一种抗菌抗氧化的水刺布及其喷雾层层自组装制备方法技术

一种抗菌抗氧化的水刺布及其喷雾层层自组装制备方法，涉及无纺布功能整理技术领域。在不损伤水刺布原有性能的前提下，该功能化整理方法为：将壳聚糖季铵盐接枝在水刺布基材上构建阳离子化表面，在压缩空气的高压分散作用下，依靠氢键和静电离子键逐层喷雾组装单宁酸和聚六亚甲基胍，循环4

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌抗氧化的水刺布及其喷雾层层自组装制备方法


[0001]本专利技术涉及水刺无纺布的功能整理
，具体涉及一种抗菌抗氧化的水刺布及其喷雾层层自组装制备方法。
[0002]
技术介绍

[0003]水刺作为一种低成本和高产量的卫生用品生产方式，在不影响水刺布原有性能的基础下，实现水刺布的功能整理具有重大的经济效益和社会效益，蕴含着巨大的开发和应用潜力。市场上大多数水刺布产品没有额外的功能性，大多是一次性用即弃擦拭卫生材料。仅有少量水刺布产品具有抗菌、除臭等功能，例如公开号为CN 115323615 A的中国专利申请，公开了一种具有抗菌功能的水刺无纺布及其制造方法，其采用的水刺原材料为具有抗菌效果的壳聚糖纤维和竹炭纤维，这类产品利用原材料的优选赋予其功能性。
[0004]然而，传统的纺织品后整理工艺应用于轻薄型水刺布的功能化会改变水刺布的固有性能，主要集中在浸渍浸轧法和固化垫干法，这些方法导致功能性物质积聚到纤维间隙，进一步导致透气透湿性和接触舒适性恶化。公开号为CN 108978202 A的中国专利申请公开了一种增强纯棉织物柔软性的方法，其采用雾化的方法将柔软剂整理在棉织物表面，棉织物柔软性大大增加，且不会破坏纯棉织物本身的透气性和强度。喷淋雾化法利用压缩空气将功能性物质分散成气相的形式负载在基材表面，它具有能耗低、成本低和基材损伤小的优势，但低的喷洒量会导致功能化效果的不稳定。层层自组装技术利用氢键或静电相互作用等作用力逐层驱动组装功能性物质，可以很好地克服喷淋雾化功能化效果不稳定的缺陷，同时逐层喷淋雾化组装不同的功能性物质可以避免材料功能单一的弊端。
[0005]
技术实现思路

[0006]解决的技术问题：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种抗菌抗氧化的水刺布及其喷雾层层自组装制备方法，该方法基于氢键和静电离子键驱动，在功能化整理的同时保留了水刺布原有的基本性能，使其手感柔软、透气透湿、接触舒适，并且具有广谱高效的抗菌效果和良好的抗氧化能力。
[0007]技术方案：一种抗菌抗氧化的水刺布的喷雾层层自组装制备方法，在水刺生产线后装配高压喷淋雾化装置和水淋冲洗装置，步骤如下：步骤1、将水刺布基材置于含壳聚糖季铵盐（QCS）、柠檬酸和次磷酸钠的混合水溶液中双浸双轧，经高温交联后充分水洗并轧干得到阳离子化的水刺布，水刺布的表面首先需要阳离子化，以适应自组装首个单层的锚定，从而确保后续喷雾自组装的顺利进行；步骤2、将阳离子化的水刺布传输至头道高压喷淋雾化装置并喷洒整理液1，经焙烘干燥和水淋冲洗并轧干，所述整理液1为浓度为0.1
‑
0.3 wt%的单宁酸溶液，单宁酸（TA）为生物安全性高的天然抗菌物质，每个单元含有多个酚羟基结构，具有弱负电性和强还原
性，使用时现配现用，避免长时间曝光导致自聚；步骤3、步骤2所得水刺布传输至后道高压喷淋雾化装置并喷洒整理液2，经焙烘干燥和水淋冲洗并轧干，所述整理液2为浓度为0.1
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0.3 wt%的聚六亚甲基胍盐酸盐溶液，聚六亚甲基胍盐酸盐（PHMG）为阳离子广谱抗菌物质，该物质可吸附在微生物薄膜且破坏微生物的磷脂和核酸等物质，实现快速抗菌且细胞毒性小；步骤4、重复步骤2和步骤3，经循环4
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6次后充分水洗后烘干即得自组装水刺布。
[0008]作为优选，所述步骤1中水刺布基材为棉、粘胶和竹纤维的至少一种经水刺生产的无纺布。
[0009]作为优选，所述步骤1中将水刺布基材置于含0.2
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0.4 wt% 壳聚糖季铵盐、1.0
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2.0 wt% 柠檬酸和1.0
‑
2.0wt% 次磷酸钠的混合水溶液中双浸双轧，为保证水刺布的柔软性和透气透湿性能，水刺布表面的壳聚糖季铵盐负载量不宜过高，浴比为1:20，轧余率为70
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80%。
[0010]作为优选，所述步骤1中高温交联的条件为80
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90℃预烘120
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180s、140
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160℃焙烘90
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150s，本步骤的改性过程涉及水刺布和壳聚糖季铵盐的羟基交联过程，交联机理为在次磷酸钠的催化作用下柠檬酸形成酸酐从而交联羟基，而本步骤限定的高温交联条件可以保证水刺布和壳聚糖季铵盐的羟基成功交联。
[0011]作为优选，所述步骤2和3中，高压喷淋雾化装置喷淋雾化压力为0.3
‑
0.5 MPa，喷雾流量为1.0
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2.0 L/min，传输车速为2m/min，喷雾压力过低会导致整理液分散不均匀，喷雾压力过高会导致破坏水刺布基材表面。
[0012]作为优选，所述步骤2和3中，焙烘工序温度为100
‑
120℃，时间为150
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180s。
[0013]作为优选，所述步骤2和3中，水淋冲洗为并排射流冲洗工艺。
[0014]作为优选，所述步骤4中最后一次循环后再单独重复步骤2一次，使自组装水刺布最外层为单宁酸层，以提高生物安全性和阳离子抗菌剂的缓释效果。
[0015]基于上述一种抗菌抗氧化的水刺布的喷雾层层自组装制备方法制备的抗菌抗氧化的水刺布。所述水刺布呈现淡红色外观，手感柔软，透气透湿。
[0016]有益效果：本专利技术提供了一种基于氢键和静电离子键驱动的喷淋雾化层层自组装的抗菌抗氧化的水刺布，与现有技术相比，本专利技术所具备的有益效果为：（1）本专利技术形成的喷雾自组装水刺布具有原料用量小、废水排量小、能耗低的优势，适应大规模化绿色生产。
[0017]（1）本专利技术形成的喷雾自组装水刺布在功能化整理的同时保留了水刺布原有的基本性能，其手感柔软、透气透湿、接触舒适。
[0018]（2）本专利技术形成的喷雾自组装水刺布具有广谱高效的抗菌效果，利用阳离子胍和单宁酸的双重抑菌作用，15min内对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的杀菌效果达到99%和95%，具有杀灭霉菌的潜在性能。
[0019]（3）本专利技术形成的喷雾自组装水刺布具有自由基清除效果，利用单宁酸酚羟基的强还原性作用，1h内对DPPH自由基清除效率达50%以上，2h对DPPH自由基清除效率达90%以上，具有良好的抗氧化能力。
[0020]附图说明
[0021]图1为本专利技术的喷雾自组装水刺布的实物图与自组装机理图；图2为本专利技术的喷雾自组装水刺布的抗菌效果图；图3为本专利技术的喷雾自组装水刺布的DPPH自由基清除效果图；图4为本专利技术的喷雾自组装水刺布的柔软性能图；图5为本专利技术的喷雾自组装水刺布的透气透湿性能图，图中（a）为透气率，（b）为透湿量。
[0022]具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0024]本专利技术说明书实施例中各原料来源如下：纯棉水刺布基材和棉粘混纺水刺布基材均来自于福建福能南纺卫生材料有限公司，季铵盐壳聚糖和聚六亚甲基胍盐酸盐购买自麦克林生物科技有限公司，柠檬酸、次磷酸钠和单宁酸购买自国药本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌抗氧化的水刺布的喷雾层层自组装制备方法，其特征在于，在水刺生产线后装配高压喷淋雾化装置和水淋冲洗装置，步骤如下：步骤1、将水刺布基材置于含壳聚糖季铵盐、柠檬酸和次磷酸钠的混合水溶液中双浸双轧，经高温交联后充分水洗并轧干得到阳离子化的水刺布；步骤2、将阳离子化的水刺布传输至头道高压喷淋雾化装置并喷洒整理液1，经焙烘干燥和水淋冲洗并轧干，所述整理液1为浓度为0.1
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0.3 wt%的单宁酸溶液；步骤3、步骤2所得水刺布传输至后道高压喷淋雾化装置并喷洒整理液2，经焙烘干燥和水淋冲洗并轧干，所述整理液2为浓度为0.1
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0.3 wt%的聚六亚甲基胍盐酸盐溶液；步骤4、重复步骤2和步骤3，经循环4
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6次后充分水洗后烘干即得自组装水刺布。2.根据权利要求1所述的一种抗菌抗氧化的水刺布的喷雾层层自组装制备方法，其特征在于，所述步骤1中水刺布基材为棉、粘胶和竹纤维的至少一种经水刺生产的无纺布。3.根据权利要求1所述的一种抗菌抗氧化的水刺布的喷雾层层自组装制备方法，其特征在于，所述步骤1中将水刺布基材置于含0.2
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0.4 wt% 壳聚糖季铵盐、1.0
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2.0 wt% 柠檬酸和1.0
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2.0 wt% 次磷酸钠的混合水溶液中双浸双轧，浴比为1:20，轧余率为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清清，吕子豪，袁小红，何积庚，黄族健，刘运娟，吕佳，魏取福，陈东生，
申请(专利权)人：闽江学院福建福能南纺卫生材料有限公司，
类型：发明
国别省市：