CN113584884B - 一种抗菌功能面料及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌功能面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及抗菌面料的领域，更具体地说，它涉及一种抗菌功能面料及其制备方法。本申请的抗菌功能面料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备面料；（2）制备抗菌液：抗菌液包括抗菌剂，抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵和桧木醇中的至少一种和壳聚糖按照重量比（2‑4）:（13‑15）组成；对抗菌剂进行加热并使壳聚糖加热至熔融，搅拌均匀制备成抗菌液，保温备用；（3）涂覆：将步骤（2）中制得的抗菌液涂覆在步骤（1）制备的面料上，干燥即得。本申请制得的抗菌功能面料具有提高面料的抗菌性能的效果。

Description

一种抗菌功能面料及其制备方法
技术领域
本申请涉及抗菌面料的领域，更具体地说，它涉及一种抗菌功能面料及其制备方法。
背景技术
服装面料作为与人们生活息息相关的物品，从古发展至今，人们对服装的需求早已超越了最初的蔽体、保暖的基本需求，现如今人们更多的追求的是服装面料的美观，舒适以及一些新的功能；同时由于人体在穿着服装面料时不可避免的与外界发生接触，在与外界接触摩擦时难免会沾染细菌和真菌，为了使服装对人体有更好的防护效果，抗菌面料的研究成为了目前服装面料研究的重点方向。
发明内容
为了提高服装面料的抗菌性能，本申请提供一种抗菌功能面料及其制备方法。
本申请提供的一种抗菌功能面料的制备方法采用如下的技术方案：
一种抗菌功能面料的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备面料；
(2)制备抗菌液：抗菌液包括抗菌剂，抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵和桧木醇中的至少一种和壳聚糖按照重量比(2-4):(13-15)组成；对抗菌剂进行加热并将壳聚糖加热至熔融，搅拌均匀制备成抗菌液，保温备用；
(3)涂覆：将步骤(2)中制得的抗菌液涂覆在步骤(1)制备的面料上，冷却即得。
通过采用上述技术方案，使得双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇均匀分布在熔融的壳聚糖中，并且制备成抗菌液；由于双十八烷基二甲基氯化铵的表面带有正电荷，可与细菌表面的负电荷相互吸引，使得细菌细胞内的酶蛋白质和核酸变性，起到杀灭细菌的效果；桧木醇的分子上含有两个可供配位络合的氧原子，氧原子可以与真菌和细菌内的蛋白质作用，使真菌和细菌内的蛋白质变性，对真菌和细菌进行杀灭，同时由于桧木醇从天然植物中提取，对环境污染较小；壳聚糖本身分子上带有含正电的氨基，可与呈负电性的菌体相吸附，进而起到良好的抗菌效果，同时壳聚糖也具有优异的成膜性；由于桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵与面料的结合力较差，通过将桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵与壳聚糖进行混合，使得桧木醇和双十八烷基二甲基氯化铵均可以通过壳聚糖稳定与面料进行连接，并且在与壳聚糖的共同作用下，使得制备的面料具有稳定的抗菌作用。
优选的，所述抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇中的至少一种和壳聚糖按照重量比(2-3):(13-15)组成。
通过采用上述技术方案，通过优化抗菌剂中桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵和壳聚糖之间互相的比例，进一步提高制备的面料的抗菌性能。
优选的，所述抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖按照重量比1:(1-2):(13-15)组成。
通过采用上述技术方案，利用双十八烷基二甲基氯化铵表面的静电吸附作用，主要对细菌进行消灭；桧木醇通过分子中的氧原子的配位络合作用，可对细菌和真菌进行消灭；壳聚糖具有优异的成膜性，双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇均可通过壳聚糖与面料进行稳定连接，在双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖的协同作用下，使得面料可以对细菌和真菌进行杀灭，进而使得制备的面料的抗菌效果更加全面。
优选的，所述面料由聚酯纤维和聚丙烯腈按照重量比(3-4):(1-2)混纺而成。
通过采用上述技术方案，聚丙烯腈具有优异的耐候性和耐日晒性，但是其强度和抗皱性能有待提高；聚酯纤维具有良好的强度与和抗皱性能，通过将聚酯纤维和聚丙烯腈进行混纺，使得制备的面料在具有良好的耐候性和耐日晒性的同时也具有良好的强度和抗皱性能。
优选的，步骤(1)中的面料制备完毕后，在将抗菌液涂覆在面料上前，还包括以下步骤：加热硝酸银溶液至沸腾，将面料浸渍在硝酸银溶液中，浸渍20-25min，取出晾凉，干燥。
通过采用上述技术方案，面料中的聚酯纤维中的SO3 2-基团可以与硝酸银中的银离子进行结合，从而使得银离子与聚酯纤维发生配位反应，银离子稳定连接在聚酯纤维上；银离子可以降低细菌细胞内生物活性酶的活性，同时造成细菌细胞内蛋白质凝固，干扰细菌细胞内DNA的合成，使细菌丧失***增殖的能力，从而使得面料达到抗菌的效果。
优选的，将面料在硝酸银溶液中浸渍完毕后，在将抗菌液涂覆在面料上前，还包括以下步骤：将面料浸渍在硫酸铜溶液中2-3min。
通过采用上述技术方案，使得聚丙烯腈中的氰基与硫酸铜溶液产生络合反应，在面料上生成稳定含铜的配位高分子化合物，进而使得面料对细菌和真菌均有良好的灭活效果。
优选的，所述抗菌液中还包括分散剂，所述分散剂由硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡中的任意一种和油酰胺按照重量比(2-3):(3-4)组成。
通过采用上述技术方案，油酰胺、硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡加入抗菌液中后，均可在抗菌液中发生熔融，熔融后的油酰胺、硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的润滑性和流动性均较好，可带动桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵在熔融的壳聚糖内流动，从而提高桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵在熔融的壳聚糖内的分散性；油酰胺在带动桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵在面料上分散的同时，也使得桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵不易在壳聚糖内发生沉淀；通过硬脂酸丁酯或聚乙烯蜡与油酰胺进行配合，提高桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵在面料上的分散性能，进而提高制备面料的抗菌效果。
优选的，所述分散剂与抗菌剂的重量比为1:(5-7)。
通过采用上述技术方案，调节分散剂与抗菌剂之间的重量比例，使得分散剂对桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵具有更好的分散效果。
第一方面，本申请提供一种抗菌功能面料，采用如下的技术方案：
一种采用抗菌功能面料的制备方法制备的抗菌面料。
通过采用上述技术方案，由于采用桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵中的至少一种和壳聚糖共同制备成抗菌剂，且由于壳聚糖本身具有良好的抗菌性能和成膜性，桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵加入熔融后的壳聚糖内，壳聚糖带动双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇与面料稳定进行连接，双十八烷基二甲基氯化铵对细菌具有良好的杀菌效果，桧木醇通过分子中氧原子的配位络合作用，可对细菌和真菌进行消灭；在双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇与壳聚糖的共同作用下，使得制备的抗菌功能面料具有稳定良好的抗菌效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
本申请通过采用添加双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖共同组成抗菌剂，通过将壳聚糖进行熔融并涂抹在面料上，使得双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇可以通过壳聚糖与面料进行稳定连接，由于壳聚糖本身具有良好的良好的抗菌性能，通过壳聚糖与双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇的配合作用，使得制备的抗菌功能面料具有良好稳定的抗菌性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请制备的抗菌功能面料，所用面料由聚酯纤维和聚丙烯腈纤维混纺而成；优选的，所用的聚酯纤维的粗细为40D；优选的，所用的聚丙烯腈纤维为聚丙烯腈长丝，弹性模量不小于7％；
所用抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵和桧木醇中的至少一种和壳聚糖按照(2-3):(13-15)组成；进一步优选的，当抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖进行复配时，抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵和桧木醇重量之和与壳聚糖按照重量比1:(1-2):(13-15)组成；
优选的，所用双十八烷基二甲基氯化铵的纯度为99％；
优选的，所用桧木醇的纯度大于等于98％；
优选的，所用壳聚糖的纯度为90％；
优选的，所用硝酸银溶液中硝酸银的质量浓度为0.002％；
优选的，所用硫酸铜溶液中硫酸铜的质量浓度为2.5％；
所用分散剂由油酰胺、硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡中的至少两种组成，优选的，所用油酰胺的纯度为99.9％；优选的，所用硬脂酸丁酯的纯度为99.5％；优选的，所用聚乙烯蜡的纯度为99％；
表1原料型号及厂家
Figure BDA0003230210040000041
实施例
实施例1
本实施例制备的抗菌功能面料采用如下步骤制备而成：
1、制备面料：取聚酯纤维纺织成聚酯纱线，取聚丙烯腈纤维纺织成聚丙烯纱线，将聚丙烯纱线和聚丙烯腈纱线进行混纺制备成面料；面料中所用聚酯纤维和聚丙烯腈纤维的重量比为3:1；
2、制备抗菌液：取抗菌剂，抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵和壳聚糖按照重量比2：15组成；将抗菌剂放入带有搅拌桨的加热箱内，搅拌桨的搅拌速率设置为40r/min，加热搅拌至壳聚糖完全熔融，搅拌使双十八烷基二甲基氯化铵与壳聚糖均匀混合，保温即得；
3、涂覆：将步骤2制备的抗菌液涂覆在步骤1制得的面料上，每平方米面料上抗菌液的涂覆厚度为0.3mm，对涂覆完抗菌液的面料进行冷却，即得。
实施例2
本实施例中的抗菌功能面料与实施例1中的不同之处在于，步骤2中抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵和壳聚糖按照重量比4:13组成；其余均与实施例1中的相同。
实施例3
本实施例中的抗菌功能面料与实施例1中的不同之处在于，步骤2中抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵和壳聚糖按照重量比3:14组成；其余均与实施例1中的相同。
实施例4
本实施例中的抗菌功能面料与实施例1中的不同之处在于，步骤2中抗菌剂由桧木醇和壳聚糖按照重量比3:14组成；其余均与实施例1中的相同。
实施例5
本实施例中的抗菌功能面料与实施例4中的不同之处在于，步骤2中所用的抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖按照1:1:14组成，其余均与实施例4中的相同。
实施例6
本实施例中的抗菌功能面料与实施例5中的不同之处在于，步骤2中所用的抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖按照1:2:14组成，其余均与实施例5中的相同。
实施例7
本实施例中的抗菌功能面料与实施例6中的不同之处在于，步骤1中面料中所用的聚酯纤维和聚丙烯腈纤维的重量比为3:2；其余均与实施例6中的相同。
实施例8
本实施例中的抗菌功能面料与实施例6中的不同之处在于，步骤1中面料中所用的聚酯纤维和聚丙烯腈纤维的重量比为4:1；其余均与实施例6中的相同。
实施例9
本实施例制备的抗菌功能面料采用如下步骤制备而成：
1、制备面料：取聚酯纤维纺织成聚酯纱线，取聚丙烯腈纤维纺织成聚丙烯纱线，将聚丙烯纱线和聚丙烯腈纱线进行混纺制备成面料；面料中所用聚酯纤维和聚丙烯腈纤维的重量比为3:1；
2、硝酸银溶液浸渍：加热硝酸银溶液至沸腾，将步骤1制备的面料浸渍在沸腾的硝酸银溶液中23min，取出晾凉、干燥制得初处理面料；所用硝酸银溶液中硝酸银的质量分数为0.002％；
3、制备抗菌液：取抗菌剂，抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖按照重量比1:2:14组成；将抗菌剂放入带有搅拌桨的加热箱内，搅拌桨的搅拌速率设置为40r/min，加热搅拌至壳聚糖完全熔融，搅拌使双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖均匀混合，保温即得；
4、涂覆：将步骤3制备的抗菌液涂覆在步骤2制得的初处理面料上，每平方米初处理面料上抗菌液的涂覆厚度为0.3mm，对涂覆完抗菌液的初处理面料进行冷却，即得。
实施例10
本实施例制备的抗菌功能面料采用如下步骤制备而成：
1、制备面料：取聚酯纤维纺织成聚酯纱线，取聚丙烯腈纤维纺织成聚丙烯纱线，将聚丙烯纱线和聚丙烯腈纱线进行混纺制备成面料，面料中所用聚酯纤维和聚丙烯腈纤维的重量比为3:1；
2、硝酸银溶液浸渍：加热硝酸银溶液至沸腾，将步骤1制备的面料浸渍在沸腾的硝酸银溶液中23min，取出晾凉、干燥制得初处理面料；所用硝酸银溶液中硝酸银的质量分数为0.002％；
3、硫酸铜溶液浸渍：将步骤2制得的初处理面料放置在硫酸铜溶液中浸渍2.5min，取出、干燥得到复处理面料；所用硫酸铜溶液中硫酸铜的质量浓度为2.5％；
4、制备抗菌液：取抗菌剂，抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖按照重量比1:2:14组成；将抗菌剂放入带有搅拌桨的加热箱内，搅拌桨的搅拌速率设置为40r/min，加热搅拌至壳聚糖完全熔融，搅拌使双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖均匀混合，保温即得；
5、涂覆：将步骤4制备的抗菌液涂覆在步骤3得到的复处理面料上，每平方米复处理面料上抗菌液的涂覆厚度为0.3mm，对涂覆完抗菌液的复处理面料进行冷却，即得。
实施例11
本实施例与实施10的不同之处在于步骤4中的抗菌液中还包括分散剂，抗菌剂与分散剂的重量比为1:5；分散剂由聚乙烯蜡和油酰胺按照重量比2:4组成；其余均与实施例10中的相同。
实施例12
本实施例与实施11的不同之处在于步骤4中的分散剂由聚乙烯蜡和油酰胺按照重量比1:1组成，其余均与实施例11中的相同。
实施例13
本实施例与实施11的不同之处在于步骤4中的分散剂由聚乙烯蜡和油酰胺按照重量比2.5:3.5组成，其余均与实施例11中的相同。
实施例14
本实施例与实施13的不同之处在于步骤4中分散剂由硬脂酸丁酯和油酰胺按照重量比2.5:3.5组成，其余均与实施例13中的相同。
实施例15
本实施例与实施14的不同之处在于步骤4中抗菌液中含有的分散剂和抗菌剂的重量比为1:7，其余均与实施例14中的相同。
实施例16
本实施例与实施14的不同之处在于步骤4中抗菌液中含有的分散剂和抗菌剂的重量比为1:6，其余均与实施例14中的相同。
对比例
本对比例的抗菌功能面料与实施例1的不同之处在于，步骤2中的抗菌剂为壳聚糖，即通过将壳聚糖放置在加热箱内熔融制备成抗菌液，涂覆在步骤1中制备的面料上，其余的均与实施例1中的相同。
抗菌性能检测试验
取实施例1-16制得的抗菌功能面料样品(以下简称样品)和对比例制得的样品，按照标准FZ/T 01021－1992《织物抗菌性能试验方法》中的测试方法进行抗菌性能测试；分别对实施例1-16和对比例中制得的样品进行洗涤，洗涤次数分别为0次和40次；本次实验主要针对金黄色葡萄球菌和黄曲霉菌进行测试。
表2实施例1-16及对比例的抗菌功能面料的抗菌性能测试结果
Figure BDA0003230210040000071
Figure BDA0003230210040000081
结合实施例1-6和对比例并结合表1可以看出，由于双十八烷基二甲基氯化铵可通过静电吸附作用对细菌进行消灭，桧木醇通过分子中的氧原子的配位络合作用对细菌和真菌进行消灭；壳聚糖本身也具有抗菌作用，当添加由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖按照重量比1:2:14组成的抗菌剂时，在双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖的协同作用下，制备的抗菌功能面料的抑菌效果最好。
结合实施例11-14和对比例并结合表1可以看出，当添加的分散剂由硬脂酸丁酯和油酰胺按照重量比2.5:3.5组成时，熔融后的油酰胺和硬脂酸丁酯的润滑性和流动性均较好，可带动桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵在熔融的壳聚糖内流动，提高桧木醇、双十八烷基二甲基氯化铵在面料上的分散性，使得制备的抗菌功能面料的抑菌效果较好。
结合实施例13、15-16并结合表1可以看出，当分散剂与抗菌剂的重量比为1:6时，分散剂与抗菌剂的配合效果较好，制备的抗菌功能面料的抑菌效果更好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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例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 (6)

1.一种抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）制备面料；
（2）制备抗菌液：抗菌液包括抗菌剂，抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵和桧木醇中的至少一种和壳聚糖按照重量比（2-4）:（13-15）组成；对抗菌剂进行加热并使壳聚糖加热至熔融，搅拌均匀制备成抗菌液，保温备用；
（3）涂覆：将步骤（2）中制得的抗菌液涂覆在步骤（1）制备的面料上，冷却即得；
所述面料由聚酯纤维和聚丙烯腈纤维按照重量比（3-4）:（1-2）混纺而成；
步骤（1）中的面料制备完毕后，在将抗菌液涂覆在面料上前，还包括以下步骤：加热硝酸银溶液至沸腾，将面料浸渍在硝酸银溶液中，浸渍20-25min，取出晾凉，干燥；
将面料在硝酸银溶液中浸渍完毕后，在将抗菌液涂覆在面料上前，还包括以下步骤：将面料浸渍在硫酸铜溶液中2-3min。
2.根据权利要求1所述的抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇中的至少一种和壳聚糖按照重量比（2-3）:（13-15）组成。
3.根据权利要求2所述的抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述抗菌剂由双十八烷基二甲基氯化铵、桧木醇和壳聚糖按照重量比1:（1-2）:（13-15）组成。
4.根据权利要求1所述的抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述抗菌液中还包括分散剂，所述分散剂由硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡中的任意一种和油酰胺按照重量比（2-3）:（3-4）组成。
5.根据权利要求4所述的抗菌功能面料的制备方法，其特征在于：所述分散剂与抗菌剂的重量比为1:（5-7）。
6.一种采用权利要求1-5任意一项所述的抗菌功能面料的制备方法制备得到的抗菌面料。
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