一种纤维毛巾及其制备方法与流程

本发明涉及纺织，具体涉及一种纤维毛巾及其制备方法。

背景技术：

1、毛巾表面毛圈密集，手感柔软，吸水储水性强，耐磨，保暖性能好，因此可以直接用来接触皮肤，是日常生活最重要的生活必需品之一。人们每天都要频繁地接触毛巾，由于毛巾易吸潮，在每次使用后，容易被各种有害细菌繁殖侵蚀，如不及时清洗，毛巾织物上的菌类、油脂、蛋白质等会变质发酵，细菌能以几何级数快速生长，使巾身发粘发霉，产生异味，影响人们的健康，如果致病细菌的大量繁殖，侵入皮肤，呼吸道等后，还会危害人体的健康生活。为了抑制毛巾上细菌的繁殖，人们通常将毛巾晾晒在太阳下以期待用紫外线杀菌，但是，多次暴晒会使得毛巾变色变形，纤维硬化，使用寿命缩短。或者，其他人们在纤维毛巾上负载抗菌剂，使其具有较好的抗菌性，但是，经过多次洗涤后，抗菌剂大量脱落，使得毛巾不再具有较好的抗菌性能。

2、中国发明专利申请cn 107366073 a公开了一种牛奶蛋白纤维毛巾的制备方法，涉及毛巾制作领域，包括制备牛奶蛋白溶液，制备再生纤维素溶液，制备纺丝原液，纺丝，梳棉、条卷、并条、粗纱、细纱、络筒、捻线、摇纱、整经、浆纱、穿经、织造、印染、裁剪、缝制、整烫、整理工序制成毛巾。牛奶蛋白纤维抗菌、护肤润肤的特性，在功能性、保健性上与传统的棉纤维相比，具有更好的品质，且牛奶蛋白中含有多种氨基酸，皮肤不会排斥，就相当于人的一层皮肤一样，对皮肤有养护作用。再生纤维素具有良好的生物相容性和亲肤性，可降解，提高了材料的机械性能。本发明的制备工艺简单，绿色环保。

3、以上专利虽然公开了一种亲肤柔软的牛奶纤维毛巾的制备方法，但其并不具备较好的抗菌性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种纤维毛巾及其制备方法，具有较好的抗静电、抗菌防腐、抗病毒、耐紫外线老化、柔软、亲肤的效果，力学性能佳，吸水率高，耐水洗效果好，具有较好的可降解性能，安全环保，具有广阔的应用前景。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提供一种纤维毛巾的制备方法，制备cu/n复合物掺杂tio2纳米粉后，表面经过单宁酸聚合改性，与羧甲基壳聚糖反应，制得改性羧甲基壳聚糖，经过活化后，与经过蛋白酶部分水解的羊毛纤维毛巾反应，制得纤维毛巾。

4、作为本发明的进一步改进，包括以下步骤：

5、s1.cu/n复合物掺杂tio2纳米粉的制备：将钛酸四丁酯溶于乙醇中，加入铜盐和尿素，滴加水，搅拌反应，离心，洗涤，干燥，煅烧，制得cu/n复合物掺杂tio2纳米粉；

6、s2.单宁酸改性纳米粉的制备：将步骤s1制得的cu/n复合物掺杂tio2纳米粉加入水中，加入单宁酸和三羟甲基氨基甲烷，调节溶液ph值，搅拌反应，制得单宁酸改性纳米粉；

7、s3.改性羧甲基壳聚糖的制备：将羧甲基壳聚糖溶于水中，加入步骤s2制得的单宁酸改性纳米粉，加热搅拌反应，制得改性羧甲基壳聚糖；

8、s4.羊毛纤维毛巾的稍量水解：将羊毛纤维毛巾加入水中，加入蛋白酶，水解，过滤，洗涤，干燥，制得稍量水解的羊毛纤维毛巾；

9、s5.纤维毛巾的制备：将步骤s3制得的改性羧甲基壳聚糖加入水中，加入n-羟基丁二酰亚胺和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，活化反应，加入步骤s4制得的稍量水解的羊毛纤维毛巾，浸渍，取出，洗涤，干燥，制得纤维毛巾。

10、作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述钛酸四丁酯、乙醇、铜盐、尿素和水的质量比为20-27∶200∶3-5∶4-6∶5-7，所述铜盐选自氯化铜、硝酸铜、硫酸铜中的至少一种，所述搅拌反应的时间为1-3h，所述煅烧的温度为500-600℃，时间为2-4h。

11、作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述cu/n复合物掺杂tio2纳米粉、单宁酸和三羟甲基氨基甲烷的质量比为10-15∶7-12∶5-8，所述调节溶液ph值为8.5-8.8，所述搅拌反应的温度为35-45℃，时间为2-4h。

12、作为本发明的进一步改进，步骤s3中所述羧甲基壳聚糖、单宁酸改性纳米粉的质量比为100：12-15，所述加热搅拌反应的温度为40-50℃，时间为1-3h。

13、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述羊毛纤维毛巾、蛋白酶的质量比为10∶：0.03-0.05，所述蛋白酶为中性蛋白酶，酶活力为1000-5000u/g，所述酶解的温度为35-45℃，时间为20-30min。

14、作为本发明的进一步改进，步骤s5中所述改性羧甲基壳聚糖、n-羟基丁二酰亚胺和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、稍量水解的羊毛纤维毛巾的质量比为12-17∶5-8∶6.7-10.7∶100，所述活化反应的温度为0-4℃，时间为30-40min，所述浸渍的温度为40-50℃，时间为2-4h。

15、作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：

16、s1.cu/n复合物掺杂tio2纳米粉的制备：将20-27重量份钛酸四丁酯溶于200重量份乙醇中，加入3-5重量份铜盐和4-6重量份尿素，滴加5-7重量份水，搅拌反应1-3h，离心，洗涤，干燥，500-600℃煅烧2-4h，制得cu/n复合物掺杂tio2纳米粉；

17、s2.单宁酸改性纳米粉的制备：将10-15重量份步骤s1制得的cu/n复合物掺杂tio2纳米粉加入100重量份水中，加入7-12重量份单宁酸和5-8重量份三羟甲基氨基甲烷，调节溶液ph值为8.5-8.8，35-45℃搅拌反应2-4h，制得单宁酸改性纳米粉；

18、s3.改性羧甲基壳聚糖的制备：将100重量份羧甲基壳聚糖溶于500重量份水中，加入12-15重量份步骤s2制得的单宁酸改性纳米粉，加热至40-50℃，搅拌反应1-3h，制得改性羧甲基壳聚糖；

19、s4.羊毛纤维毛巾的稍量水解：将100重量份羊毛纤维毛巾加入500重量份水中，加入0.03-0.05重量份酶活力为1000-5000u/g的中性蛋白酶，35-45℃水解20-30min，过滤，洗涤，干燥，制得稍量水解的羊毛纤维毛巾；

20、s5.纤维毛巾的制备：将12-17重量份步骤s3制得的改性羧甲基壳聚糖加入水中，加入5-8重量份n-羟基丁二酰亚胺和6.7-10.7重量份1-(3-二甲基氨基丙基、)-3-乙基碳二亚胺，0-4℃活化反应30-40min，加入100重量份步骤s4制得的稍量水解的羊毛纤维毛巾，40-50℃浸渍2-4h，取出，洗涤，干燥，制得纤维毛巾。

21、本发明进一步保护一种上述的制备方法制得的纤维毛巾。

22、本发明进一步保护一种上述的纤维毛巾在高粉尘、高温、高湿环境中的应用。

23、本发明具有如下有益效果：本发明通过溶胶凝胶反应，制备了一种cu/n复合物掺杂tio2纳米粉，其原理为尿素的加入制备了n掺杂的二氧化钛，同时，cu离子沉积在纳米粒子上，经过煅烧，形成氧化铜，从而形成了cuo和n掺杂的二氧化钛，也就是cu/n复合物掺杂tio2纳米粉。具有纳米尺度的铜材料由于表面尺寸效应，能够高效产生活性氧，活性氧通过氧化作用破坏细菌的生命物质，达到良好的抗菌防霉抗病毒的性能。tio2是一种光催化材料，也能够发生光催化抗菌效果，同时，tio2纳米粉具有独特的表面效应以及小尺寸效应、光学效应、宏观量子隧道效应等特殊性质，因此，其具有较好的紫外屏蔽、吸波、导电、隔热、耐磨等性能，也可以提升力学性能。同时，cu/n复合物的掺杂一方面可改变tio2纳米粉的表面结合能，在受到紫外光照射时，不会产生较多的自由基等强氧化物质，减少了对纤维毛巾的紫外老化损害；同时，cu/n复合物也具有吸收和反射紫外线的功能。同时，cu/n复合物中的氮元素的掺杂，还可以改变tio2的晶体结构，抑制光生电子和空穴的复合速率，提高tio2的光催化活性，cu的掺杂也能促进tio2对可见光的吸收利用能力，从而cu/n复合物的协同作用下，能提高tio2的可见光催化效率，大大提高了其光催化活性，明显提高了其抗菌防霉抗病毒的性能。

24、将制得的cu/n复合物掺杂tio2纳米粉经过单宁酸表面自聚合改性，在其表面包覆一层单宁酸聚合物，其丰富的羟基结构能够与羧甲基壳聚糖的氢键结合形成复合物，从而使得改性纳米粉能够充分均匀的分散在羧甲基壳聚糖的分子链上，制得了改性羧甲基壳聚糖，另一方面，由于单宁酸的改性，也提高了制得的纤维毛巾的抗菌、防腐性能，壳聚糖本身的抗菌性能也能提高纤维毛巾的抗菌、抗病毒的性能。

25、中性蛋白酶是一种温和氨基内肽酶，可水解非碱性氨基酸残基的n端肽键，本发明以低活力的中性蛋白酶为水解酶，对羊毛纤维毛巾进行部分水解，其目的在于将羊毛纤维中复杂的蛋白质进行少部分的水解，暴露出更多的氨基，以及从微观上形成一些空隙和裂缝，提高纤维的吸水性，有助于静电荷逸散，提高了毛巾的抗静电性能，同时，不会影响羊毛纤维毛巾的整体结构，还能提高羊毛纤维毛巾的柔软度，使用更舒适。

26、本发明将制得的改性羧甲基壳聚糖表面带有丰富的羟基，经过活化后，能够与稍量水解的羊毛纤维毛巾上的氨基发生脱水缩合，从而使得制得的改性羧甲基壳聚糖能够均匀、稳定的固定在羊毛纤维毛巾上，提高了两者的结合强度，从而提高了耐水洗性，纳米粒子也能对纤维毛巾有很好的力学增强的作用。

27、羊毛纤维毛巾上的蛋白质分子链经过部分水解后，含有大量的氨基，氨基中的n发生亲电反应，引起电荷聚集，壳聚糖含有大量羟基，两相结合，羟基中的氧电负性减弱，对氢离子束缚能力减小，氨基中孤对电子与氢离子结合，电荷不易聚集，进一步提高了抗静电整理的效果。

28、本发明制得的纤维毛巾具有较好的抗静电、抗菌防腐、抗病毒、耐紫外线老化、柔软、亲肤的效果，力学性能佳，吸水率高，耐水洗效果好，具有较好的可降解性能，安全环保，具有广阔的应用前景。