一种抗菌防霉纺织品及其制备方法

摘要

本发明提供了一种抗菌防霉纺织品及其制备方法，是在抗菌防霉纺织品上附有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合物；其中，十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为(3～7):1。该抗菌防霉纺织品制备方法包括步骤为：1)将纺织品置于含有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中超声处理；2)将步骤(1)处理的纺织品烘干或晾干；3)将步骤(2)所得样品清洗后定型，再干燥得成品。本发明抗菌防霉纺织品其经50次洗涤后抗菌活性仍能保持97％以上，并且保持了良好的力学性能，其制备方法简单，易于操作和控制，适合于工业化生产。

权利要求

1.一种抗菌防霉纺织品，其特征在于：在所述的抗菌防霉纺织品上附有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合物；

其中，十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为(3～7):1。

2.根据权利要求1所述的抗菌防霉纺织品，其特征在于：所述十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为5:1。

3.一种如权利要求1或2所述的抗菌防霉纺织品的制备方法，包括以下步骤：

1)将纺织品置于含有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中于60～80℃下超声处理30～60min；

2)将步骤(1)处理的纺织品晾干或烘干；

3)将步骤(2)所得纺织品清洗后定型，再干燥得成品。

4.权利要求3所述抗菌防霉纺织品的制备方法，其特征在于：步骤(1)中纺织品在含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中超声处理的温度为70℃。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中纺织品在含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中超声处理的时间为50min。

6.权利要求3所述的抗菌防霉纺织品的制备方法，其特征在于：经步骤(2)处理后的纺织品可再次置于含有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中于60～80℃下超声处理30～60min，然后清洗定型干燥得成品。

7.权利要求3所述的抗菌防霉纺织品的制备方法，其特征在于：所述十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷溶解于有机溶剂中，有机溶剂与十二烷基二甲基甜菜碱的体积比为(6～10):1。

8.权利要求7所述的抗菌防霉纺织品的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、丁酮、乙醇、正丙醇、正丁醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中任意一种或至少两种的组合。

9.权利要求3所述的抗菌防霉纺织品的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中烘干是将经浸渍后的纺织品在低于120℃条件下干燥。

说明书

一种抗菌防霉纺织品及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种纺织品及其制备方法，具体的说是涉及抗菌防霉纺织品及其制备方法。

背景技术

[0002] 纺织品能吸收人体分泌的汗液、皮脂等排出物，在温度和湿度合适的环境下，寄居在纺织品上的微生物可大量繁殖，分解人体分泌物，产生氨等带有异味的物质，或在织物上生成菌斑，以致在穿着或应用过程中，对人体产生不适或不良影响，使纺织品产生霉变、脆化甚至变质。随着社会的发展和人们生活水平的提高，产生了新的市场需求，消费者希望纺织品具有抗菌功能，以满足文明舒适的生活需要。在纺织品中，天然纤维比合成纤维吸湿排汗性能好且穿着舒适，人们的内衣、袜子、毛巾、床单等贴身衣物绝大部分采用天然纤维材料，所以天然纤维材料成为抗菌织物的主流产品。抗菌织物是指在不改变织物本身感官或物理化学性状(如强度、吸水性、手感、色差)的前提下，运用各种抗菌剂对织物进行抗菌加工，不仅使纤维材料本身能抵抗微生物分解变质，也能使附着在织物上的微生物丧失活力或不过度繁殖，提高了纺织品的品质和消费者的生活质量，使抗菌织物也进入了家庭消费品行列。

[0003] 目前市场上的抗菌制品，基本上是采用三种方法产生：一是先将抗菌剂加入纺丝材料中制成抗菌纤维，然后制成各种抗菌纺织品。该法抗菌效果持久，耐洗性好，但是技术含量高，难度大，涉及领域广，对抗菌剂要求高；常用来生产合成类纤维类产品。二是在织物印染后整理过程中加入抗菌剂(常被称为抗菌整理剂)，然后制成各种抗菌纺织品。该法加工处理较为简单，而耐洗性及抗菌效果持久性较差。三是先将抗菌剂加入到纺丝材料中制成抗菌纤维，再在织物印染后整理过程中加入抗菌整理剂，然后制成各种抗菌纺织品，这种方法仅在具有高抗菌性能要求的特殊产品中使用，限制了使用范围。

[0004] 天然纤维(包括棉，麻，毛，蚕丝等)材料由于难以通过纤维改性达到抗菌防臭的效果，到目前为止，天然纤维制品的抗菌防臭工艺仍以后整理为主。常用的抗菌剂主要有无机、有机、天然和高分子抗菌剂四大类。无机抗菌剂多为重金属离子抗菌剂，其中又以银离子及其复合物为主。无机抗菌剂属于溶出型抗菌剂，其抗菌机理是离子缓释抗菌机理，即在使用过程中，抗菌活性离子缓慢释放，靠金属离子活性破坏细菌细胞膜或与细菌酶蛋白的巯基等基团结合，破坏酶的活性，从而发挥抗菌作用。这些重金属成分制成的抗菌剂，有造成纺织品的重金属污染之虞。抗菌纺织品上含有的重金属，多数属于游离状态，虽然其溶出性并不高，但长期应用可能对人体造成危害。由于它会从纤维表面释放出来并与皮肤接触，通过皮肤毛孔渗入人体而蓄积于人体的肝、肾、心、脑与骨骼中，当受累脏器中的重金属积累到一定的程度时，便会对健康机体造成不可逆转的损坏。所以Hg，Ag，Cu等有害重金属离子对人体有较强的危害作用。还有一些无机抗菌剂，虽有良好的抗菌性能，但因不能与纤维形成牢固的结合状态，不耐水洗被逐渐淘汰。

[0005] 有机抗菌剂的主要为季铵盐、醇类、卤胺、双胍类等化合物，具有见效快，杀菌能强的特点，其中又以季铵盐为主。季铵盐化学活性较低，应用时基本上以游离态存在，毒性较大，刺激性也较强。将其作为抗菌剂应用于纺织品上是溶出型的，耐热性较差，易迁移，易洗脱，而且易在人体表面逐渐富集，长期使用易产生病变，产生微生物耐(抗)药性。专利CN 1048846A公开了一种季铵盐抗菌剂WS-8810。该抗菌剂具有环氧等活性基团，可与纤维中的羟基、氨基等活泼氢基团反应，其制备过程复杂，而且制备过程中加入了大量的甲醛、苄基氯、苄基胺等有高毒副作用的原料，如果纯化处理不完全，会带来很多毒副作用。而且整理工艺也相对麻烦，需要在高温进行，难免对纤维本身的性能产生一定的不利影响。另外，WS-
8810为黄色至棕黄色粘稠液体，易使纺织品变色，而影响纺织品本身的色泽。

[0006] 天然抗菌剂来自于天然提取物，如专利CN 1704521A公开了壳聚糖等，其主要抗菌机理被认为与有机季铵盐类类似，但是效果不如有机抗菌剂，且产品尚不成熟。高分子抗菌剂是人们根据有机抗菌剂和天然高分子抗菌剂的抗菌机理进行分子设计，将有机抗菌剂和天然高分子抗菌剂的特点结合起来合成的，主要包括合成的吡啶型主链的高分子、带吡啶侧基的聚烯烃材料和改性PS-聚苯乙烯己内酰脲(POLY1)，目前处于研究起步阶段。

[0007] 虽然生物酶固定化技术和3-(三甲氧基甲硅烷)丙基二甲基十八烷基氯化铵(简称：DC-5700)对天然纺织物进行整理有所报道，但是生物酶固定化技术采用了H2O2或NaIO4等氧化性比较强的氧化剂处理纺织品，然后在将溶菌酶固定在纺织品上，该法损伤纤维，从而影响纺织品本身的物理性能(如断裂强力)。DC5700处理液中存有大量的溶剂甲醇，处理过程中也产生甲醇，这些给人们健康带来安全隐患。

[0008] 专利CN 101760963A公开了一种抗菌防霉纺织品，是在抗菌防霉纺织品上附有有机硅甜菜碱。该抗菌防霉纺织品制备方法包括步骤为：1)将纺织品置于抗菌整理液中浸渍或在纺织品上刷涂或喷涂抗菌整理液；2)将步骤(1)处理的纺织品烘干或晾干；3)将步骤(2)所得样品清洗后定型，再干燥得成品。上述制备的抗菌防霉纺织品虽然抗菌性能良好，但其抗菌持久性还有待进一步提高，尤其是经过多次水洗后抗菌性能有所下降。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供了一种抗菌防霉纺织品及其制备方法，通过十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的协同用，并在一定温度下超声浸渍得到一种抗菌持久性能优异的纺织品材料，同时该纺织材料保持了优异的力学性能。

[0010] 本发明的另一目的在于提供一种抗菌防霉纺织品的制备方法。

[0011] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

[0012] 第一方面，本发明提供了一种抗菌防霉纺织品，在该抗菌防霉纺织品上附有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合物。

[0013] 其中，十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为(3～7):1，例如3:1、4:1、5:1、6:1或7:1等。

[0014] 本发明中，所述十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为5:1。

[0015] 第二方面，本发明提供了上述抗菌防霉纺织品的制备方法，包括以下步骤：

[0016] 1)将纺织品置于含有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中于60～80℃下超声处理30～60min；

[0017] 2)将步骤(1)处理的纺织品晾干或烘干；

[0018] 3)将步骤(2)所得样品清洗后定型，再干燥得成品。

[0019] 其中，超声处理的温度可为60℃、63℃、65℃、67℃、70℃、73℃、75℃、77℃或80℃等；超声处理的时间可为30min、33min、35min、37min、40min、43min、45min、47min、50min、53min、55min、57min或60min等。

[0020] 本发明中，步骤(1)中纺织品在含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中超声处理的温度为70℃。

[0021] 优选地，步骤(1)中纺织品在含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中超声处理的时间为50min。本发明中，经步骤(2)处理后的纺织品还可再次置于含有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中于60～80℃下超声处理30～60min，然后清洗定型干燥得成品。

[0022] 本发明中，所述十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷溶解于有机溶剂中，有机溶剂与十二烷基二甲基甜菜碱的体积比为(6～10):1，例如6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等。

[0023] 本发明中，所述的有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、丁酮、乙醇、正丙醇、正丁醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：乙酸乙酯、乙酸丁酯和氯仿的组合，二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮和丁酮的组合，丙酮、丁酮、乙醇和正丙醇的组合，正丁醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的组合等，优选为乙醇。

[0024] 本发明中，所述的步骤(2)中烘干是将经浸渍后的纺织品在低于120℃条件下干燥。

[0025] 本发明与现有技术相比具备以下优点：

[0026] 本发明通过十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的协同用，在一定温度下超声浸渍得到一种抗菌持久性能优异的纺织品材料，其经50次洗涤后抗菌活性仍能保持97％以上，并且保持了良好的力学性能。

具体实施方式

[0027] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0028] 本发明提供的抗菌防霉纺织品，在该抗菌防霉纺织品上附有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合物。其中，十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为(3～7):1。

[0029] 本发明抗菌防霉纺织品的制备方法，包括以下步骤：

[0030] 1)将纺织品置于含有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中于60～80℃下超声处理30～60min；2)将步骤(1)处理的纺织品晾干或烘干；

[0031] 3)将步骤(2)所得样品清洗后定型，再干燥得成品。

[0032] 进一步，上述经步骤(2)处理后的纺织品还可再次置于含有十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中于60～80℃下超声处理30～60min，然后清洗定型干燥得成品。

[0033] 上述的浸渍是将纺织品浸入抗菌整理液中，抗菌整理液的用量可根据实际情况可多可少，但最低用量限度是将纺织品浸湿。

[0034] 纺织品优选天然纺织品，抗菌防霉效果、柔软性、保湿性更加。有机溶剂优选乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、丁酮、乙醇、正丙醇、正丁醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中任意一种或至少两种的组合，优选为乙醇。

[0035] 抗菌纺织品的穿着不应以破坏人体皮肤黏膜的微生态环境为代价，一旦平衡被打破，即可能导致皮肤感染或其他疾病，将严重威胁人类的自身安全和经济的可持续发展。可能带来安全性隐患。如果穿着制备不良的、不断释放抗菌药物的抗菌织物，破坏了人体毛孔及皮肤的正常菌群的平衡，将使皮肤失去固有的抗御外来微生物侵害的屏障作用，从而降低机体免疫力；低剂量抗菌药物的长期应用可诱导微生物变异，增加产生耐药性的概率。所以抗菌整理剂的理想特征为：(1)具有优良的抑制、杀菌、消毒和除臭的功能，具有广谱抗菌效果。(2)抗菌效果耐持久性强，耐漂洗和日晒。(3)对人体不产生副作用，无毒，不污染环境。(4)不影响纺织品本身的风格特征，不损伤纤维，不影响其他纺织助剂的功效。(5)抗菌剂的使用方法简便、成本低，与其他整理剂具有相容性。

[0036] 因此，从安全角度来看，本发明抗菌纺织品本发明通过十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的协同用，在一定温度下超声浸渍得到一种抗菌持久性能优异的纺织品材料，其经50次洗涤后抗菌活性仍能保持97％以上，并且保持了良好的力学性能，产品安全可靠。

[0037] 本发明可以在服装抗菌保湿整理、医疗卫生用非织造布抗菌处理等领域得到广泛的应用。

[0038] 实施例1

[0039] (1)将待处理纺织品浸渍于含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液(其中，十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为5:1，有机溶剂为乙酸乙酯，有机溶剂与十二烷基二甲基甜菜碱的体积比为8:1)中于70℃下超声处理50min；

[0040] (2)将步骤(1)处理的纺织品在120℃烘干；

[0041] (3)将步骤(2)所得样品清洗、定型、干燥后，即得持久抗菌防霉保湿纺织品。

[0042] 其抗菌性能和力学性能等性能如附表1所示。

[0043] 实施例2

[0044] (1)将待处理纺织品浸渍于含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液(其中，十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为3:1，有机溶剂为乙酸丁酯，有机溶剂与十二烷基二甲基甜菜碱的体积比为10:1)中于80℃下超声处理30min；

[0045] (2)将步骤(1)处理的纺织品于室温下自然晾干；

[0046] (3)将步骤(2)所得样品再次浸渍于上述含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中70℃下超声处理50min；

[0047] (4)将步骤(3)所得样品清洗、定型和干燥后，即得持久抗菌防霉保湿纺织品。

[0048] 其抗菌性能和力学性能等性能如附表1所示。

[0049] 实施例3

[0050] (1)将待处理纺织品浸渍于含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液(其中，十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的摩尔比为7:1，有机溶剂为乙酸乙酯，有机溶剂与十二烷基二甲基甜菜碱的体积比为6:1)中于60℃下超声处理60min；

[0051] (2)将步骤(1)处理的纺织品在100℃烘干；

[0052] (3)将步骤(2)所得样品再次浸渍于上述含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中60℃下超声处理60min；

[0053] (4)将步骤(3)所得样品清洗、定型、干燥后，即得持久抗菌防霉保湿纺织品。

[0054] 其抗菌性能和力学性能等性能如附表1。

[0055] 实施例4

[0056] 除步骤(3)中将步骤(2)所得样品再次浸渍于上述含十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的混合溶液中80℃下超声处理30min外，其他步骤和原料用量均与实施例2相同。

[0057] 其抗菌性能和力学性能等性能如附表1。

[0058] 对比例1：

[0059] 除了将待处理纺织品浸渍于十二烷基二甲基甜菜碱溶液中，其他步骤均与实施例1中相同。

[0060] 得到的抗菌防霉保湿纺织品，其抗菌性能和力学性能等性能如附表1。

[0061] 对比例2：

[0062] 除了将待处理纺织品浸渍于纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的溶液中，其他步骤均与实施例1中相同。

[0063] 得到的抗菌防霉保湿纺织品，其抗菌性能和力学性能等性能如附表1。

[0064] 对比例3：

[0065] 除了不进行超声处理外，，其他步骤均与实施例1中相同。

[0066] 对比例4：

[0067] 专利CN 101760963A中实施例1。

[0068] 得到的抗菌防霉保湿纺织品，其抗菌性能和力学性能等性能如附表1。

[0069] 表1：实施例1-4和对比例1-4中抗菌防霉保湿纺织品性能测试表

[0070]

[0071]

[0072] 综合实施例1-4和对比例1-4的结果可以看出，本发明通过十二烷基二甲基甜菜碱和纳米ZnO改性的二羟基聚二苯基硅氧烷的协同用，在一定温度下超声浸渍得到一种抗菌持久性能优异的纺织品材料，其经50次洗涤后抗菌活性仍能保持97％以上，并且保持了良好的力学性能。

[0073] 申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。