CN1721590A - 纳米银系无机抗菌复合功能纤维及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米层状银系无机抗菌复合功能纤维，其纤维材料为聚丙烯、聚乙烯、聚酯或聚酰胺，在该纤维中，纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体以纤维总干重计0.5－4％均匀分散于纤维内部及表层。本发明还涉及纳米层状银系无机抗菌复合功能纤维的制备方法及其用途。本发明的产品具有广谱抗菌性、抗菌率高、抗菌持久、耐洗涤、耐光照、耐高温、安全性好，且在同一根上述纤维上同时具有防霉、防臭、防螨、远红外、抗紫外、芳香、阻燃等功能。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种纳米银系无机抗菌复合功能纤维，属于纺织工业领域，本发明还涉及这种纳米银系无机抗菌复合功能纤维的制备方法和应用。
二、背景技术
进入21世纪，人类已步入生物经济时代，抑菌制品是跨世纪的环保产品和健康产品，抑菌制品的全面应用，可杜绝人与人、人与物、物与物之间的细菌交叉传染，它将把医疗保健的模式从事后的治疗转变为事前的预防。众所周知，服装是在人体致病菌的传递过程中一个重要的媒介。近年来，随着人民生活水平的提高，人们对环境的卫生与清洁要求越来越高，具有广谱抗菌、抗菌持久的复合功能纤维及制品已成为人们生活的迫切需求，也是社会发展的必然趋势。因此在经济发达国家纺织工业领域掀起了一场研制与生产具有抗菌功能纤维与纺织品的科技热潮。目前生产具有抗菌功能纺织品的方法可分为两类：一种是采用后整理工艺，即通过将抗菌整理剂在织物或纤维表面进行化学处理来实现。但这类抗菌纤维的抗菌范围有限，抗菌率低(仅有70-80％)，且耐洗性差、易溶出、抗菌不持久、不耐高温。美国DOW CORNING(道康宁)公司研制的有机硅一季胺盐是目前国内外使用最广泛的一种后整理用抗菌剂。另一种则是添加型抗菌功能纤维即在制备纤维母粒过程中将抗菌剂或抗菌粉体与切片充分混合制备抗菌母粒，然后熔融纺丝，“复合抗菌纤维，其制备方法及其运用”(申请号00107688)公开的复合抗菌纤维，是双层芯片结构，皮层是用由纳米及银粉及聚乙烯切片共混成具有抗菌功能的母粒制成。芯层则由不具抗菌性的聚丙烯切片拉丝而成。专利(申请号为00134150)“锦纶-6抗菌纤维及其制作方法”公开的锦纶-6抗菌纤维是将功能粉体与载体切片、分散剂偶联剂、抗氧剂、粉体分散剂按一定的重量共混造粒拉丝而成。采用添加无机抗菌粉体制得的抗菌纤维克服了抗菌不持久、耐洗性差、不耐高温、溶出等缺点，但上述这种纤维只具有单一抗菌功能，在短时间内抗菌率低，而且单一的抗菌功能性已满足不了广大消费者对同时具有多种功能的纺织品的需求。本发明研究了一种纳米银系无机抗菌复合功能纤维，本发明所说的抗菌复合功能纤维，是指这种纤维不仅具有抗菌性，而且在同一根上述纤维上同时具有防霉、防臭、防螨、远红外、抗紫外、芳香、阻燃等功能，其制备方法简单，而且在短时间内就具有很高的抗菌率。
三、发明内容
本发明研究了一种纳米银系无机抗菌复合功能纤维，本发明所说的抗菌复合功能纤维，是指这种纤维不仅具有抗菌性，而且在同一根上述纤维上同时具有防霉、防臭、防螨、远红外、抗紫外、芳香、阻燃等功能，其制备方法简单，而且在短时间内就具有很高的抗菌率。
本发明的目的旨在提供一种具有广谱抗菌性、抗菌持久、安全无害、可纺性和后加工性好的新型抗菌复合功能性纤维。本发明所说的纳米银系无机抗菌复合功能纤维，在纤维中以总干重计含有0.5-4％的纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体，并且均匀分散于纤维的内部及表层。
本发明所说的纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体是指含有Ag+的以磷酸盐为载体的无机抗菌材料，载体结构为层状。本发明所说的抗菌功能粉体系银系粉体。
在本发明所说的抗菌复合功能纤维中添加的纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体为纳米级粒子。
本发明还提供制备上述抗菌复合功能纤维的方法，它包括将纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体与切片(聚丙烯、聚酯、聚酰胺或聚丙烯腈)以所说的重量比共混，混合物经高速搅拌机充分搅拌，将上述充分共混的混合物冷却至室温，进入挤出机，在(230-300)℃温度下，螺杆熔压为(2-6)Mpa的条件下挤出造粒，即得到抗菌功能母粒。将上面制得的抗菌复合功能母粒加入相应的高速纺丝设备中，在螺杆温度(230-300)℃、螺杆熔压(2-6)Mpa与纺丝速度(3800-4800)m/min的条件下进行纺丝，绕丝，即得到所要的上述抗菌复合功能纤维。
本发明采用纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体制备抗菌复合功能母粒，从而制得抗菌复合功能纤维。纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体均匀分散于上述制得的纤维之中，抗菌剂与纤维牢固的成为一体。抗菌复合功能材料的相融性、分散性良好，耐洗涤、耐光照、耐高温、母粒纺丝纤维不变色，抗菌剂添加量少，纤维的可染性、可纺性好，广谱抗菌、抗菌持久，对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、淋病、肝炎、满虫有显著的抑菌抗菌作用。本发明经中国预防医学科学院4小时对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌抑菌率检测，分别达到99.9％、99.9％、99.9％；经中国计量科学院对样品检测，纳米银系无机抗菌远红外复合功能纤维远红外发射率大到92％；纳米银系无机抗菌抗紫外复合功能织物(67克薄型)遮挡系数UPF值48.5，遮挡率97.9％(国际标准规定遮挡系数UPF值：15-24较好，25-39很好，40-50极佳)。
本发明还提供了上面制得的抗菌复合功能纤维的应用范围是：衬衣、裙装、童装、婴儿装、男女内衣、内裤、胸罩、鞋料、帽子、袜子、手套、卫生巾、运动服装、床上用品、地毯、毛毯、布艺沙发、毛绒玩具、医生白大褂、无菌服及各种装饰物等。
四、附图说明
图1为纳米银系无机抗菌复合功能纤维外观图及A-A截面图。纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体内层及表面。
图2为纳米银离子分散电镜图。
图3为纳米层状银系无机抗菌复合功能粉体平均粒径分布图，粒径范围在(4-50)nm，平均粒径为20.165nm。
五、具体实施方式
纳米银系无机抗菌复合功能纤维制备方法简单，应用范围广泛，以下实施例并不是对本发明的限制。
具体实施例1：
为制备一吨含量为2％纳米银系无机抗菌防霉、防臭、远红外复合功能丙纶纤维，需980公斤聚丙烯切片，20公斤纳米层状银系无机抗菌防霉、防臭、远红外复合功能粉体(粉体粒径4-50nm为最佳粒径)。将上述粉体与切片共混熔融，形成具有抗菌防霉、防臭、远红外复合功能丙纶母粒，将制得的抗菌复合功能母粒加入相应的高速纺丝设备中，在螺杆温度(230-300)℃、螺杆熔压(2-6)Mpa与纺丝速度(3800-4800)m/min的条件下进行纺丝，绕丝，即得到所要的抗菌复合功能纤维。
将由此制得的丙纶抗菌复合功能纤维，可用于制作内衣裤、袜子、床上用品等。
具体实施例2：
为制备一吨含量为2％纳米银系无机抗菌防霉、防臭、抗紫外复合功能涤纶纤维，需980公斤涤纶切片，20公斤纳米层状银系无机抗菌防霉、防臭、抗紫外复合功能粉体(粉体粒径4-50nm为最佳粒径)。将上述粉体与切片共混熔融，形成具有抗菌防霉、防臭、抗紫外复合功能涤纶母粒，将制得的抗菌复合功能母粒加入相应的高速纺丝设备中，在螺杆温度(230-300)℃、螺杆熔压(2-6)Mpa与纺丝速度(3800-4800)m/min的条件下进行纺丝，绕丝，即得到所要的抗菌复合功能纤维。
将由此制得的涤纶抗菌复合功能纤维，可用于制作鞋料、床上用品、运动服装、医生白大褂、无菌服及各种装饰物等。
具体实施例3：
为制备一吨含量为4％纳米银系无机抗菌防霉、防臭、远红外复合功能丙纶纤维，需960公斤丙纶切片，40公斤纳米层状银系无机抗菌防霉、防臭、远红外复合功能粉体(粉体粒径4-50nm为最佳粒径)。将上述粉体与切片共混熔融，形成具有抗菌防霉、防臭、远红外复合功能丙纶母粒，将制得的抗菌复合功能母粒加入相应的高速纺丝设备中，在螺杆温度(230-300)℃、螺杆熔压(2-6)Mpa与纺丝速度(3800-4800)m/min的条件下进行纺丝，绕丝，即得到所要的抗菌复合功能纤维。
将由此制得的丙纶抗菌复合功能纤维，可用于制作衬衣、裙装、童装、婴儿装、男女内衣、内裤、胸罩等。
具体实施例4：
为制备一吨含量为4％纳米银系无机抗菌防霉、防臭、抗紫外复合功能涤纶纤维，需960公斤涤纶切片，40公斤纳米层状银系无机抗菌防霉、防臭、抗紫外复合功能粉体(粉体粒径4-50nm为最佳粒径)。将上述粉体与切片共混熔融，形成具有抗菌防霉、防臭、抗紫外复合功能涤纶母粒，将制得的抗菌复合功能母粒加入相应的高速纺丝设备中，在螺杆温度(230-300)℃、螺杆熔压(2-6)Mpa与纺丝速度(3800-4800)m/min的条件下进行纺丝，绕丝，即得到所要的抗菌复合功能纤维。
将由此制得的涤纶抗菌复合功能纤维，可用于制作鞋料、床上用品、运动服装、医生白大褂、无菌服及各种装饰物等。
Claims (5)
1.一种纳米层状银系无机抗菌复合功能纤维，其纤维材料为聚丙烯、聚乙烯、聚酯或聚酰胺，在该纤维中，以纤维总干重计含有0.5％～4％抗菌复合功能银系粉体。
2.权利要求1所说的纳米层状银系无机抗菌复合功能纤维，其中所说的银系粉体是指含有Ag+的以磷酸盐为载体的无机抗菌材料，载体结构为层状。
3.权利要求1所说的纳米层状银系无机抗菌复合功能纤维，其中所说的银系粉体是纳米级粒子。
4.制备权利要求1所说的纳米层状银系无机抗菌复合功能纤维的方法，包括将纳米层状银系无机抗菌功能粉体以纤维总干重的0.5％～4％用量与聚丙烯、聚乙烯、聚酯或聚酰胺切片共混，混合物经高速搅拌机充分搅拌，将上述充分共混的混合物冷却至室温，进入挤出机，在(230-300)℃温度下，螺杆熔压为(2-6)Mpa的条件下挤出造粒，即得到抗菌功能母粒。将上面制得的抗菌复合功能母粒加入相应的高速纺丝设备中，在螺杆温度为(230-300)℃，螺杆熔压为(2-6)Mpa，采用(3800-4800)m/min纺丝速度进行纺丝，绕丝，即得到所要的上述纳米层状银系无机抗菌复合功能纤维。
5.权利要求1-4说的纳米层状银系无机抗菌复合功能纤维的运用，可用于制造衬衣、裙装、童装、婴儿装、男女内衣、内裤、胸罩、鞋料、帽子、袜子、手套、卫生巾、运动服装、床上用品、地毯、毛毯、布艺沙发、毛绒玩具、医生白大褂、无菌服及各种装饰物等。
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