羊绒(毛)织物的壳聚糖耐久性抗菌整理方法

摘要

羊绒、羊毛织物的壳聚糖抗菌整理方法，是以低分子量壳聚糖为整理剂、环氧氯丙烷为交联剂、碱液为固化剂、醋酸液为中和剂的整理方法，经洗呢织物、整理(壳聚糖降解液：MW2000～10000g/mol，3～30cps，用量：织物重量的5～20％；交联剂：环氧氯丙烷，用量为壳聚糖整理液的0.05～0.50％)、碱洗(0.1～1％NaOH溶液)、中和(0.5～2％醋酸溶液)、烘干(70～90℃下10～20min)而成。整理后织物抗菌性能好：洗涤50次后的抑菌率：金黄色葡萄球菌93.2～99.9％；大肠杆菌72.4～92.4％；白色念珠菌86.3～99.8％，且耐洗牢度好：洗涤50次后达到4级的牢度。

说明书

技术领域

本发明涉及纺织品后整理技术领域；属于用天然高分子化合物及其衍生物制成的整理剂，特别是用多糖类化合物对纺织物进行整理的整理剂及其整理技术。

背景技术

羊绒主要指山羊绒，它作为一种天然纤维，手感柔软、质地坚牢，富有弹性，光泽自然柔和，具有良好的吸湿性、保暖性、抗皱和防污性，被称为羊毛的“软黄金”。它适合各种高档内衣及外衣，深受广大消费者的喜爱。但它也有很多不尽人意的地方，比如易缩水，容易滋生细菌，容易染色不匀等。目前，人们寻求各种方式对羊毛的缺点进行改进，其中壳聚糖作为绿色无污染的整理剂引起了人们广泛的关注和研究。

壳聚糖[(1，4)一2一胺基一2一脱氧一β-D葡聚糖]是甲壳素[(1，4)一2一乙酰胺基一2一脱氧一β-D葡聚糖]经浓碱处理脱去其中的乙酰基制备而成的天然生物多糖高分子，也是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖，具有无毒性、可生物降解性、良好的生物相容性等特性。壳聚糖分子中存有大量的氨基和羟基，具有良好的溶解性能，且反应活性强，是一种天然、生态织物抗菌整理剂。

据研究表明，壳聚糖的抑菌作用可能有两种机理，一种是壳聚糖通过正电荷的-NH₃⁺吸附带负电荷的细胞壁，使壳聚糖吸附在细胞膜表面形成一层高分子膜，改变了细胞膜的选择透过性，阻止营养物质向细胞内的运输致使细胞质流失，细胞质壁分离，从而起到抑菌杀菌作用；另一种机理是壳聚糖通过渗入进细胞体内，吸附细胞体内带有阴离子的细胞质，并发生絮凝作用扰乱细胞正常的生理活动，从而杀灭细菌。

目前纺织品的壳聚糖抗菌加工，主要从两方面来研究应用，一方面是利用壳聚糖成纤性，纺制出纤维，制作持久高效抗菌织物。另一方面利用其在稀酸中的溶解性和其反应活性，采用浸-轧-焙整理工艺对织物后整理，以赋予织物抗菌性能。后整理法主要有，1.涂层法：把一定量的树脂溶液添加到适量的壳聚糖溶液中，调整粘度，使其达到所需黏度要求，在静置脱泡；然后将配置液均一涂在织物上，形成抗菌涂布织物。2.浸渍/浸轧法：(1)直接使用高分子量的壳聚糖，其处理工艺：把壳聚糖溶于有机酸，并按一定比例稀释后进行处理。此法虽工艺简单，但影响织物手感(2)采用低分子量的壳聚糖降解液通过浸轧法对织物进行后整理，使壳聚糖附着于织物表面，赋予织物抗菌消臭功能。此法虽然解决手感问题，但耐久性差。

壳聚糖是高分子化合物，如果单靠壳聚糖对羊绒织物处理，壳聚糖只是靠分子间作用力(如范得华力，氢键)附着在羊绒织物表面，因此，缺乏耐水洗性。如何固定壳聚糖以产生耐久的抗菌性，是一个研究热点。

目前，有关羊毛壳聚糖抗菌整理的研究，主要有1)精纺呢绒的抗菌整理(卢娜，邓炳耀等，精纺呢绒的壳聚糖抗菌整理，毛纺科技，2006年第5期，p10～12)，此研究直接使用了高分子量(分子量：50万g/mol)的壳聚糖，并通过柠檬酸作为交联剂进行了研究；此法由于使用柠檬酸，会使织物泛黄，且最终手感会受到影响2)壳聚糖改性研究(陈建勇，壳聚糖改性及用其整理纺织品抗菌性能的研究，功能高分子学报，2002年6月，15卷，p194～198)，此研究通过制备羟甲基壳聚糖和羟乙基乙醚壳聚糖等改性壳聚糖对织物进行了抗菌研究3)壳聚糖的粘流性对织物固着的研究(梁列峰，翁杰等，壳聚糖的粘流性及织物表面固着的研究，纺织科技进展，2005年第6期，p14～16)，此研究认为壳聚糖的粘流性直接影响对织物的渗透及固着。

发明内容

本发明旨在，首先利用低分子量壳聚糖对羊绒纺织品进行抗菌整理，使其不影响织物手感的前提下，达到抗菌效果；其次，通过使用交联剂和碱固化工艺对羊绒织物进行耐久性整理。主要技术内容有，

(1)使用粘度小的低分子量壳聚糖，对织物进行后加工，减少其织物手感的影响。粘度小的壳聚糖，分子量小，且流动性好，因此很容易渗入纤维内部，而且不影响手感及原有风格。

(2)使用环氧氯丙烷交联剂，使壳聚糖固着于羊绒织物上。环氧氯丙烷是一种常用的交联剂，从它的分子结构来看，具有氯和环氧乙烷基两个活性基，它能和羊(绒)毛纤维的羧基、氨基，壳聚糖分子中的氨基三者形成交联，使壳聚糖固着于羊绒织物上。

(3)把壳聚糖处理的羊绒织物，浸入弱碱水溶液中，使壳聚糖固着于羊绒织物上。水溶性壳聚糖溶于酸，而不溶于碱。利用壳聚糖不溶于碱的特性，对酸溶液中处理的羊绒(毛)织物进行碱处理，使壳聚糖成为不溶性化合物，同时和羊(绒)毛纤维的羧基、氨基，环氧氯丙烷中的活性基三者形成交联，以此提高壳聚糖对处理织物的耐洗性。

羊绒(毛)织物的壳聚糖耐久性抗菌整理技术工艺为：

1.工艺路线

织物洗呢处理→壳聚糖+交联剂整理→碱洗固化→酸中和→柔软、平滑整理→烘干

2.具体处理工艺

(1)洗呢处理工艺

浸渍法

织物浸渍→洗呢→脱水

(2)后整理工艺

洗呢织物→配液(壳聚糖降解液+交联剂)→浸渍或浸轧→碱固化→酸中和→烘干

经过研究，优选的羊绒(毛)织物的甲壳胺耐久性抗菌整理技术工艺条件为：

壳聚糖降解液：即分子量为2000～10000的壳聚糖，粘度为3～30cps，固含量3％；使用量：对织物重量的5～20％，以10～15％的使用量为好；

洗呢工艺：用羊毛洗呢剂，用量为10～50g/L，30～60℃浸洗3～8min；

交联剂：环氧氯丙烷；使用量为0.05～0.5％(为壳聚糖整理液用量的百分比)，以0.25～0.5％的使用量为好；

整理工艺：先将未整理羊绒(毛)织物在浸渍槽或浸轧机内进行洗呢处理，然后在脱水机上进行脱水处理。将脱水好的织物放入含有壳聚糖降解液和交联剂的浸渍槽里进行壳聚糖的功能性后整理，然后进行脱水处理。

碱洗工艺：用0.1～1％NaOH溶液，常温下浸渍4～20min，碱洗后甩干，以常温下浸洗10～15min为好；

酸中和工艺：0.5～2％醋酸，常温，3～15min(浸渍法，中和后甩干)，以常温下10～15min为好；

烘干条件：70～90℃，10～20min；

本发明适用于羊绒、羊毛或其混纺产品的抗菌加工。由于使用了低分子量的壳聚糖，其整理织物的手感没有受到影响，且交联剂和碱固化工艺的作用，产品具有很高的抗菌耐久性，洗涤50次，其抑菌率仍保持70％。

与现有技术相比，本发明具有的特点是：(1)利用水溶性壳聚糖，保持了织物原有的手感与风格，创制了一种既有生态、安全、无毒，又有保健功效的羊绒(毛)织物。(2)通过使用交联剂，与纤维、壳聚糖三者之间形成交联，提高了抑菌耐久性。[3]利用壳聚糖不溶于碱的特性，对酸溶液中处理的羊绒(毛)织物进行碱处理，使壳聚糖成为不溶性化合物，同时和羊(绒)毛纤维、交联剂三者形成交联，以此提高壳聚糖对处理织物的耐洗性。[4]处理工艺简单易行，普通后整理工艺完全适用本发明产品的生产。

具体实施方式

实例1

使用材料：纯羊绒内裤

纤维配比：羊绒93％，羊毛4％，天丝3％

壳聚糖降解液：市售，3％含固量，粘度为5cps；使用量为10％(对织物重)

交联剂：环氧氯丙烷，使用量为0.5％(对处理液重)

碱剂：0.5％NaOH

(1)洗呢处理工艺

浸渍法

织物浸渍→洗呢(羊毛洗呢剂20g/L，40℃，5min)→脱水

(2)后整理工艺

洗呢织物→壳聚糖降解液(使用量为对织物重的10％)+环氧氯丙烷(使用量为对处理液重的0.5％)→浸渍或浸轧→碱洗固化(0.5％NaOH，常温，15min)→酸中和(1％醋酸，常温，10min)→烘干(80℃，10min)

2.指标检测

经上述工艺处理的面料，委托中国纺织科学研究院测试中心检测，具体测试结果如下。

(1)抗菌性检测

检测标准：FZ/T 73023-2006抗菌针织品

检测结果：

菌种    洗涤次数    抑菌率(％)金黄色葡萄球菌    50    99.9大肠杆菌    50    72.4白色念珠菌    50    99.8

(2)pH值检测

检测标准：GB/T 7573纺织品水萃取液pH值的测定

检测结果：

pH值(0.5％环氧氯丙烷)：5.64

(3)耐洗牢度

检测标准：GB/T 3921.3纺织品色牢度试验

检测结果：

    洗涤次数    牢度    1次    5级    10次    4～5级    20次    4～5级    50次    4级

实例2

使用材料：羊绒混纺内裤

纤维配比：羊绒50％，棉30％，天丝20％

壳聚糖降解液：市售，3％含固量，粘度为5cps，使用量为15％(对织物重)

交联剂：环氧氯丙烷，使用量为0.25％(对处理液重)

碱剂：0.5％NaOH

(1)洗呢处理工艺

浸渍法

织物浸渍→洗呢(羊毛洗呢剂20g/L，40℃，5min)→脱水

(2)后整理工艺

洗呢织物→壳聚糖降解液(使用量为对织物重的15％)+环氧氯丙烷(使用量为对处理液重的0.25％)→浸渍或浸轧→碱固化(0.5％NaOH，常温，15min)→酸中和(1％醋酸，常温，10min)→烘干(80℃，10min)

2.指标检测

经上述工艺处理的面料，委托中国纺织科学研究院测试中心检测，具体测试结果如下。

(1)抗菌性检测

检测标准：FZ/T 73023-2006抗菌针织品

检测结果：

    菌种    洗涤次数    抑菌率(％)    金黄色葡萄球菌    50    99.9    大肠杆菌    50    92.4    白色念珠菌    50    99.3

(2)pH值检测

检测标准：GB/T 7573纺织品水萃取液pH值的测定

检测结果：

pH值(0.25％环氧氯丙烷)：5.64

(3)耐洗牢度

检测标准：GB/T 3921.3纺织品色牢度试验

检测结果：

    洗涤次数    牢度    1次    5级    10次    4～5级    20次    4～5级    50次    4级

实例3

使用材料：羊绒混纺内裤

纤维配比：羊绒50％，棉30％，天丝20％

壳聚糖降解液：市售，3％含固量，粘度为5cps，使用量为10％(对织物重)

交联剂：环氧氯丙烷，使用量为0.25％(对处理液重)

碱剂：0.25％NaOH

(1)洗呢处理工艺

浸渍法

织物浸渍→洗呢(羊毛洗呢剂20g/L，40℃，5min)→脱水

(2)后整理工艺

洗呢织物→壳聚糖降解液(使用量为对织物重的10％)+环氧氯丙烷(使用量为对处理液重的0.25％)→浸渍或浸轧→碱固化(0.25％NaOH，常温×15min)→酸中和(0.5％醋酸，常温×10min)→烘干(80℃×10min)

2.指标检测

经上述工艺处理的面料，委托中国纺织科学研究院测试中心检测，具体测试结果如下。

(1)抗菌性检测

检测标准：FZ/T 73023-2006抗菌针织品

检测结果：

    菌种    洗涤次数    抑菌率(％)    金黄色葡萄球菌    50    93.2    大肠杆菌    50    90.7    白色念珠菌    50    86.3

(2)pH值检测

检测标准：GB/T 7573纺织品水萃取液pH值的测定

检测结果：

pH值(0.25％环氧氯丙烷)：5.81

(3)耐洗牢度

检测标准：GB/T 3921.3纺织品色牢度试验

检测结果：

    洗涤次数    牢度    1次    5级    10次    4～5级    20次    4～5级    50次    4级