一种环保抗菌除臭纤维面料及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种环保抗菌除臭纤维面料及其制备方法。


背景技术：

2.再生纤维素是天然纤维素(棉、木、竹、麻等)经过溶解后再经过蒸煮、漂白、碱化、黄化、纺丝等一系列加工处理形成的纺织原材料，是性能最接近棉纤维的化纤产品，其透气性和染色性均优于棉纤维，另外其还具有柔软舒适、吸湿性好的特点，且可生物降解，生产过程中对环境污染程度较小、价格便宜，在一定程度上可以替代或超越天然纤维，其开发和应用也受到人们的重视，随之各种功能化的产品应运而生，抗菌、除臭、防紫外线、防螨等功能性的产品越来越受到消费者的青睐，使其在纺织领域有着广泛的应用。
3.虽然再生纤维素纤维在很大程度上弥补了棉纤维的不足之处，但由于其优良的吸湿性容易遭受细菌、霉菌和其它微生物的侵扰，细菌在潮湿的环境中更容易迅速繁殖，使纤维织物发霉、变色、虫蛀和脆化降解，从而影响身体健康；尤其对于老年人而言，皮脂中分泌的物质被细菌分解后，生成的不饱和醛的积累会使老年人的身体散发出一种特有的草腥味和油味，虽然再生纤维素有着良好的透气性，能排出一部分异味，但其本身不具有抗菌除臭功能，因此需要额外的加入具有抗菌、除臭功能的物质，在保持再生纤维素纤维原有优良特性的基础上，赋予其良好的抗菌除臭功能，且对人体皮肤没有刺激性，更加符合人们对环保、健康的生活理念。
4.cn105862437a公开了一种抗菌除臭面料及其制备方法，产品不可包括基布，基布上附着有抗菌整理剂；所述抗菌整理剂为为香味整理剂、负离子整理剂、银离子整理剂中的一种或几种；所述抗菌整理剂通过浸渍或浸轧或印花或涂层的工艺附着在基布上。该发明充分利用香味整理剂、负离子整理剂、银离子整理剂的优势与特点，为人们提供一种量产方便、效果显著的抗菌除臭面料，具有非接触式立体抗菌除臭功能，可以更好的呵护人类健康，但该发明所用的银离子整理剂在使用过程中容易脱落从而影响抗菌性能，并且银离子容易通过皮肤接触渗入人体内部，对人体造成伤害。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是一种具有持久抗菌除臭功能的环保纤维面料。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种环保抗菌除臭纤维面料，通过用多孔淀粉和乳清蛋白对植物源抗菌剂进行包封，提高了植物源抗菌剂的缓释性和稳定性，延长了其功效作用时间，另外包封材料能和纤维素发生交联作用使得植物源抗菌剂能够均匀地分散到纤维素基体中，实现长期附着，减少了抗菌剂的流失，从而提高了面料抗菌除臭性能的持久性。
7.为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
8.一种环保抗菌除臭纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
9.s1将竹纤维、棉麻纤维进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序纺成一股混纺纱线；
10.s2将混纺纱线并捻成双股线，再经整经、浆纱和穿筘，梭织的方式制成混纺坯布；
11.s3对混纺坯布用染色剂进行染色处理；
12.s4将染色后的坯布用柔软剂上柔处理、抗菌除臭整理剂进行抗菌除臭整理后洗涤、烘干得到环保抗菌除臭纤维面料。
13.优选的，所述步骤s1中竹纤维、棉麻纤维的质量比为1-10:1-10。
14.优选的，所述步骤s3中染色剂的组分及各组分占坯布重量百分比如下：分散黄0.5-1.5％、分散蓝0.5-1.5％、分散红1.5-2.5％、冰醋酸0.3-0.8％、平平加0.01-0.8％。
15.优选的，所述s4步骤中柔软剂为甲基硅烷乳液、硅油、氨基硅油中的一种或两种以上的混合；所述上柔处理过程为将坯布浸泡于柔软剂中，浸泡时间为20-30min，坯布与柔软剂的用量比为1:20-30g/ml。
16.优选的，所述s4步骤中抗菌除臭整理过程为将坯布浸泡于浓度为10-20g/l的抗菌除臭整理剂水溶液中，浸泡时间为20-30min，所述坯布与抗菌除臭整理剂水溶液的用量比为1:20-30g/ml；所述烘干温度为40-60℃。
17.优选的，所述抗菌除臭整理剂为植物源抗菌剂，包括肉桂提取物、光果甘草提取物、芦荟提取物、艾蒿提取物、茶树提取物、薄荷提取物中的一种或两种以上的混合；进一步优选的，所述植物源抗菌剂为质量比为1-5：1-5：1-5的光果甘草提取物、芦荟提取物、艾蒿提取物的混合；
18.光果甘草，英文名为glycyrrhiza glabra l.，是属于豆科(leguminosae)甘草属(glycyrrhiza)的一种植物，其提取物具有抗菌消炎、防紫外线等功效；艾蒿是菊科、蒿属植物，多年生草本或略成半灌木状，植株有浓烈香气，是我国的传统中药用植物，提取自艾蒿的艾蒿油除具有抗菌活性外，还具有消炎、止血、平喘等多重药理功能；芦荟为百合目、百合科的多年生常绿草本植物，提取自芦荟的蒽醌类化合物是抗菌性很强的物质，具有抗炎、抑菌及杀菌等功效，对葡萄球菌、链球菌及白喉、枯草、炭疽、副伤寒和痢疾等杆菌具有抑制作用。本发明所用的抗菌剂具有原料来源广、成分天然、不产生耐药性、安全性高等优点，但其也存在其抗菌成分多酚类稳定性差等缺点，发明人通过将抗菌剂进行包封，达到提高其稳定性的目的。
19.进一步优选，所述抗菌除臭整理剂为多孔淀粉乳清蛋白包封的植物源抗菌剂；其制备方法如下：
20.在20-40℃下，将20-30g 8-15wt％多孔淀粉水溶液用1-2mol/l的盐酸调节ph为6.5-7.5；加入50-100ml溶解有1-5g植物源抗菌剂的75-99wt％乙醇水溶液，搅拌10-20min；加入10-20g 5-10wt％的乳清蛋白水溶液，在转速为400-600rpm的条件下搅拌30-50min；然后以2-4滴/秒的速度滴加10-20wt％醋酸水溶液，调节溶液的ph值为3-5后加热至50-70℃，在转速为400-600rpm的条件下继续搅拌1-2h；冷却至0-5℃，用1-2mol/l的氢氧化钠水溶液调节溶液的ph为8-9后以1-2滴/秒的速度滴加2-5ml 20-30wt％戊二醛水溶液，滴加完毕后搅拌20-30min；过滤，滤饼用水洗2-3遍后在-25～-20℃冷冻干燥20-24h得到多孔淀粉乳清蛋白包封的植物源抗菌剂。
21.进一步优选的，所述多孔淀粉为改性多孔淀粉，其制备方法如下：
22.将40-60g咪唑在80-120℃下熔融；加入4-8g多孔淀粉；搅拌20-50min，得到澄清的溶液；加入0.1-1g氯甲酸胆甾醇酯；在80-120℃下继续搅拌1-2h；加入100-200ml 75-99wt％乙醇水溶液，过滤，将滤饼用丙酮溶解后用截留分子量为3000-5000da透析袋透析2-3天，每天更换4-6次水，将透析溶液于-25～-15℃冷冻干燥冻干12-24h得到改性多孔淀粉。
23.多孔淀粉是一种由天然淀粉通过物理、机械、化学和酶促水解制备的多孔性蜂窝状产物，是一种安全、无毒、高效、可生物降解且价格低廉的具有吸附性能的辅料，其良好的粘性很适合做包封材料。然而多孔淀粉易被降解，负载活性成分的能力有限且释放太快，并且单一的包封材料多孔淀粉亲水性较强，导致包封效率较低；所以发明人对多孔淀粉进行了改性，改性后的多孔淀粉具有亲水亲油的性质，能够牢固地与植物源抗菌活性成分进行结合，提高了其负载能力；发明人通过将多孔淀粉与乳清蛋白复配，二者通过静电吸引发生交联反应，构成复凝聚体系，其中间能够形成一个可以包封物质的空腔，可以保护抗菌剂活性成分稳定性的同时实现对活性成分的运输和控制释放，从而进一步提高了其包封能力。同时，多孔淀粉的多孔结构能吸附氨气、醋酸、异戊酸等臭味；另外包封材料能和纤维素发生交联作用使得植物源抗菌剂能够均匀地分散到纤维素基体中，实现长期附着，减少了植物源抗菌剂的流失，并能在外力作用下破裂，缓慢地释放出植物源抗菌剂，从而提高了面料抗菌除臭性能的持久性，另外缓慢破裂的包封材料多孔淀粉的多孔结构能持久地吸附氨气，提高了其除臭性能。
24.与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
25.(1)本发明采用天然植物系抗菌剂，生物相容性好，安全性高，既实现了抗菌的安全性也充分利用了天然资源；(2)本发明通过改性多孔淀粉和乳清蛋白对植物源抗菌剂进行包封，在保护抗菌剂活性成分稳定性的同时实现对活性成分的运输和控制释放；另外包封材料能和纤维素发生交联作用使得植物源抗菌剂能够均匀地分散到纤维素基体中，实现长期附着，减少了植物源抗菌剂的流失，提高了面料抗菌除臭性能的持久性；(3)本发明制得的抗菌除臭纤维面料水洗牢固高，在洗涤50次后对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌仍有很好的抑制效果，可以将其应用于抗菌除臭用纺织品领域。
具体实施方式
26.为免赘述，以下实施例中用到的物品若无特别说明则均市售产品，用到的方法若无特别说明则均为常规方法。
27.多孔淀粉，含量为99％，发酵提取，白色粉末，陕西博林生物技术有限公司。
28.光果甘草提取物，浅棕黄色粉末，目数为80目，西安全奥生物科技有限公司。
29.芦荟提取物，棕色粉末，目数为80目，陕西康骏生物科技有限公司。
30.艾蒿提取物，棕黄色粉末，目数为80目，扶风斯诺特生物科技有限公司。
31.实施例1
32.一种环保抗菌除臭纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
33.s1将15g竹纤维、15g棉麻纤维进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序纺成一股混纺纱线；
34.s2将混纺纱线并捻成双股线，再经整经、浆纱和穿筘，梭织的方式制成混纺坯布；
35.s3对混纺坯布用染色剂进行染色处理；所述染色剂的组分及各组分占坯布重量百
分比如下：分散黄1％、分散蓝0.5％、分散红1.5％、冰醋酸0.6％、平平加0.3％；
36.s4将染色后的坯布浸泡于氨基硅油中，浸泡时间为30min，坯布与氨基硅油的用量比为1:20g/ml，然后取出坯布用水洗涤3次后在40℃下干燥至恒重后浸泡于10g/l的抗菌除臭整理剂水溶液中，浸泡时间为30min，所述坯布与抗菌除臭处理剂水溶液的用量比为1:20g/ml；然后取出坯布用水洗涤3次、在40℃下干燥至恒重得到环保抗菌除臭纤维面料。
37.所述抗菌除臭整理剂为改性多孔淀粉乳清蛋白包封的植物源抗菌剂，其制备方法如下：
38.在30℃下，将30g 10wt％改性多孔淀粉水溶液用1mol/l的盐酸调节ph为7；加入80ml溶解有3g植物源抗菌剂的99wt％乙醇水溶液，搅拌20min；加入15g 10wt％的乳清蛋白水溶液，在转速为500rpm的条件下搅拌40min；然后以2滴/秒的速度滴加10wt％醋酸水溶液，调节溶液的ph值为4后加热至60℃，在转速为550rpm的条件下继续搅拌1h；冷却至5℃，用1mol/l的氢氧化钠水溶液调节溶液的ph为8后以1滴/秒的速度滴加3ml 20wt％戊二醛水溶液，滴加完毕后搅拌30min；过滤，滤饼用水洗3遍后在-20℃冷冻干燥24h得到改性多孔淀粉乳清蛋白包封的植物源抗菌剂；所述植物源抗菌剂为质量比为1:1:1的光果甘草提取物、芦荟提取物、艾蒿提取物的混合。
39.所述改性多孔淀粉的制备方法如下：
40.所述将50g咪唑在100℃下熔融；加入6g多孔淀粉；搅拌30min，得到澄清的溶液；加入0.36g氯甲酸胆甾醇酯；在100℃下继续搅拌2h；加入200ml 99wt％乙醇水溶液，过滤，将滤饼用丙酮溶解后用截留分子量为3500da透析袋透析3天，每天更换46次水，将透析溶液于-15℃冷冻干燥冻干24h得到改性多孔淀粉。
41.实施例2
42.一种环保抗菌除臭纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
43.s1将15g竹纤维、15g棉麻纤维进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序纺成一股混纺纱线；
44.s2将混纺纱线并捻成双股线，再经整经、浆纱和穿筘，梭织的方式制成混纺坯布；
45.s3对混纺坯布用染色剂进行染色处理；所述染色剂的组分及各组分占坯布重量百分比如下：分散黄1％、分散蓝0.5％、分散红1.5％、冰醋酸0.6％、平平加0.3％；
46.s4将染色后的坯布浸泡于氨基硅油中，浸泡时间为30min，坯布与柔软剂的用量比为1:20g/ml，然后取出坯布用水洗涤3次后在40℃下干燥至恒重后浸泡于10g/l的抗菌除臭整理剂水溶液中，浸泡时间为30min，所述坯布与抗菌除臭处理剂水溶液的用量比为1:20g/ml；然后取出坯布用水洗涤3次、在40℃下干燥至恒重得到环保抗菌除臭纤维面料。
47.所述抗菌除臭整理剂为多孔淀粉乳清蛋白包封的植物源抗菌剂，其制备方法如下：
48.在30℃下，将30g 10wt％多孔淀粉水溶液用1mol/l的盐酸调节ph为7；加入80ml溶解有3g植物源抗菌剂的99wt％乙醇水溶液，搅拌20min；加入15g 10wt％的乳清蛋白水溶液，在转速为500rpm的条件下搅拌40min；然后以2滴/秒的速度滴加10wt％醋酸水溶液，调节溶液的ph值为4后加热至60℃，在转速为550rpm的条件下继续搅拌1h；冷却至5℃，用1mol/l的氢氧化钠水溶液调节溶液的ph为8后以1滴/秒的速度滴加3ml 20wt％戊二醛水溶液，滴加完毕后搅拌30min；过滤，滤饼用水洗3遍后在-20℃冷冻干燥24h得到多孔淀粉乳清
蛋白包封的植物源抗菌剂；所述植物源抗菌剂为质量比为1:1:1的光果甘草提取物、芦荟提取物、艾蒿提取物的混合。
49.实施例3
50.一种环保抗菌除臭纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
51.s1将15g竹纤维、15g棉麻纤维进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序纺成一股混纺纱线；
52.s2将混纺纱线并捻成双股线，再经整经、浆纱和穿筘，梭织的方式制成混纺坯布；
53.s3对混纺坯布用染色剂进行染色处理；所述染色剂的组分及各组分占坯布重量百分比如下：分散黄1％、分散蓝0.5％、分散红1.5％、冰醋酸0.6％、平平加0.3％；
54.s4将染色后的坯布浸泡于氨基硅油中，浸泡时间为30min，坯布与柔软剂的用量比为1:20g/ml，然后取出坯布用水洗涤3次后在40℃下干燥至恒重后浸泡于10g/l的抗菌除臭整理剂水溶液中，浸泡时间为30min，所述坯布与抗菌除臭处理剂水溶液的用量比为1:20g/ml；然后取出坯布用水洗涤3次、在40℃下干燥至恒重得到环保抗菌除臭纤维面料。
55.所述抗菌除臭整理剂为质量比为1:1:1的光果甘草提取物、芦荟提取物、艾蒿提取物的混合。
56.对比例1
57.一种环保抗菌除臭纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
58.s1将15g竹纤维、15g棉麻纤维进行开松、梳理、并条、精梳和混纺，再经粗纱、细纱工序纺成一股混纺纱线；
59.s2将混纺纱线并捻成双股线，再经整经、浆纱和穿筘，梭织的方式制成混纺坯布；
60.s3对混纺坯布用染色剂进行染色处理；所述染色剂的组分及各组分占坯布重量百分比如下：分散黄1％、分散蓝0.5％、分散红1.5％、冰醋酸0.6％、平平加0.3％；
61.s4将染色后的坯布浸泡于氨基硅油中，浸泡时间为30min，坯布与柔软剂的用量比为1:20g/ml，然后取出坯布用水洗涤3次后在40℃下干燥至恒重后浸泡于10g/l的抗菌除臭整理剂水溶液中，浸泡时间为30min，所述坯布与抗菌除臭处理剂水溶液的用量比为1:20g/ml；然后取出坯布用水洗涤3次、在40℃下干燥至恒重得到环保抗菌除臭纤维面料。
62.所述抗菌除臭整理剂为多孔淀粉包封的抗菌剂，其制备方法如下：
63.在30℃下，将45g 10wt％多孔淀粉水溶液用1mol/l的盐酸调节ph为7；加入80ml溶解有3g植物源抗菌剂的99wt％乙醇水溶液，搅拌60min；然后以2滴/秒的速度滴加10wt％醋酸水溶液，调节溶液的ph值为4后加热至60℃，在转速为550rpm的条件下继续搅拌1h；冷却至5℃，用1mol/l的氢氧化钠水溶液调节溶液的ph为8后以1滴/秒的速度滴加3ml 20wt％戊二醛水溶液，滴加完毕后搅拌30min；过滤，滤饼用水洗3遍后在-20℃冷冻干燥24h得到多孔淀粉包封的抗菌剂；所述植物源抗菌剂为质量比为1:1:1的光果甘草提取物、芦荟提取物、艾蒿提取物的混合。
64.测试例1
65.抗菌除臭性能测定：
66.参考fz/t73023-2006《抗菌针织品》的简化洗涤条件及程序，使用的标准洗涤剂浓度为为2g/l，实施例1-3、对比例1得到的面料在40℃的恒温振荡水浴锅振荡洗涤5min，洗涤完后用蒸馏水清洗，该过程作为1次洗涤，按照上述程序，对环保抗菌除臭纤维面料进行50
次洗涤，测试水洗后面料的抗菌除臭性能。
67.抗菌性能测试：参考gb/t 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》中的规定对洗涤后的面料进行抗菌性能测试，以大肠杆菌atcc 8099、白色念珠菌atcc 10231和金黄色葡萄球菌atcc 6538为试验菌种。在无菌环境下将上述三种菌种取适量后放入经过高温灭菌的20ml肉汤中，配置成3
×
105cfu/ml的细菌培养液，各称取4g面料样品，将样品剪碎成5
×
5mm左右的碎片，放入相应的细菌培养液中，实验中以不含试样的细菌培养液作为对照组，将肉汤放入恒温摇床中，设定温度为37℃，转速为150rpm，培养24h。取100μl涂布于琼脂培养皿上。培养4h后用平板计数法记录培养皿上的细菌数。每个试样测试三组取平均值，测试结果见表1。织物抗菌性可用如下公式计算：
68.r＝(b-a)/b
×
100％
69.其中r代表抗菌率，a、b分别为样品和对照组的细菌浓度。
70.除臭效果测试：选取氨气作为臭气，测试洗涤后环保抗菌除臭纤维面料的除臭性能，将试样剪成直径4cm的圆形，吸取0.1ml的氨水于玻璃皿上，将玻璃皿放置在干燥器底部，样品置于干燥器托盘上，吸氨14h后，用100ml蒸馏水于40℃萃取2h，采用hj534-2009次氯酸钠－水杨酸分光光度法测定萃取液中的氨含量，通过测试面料吸附氨的值，得出面料的除臭率，测试结果如表1所示：
71.表1环保抗菌除臭纤维面料洗涤前后抗菌除臭效果测试结果
[0072][0073][0074]
从表1的实验结果可以看出，实施例1制得的环保抗菌除臭纤维面料的抗菌除臭效果最好，在洗涤50次后仍然具有较好的抗菌除臭效果，而实施例1与其他实施例和对比例的区别在于添加了由改性多孔淀粉、乳清蛋白包封的植物源抗菌剂，可能的原因是改性后的多孔淀粉具有亲水亲油的性质，能够牢固地与植物源抗菌剂活性成分进行结合，提高了其负载能力；通过将改性多孔淀粉与乳清蛋白复配，二者通过静电吸引发生交联反应，构成复凝聚体系，其中间能够形成一个可以包封物质的空腔，可以保护抗菌剂活性成分稳定性的同时实现对活性成分的运输和控制释放，提高了植物源抗菌剂的缓释性和稳定性，延长了其功效作用时间，包封材料能和纤维素发生交联作用使得植物源抗菌剂能够均匀地分散到纤维素基体中，实现长期附着，减少了抗菌剂的流失，并能在外力作用下破裂，缓慢地释放
出植物源抗菌剂，从而提高了面料抗菌除臭性能的持久性，另外缓慢破裂的包封材料多孔淀粉的多孔结构能持久地吸附氨气，从而提高了其除臭性能。