专利名称：一种纳米抗菌织物的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种抗菌织物的制备方法，特别涉及一种纳米抗菌织物的制备方法，属于纺织品功能处理领域。
背景技术：
赋予纺织品抗菌功能，一方面可以保护纺织品本身免受微生物的损害，另一方面可以保护使用者免受有害微生物的侵害。
能赋予纺织品以抗菌功能的物质可分为有机合成物质、无机物质、天然物质。从安全性、抗菌性能、持久性等各方面比较，以银、铜、锌、铈的金属离子具有很大的优异之处。
把具有抗菌的金属离子与织物纤维结合在一起的方法有三种。
第一种方法是把载有抗菌性金属离子的颗粒加入纤维丝中，此方法要求加入的颗粒分散在很细的范围内才能纺出合格的纤维，有一定的技术难度，且不能用于纯天然纤维。
第二种方法是先将抗菌性金属离子负载到磷酸盐、者硅酸盐颗粒上或其氧化物上，然后将该类颗粒再黏附到织物上，由于是预制备的颗粒，难分散，很难进入纤维的毛细结构处，为了增加结合牢度，必须使用较多的黏合剂，结果导致织物手感涩硬等缺点。
第三种方法是采用即时反应的方法，通过两次浸施具有反应性的溶液，使金属离子，特别是银离子，在织物上被还原成纳米银颗粒，这种方法很好的解决了前二种方法的缺点，但是却带来了另外一个问题，就是纳米银给织物染上了特有的棕黄色，限制了应用范围。
发明内容本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种纳米抗菌织物的制备方法，通过即时反应方法，在织物纤维的内部反应生成一种白色的纳米颗粒，这种颗粒本身与纤维具有很好的结合性能，只需要很少的黏合剂来增加结合的强度，并且能够改善纳米银致色的缺陷。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种纳米抗菌织物的制备方法，以高分子聚合物作为分散剂和辅助黏结剂，以金属离子作为抗菌因子，以氮唑类有机物作为金属离子在纤维上的锚定物，与金属离子以配位键结合，在纤维上反应生成纳米尺度的抗菌复合粒子，使织物产生优良的抗菌除臭功能。该颗粒不是纯的金属单质，也不是无机盐类，本身所含的有机官能团与纤维具有亲和作用。
本发明制备的织物，其抗菌性能来自于所沉积的纳米复合粒子，在具有一定湿度的环境下不断释放出金属离子，杀死接触的细菌。
与已有技术相比，本发明具有的优点是1.本发明通过二次浸施溶液的即时反应方法，在织物纤维的内部反应生成一种含抗菌金属离子的有机纳米颗粒，这种颗粒不同于预制备、后整理的无机抗菌颗粒，它是有机复合颗粒，生成于纤维的细微结构处，本身与纤维具有很好的结合性能，只需要很少的黏合剂来增加结合的强度。且从制造成本、能耗方面来说，优于采用无机抗菌颗粒处理织物。
2.可有效改善纳米银致色的缺陷，由于本发明在织物上形成的是白色的含金属离子的有机纳米颗粒，这种有机颗粒对易致色的金属离子，如银离子，有抑制变色作用，对织物的色泽没有影响，具有一定的抗变色能力。
具体实施方式以下通过实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的步骤为A.配制整理原液，以重量百分比计，先将0.1％-8.0％聚乙烯醇溶解于去离子水中，然后加入1％-10％乙醇、0.2％-4.0％氮唑化合物搅拌到完全溶解，最后加入0.5％-20％聚丙烯酸酯乳液搅匀备用；所述氮唑化合物采用2，5-二氧代-4-咪唑烷基脲、2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、1，2，4-1H-三氮唑、甲基苯并三氮唑、苯骈三氮唑、2-(3′，5′-二叔丁基-2-羟基苯基)苯并三氮唑、1-b-D-呋喃核糖基-1H1，2，4，-三氮唑-三羧酰胺中的一种或者几种的混合物；所述的聚乙烯醇采用分析纯1750型；所述的聚丙烯酸酯乳液为通用的纺织印染类的印花黏合剂；所述的乙醇是分析纯；B.取上述制备好的整理原液，用去离子水稀释成A液，使A液中含整理原液3％-15％wt，然后施加A液到织物上；C.配制B液，使其中含金属离子0.01％-0.2％wt，含金属离子的盐选用银的可溶性盐、锌的可溶性盐、铈的可溶性盐、铜的可溶性盐中的一种或几种，较好的是银盐、锌盐；D.再施加B液到上述织物上。施加的方法是后整理中常用的方法，如浸轧、浸渍、喷淋。
E.在温度80-170℃，较好是120-140℃间烘干、固化，时间是2-5分钟。
在本发明中，A、B溶液施加到织物上的含量控制在50％-120％wt，较好是60％-90％wt。
在本发明中，织物可以是由天然纤维、动物纤维纺织而成的机织物或针织物，或者由天然纤维、动物纤维与化学纤维混纺而成的机织物或针织物。织物最好是经过退浆、煮练、丝光、染色、柔软等方法处理之后的布，也可以是成品衣物，经处理的抗菌织物可以用于内外衣裤、袜子、鞋布、鞋垫、手套、毛巾、床上用品、空气过滤材料等。
实施例一
A.原液配制先将2.0kg聚乙烯醇在90℃溶解于89kg去离子水中，冷却到30℃，然后加入3kg乙醇、1.5kg1，2，4-1H-三氮唑搅拌到完全溶解，最后加入4.5kg聚丙烯酸酯乳液搅匀，即制成整理剂原液。
将整理剂原液20kg用去离子水稀释十倍至200kg，作为浸轧A液。
C.将160克硝酸银溶解于200kg去离子水中，作为浸轧B液。
D.取经柔软处理的纯棉布，浸轧A液；车速8-20m/s，轧余率60--80％；E.浸轧B液；车速8-20m/s，轧余率60--80％；F.烘干，固化烘干温度130--140℃，烘干时间2-5分钟。
实施例二配液先将3.0kg聚乙烯醇在90℃溶解于86kg去离子水中，冷却到30℃，然后加入5kg乙醇、2.0kg 1-b-D-呋喃核糖基-1H1，2，4，-三氮唑-三羧酰胺，搅拌到完全溶解，最后加入4.0kg聚丙烯酸酯乳液搅匀，即制成整理剂原液；将整理剂原液10kg用去离子水稀释十倍至100kg，作为A液；将60克硝酸银、15克硝酸锌、5克硝酸铜溶解于100kg去离子水中，作为B液；织物整理步骤如下A.含20％涤纶棉布10公斤，浸渍A液，室温下浸渍时间20-30分钟。
B.涤纶棉布离心脱水，带液率60--80％；C.经上步骤的涤纶棉布浸渍B液室温下浸渍时间1-5分钟，然后离心脱水，带液率60--80％；
D.烘干，固化烘干温度80--110℃，温度130--140℃，时间3-5分钟。
下表是实施例织物的抗菌性能检测结果
从上表可以看出本发明制备的抗菌织物，按照GB/T8629-2001洗涤程序10B，经过20次洗涤，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达到99.9％，对白色念珠菌的抗菌率达到98％。经过50次洗涤对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达到91％，对白色念珠菌的抗菌率达到86％。本发明具有良好的杀菌效果。
以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，以金属离子作为抗菌因子，以氮唑类有机物作为金属离子在纤维上的锚定物，以高分子聚合物作为分散剂和辅助黏结剂，直接在纤维上反应生成纳米尺度的复合粒子。
2.如权利要求1所述的纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤A.配制整理原液将氮唑化合物与高分子聚合物混合，加入去离子水中，搅拌溶解；B.配制金属离子盐溶液；C.取所述制备好的整理原液，用去离子水稀释，施加到织物上；D.再施加金属离子盐液到上述织物；E.在温度80-170℃间烘干、固化织物。
3.如权利要求2所述的纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，所述的氮唑类有机物可以从下列化合物中选择一种或几种2，5-二氧代-4-咪唑烷基脲、2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、1，2，4-1H-三氮唑、甲基苯并三氮唑、苯骈三氮唑、2-(3′，5′-二叔丁基-2-羟基苯基)苯并三氮唑、1-b-D-呋喃核糖基-1H1，2，4，-三氮唑-三羧酰胺。
4.如权利要求2所述的纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，所述的金属离子是银、铜、锌、铈离子一种或几种的混合，它们的盐是可溶性的硝酸盐、柠檬酸盐或硫酸盐。
5.如权利要求2所述的纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，所述的作为分散剂和黏结剂的高分子聚合物是聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂。
6.如权利要求2所述的纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，所述的织物可以是由天然纤维、动物纤维纺织而成的机织物或针织物，或者由天然纤维、动物纤维与化学纤维混纺而成的机织物或针织物。
7.如权利要求2所述的纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，溶液的施加方法可以是浸轧、浸渍脱水或者喷淋。
8.如权利要求2所述的纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，所述的作为抗菌因子的金属离子占织物重量的0.01-0.2％；氮唑类有机物占织物重量的0.02-0.4％，聚乙烯醇占织物重量的0.01-0.8％，聚丙烯酸树脂占织物重量的0.05-2.0％。
9.如权利要求1所述的纳米抗菌织物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤A.配制整理原液以重量百分比计，先将0.1％-8.0％聚乙烯醇溶解于去离子水中，然后加入1％-10％乙醇、0.2％-4.0％氮唑化合物搅拌到完全溶解，最后加入0.5％-20％聚丙烯酸酯乳液搅匀；所述氮唑化合物采用2，5-二氧代-4-咪唑烷基脲、2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、1，2，4-1H-三氮唑、甲基苯并三氮唑、苯骈三氮唑、2-(3′，5′-二叔丁基-2-羟基苯基)苯并三氮唑、1-b-D-呋喃核糖基-1H1，2，4，-三氮唑-三羧酰胺中的一种或者几种的混合物；所述的聚乙烯醇采用分析纯1750型；所述的聚丙烯酸酯乳液为通用的纺织印染类的印花黏合剂；所述的乙醇是分析纯；B.配制金属离子盐液含金属离子的盐选用银的可溶性盐、锌的可溶性盐、铈的可溶性盐、铜的可溶性盐中的一种或几种，较好的是银盐、铜盐；盐液中含金属离子0.01％-0.2％wt；C.取制备好的所述整理原液，用去离子水稀释，含整理原液3％-15％wt，施加到织物上；D.再施加金属离子盐液到所述织物；E.在80-100℃烘干所述织物，在130-140℃定型所述织物2-5分钟。
全文摘要
本发明公开一种纳米抗菌织物的制备方法，包括以高分子聚合物作为分散剂和辅助黏结剂，用金属离子作为抗菌因子，以氮唑类有机物作为金属离子在织物纤维上的锚定剂，与金属离子以配位键结合，在纤维上形成纳米颗粒，使织物产生优良的抗菌除臭功能，牢固耐洗，对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌等细菌具有显著的杀灭作用，且对人体皮肤无毒、无刺激。
文档编号D06B3/00GK1920163SQ200610122059
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月5日 优先权日2006年9月5日
发明者代大庆, 李荣先 申请人:深圳清华大学研究院