專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抗菌紡織品的制備方法
抗菌紡織品具有廣泛的用途，如在醫(yī)院里使用抗菌布制成床單、被罩和醫(yī)務(wù)人員的工作服，可以降低感染和疾病的傳播機(jī)率，用抗菌布制成的鞋和襪子可以防治腳臭和腳氣。二戰(zhàn)期間，德軍穿用殺菌劑處理過(guò)的軍服，受傷后感染人數(shù)明顯減少。鑒于抗菌布具有重大的實(shí)用價(jià)值，美、日、德、英、法、蘇都曾進(jìn)行過(guò)抗菌布的研究。我國(guó)也有許多關(guān)于抗菌布的研究報(bào)道[中國(guó)消毒學(xué)雜志，19918(1)8-10]?？咕椢锏墨@得可分為化學(xué)交聯(lián)法和物理?yè)胶头?。物理?yè)胶头ㄊ侵冈诩徔椑w維時(shí)將抗菌劑摻和到纖維中，然后織成抗菌織物。這種方法得到的織物也具有一定的抗菌能力，但隨著洗滌次數(shù)的增加，抗菌能力將迅速下降或消失，且多數(shù)生產(chǎn)工藝繁瑣?；瘜W(xué)交聯(lián)法是指通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將抗菌劑與纖維上的某些基團(tuán)反應(yīng)而使抗菌劑結(jié)合到纖維上。此法所得的織物，抗菌效果好、耐洗滌、抗菌性持久，但其技術(shù)難度較大。所以迄今為止一直沒(méi)有理想的產(chǎn)品上市。
最近，美國(guó)科學(xué)家將能夠可逆性結(jié)合氯(或溴)的氮雜環(huán)類(lèi)衍生物經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理使之結(jié)合在紡織品上，制成了新型抗菌織物(USP 6,077,319.Ind.Eng.Chem.Res.2001，40，1016-1021)。這種新型的抗菌紡織品具有可再生的、廣譜的、強(qiáng)大而持久的抗菌功能。制備這種抗菌紡織品的關(guān)鍵是在原料成本足夠低、操作方便的情況下，使氮雜環(huán)類(lèi)衍生物能夠按照一定的、預(yù)期的量結(jié)合在紡織品上。而要達(dá)到上述目的，反應(yīng)液的弱酸性pH能否維持恒定及反應(yīng)液可否重復(fù)使用是關(guān)鍵。但在已公開(kāi)的專(zhuān)利中，由于反應(yīng)液沒(méi)有采用緩沖體系，也沒(méi)對(duì)待處理的紡織品進(jìn)行預(yù)處理，而市售的紡織品又大多殘留有一定量的堿性物質(zhì)；所以，當(dāng)待處理的紡織品投入已調(diào)好了一定pH的反應(yīng)液后，反應(yīng)液(整理液)的pH值將會(huì)有較大的升高；這樣，為了使反應(yīng)液重復(fù)能夠重復(fù)使用，每次都必須重新調(diào)節(jié)pH同時(shí)補(bǔ)加氮雜環(huán)類(lèi)衍生物，從而使不同批次處理反應(yīng)條件難以做到完全相同，且增加了操作的復(fù)雜程度。本專(zhuān)利就是針對(duì)上述問(wèn)題而發(fā)明的。在本發(fā)明中，待處理的紡織品在進(jìn)入反應(yīng)液之前，先經(jīng)過(guò)酸性緩沖溶液或稀鹽酸預(yù)洗處理，這樣在它進(jìn)入反應(yīng)液之后，反應(yīng)液的pH就不會(huì)變化很大。為了更好地維持反應(yīng)的pH，(反應(yīng)液)整理液)也可以采用緩沖體系。
本發(fā)明的方法為(1)預(yù)洗處理將紡織品在預(yù)洗液(可以是緩沖對(duì)組成的緩沖液、強(qiáng)酸弱堿鹽緩沖液、稀鹽酸溶液)中浸泡，在浸泡處理過(guò)程中可加以攪動(dòng)、翻動(dòng)或用紡織機(jī)械擠壓后再浸泡以使浸泡充分徹底，然后通過(guò)離心機(jī)甩干或?yàn)r干脫去大部分水；(2)整理液中浸、軋?zhí)幚韺⒔?jīng)預(yù)洗處理的紡織品投入整理液(反應(yīng)液)中浸泡，可采用(1)中所述的同樣方法以使液體充分徹底地浸透紡織品，然后再用(1)中所說(shuō)的同樣方法脫去大部分水，(3)干燥脫水處理將經(jīng)整理處理的紡織品通過(guò)烘烤處理或鼓熱風(fēng)處理至完全干燥，烘烤處理或用熱風(fēng)處理時(shí)的溫度為55-180℃的任意一個(gè)、或兩個(gè)或數(shù)個(gè)的組合、或程序升溫。處理過(guò)程的時(shí)間為2分鐘至數(shù)分鐘。(4)充氯(或溴)活化將經(jīng)過(guò)(3)處理后的紡織品先經(jīng)洗滌去除表面吸附的物質(zhì)，再于含活性氯(或活性溴)的液體中浸泡，然后用水清洗，即得本發(fā)明所說(shuō)的抗菌紡織品。
在上述過(guò)程中，經(jīng)過(guò)(1)的預(yù)洗處理和(2)、(3)的整理處理后，氮雜環(huán)類(lèi)衍生物便以化學(xué)鍵的形式結(jié)合在纖維上，再經(jīng)過(guò)(4)的活化(鹵化)處理，氯(或溴)便結(jié)合到了纖維上的氮雜環(huán)類(lèi)衍生物上。
本發(fā)明所說(shuō)的預(yù)洗液可以是pH為1-6.5(最佳為2.8-3.9)的緩沖液、稀鹽酸溶液、強(qiáng)酸弱堿鹽(如氯化氨)溶液，還可以它們的組合物。常用的緩沖液有鄰苯二甲酸氫鉀(鈉)-鹽酸。預(yù)處理目的主要是為了使在待處理的紡織品投入整理液(反應(yīng)液)后，整理液(反應(yīng)液)在放入紡織品前后的pH不至于變化得太大，以保持海因等在纖維上有合適的、穩(wěn)定結(jié)合率。預(yù)洗液中加入一定濃度的濕潤(rùn)劑可使待處理的紡織品容易浸透。
本發(fā)明中所述整理液(反應(yīng)液)是指含有氮雜環(huán)類(lèi)衍生物和催化劑、且具有一定緩沖能力的溶液。其pH范圍為1-6.5(最佳為2.8-3.9)；氮雜環(huán)類(lèi)衍生物可以是單羥甲基海因或二羥甲基海因，如單羥甲基-5，5-二甲基海因、1，3-二羥甲基-5，5-二甲基海因及它們的混合物；催化劑可以是錳鹽、鈷鹽、鎂鹽、鋅鹽、氨鹽或其它種類(lèi)的鹽。如采用氯化鎂、氯化錳、氯化鈷、氯化氨和氯化鋅中之一或它們的組合物作為催化劑。
本發(fā)明的方法不僅使海因結(jié)合到纖維上的操作更容易、反應(yīng)液可反復(fù)使用，而且可以使海因在纖維上結(jié)合量大大增加且容易控制。例如，下述實(shí)例中的結(jié)合量一般都大于文獻(xiàn)(USP6,077,319.Ind.Eng.Chem.Res.2001，40，1016-1021)所報(bào)道的最大值；其中實(shí)例一中的值達(dá)到8.63％，大大高于文獻(xiàn)的最高值(3.52％)本發(fā)明中所述的活性氯(或活性溴)指的是次氯酸鹽(或次溴酸鹽)及含有次氯酸鹽(或次溴酸鹽)的供漂白用的商品；還可以是能夠產(chǎn)生游離氯(或游離溴)原子的化合物及其商品。
本發(fā)明中所說(shuō)的紡織品指的是純棉纖維或含有部分棉纖維的紡織品實(shí)例一1.溶液的配制預(yù)洗液鄰苯二甲酸氫鉀緩沖液取0.2mol/L的鄰苯二甲酸氫鉀25ml，加0.1mol/L的鹽酸33ml，加0.2g Triton-100，然后加水稀釋至200ml。此溶液的pH為2.5。
整理液(反應(yīng)液)稱(chēng)取1，3-二羥甲基-5，5-二甲基海因12g，MgCl2·6H2O 1.92g，放入燒杯中；加預(yù)處理25ml，加水74ml后，用0.1mol的稀鹽酸調(diào)pH至2.5。
含活性氯溶液取工業(yè)品次氯酸鈉溶液，經(jīng)碘量法測(cè)定活性氯活性的含量為10％，然后再稀釋500-1000倍使其活性氯的含量為0.01-0.05％。
2、制備過(guò)程將市售的純棉布5g，完全浸泡在預(yù)洗液中3-5分鐘后，離心脫水后；浸入整理液(反應(yīng)液)中，3分鐘后，取出用手?jǐn)Q干，再浸入整理液(反應(yīng)液)中5分鐘，離心脫水后，于80℃烘烤處理7分鐘，再于160℃烘烤處理5分鐘。洗滌以除去表面吸附的整理液(反應(yīng)液)中所含的物質(zhì)。取3-4毫克剪碎后的樣品做紅外光譜進(jìn)行定性鑒別試驗(yàn)，從譜圖上可看出與未經(jīng)處理的純棉纖維相比，在1720cm-1明顯地多了一個(gè)強(qiáng)的羰基吸收峰，說(shuō)明海因已經(jīng)結(jié)合到了纖維上。取0.5克經(jīng)處理過(guò)的純棉纖維用凱氏定氮法測(cè)得氮后折合成海因的含量為8.63％。將此結(jié)合了海因的棉布在上述的活性氯溶液中浸泡6分鐘，洗去表面吸附的處理過(guò)程中入的非共價(jià)鍵結(jié)合物質(zhì)，即得具有抗菌活性的棉布。
實(shí)例二1.溶液的配制同實(shí)例一2.制備過(guò)程將5g棉/滌綸(35/65)混紡布，完全浸泡在預(yù)洗液中3-5分鐘后，離心脫水后；浸入整理液(反應(yīng)液)中，3分鐘后，取出用手?jǐn)Q干后，再浸入整理液(反應(yīng)液)中5分鐘，離心脫水，于80℃烘烤處理7分鐘后，再于160℃烘烤處理5分鐘。洗滌以除去表面吸附的整理液(反應(yīng)液)中所含的物質(zhì)。取0.5克經(jīng)處理過(guò)的棉/滌綸混紡布用凱氏定氮法測(cè)得氮含量后折合成海因的含量為3.98％。下面的充氯活化過(guò)程同實(shí)例一實(shí)例三1.溶液的配制預(yù)洗液鄰苯二甲酸氫鉀緩沖液取0.2mol/L的鄰苯二甲酸氫鉀25ml，加0.1mol/L的稀鹽酸4ml，加0.2gTriton-100，然后加水稀釋至200ml。此時(shí)溶液的pH為3.9。
整理液(反應(yīng)液)稱(chēng)取1，3-二羥甲基-5，5-二甲基海因5g，MgCl2·6H2O 1.92g，放入燒杯中；加水25ml，加水74.5ml后再稀鹽酸調(diào)pH至3.9。
2.制備過(guò)程將市售的純棉布5g，完全浸泡在預(yù)洗液中3-5分鐘，離心脫水后；浸入整理液(反應(yīng)液)中3分鐘，取出用手?jǐn)Q干，再浸入整理液(反應(yīng)液)中5分鐘，離心脫水后，于80(烘烤處理7分鐘后，再于160℃烘烤處理5分鐘。洗滌以除去表面吸附的整理液(反應(yīng)液)中所含的物質(zhì)。取3-4毫克剪碎后的樣品做紅外光譜進(jìn)行定性鑒別試驗(yàn)，從譜圖上可看出與未經(jīng)處理的純棉纖維相比，在1720cm-1明顯地多了一個(gè)強(qiáng)的羰基吸收峰，說(shuō)明海因已經(jīng)結(jié)合到了纖維上。取0.5克經(jīng)處理過(guò)的純棉纖維用凱氏定氮法測(cè)得氮含量折合成海因的含量為3.57％。下面的充氯活化過(guò)程同實(shí)例一。
實(shí)例四抗菌實(shí)驗(yàn)(振蕩燒瓶法)參照文獻(xiàn)(中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.消毒技術(shù)規(guī)范，第三版，1999年11月p42，p44)。具體過(guò)程簡(jiǎn)述如下分別稱(chēng)取實(shí)例一、實(shí)例二、實(shí)例三制備的抗菌布各0.75g，剪成10mm×10mm大小投入到70mlPBS中含有1×104-2×104cfu/ml金黃色葡萄球菌的菌懸液中；300r/min振搖60min；然后再進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，計(jì)算抑菌率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)抑菌率均在99.9％以上。
權(quán)利要求
1.一種抗菌紡織品的制備方法，其特征是待處理的紡織品先經(jīng)預(yù)洗液預(yù)洗處理，再經(jīng)含有羥甲基海因和催化劑的整理液(反應(yīng)液)整理處理，最后進(jìn)行氯(或溴)化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的待處理的紡織品指的是純棉纖維紡織品或含部分純棉纖維的紡織品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的預(yù)洗液為緩沖溶液(包括緩沖對(duì)組成的溶液和強(qiáng)酸弱堿鹽溶液)或稀鹽酸溶液。緩沖液的pH范圍為1-6.5，濃度為0.001-8.00mol/L；稀鹽酸溶液的濃度為0.001-1.00mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的預(yù)洗液中含有濕潤(rùn)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的羥甲基海因指的是單羥甲基-5，5-二甲基海因、1，3-二羥甲基-5，5-二甲基海因及它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的催化劑指的是MnCl2，MgCl2，Mg(NO3)2，Zn(NO3)2，NH4NO3及它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的預(yù)洗處理包括紡織行業(yè)常規(guī)的浸、軋?zhí)幚怼?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的整理處理包括紡織行業(yè)常規(guī)的浸、軋和干燥處理，干燥處理所用溫度為55-180℃中間任意一個(gè)或數(shù)個(gè)的組合、或程序升溫。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗菌紡織品的制備方法。其制備過(guò)程包括將待處理的紡織品先經(jīng)預(yù)洗液的預(yù)洗處理,再經(jīng)含有羥甲基海因、催化劑的整理液(反應(yīng)液)浸、軋?zhí)幚?然后通過(guò)干燥脫水處理即得結(jié)合了海因衍生物的紡織品;這種結(jié)合了海因衍生物的紡織品在含有活性氯(或活性溴)溶液中充氯(或溴)活化處理后即得具有抗菌活性的紡織品。本發(fā)明的方法操作方便,穩(wěn)定可靠,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
文檔編號(hào)D06M23/00GK1338537SQ0112738
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月7日
發(fā)明者王加旺, 李平, 閻祥華, 劉大星, 張惠 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍濟(jì)南軍區(qū)聯(lián)勤部軍事醫(yī)學(xué)研究所