具有纳米银粒子的抗微生物纱线及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种制备抗微生物纱线的方法。本发明专利技术还提供具有抗微生物作用的纱线。该纱线的抗微生物的杀真菌作用源于附着在纱线上的纳米银粒子（直径在１到１００ｎｍ之间）。所述纱线包含由棉、亚麻、丝、羊毛、皮革、混纺织物和合成纤维或者它们的组合制备的纤维。本发明专利技术纱线能用于制造特别是用于治疗带有烧伤或创伤病人的布料。由该抗微生物纱线制造的布料可进一步用于制造衣服，例如内衣、短袜、鞋垫、鞋衬里、床单、枕套织物、毛巾、妇女卫生产品、实验外衣和医用制服。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带有纳米银粒子涂层的织物。本专利技术还涉及生产该类织物的方法。
技术介绍
已知包括银、铜、汞和锌的金属具有抗菌特性。由这些金属处理的细菌不会产生抗金属性。因此，杀菌的金属要优于经常受耐抗生素的微生物选择的传统抗生素。银通常是一种安全且有效的抗菌金属。银离子起着不利地影响细胞新陈代谢从而抑制细菌细胞生长的作用。当银离子被细菌细胞吸附时，银离子在微生物细胞膜内抑制呼吸、电子传递体系的基础新陈代谢、以及基质的传输。已经研究了粉末、金属取代沸石、镀金无纺布和交联化合物形态的银的抗菌用途。纳米科技是研究和处理在纳米级范围内的物质和材料。纳米相当于10-9米。国际上认同的纳米科技科研和研究的范围在0.1nm到100nm之间。这种技术已经应用于信息技术、能源、环境和生物技术。特别地，纳米科技已经用于医学领域，包括药物载体、细胞染料、细胞分离、临床诊断和消毒。在十八世纪后期，西方科学家证实已经在东方医学中使用了数个世纪的胶体银是有效的抗菌剂。科学家们也知道人的体液是胶体。因此，胶体银已经用于在人体中的抗菌目标。到十九世纪早期，认为胶体银是最好的抗菌剂。但是，在发现抗生素后，由于抗生素能随之产生更多的收益，并且是更有效的，因而已经取代胶体银作为抗菌剂的主要选择。在发现抗生素三十年后，许多细菌对抗生素产生抗性，这成为一个严峻的问题。自从二十世纪四十年代，银，尤其是胶体银被再次用于抗菌用途，尤其是因为它不会引起抗药性。含有金属粒子(尤其是沸石形态的铜、银和锌)的抗菌布料在本领域是长期公知的。已经建议了许多将金属离子直接引入布料或织物内的方法。但是，在这些直接使用金属的方法中，因为需要大量使用金属，从而使金属的引入导致了非常昂贵且份量重的产品。也有些方法教导使用聚合的物质来保持金属离子。例如，有将金属细线或粉末本身与聚合物结合或加入其中的方法，以及将金属化合物引入聚合物中的方法。但是，由这些方法得到的产品表现出不好的抗菌性能持久性，并且因为金属离子仅能包含在聚合物中或者与之附着，从而很容易在使用时从中脱离，所以它们仅用于有限的用途。例如，日本专利第3-136649号公开了用于洗涤奶牛乳房的抗菌布料。AgNO3中的Ag+与聚丙烯腈交联。该抗菌布料对包括链球菌属和葡萄球菌属的6种细菌菌株表现出抗菌活性。日本专利第54-151669号公开了用含有铜和银的化合物的溶液处理的纤维。溶液均匀分布在纤维上。该纤维被用作靴、鞋和长裤内的抗菌衬料。美国专利第4,525,410号公开了由低熔点热塑性合成纤维和普通纤维组成的混合纤维束，它们能用含有杀菌金属离子的特定沸石粒子包裹并保持。美国专利第5,180,402号公开了包含银取代的沸石和基本上水不溶性的铜化合物的染色合成纤维。该染色合成纤维通过在制备纤维聚合物步骤中的聚合完成之前将银取代沸石结合进单体或聚合混合物来制备。美国专利第5,496,860和5,561,167号公开了包括离子交换纤维和通过离子交换作用而包裹在离子交换纤维中的抗菌金属离子的抗菌纤维。该离子交换纤维具有磺酸基或羧基作为离子交换基团。美国专利第5,897,673号公开了带有不同细小金属粒子的含金属粒子的纤维，其具有一定程度的纤维特性，以至于能被加工并使用，并且它们表现出许多细小金属粒子的功能，例如所提供的抗菌除臭和导电特性。美国专利第5,985,301号公开了纤维素纤维的生产过程，其特征在于使用叔胺N-氧化物作为纸浆的溶剂，并且添加银基抗菌剂和任选的磁性矿物矿石粉，再由溶剂纺丝。现有技术中使用沸石的材料由于在杀菌金属和细菌之间缺乏足够的表面接触，因而没有足够的抗菌活性，尤其是在水中。由于银离子与载体的分离，尤其是在水中，这些材料的杀菌活性快速降低。更重要地是这些材料不能长时间地表现出杀菌活性，并且交联可能会引入能引起患者过敏的化合物。制备抗菌布料的另一个途径是在纺织品间插入金属纱线层。例如，日本特许公开专利(Japanese laid-open patent)(未审查)Hei6-297629公开了将在聚氨酯泡沫树脂内含有铜离子的内层插入布状外层的抗菌布料。外层布料由用作通过缠绕超细金属纱等来形成的纺织品纬纱的棉纱和用作经纱的人造丝组成。经纱是能在织布机中纵向延伸的纺织品线。纬纱是从织物一边到另一边穿过并与经纱交织的纺织品线。这类抗菌布料是沉且硬的。另外，超细金属纱容易割断，从而给重复洗涤带来问题。由于金属纱的切割，它也可能伤害使用者。最近，中国专利第921092881号公开了一种制备对超过40种细菌具有持久广谱抗菌作用的抗菌布料的方法。这种织物通过下述的步骤来生产在水中溶解硝酸银，向溶液中加入氨水形成银氨络离子，加入葡萄糖形成处理剂，向处理剂中加入织物，以及用电熨斗或热轧机熨烫织物。反应中使用氨水会带来许多问题。首先，氨水具有刺激工人皮肤和粘膜的强烈的、刺激性的、窒息性的气味。第二，氨水引起环境污染。因此，本专利技术的一个目标是提供用于生产对工人和环境都安全的抗菌织物的改进方法。
技术实现思路
本专利技术提供含有直径小于100nm，例如1-100nm的纳米银粒子的纤维材料。该纤维材料可以是棉纱、非纺织棉、原棉、纱布、布料、亚麻丝、羊毛、混纺织物和合成纤维。许多这些织物包含纤维或纱线，为了易于描述，术语“纱线”与术语“织物”和“纤维材料”同义使用。使用术语“纱线”是便于描述，并不是意指将本专利技术限制于长的细纤维。本专利技术提供粘附着纳米银粒子的对广谱细菌、真菌和病毒是非常有效的抗菌纱线。本专利技术的抗菌纤维并不会随时间而降低抗微生物的强度，并且在水中是尤其有效的。本专利技术使用的纱线可以包括天然或合成纤维，它的颜色可以是天然的或染色的。本专利技术的抗微生物纱线是无毒、安全的，因此适合在保健相关目的中使用。纤维材料可以完全浸泡在反应溶液中，并且所得纳米银涂布的材料是稳定的并且在至少6个月的时间内具有良好的抗微生物或杀菌活性，甚至可以在根据通常可洗涤织物洗涤100次的情况下。纱线中银的总重量例如可以是约0.2～1.5重量％。纳米银粒子附着在纱线纤维上。所得纳米银粒子大小在直径100nm以下，例如1-100nm，直径在相同的范围内至少保持一年的时间。在优选的实施方案中，根据本专利技术的纤维材料在至少一年的时间内维持良好的抗微生物活性，甚至是在根据下述实施例5描述的方法洗涤100次的情况下。根据本专利技术的涂布材料的纳米银粒子具有直径低于100nm的粒子大小，并且直径在相同的范围内至少保持一年的时间。在最优选的实施方案中，根据本专利技术的纤维材料在至少2年的时间内维持良好的抗微生物活性，甚至是在根据下述实施例5描述的方法洗涤100次的情况下。根据本专利技术的涂布材料的纳米银粒子具有直径低于100nm的粒子大小，并且直径在相同的范围内至少保持2年的时间。在根据本专利技术另一个方面的方法中，纳米银粒子通过用还原剂还原硝酸银来制备，并且不使用氨或氨水。优选的还原剂是葡萄糖或抗坏血酸(维生素C)。本专利技术纱线对细菌、真菌和/或衣原体具有抗微生物作用，所述细菌、真菌和/或衣原体包括但不局限于大肠杆菌、抗甲氧西林的金黄色葡萄球菌(Methicillin resistant Staphylococcus aureus)、沙眼衣原体、斯氏普罗维登斯菌、创伤弧菌、肺炎杆菌、硝酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维材料，其包括含有直径小于１００ｎｍ纳米的银粒子的纳米银涂层，其中所述纳米银粒子涂布在所述纤维材料的所有表面上，并且所述纳米银粒子在所述直径范围内保持至少６个月。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：严季雄，程家宠，
申请(专利权)人：骏安科技投资有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]