一种生物改性抗菌棉纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物改性抗菌棉纤维及其制备方法，该改性抗菌棉纤维包括以下重量份原材料制备而成的：70‑80份的棉纤维，5‑10份的微生物改性剂，0.1‑3份的抗菌成分；所述的微生物改性剂包括镰状纤维菌、小单孢菌和木醋杆菌；所述的抗菌成分为枯草杆菌素、多粘菌素E、短杆菌肽S和杆菌肽中的一种或多种；该改性抗菌棉纤维是将抗菌成分与棉纤维上通过微生物的生化反应而具有的大量活性基团相键接而得到的，该改性抗菌棉纤维上键接的抗菌成分更多，棉纤维的力学性能好，该改性抗菌棉纤维可应用于纺织服饰的各个领域。

【技术实现步骤摘要】
一种生物改性抗菌棉纤维及其制备方法
本专利技术涉及纺织用品
，具体涉及一种生物改性抗菌棉纤维及其制备方法。
技术介绍
棉纤维的主要成份是纤维素，纤维素是天然高分子化合物，纤维素的化学结构式由α葡萄糖为基本结构单元重复构成，其元素组成为碳44.44%、氢6.17%、氧49.39%。棉纤维的聚合度在6000~11000间。此外，棉纤维还附有5%左右的其他物质，称为伴生物，伴生物对纺纱工艺与漂练、印染加工均有影响。由于棉纤维为天然材料，所以其织品与肌肤接触无任何刺激，无副作用，久穿对人体有益无害，卫生性能良好，且其分子链上具有大量的羟基而有较好的吸湿性，其导热系数小而使面料具有较好的保暖性能，因而，棉纤维是纺织服装领域应用最多的一种天然原料。然而，棉纤维也存在诸多缺陷，如耐光性、耐热性一般；对微生物敏感，不耐霉菌；抗褶皱性差；染色性差等，也导致棉纤维在纺织服饰领域的应用受到一定限制。为了增加棉纤维在纺织服饰领域的应用范围，人们对棉纤维做了大量改性处理，以期改善其缺点，增加其性能。如：现有技术中为提高棉纤维的抗菌性，通常先对棉纤维采用氧化等处理方法，使棉纤维分子链上形成活性基团，再添加抗菌成分，并与活性基团键接，从而制备得到具有抗菌效果的改性棉纤维材料。上述方法虽然赋予了棉纤维抗菌性，且采用的键接方式，也能够保证棉纤维抗菌性的长久有效性，但前期的氧化程度控制较为困难，也会降低棉纤维的力学性能，同时，氧化后的棉纤维上活性基团较少，能键接的抗菌成分也较少，因而，得到的抗菌棉纤维的抗菌效果也较差，也限制了抗菌棉纤维的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有抗菌棉纤维存在的抗菌效果差、力学性能差的缺陷，提出了一种生物改性抗菌棉纤维及其制备方法。本专利技术改性抗菌棉纤维是将抗菌成分与棉纤维上通过微生物的生化反应而具有的大量活性基团相键接而得到的，该改性抗菌棉纤维上键接的抗菌成分更多，棉纤维的力学性能好，该改性抗菌棉纤维可应用于纺织服饰的各个领域。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种生物改性抗菌棉纤维，包括以下重量份原材料制备而成的：70-80份的棉纤维，5-10份的微生物改性剂，0.1-3份的抗菌成分。其中，所述的微生物改性剂包括镰状纤维菌(Cellfacicula)、小单孢菌(Micromonospora)和木醋杆菌（Acetobacterxylinus）；所述微生物改性剂之间具有协同增效作用，能通过生化反应使棉纤维上具有了更多的活性基团，同时，具有的活性基团与所述抗菌成分相容性更好，键接能力更强，能显著增加棉纤维上键接的抗菌成分，增加抗菌性；并且，所述微生物改性剂对棉纤维中纤维素的改性程度更易控制，对棉纤维力学性能的影响作用更小。其中，优选的，所述的微生物改性剂中镰状纤维菌、小单孢菌和木醋杆菌的质量比为1︰2-5︰1-3；优选的微生物改性剂对棉纤维的改性效果更好，得到的棉纤维上活性基团更多，力学性能更好；最优选的，所述的微生物改性剂中镰状纤维菌、小单孢菌和木醋杆菌的质量比为1︰3︰2。其中，所述的抗菌成分为枯草杆菌素、多粘菌素E、短杆菌肽S和杆菌肽中的一种或多种；所述的抗菌成分能对真菌和细菌都有较好的抑制作用，且与所述微生物改性剂作用后的活性基团键接能力更强。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术还提供了一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，包括以下步骤：（1）用微生物改性剂配制改性整理剂；用抗菌成分配制抗菌整理剂；（2）将棉纤维浸入步骤（1）的改性整理剂中，进行改性处理；（3）取出步骤（2）中经过改性处理的棉纤维，去除棉纤维上附着的微生物，得到改性棉纤维；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维浸入步骤（1）中的抗菌整理剂中，进行抗菌处理；（5）取出步骤（4）中经抗菌处理的棉纤维，经干燥得到本专利技术生物改性抗菌棉纤维。一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，先利用微生物的生化反应，对棉纤维进行改性处理，增加了棉纤维上的活性基团，且对棉纤维的力学性能影响小；再通过键接作用，将抗菌成分与活性基团键接，从而赋予了棉纤维优异的抗菌性能；本专利技术方法制备得到的改性抗菌棉纤维上键接的抗菌成分含量大，抗菌效果好，不易脱落失效，力学性能好，可广泛应用于纺织服饰领域；本专利技术制备方法简单、可靠，适合生物改性抗菌棉纤维的大规模工业化生产。上述一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，其中，优选的，步骤（1）中所述的改性整理剂中含微生物改性剂15-30%，葡萄糖0.5-1%，蛋白胨0.5-1%，其余为水；其中的葡萄糖和蛋白胨为微生物的代谢提供养分，但含量过高，营养成分充足，微生物对棉纤维的生化作用减弱，对棉纤维的改性效果降低；含量过低，营养成分缺少，微生物活性降低，对棉纤维的改性效果同样降低。上述一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，其中，优选的，步骤（1）中所述的抗菌整理剂中含抗菌成分5-10%，氢氧化钠0.2-0.5%，其余为水；其中氢氧化钠能促进抗菌成分与改性棉纤维上活性基团的键接，但含量过高，整理液碱性大，会导致抗菌成分变性，降低抗菌性。上述一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，其中，优选的，步骤（2）中棉纤维是经过灭菌处理的；对棉纤维灭菌处理，能减少杂菌对改性处理效果的影响。上述一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，其中，优选的，步骤（2）中改性处理的温度为30-40℃；处理时间为20-40h；改性时间过长，对棉纤维的改性过渡，棉纤维力学性能会显著降低。上述一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，其中，优选的，步骤（3）中去除棉纤维上附着微生物的方法为超声波进行震荡处理；超声波提供的高频震荡能促进微生物的脱落，能快速、高效的去除附着的微生物；进一步优选的，所述超声波震荡处理分为二个阶段，第一阶段为剥离处理阶段，是为了在较完整保留微生物活性的前提下去除棉纤维上的微生物，该段去除的微生物可回收利用，节约生产成本，该阶段在清水中处理，可重复操作1-3次；第二阶段为灭菌处理阶段，是为了灭杀棉纤维上剩余微生物的活性；所述剥离处理阶段的超声波的频率≤40KHz，时间为5-20min，超声波频率过高或时间过长，会破坏微生物结构，造成微生物难以回收再利用；所述灭菌处理阶段的超声波频率≥100KHz，时间为10-30min，超声波频率过低或时间过短，不能完全灭活微生物。上述一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，其中，优选的，步骤（4）中的抗菌处理的温度为40-60℃；处理时间为3-6h；抗菌处理温度和时间是根据抗菌成分与活性基团的键接温度和速度来决定的。上述一种生物改性抗菌棉纤维的制备方法，其中，优选的，步骤（5）中干燥的温度为60-80℃；干燥温度过高，会造成抗菌多肽的结构破坏，抗菌效果降低，干燥温度过低，干燥时间长，不利于生产。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术生物改性抗菌棉纤维是将抗菌成分与棉纤维上通过微生物的生化反应而具有的大量活性基团相键接而得到的，棉纤维上键接的抗菌成分更多，抗菌效果更好。2、本专利技术生物改性抗菌棉纤维中的微生物改性剂对棉纤维的力学性能影响小，得到的改性抗菌棉纤维力学性能好。3、本专利技术生物改性抗菌棉纤维的制备方法中对微生物改性剂可回收利用，生产成本更低。4、本专利技术生物改性抗菌棉纤维的制备方法简单、可靠，适合生物改性抗菌棉纤维的大规模工业化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物改性抗菌棉纤维，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成的：70‑80份的棉纤维，5‑10份的微生物改性剂，0.1‑3份的抗菌成分；所述的微生物改性剂包括镰状纤维菌、小单孢菌和木醋杆菌；所述的抗菌成分为枯草杆菌素、多粘菌素E、短杆菌肽S和杆菌肽中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种生物改性抗菌棉纤维，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成的：70-80份的棉纤维，5-10份的微生物改性剂，0.1-3份的抗菌成分；所述的微生物改性剂包括镰状纤维菌、小单孢菌和木醋杆菌；所述的抗菌成分为枯草杆菌素、多粘菌素E、短杆菌肽S和杆菌肽中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的改性抗菌棉纤维，其特征在于，所述的微生物改性剂中镰状纤维菌、小单孢菌和木醋杆菌的质量比为1︰2-5︰1-3。3.一种权利要求1所述改性抗菌棉纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）用微生物改性剂配制改性整理剂；用抗菌成分配制抗菌整理剂；（2）将棉纤维浸入步骤（1）的改性整理剂中，进行改性处理；（3）取出步骤（2）中经过改性处理的棉纤维，去除棉纤维上附着的微生物，得到改性棉纤维；（4）将步骤（3）得到的改性棉纤维浸入步骤（1）中的抗菌整理剂中，进行抗菌处理；（5）取出步骤（4）中经抗菌处理的棉纤维，经干燥得到本发明生物改性抗菌棉纤维。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸥，洪艳，
申请(专利权)人：成都善水天下科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51