专利名称：一种新型抗菌纺织材料的负压溅镀制造方法
技术领域：
本发明涉及纺织工业中生产、日用和技术用抗菌纺织材料的负压溅镀制造方法及
其产品。
背景技术：
抗菌技术是抑制细菌繁殖的技术。长期以来，人们以破坏细菌生长三要素一一温度、水分、养分的手段来抑制细菌增长，如降低温度，减少水分，限制氧气供应，使用抗菌剂等。抗菌纺织材料的制备一般采用抗菌剂。抗菌剂种类繁多，其中银铜系无机抗菌‘剂及纳米级二氧化钦光催化抗菌剂以其安全性、稳定性及良好的抗菌效果而被广泛采用，并取代了大部分禁用的有机抗菌剂。银抗菌剂是抑制细菌范围最广、安全、耐热、耐药性好的高效抗菌剂，使用历史悠久，但把银制成微粒有技术难度。铜也具有抗菌性，银铜的盐及其化合物都具有抗菌活性。纳米级二氧‘化钦是一种最有潜力的光催化杀菌剂，利用其紫外线吸收性能和光催化性能，将先进的光触媒技术和现代化纺织技术相结合获取的纺织材料具有抗菌杀菌功能。但从现有技术水平看，实现光触媒抗菌纺织品的产业化还有不少技术难关:尚待攻克，其中最难解决的是纳米级二氧化钦粒子的团聚现象。现行用上述无机抗菌剂制备纺织材料的方法主要有两种:即将银、铜抗菌剂、二氧化钦光触媒通过传统的原液纺丝改良方法或后处理方法加载于纤维中或织物表面制成抗菌纺织材料。原液纺丝改良方法是在纺丝前或纺丝过程中将抗菌剂添加到聚合物切片或纺丝原液中，均匀混合后纺丝，银、铜系抗菌剂大多采用这种加载方法。抗菌剂的代表有日本钟纺公司抗菌沸石，它利用离子交换功能将银以离子键形式固着在沸石构架上，金属置换量为1% -2%。将这种沸石按质量比1%左右混合在涤纶或聚酞胺纤维纺丝原液中，赋予纤维以抗菌性能。用这种方法引入的抗菌剂均匀地分布在纤维中，耐洗涤性好，但因多数分布在纤维内部，不能全部3迁移至纤维表面，所以不能充分发挥抗菌剂的功效。且加载方法繁复。后处理方法是先制备含抗菌剂的整理液:，然后对织物作浸溃、浸轧、涂层、喷雾等常规后整理方法。后处理方法适用的纤维品种和纺织材料的范围广泛，工艺简单易行，约70%的抗菌纺织品采用这种加载方法。能与纤维配位的银系抗菌剂，铜化合物系抗菌剂及纳米级二氧化钦光催化抗菌剂都可采用后处理方法。与纤维配位的银系抗菌剂的代表制品是日本化药的磺酸银，方法是将含有磺酸基的阳离子可染涤纶织物在105°C下以小浴比浸溃0.002%硝酸银溶液，使银离子和涤纶纤维中磺酸基以离子键形式结合而固着。铜化合物系抗菌剂代表制品是日本蚕毛染色的sandauloa SSN，方法是将聚丙烯睛纤维织物在100°C「浸溃含氨及经胺硫酸盐的2.3%硫酸铜溶液，睛基和硫酸铜以配位键鳌合形式固着。纳米级二氧化钦抗菌剂的后处理加载方法是先制备二氧化钦光触媒分散悬浮液或凝胶，然后对织物进行浸轧或涂层处理。上述两种抗菌剂的加载方法都很难解决纳米级二氧化钦粒子在基体中的均匀分散问题，且都存在环境污染现象。
发明内容
为避免上述原液纺丝改良方法和后处理方法存在的缺点，本发明提供了一种抗菌材料的负压溅镀制造方法及其产品。本发明的特征在于先对所述纺织材料的基材作等离子体预处理，随后采用溅镀方法在负压下溅射银、铜或钦的靶材制得原子级、分子级银、铜或二氧化钦，并在同时将原子、分子级的银、铜或二氧化钦加载于纺织材料表面。纺织材料基材的低温等离子体预处理采:用现有的介质阻挡放电低温等离子体处理机，处理条件为:时间0.5_5min.
气体温度200-350K气压常压，即普通大气压随后的负压溅射采用现行的磁控溅射镀膜机，溅镀材料为银、铜或钦，并通入氢气作为激发气体，溅镀钦时还通入氧气以形成二氧化钦，溅镀条件为:时间2_70min负压133-lX10_3Pa在溅镀银或铜以后，为防止银、铜氧化，在现行的磁控溅射镀膜机上作施加保护层溅镀处理，溅镀材料为铁钻镍合金，并通入氢气作为激发气体，溅镀条件为:时间 0.5_5min负压lX10_3Pa用本发明提供的抗菌纺织材料的负压溅.镀制造方法制得的产品特征是:所述纺织材料是合成纤维梭织物或合成纤维非织造布，有一层以原子或分子形态溅射于其表面的银、铜或二氧化钦的镀膜层。本发明的优点是，采用的负压溅射技术.实现了抗菌剂制备和加载过程的同时进行，对纺织材料的基材作等离子体预处理可使经负压溅射的镀膜层更致密、稳定、牢固，同时解决了一般后处理涂布方法中纳米级二氧化钦粒子的团聚问题。
具体实施例方式本发明采用的负压溅射方法以银、铜或钦为靶材，在以钦为靶材时注入氧气，由此制得银、铜系抗菌纺织材料或纳米级二氧化钦光催化纺织材料。所用纺织材料基材为梭织物或非织造材料。负压.溅射的原理是利用高能粒子撞击靶材银、铜或钦，作能量交换后从靶材表面飞.溅出的原子或分子沉积到纺织材料表面形成抗菌薄膜。基本过程是利用放电现象使通入负压室内的气体激发产生等离子体，等离子体中含有被电离的电子和离子，它们处于高能量状态，正离子在电场的作用下轰击靶材，与靶材表面的原子或分子作能量交换。质谱分析表明，从靶材飞溅出的粒子绝大多数是单原子，部分溅射出的粒子会在放电空间离子化，但比例很小，一般只占I %左右真空溅射镀银制备银抗菌涤纶纺粘法非织造布工艺流程:非织造布一低温等离子体前处理一溅射镀银一施加保护层一银抗菌无纺布前处理设备:介质阻挡放电低温等离子体处理机；
溅镀设备:磁控溅射镀膜机。工艺条件:(I)非织造布为60g/m2的涤纶纺粘非织造布。(2)低温等离子体前处理工艺:速度lm/min.
气体温度300K气体气压常压(大气压)(3)溅射镀工艺:激发气体氢气
派镀时间5min工作真空度IX 10-2Pa(4)施加保护层工艺:激发气体氢气时间Imin工作真空度IX 10-2Pa施加保护层用材料铁钻镍合金实施例2真空溅射镀铜制备铜抗菌涤纶梭织物。工艺流程梭织物一低温等离子体前处理一溅射镀铜一施加保护层一铜抗菌梭织物前处理设备和溅镀设备:同实施例1。工艺条件:(I)基布为210T涤纶梭织物。(2)低温等离子体前处理工艺速度lm/min气体温度300K气体气压常压(大气压)(3)溅镀工艺激发气体氢气派镀时间IOmin工作真空度1.2x1 Om2Pa(4)施加保护层激发气体氢气时间Imin工作真空度1.2x1 Om2Pa施加材料铁钻镍合金实施例3真空溅射镀钦制备二氧化钦抗菌涤纶纺粘非织造材料。工艺流程非织造材料一低温等离子体前处理一溅射镀钦一二氧化钦抗菌纺织材料前处理设备和溅镀设备:同实施例1。工艺条件:(I)基布为60g/m2(2)低温等离子体前处理工艺速度lm/min气体温度300K
气体气压常压(大气压)(3)溅镀激发气体氧气、氢气混合气体溅镀时间IOmin工作真空度9.8x1 Om2Pa溅镀材料钛实施例4真空溅射镀钦制备二氧化钦抗菌涤纶梭织物。工艺流程梭织物一低温等离子体前处理一溅射镀钦一二氧化钦抗菌涤纶梭织物前处理设备和溅镀设备:同实施例1。工艺条件:
(1)纺织材料为190T 涤纶梭织物(2)低温等离子体前处理工艺速度lm/min气体温度300K气体气压常压(大气压)(3)溅镀激发气体氧气、氢气混合气体派镀时间IOmin工作真空度9.8xl0m2Pa溅镀材料钛。
权利要求
1.一种新型抗菌纺织材料的负压溅镀制造方法，其特征在于先对所述纺织材料的基材作等离子体处理，随后采用溅镀方法在负压下溅射银、铜或钦的靶材制得原子、分子级银、铜或二氧化钦，并在同时将原子、分子级的银、铜或二氧化钦加载于纺织材料表面，所述纺织材料的基材的等离子体预处理采用介质阻挡放电低温等离子体处理机，处理条件为: 处理时间:0.5-5min, 气体温度:200-350K， 气压为普通大气压； 所述在负压下溅射银、铜或钦的靶材时，通入氢气作为激发气体，在溅射钦时还同时通入氧气以形成二氧化钦，溅镀条件为: 时间:2-70min, 负压:133-lxl0-3, Pa。
2.如权利要求1所述的一种新型抗菌纺织材料的负压溅镀制造方法，其特征在于在溅镀银或铜之后，在现行的磁控溅射镀膜机上作施加保护层的溅镀处理，溅镀材料为铁钻镍合金，通入氢气作为激发气体，溅镀条件为:时间:0.5-5min,负压:l-10-3Pa。
3.如权利要求1和2所述的一种新型抗菌纺织材料的负压溅镀制造方法，其特征在于所述纺织材料是合成纤维梭织物或合成纤维非织造布。
4.一种新型抗菌纺织材料的负压溅镀制造方法制得的产品，其特征在于所述纺织材料有一层以原子或分子状态溅射于其表面的银、铜或二氧化钦的镀膜层。
全文摘要
本发明提供一种新型抗菌纺织材料的负压溅镀制造方法，其特征在于先对所述纺织材料的基材作等离子体处理，随后采用溅镀方法在负压下溅射银、铜或钦的靶材制得原子、分子级银、铜或二氧化钦，并在同时将原子、分子级的银、铜或二氧化钦加载于纺织材料表面，所述纺织材料的基材的等离子体预处理采用介质阻挡放电低温等离子体处理机，本发明优点.采用的负压溅射技术.实现了抗菌剂制备和加载过程的同时进行，对纺织材料的基材作等离子体预处理可使经负压溅射的镀膜层更致密、稳定、牢固，同时解决了一般后处理涂布方法中纳米级二氧化钦粒子的团聚问题。
文档编号D06M11/46GK103147270SQ20111030828
公开日2013年6月12日 申请日期2011年10月12日 优先权日2011年10月12日
发明者不公告发明人 申请人:青岛同盈家纺有限公司