本發明屬于紡織品整理技術領域,具體涉及一種纖維素纖維面料用海洋生物質整理劑及其制備方法與整理工藝。
背景技術:
由于紡織品在服用、使用過程中,不僅吸附、沾染人體分泌的汗漬及其他新陳代謝物,而且會受其他環境因素影響,從而加速細菌、微生物的滋生及繁衍,所以紡織品抑菌抗菌性能越來越受到消費者的重視。但目前抗菌劑品種繁多,其中OeKo-TexStandard100附錄5中,關于抗菌劑的限量值規定,紡織品中除Oek-TexStandard100允許的整理劑,其他抗菌劑產品不得檢出;面對日益嚴格的生態紡織品標準,無毒、安全、有效的抗菌劑成為抗菌劑開發的熱點。其中首屈一指的要數殼聚糖,殼聚糖是一種高分子陽離子多聚物,是甲殼素脫去部分乙酰基的氨基多糖,它是天然的生物高效廣譜抗菌劑原料。甲殼素廣泛分布于海洋節肢動物(如蝦、蟹等)的外殼及一些低等動植物(如真菌、昆蟲、藻類等)的細胞壁中,是自然界中僅次于纖維素的第二大天然聚合物,亦是地球上除蛋白質外數量最大的天然含氮有機化合物。估計每年自然界生物合成的甲殼素達100×108t,是人類取之不盡用之不竭的巨大再生資源寶庫。以殼聚糖為原料的各種衍生物及復配的天然抗菌劑開始受到青睞,但由于殼聚糖整理劑本身雖然與纖維素纖維結合力較好,但存在耐久性較差的缺陷,經過洗滌殼聚糖。
專利CN101074541公開了一種含有殼聚糖的抗菌織物整理液、制法和其使用方法,其技術路線為使用殼聚糖與環氧氯丙烷混合制得的,整理液整理之后,在濕態條件下,再次使用氫氧化鈉溶液浸泡,然后醋酸中和,殼聚糖整理后的面料再經過氫氧化鈉會使殼聚糖變性,從而剝離殼聚糖,產生不可逆的負面反應,此外環氧氯丙烷在堿性條件下易分解成三甲胺,三甲胺具有毒性。
技術實現要素:
本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種纖維素纖維面料用海洋生物質整理劑、制備方法及整理工藝,該整理劑具有穩定有效抑菌效果,并且作用在含有羥基的纖維素纖維面料上,可以使面料具備優良的保濕護膚效果。
一種纖維素纖維面料用海洋生物質整理劑,以重量份計包括:殼聚糖0.5份-5份、水100份,還包括占殼聚糖重量2%-10%的交聯劑和占殼聚糖重量0.2%-1%的防腐劑。
作為上述發明的進一步改進,整理劑中還包含占殼聚糖重量1%-10%的親水性氨基硅油。
作為上述發明的進一步改進,所述殼聚糖的分子量為8-20萬,粒徑為60-120目,脫乙酰度為85%-95%。
作為上述發明的進一步改進,所述纖維素纖維面料為純棉面料、再生纖維素纖維面料或純棉與再生纖維素纖維混紡或交織的面料。
作為上述發明的進一步改進,所述交聯劑為水性聚醚型聚氨酯交聯劑。
作為上述發明的進一步改進,所述防腐劑為聚氨丙基雙胍。
上述纖維素纖維面料用整理劑的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,將殼聚糖加入到pH值4-6的水溶液中,攪拌,得殼聚糖水溶液;
步驟2,在步驟1所得殼聚糖水溶液中加入交聯劑,攪拌,得殼聚糖混合液;
步驟3,在步驟2所得殼聚糖混合液中加入防腐劑,攪拌,得整理劑。
作為上述發明的進一步改進,步驟3中還可以加入親水性氨基硅油。
上述纖維素纖維面料的整理工藝,將纖維素纖維面料在工作液中作浸軋處理,再經過定型工序即可,工作液中整理劑的濃度為1%-10%。
作為上述發明的進一步改進,定型溫度為130℃-170℃,定型機車速為25m/min-50m/min。
本發明的纖維素纖維面料用整理劑,使殼聚糖在與纖維結合、附著的基礎上,可以進行交聯、固著,延長了殼聚糖的抑菌效果,同時不影響殼聚糖整理帶來的護膚保濕效果。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。但本領域技術人員將會理解,下列實施例僅用于說明本發明,而不應視為限定本發明的范圍。實施例中未注明具體技術、術語或條件者,按照本領域內的文獻所描述的技術、術語或條件(例如參考沈蘭萍著的《織物結構與設計》,中國紡織出版社,2005)或者按照產品說明書進行。
本發明的纖維素纖維面料用整理劑,以重量份計包括:殼聚糖0.5份-5份、水100份,還包括占殼聚糖重量2%-10%的交聯劑和占殼聚糖重量0.2%-1%的防腐劑。
整理劑中還包含占殼聚糖重量1%-10%的親水性氨基硅油。
殼聚糖的分子量為8-20萬,粒徑為60-120目,脫乙酰度為85%-95%。
殼聚糖分子在酸性條件下具有一定的正電性,能與負電性的纖維素纖維大分子以離子鍵的形式進行結合,具有一定的親和力。加入交聯劑則會將殼聚糖分子以共價鍵形式牢固的結合到面料上,進一步提升了殼聚糖在面料上的耐久性。交聯劑具有多個活性基團,能與纖維素纖維上的羥基、殼聚糖分子上的羥基和氨基發生反應,從而使纖維素纖維、殼聚糖分子和交聯劑形成一個整體,同時交聯劑還能在面料表面形成網狀結構,進而將殼聚糖分子均勻點狀分布在整個面料上。通過交聯劑和殼聚糖之間的配伍,提升了殼聚糖在面料上的耐久性。
殼聚糖用量為0.5%-5%,用量太大則嚴重影響面料的手感,整個面料比較板結;用量太小,雖然面料也有抑菌性能,但已影響殼聚糖面料整體的抑菌性。
殼聚糖的分子量為8-20萬,主要是因為該殼聚糖分子只在酸性條件下才能溶解,如果分子量太小,殼聚糖分子與面料的親和力較小,盡管溶液中含有交聯劑,但是小分子的殼聚糖會占用交聯劑大部分的反應基團,會加大交聯劑的用量,從而使面料的手感變硬。如果分子量太大,殼聚糖的陽離子部分會吸收大量的水分,從而在水溶液中則形成膠體,而不能均勻的分散在溶液中,最終會造成后整理面料的不勻性。
殼聚糖的粒徑為60-120目,主要是關于殼聚糖的溶解性問題,如果殼聚糖粒徑太大,在配制工作液時則不利于殼聚糖的溶解,遇水時殼聚糖外部分子首先洗水膨脹,而在外層形成一層溶脹水化層,從而阻止其他水分子想殼聚糖分子內部的滲透,進而不能溶解;如果粒徑太小,殼聚糖的比表面積太大,則會造成分子間的團聚,也不利于殼聚糖的溶解。
脫乙酰度為85%-95%,主要是因為甲殼素經過脫乙酰化處理后,使其具有游離的氨基,氨基在酸性條件下具有很強的正電性,能吸收周圍的水分子形成水合離子,從而使分子殼聚糖溶于水而形成溶液。盡管殼聚糖分子中具有親水性基團羥基,但羥基并不能與水形成水合離子,因此殼聚糖的溶解性主要取決于氨基的正電性。在一定殼聚糖分子量的前提下,當甲殼素脫乙酰化程度達到85%以上時,其分子中有足夠的氨基提供水合能力,能使整個大分子溶于水。
采用水性聚醚型聚氨酯交聯劑,在殼聚糖分子中的氨基與纖維素纖維或者再生纖維素纖結合的同時,能夠在纖維表面成膜,固著殼聚糖分子,使整理效果更佳持久、耐洗,聚氨丙基雙胍與殼聚糖有較好的生物相容性且綠色環保,能夠抑制體系環境中產生的外來微生物,具有防腐性能,增強助劑體系的穩定性,解決的產品批量化生產、儲存、應用問題。
交聯劑的存在可以提高耐洗性,但會使面料呈現一定的疏水效果,通過親水氨基硅油共混解決交聯劑帶來的疏水影響殼聚糖保濕護膚效果。、
實施例1
對60s天絲面料進行整理,織物規格為:60S*60S/182*120
纖維素纖維面料用整理劑的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,用有機酸將去離子水pH調節為5,加入殼聚糖,殼聚糖與水的質量比為1:20,600rpm攪拌10min,得殼聚糖水溶液,其中有機酸為醋酸或檸檬酸中的一種或兩種的混合物;
步驟2,在殼聚糖水溶液中加入水性聚醚型聚氨酯交聯劑,交聯劑加入量占殼聚糖水溶液中殼聚糖質量的5%,600rpm攪拌20min,得殼聚糖混合液;
步驟3,在殼聚糖混合液中加入聚氨丙基雙胍,聚氨丙基雙胍加入量為殼聚糖溶液中殼聚糖質量的0.5%,攪拌10min,得整理劑。
配制后整理工作液,采用整理劑0.5%、柔軟劑3.0%、其余為水,調節PH值為4-5。將天絲面料在工作液中作浸軋處理,再經過定型工序,定型溫度為130℃,定型機車速40m/min,即可。
對比例1
與實施例1的區別在于:纖維素纖維面料用整理劑中為加入水性聚醚型聚氨酯交聯劑,其余步驟皆相同。具體如下:
對60s天絲面料進行整理,織物規格為:60S*60S/182*120
纖維素纖維面料用整理劑的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,用有機酸將去離子水pH調節為5,加入殼聚糖,殼聚糖與水的質量比為1:20,600rpm攪拌10min,得殼聚糖水溶液,其中有機酸為醋酸或檸檬酸中的一種或兩種的混合物;
步驟2,在殼聚糖混合液中加入聚氨丙基雙胍,聚氨丙基雙胍加入量為殼聚糖溶液中殼聚糖質量的0.5%,攪拌10min,得整理劑。
配制后整理工作液,采用整理劑0.5%、柔軟劑3.0%、其余為水,調節PH值為4-5。將天絲面料在工作液中作浸軋處理,再經過定型工序,定型溫度為130℃,定型機車速40m/min,即可。
實施例2
對棉與粘膠交織提花面料進行整理,織物規格為60S*150D/173*110
纖維素纖維面料用整理劑的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,用有機酸將去離子水pH調節為5,加入殼聚糖,殼聚糖與水的質量比為1:50,300rpm攪拌10min,得殼聚糖水溶液,其中有機酸為醋酸或檸檬酸中的一種或兩種的混合物;
步驟2,在殼聚糖水溶液中加入水性聚醚型聚氨酯交聯劑,交聯劑加入量占殼聚糖水溶液中殼聚糖質量的3%,300rpm攪拌15min,得殼聚糖混合液;
步驟3,在殼聚糖混合液中加入聚氨丙基雙胍和親水性氨基硅油,聚氨丙基雙胍加入量為殼聚糖溶液中殼聚糖質量的0.2%,親水性氨基硅油加入量為殼聚糖溶液中殼聚糖質量的1%,攪拌10min,得整理劑。
配制后整理工作液,采用整理劑2%、柔軟劑2%、其余為水,調節PH值為5-6。將天絲面料在工作液中作浸軋處理,再經過定型工序,定型溫度為170℃,定型機車速30m/min,即可。