一种纺织品抗菌剂及其应用

技术领域

本发明属于纺织品抗菌技术领域，具体涉及一种纺织品抗菌剂及其应用。

背景技术

纺织品能吸收人体分泌的汗液、皮脂等排出物，在温度和湿度合适的环境下，寄居在纺织品上的微生物可大量繁殖，分解人体分泌物，产生氨等带有异味的物质，或在织物上生成菌斑，以致在穿着或应用过程中，对人体产生不适或不良影响，使纺织品产生霉变、脆化甚至变质。随着社会的发展和人们生活水平的提高，产生了新的市场需求，消费者希望纺织品具有抗菌功能，以满足文明舒适的生活需要。

抗菌织物是指在不改变织物本身感官或物理化学性状(如强度、吸水性、手感、色差)的前提下，运用各种抗菌剂对织物进行抗菌加工，不仅使纤维材料本身能抵抗微生物分解变质，也能使附着在织物上的微生物丧失活力或不过度繁殖。

常用的抗菌剂主要有无机、有机、天然和高分子抗菌剂四大类。无机抗菌剂多为重金属离子抗菌剂，其中又以银离子及其复合物为主。无机抗菌剂属于溶出型抗菌剂，其抗菌机理是离子缓释抗菌机理，即在使用过程中，抗菌活性离子缓慢释放，靠金属离子活性破坏细菌细胞膜或与细菌酶蛋白的巯基等基团结合，破坏酶的活性，从而发挥抗菌作用。这些重金属成分制成的抗菌剂，有造成纺织品的重金属污染之虞。抗菌纺织品上含有的重金属，多数属于游离状态，虽然其溶出性并不高，但长期应用可能对人体造成危害。由于它会从纤维表面释放出来并与皮肤接触，通过皮肤毛孔渗入人体而蓄积于人体的肝、肾、心、脑与骨骼中，当受累脏器中的重金属积累到一定的程度时，便会对健康机体造成不可逆转的损坏。所以Hg，Ag，Cu等有害重金属离子对人体有较强的危害作用。还有一些无机抗菌剂，虽有良好的抗菌性能，但因不能与纤维形成牢固的结合状态，不耐水洗被逐渐淘汰。有机抗菌剂的主要为季铵盐、醇类、卤胺、双胍类等化合物，具有见效快，杀菌能强的特点，其中又以季铵盐为主。季铵盐化学活性较低，应用时基本上以游离态存在，毒性较大，刺激性也较强。将其作为抗菌剂应用于纺织品上是溶出型的，耐热性较差，易迁移，易洗脱，而且易在人体表面逐渐富集，长期使用易产生病变，产生微生物耐(抗)药性。天然抗菌剂来自于天然提取物，如专利CN 105239389 B公开了壳聚糖等，其主要抗菌机理被认为与有机季铵盐类类似，但抗菌作用有限，耐热性较差，杀菌率低，不能广谱长效使用。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种纺织品抗菌剂及其应用，所述抗菌剂能够广谱抗菌，不易产生微生物抗药性，且耐久性良好。

技术方案：一种纺织品抗菌剂，所述抗菌剂按重量份计包括如下组分：水溶性壳聚糖1.5～7.5份、桧柏油1.5～2份、苏木提取物2～4份、pH调节剂8～12份和水100～150份，所述抗菌剂的制备方法如下：

(1)按料液比1g：6mL，将桧柏在1wt.％～2wt.％的氯化钠溶液中蒸馏3～4h得到桧柏油；

(2)将苏木的干燥心材捣碎后进行煎煮，再用50wt.％～60wt.％的乙醇溶液进行提取，提取后离心分离，将上清液浓缩后得到苏木提取物；

(3)将抗菌剂组分按上述重量份配制后，先将水溶性壳聚糖混入水中，在持续加热条件下搅拌均匀，并在沸腾条件下恒温搅拌15～20min；停止加热，待温度降至40～50℃时加入桧柏油和苏木提取物，持续搅拌均匀后缓缓加入pH调节剂，最后在室温下搅拌均匀即得到所述纺织品抗菌剂。

优选的，所述水溶性壳聚糖为羧化壳聚糖、壳聚糖盐类或壳聚糖硫酸酯。

优选的，所述壳聚糖盐类包括壳聚糖乳酸盐、壳聚糖季铵盐、壳聚糖谷氨酸盐和壳聚糖氢化谷氨酸盐中的一种或几种。

优选的，所述水溶性壳聚糖的脱乙酰化程度为75％～80％。

优选的，所述pH调节剂为稀盐酸、柠檬酸、稀醋酸、草酸或碳酸氢钠。

优选的，所述抗菌剂的pH为6.2～6.6。

该纺织品抗菌剂的抗菌整理方法，所述方法包括步骤如下：

(1)浸轧：将纺织品浸轧在所述抗菌剂中，一浸一轧，轧余率为70％～80％；

(2)烘干：将浸轧后的纺织品在60℃下预烘干，然后在80～90℃下烘干。

优选的，所述纺织品与抗菌剂的浴比为4～6:1。

优选的，所述纺织品为针织品。

优选的，所述浸轧的温度为35～45℃，时间为2～3min。

有益效果：本发明采用了具有广谱抗菌性的水溶性壳聚糖，能广泛抑制真菌、细菌和病毒的生长繁殖。其机理如下：由于壳聚糖的多聚阳离子，易与真菌细胞表面带负电荷的基团作用，从而改变病原菌细胞膜的流动性和通透性；干扰DNA的复制与转录；阻断病原菌代谢；通过诱导病程相关蛋白，积累次生代谢产物和信号传导。

本发明还采用了抗菌范围广的桧柏油，尤其对真菌有较强的杀灭效果，其急性毒性LD50为1500mg/Kg(小鼠口服)，皮肤刺激性为准阴性。其抗菌机理为：桧柏油分子结构上有2个可供配位络合的氧原子，它与微生物体内蛋白质作用使之变性。

本发明还采用了对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有作用的苏木提取物，苏木煎液对金黄色葡萄球菌和伤寒杆菌作用较强，效价均达1：1600(纸碟法及试管法)。苏木煎、浸液对白喉杆菌、流感杆菌、副伤寒丙杆菌、弗氏痢疾杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎球菌等作用显著，对百日咳杆菌、伤寒杆菌、副伤寒甲、乙杆菌及肺炎杆菌等亦有作用(试管法和平板法)。

本发明通过不同种具有抗菌作用的天然抗菌物质组合，对人体安全无毒副作用，同时能够协同增效，增大单一抗菌物质的抗菌范围和强度，同时达到抗耐药相加作用。

本发明的抗菌剂不仅可以作为抗菌整理剂在材料表面发挥表面抗菌作用，还可以渗透到纤维类材料内发挥深度内部抗菌作用。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

按料液比1g：6mL，将桧柏在1wt.％的氯化钠溶液中蒸馏3h得到桧柏油；再将苏木的干燥心材捣碎后进行煎煮，再用60wt.％的乙醇溶液进行提取，提取后离心分离，将上清液浓缩后得到苏木提取物。

将2.5g脱乙酰化程度为75％的羧化壳聚糖混入100g水中，在持续加热条件下搅拌均匀，并在沸腾条件下恒温搅拌15min；停止加热，待温度降至40℃时加入1.5g桧柏油和2g苏木提取物，持续搅拌均匀后缓缓加入8g稀醋酸作为pH调节剂,调节pH为6.5，最后在室温下搅拌均匀即得到所述纺织品抗菌剂。

利用该纺织品抗菌剂进行抗菌整理，步骤如下：浸轧：将纺织品浸轧在所述抗菌剂中，浴比为6:1，一浸一轧，轧余率为75％，浸轧的温度为35℃，时间为3min；烘干：将浸轧后的纺织品在60℃下预烘干，然后在90℃下烘干。该纺织品为针织品。

实施例2

按料液比1g：6mL，将桧柏在1.5wt.％的氯化钠溶液中蒸馏3h得到桧柏油；再将苏木的干燥心材捣碎后进行煎煮，再用50wt.％的乙醇溶液进行提取，提取后离心分离，将上清液浓缩后得到苏木提取物。

将4.5g脱乙酰化程度为80％的羧化壳聚糖混入120g水中，在持续加热条件下搅拌均匀，并在沸腾条件下恒温搅拌20min；停止加热，待温度降至50℃时加入1.8g桧柏油和3g苏木提取物，持续搅拌均匀后缓缓加入10g柠檬酸作为pH调节剂,调节pH为6.2，最后在室温下搅拌均匀即得到所述纺织品抗菌剂。

利用该纺织品抗菌剂进行抗菌整理，步骤如下：浸轧：将纺织品浸轧在所述抗菌剂中，浴比为5:1，一浸一轧，轧余率为80％，浸轧的温度为38℃，时间为3min；烘干：将浸轧后的纺织品在60℃下预烘干，然后在85℃下烘干。该纺织品为针织品。

实施例3

按料液比1g：6mL，将桧柏在2wt.％的氯化钠溶液中蒸馏3.5h得到桧柏油；再将苏木的干燥心材捣碎后进行煎煮，再用55wt.％的乙醇溶液进行提取，提取后离心分离，将上清液浓缩后得到苏木提取物。

将6.5g脱乙酰化程度为75％的壳聚糖硫酸酯混入140g水中，在持续加热条件下搅拌均匀，并在沸腾条件下恒温搅拌20min；停止加热，待温度降至40℃时加入2g桧柏油和4g苏木提取物，持续搅拌均匀后缓缓加入12g稀盐酸作为pH调节剂,调节pH为6.2，最后在室温下搅拌均匀即得到所述纺织品抗菌剂。

利用该纺织品抗菌剂进行抗菌整理，步骤如下：浸轧：将纺织品浸轧在所述抗菌剂中，浴比为4:1，一浸一轧，轧余率为80％，浸轧的温度为40℃，时间为2.5min；烘干：将浸轧后的纺织品在60℃下预烘干，然后在80℃下烘干。该纺织品为针织品。

实施例4

按料液比1g：6mL，将桧柏在1.2wt.％的氯化钠溶液中蒸馏4h得到桧柏油；再将苏木的干燥心材捣碎后进行煎煮，再用55wt.％的乙醇溶液进行提取，提取后离心分离，将上清液浓缩后得到苏木提取物。

将1.5g脱乙酰化程度为80％的壳聚糖乳酸盐混入120g水中，在持续加热条件下搅拌均匀，并在沸腾条件下恒温搅拌20min；停止加热，待温度降至50℃时加入1.8g桧柏油和3g苏木提取物，持续搅拌均匀后缓缓加入10g草酸作为pH调节剂,调节pH为6.3，最后在室温下搅拌均匀即得到所述纺织品抗菌剂。

利用该纺织品抗菌剂进行抗菌整理，步骤如下：浸轧：将纺织品浸轧在所述抗菌剂中，浴比为5:1，一浸一轧，轧余率为80％，浸轧的温度为45℃，时间为2min；烘干：将浸轧后的纺织品在60℃下预烘干，然后在85℃下烘干。该纺织品为梭织品。

实施例5

按料液比1g：6mL，将桧柏在1.8wt.％的氯化钠溶液中蒸馏4h得到桧柏油；再将苏木的干燥心材捣碎后进行煎煮，再用55wt.％的乙醇溶液进行提取，提取后离心分离，将上清液浓缩后得到苏木提取物。

将1.5g脱乙酰化程度为80％的壳聚糖乳酸盐和1.8g脱乙酰化程度为80％的壳聚糖季铵盐混入120g水中，在持续加热条件下搅拌均匀，并在沸腾条件下恒温搅拌15min；停止加热，待温度降至40℃时加入2g桧柏油和3g苏木提取物，持续搅拌均匀后缓缓加入10g草酸作为pH调节剂,调节pH为6.4，最后在室温下搅拌均匀即得到所述纺织品抗菌剂。

利用该纺织品抗菌剂进行抗菌整理，步骤如下：浸轧：将纺织品浸轧在所述抗菌剂中，浴比为5:1，一浸一轧，轧余率为80％，浸轧的温度为45℃，时间为2min；烘干：将浸轧后的纺织品在60℃下预烘干，然后在90℃下烘干。该纺织品为梭织品。

实施例6

按料液比1g：6mL，将桧柏在1.5wt.％的氯化钠溶液中蒸馏4h得到桧柏油；再将苏木的干燥心材捣碎后进行煎煮，再用55wt.％的乙醇溶液进行提取，提取后离心分离，将上清液浓缩后得到苏木提取物。

将3.5g脱乙酰化程度为75％的壳聚糖谷氨酸盐和4g脱乙酰化程度为75％的壳聚糖氢化谷氨酸盐混入100g水中，在持续加热条件下搅拌均匀，并在沸腾条件下恒温搅拌15min；停止加热，待温度降至40℃时加入2g桧柏油和4g苏木提取物，持续搅拌均匀后缓缓加入12g草酸作为pH调节剂,调节pH为6.2，最后在室温下搅拌均匀即得到所述纺织品抗菌剂。

利用该纺织品抗菌剂进行抗菌整理，步骤如下：浸轧：将纺织品浸轧在所述抗菌剂中，浴比为4:1，一浸一轧，轧余率为80％，浸轧的温度为40℃，时间为2.5min；烘干：将浸轧后的纺织品在60℃下预烘干，然后在90℃下烘干。该纺织品为梭织品。

根据GB/T 20944纺织品抗菌性能的评价标准，进行抗菌性能试验，将本发明的织物按GB/T12490-1990水洗50次后测试抗菌性能，其抗菌性能如下：

根据GB/T2912.1-1998测定以上实施例中纺织品的甲醛含量(mg/kg)，测定结果为均未检出；根据GB/T17592-2006测定以上实施例中纺织品的可分解芳香胺染料含量(mg/kg)，测定结果为均未检出。

分别对水溶性壳聚糖、桧柏油、苏木提取物和本发明的抗菌剂进行抑菌效果试验，其抑菌圈直径(mm)如下表所示：

由上表可知，各组分中水溶性壳聚糖的抑菌效果总体强于其他组分，对真菌的抑菌效果尤其突出，桧柏油的抑菌效果较为平衡，苏木提取物对细菌的抑菌效果较强。配制为本发明的抗菌剂后，综合抗菌效果有显著提升，仅黄曲霉的抗菌效果略有下降，说明桧柏油和苏木提取物对水溶性壳聚糖可能存在协同或促进作用，使其抑菌效果强于单一组分。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。