抗菌非织造布及抗菌剂制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种抗菌非织造布及抗菌剂的制造方法。
【背景技术】
目前，抗菌非织造布品种繁多，许多产品片面追求其抗菌效果，而忽视了其对人体和环境的危害性。
公开号为CN100360035C的中国专利申请《壳聚糖/锌复合抗菌剂的制备方法》中，其中二价锌离子来自于水合硫酸锌、醋酸锌、氯化锌、硝酸锌；使用稀醋酸溶解壳聚糖。其中，硝酸锌有腐蚀性。在高温下分解产生有刺激和剧毒的氮氧化物气体，吸入引起中毒。氯化锌毒性很强，能剧烈刺激及烧灼皮肤和粘膜。醋酸锌对环境有危害，家兔皮肤刺激性试验轻度刺激。硫酸锌对肠胃有刺激作用，且对环境有危害。醋酸属于低毒类物质，有刺激性气味，对皮肤刺激性很大。醋酸酸性较大，溶解壳聚糖后，溶液pH值低于4.5，混合溶液需调pH值后才能使用。综上所述，氯化锌、硝酸锌毒性较大，硫酸锌、醋酸锌均对环境有危害，若使用上述锌盐为主抗菌成分的抗菌剂，会对人体有刺激作用，对环境有一定的危害。
在上述壳聚糖/锌复合抗菌剂的制备方法中，制得壳聚糖锌络合溶液后，仍无法使用。需进一步加入足量的丙酮和乙醇得到白色沉淀，用乙醇洗涤，研磨成粉末，用盐酸溶解，氢氧化钠调pH值，并且高温消毒后才可使用。此过程成本高、工艺复杂，实用性较差。
甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的甲壳中提取出来的一种天然多糖，也是自然界仅次于纤维素的第二大生物资源。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化衍生物，具有良好的生物相容性、生物可降解性、天然无毒性和多种生物活性，尤其是广谱抗菌性，并且由于其分子链上有很多氨基、羟基等活性基团，具有很高的反应活性，及易于过渡金属离子发生络合反应。近年来，壳聚糖作为一种天然抗菌剂受到了人们的广泛关注。但是，与传统的抗菌剂相比壳聚糖的抗菌活性较低，通过改性、共混等方法提高壳聚糖的抗菌活性，对于壳聚糖作为抗菌剂的应用至关重要。通过对壳聚糖的衍生化处理虽然能够在一定程度上提高壳聚糖的抗菌活性，但是效果并不明显，仍然无法满足其应用需求，而且壳聚糖的衍生化过程复杂，反应条件苛刻不利于大规模生产。金属离子作为传统抗菌剂，具有较强的抗菌活性，但是其生物毒性不能满足当前发展绿色无毒产品的要求。现在，最常用的金属离子包括银离子、锌离子和铜离子。银离子抗菌剂成本较高，有氧化变黑的潜在风险。《生态纺织品技术要求》GB/T18885-2002和《生态纺织品通用及特殊技术要求》Oeko-Tex100-2002对铜离子有严格限量。
【发明内容】
本发明的主要目的是：提供一种环保性能更佳、对人体及环境更友好的抗菌剂及抗菌非织造布的制备方法。
为实现上述目的，本发明提出了一种抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：
制备壳聚糖溶液：用乳酸溶解壳聚糖，制得壳聚糖溶液；
制备乳酸锌溶液：将乳酸锌溶于去离子水中，制乳酸锌溶液；
混合：将壳聚糖溶液与乳酸锌溶液混合，得到抗菌剂。
同时，本发明提出了一种抗菌非织造布制备方法，包括如下步骤：
制备壳聚糖溶液：用乳酸溶解壳聚糖，制得壳聚糖溶液；
制备乳酸锌溶液：将乳酸锌溶于去离子水中，制乳酸锌溶液；
制备抗菌剂：将壳聚糖溶液与乳酸锌溶液混合，制得抗菌剂；
非织造布抗菌改性：将抗菌剂加到非织造布上，烘干，制得抗菌非织造布。
上述的抗菌非织造布制备方法，其中的实施方式中，制备壳聚糖溶液的具体过程包括：把壳聚糖烘干，冷却备用；用乳酸溶解冷却后的壳聚糖，加热至使其完全溶解，制得壳聚糖溶液。
上述的抗菌非织造布制备方法，其中的实施方式中，制备乳酸锌溶液的具体过程包括：将乳酸锌溶于去离子水中，加热使其全部溶解，制得2.97-7.42％(m/v)乳酸锌溶液。
上述的抗菌非织造布制备方法，其中的实施方式中，所述制备抗菌剂的具体过程包括：将壳聚糖溶液与乳酸锌溶液，按1∶10(v/v)混合。并根据产品用途添加表面活性剂。
上述的抗菌非织造布制备方法，其中的实施方式中，非织造布抗菌改性的具体过程包括：在非织造布的后整理工序中，用浸轧法或喷雾法或其他整理方法将抗菌剂加到非织造布上，上液率为10-150％(m/m)，烘干，制得抗菌非织造布。
上述的抗菌非织造布制备方法，其中的实施方式中，在所述制备壳聚糖溶液的过程中，采用0.3％(v/v)乳酸溶解壳聚糖。
上述的抗菌非织造布制备方法，其中的实施方式中，所述壳聚糖在105℃烘箱中烘干4-6h，其脱乙酰度≥90％，分子量范围10万-30万。
上述的抗菌非织造布制备方法，其中的实施方式中，所述壳聚糖溶液浓度为0.5-2％(m/v)。
上述的抗菌非织造布制备方法，其中的实施方式中，所述乳酸锌为食品级乳酸锌，纯度≥98％。
本发明制得的抗菌非织造布，依据GB/T20944.2-2007纺织品-抗菌性能的评价-第2部分：吸收法检测，抑菌率＞99％；皮肤刺激性、阴道粘膜刺激性、皮肤变态反应试验，检验合格；满足一次性使用卫生用品卫生标准GB15979-2002，一次性使用医疗用品卫生标准GB15980-1995的卫生要求，适用于做抗菌口罩、医用敷料、卫生巾、纸尿裤、卫生湿巾等医用和高档卫生产品。
本发明使用的乳酸锌对人体无刺激作用，对环境无危害。其安全性优于上述硫酸锌、醋酸锌、氯化锌和硝酸锌等其他锌盐。
本发明用0.3％(v/v)乳酸溶解壳聚糖。乳酸无毒无气味，对皮肤刺激性甚微，且酸性小。用0.3％(v/v)乳酸溶解的壳聚糖溶液与乳酸锌溶液混合后，混合液pH值为5.5-5.9，混合溶液无需再调pH值。
本发明制得的壳聚糖锌络合溶液，根据产品用途适当加入一定比例的表面活性剂如亲水油剂、疏水油剂等后，可直接使用，成本低，实用性强。
本发明使用的原料和溶剂安全无刺激，原料用量和抗菌剂浓度在保证良好抗菌性地前提下，尽量降低成本，很好地平衡了产品的安全性、抗菌性和经济性。
【具体实施方式】
下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：
称取1g甲壳素粉末，105℃烘箱烘干4h，冷却备用。用0.3％(v/v)乳酸100mL，加热至76℃将1g甲壳素粉末溶解，过滤得到1％(m/v)甲壳素溶液。称取2.97g食品级乳酸锌，溶于100mL水，加热至90℃，使其全部溶解，得到2.97％(m/v)乳酸锌溶液。1％甲壳素溶液与2.97％乳酸锌溶液，按1∶10混合。加入1％(v/v)亲水油剂，得到抗菌剂。在后整理工序中，用浸轧法使非织造布的上液率为150％(m/m)，烘干即得抗菌非织造布。上液率中，m/m是表示质量比质量，指抗菌剂质量和布质量的比。
实施例二：
1kg甲壳素粉末，105℃烘箱烘干5h，冷却备用。用0.3％(v/v)乳酸100L，加热至90℃将1kg甲壳素粉末溶解，过滤得到1％(m/v)甲壳素溶液。59.4kg乳酸锌，溶于1m3水中，加热至90℃使其全部溶解，冷却后加入100L配好的1％甲壳素溶液混匀，加入10L亲水油剂混匀，即得到抗菌剂溶液。适当加入一点香精调节气味。在后整理工序中，用浸轧法使非织造布的上液率为50％(m/m)，烘干即得抗菌非织造布。
实施例三：
1kg甲壳素粉末，105℃烘箱烘干6h，冷却备用。用0.3％(v/v)乳酸100L，加热至90℃将1kg甲壳素粉末溶解，过滤得到1％(m/v)甲壳素溶液。74.2kg乳酸锌，溶于1m3水中，加热至92℃使其全部溶解，冷却后加入100L配好的1％(m/v)甲壳素溶液混匀，加入10L拒水油剂混匀，即得到抗菌剂溶液。在后整理工序中，用喷雾法使非织造布的上液率为10％(m/m)，烘干即得抗菌非织造布。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。