專利名稱：一種抗菌羊毛纖維的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗菌羊毛纖維的加工方法，尤其涉及一種含有無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑的抗菌羊毛纖維的加工方法，屬于紡織染整技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
抗菌紡織品的加工方法主要是通過抗菌劑來實(shí)現(xiàn)的，加工方法主要有(1)制備抗菌纖維在紡絲階段共混添加抗菌劑，或在原絲加工時(shí)，將抗菌防臭劑附著或滲入纖維內(nèi)部；這種方法的優(yōu)點(diǎn)是抗菌劑與纖維的結(jié)合比較牢固，對(duì)纖維或紡織制品的手感影響較??；但加工難度較大，因纖維抗菌的效果僅取決于纖維表面的抗菌劑的濃度，特別是采用共混紡絲法制得的抗菌纖維的抗菌效果較差，因此多采用特殊的紡絲方法， 將抗菌材料分布在纖維的表面。如美國纖維及非織造布生產(chǎn)商i^oss公司的銀沸石抗菌纖維，將含銀無機(jī)沸石AgION嵌入聚酯，形成Fossfiber雙組分纖維，使AgION只在皮中，對(duì)有害細(xì)菌接觸面最優(yōu)化。又如英國Acordis公司的Amicor抗菌纖維，是具有許多孔狀結(jié)構(gòu)的腈綸纖維，在紡絲液中加入了三氯生(2，4，4’ -三氯-2’ -羥基聯(lián)苯醚)抗菌劑，能有效抑制許多細(xì)菌的繁殖。再如美國Nobel Fiber公司的X-Matic纖維，是以尼龍為基質(zhì)，表面覆蓋一層金屬銀，金屬銀含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))高達(dá)16%，具有很好的抗靜電效果和廣譜抗菌效^ ο(2)與抗菌纖維進(jìn)行混紡交織將普通纖維與抗菌纖維進(jìn)行混紡或交織，以提高織物的抗菌效果。(3)后處理抗菌加工通過化學(xué)反應(yīng)(交鏈、接枝和配位結(jié)合)或物理吸附的方法，將抗菌整理劑吸附或固著在紡織品上。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是加工工藝簡單，品種適應(yīng)性廣，容易制成具有廣譜抗菌性的紡織品。缺點(diǎn)是抗菌效果的持久性取決于抗菌劑與纖維材料的結(jié)合或固著方式，容易使纖維或織物的手感的柔軟性變差。另外，有些抗菌劑或抗菌整理方法，容易使著色紡織品的表觀色澤發(fā)生變化。目前，用于紡織品上的抗菌材料很多，主要有天然抗菌材料、有機(jī)抗菌材料、無機(jī)抗菌材料、復(fù)合抗菌材料(如有機(jī)/無機(jī)復(fù)合抗菌材料)等。天然抗菌劑是一類酸堿性物質(zhì)和醇類物質(zhì)，如脫乙酰殼多糖類。天然抗菌劑的優(yōu)點(diǎn)是，不屬化學(xué)制品，完全是從天然食物或植物中提取，或直接使用的，在生產(chǎn)和使用過程中，對(duì)人畜或環(huán)境一般不產(chǎn)生污染危害，生物相容性好。但其缺點(diǎn)也是明顯的，抗菌功能有限，難具有長效廣譜抗菌性，特別是天然類抗菌劑在150 180°C就開始炭化分解，使應(yīng)用范圍受到極大限制。有機(jī)抗菌劑是一類能有效阻礙微生物細(xì)胞的能量代謝，或阻礙微生物細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，或阻礙微生物細(xì)胞壁的合成等的合成有機(jī)物。常見的有機(jī)抗菌劑有雙胍衍生物、 季胺鹽類、乙內(nèi)酰脲衍生物等。有機(jī)抗菌劑的優(yōu)點(diǎn)是，初始?xì)⒕?qiáng)、殺菌即效和抗菌廣譜性好，無論是粉狀或液態(tài)，都能比較容易地分散使用。加上已開發(fā)多年，技術(shù)成熟，價(jià)格也相對(duì)便宜。但是，有機(jī)抗菌劑存在一些不足，如化學(xué)穩(wěn)定性差，不耐熱，使用溫度低于300°C，遇熱、光或水等容易揮發(fā)，難以實(shí)現(xiàn)長效抗菌性；在高溫、高壓、高剪切加工條件下易分解失效，甚至產(chǎn)生有毒的分解產(chǎn)物，特別是在使用時(shí)易遷移，導(dǎo)致抗菌壽命短。無機(jī)抗菌劑是20世紀(jì)80年代中期才開發(fā)成功的新型抗菌劑。無機(jī)抗菌劑主要包括含金屬離子的無機(jī)鹽或絡(luò)合物，光催化(光觸媒)抗菌劑，金屬氧化物抗菌劑，稀土激活抗菌劑等。含金屬離子的無機(jī)鹽或絡(luò)合物的無機(jī)抗菌劑品種最多，其抗菌成分主要有銀、銅、鋅及其化合物；其中銀及其化合物使用最廣。其特點(diǎn)是抗菌性和安全性高，耐熱性好，抗菌范圍廣，有效期長。光催化(光觸媒)抗菌劑的代表產(chǎn)品是TiO2等氧化物，其光催化作用可應(yīng)用于水處理，除臭、脫臭、氧化除去NOx等大氣污染物等，是一種多功能型抗菌劑。具有抗菌活性的金屬氧化物有氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)、氧化鋅(SiO)和鈣制劑， 其可在陶瓷、牡蠣、扇具等燒成粉末和天然礦石等中發(fā)現(xiàn)。稀土激活抗菌劑的代表產(chǎn)品有 Mg-Al-Si-Zr-稀土系(白色)禾口 Mn-Fe-Co-Ni-Cu-Cr 系(黑色)等。羊毛纖維是一種蛋白質(zhì)天然纖維，主要由角蛋白組成，在適宜的溫度和溫度條件下，其脫落物或蛋白質(zhì)降解物為細(xì)菌、霉菌的生長繁殖提供了豐富的營養(yǎng)源，使得細(xì)菌能夠迅速繁殖。從而分解為各種產(chǎn)物，產(chǎn)生不愉快的氣味，甚至造成羊毛纖維或織物的顏色的改變；嚴(yán)重時(shí)使羊毛纖維更容易產(chǎn)生因霉菌引起的纖維性能的惡化，如霉變降解等。在很大程度制約了高檔羊毛纖維或紡織制品的服用。因此，對(duì)羊毛纖維或制品進(jìn)行抗菌加工，賦予纖維具有較好的持久抗菌效果，是具有較大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值的。羊毛纖維的蛋白質(zhì)呈兩性性質(zhì)，纖維上有呈陰離子的基團(tuán)(如-C00-)和陽離子的基團(tuán)(_NH3+、=NH2+)，陰離子的基團(tuán)容易與有機(jī)抗菌劑(如陽離子季胺鹽抗菌劑)形成離子鍵結(jié)合，使有機(jī)抗菌劑固著在纖維的表面，達(dá)到抗菌的效果。這種加工方法雖然簡單，但陽離子季胺鹽抗菌劑與纖維的結(jié)合力較弱，抗菌效果的持久性較差，纖維表面的有效抗菌劑會(huì)隨著使用(如洗滌)時(shí)間的延長而溶失，導(dǎo)致抗菌效果大幅度下降。雖然，一些具有抗菌效果的金屬離子(如銅離子、銀離子等)能與羊毛上的極性基團(tuán)(羥基、羧基、氨基、亞氨基等)形成配位鍵結(jié)合，提高了抗菌劑與纖維的結(jié)合力，但金屬離子本身的顏色會(huì)影響到纖維表觀色澤的變化，如色澤變暗等；另外金屬離子會(huì)產(chǎn)生氧化或還原作用而失去抗菌性。因此，這種抗菌加工方法不受消費(fèi)者歡迎。乙內(nèi)酰脲衍生物抗菌劑雖具有較好的抗菌性，能在纖維上形成接枝共聚物，但羊毛纖維的特殊鱗片層的結(jié)構(gòu)，容易使接枝共聚物的分布不均勻，造成已染色織物的表面色澤不均勻，不適宜用于羊毛纖維的加工。無機(jī)抗菌材料，如二氧化鈦、氧化鋅等，雖具有較好的抗菌、抑菌效果，但因其缺乏與羊毛纖維的結(jié)合力，僅能附著在纖維的表面或織物交織點(diǎn)處，僅具有暫時(shí)抗菌效果，一經(jīng)水洗就會(huì)失去抗菌效果。因此，多數(shù)無機(jī)抗菌材料不能直接應(yīng)用于纖維上。通常需要借助粘合劑、交鏈劑或其它載體來增強(qiáng)無機(jī)抗菌材料與纖維的結(jié)合牢度，以提高抗菌材料的持久抗菌效果。由此產(chǎn)生的問題時(shí)，經(jīng)粘合劑、交鏈劑或其它載體作用后，纖維的手感會(huì)發(fā)硬， 直接影響到紡織品的使用價(jià)值。即使通過后道的化學(xué)柔軟加工，因柔軟劑的存在，又會(huì)影響到織物的抗菌效果。因此，解決好“抗菌性 抗菌持久性 柔軟手感”三者的關(guān)系，是無機(jī)抗菌材料應(yīng)用于紡織纖維的關(guān)鍵
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種既具有抗菌持久性，又有柔軟手感的抗菌羊毛纖維，以制備具有抗菌功能的精紡羊毛制品。本發(fā)明的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)一種抗菌羊毛纖維的加工方法，對(duì)初胚羊毛進(jìn)行預(yù)氧化、氧化、還原并采用堿性蛋白酶水解的改性處理，其特征在于經(jīng)生物酶改性后的羊毛纖維加工方法包括如下工藝步驟步驟I、無機(jī)氧化物抗菌處理在羊毛間歇式染色機(jī)中，加入由二氧化鈦和氧化鋅混合物、自交鏈粘合劑和乳化劑組成的無機(jī)氧化物抗菌乳液，在25°C 45°C下以浴比 1 10 1 20對(duì)羊毛纖維進(jìn)行30min 60min的液浴處理，并在90°C 130°C下烘干至羊毛纖維的含水率為15 20% ；所述無機(jī)氧化物抗菌乳液的用量為被處理羊毛質(zhì)量的 5 30%，其質(zhì)量組成比例為3 10%的二氧化鈦和氧化鋅混合物、1 8%的自交鏈粘合劑、6 10%的乳化劑以及52 90%的水，其中所述二氧化鈦和氧化鋅混合物兩成分的質(zhì)量比為1 4 4 1，混合物顆粒直徑為5nm 80nm，二氧化鈦為銳態(tài)型晶體結(jié)構(gòu)；自交鏈粘合劑為KG-101粘合劑、AH-I粘合劑中的一種；乳化劑為加成環(huán)氧乙烷的數(shù)量為7和9 的脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽的一種或一種以上的混合物；步驟II、機(jī)械化學(xué)柔軟處理在羊毛間歇式水洗機(jī)中，加入由雙子陽離子表面活性劑和季銨鹽陽離子表面活性劑組成的化學(xué)柔軟處理液，在25°C 45°C下以浴比 1 10 1 20對(duì)羊毛纖維進(jìn)行30min 60min的液浴處理，并在間歇滾動(dòng)式工業(yè)烘干機(jī)中以50°C 90°C的溫度將經(jīng)柔軟處理的羊毛纖維進(jìn)行機(jī)械柔軟化烘干至羊毛纖維含水率降至5 16% ；所述化學(xué)柔軟處理液的用量為被處理羊毛質(zhì)量的5 20%，其質(zhì)量組成比例為1 6%的雙子陽離子表面活性劑、5 20%的季銨鹽陽離子表面活性劑，及74 94%的水。上述一種抗菌羊毛纖維的加工方法中，其中步驟II的雙子陽離子表面活性劑的
結(jié)構(gòu)特征為
權(quán)利要求
1.一種抗菌羊毛纖維的加工方法，對(duì)初胚羊毛進(jìn)行預(yù)氧化、氧化、還原并采用堿性蛋白酶水解的改性處理，其特征在于經(jīng)生物酶改性后的羊毛纖維加工方法包括如下工藝步驟步驟I、無機(jī)氧化物抗菌處理在羊毛間歇式染色機(jī)中，加入由二氧化鈦和氧化鋅混合物、自交鏈粘合劑和乳化劑組成的無機(jī)氧化物抗菌乳液，在25°c 45°C下以浴比1 10 1 20對(duì)羊毛纖維進(jìn)行30min 60min的液浴處理，并在90°C 130°C下烘干至羊毛纖維的含水率為15 20% ；所述無機(jī)氧化物抗菌乳液的用量為被處理羊毛質(zhì)量的5 30%， 其質(zhì)量組成比例為3 10%的二氧化鈦和氧化鋅混合物、1 8%的自交鏈粘合劑、6 10%的乳化劑以及52 90%的水，其中所述二氧化鈦和氧化鋅混合物兩成分的質(zhì)量比為 1 4 4 1，混合物顆粒直徑為5nm 80nm，二氧化鈦為銳態(tài)型晶體結(jié)構(gòu)；自交鏈粘合劑為KG-101粘合劑、AH-I粘合劑中的一種；乳化劑為加成環(huán)氧乙烷的數(shù)量為7和9的脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽的一種或一種以上的混合物；步驟II、機(jī)械化學(xué)柔軟處理在羊毛間歇式水洗機(jī)中，加入由雙子陽離子表面活性劑和季銨鹽陽離子表面活性劑組成的化學(xué)柔軟處理液，在25°C 45°C下以浴比1 10 1 20對(duì)羊毛纖維進(jìn)行30min 60min的液浴處理，并在間歇滾動(dòng)式工業(yè)烘干機(jī)中以 50°C 90°C的溫度將經(jīng)柔軟處理的羊毛纖維進(jìn)行機(jī)械柔軟化烘干至羊毛纖維含水率降至 5 16% ；所述化學(xué)柔軟處理液的用量為被處理羊毛質(zhì)量的5 20%，其質(zhì)量組成比例為 1 6%的雙子陽離子表面活性劑、5 20%的季銨鹽陽離子表面活性劑，及74 94%的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌羊毛纖維的加工方法，其特征在于所述雙子陽離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征為
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抗菌羊毛纖維的加工方法，其特征在于所述雙子陽離子表面活性劑為一種或一種以上的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌羊毛纖維的加工方法，其特征在于所述季銨鹽陽離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征為
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種抗菌羊毛纖維的加工方法，其特征在于所述季銨鹽陽離子表面活性劑為一種或一種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌羊毛纖維的加工方法，其特征在于所述初胚羊毛為全羊毛散纖維、紗線或毛條。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗菌羊毛纖維的加工方法，其特征在于所述初胚羊毛為毛纖維含量40%以上的毛滌混紡紗或毛腈混紡紗。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種抗菌羊毛纖維的加工方法，將經(jīng)過生物酶改性處理的羊毛纖維先用無機(jī)氧化物抗菌處理，經(jīng)低溫烘干后，再進(jìn)行機(jī)械化學(xué)柔軟處理，制得的羊毛纖維不僅具有較好而持久的抗菌效果，而且能獲得柔軟的手感；此外，該加工方法生產(chǎn)成本低，具有較強(qiáng)可操作性。
文檔編號(hào)D06M15/263GK102337669SQ20101023032
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者朱亞偉, 潘焱 申請(qǐng)人:蘇州市統(tǒng)業(yè)化工有限公司