CN114293367B - 一种抗菌黏胶纤维面料及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌黏胶纤维面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗菌黏胶纤维面料及其制备方法，其特征是该抗菌黏胶纤维面料采用如下方法制得：首先，从姜黄中提取姜黄素；其次，将其与三偏磷酸钠等配制为整理液；最后，将黏胶纤维面料在整理液中进行抗菌整理，制得抗菌黏胶纤维面料。本发明制备的抗菌黏胶纤维面料对大肠杆菌的初始抑菌率达到97.5％以上，经过10次的洗涤后，其仍对大肠杆菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达95.5％以上；抗菌黏胶纤维面料对金黄色葡萄球菌的初始抑菌率达到96.5％以上，经过10次的洗涤后，其仍对金黄色葡萄球菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达94.0％以上。

Description

一种抗菌黏胶纤维面料及其制备方法
技术领域
本发明属于面料的制备技术领域，具体涉及一种抗菌黏胶纤维面料及其制备方法。
背景技术
黏胶纤维面料是由黏胶纤维制成的面料。黏胶纤维是一种化学纤维，属人造纤维类，它是利用天然的高聚物纤维素作为原料，经化学加工后纺制而成的纤维。其产量高、生产周期短、成本低的特点深受消费者喜爱，在服装、家纺、非织造布等领域应用广泛。
随着人们生活水平的不断提高，对黏胶纤维面料的功能性提出了更高的要求。功能性黏胶纤维包括相变黏胶纤维、抗菌黏胶纤维、负离子黏胶纤维等，其中抗菌黏胶纤维越来越受到研究人员重视。目前，抗菌黏胶纤维的生产方法主要有两种：一种是将抗菌剂与黏胶混合，通过湿法纺丝制得纤维；另一种是采用后整理法使黏胶纤维获得抗菌效果。
经文献调查研究表明，关于抗菌面料的制备受到广泛关注，如：中国发明专利申请号201811608759.2公布了一种含铜离子纤维的长效抗菌面料的制备方法：通过优化天然纤维网和抗菌纤维网的原料成分及配比，使制得的面料具有优异的结构强度和抗菌性能。该方法可以有效解决现有市场上长效抗菌面料抗菌性能差，抗菌持久力弱的问题。上述方法制备而成的抗菌面料仍有许多不足之处，如：对制备技术要求高，且成本大，不易于广泛推广等；而且该方法的抗菌面料原料为木浆纤维、麻纤维以及竹纤维，并不是黏胶纤维。黏胶纤维不同于天然纤维，是一种成本低、生产周期短的化学人造纤维，将其用于抗菌面料的制备将大大提高生产质量和效率。因此，对现有技术中抗菌面料工艺进行改进，获得抗菌性能高、耐洗涤性优良且成本低廉的黏胶纤维面料具有重要意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述弊端，本发明的目的在于提供一种抗菌黏胶纤维面料及其制备方法。
本发明的目的在于提供一种抗菌黏胶纤维面料，该抗菌黏胶纤维面料具有环保、对人体友好等特点；该面料可采用如下方法制得：首先，从姜黄中提取姜黄素；其次，将其与三偏磷酸钠等配制为整理液；最后，将黏胶纤维面料在整理液中进行抗菌整理，制得抗菌黏胶纤维面料。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
S1、姜黄素的提取：将姜黄洗净并捣碎，经乙醇蒸汽蒸馏，蒸馏结束后，收集滤液制得含姜黄素的乙醇溶液。
优选地，所述姜黄与乙醇蒸汽的用量比为：1g∶(10～20)mL/min。
优选地，所述乙醇蒸汽蒸馏的温度为100～120℃，时间为30～60min。
S2、整理液的配制：将步骤S1制得的含姜黄素的乙醇溶液用自来水稀释，用NaOH水溶液调控稀释液pH，加入三偏磷酸钠，均匀搅拌，制得整理液。
优选地，所述自来水量为：100～200倍体积的含姜黄素的乙醇溶液。
优选地，所述NaOH水溶液的质量浓度为：5～7％。
优选地，所述稀释液pH为10～11。
优选地，所述三偏磷酸钠的用量为占稀释液质量分数的0.01％～0.02％。
S3、抗菌整理：将步骤S2中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，浸润反应设备装置的示意图如图1所示，调控整理液合适的温度；将黏胶纤维面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应；反应结束后，将黏胶纤维面料导入中和槽(3)，中和槽中含有盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌黏胶纤维面料。
优选地，所述黏胶纤维面料与整理液用量比为：1g∶(10～20)mL。
优选地，所述整理液的温度为70～80℃。
优选地，所述反应时间为30～60秒。
优选地，所述盐酸溶液质量分数为：0.1～0.2％。
优选地，所述浸润反应设备装置的主要部件包括：浸渍槽(1)、导轮(2)、中和槽(3)、水洗槽(4)、干燥箱(5)和收卷装置(6)。
本发明的主要反应机理分析：
姜黄素的分子结构如下所示，由结构式可见，姜黄素分子上含有两个羟基，该羟基通过三偏磷酸钠与黏胶纤维上的羟基缩合，从而实现将姜黄素接枝到黏胶纤维面料。
Figure BDA0003486964730000021
本发明具有如下显著特点：
(1)本发明将姜黄中的有效抗菌成分提取出来，然后将其与黏胶纤维面料反应，使其接枝在黏胶纤维面料上；本申请的发明人意外地发现，有效抗菌成分姜黄素与黏胶纤维面料通过化学键结合，结合非常牢固，多次水洗，其抗菌性能仍然保持不变。
(2)姜黄中的有效抗菌成分属于天然产物，其对环境友好，制备的抗菌黏胶纤维面料具有环保、对人体友好等特点。
(3)本抗菌整理工艺简单，原料来源广泛，具有大规模生产的前景。
(4)本发明制备的抗菌黏胶纤维面料对大肠杆菌的初始抑菌率达到97.5％以上，经过10次的洗涤后，其仍对大肠杆菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达95.5％以上；抗菌黏胶纤维面料对金黄色葡萄球菌的初始抑菌率达到96.5％以上，经过10次的洗涤后，其仍对金黄色葡萄球菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达94.0％以上。
附图说明
图1实施例1～3的浸润反应设备装置的示意图(1-浸渍槽；2-导轮；3-中和槽； 4-水洗槽；5-干燥箱；6-收卷装置)。
具体实施方式
以下所述实施例和对比例详细说明了本发明。
实施例1
在本实施例中，一种抗菌黏胶纤维面料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、姜黄素的提取：将1g姜黄洗净并捣碎，经15mL/min乙醇蒸汽蒸馏，蒸馏的温度为110℃，时间为45min；蒸馏结束后，收集滤液制得含姜黄素的乙醇溶液。
S2、整理液的配制：将步骤S1制得的含姜黄素的乙醇溶液用150倍体积的自来水稀释，用质量浓度为6％NaOH水溶液调控稀释液pH为10.5，加入占稀释液质量分数为 0.015％的三偏磷酸钠，均匀搅拌，制得整理液。
S3、抗菌整理：将步骤S2中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，浸润反应设备装置的示意图如图1所示，调控整理液温度为75℃；将黏胶纤维面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应；黏胶纤维面料与整理液用量比为：1g∶15mL，反应时间为45秒，反应结束后，将黏胶纤维面料导入中和槽(3)，中和槽中含有质量分数为0.15％的盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌黏胶纤维面料。
实施例2
在本实施例中，一种抗菌黏胶纤维面料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、姜黄素的提取：将1g姜黄洗净并捣碎，经10mL/min乙醇蒸汽蒸馏，蒸馏的温度为100℃，时间为30min，蒸馏结束后，收集滤液制得含姜黄素的乙醇溶液。
S2、整理液的配制：将步骤S1制得的含姜黄素的乙醇溶液用100倍体积的自来水稀释，用质量浓度为5％NaOH水溶液调控稀释液pH为10，加入占稀释液质量分数为 0.01％的三偏磷酸钠，均匀搅拌，制得整理液。
S3、抗菌整理：将步骤S2中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，浸润反应设备装置的示意图如图1所示，调控整理液的温度为70℃；将黏胶纤维面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应，黏胶纤维面料与整理液用量比为：1g∶10mL，反应时间为30秒；反应结束后，将黏胶纤维面料导入中和槽(3)，中和槽中含有质量分数为0.1％盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌黏胶纤维面料。
实施例3
在本实施例中，一种抗菌黏胶纤维面料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、姜黄素的提取：将1g姜黄洗净并捣碎，经20mL/min乙醇蒸汽蒸馏，蒸馏的温度为120℃，时间为60min，蒸馏结束后，收集滤液制得含姜黄素的乙醇溶液。
S2、整理液的配制：将步骤S1制得的含姜黄素的乙醇溶液用200倍体积的自来水稀释，用质量浓度为7％NaOH水溶液调控稀释液pH为11，加入占稀释液质量分数为 0.02％三偏磷酸钠，均匀搅拌，制得整理液。
S3、抗菌整理：将步骤S2中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽(1)，浸润反应设备装置的示意图如图1所示，调控整理液的温度为80℃；将黏胶纤维面料通过导轮(2)进入浸渍槽(1)反应，黏胶纤维面料与整理液用量比为：1g∶20mL，反应时间为60秒；反应结束后，将黏胶纤维面料导入中和槽(3)，中和槽中含有质量分数为0.2％盐酸溶液；然后通过水洗槽(4)进行水洗，最后，通过干燥箱(5)干燥，收卷装置(6)收集，制得抗菌黏胶纤维面料。
对比例A
以实施例1作为对比，在本对比例中，在步骤S1中将“15mL/min乙醇蒸汽蒸馏”调整为“1.5mL/min乙醇蒸汽蒸馏”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
对比例B
以实施例1作为对比，在本对比例中，在步骤S2中将“占稀释液质量分数为0.015％的三偏磷酸钠”调整为“占稀释液质量分数为0.15％的三偏磷酸钠”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
对比例C
以实施例1作为对比，在本对比例中，在步骤S3中将“黏胶纤维面料与整理液用量比为：1g∶15mL”调整为“黏胶纤维面料与整理液用量比为：1g∶150mL”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
抗菌性能测试：
将实施例1-3和对比例A-C制备的抗菌黏胶纤维面料分别做抗菌实验，具体抗菌实验方法为：按GB/T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，以琼脂扩散法对织物进行定性检测，按GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第 3部分：震荡法》测定织物定量抗菌性能，菌种为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。试样的定性检测结果以抑菌圈表示，定量抗菌活性以抑菌率表示，按公式计算：抑菌率＝(1-B/A)×100％，式中，A为未处理织物上的活菌数；B为处理织物上的活菌数。参照 GB/T 20944.1-2007耐洗色牢度试验机洗涤方法对待测织物进行标准洗涤，测试初始样品和洗涤10次后样品的抗菌性能，测试结果如表1和表2所示。
表1实施例1-3和对比例A-C制备的抗菌黏胶纤维面料对大肠杆菌的抑菌率
Figure BDA0003486964730000051
由表1可见，实施例1-3制备的抗菌黏胶纤维面料对大肠杆菌具有很强的抗菌性能。没有洗涤的抗菌黏胶纤维面料对大肠杆菌的抑菌率达到97.5％以上，经过10次的洗涤后，抗菌黏胶纤维面料仍对大肠杆菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达95.5％以上。对比例A-C制备的抗菌黏胶纤维面料对大肠杆菌的抑菌率明显较差，这表明：乙醇蒸汽蒸馏的用量、三偏磷酸钠的用量和黏胶纤维面料与整理液用量比均对黏胶纤维面料的抑菌性能有重要影响。
表2实施例1-3和对比例A-C制备的抗菌黏胶纤维面料对金黄色葡萄球菌的抑菌率
Figure BDA0003486964730000052
/>
Figure BDA0003486964730000061
由表2可见，实施例1-3制备的抗菌黏胶纤维面料对金黄色葡萄球菌具有很强的抗菌性能。没有洗涤的抗菌黏胶纤维面料对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到96.5％以上，经过10次的洗涤后，抗菌黏胶纤维面料仍对金黄色葡萄球菌表现很强的抗菌性能，抑菌率达94.0％以上。对比例A-C制备的抗菌黏胶纤维面料对金黄色葡萄球菌的抑菌率明显较差，这表明：乙醇蒸汽蒸馏的用量、三偏磷酸钠的用量和黏胶纤维面料与整理液用量比均对黏胶纤维面料的抑菌性能有重要影响。
通过研究抗菌黏胶纤维面料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抑菌率分析，可以认为，本发明制备的抗菌黏胶纤维面料具有很强的抗菌性能。

Claims (6)

1.一种抗菌黏胶纤维面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、姜黄素的提取：将姜黄洗净并捣碎，经乙醇蒸汽蒸馏，蒸馏结束后，收集滤液制得含姜黄素的乙醇溶液；
S2、整理液的配制：将步骤S1制得的含姜黄素的乙醇溶液用自来水稀释，用NaOH水溶液调控稀释液pH，加入三偏磷酸钠，均匀搅拌，制得整理液；
S3、抗菌整理：将步骤S2中制备得到的整理液倒入浸润反应设备装置中的浸渍槽（1），调控整理液合适的温度；将黏胶纤维面料通过导轮（2）进入浸渍槽（1）反应；反应结束后，将黏胶纤维面料导入含有盐酸的中和槽（3）；然后通过水洗槽（4）进行水洗，最后，通过干燥箱（5）干燥，收卷装置（6）收集，制得抗菌黏胶纤维面料；
所述步骤S1中姜黄与乙醇蒸汽的用量比为：1g∶（10～20）mL/min；
所述步骤S2中自来水用量为100～200倍体积的含姜黄素的乙醇溶液；NaOH水溶液的质量浓度为：5～7%；
所述步骤S2中稀释液pH为10～11；三偏磷酸钠的用量为占稀释液质量分数的0.01%～0.02%；
所述步骤S3中黏胶纤维面料与整理液用量比为：1g∶（10～20）mL。
2.根据权利要求1所述一种抗菌黏胶纤维面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中乙醇蒸汽蒸馏的温度为100～120℃，时间为30～60 min。
3.根据权利要求1所述一种抗菌黏胶纤维面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中整理液的温度为70～80℃。
4.根据权利要求1所述一种抗菌黏胶纤维面料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中反应时间为30～60秒；盐酸溶液的质量分数为0.1～0.2%。
5.根据权利要求1所述一种抗菌黏胶纤维面料的制备方法，其特征在于，所述浸润反应设备装置的主要部件包括：浸渍槽（1）、导轮（2）、中和槽（3）、水洗槽（4）、干燥箱（5）和收卷装置（6）。
6.一种抗菌黏胶纤维面料，其特征在于，采用权利要求1～5中任一项所述方法制备而成。
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