一种抗微生物织物及其制备方法和所制备的产品
技术领域
本发明涉及纺织品技术领域，尤其涉及一种抗微生物织物及其制备方法和所制备的产品。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对健康的要求越来越高，尤其是日常生活中会接触到各种纺织品，在纤维结构中易滋生细菌、尘螨等微生物，威胁着人们的健康；又或者是在国家遭遇疫情爆发时，衣物、床上用品、医用品等需要具有更好的抗菌效果。
目前市面上的抗微生物织物仍存在一些问题，例如抗微生物效果不达标；所使用的抗菌剂会影响人体健康；织物的抗微生物效果持效性差，多次洗涤后逐渐失效等。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种抗微生物织物的制备方法，所述制备方法包括：
将抗微生物组合物添加到纺丝液中湿法纺丝再织成织物；
或将抗微生物组合物制成纤维母粒熔融纺丝再织成织物；
或将抗微生物组合物混合通过浸轧、印花或涂层，然后烘干的方式施加到织物上；
或将抗微生物组合物与胶粘剂混合制成喷胶棉无纺布；
所述抗微生物组合物为过氧化物、金属化合物、有机酸的混合；
所述过氧化物选自过氧化钙、过氧化钡、过氧化钠、过氧乙酸、过氧化氢、过氧化钾、过氧化镁、过氧化锌、过氧化脲、过氧碳酸钠中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述抗微生物组合物替换为过氧化物、金属羧酸盐的混合物。
作为一种优选的技术方案，所述金属化合物选自金属氧化物、金属氯化物、金属硝酸盐、金属硫酸盐、金属碳酸盐、金属磷酸盐、金属硅酸盐、金属氢氧化物中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述有机酸为羧酸，且羧基的个数为1～4个。
作为一种优选的技术方案，所述羧基个数为1的羧酸选自甘醇酸、乳酸、杏仁酸、苯甲酸、邻羟基苯甲酸、3-氧杂环丁烷羧酸、2-氮杂环丁烷羧酸中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述羧基个数为2的羧酸选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、马来酸、衣康酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、对苯二甲酸、2，5-吡啶二羧酸、3，5-吡唑二羧酸中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述羧基个数为3的羧酸为柠檬酸和/或甘草酸。
作为一种优选的技术方案，所述羧基个数为4的羧酸为丁烷四羧酸和/或乙二胺四乙酸。
作为一种优选的技术方案，所述抗微生物组合物替换为过氧化物、金属羧酸盐的混合物。
本发明的第二方面提供了一种抗微生物织物，其是由如上所述的制备方法制备得到的。
本发明的第三方面提供了一种如上所述的抗微生物织物的应用，其用于服装、床品、口罩、毛巾、袜子、地毯、家用纺织品、空气过滤材料、无纺布制品、卫生用品。
有益效果：本发明提供了一种抗微生物织物及其制备方法和所制备的产品，将抗微生物组合物与织物原料或织物表面紧密结合，采用过氧化物作为主要抗菌剂，并配合金属化合物、有机酸的使用，得到抗微生物性能优异并且耐洗涤的织物，在多个领域具有极高的应用价值，值得广泛推广。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种抗微生物织物的制备方法，所述制备方法包括：
将抗微生物组合物添加到纺丝液中湿法纺丝再织成织物；
或将抗微生物组合物制成纤维母粒熔融纺丝再织成织物；
或将抗微生物组合物混合通过浸轧、印花或涂层，然后烘干的方式施加到织物上；
或将抗微生物组合物与胶粘剂混合制成喷胶棉无纺布；
所述抗微生物组合物为过氧化物、金属化合物、有机酸的混合。
本申请中湿法纺丝、熔融纺丝、浸轧、印花、涂层、无纺布的制备方法均为本领域技术人员熟知的方法。本申请中的胶粘剂不作特殊限定，可列举丙烯酸类胶粘剂、聚氨酯类胶粘剂、聚烯烃类胶粘剂等。
在一些优选的实施方式中，所述抗微生物组合物在纺丝液中的添加量为纺丝液的1～10wt％。
在一些优选的实施方式中，所述抗微生物组合物在纤维母粒中的添加量为纤维母粒的1～5wt％。
在一些优选的实施方式中，所述抗微生物组合物与胶粘剂混合的重量比为1：(15～20)。
将抗微生物组合物与纺丝、织物相结合，使织物具备优异的抗微生物性能，其中抗微生物组合物需满足安全、耐洗涤等要求。
在一些优选的实施方式中，所述过氧化物选自过氧化钙、过氧化钡、过氧化钠、过氧乙酸、过氧化氢、过氧化钾、过氧化镁、过氧化锌、过氧化脲、过氧碳酸钠中的一种或多种的混合；进一步优选的，所述过氧化物选自过氧化氢、过氧化钠、过氧碳酸钠中的一种或多种的混合。
本文中的术语“过氧化物”是指含有过氧基-O-O-的化合物，是一种强氧化剂，分解生成的氧能够破坏组成细菌的蛋白质，起到杀灭细菌的效果，尤其是过氧化氢分解产物只有水和氧，可作为一种无毒杀菌剂使用，安全性有所保证，但过氧化物在光、热条件下易分解失效，因此限制了这一类杀菌剂的使用。
在一些优选的实施方式中，所述有机酸为羧酸，且羧基的个数为1～4个。
作为羧基个数为1的羧酸，可列举甘醇酸、乳酸、杏仁酸、苯甲酸、邻羟基苯甲酸、3-氧杂环丁烷羧酸、2-氮杂环丁烷羧酸中的一种或多种的混合。
作为羧基个数为2的羧酸，可列举乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、马来酸、衣康酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、对苯二甲酸、2，5-吡啶二羧酸、3，5-吡唑二羧酸中的一种或多种的混合。
作为羧基个数为3的羧酸，可列举柠檬酸、甘草酸。
作为羧基个数为4的羧酸，可列举丁烷四羧酸、乙二胺四乙酸。
过氧化物在碱性环境下分解反应加剧，在酸性环境下分解则会受到抑制，现有技术中会使用挥发性的酸，例如醋酸，能够持续为过氧化物提供酸性环境，然而挥发性酸类物质味道刺鼻，无论是在生产过程中还是使用过程中都会引起人的不适感，浓度过高还会形成酸雾，对人的健康造成威胁。发明人在研究过程中发现，不具有挥发性的酸同样可以起到一定的抑制作用，但是过氧化物的持效性改善效果较低。发明人在进一步的研究中发现，当使用含有多个羧基的有机酸时，酸性基团增多，抑制作用得到提高；当使用含有特定结构的一元羧酸时，例如含羟基的羧酸、含苯环的羧酸、含杂环的羧酸等，由结构带来一定程度上的酸性增强，也可以提高织物的耐洗涤性。
在一些优选的实施方式中，所述金属化合物选自金属氧化物、金属氯化物、金属硝酸盐、金属硫酸盐、金属碳酸盐、金属磷酸盐、金属硅酸盐、金属氢氧化物中的一种或多种的混合。
在一些优选的实施方式中，所述金属化合物中的金属元素选自镧、铈、镨、钆、铽、钐、铕、镝、钬、铒、钇、镱、铂、钯、金、锡、银、锌、铜、鉬、钛、铝、镁、钙、锆中的一种或多种的混合；进一步优选的，所述金属化合物中的金属元素选自铈、钕、镧、钐、银、锌、铜中的一种或多种的混合。
金属离子可以作为过氧化物杀菌的辅助杀菌剂，吸附在真菌表面破坏细胞膜进入细胞内部，使细胞成分逸出，干扰细胞代谢，使其失去应有的生物功能，最后导致细胞死亡。实际上，金属离子的加入产生的抗微生物效果超出了发明人的预期，发明人意料不到地发现，金属离子不仅可以弥补过氧化物受抑制损失的部分杀菌效果，还可以使过氧化物的效果更为稳定，其原因在于，金属离子可以一定程度上催化过氧化物分解，与酸性物质在一定的比例范围内共同作用，能够平衡过氧化物的杀菌效果和持效时间。
在一些优选的实施方式中，所述过氧化物、金属化合物、羧酸的重量比为(2～6)：(2～5)：1；进一步优选的，所述过氧化物、金属化合物、羧酸的重量比为(3～5)：(3～4)：1。
本申请中过氧化物、金属化合物、羧酸的用量均以原料的有效质量为准，本领域技术人员可以得知，例如当过氧化物为过氧化氢时，应将过氧化氢配成水溶液再行使用，此时应按照水溶液浓度和用量计算过氧化氢的实际用量。
在一些优选的实施方式中，所述抗微生物组合物替换为过氧化物、金属羧酸盐的混合物。当组合物中使用金属羧酸盐时，可以将金属羧酸盐看作是金属化合物与羧酸的混合，可减少原料的组成，简化工艺。
本发明的第二方面提供了一种抗微生物织物，其是由如上所述的制备方法制备得到的。
本发明的第三方面提供了一种如上所述的抗微生物织物的应用，其用于服装、床品、口罩、毛巾、袜子、地毯、家用纺织品、空气过滤材料、无纺布制品、卫生用品。
实施例
以下通过实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。本申请中所用原料，如无特殊说明，均为市售。
实施例1
实施例1提供了一种抗微生物织物的制备方法，所述制备方法包括：将抗微生物组合物添加到聚丙烯腈纺丝液中湿法纺丝再织成织物；
所述抗微生物组合物为过氧化氢、硫酸锌、乙二胺四乙酸的混合，重量比为4：3.5：1；所述重量比为各原料的有效质量比，其中过氧化氢为35wt％水溶液，根据浓度与用量计算过氧化氢的有效质量；
所述抗微生物组合物在聚丙烯腈纺丝液中的添加量为聚丙烯腈纺丝液的3wt％。
实施例2
实施例2提供了一种抗微生物织物的制备方法，所述制备方法包括：将抗微生物组合物与涤纶纤维母粒混合熔融纺丝再织成织物；
所述抗微生物组合物为过氧化钠、硝酸铜、3，5-吡唑二羧酸的混合，重量比为3：3：1；
所述抗微生物组合物的用量为纤维母粒的2wt％。
实施例3
实施例3提供了一种抗微生物织物的制备方法，所述制备方法包括：将抗微生物组合物与胶粘剂混合通过浸轧的方式施加到棉布上；
所述抗微生物组合物为过氧碳酸钠、氧化铈、苹果酸的混合，重量比为5：4：1；所述胶粘剂为牌号为臻龙ZL%20149D的产品；所述抗微生物组合物和胶粘剂的重量比为1：15。
实施例4
实施例4提供了一种抗微生物织物的制备方法，所述制备方法包括：将抗微生物组合物与胶粘剂混合制成喷胶棉无纺布；
所述抗微生物组合物为过氧碳酸钠、硝酸银、丁二酸的混合，重量比为5：3：1；所述胶粘剂为牌号为臻龙ZL%20149D的产品；所述抗微生物组合物和胶粘剂的重量比为1：20。
对比例1
对比例1提供了一种抗微生物织物的制备方法，所述制备方法包括：将抗微生物组合物添加到聚丙烯腈纺丝液中湿法纺丝再织成织物；
所述抗微生物组合物为过氧化氢、乙二胺四乙酸的混合，重量比为4：1；所述重量比为各原料的有效质量比，其中过氧化氢为35wt％水溶液，根据浓度与用量计算过氧化氢的有效质量；
所述抗微生物组合物在聚丙烯腈纺丝液中的添加量为聚丙烯腈纺丝液的3wt％。
对比例2
对比例2提供了一种抗微生物织物的制备方法，所述制备方法包括：将抗微生物组合物添加到聚丙烯腈纺丝液中湿法纺丝再织成织物；
所述抗微生物组合物为过氧化氢、硫酸锌、醋酸的混合，重量比为4：3.5：1；所述重量比为各原料的有效质量比，其中过氧化氢为35wt％水溶液，根据浓度与用量计算过氧化氢的有效质量，醋酸为冰醋酸；
所述抗微生物组合物在聚丙烯腈纺丝液中的添加量为聚丙烯腈纺丝液的3wt％。
性能评价
对实施例1～4、对比例1～2得到的织物进行测试，测试内容包括抗菌性和持效性。
1.抗菌性：根据GB/T%2020944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》中记载的方法，对试样及对照样进行测试，试样裁剪为直径25mm的圆形试样，试验细菌为金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、大肠杆菌，将试样和对照样置于培养基上，37±2℃条件下培养24h，观察抑菌带进行评价，抗菌效果评价标准见表1，测试结果见表2。
表1抗菌效果评价
表2
2.持效性：将试样洗涤10次、25次，再次测试抗菌性，结果见表3和表4。
表3
表4
根据实施例1～4、对比例1～2可以得知，本发明提供的一种抗微生物织物的制备方法可以制备得到具有抗菌性的织物，且多次洗涤后仍能保持良好的抗菌效果，生产使用过程中不会产生刺鼻气味，扩大了过氧化物杀菌剂在纺织领域的应用，具有极高的推广价值。
最后指出，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
