專利名稱：一種抗菌羊毛纖維的加工方法
技術領域：
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抗菌劑和有機抗菌劑的抗菌羊毛纖維的加工方法，屬于紡織染整技術領域。
背景技術：
抗菌紡織品的加工方法主要是通過抗菌劑來實現(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，將抗菌防臭劑附著或滲入纖維內部；這種方法的優(yōu)點是抗菌劑與纖維的結合比較牢固，對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，將含銀無機沸石AgION嵌入聚酯，形成Fossfiber雙組分纖維，使AgION只在皮中，對有害細菌接觸面最優(yōu)化。又如英國Acordis公司的Amicor抗菌纖維，是具有許多孔狀結構的腈綸纖維，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，能有效抑制許多細菌的繁殖。再如美國Nobel Fiber公司的X-Matic纖維，是以尼龍為基質，表面覆蓋一層金屬銀，金屬銀含量(質量分數(shù))高達16%，具有很好的抗靜電效果和廣譜抗菌效^ ο(2)與抗菌纖維進行混紡交織將普通纖維與抗菌纖維進行混紡或交織，以提高織物的抗菌效果。(3)后處理抗菌加工通過化學反應(交鏈、接枝和配位結合)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)點是加工工藝簡單，品種適應性廣，容易制成具有廣譜抗菌性的紡織品。缺點是抗菌效果的持久性取決于抗菌劑與纖維材料的結合或固著方式，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、有機抗菌材料、無機抗菌材料、復合抗菌材料(如有機/無機復合抗菌材料)等。天然抗菌劑是一類酸堿性物質和醇類物質，如脫乙酰殼多糖類。天然抗菌劑的優(yōu)點是，不屬化學制品，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，使應用范圍受到極大限制。有機抗菌劑是一類能有效阻礙微生物細胞的能量代謝，或阻礙微生物細胞的蛋白質合成，或阻礙微生物細胞壁的合成等的合成有機物。常見的有機抗菌劑有雙胍衍生物、 季胺鹽類、乙內酰脲衍生物等。有機抗菌劑的優(yōu)點是，初始殺菌力強、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，技術成熟，價格也相對便宜。但是，有機抗菌劑存在一些不足，如化學穩(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，特別是在使用時易遷移，導致抗菌壽命短。無機抗菌劑是20世紀80年代中期才開發(fā)成功的新型抗菌劑。無機抗菌劑主要包括含金屬離子的無機鹽或絡合物，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。含金屬離子的無機鹽或絡合物的無機抗菌劑品種最多，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，其脫落物或蛋白質降解物為細菌、霉菌的生長繁殖提供了豐富的營養(yǎng)源，使得細菌能夠迅速繁殖。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；嚴重時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，對羊毛纖維或制品進行抗菌加工，賦予纖維具有較好的持久抗菌效果，是具有較大的現(xiàn)實意義和實用價值的。羊毛纖維的蛋白質呈兩性性質，纖維上有呈陰離子的基團(如-C00-)和陽離子的基團(_NH3+、=NH2+)，陰離子的基團容易與有機抗菌劑(如陽離子季胺鹽抗菌劑)形成離子鍵結合，使有機抗菌劑固著在纖維的表面，達到抗菌的效果。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隨著使用(如洗滌)時間的延長而溶失，導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(羥基、羧基、氨基、亞氨基等)形成配位鍵結合，提高了抗菌劑與纖維的結合力，但金屬離子本身的顏色會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者歡迎。乙內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構，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合力，僅能附著在纖維的表面或織物交織點處，僅具有暫時抗菌效果，一經(jīng)水洗就會失去抗菌效果。因此，多數(shù)無機抗菌材料不能直接應用于纖維上。通常需要借助粘合劑、交鏈劑或其它載體來增強無機抗菌材料與纖維的結合牢度，以提高抗菌材料的持久抗菌效果。由此產(chǎn)生的問題時，經(jīng)粘合劑、交鏈劑或其它載體作用后，纖維的手感會發(fā)硬， 直接影響到紡織品的使用價值。即使通過后道的化學柔軟加工，因柔軟劑的存在，又會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”三者的關系，是無機抗菌材料應用于紡織纖維的關鍵
發(fā)明內容
鑒于上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，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，將通過以下技術方案得以實現(xiàn)一種抗菌羊毛纖維的加工方法，對初胚羊毛進行預氧化、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、無機氧化物抗菌處理在羊毛間歇式染色機中，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氧化物抗菌乳液，在25°C 45°C下以浴比 1 10 1 20對羊毛纖維進行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% ；所述無機氧化物抗菌乳液的用量為被處理羊毛質量的 5 30%，其質量組成比例為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)型晶體結構；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、機械化學柔軟處理在羊毛間歇式水洗機中，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柔軟處理液，在25°C 45°C下以浴比 1 10 1 20對羊毛纖維進行30min 60min的液浴處理，并在間歇滾動式工業(yè)烘干機中以50°C 90°C的溫度將經(jīng)柔軟處理的羊毛纖維進行機械柔軟化烘干至羊毛纖維含水率降至5 16% ；所述化學柔軟處理液的用量為被處理羊毛質量的5 20%，其質量組成比例為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
結構特征為
權利要求
1.一種抗菌羊毛纖維的加工方法，對初胚羊毛進行預氧化、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、無機氧化物抗菌處理在羊毛間歇式染色機中，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氧化物抗菌乳液，在25°c 45°C下以浴比1 10 1 20對羊毛纖維進行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% ；所述無機氧化物抗菌乳液的用量為被處理羊毛質量的5 30%， 其質量組成比例為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)型晶體結構；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、機械化學柔軟處理在羊毛間歇式水洗機中，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柔軟處理液，在25°C 45°C下以浴比1 10 1 20對羊毛纖維進行30min 60min的液浴處理，并在間歇滾動式工業(yè)烘干機中以 50°C 90°C的溫度將經(jīng)柔軟處理的羊毛纖維進行機械柔軟化烘干至羊毛纖維含水率降至 5 16% ；所述化學柔軟處理液的用量為被處理羊毛質量的5 20%，其質量組成比例為 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構特征為
3.根據(jù)權利要求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構特征為
5.根據(jù)權利要求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氧化物抗菌處理，經(jīng)低溫烘干后，再進行機械化學柔軟處理，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，具有較強可操作性。
文檔編號D06M15/263GK102337669SQ20101023032
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權日2010年7月19日
發(fā)明者朱亞偉, 潘焱 申請人:蘇州市統(tǒng)業(yè)化工有限公司