专利名称:一种抗菌棉纤维的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种抗菌棉纤维的加工方法，尤其涉及一种含有无机抗菌成分和有机抗菌成分的抗菌棉纤维的加工方法，属于纺织染整技术领域：
。
背景技术：
抗菌纺织品的加工方法主要是通过抗菌剂来实现的，加工方法主要有
(1)制备抗菌纤维在纺丝阶段共混添加抗菌剂，或在原丝加工时，将抗菌防臭剂附着或渗入纤维内部。如公开号为CN1664186的中国发明专利“一种抗菌粘胶纤维及其制备方法”中，公开了由粘胶纤维纺丝原液和天然芦荟凝胶液组成的一种抗菌粘胶纤维。
(2)与抗菌纤维进行混纺交织将普通纤维与抗菌纤维进行混纺或交织，以提高织物的抗菌效果。抗菌纤维一般为甲壳素纤维、壳聚糖纤维、菠萝叶纤维和镀银纤维等。例如，公开号为CN1292436的中国发明专利“含有羊绒纤维的抑菌防臭混纺纱线及其制备方法和应用”中，公开了用羊绒纤维，甲壳素纤维、棉纤维纺制成的针织或机织纺织品来制备抑菌防臭纺织品。公开号为CN1292437的中国发明专利“抑菌防臭防衰老的混纺纱线及其制备方法和应用”中，公开了用甲壳素纤维、棉纤维和远红外纤维来制备抑菌、防臭和抗紫外线作用的纺织品。公开号为CN1858316的中国发明专利“长效抗菌纺织品面料及其生产工艺”中，公开了用天然彩棉纤维，壳聚糖纤维，棉纤维制成的抗菌纺织品面料。公开号为 CN101564203的中国发明专利“一种菠萝叶纤维抗菌保健袜子的制造方法”中，公开了利用菠萝叶纤维的天然杀菌抑菌功能制备的含菠萝叶纤维、棉纤维和合成纤维的抗菌保健袜子。公开号为CN101144219的中国发明专利“抗菌针织面料”中，公开了用一种双面抗菌针织机织物，一面的纱线为镀银纤维长丝或镀银短纤维与棉纤维等和混纺纱，另一面的纱线为涤纶十字或五叶截面异形纤维。公开号为CN1702200的中国发明专利“一种抗菌除螨纤维制品及制造方法”中，公开了用棉纤维与含有抗菌的甲基纤维素制成的抗菌纤维制品。
(3)后处理抗菌加工通过化学反应(交链、接枝和配位结合)或物理吸附的方法，将抗菌整理剂吸附或固着在纺织品上。根据抗菌剂的类型，有天然抗菌材料、有机抗菌材料、无机抗菌材料、复合抗菌材料(如有机/无机复合抗菌材料)等。
天然抗菌材料和有机抗菌材料一般可通过浸渍、浸轧和接枝等方法，使抗菌材料吸附或固着于纺织纤维上而获得抗菌功能。例如，公开号为CN101509169的中国发明专利 “一种高吸湿超柔软芳香抗菌毛巾的制备方法”中，公开了用含Modal纤维和棉纤维的毛巾，浸渍抗菌整理剂和香味微胶囊整理剂来制备抗菌毛巾。公开号为CN1442572的中国发明专利“具有抗菌性的纤维织物”中，公开了由迷迭香精油或者迷迭香酸构成的天然类抗菌剂，通过浸轧或浸渍将天然类抗菌剂附着于纤维材料。公开号为CN1458995的中国发明专利“纤维材料的抗菌处理方法”中，公开了将抗菌剂与环糊精衍生物进行复合来制备抗菌纤维，抗菌剂有卤代-邻-羟基联苯化合物、非卤代羟基二苯醚化合物、苯酚衍生物等。公开号为CN1422118的中国发明专利“用于纤维的抗菌剂和抗菌性纺织品”中，公开了分子量为 6000-8000的阳离子聚合物，用作纤维的抗菌剂。公开号为CN1198095的中国发明专利“抗菌剂及使用它的化妆品以及衣料”中，公开了含有特定的化学结构的大环状内酯或/和大环状酮的抗菌剂，可将抗菌剂添加在衣料中，得到抗菌、防臭效果。公开号为CN101156586的中国发明专利“一种甲壳胍抗菌剂的制备方法”中，公开了通过浸轧含甲壳胍和壳聚糖的抗菌剂制备抗菌制品的方法。公开号为CN101020725的中国发明专利“一类双亲性壳聚糖长链烷基季铵盐及其制备方法”中，公开了以水溶性壳聚糖衍生物为修饰对象，经过环氧长链烷基季铵盐化而得到双亲性壳聚糖长链烷基季铵盐，可满足作为基因药物载体、乳化剂和抗菌剂的要求。公开号为CN101230M0的中国发明专利“一种抗菌聚合物纳米纤维及其制备方法”中，公开了通过等离子体表面接枝高分子吡啶季铵盐型阳离子抗菌剂的聚合物纳米纤维，这种抗菌纳米纤维可以应用于过滤、防护、医疗等领域。
显然，天然抗菌材料和有机抗菌材料因具有大分子的结构，能与纺织品发生较好的吸附作用，其抗菌效果的持久性取决于抗菌材料与纺织纤维的结合力。
无机抗菌材料因与纺织纤维的结合力较差，直接使用很难获得持久的抗菌性。因此，无机抗菌材料多以添加在高聚物材料或纤维中，抗菌的效果仅取决于材料或纤维表面的有效抗菌剂的量。如公开号为CN1231305的中国发明专利“家电用抗菌高分子材料及制备方法”中，公开了将含沸石、硫酸锌、氧化锌、硝酸银的抗菌剂与聚乙烯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物共混制成抗菌母料，再加入到树脂中共混，制成抗菌高分子制品。公开号为 CN1631163的中国发明专利“一种锐钛型纳米TW2复合无机抗菌剂及其制备方法”中，公开了由锐钛型纳米TW2等组成的复合无机抗菌剂，能用于工业材料、家用电器、服装、日常用品等生产领域。
由于大多数无机抗菌剂缺乏与纺织纤维的直接结合力，直接使用仅能吸附在纤维表面或纺织品的交织点间，一经水洗就容易从纤维上脱落而降低、甚至失去抗菌性，仅适用于一些特殊需要。为提高无机抗菌剂与纺织纤维的结合力，借助载体(粘合剂、高分子物、 树脂等)的作用来提高无机抗菌剂与纤维的结合力是无机抗菌剂用于纺织品处理的最常见方法。例如，公开号为CN101613i^9的中国发明专利“一种无机纳米抗菌棉纤维的制备方法及其在家纺产品中的应用”中，公开了浸轧载体为纳米TiO2的银离子抗菌剂制备的无机纳米抗菌棉纤维。公开号为CN101147496的中国发明专利“一种纺织品用抗菌剂及其制备方法与应用”中，公开了一种成分为磷酸锆与磷酸银复合晶体的纺织品用抗菌剂，粘合剂为聚丙烯酯/聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮。公开号为CN1539860的中国发明专利“一种纳米材料改性的织物整理剂及其制备方法”中，公开了将丙烯酸2-全氟辛酰胺基乙酯与丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和偏二氯乙烯，用阳离子和非离子表面活性剂混合物作乳化剂，和加入纳米载银抗菌剂，进行四元共聚。用于动植物天然纤维织物和化学纤维织物的整理剂。公开号为CN1685829的中国发明专利“壳聚糖/锌复合抗菌剂的制备方法”中，公开了用壳聚糖与过渡金属锌离子配位，获得壳聚糖/锌复合抗菌剂。公开号为CN1730807的中国发明专利“一种抗菌织物整理浆料及其制备方法”中，公开了由抗菌剂、分散剂、粘合剂、增稠剂和变色抑制剂组成的抗菌织物整理浆料，有效地防止了织物变色，同时又提高了抗菌效果。 公开号为CN101392454的中国发明专利“抗菌棉布及制备方法”中，公开了用棉浸轧含载银羟基磷灰石，六偏磷酸钠，脱乙酰甲壳质，柠檬酸组成的溶液，经高温(130 170°C )焙烘制成抗菌棉布。因载银羟基磷灰石分子中存在可与纤维素分子产生作用力的羟基基团，因而能很好的改善抗菌整理剂与棉纤维纱布的结合牢度，水洗牢度好。公开号为CN101153460的中国发明专利“一种生态抗菌织物及其制备方法”中，公开了将织物直接浸轧纳米银离子溶液制备抗菌织物的方法。公开号为CN1531852的中国发明专利“氧化锌晶须复合抗菌剂组合物”中，公开了由四针状氧化锌晶须、纳米氧化锌、纳米氧化钛、硅酸钠载体组成的复合抗菌剂。公开号为CN1858328的中国发明专利“一种纳米抗菌织物的整理方法”中，公开了采用浸轧二氧化硅凝胶和银抗菌剂来赋予织物抗菌性能。公开号为CN101381956的中国发明专利“一种纺织品抗菌整理方法”中，公开了通过浸轧RUCO-BAC AGP含银离子抗菌剂加工纺织品抗菌整理的方法。公开号为CN100344822的中国发明专利“多组份纤维制品复合纳米抗菌、制备方法及应用”中，公开了用无机纳米抗菌剂、反应性有机抗菌剂和阳离子抗菌剂组成的复合抗菌剂整理多组份纤维，以制备具有抗菌、防臭和防霉功能的纺织品。
上述抗菌纺织品的制备方法各有优缺点，制备抗菌纤维或与抗菌纤维交织的优点是手感不受抗菌整理的影响，抗菌剂与纤维的结合牢固，特别是本身具有抗菌性的天然纤维，但这种方法的应用局限性较大，不能适用于纯纺纺织品，这正是后处理抗菌加工的优势。
后处理抗菌加工中有机抗菌剂的使用较广，加工工艺简单，特别适合于适用于对水洗次数要求少的纺织制品。但是，有机抗菌剂存在一些不足，如化学稳定性差，不耐热，使用温度低于300°c，遇热、光或水等容易挥发，难以实现长效抗菌性；在高温、高压、高剪切加工条件下易分解失效，甚至产生有毒的分解产物，特别是在使用时易迁移，导致抗菌寿命短。而无机抗菌剂的抗菌性和安全性高，耐热性好，抗菌范围广，有效期长。
无机抗菌材料，如二氧化钛、氧化锌等，虽具有较好的抗菌、抑菌效果，但因其缺乏与棉纤维的结合力，仅能附着在纤维的表面或织物交织点处，仅具有暂时抗菌效果，一经水洗就会失去抗菌效果。因此，多数无机抗菌材料不能直接应用于纤维上。通常需要借助粘合剂、交链剂或其它载体来增强无机抗菌材料与纤维的结合牢度，以提高抗菌材料的持久抗菌效果。由此产生的问题时，经粘合剂、交链剂或其它载体作用后，纤维的手感会发硬，直接影响到纺织品的使用价值。即使通过后道的化学柔软加工，因柔软剂的存在，又会影响到织物的抗菌效果。因此，解决好“抗菌性 抗菌持久性 柔软手感”三者的关系，是无机抗菌材料应用于纺织纤维的关键。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的旨在提出一种抗菌棉纤维的加工方法，以制备具有抗菌持久性，又具柔软手感的棉纤维制品。。
本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现
一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于包括如下步骤
步骤I、无机氧化物抗菌处理在间歇式染色机中加入由二氧化钛和氧化锌混合物、自交链粘合剂和乳化剂组成的无机氧化物抗菌乳液，在25°C 45°C下以浴比1 10 1 20对棉纤维进行30min 90min的液浴处理，并在90°C 130°C下烘干至棉纤维的含水率为5 15% ；所述无机氧化物抗菌乳液的用量为被处理棉纤维质量的5 30%， 其质量组成比例为3 10%的二氧化钛和氧化锌混合物、1 8%的自交链粘合剂、6 10%的乳化剂以及52 90%的水，其中所述二氧化钛和氧化锌混合物两成分的质量比为 1 4 4 1，混合物颗粒直径为5nm 80nm，二氧化钛为锐态型晶体结构；自交链粘合剂为KG-101粘合剂、AH-I粘合剂中的一种；乳化剂为加成环氧乙烷的数量为7和9的脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐的一种或一种以上的混合物；
步骤II、机械化学柔软处理在棉纤维间歇式气流式染色机中加入由双子阳离子表面活性剂和季铵盐阳离子表面活性剂组成的化学柔软处理液，在25°C 45°C下以浴比 1 10 1 20对棉纤维进行30min 60min的液浴处理，并在间歇式气流式染色机或滚动式工业烘干机中以50°C 90C的温度将经柔软处理的棉纤维进行机械柔软化烘干到棉纤维含水率降至2 8%;所述化学柔软处理液的用量为被处理棉纤维质量的5 20%，其质量组成比例为1 6%的双子阳离子表面活性剂、5 20%的季铵盐阳离子表面活性剂， 及74 94%的水。
进一步地，前述一种抗菌棉纤维的加工方法，其中该双子阳离子表面活性剂的结构特征为
其中，R为-CH2-CH (OH) -CH2-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-；
R1 为-H，-CH3, -C2H5 ;R2 为-H，-CH3, -C2H5 ；R3 为 _CnH2n+1，CnH2n+1 COOCH2CH2-, CnH2n+1NHC00CH2-，η = 7 18 ;R4 为-H，-CH3, -C2H5 ；R5 为-H，-CH3, -C2H5 ；R6 为 CnH2n+1NHC00CH2-， n = 7 18 ;Ri、I 2、R4、I 5具有相同或相异的选择性，R3、I 6也具有相同或相异的选择性；L为 Br或Cl的阴离子；所述双子阳离子表面活性剂为一种或一种以上的混合物。
该季胺盐阳离子表面活性剂是蓖麻油酰胺基丙基乙基二甲基硫酸乙酸铵、1-牛油酰胺基乙基-1-甲基-2-牛油基咪唑啉硫酸甲酯铵、肉豆蔻基三甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、山嵛基二甲基苄基氯化铵、硬脂酰胺基丙基二甲基胺乳酸盐的一种或一种以上的混合物。
进一步地，前述一种抗菌棉纤维的加工方法，其中该棉纤维的外在表现形式为全棉机织物、针织物、编织物及绒布类针织物。该些含棉织物中包括棉纤维含量30%以上的 T/C涤棉织物，以及棉纤维含量50%以上的CVC涤棉织物。
本发明的目的，还可以通过以下技术方案得以实现
一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于包括如下步骤
步骤I、无机氧化物抗菌处理在连续式浸轧机中加入由二氧化钛和氧化锌混合物、自交链粘合剂和乳化剂组成的无机氧化物抗菌乳液20 80g/L，在25°C 35°C下对棉纤维进行二次浸轧的液浴处理，轧液率为100 150% ；并在90°C 130°C下烘干至棉纤维的含水率为5 15% ；所述无机氧化物抗菌乳液的用量为被处理棉纤维质量的5 30%， 其质量组成比例为3 10%的二氧化钛和氧化锌混合物、1 8%的自交链粘合剂、6 10%的乳化剂以及52 90%的水，其中所述二氧化钛和氧化锌混合物两成分的质量比为 1 4 4 1，混合物颗粒直径为5nm 80nm，二氧化钛为锐态型晶体结构；自交链粘合剂为KG-101粘合剂、AH-I粘合剂中的一种；乳化剂为加成环氧乙烷的数量为7和9的脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐的一种或一种以上的混合物；
步骤II、机械化学柔软处理在棉纤维间歇式气流式染色机中加入由双子阳离子表面活性剂和季铵盐阳离子表面活性剂组成的化学柔软处理液，在25°C 45°C下以浴比1 10 1 20对棉纤维进行30min 60min的液浴处理，并在间歇式气流式染色机或滚动式工业烘干机中以50°C 90°C的温度将经柔软处理的棉纤维进行机械柔软化烘干到棉纤维含水率降至2 8%;所述化学柔软处理液的用量为被处理棉纤维质量的5 20%， 其质量组成比例为1 6%的双子阳离子表面活性剂、5 20%的季铵盐阳离子表面活性剂，及74 94%的水。
进一步地，前述一种抗菌棉纤维的加工方法，其中该双子阳离子表面活性剂的结构特征为
其中
权利要求
1.一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于包括如下步骤步骤I、无机氧化物抗菌处理在间歇式染色机中加入由二氧化钛和氧化锌混合物、自交链粘合剂和乳化剂组成的无机氧化物抗菌乳液，在25°c 45°C下以浴比1 10 1 20 对棉纤维进行30min 90min的液浴处理，并在90°C 130°C下烘干至棉纤维的含水率为 5 15%;所述无机氧化物抗菌乳液的用量为被处理棉纤维质量的5 30%，其质量组成比例为3 10%的二氧化钛和氧化锌混合物、1 8%的自交链粘合剂、6 10%的乳化剂以及52 90%的水，其中所述二氧化钛和氧化锌混合物两成分的质量比为1 4 4 1， 混合物颗粒直径为5nm 80nm，二氧化钛为锐态型晶体结构；自交链粘合剂为KG-101粘合剂、AH-I粘合剂中的一种；乳化剂为加成环氧乙烷的数量为7和9的脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐的一种或一种以上的混合物；步骤II、机械化学柔软处理在棉纤维间歇式气流式染色机中加入由双子阳离子表面活性剂和季铵盐阳离子表面活性剂组成的化学柔软处理液，在25°C 45 °C下以浴比 1 10 1 20对棉纤维进行30min 60min的液浴处理，并在间歇式气流式染色机或滚动式工业烘干机中以50°C 90°C的温度将经柔软处理的棉纤维进行机械柔软化烘干到棉纤维含水率降至2 8%;所述化学柔软处理液的用量为被处理棉纤维质量的5 20%，其质量组成比例为1 6%的双子阳离子表面活性剂、5 20%的季铵盐阳离子表面活性剂， 及74 94%的水。
2.根据权利要求
1所述的一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于所述双子阳离子表面活性剂的结构特征为其中，R 为-CH2-CH(OH)-CH2-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-；R1 为-H，-CH3, -C2H5 ;R2 为-H，-CH3, -C2H5 ；R3 为 _CnH2n+1，CnH2n+1C00CH2CH2-， CnH2n+1NHC00CH2-，η = 7 18 ;R4 为-H，-CH3, -C2H5 ；R5 为-H，-CH3, -C2H5 ；R6 为 CnH2n+1NHC00CH2-， n = 7 18 ;Ri、I 2、R4、I 5具有相同或相异的选择性，R3、I 6也具有相同或相异的选择性；L为 Br或Cl的阴离子；所述双子阳离子表面活性剂为一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求
1所述的一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于所述季胺盐阳离子表面活性剂是蓖麻油酰胺基丙基乙基二甲基硫酸乙酸铵、1-牛油酰胺基乙基-ι-甲基-2-牛油基咪唑啉硫酸甲酯铵、肉豆蔻基三甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、山嵛基二甲基苄基氯化铵、硬脂酰胺基丙基二甲基胺乳酸盐的一种或一种以上的混合物。
4.根据权利要求
1所述的一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于所述棉纤维的外在表现形式为全棉机织物、针织物、编织物及绒布类针织物。
5.根据权利要求
4所述的一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于所述该些含棉织物中包括棉纤维含量30%以上的T/C涤棉织物，以及棉纤维含量50%以上的CVC涤棉织
6.一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于包括如下步骤步骤I、无机氧化物抗菌处理在连续式浸轧机中加入由二氧化钛和氧化锌混合物、自交链粘合剂和乳化剂组成的无机氧化物抗菌乳液20 80g/L，在25°C 35°C下对棉纤维进行二次浸轧的液浴处理，轧液率为100 150% ；并在90°C 130°C下烘干至棉纤维的含水率为5 15% ；所述无机氧化物抗菌乳液的用量为被处理棉纤维质量的5 30%， 其质量组成比例为3 10 %的二氧化钛和氧化锌混合物、1 8 %的自交链粘合剂、6 10%的乳化剂以及52 90%的水，其中所述二氧化钛和氧化锌混合物两成分的质量比为 1 4 4 1，混合物颗粒直径为5nm 80nm，二氧化钛为锐态型晶体结构；自交链粘合剂为KG-101粘合剂、AH-I粘合剂中的一种；乳化剂为加成环氧乙烷的数量为7和9的脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐的一种或一种以上的混合物；步骤II、机械化学柔软处理在棉纤维间歇式气流式染色机中加入由双子阳离子表面活性剂和季铵盐阳离子表面活性剂组成的化学柔软处理液，在25°C 45 °C下以浴比 1 10 1 20对棉纤维进行30min 60min的液浴处理，并在间歇式气流式染色机或滚动式工业烘干机中以50°C 90°C的温度将经柔软处理的棉纤维进行机械柔软化烘干到棉纤维含水率降至2 8%;所述化学柔软处理液的用量为被处理棉纤维质量的5 20%，其质量组成比例为1 6%的双子阳离子表面活性剂、5 20%的季铵盐阳离子表面活性剂， 及74 94%的水。
7.根据权利要求
6所述的一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于所述双子阳离子表面活性剂的结构特征为其中，R 为-CH2-CH(OH)-CH2-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-；R1 为-H，-CH3, -C2H5 ;R2 为-H，-CH3, -C2H5 ；R3 为 _CnH2n+1，CnH2n+1C00CH2CH2-， CnH2n+1NHC00CH2-，η = 7 18 ;R4 为-H，-CH3, -C2H5 ；R5 为-H，-CH3, -C2H5 ；R6 为 CnH2n+1NHC00CH2-， n = 7 18 ;Ri、I 2、R4、I 5具有相同或相异的选择性，R3、I 6也具有相同或相异的选择性；L为 Br或Cl的阴离子；所述双子阳离子表面活性剂为一种或一种以上的混合物。
8.根据权利要求
6所述的一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于所述季胺盐阳离子表面活性剂是蓖麻油酰胺基丙基乙基二甲基硫酸乙酸铵、1-牛油酰胺基乙基-1-甲基-2-牛油基咪唑啉硫酸甲酯铵、肉豆蔻基三甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、山嵛基二甲基苄基氯化铵、硬脂酰胺基丙基二甲基胺乳酸盐的一种或一种以上的混合物。
9.根据权利要求
6所述的一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于所述棉纤维的外在表现形式为全棉机织物、针织物、编织物及绒布类针织物。
10.根据权利要求
9所述的一种抗菌棉纤维的加工方法，其特征在于所述该些含棉织物中包括棉纤维含量30%以上的T/C涤棉织物，以及棉纤维含量50%以上的CVC涤棉织物。
专利摘要
本发明揭示了一种抗菌棉纤维的加工方法，先对棉纤维用无机氧化物抗菌处理，经低温烘干后，再进行机械化学柔软处理。由此方法加工制得的棉纤维不仅具有较好而持久的抗菌效果，而且能获得柔软的手感；此外，该加工方法生产成本低，具有较强可操作性。
文档编号D06M101/06GKCN102337670SQ201010230343
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月19日
发明者朱亚伟, 潘焱 申请人:苏州市统业化工有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan