CN112176728B - 一种抗菌、抗病毒、除臭棉纤维及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于棉纤维技术领域，具体涉及一种抗菌、抗病毒、除臭棉纤维及其制备方法和应用。本发明提供的纤维含有植物性天然抗菌剂和络合物，络合物为无机抗菌剂中含有的金属离子与植酸形成的络合物，在植物性抗菌剂和络合物的共同作用下棉纤维具有良好的抗菌抗病毒性能；同时，β‑环糊精对植物性天然抗菌剂形成了有效的保护，避免了加工过程中植物性天然抗菌剂产生破坏或流失的现象；植酸与无机抗菌剂中的金属离子形成络合提高了无机抗菌剂的稳定性，进而提高了棉纤维抗菌抗病毒的持久性，同时植酸的引入也提高了棉纤维的阻燃性；β‑环糊精与棉纤维产生接枝交联进一步提高了抗菌剂与棉纤维的结合性能，提高了棉纤维抗菌抗病毒的持久性。
Description
技术领域
本发明属于棉纤维技术领域，具体涉及一种抗菌、抗病毒、除臭棉纤维及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会的发展，在人们的生活水平提高的同时，也出现了越来越多的致病微生物包括细菌和病毒，这些细菌和病毒给人类的生命健康造成了严重威胁。随着人们保健意识的增强，对生活用品也提出了更高的要求。
棉纤维吸湿和透气性优良，柔软保暖，与肌肤接触时无任何副作用，卫生性能良好，但是棉纤维易受微生物的污染抗菌防霉效果不佳，所以又限制了其应用。为了扩大棉纤维的应用领域，在棉纤维基础上的改性和功能复合化方面的研究越来越多，尤其是在抗菌、抗病毒以及护肤保健方面获得了较快的发展。
我国具有丰富的植物资源，茶叶、中草药等是我国的民族瑰宝，从茶叶、中草药中提取获得的天然抗菌剂的抗菌效率高，安全无毒。中国专利 CN201410540645.4公开了一种中草药抗菌棉纤维及其制作方法。该专利是将中草药浸泡液混合于纺丝原液中进行纺丝制备得到改性棉纤维，该处理方式得到的改性棉纤维中的中草药抗菌成分的含量有限，不利于改性棉纤维抗菌抗病毒功能的持久性。
中国专利CN201811252564.9(一种植物源复合功能本草棉纤维及其制备方法)和CN201811252563.4(一种高效凉感防霉本草棉及其制备方法) 公开了几种功能复合的本草棉及其制备方法。从其公开的技术方案中可以看出，其赋予棉纤维的功能主要通过后处理(助剂吸附)等物理作用获得的，添加物质与棉纤维之间的结合性能较差，影响棉纤维抗菌功能的持久性。
如何使棉纤维具有持久的抗菌抗病毒性能，是有待探究的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗菌、抗病毒、除臭棉纤维，本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维具有较好的抗菌抗病毒的持久性和除臭性能。
本发明提供了一种抗菌、抗病毒、除臭棉纤维，包括棉纤维和β-环糊精 /抗菌剂复合物；
所述β-环糊精/抗菌剂复合物包括β-环糊精和吸附于所述β-环糊精的多孔内的抗菌剂，所述抗菌剂包括植物性天然抗菌剂和络合物，所述络合物为无机抗菌剂中含有的金属离子和植酸的络合物；
所述棉纤维与β-环糊精/抗菌剂复合物中的β-环糊精接枝交联。
优选的，所述植物性天然抗菌剂包括茶叶提取物、金银花提取物、黄连提取物、大青叶提取物、板蓝根提取物、柴胡提取物、甘草提取物、连翘提取物和黄芪提取物中的一种或多种；
所述无机抗菌剂包括Zn2+无机抗菌剂。
优选的，所述棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物的质量比为100:4～10；
所述抗菌剂与β-环糊精的质量比为1～3:1；
所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂的质量比为1～4:1；
所述无机抗菌剂和植酸的质量比为2～6:1。
本发明还提供了上述技术方案所述抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的制备方法，包括以下步骤：
将β-环糊精、植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和水进行第一混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；
将棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系进行第二混合，得到吸附棉纤维；
将所述吸附棉纤维依次进行稳定化处理和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维；
所述稳定化处理用溶液为植酸水溶液。
优选的，在进行所述第二混合前还包括对棉纤维进行预处理，所述预处理包括依次进行的丝光处理和等离子体刻蚀处理。
优选的，所述丝光处理的丝光剂包括氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为200～280g/L，所述丝光处理的浴比为1:10～25，温度为20～30℃，时间为40～80s；
所述等离子体刻蚀的工作气体为空气，输出功率为100～300W，时间为1～3min。
优选的，所述第一混合包括以下步骤：
将β-环糊精与水进行第三混合，得到β-环糊精的饱和溶液；
将植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和所述β-环糊精的饱和溶液进行第四混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；
所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂总质量与β-环糊精的质量比为 1～6:1；
所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂的质量比为1～4:1。
优选的，所述第二混合的方式为浸泡，所述浸泡的温度为15～50℃，时间为1～2h。
优选的，所述浸泡的浴比为1:10～20。
优选的，所述辐照处理的辐照强度为30～70kGy，时间为60～120s。
本发明还提供了上述技术方案所述抗菌、抗病毒、除臭棉纤维或上述技术方案所述制备方法制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维在纺织品中的应用。
本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维，包括棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物；所述β-环糊精/抗菌剂复合物包括β-环糊精和吸附于所述β-环糊精的多孔内的抗菌剂，所述抗菌剂包括植物性天然抗菌剂和络合物，所述络合物为无机抗菌剂中含有的金属离子和植酸的络合物；所述棉纤维与β-环糊精 /抗菌剂复合物中的β-环糊精接枝交联。本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维含有植物性天然抗菌剂和络合物，络合物为无机抗菌剂中含有的金属离子和植酸的络合物，在天然植物性抗菌剂和络合物的共同作用下，使棉纤维具有良好的抗菌抗病毒性能；β-环糊精对植物性天然抗菌剂形成了有效的保护，避免了加工过程中植物性天然抗菌剂产生破坏或流失的现象，而且β-环糊精与棉纤维产生接枝交联进一步提高了抗菌剂与棉纤维的结合性能，同时提高了棉纤维抗菌抗病毒的持久性；植酸与无机抗菌剂中含有的金属离子进行络合形成络合物提高了无机抗菌剂的稳定性，进而在保证无机抗菌剂在纤维中含量的同时提高了纤维抗菌抗病毒的持久性。因此，本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维具有持久的、良好的抗菌抗病毒性能。
而且，在本发明中，植酸的引入也提高了棉纤维的阻燃性；β-环糊精中的多孔结构还能够吸附异味气体，使得纤维具有除臭的作用。
具体实施方式
本发明提供了一种抗菌、抗病毒、除臭棉纤维，包括棉纤维和β-环糊精 /抗菌剂复合物；
所述β-环糊精/抗菌剂复合物包括β-环糊精和吸附于所述β-环糊精的多孔内的抗菌剂，所述抗菌剂包括植物性天然抗菌剂和络合物，所述络合物为无机抗菌剂中含有的金属离子和植酸的络合物；
所述棉纤维与β-环糊精/抗菌剂复合物中的β-环糊精接枝交联。
在本发明中，若无特殊说明，所有原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维包括棉纤维。在本发明中，所述棉纤维表面优选包括孔洞，所述孔洞优选为将棉纤维进行等离子体刻蚀处理得到，所述孔洞更利于吸附β-环糊精/抗菌剂复合物。
本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维还包括β-环糊精/抗菌剂复合物，所述棉纤维与β-环糊精/抗菌剂复合物中的β-环糊精接枝交联。在本发明中，所述β-环糊精/抗菌剂复合物包括β-环糊精和吸附于所述β-环糊精的多孔内的抗菌剂；在本发明中，所述抗菌剂与β-环糊精的质量比优选为1～3:1，更优选为2～3:1。
在本发明中，所述抗菌剂包括植物性天然抗菌剂和络合物，所述络合物为无机抗菌剂中含有的金属离子和植酸的络合物。在本发明中，所述植物性天然抗菌剂优选包括茶叶提取物、金银花提取物、黄连提取物、大青叶提取物、板蓝根提取物、柴胡提取物、甘草提取物、连翘提取物和黄芪提取物中的一种或多种，当所述植物性天然抗菌剂包括多种提取物时，本发明对具体提取物的配比无特殊限定，只要能够满足植物性天然抗菌剂的用量即可。在本发明的实施例中，所述植物性天然抗菌剂优选包括茶叶提取物、金银花提取物和黄连提取物的混合物，茶叶提取物、大青叶提取物和板蓝根提取物的混合物、茶叶提取物、柴胡提取物和甘草提取物的混合物，或茶叶提取物、连翘提取物和黄芪提取物的混合物；所述茶叶提取物、金银花提取物和黄连提取物质量比为2:2:1，所述茶叶提取物、大青叶提取物和板蓝根提取物的质量比为2:1:2，所述茶叶提取物、柴胡提取物和甘草提取物的质量比为2:1:1，所述茶叶提取物、连翘提取物和黄芪提取物的质量比为3:1:1。
在本发明中，所述无机抗菌剂优选包括Zn2+无机抗菌剂，所述Zn2+无机抗菌剂优选包括ZnCl2或ZnSO4。在本发明中，所述无机抗菌剂和植酸的质量比优选为2～6:1，更优选为3～4:1。在本发明中，所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂的质量比优选为1～4:1，更优选为2～3:1。
在本发明中，所述棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物的质量比优选为 100:4～10，更优选为100:8～9。
本发明还提供了上述技术方案所述的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的制备方法，包括以下步骤：
将β-环糊精、植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和水进行第一混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；
将棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系进行第二混合，得到吸附棉纤维；
将所述吸附棉纤维依次进行稳定化处理和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维；
所述稳定化处理用溶液为植酸水溶液。
本发明将β-环糊精、植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和水进行第一混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系。在本发明中，所述第一混合优选包括以下步骤：
将β-环糊精与水进行第三混合，得到β-环糊精的饱和溶液；
将植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和所述β-环糊精的饱和溶液进行第四混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系。
本发明将β-环糊精与水进行第三混合，得到β-环糊精的饱和溶液。在本发明中，所述水优选包括去离子水，所述第三混合的温度优选为40～70℃，更优选为46～58℃。本发明对水的用量无特殊限定，只要能够得到β-环糊精的饱和溶液即可。本发明对第三混合的混合方式无特殊限定，只要能够混合均匀即可。
得到β-环糊精的饱和溶液后，本发明将植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和所述β-环糊精的饱和溶液进行第四混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系。本在发明中，所述第四混合的温度优选与第三混合的温度一致。在本发明中，所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂总质量与β-环糊精的质量比优选为1～6:1，更优选2～4:1。所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂的质量比优选为1～4:1，更优选为2～3:1。在本发明中，所述第四混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌优选包括依次进行的第一搅拌和第二搅拌，所述第一搅拌的的转速优选为1500～2500r/min，更优选为1750～2105r/min，所述第一搅拌的时间优选为15～30min，更优选为21～26min；所述第二搅拌的转速优选为500～800r/min，更优选为560～695r/min，所述第二搅拌的时间优选为 1.5～3h，更优选为2～2.5h。在本发明中，所述第一搅拌完成后立即进行第二搅拌。本发明对所述第四混合的混合顺序没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合顺序进行即可。
得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系后，本发明将棉纤维和β-环糊精/ 抗菌剂复合物分散体系进行第二混合，得到吸附棉纤维。本发明在进行第二混合前优选对所述棉纤维进行预处理，所述预处理优选包括依次进行的丝光处理和等离子体刻蚀处理。在本发明中，所述棉纤维优选为梳棉后得到的棉纤维。
在本发明中，所述丝光处理优选为将棉纤维在丝光剂中浸渍。本发明在进行所述浸渍之前优选对棉纤维进行梳棉处理，本发明对梳棉处理无特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的方式即可。在本发明中，所述丝光剂优选包括氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度优选为200～280g/L，更优选为 225～253g/L；所述丝光处理的浴比优选为1:10～25，更优选为1:15～20，所述丝光处理的浴比优选为所述棉纤维质量与丝光剂的体积比；所述丝光处理的温度优选为20～30℃，更优选为23～26℃；时间优选为40～80s，更优选为 55～68s。在本发明中，所述丝光处理后棉纤维的圆度增大，表面光滑，利于后续对棉纤维进行充分处理。
在本发明中，所述丝光处理后优选将丝光处理后的棉纤维依次进行第一压榨、水洗、酸洗和烘干。本发明对所述第一压榨没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程并能够保证使所述第一压榨后棉纤维中的含水率优选为60～90％，更优选为75.2～83％。在本发明中，所述第一压榨可以除去纤维中的部分丝光剂，以减少水洗用水和酸洗用溶液的用量。
在本发明中，所述水洗的温度优选为20～30℃，更优选为22～26℃；所述水洗用水与棉纤维的质量比优选为15～35:1，更优选为21～28:1。本发明对所述水洗后棉纤维的pH值无特殊要求，只要使酸洗后的棉纤维pH值达到要求即可。
在本发明中，所述酸洗用溶液优选包括酸溶液，所述酸溶液优选包括盐酸溶液或硫酸溶液，所述酸溶液的浓度优选为20～50g/L，更优先为28～39g/L。在本发明中，所述酸洗的温度优选为20～30℃，更优选为22～26℃。在本发明中，所述酸洗后棉纤维的pH值优选为6～8，更优选为6.5～7.5。本发明对酸洗用溶液的用量无特殊限定，只要能够使酸洗后棉纤维的pH值满足要求即可。本发明对棉纤维的pH检测方法无特殊限定，采用本领域常规的技术手段即可。在本发明中，进行所述酸洗后还优选包括对酸洗后的棉纤维进行第二压榨，所述第二压榨能够除去酸洗后棉纤维中的酸洗液，利于减少烘干的能耗。
本发明限定棉纤维的pH值为6～8能够保证棉纤维在烘干后具有良好的性能，如果棉纤维的酸性太大会使棉纤维发酥发脆，容易形成断裂，如果棉纤维的碱性太大，会使棉纤维的表面发白，影响美观；同时也会增大对棉纤维的腐蚀性，使棉纤维在后续的开松过程中产生大量的粉尘，影响棉纤维的机械性能，从而影响棉纤维的后续使用。
在本发明中，所述烘干的温度优选为105～120℃，更优选为112～115℃，时间优选为30～50min，更优选为36～41min。
在本发明中，所述等离子体刻蚀的工作气体优选为空气；所述等离子体刻蚀的输出功率优选为100～300W，更优选为150～230W；时间优选为 1～3min，更优选为2～2.5min。在本发明中，所述等离子体刻蚀处理使丝光处理后的棉纤维表面形成许多孔洞，利于吸附β-环糊精/抗菌剂复合物，同时增大了丝光处理后的棉纤维的表面积，以提高抗菌、抗病毒、除臭棉纤维中抗菌剂的含量；同时等离子体刻蚀处理在丝光处理后的棉纤维表面形成较多的亲水基团，例如羧基，所述亲水基团能够与β-环糊精在辐照条件下进行接枝交联反应。
在本发明中，所述第二混合的方式优选为浸泡，所述浸泡的温度优选为 15～50℃，更优选为28～40℃；所述浸泡的时间优选为1～2h，更优选为1.5h，所述浸泡的浴比优选为1:10～20，更优选为1:15～20。在本发明中，所述浸泡的浴比为棉纤维质量和β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系体积之比。本发明在所述浸泡过程中优选会对棉纤维进行翻动，所述翻动的频率优选为每隔 10min翻动一次，所述翻动能够使棉纤维充分吸附β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系中的β-环糊精/抗菌剂复合物。
得到吸附棉纤维后，本发明将吸附棉纤维依次进行稳定化处理和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维。
本发明在进行稳定化处理前优选对所述吸附棉纤维进行第三压榨，所述第三压榨后产物与棉纤维的质量比优选为2～5:1，更优选为2～3:1。在本发明中，所述第三压榨能够除去吸附棉纤维中的水分，避免稳定化处理过程中对植酸水溶液产生稀释的影响，从而保证稳定化处理效果。
在本发明中，所述稳定化处理用溶液为植酸水溶液，所述植酸水溶液的浓度优选为5～15g/L，更优选为8.5～12.6g/L。在本发明中，所述稳定化处理优选是将吸附棉纤维浸泡在植酸水溶液中，所述稳定化处理的的浴比优选为 1:5～15，更优选为1:8～12；所述浸泡的温度优选为50～70℃，更优选为 56～65℃，时间优选为0.5～1.5h，更优选为1～1.2h；在本发明中，所述稳定化处理的的浴比为吸附棉纤维的质量和植酸水溶液的体积之比。本发明经过所述稳定化处理使无机抗菌剂中含有的金属离子与植酸络合形成络合物，增强了无机抗菌剂的稳定性，利于提高抗菌、抗病毒、除臭棉纤维抗菌抗病毒的持久性；同时形成的络合物在部分植物性天然抗菌剂表面形成包覆层，又进一步对所述部分植物性天然抗菌剂形成有效保护减少植物性天然抗菌剂的流失。
在本发明中，所述稳定化处理后还优选包括依次进行的脱水、上油、第四压榨、湿开棉和烘干。
在本发明中，所述脱水后棉纤维的含水率优选为70～95％，更优选为78～90％。本发明对所述脱水的方式无特殊限定，只要能够使脱水后棉纤维的含水率达到要求即可。
在本发明中，所述上油用上油浴液优选包括乳化液和溶剂。在本发明中，所述乳化液优选购自日本竹本油脂(苏州)有限公司的HONOLMGR，所述溶剂优选为水。在本发明中，所述上油浴液中HONOLMGR的浓度优选为 4～7g/L，更优选为5～6g/L。
在本发明中，所述第四压榨后棉纤维的含水率优选为60～90％，更优选为66％～78％。本发明对所述第四压榨的方式无特殊限定，只要能够达到所要求的含水率即可。
本发明对湿开棉无特殊要求，采用本领域常规手段即可。
在本发明中，所述烘干的温度优选为95～115℃，更优选为102～108℃，时间优选为40～80min，更优选为55～65min。
在本发明中，所述辐照处理优选采用电子束辐照，所述辐照处理的辐照强度优选为30～70kGy，更优选为38～55kGy；时间为60～120s，更优选为 85～108s。在本发明中，所述辐照处理使棉纤维与β-环糊精形成接枝交联，提高了β-环糊精与棉纤维的结合强度，进而提高抗菌、抗病毒、除臭棉纤维抗菌抗病毒的持久性。在本发明中，所述接枝交联优选为棉纤维进行等离子体刻蚀后形成的亲水基团与β-环糊精环糊精表面的羟基发生的接枝交联反应。
按照本发明制备方法制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维具有较好的光泽度，所述抗菌、抗病毒、除臭棉纤维中含有植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和β-环糊精，β-环糊精中的孔洞能够吸附异味达到除臭的效果。
本发明还提供了上述技术方案所述的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维或上述技术方案所述的制备方法制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维在纺织品中的应用。
利用本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维加工成纺织品，具有持久的抗菌抗病毒性能，且具有除臭功能。所述纺织品优选包括服装、装饰用品以及床上用品等。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明的实施例对各原料的用量的级别无限定，采用任意重量级均可进行制备，只要按照具体的原料配比即可。
实施例1
将梳棉后的棉纤维在氢氧化钠溶液(200g/L，20℃)中浸渍80s，浴比是1:10，经过压榨(压榨后棉纤维含水率为60％)后，按照水和棉纤维质量比为15:1的用量进行水洗(水，20℃)、酸洗(20g/L盐酸，20℃)，使丝光处理的棉纤维的pH值为8；将丝光处理的棉纤维在105℃下烘干50min 后，进行等离子刻蚀，得到预处理的棉纤维，其中等离子刻蚀的工作气体为空气，输出功率为100W，时间为3min；
将β-环糊精与水混合(40℃)，得到β-环糊精的饱和溶液；
将β-环糊精的饱和溶液、植物性天然提取物(质量比为2:2:1的茶叶提取物、金银花提取物和黄连提取物)和ZnCl2混合，在1500r/min的转速下搅拌30min后，在500r/min的转速下搅拌1.5h，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；其中ZnCl2和植物性天然提取物的质量比为1:1，ZnCl2和植物性天然提取物总质量与β-环糊精的质量比为1:1；
将预处理的棉纤维在β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系中浸泡1h(50℃)，浸泡过程中每隔10min将预处理的棉纤维翻动一次，得到吸附棉纤维；其中浸泡的浴比为1:20；
将吸附棉纤维进行压榨(压榨后产物与棉纤维的质量比为2:1)后，在植酸水溶液(5g/L)中浸泡(50℃，浴比为1:5)1.5h，进行稳定化处理；将稳定化处理产物依次进行脱水(脱水后含水率为70％)、上油、压榨(压榨后含水率为60％)、湿开棉、烘干和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维；上油用上油浴液中HONOLMGR的浓度为4g/L；烘干的温度为95℃，时间为80min；电子束辐照处理的辐照强度为30kGy，时间为120s。
实施例2
将梳棉后的棉纤维在氢氧化钠溶液(225g/L，23℃)中浸渍68s，浴比是1:15，经过压榨(压榨后棉纤维含水率为75.2％)后，按照水和棉纤维质量比为21:1的用量进行水洗(水，22℃)、酸洗(20g/L盐酸，22℃)，使得到丝光处理的棉纤维的pH值为7；将丝光处理的棉纤维在112℃下烘干41min后，进行等离子刻蚀，得到预处理的棉纤维，其中等离子刻蚀的工作气体为空气，输出功率为150W，时间为2.5min；
将β-环糊精与水混合(46℃)，得到β-环糊精的饱和溶液；
将β-环糊精的饱和溶液、植物性天然提取物(茶叶提取物、大青叶提取物、板蓝根提取物的混合物，茶叶提取物、大青叶提取物、板蓝根提取物的质量比为2:1:2)和Zn2+抗菌剂ZnSO4混合，在1750r/min的转速下搅拌26min 后，在560r/min的转速下搅拌2h，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；其中ZnSO4和植物性天然提取物的质量比为1:2，ZnSO4和植物性天然提取物总质量与β-环糊精的质量比为2:1；
将预处理的棉纤维在β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系中浸泡1.5h (40℃)，浸泡过程中每隔10min将预处理的棉纤维翻动一次，得到吸附棉纤维；其中浸泡的浴比为1:17；
将吸附棉纤维进行压榨(压榨后产物与棉纤维的质量比为3:1)后，在植酸水溶液(8.5g/L)中浸泡(56℃，浴比为1:8)1.2h，进行稳定化处理；将稳定化处理产物依次进行脱水(脱水后含水率为78％)、上油、压榨(压榨后含水率为66％)、湿开棉、烘干和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维；上油用上油浴液中HONOLMGR的浓度为5g/L；烘干的温度为102℃，时间为65min；电子束辐照处理的辐照强度为38kGy，时间为108s。
实施例3
将梳棉后的棉纤维在氢氧化钠溶液(253g/L，26℃)中浸渍55s，浴比为1:20，经过压榨(压榨后棉纤维含水率为83％)后，按照水和棉纤维质量比为28:1的用量进行水洗(水，26℃)、酸洗(39g/L盐酸，26℃)，使得到丝光处理的棉纤维的pH值为6.5；将丝光处理的棉纤维在115℃下烘干 36min后，进行等离子刻蚀，得到预处理的棉纤维，其中等离子刻蚀的工作气体为空气，输出功率为230W，时间为2min；
将β-环糊精与水混合(58℃)，得到β-环糊精的饱和溶液；将β-环糊精的饱和溶液、植物性天然提取物(茶叶提取物、柴胡提取物、甘草提取物的混合物，茶叶提取物、柴胡提取物、甘草提取物的质量比为2:1:1)和Zn2+抗菌剂ZnCl2混合，在2105r/min的转速下搅拌21min后，在695r/min的转速下搅拌2.5h，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；其中ZnCl2和植物性天然提取物的质量比为1:3，ZnCl2和植物性天然提取物总质量与β-环糊精的质量比为4:1；
将预处理的棉纤维在β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系中浸泡1.5h (28℃)，浸泡过程中每隔10min将预处理的棉纤维翻动一次，得到吸附棉纤维；其中浸泡的浴比为1:15；
将吸附棉纤维进行压榨(压榨后产物与棉纤维的质量比为4:1)后，在植酸水溶液(12.6g/L)中浸泡(65℃，浴比为1:12)1h，进行稳定化处理；将稳定化处理产物依次进行脱水(脱水后含水率为90％)、上油、压榨(压榨后含水率为78％)、湿开棉、烘干和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维；上油用上油浴液中HONOLMGR的浓度为6g/L；烘干的温度为108℃，时间为55min；电子束辐照处理的辐照强度为55kGy，时间为85s。
实施例4
将梳棉后的棉纤维在氢氧化钠溶液(280g/L，30℃)中浸渍40s，浴比为1:20，经过压榨(压榨后棉纤维含水率为90％)后，按照水和棉纤维质量比为35:1的用量进行水洗(水，30℃)、酸洗(50g/L盐酸，30℃)，使得到丝光处理的棉纤维的pH值为6；将丝光处理的棉纤维在120℃下烘干 30min后，进行等离子刻蚀，得到预处理的棉纤维，其中等离子刻蚀的工作气体为空气，输出功率为300W，时间为1min；
将β-环糊精与水混合(70℃)，得到β-环糊精的饱和溶液；将β-环糊精的饱和溶液、植物性天然提取物(茶叶提取物、连翘提取物、黄芪提取物的混合物，茶叶提取物、连翘提取物、黄芪提取物的质量比为3:1:1)和Zn2+抗菌剂ZnSO4混合，在2500r/min的转速下搅拌15min后，在800r/min的转速下搅拌3h，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；其中ZnSO4和植物性天然提取物的质量比为1:4，ZnSO4和植物性天然提取物总质量与β-环糊精的质量比为6:1；
将预处理的棉纤维在β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系中浸泡2h(15℃)，浸泡过程中每隔10min将预处理的棉纤维翻动一次，得到吸附棉纤维；其中浸泡的浴比为1:10；
将吸附棉纤维进行压榨(压榨后产物与棉纤维的质量比为5:1)后，在植酸水溶液(15g/L)中浸泡(70℃，浴比为1:15)0.5h，进行稳定化处理；将稳定化处理产物依次进行脱水(脱水后含水率为95％)、上油、压榨(压榨后含水率为90％)、湿开棉、烘干和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维；上油用上油浴液中HONOLMGR的浓度为7g/L；烘干的温度为115℃，时间为40min；电子束辐照处理的辐照强度为70kGy，时间为60s。
测试例：
按照JISL1902：2008《纺织品抗菌性能试验方法抗菌效果》检测实施例 1～4制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的抑菌活性值和杀菌活性值，其结果列于表1中。
本发明按照ISO198184:2014《纺织产品的抗病毒性试验方法》检测实施例1～4制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维对甲型流感病毒、乙型流感病毒的抗病毒活性值，其结果列于表1中。
表1实施例1～4制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的抗菌抗病毒性能
由表1中的数据可知，本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维具有较高的抑菌活性值和杀菌活性值，同时对甲型流感病毒和乙型流感病毒具有较高的抗病毒活性值，具有较好的抗菌抗病毒性能。
本发明按照ISO17299-2-2014纺织品.除臭性能的测定.第2部分:检测管法检测实施例1～4制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的除臭性能，其结果列于表2中。
表2实施例1～4制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的除臭性能
| 实施例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 氨气消除率(％) | 81 | 83 | 84 | 86 |
| 醋酸消除率(％) | 74 | 76 | 79 | 82 |
注：消除率＝(初始浓度-吸附后浓度)/初始浓度*100
由表2中数据可知本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维具有较高的氨气消除率和醋酸消除率，因此具有良好的除臭性能。
将实施例1～4制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维按照标准FZ/T 73023-2006附录C4.简化洗涤条件及程序中的洗涤方法进行50次洗涤后，按照JISL1902：2008和ISO198184:2014检测洗涤50次后的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的抗菌、抗病毒性能，其结果列于表3；按照照ISO17299-2-2014 纺织品.除臭性能的测定.第2部分:检测管法检测洗涤50次后的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的除臭性能，其结果列于表4中。
表3实施例1～4制备得到的纤维素纤维水洗50次后的抗菌抗病毒性能
表4实施例1～4制备得到的纤维水洗50次后的的除臭性能
| 实施例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 氨气消除率(％) | 79 | 80 | 82 | 85 |
| 醋酸消除率(％) | 72 | 75 | 78 | 80 |
结合表3和表4可知本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维经过50 次洗涤后仍然具有较高的抗菌、抗病毒和除臭性能，证明本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维具有持久的抗菌抗病毒性能和持久的除臭性能。
本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维具有持久的抗菌、抗病毒性能，能够抑制细菌、病毒的生长，从而减少因细菌或病毒产生臭味；同时本发明提供的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维中含有的β-环糊精，所述β-环糊精中的多孔结构能够吸附异味气体达到除臭的目的。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种抗菌、抗病毒、除臭棉纤维，包括棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物；
所述β-环糊精/抗菌剂复合物包括β-环糊精和吸附于所述β-环糊精的多孔内的抗菌剂，所述抗菌剂包括植物性天然抗菌剂和络合物，所述络合物为无机抗菌剂中含有的金属离子和植酸的络合物；
所述棉纤维与β-环糊精/抗菌剂复合物中的β-环糊精接枝交联；
所述抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的制备方法，按照以下步骤进行：
将β-环糊精、植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和水进行第一混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；
将棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系进行第二混合，得到吸附棉纤维；
将所述吸附棉纤维依次进行稳定化处理和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维；
所述稳定化处理用溶液为植酸水溶液；
所述辐照处理的辐照强度为30～70kGy，时间为60～120s。
2.根据权利要求1所述的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维，其特征在于，所述植物性天然抗菌剂包括茶叶提取物、金银花提取物、黄连提取物、大青叶提取物、板蓝根提取物、柴胡提取物、甘草提取物、连翘提取物和黄芪提取物中的一种或多种；
所述无机抗菌剂包括Zn2+无机抗菌剂。
3.根据权利要求1所述的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维，其特征在于，所述棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物的质量比为100:4～10；
所述抗菌剂与β-环糊精的质量比为1～3:1；
所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂的质量比为1～4:1；
所述无机抗菌剂和植酸的质量比为2～6:1。
4.权利要求1～3任一项所述抗菌、抗病毒、除臭棉纤维的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
将β-环糊精、植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和水进行第一混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；
将棉纤维和β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系进行第二混合，得到吸附棉纤维；
将所述吸附棉纤维依次进行稳定化处理和辐照处理，得到抗菌、抗病毒、除臭棉纤维；
所述稳定化处理用溶液为植酸水溶液；
所述辐照处理的辐照强度为30～70kGy，时间为60～120s。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在进行所述第二混合前还包括对棉纤维进行预处理，所述预处理包括依次进行的丝光处理和等离子体刻蚀处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述丝光处理的丝光剂包括氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为200～280g/L，所述丝光处理的浴比为1:10～25，温度为20～30℃，时间为40～80s；
所述等离子体刻蚀的工作气体为空气，输出功率为100～300W，时间为1～3min。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合包括以下步骤：
将β-环糊精与水进行第三混合，得到β-环糊精的饱和溶液；
将植物性天然抗菌剂、无机抗菌剂和所述β-环糊精的饱和溶液进行第四混合，得到β-环糊精/抗菌剂复合物分散体系；
所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂总质量与β-环糊精的质量比为1～6:1；
所述植物性天然抗菌剂和无机抗菌剂的质量比为1～4:1。
8.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合的方式为浸泡，所述浸泡的温度为15～50℃，时间为1～2h。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述浸泡的浴比为1:10～20。
10.权利要求1～3任一项所述抗菌、抗病毒、除臭棉纤维或权利要求4～9任一项所述制备方法制备得到的抗菌、抗病毒、除臭棉纤维在纺织品中的应用。
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