主之紙巾較為少見,一般多以酒精為主要的殺菌成份;而常見的塑膠纖維成分,如聚乙烯(polyethylene, PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate, PET)、聚丙烯(Polypropylene, PP)、及嫘縈(Rayon),其抗氧化性亦不佳,故一段時間保存後會次氯酸即會失去殺菌能力。
本發明透過纖維改性,提升塑膠不織布或纖維的抗氧化性。
本發明係為一種纖維改性方法,第一步驟為將纖維與氧化劑溶劑反應,形成抗氧化性纖維,接著將抗氧化性纖維與氧化劑溶劑分離,最後將抗氧化性纖維烘乾,形成改性纖維。
其中,纖維係為PE、PET、PP、Rayon的其中一種或二者以上之組合。
其中,氧化劑的濃度為150-20000ppm。
其中,氧化劑的濃度較佳為150-250ppm。
其中,氧化劑為次氯酸型氧化劑。
其中,次氯酸型氧化劑為次氯酸鈉、次氯酸鈣、次氯酸鎂、次氯酸鉀,或次氯酸的其中一種或二者以上之組合。
其中,反應的溫度為25-100℃。
其中,反應的溫度較佳為50-80℃。
其中,反應的時間為2-168小時。
其中,反應的時間較佳為24-168小時。
本發明為提高塑膠不織布或纖維的抗氧化性,將塑膠纖維進行改性,使其提高次氯酸的保存能力提升,以提供長期間保存仍具有殺菌效果及清潔洗淨效果的次氯酸紙巾。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,下面結合實施例,對本發明進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本新型,並不用於限定本發明。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效,茲將本發明配合比較例實驗數據及實施例實驗數據之形式,詳細說明如下。
俾利了解本發明與比較例之差異,本發明提供一種有效氯(free available chlorine,FAC)量測定方法,以量測本發明所述之纖維改性方法製造的纖維,其FAC量包含次氯酸及次氯酸根,據以釋明本發明在消毒殺菌領域之功效。
其中,本發明所屬領域的通常知識者應知悉,當纖維的FAC量越高,表示殺菌效果越好,FAC量以百萬分點濃度(parts per million,ppm)標示。
FAC量除了使用ppm表示外,在長時間保存的穩定性試驗中,會將長時間保存後的FAC ppm量與初始FAC ppm相比,比較長時間保存後的FAC保存量,其數值以百分比(%)表示,數值越高,表示有效氯保存越多,效果越好。
俾利了解不同纖維對於次氯酸長時間保存的穩定性,本發明以高溫環境,模擬長時間室溫保存的環境,進行纖維保存穩定性測試。
其中,本發明的保存穩定性測試方式,係將待測品放入含有次氯酸溶劑(FAC: 200ppm)之PP蓋的玻璃瓶,再將玻璃瓶放入烘箱,並設定參數為溫度54℃,為期7-14天,此參數可模擬室溫儲藏6-12個月的次氯酸保存穩定性。
比較例1
取市面上使用次氯酸為主成分之紙巾,測量其FAC量,測得之值表示該產品所殘留次氯酸之量,結果如下表1,可以看出市售次氯酸紙巾的FAC量極低,表示市售次氯酸紙巾經運輸保存後,待使用者購買後,其次氯酸含量極低,代表其紙巾與次氯酸有保存穩定性不佳的缺點。
表1、市售次氯酸紙巾的FAC檢測
樣品 | FAC量(ppm) | pH | 儲藏天數 |
市售紙巾A | 1.00 | 8.2 | 31天 |
市售紙巾B | 5.32 | 6.6 | 156天 |
市售紙巾C | 0 | 4.87 | 275天 |
而以常見高分子聚合物形成的塑膠不織布,如對PET、 PP及Rayon等,與次氯酸的保存穩定性結果如下表2,可知塑膠不織布對於次氯酸的保存穩定性不佳。
表2、常見塑膠不織布的次氯酸保存穩定性
樣品 | FAC保存(%) | pH | 儲藏天數 |
Rayon | 3.5 | 3.15 | 1天 |
PP | 0.0 | 3.69 | 1天 |
PET | 15.9 | 5.50 | 30天 |
實施例1
次氯酸對塑膠不織布改性步驟,包含:
S0101:將塑膠不織布置於玻璃瓶內後,放入保溫箱;
S0102:加入次氯酸溶劑(20倍重量次氯酸水溶液,pH: 6.5,FAC: 200ppm);
S0103:升溫至54℃並反應14天,讓纖維與次氯酸溶劑反應,形成改性纖維;
S0104:待反應結束後,取出或塑膠不織布,進行水洗並烘乾。
次氯酸保存穩定性測試方式如下:
S0201:將樣品各別封於配有PP蓋的玻璃瓶(100mL),加入次氯酸溶劑(20倍重量次氯酸水溶液,pH: 6.19,FAC: 200ppm);
S0202:環境參數為溫度54℃,為期7天;
S0203:經7天儲藏後,測量pH值及FAC量,以確認改性處理對樣品的次氯酸保存穩定度提升程度。
結果如表3及所示,可以看出,經過本發明改性處理後之塑膠不織布,其對於次氯酸的保存穩定性,提升了1.5倍,可知本發明確實可以提高織物對於次氯酸的保存穩定性,且效果顯著。
表3、改性前後不織布的次氯酸保存穩定性
樣品 | FAC保存(%) | pH |
不織布(未改性) | 41.5 ± 0.015 | 5.28 |
不織布(改性) | 66.0 ± 0.005 | 6.07 |
實施例2
不織布(PET)改性前後對次氯酸保存穩定性測試,步驟包含:
S0301:未改性不織布及經過改性的抗氧化性布,各別封於配有PP蓋的玻璃瓶(100mL),加入次氯酸水溶劑(20倍重量次氯酸水溶液,pH: 6.19,FAC: 172.7ppm),並進行54℃,為期14天的加溫老化反應。
S0302:經14天反應後,測量pH值及FAC量。
結果如表4所示,可看出經過改性的不織布,對次氯酸的保存穩定性提升了2倍。
表4、不織布改性前後的次氯酸保存穩定性
FAC量(ppm) | FAC保存(%) | pH | |||||
0天 | 14天 | 0天 | 14天 | ||||
不織布(改性) | 172.7 | 99.0 | 57.32% | 6.19 | 3.74 | ||
不織布(未改性) | 172.7 | 47.5 | 27.50% | 6.19 | 3.48 |
實施例3
PET纖維改性前後對次氯酸保存穩定性測試,步驟包含:
S0401:將未改性纖維封於配有PP蓋的玻璃瓶(100mL),加入次氯酸溶劑(20倍重量次氯酸水溶液,pH: 6.47,FAC: 200ppm)並進行54℃,為期7天的加溫老化反應。
S0402:經7天儲藏後,測量pH值及FAC量。
結果如表5所示,可看出未改性的PET纖維在54℃,為期7天後,次氯酸的保存穩定性是不佳的,FAC濃度僅剩26ppm及68ppm,次氯酸剩餘13.0%及34.0%。
表5、未改性纖維的次氯酸保存穩定性
註:纖維1-2為規格不同PET纖維
FAC量(ppm) | FAC保存(%) | pH | ||||||||
0天 | 7天 | 0天 | 7天 | |||||||
纖維1(未改性) | 200 | 26.0 | 13.% | 6.47 | 3.06 | |||||
纖維2(未改性) | 200 | 68.0 | 34% | 6.47 | 3.66 | |||||
實施例4
次氯酸保存穩定性測試步驟包含:
S0501:將改性後的抗氧化性PET纖維封於配有PP蓋的玻璃瓶(100mL),加入次氯酸溶劑(20倍重量次氯酸水溶液,pH: 6.54,FAC: 210ppm)並進行54℃,為期14天的加溫老化反應試驗。
S0502:經14天儲藏後,測量pH值及FAC量。
結果如表6所示,次氯酸殘留52.9%及50.95%,纖維改性後有更佳的FAC,顯示出經改性後可提升纖維對次氯酸的保存穩定性。
表6、改性纖維的次氯酸保存穩定性
註:纖維1-2為規格不同PET纖維
FAC量(ppm) | FAC保存(%) | pH | |||||
0天 | 14天 | 0天 | 14天 | ||||
纖維1(改性) | 210 | 111 | 52.86% | 6.54 | 5.73 | ||
纖維2(改性) | 210 | 107 | 50.95% | 6.54 | 5.67 |
實施例5
優化不織布(PET)改性處理時間測試,步驟如下:
S0601:將塑膠不織布置於玻璃瓶內,加入80倍重量次氯酸水溶液(pH:6.5,FAC:200ppm)並進行54℃,為期1、2、3、5、7、11及14天的反應。
S0602:反應結束後,取出塑膠不織布,進行水洗並烘乾保存。
次氯酸保存穩定性測試方式如下:
S0603:再進一步將已改性處理纖維(PET)封於配有PP蓋的玻璃瓶(100mL),同樣加入20倍重量次氯酸水溶液(pH: 6.26,FAC: 203ppm)並進行54℃為期14天的加溫老化試驗。
S0604:經14天儲藏後,測量pH值及FAC量。
結果如表7顯示,經改性處理1-14天之間並無太大差異,表示54℃改性處理1天即夠提升塑膠布不織布對次氯酸相容性,為節省時間成本,54℃改性處理1天為改性處理的優選。
表7、不同改性處理時間不織布對次氯酸穩定性加溫測試結果
處理時間 | FAC量(ppm) | FAC保存(%) | pH | |||||
單位:天 | 0天 | 54℃-14天 | 0天 | 54℃-14天 | ||||
1 | 203 | 101.0 | 49.75% | 6.26 | 5.77 | |||
2 | 203 | 93.0 | 45.81% | 6.26 | 5.59 | |||
3 | 203 | 101.5 | 50.00% | 6.26 | 5.72 | |||
5 | 203 | 94.5 | 46.55% | 6.26 | 5.43 | |||
7 | 203 | 99.5 | 49.01% | 6.26 | 5.39 | |||
11 | 203 | 93.5 | 46.06% | 6.26 | 5.34 | |||
14 | 203 | 101.0 | 49.75% | 6.26 | 5.50 |
實施例6
優化纖維(PET)改性處理時間步驟如下:
S0701:將塑膠纖維置於玻璃瓶內,加入20倍重量次氯酸水溶液(pH:6.5,FAC:200ppm)並進行54℃,為期0、2、4、6、8、16、24、48、96及168小時的反應。
S0702:反應結束後,取出塑膠纖維,進行水洗並烘乾保存。
次氯酸保存穩定性測試方式如下:
S0703:再進一步將已改性處理纖維(PET)封於配有PP蓋的玻璃瓶(100mL),同樣加入20倍重量次氯酸水溶液(pH: 6.37,FAC: 216ppm) 並進行54℃為期14天的加溫老化試驗。
S0704:經14天儲藏後,測量pH值及FAC量。
結果如表8及圖1,結果顯示經改性處理時間24小時內,改性處理時間增加會使纖維對次氯酸穩定性隨之提升,而24小時,即1天後達到最大值,爾後改性處理時間增加並未增加纖維對次氯酸穩定性,表示54℃改性處理1天即夠提升塑膠布不織布對次氯酸相容性,為節省時間成本,54℃改性處理1天為改性處理的優選。
表8、不同改性處理時間纖維對次氯酸穩定性加溫測試結果
處理時間 | FAC量(ppm) | FAC保存(%) | pH | |||||
單位:小時 | 0天 | 54℃-14天 | 0天 | 54℃-14天 | ||||
0 | 216 | 81.0 | 37.50% | 6.37 | 4.44 | |||
2 | 216 | 104.0 | 48.15% | 6.37 | 4.94 | |||
4 | 216 | 104.5 | 48.38% | 6.37 | 4.96 | |||
6 | 216 | 100.5 | 46.53% | 6.37 | 5.13 | |||
8 | 216 | 106.0 | 49.07% | 6.37 | 5.28 | |||
16 | 216 | 106.0 | 49.07% | 6.37 | 5.21 | |||
24 | 216 | 116.5 | 53.94% | 6.37 | 5.39 | |||
48 | 216 | 118.0 | 54.63% | 6.37 | 5.46 | |||
96 | 216 | 120.0 | 55.56% | 6.37 | 5.46 | |||
168 | 216 | 121.0 | 56.02% | 6.37 | 5.50 |
實施例7
優化不織布(PET)室溫改性處理時間測試,步驟如下:
S0801:將塑膠不織布置於玻璃瓶內,加入80倍重量次氯酸水溶液(pH: 6.5,FAC: 200ppm),於室溫(25℃)並反應3、5及7天。
S0802:反應結束後,取出塑膠不織布,進行水洗並烘乾保存。
次氯酸保存穩定性測試方式如下:
S0803:再進一步將已改性處理纖維(PET)封於配有PP蓋的玻璃瓶(100mL),同樣加入20倍重量次氯酸水溶液並進行54℃為期14天的加溫老化試驗。
S0804:經14天儲藏後,測量pH值及FAC量。
結果如表9,合併數據後結果顯示,經室溫改性處理有提升不織布次氯酸相容性,但並未提升至與加溫改性處理不織布相同的效果,因此加溫54℃改性處理依舊是優選。
表9、不同改性處理條件不織布對次氯酸穩定性加溫測試結果
處理條件 | FAC量(ppm) | FAC保存(%) | pH | |||||
單位:天 | 0天 | 54℃-14天 | 0天 | 54℃-14天 | ||||
未處理 | 190 | 47.5 | 27.50% | 6.19 | 3.48 | |||
25℃- 3天 | 231 | 97.0 | 42.00% | 6.50 | 5.77 | |||
25℃- 5天 | 231 | 95.0 | 41.12% | 6.50 | 5.59 | |||
25℃- 7天 | 231 | 95.0 | 41.26% | 6.50 | 5.72 | |||
54℃-14天 | 231 | 113.0 | 48.70% | 6.50 | 5.50 |
實施例8
優化不織布(PET)在70℃改性處理時間測試,步驟如下:
S0901:將塑膠不織布置於玻璃瓶內,加入80倍重量次氯酸水溶液(pH: 6.5,FAC: 200ppm),升溫至70℃並反應。
S0902:分別於反應0、2、4、8、16及24小時後,取出塑膠不織布,進行水洗並烘乾儲存。
次氯酸保存穩定性測試方式如下:
S0903:將已改性處理不織布(PET)封於配有PP蓋的玻璃瓶(100mL),同樣加入20倍重量次氯酸水溶液(pH: 6.45,FAC: 221ppm)並進行54℃為期14天的加溫老化試驗。
S0904:經14天儲藏後,測量pH值及FAC量。
結果如表10及圖2所示,顯示經改性處理時間24小時內,改性處理時間增加會使不織布對次氯酸穩定性隨之提升,而在70℃下改性處理,達兩個小時以上,不織布對次氯酸穩定性已有顯著的提升。
表10、70℃ 不同改性處理時間不織布對次氯酸穩定性加溫測試結果
處理時間 | FAC量(ppm) | FAC保存(%) | pH | |||||
單位:小時 | 0-天 | 54℃-14天 | 0-day | 54℃-14天 | ||||
0 | 221 | 68.5 | 31.00% | 6.45 | 4.02 | |||
2 | 221 | 104.5 | 47.29% | 6.45 | 5.13 | |||
4 | 221 | 108.25 | 48.98% | 6.45 | 5.29 | |||
8 | 221 | 107 | 48.42% | 6.45 | 5.26 | |||
16 | 221 | 109 | 49.32% | 6.45 | 5.32 | |||
24 | 221 | 113.75 | 51.47% | 6.45 | 5.39 |
實施例9
改性不織布與未改性不織布室溫儲藏實驗步驟如下:
S1001:將塑膠不織布置於玻璃瓶內,加入80倍重量次氯酸水溶液(pH: 6.5,FAC: 200ppm),升溫至54℃並反應。
S1002:反應1天,取出改性塑膠不織布,進行水洗並烘乾儲存。
次氯酸保存穩定性測試方式如下:
S1003:再進一步將改性不織布與未改性不織布,同樣加入15倍重量次氯酸水溶液並進行室溫25℃儲藏室驗,從製備後每個月,測量pH值及FAC量,比較室溫儲藏改性不織布與未改性不織布的差異。
結果如表11及圖3所示,圖3中圓形代表改性不織布,正方形表未改性不織布,結果均顯示改性不織布有較佳的次氯酸保存穩定性,且較好的pH的穩定性,在室溫第3個月有明顯的差距,改性不織布相比未改性不織布對次氯酸的保存穩定性提升了180%。
表11、改性不織布與未改性不織布室溫儲藏試驗結果
儲藏時間(單位:月) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
改性 不織布 | FAC量(ppm) | 218 | 149 | 129 | 117 | 103 | 103 | 100 |
pH | - | 6.17 | 6.08 | 5.74 | 5.55 | 5.35 | 5.39 | |
未改性 不織布 | FAC量(ppm) | 232 | 132 | 99 | 65 | - | - | - |
pH | 6.5 | 6.2 | 5.84 | 5.18 | - | - | - |
上述為本發明之試驗結果,本發明為纖維提供一種改性方法,經改性後之纖維的特點為有較高的次氯酸保存穩定性,長期間保存仍具有較佳殺菌及清潔洗淨效果,本發明克服先前次氯酸纖維保存不易之問題,增加次氯酸纖維的製造、運輸、及銷售之應用。
以上該僅為本發明之較佳實施例,並非用來限定本發明之實施範圍;如果不脫離本發明之精神和範圍,對本發明進行修改或者等同替換,均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。
圖1、保存穩定性加溫測試結果圖。
圖2、保存穩定性加溫測試結果圖。
圖3、室溫保存穩定性測試結果圖。
Claims (9)
- 一種纖維的改性方法,其步驟包含:將纖維與氧化劑進行反應,形成一抗氧化性纖維,其中,反應的溫度為50-100℃,時間為6-336小時;將該抗氧化性纖維與該氧化劑分離;以及將該抗氧化性纖維烘乾,形成一改性纖維;當該纖維改性後與次氯酸水溶液封存於一容器,且經過6至12個月的室溫儲藏後,該容器中的有效氯(free available chlorine,FAC)保存率大於當該纖維改性前與次氯酸水溶液封存於一容器,且經過6至12個月的室溫儲藏後,該容器中的有效氯保存率;其中,該容器中的次氯酸水溶液的重量,為該纖維的重量高於15倍。
- 如請求項1所述之纖維的改性方法,其中該纖維係為聚乙烯(polyethylene,簡稱PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,簡稱PET)、聚丙烯(Polypropylene,簡稱PP)、嫘縈(Rayon)、的其中一種或二者以上之組合。
- 如請求項1所述之纖維的改性方法,其中該氧化劑的濃度為150-20000ppm。
- 如請求項1所述之纖維的改性方法,其中該氧化劑的濃度為150-250ppm。
- 如請求項1所述之纖維的改性方法,其中該氧化劑係為次氯酸型氧化劑。
- 如請求項1所述之纖維的改性方法,其中該氧化劑係為次氯酸鈉、次氯酸鈣、次氯酸鎂、次氯酸鉀,或次氯酸的其中一種或二者以上之組合。
- 如請求項1所述之纖維改性方法,其中該溫度為50-80℃。
- 如請求項1所述之纖維的改性方法,其中該時間為6-168小時。
- 如請求項1所述之纖維的改性方法,其中該時間為24-168小時。
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