用于纺织品的甲壳质基生物膜整理剂及其制备与应用工艺.pdf

一种用于纺织品的甲壳质基生物膜整理剂及其制备与应用工艺，其特征是主抗菌剂为甲壳质基衍生物，包括甲壳质、甲壳素、几丁质、甲壳胺、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、季胺化壳聚糖，可以至少是其单一成分或两种以上成分的组合物，以水或乙醇使整理剂的浓度为0.02％～20％。制备工艺是先将甲壳质或甲壳质衍生物溶解于含有酸化剂的水或乙醇中，搅拌成流动性胶体，尔后可加入其它辅助剂，搅拌均匀，熟化即成。经其应用处理的纺织品形成的甲壳质基生物膜，具有抗菌，吸湿，保湿作用，故经其整理的纺织品具有抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌护肤等功效，有利于预防疾病的交叉传染，因此具有良好的经济效益和较大的社会效益。

1.  一种适用于纺织品的甲壳质基生物膜整理剂，其特征是主抗菌剂为甲壳质基衍生物，包括甲壳质、甲壳素、几丁质、甲壳胺、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、季胺化壳聚糖，可以至少是其单一成分或两种以上成分的组合物，以溶剂水或乙醇使整理剂的浓度为0.02％～20％。

2.  根据权利要求1的甲壳质基生物膜整理剂，其特征是辅助成份为：
(1)酸化剂为低分子酸，包括甲酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸，盐酸其中之一的用量为0％～12％；
(2)柔软剂，包括有机硅，改性有机硅类中的氨基有机硅、双氨基有机硅、环氨基有机硅、亲水性有机硅、环氧基有机硅、羧甲基有机硅、非离子型柔软剂和阳离子型柔软剂，用量为整理剂重量百分比的0.5％～95％；
(3)织物风格调节剂是阳离子或非离子表面活性剂，如，1227、1631、OP、JFC、平平加等，用量为0％～5％；
(4)粘合剂，包括阳离子或非离子性的能交联成膜的高分子树脂及乳液，用量为0％～55％；
(5)作为酰化剂脂肪酸酐，包括乙酸酐或甲酸酐，用量为0％～27％；
(6)作为交联剂的多元羧酸，包括丁烷四酸、柠檬酸、酒石酸、枸橼酸、草酸、多聚丙烯酸等。用量为0％～16％；
(7)溶剂：可以是水，用量为30％～90％；乙醇，用量为0％～80％。加入辅助剂的数目可以是一种、几种或全部。

3.  甲壳质基生物膜整理剂的制备工艺，其特征是先将甲壳质或甲壳质衍生物溶解于含有酸化剂的水或乙醇中，搅拌成流动性胶体，尔后可加入其它辅助剂，搅拌均匀，熟化即成。

4.  甲壳质基生物膜整理剂应用工艺，其特征是以甲壳质基生物膜整理剂的使用量为相对织物重的1％～15％而用于生产抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌护肤功能的棉、麻、丝、毛、化纤及他们的混纺纤维或纺织品，包括毛巾、手帕、床上用品、内衣、外衣、袜品、鞋用织物、装饰织物、空气过滤材料。

用于纺织品的甲壳质基生物膜整理剂及其制备与应用工艺
技术领域
本发明涉及一种用于生产抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌护肤功能纺织品的主含甲壳质衍生物的纺织品后整理剂，具体说是一种适用于纺织品的甲壳质基生物膜整理剂(简称JKMO整理剂)及其制备与应用工艺。
背景技术
SARS(非典)的爆发不仅给国民经济造成了重大损失，而且对人民的身心健康造成了严重损害。面对突如其来的疫情，中国政府提出了“战胜非典要依靠科技”的口号。国内外专家也提出了“防重于治”的长期防治非典的战略思想。在现实生活中，人们不可避免地要接触到各种各样的细菌、真菌等微生物。这些微生物在合适的环境条件下会迅速生长繁殖，并通过接触传播疾病、影响人们的身体健康。
而在日常生活中，各类纺织品恰恰又是这些微生物的良好生存之地，是疾病的重要传播源，所以纺织品的抗菌研究有着极其重要的意义。然而，在现有的纺织品抗菌整理剂的技术中，市场采用的多为人工合成的有机抗菌剂，如有机硅季铵盐类、卤代二苯醚类、吡啶硫铜类、硝基呋喃类、有机氮类、苯并咪唑类、磺酰胺类等。其中多数对人体具有一定的毒副作用，且因难降解性对环境也都有一定的污染。例如，中国专利申请CN1041018公开了一种含羟基二苯醚的织物用抗菌防臭整理剂，因羟基二苯醚类化合物与含氯漂白剂反应生成有毒氯化衍生物，并且该抗菌剂在加热或紫外线照射后会产生致癌物四氯二恶烷，而被禁止使用；中国专利申请CN1048846公开了一种含季铵类有机物的织物用抗菌防臭整理剂，因遇肥皂、洗衣粉等阴离子洗涤剂效果聚减而使用受到限制；中国专利申请CN1169488公开的胍类抗菌剂亦属人工合成有机物抗菌剂。另一类抗菌剂BCA/747即2-(3、5-二甲基-1-吡唑)-4-苯基-6-羟基嘧啶和a-溴肉桂醛，因发现其潜在毒性而被禁止用于纺织品。由于抗菌纺织品受到消费者的普遍欢迎，绿色消费已成为公众消费的最响亮口号，同时环境保护意识的加强，人们迫切希望能开发一种对人体无害、对环境友好的绿色天然的抗菌整理剂能够运用于纺织品抗菌整理。
发明内容
甲壳质基衍生物，包括甲壳胺(即壳聚糖)、羧甲基化甲壳胺、季胺化甲壳胺等均具有一定的抗菌性和良好的吸湿保湿作用，因来自海洋甲壳类动物，属天然再生性生物高分子材料，因此具有生物相容性，无毒性和可生物降解性，被科学家誉为人类的第六生命要素。
本发明的目的之一，在于通过采用自然界第二大丰富的生物聚合物甲壳质为原料，制备天然的对环境有利的抗菌剂来代替有机的抗菌剂的甲壳质基生物膜整理剂及其制备方法；目的之二在于提供一种将甲壳质衍生物天然抗菌剂植入纺织品的方法以赋予包括毛巾、内衣制品在内的各类纺织品以抗菌、抗菌防臭、抗菌保健或抗菌护肤功能，以予防包括非典在内的疫病传播。
本发明的理论依据之一是甲壳质及其衍生物(即甲壳质基衍生物)具有良好的成膜性，通过后整理的方法即可赋予纺织品以甲壳质基生物膜，从而使纺织品兼具甲壳质基衍生物的性能。另一个理论依据是关于甲壳质基生物膜整理的耐久性，耐洗涤可达100次以上。
本发明是通过以下方案来实现的：其特征是主抗菌剂为甲壳质基衍生物，包括甲壳质、甲壳素、几丁质、甲壳胺、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、季胺化壳聚糖，可以至少是其单一成分或两种以上成分的组合物，以溶剂水或乙醇使整理剂的浓度为0.02％～20％。这种甲壳质基衍生物抗菌剂，除用甲壳质基衍生物为主要原料外，还可配以酸化剂、柔软剂、织物风格调节剂、粘合剂、酰化剂、交联剂、溶剂等。
具体实施方式
本发明的甲壳质基生物膜纺织品整理剂(简称整理剂)中的主抗菌剂为甲壳质基衍生物，包括各种分子量的甲壳质(又称甲壳素、几丁质等)、各种分子量的甲壳胺(又称壳聚糖、几丁多糖等)、各种分子量的羧甲基化甲壳胺(又称羧甲基化壳聚糖)、各种分子量的季胺化甲壳胺(又称季胺化壳聚糖、阳离子化甲壳胺、阳离子化壳聚糖等)等。甲壳质含量为0.02％～20％，较好的含量是5％～16％，最好的含量是8％～10％；甲壳胺含量为整理剂重量百分比的0.02％～20％，较好的含量是1％～10％，最好的含量是2％～5％；羧甲基化甲壳胺含量为0.02％～20％，较好的含量是0.01％～10％，最好的含量是1％～5％；主抗菌剂可以是单一成分，也可以是两种或多种成分的组合物，以溶剂水或乙醇使整理剂量含量为0.02％～20％，较好的含量是3％～10％，最好的含量是2％～4％；
甲壳质基生物膜整理剂地辅助成份有如下成分中的全部或1～6种的组合物：酸化剂、柔软剂、织物风格调节剂、粘合剂、酰化剂、溶剂。
(1)酸化剂为低分子酸。包括甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、苯甲酸、酒石酸、抗坏血酸、乳酸、盐酸等。用量为0％～12％。较好的含量是1％～7％，  最好的含量是1.5％～2.5％；低分子酸首选是乙酸(又称醋酸)和柠檬酸。酸化剂的作用有助溶、防腐及辅助杀菌等作用。
(2)柔软剂。包括有机硅，改性有机硅类(氨基有机硅、双氨基有机硅、环氨基有机硅、亲水性有机硅、环氧基有机硅、聚醚有机硅、羧甲基有机硅等)、非离子型柔软剂(如脂肪酸酯类、脂肪酰胺类等)和阳离子型(酰胺类季胺盐、高分子型季胺盐等)柔软剂，用量为整理剂重量百分比的0.5％～95％。较好的用量是10％～50％，最好的用量是15％～30％。
(3)织物风格调节剂。阳离子或非离子表面活性剂。如，1227(十二烷基苄基二甲基氯化铵)、1631(十六烷基苄基二甲基溴化铵)、OP(脂肪醇聚氧乙烯醚)、JFC(脂肪醇聚氧乙烯醚，n＝3～5)、平平加(脂肪酸脂聚氧乙烯醚，n＝10～25)等，用量为整理剂重量百分比的0％-5％。较好的用量是1％～4％，最好的用量是1.5％～2％。
(4)粘合剂。包括阳离子或非离子性的能交联成膜的高分子树脂及乳液(如聚氨酯类、聚丙烯酸酯类等)。用量为整理剂重量百分比的0％-55％。较好的用量是10％～30％，最好的用量是15％～25％。
(5)酰化剂。酸酐化合物，包括乙酸酐或甲酸酐等脂肪酸酐，用量为整理剂重量百分比的0％～27％。较好的用量是3％～12％，最好的用量是4％～6％。
(6)交联剂。多元羧酸化合物，包括丁烷四酸(BTCA)、柠檬酸(CA)、酒石酸、枸橼酸、草酸、多聚丙烯酸等。用量为整理剂重量百分比的0％-16％。较好的用量是5％～12％，最好的用量是6％～8％。交联催化剂可采用次亚磷酸钠或磷酸盐，用量为交联剂用量的50％。
(7)溶剂：水，用量为30％～90％；乙醇，用量为整理剂重量百分比的0％～90％。较好的用量是70％～85％，最好的用量是72％～83％。
下面列举整理剂总重量为100公斤(组分的百分比可一目了然)的五个配方实例对本发明的制备工艺作进一步的阐述，但实施例仅用于说明，并不限制本发明的范围。
实施例1：壳聚糖(分子量5～7万)2.7公斤，乙酸(按100％计)1.6公斤，双氨基硅油(氨值0.3)15.3公斤，十六烷基苄基二甲基溴化铵1.2公斤，低温自交联聚丙烯酸酯粘合剂1.5公斤，乙酸酐0.5公斤，丁烷四酸交联剂0.7公斤，乙醇4公斤，水72.5公斤。
制备工艺是先将壳聚糖溶解于含有酸化剂的水醇混合液中，搅拌成流动性胶体，尔后在搅拌下依次加入氨基硅油、粘合剂、交联剂、乙酸酐辅助剂，搅拌均匀，熟化即成。
实施例2：季胺化壳聚糖1.2公斤，乙酸(按100％计)0.6公斤，柠檬酸0.4公斤，氨基硅油8公斤，十二烷基苄基二甲基氯化铵1公斤，丁烷四酸交联剂0.9公斤，次亚磷酸钠0.5公斤，水87.8公斤。
先将季胺化壳聚糖溶解于水中，尔后在搅拌下依次加入乙酸、柠檬酸、氨基硅油、交联剂等辅助剂，搅拌均匀，熟化即成。
实施例3：壳聚糖1.8公斤，季胺化壳聚糖0.5公斤，乙酸(按100％计)1公斤，氨基硅油12公斤，十二烷基苄基二甲基氯化铵0.5公斤，丁烷四酸交联剂1公斤，柠檬酸0.4公斤，次亚磷酸钠0.5公斤，水82.3公斤。
先将壳聚糖溶解于含有酸化剂的水中，搅拌成流动性胶体，再加入季胺化壳聚糖搅拌溶解，尔后在搅拌下依次加入氨基硅油、交联剂、催化剂等辅助剂，熟化即成。
实施例4：羧甲基化甲壳胺5公斤，非离子柔软片6公斤，聚氨酯粘合剂1.8公斤，丁烷四酸交联剂0.8公斤，柠檬酸0.6公斤，次亚磷酸钠0.7公斤，水85.1公斤。
先将羧甲基化甲壳胺溶解于水中，尔后在搅拌下依次加入非离子柔软片、粘合剂、交联剂、催化剂等辅助剂，搅拌均匀，熟化即成。
实施例5：壳聚糖(分子量7～15万)2.5公斤，乙酸(按100％计)1.7公斤，聚醚改性亲水性硅油12.5公斤，阳离子柔软片1.2公斤，乙酸酐1.2公斤，乙醇55公斤，水35.9公斤。
先将壳聚糖溶解于含有酸化剂的水醇混合液中，搅拌成流动性胶体，尔后在搅拌下依次加入硅油、柔软片、乙酸酐等辅助剂，搅拌均匀，熟化即成。
改变整理剂申请范围内成分的数目或用量及勾兑顺序和方式应视为在本发明的申请保护范围内。
甲壳质基生物膜整理剂能赋予纺织品抗菌、防臭、消炎等保健功能。用本发明处理的特称为甲壳质生物膜纺织品或壳聚糖生物膜纺织品，亦可称为甲壳质抗菌防臭整理纺织品(织物)、壳聚糖抗菌防臭整理纺织品(织物)、壳聚糖抗菌防臭保健纺织品(织物)、壳聚糖卫生整理纺织品(织物)等等。本发明的处理剂可处理的纺织品有天然纤维或人造纤维和混纺纤维及由各种纤维制造的布、服装、巾被、床上用品、沙发用品、头饰、袜品、手套、尿布、卫生巾、一次性用品等等。整理剂用量为相对织物重(owf)的1％～15％，较佳用量为4％～10％。
整理剂处理纺织品的方法可采用浸-轧-烘-焙工艺，亦可采用浸堆或喷淋工艺等。
浸-轧-烘-焙工艺：浸轧是指用印染设备轧车将整理剂处理到织物上去的工艺过程。一般可通过轧余率来控制处理到织物上去的整理剂的量，通常采用一浸一轧或二浸二轧，亦可根据需要采用多浸多轧；通过浸轧次数来控制整理剂在织物上的渗透程度。烘焙是指用印染设备烘干机和焙烘机对浸液后的织物先烘干后焙烘。烘干的目的是除去水分，焙烘的目的是为整理剂的成分在织物上发生交联反应，从而获得耐久的整理效果。
浸堆工艺是指采用浸泡后堆积，再脱水后烘干、焙烘的工艺过程。浸泡是堆积可起到进一步渗透的目的。
喷淋工艺是指借助喷淋设备将整理剂赋予织物上，而后再烘干、焙烘的工艺过程。
下面通过四个实例对本发明应用工艺作进一步的阐述，但实施例仅用作进一步说明，并不限制本发明的范围。改变赋予织物整理剂的方式或用量、顺序、改变轧余率、干燥方法、烘焙温度，改变纺织品的品种或花色等仍应视为在本发明的申请保护范围内。
实例1：织物：21^s×21^s  60×58  36″漂白纯棉平布；整理剂用量(owf)：6.5％。
其具体的生产工艺流程：漂白纯棉平布→二浸二轧(30℃～70℃，轧余率60％～200％)→烘干(85℃～105℃)→焙烘(150℃～190℃)。
实例2：织物：印花纯棉毛巾；整理剂用量(owf)：5％。
工艺流程：印花纯棉毛巾→喷淋(20℃～50℃，正、反两面都碰到，使带液量为织物重的50％～120％)→堆积(20℃～40℃，0.5～3小时，中间倒堆一次)→离心机脱水(使带液量为毛巾重的60％～80％)→烘干(热风85℃～110℃)→焙烘(150℃～190℃)。
实例3：织物：涤棉针织布；整理剂用量(owf)：6％。
工艺流程：涤棉针织布→浸泡(20℃～60℃，0.5～2小时)→离心机脱水(使带液量为布重的80％～100％)→堆积(20℃～40℃，0.5～3小时，中间倒堆一次)→离心机脱水(使带液量为布重的60％～80％)→烘干(热风85℃～110℃)。
实例4：织物：一次性无纺布餐巾；整理剂用量(owf)：4.5％。
工艺流程：无纺布餐巾→浸泡(20℃～60℃，0.5～1小时)→离心机脱水(使带液量为毛巾重的60％～100％)→堆积(20℃～40℃，0.5～2小时)→离心机脱水(使带液量为餐巾重的60％～80％)→烘干(热风85℃～110℃)。