无机抗菌耦合棉纤维及其应用制造技术

本发明专利技术公开了无机抗菌耦合棉纤维及其应用。该无机抗菌耦合棉纤维包括棉散纤维、无机盐粒子和金属抗菌纳米粒子；所述棉散纤维的纤维素分子上原位接枝有羟基化的无机盐粒子，所述无机盐粒子上负载有所述金属抗菌纳米粒子，所述无机盐粒子包括磷酸盐或磷酸盐与硫酸盐的混合物，所述金属抗菌纳米粒子包括Ag纳米粒子，还包括Cu纳米粒子或Zn纳米粒子。本发明专利技术棉纤维中以P元素含量(atom％)为1，Ag/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～12.0或(Ag,Cu)/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～12.0或(Ag,Zn)/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～12.0，(Na,K)/Ca/P/S元素的比例为1～2/0.05～0.1/1/0.0～0.4且不含有Si。0.1/1/0.0～0.4且不含有Si。0.1/1/0.0～0.4且不含有Si。

【技术实现步骤摘要】
无机抗菌耦合棉纤维及其应用


[0001]本专利技术属于棉纤维及织物
，具体涉及无机抗菌耦合棉纤维及其应用，应用于抗菌棉纱、棉混纺纱和服装、非植入式医疗纺织品、卫生保健织物等。

技术介绍

[0002]棉散纤维，是原棉纤维、或原棉经梳联、并条后的纤维，是棉纱、棉混纺纱以及服装、非植入式医疗、卫生保健织物的原材料。随人民群众生活水平提高，对抗菌织物的抗菌性提出广谱、高效、耐洗、而且制备方法环保的技术需求。Ag
+
、Cu
+
、Cu
2+
、Zn
2+
、Zr
4+
等无机抗菌剂，安全性高已广泛应用。但是，无机抗菌剂与水扩散而相溶，不耐洗，目前主要应用于一次性织物。无机抗菌剂应用于棉散纤维技术难度大，因为
①
棉散纤维主要成分是有机纤维素，是由葡萄糖分子连接而形成的线性高分子化合物，与无机抗菌剂不发生化学键结合，
②
无机抗菌剂与棉散纤维的耦合技术复杂、技术不成熟。
[0003]中国专利(公开号：CN102634977A)“原位络合法制备抗菌纤维、织物的方法”和中国专利(公开号：CN103122581A)“产品手感柔软的原位络合法制备抗菌纤维的方法”采用硅烷偶联剂，将棉纤维加入硅烷偶联剂溶液中，置于空气反应，使偶联剂聚合并固定于纤维上，将反应后的纤维置于含无机抗菌离子的溶液中吸附处理。中国专利(公开号：CN112176728A)“一种抗菌、抗病毒、除臭棉纤维及其制备方法和应用”将无机抗菌剂中含有的金属离子与植酸形成抗菌络合物，将β
‑
环糊精与抗菌络合物混合，然后与棉纤维混合，棉纤维与β
‑
环糊精/抗菌剂复合物中的β
‑
环糊精接枝交联。上述现有技术中制备的产品，或基于物理吸收不耐洗，或基于形成络合物难于释放无机抗菌离子，且硅烷偶联剂或β
‑
环糊精和植酸均为有机物，阳光照射容易老化分解，不耐长期使用，长效性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了无机抗菌耦合棉纤维及其应用，解决了上述
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了无机抗菌耦合棉纤维，其特征在于：包括如下步骤：包括棉散纤维、无机盐粒子和金属抗菌纳米粒子；所述棉散纤维的纤维素分子上原位接枝有羟基化的无机盐粒子，所述无机盐粒子上负载有所述金属抗菌纳米粒子，所述无机盐粒子包括磷酸盐，所述金属抗菌纳米粒子包括Ag纳米粒子。
[0006]在本专利技术一较佳实施例中，所述无机盐粒子为磷酸盐与硫酸盐的混合物。
[0007]在本专利技术一较佳实施例中，所述金属抗菌纳米粒子还包括Cu纳米粒子或Zn纳米粒子。
[0008]在本专利技术一较佳实施例中，棉纤维中以P元素含量(atom％)为1，Ag/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～12.0。
[0009]在本专利技术一较佳实施例中，棉纤维中以P元素含量(atom％)为1，(Ag,Cu)/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～12.0或(Ag,Zn)/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～
12.0。
[0010]在本专利技术一较佳实施例中，棉纤维中以P元素含量(atom％)为1，(Na,K)/Ca/P/S元素的比例为1～2/0.05～0.1/1/0.0～0.4。
[0011]在本专利技术一较佳实施例中，棉纤维不含有Si。
[0012]在本专利技术一较佳实施例中，棉纤维包括棉散纤维或含有棉散纤维的制品。
[0013]在本专利技术一较佳实施例中，上述无机抗菌耦合棉纤维的制备方法如下：
[0014](1)将碱金属磷酸盐和碱土金属磷酸盐与水相混合，添加银盐或银盐及助剂，磁力搅拌1.5
‑
2.5h，密闭后进行120
‑
125℃、1.5
‑
2.5h加热活化形成无机抗菌溶胶；所述银盐为硝酸银或硫酸银；所述助剂为硝酸铜或硝酸锌；
[0015](2)将所述无机抗菌溶胶通过强度为0.1～0.5mW/cm2、波长为350nm～380nm的紫外照射5～60min，使银盐通过光分解聚集成Ag核，制备得到成核化的无机抗菌溶胶；
[0016](3)将棉纤维浸泡于成核化的无机抗菌溶胶中1～10min后，取出、甩干，通过强度为0.1～1.5mW/cm2、波长为350nm～380nm的紫外照射30～60min，使磷酸盐无机粒子羟基化，并在棉纤维表面原位通过脱水与纤维素分子原位接枝；同时，银盐在磷酸盐无机粒子表面原位光分解还原，形成Ag纳米粒子，制备得到Ag系磷酸盐基无机抗菌耦合棉纤维。
[0017]本专利技术还提供了上述无机抗菌耦合棉纤维的应用，用于抗菌棉纱、棉混纺纱和服装、非植入式医疗纺织品、卫生保健织物中，包括以棉散纤维为原料通过梳联、预并条、条并卷、并条、粗纱、细纱、结筒等工艺制备的棉纱或棉混纱等。
[0018]本专利技术基于棉纤维的纤维素分子结构中的每个葡萄糖单元上，有三个游离羟基，基于硝酸银遇光分解还原，基于磷酸盐本身具有亲水性，巧妙地在棉纤维表面、在紫外光照射激发下，光照射促进磷酸盐粒子表面羟基化，表面羟基化的磷酸盐粒子的羟基与纤维素分子葡萄糖单元上的羟基之间，通过脱水，如图1所示，将磷酸盐粒子与纤维素分子嫁接，同时，硝酸银紫外光照射下分解，Ag
+
在磷酸盐粒子表面原位还原，固定在磷酸盐粒子表面。硝酸银遇光分解还原产生的银纳米粒子与棉纤维之间，是通过磷酸盐粒子进行耦合，不是通过有机物连接；硝酸银遇光分解还原产生的银纳米粒子与磷酸盐粒子，同是无机性质，能够牢固耦合在一起；无机的磷酸盐粒子与有机的纤维素分子之间，通过脱水发生化学键而耦合，因此，这样的无机抗菌棉纤维结构是一种耦合牢固的结构，如图2所示。
[0019]在上述硝酸银紫外光照射下在磷酸盐粒子表面原位分解还原为Ag纳米粒子的同时，硝酸铜在紫外光照射下也会光分解，同时，铜离子或锌离子在紫外光照射下，通过借助硝酸银光分解产生的电子以及通过Ag纳米粒子为核，光还原为Cu纳米粒子或Zn纳米粒子。Ag纳米粒子和Cu纳米粒子或Zn纳米粒子固定在磷酸盐粒子表面。
[0020]所述银盐为硝酸银，所述碱金属磷酸盐、碱土金属磷酸盐、水、硝酸银的质量比为6:0.5:100:0.0013～1.3。当助剂为硝酸铜时，所述碱金属磷酸盐、碱土金属磷酸盐、水、硝酸银和硝酸铜之和的质量比为6:0.5:100:0.0013～1.3，且硝酸银的比例至少为0.001，硝酸铜的比例至少为0.0003；当助剂为硝酸锌时，所述碱金属磷酸盐、碱土金属磷酸盐、水、硝酸银和硝酸硝酸之和的质量比为6:0.5:100:0.0016～1.6，且硝酸银的比例至少为0.001，硝酸锌的比例至少为0.0006。
[0021]所述银盐为硫酸银，所述碱金属磷酸盐、碱土金属磷酸盐、水和硫酸银的质量比为6:0.5:100:本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无机抗菌耦合棉纤维，其特征在于：包括如下步骤：包括棉散纤维、无机盐粒子和金属抗菌纳米粒子；所述棉散纤维的纤维素分子上原位接枝有羟基化的无机盐粒子，所述无机盐粒子上负载有所述金属抗菌纳米粒子，所述无机盐粒子包括磷酸盐，所述金属抗菌纳米粒子包括Ag纳米粒子。2.根据权利要求1所述的无机抗菌耦合棉纤维，其特征在于：所述无机盐粒子为磷酸盐与硫酸盐的混合物。3.根据权利要求1所述的无机抗菌耦合棉纤维，其特征在于：所述金属抗菌纳米粒子还包括Cu纳米粒子或Zn纳米粒子。4.根据权利要求1所述的无机抗菌耦合棉纤维，其特征在于：棉纤维中以P元素含量(atom％)为1，Ag/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～12.0。5.根据权利要求3所述的无机抗菌耦合棉纤维，其特征在于：棉纤维中以P元素含量(atom％)为1，(Ag,Cu)/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～12.0或(Ag,Zn)/P/O元素的比例为0.002～2.0/1/4.0～12.0。6.根据权利要求2所述的无机抗菌耦合棉纤维，其特征在于：棉纤维中以P元素含量(atom％)为1，(Na,K)/Ca/P/S元素的比例为1～2/0.05～0.1/1/0.0～0.4。7.根据权利要求1所述的无机抗菌耦合棉纤维，其特征在于：棉纤维不含有Si。8.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄悦，周忠华，林曦，王家雄，
申请(专利权)人：福建亿来实业有限公司，
类型：发明
国别省市：