CN101768291A - 具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法 - Google Patents

具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，该纤维系含有多孔性天然矿石硅藻土或活性碳等物质，能迅速吸附消除臭味如人体所排出的汗臭等，具有杀菌、抗菌、防霉、消臭等功能。天然矿石(硅藻土)或活性炭孔洞内含有机中草药和无机抗菌矿石，此类有机中草药和无机抗菌矿石皆具有抗菌，抗霉等功能，能有效的消除臭味或实质地降低臭味，可以广泛地的应用在各种布料，衣饰或其它物品上。

Description

具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法
技术领域
本发明涉及到具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，尤其是指一种含有有机或无机材料的抗菌消臭聚合母粒和其纤维的制造方法。
背景技术
因为现代生活对于卫生要求的提升，抗菌产品逐渐便得受到消费者的欢迎，这股潮流延伸到纺织业并在制造抗菌纤维与衣物上有长足的进步。
抗菌纤维所使用的抗菌剂一般分为两种，一种为有机抗菌剂，另一种为无机抗菌剂。有机抗菌剂的其中一种四级铵盐，其抗热性差且不能够使用在塑料或纤维纺丝的加工制品上。
无机抗菌剂通常为含有金属离子(例如Ag+，Zn2+，Cu2+)的载体(例如沸石)，或者是某些奈米金属粒子(例如奈米银粒子)，其两者在下列的叙述中都被视为有效粒子。
「银」具有公认的抗菌效果，一般而言抗生素大致可杀死六种不同的抗生体，但是银却可杀死六百多种细菌，再加上银是不具毒性的物质，所以银的使用范围相当广且历史悠久，而且通过高科技奈米技术的方式，使银粒子活性变大，抗菌功能增强，对居家环境及个人卫生的质量提升。银的奈米级细微颗粒以及奈米银所释放的银离子水溶液，都具有显着的抗菌效果，奈米银在多倍稀释的情况下，对于大肠杆菌、金黄色葡萄求菌，沙门氏杆菌及绿脓杆菌等，均有99.99％的抑制功效，其主因为银本身具有的生物作用。活性银离子能吸引细菌体内酶蛋白上的硫氢基，迅速地结合在一起，并使含硫氢基的酵素失去活性，使细菌死亡。
传统的利用银离子制造纤维的方法为将纤维浸泡在有机抗菌剂中，以将载体或奈米金属粒子附着于纤维表面，因此，抗菌无机溶剂中的有效粒子容易被洗掉，同时容易引起使用者的过敏反应，另一种制造抗菌纤维的方法为先行混合无机抗菌剂与聚酯，之后抽丝以形成含有有效粒子的纤维。此种抗菌纤维的制作方法抗菌材质大部份包覆于纤维中，抗菌消臭功能无法发挥。部份暴露在纤维外的抗菌材质，经洗濯后容易流失或者于染整过程中极易和氯、硫等结合而失去抗菌消臭功能。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，旨在减少容易被洗掉的抗菌无机溶剂中的粒子，以致降低其抗菌效果并可能导致未知的环境生态平衡的影响。
本发明的次一目的在于提供一种具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，是改善先行混合无机抗菌剂于聚合后再抽丝以形成含有微奈米粒子的纤维的制造抗菌纤维的方法，传统抗菌纤维的制作方法难以将奈米粒子均匀散布在纤维内，且大部份奈米粒子多被包覆于纤维内，以致无法有效发挥其抗菌效果。
此外本发明提供一种具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，选用的材质广泛而且多样性，具有广谱的抗菌、防霉作用。
为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，是将硅藻土或活性碳研磨成微粒子。然后将步骤一的微粒子浸泡在有机中草药和无机抗菌矿石以及聚乙烯醇中，持续搅拌。而后风干步骤二浸泡后的微粒子后，再进一步以干式研磨为适合抽丝的更微小粒子并使其被均匀散布于溶液中。利用酯化反应中结合单体以形成抗菌聚酯母料，再以低温粒纺抽丝技术制成抗菌聚酯纤维。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，减少容易被洗掉的抗菌无机溶剂中的粒子，以致降低其抗菌效果并可能导致未知的环境生态平衡的影响。
2.本发明的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，这些多孔颗粒的微多孔，让其渗透附着这些消臭抗菌材质，因有水溶性胶合剂结合于微多孔中，不易流失，以达到增加其抗菌除臭的功能。
3.本发明的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，可制成具有抗菌消臭功能的鞋子、袋子、袜子、服装等各式相关产品。
4.本发明提供一种具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法，选用的材质广泛而且多样性，具有广谱的抗菌、防霉作用，而非例如仅使用单一奈米银极易于染整过程中和氯、硫结合而失去其抗菌功能。
附图说明
图1所示为本发明的流程图；
图2所示为本发明的多孔微粒子示意图；
图3所示为干式研磨后更微小微粒子示意图；
图4所示为抗菌聚酯纤维示意图。
附图标记说明：1、微粒子，2、孔，3、水溶性胶合剂，4、洞孔，5、萃取菁华液，6、表面，7、更微小粒子，8、聚酯纤维。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例：
请参阅图1，本发明的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法包含下列步骤：
步骤一：将硅藻土或活性碳研磨成1～1000微米(micron)的微粒子(111)；
●请参阅图2的硅藻土或活性碳微粒子，步骤一首先将硅藻土或活性碳研磨成微粒子1。以活性碳为例，它的主成分为碳，并掺有少量的氢、氧、氮、硫等化合而成，为黑色且表面复杂的多孔2性物质，结构则为碳所形成的六环状物，粒形可以从圆柱形粗颗粒到细粉末粒子，故有粒状及粉末状两种型态，颗粒直径一般为1～6mm，长度约为直径的0.7～4倍，或具有6～120网目粒度的不规则颗粒。活性碳无臭、无味，不溶于水和有机溶剂。装填密度约0.3～0.6g/ml，甚大的微孔容积约0.6～0.8ml/g，比表面积约500～1,500m2/g，故对有机高分子物质有很强的吸附力。
●此外本发明亦可利用硅藻土。硅藻土是从许多干湖床中开采出硅藻土，这些硅藻土是由古代在湖水中或海水中成千上万的微硅藻死亡以后沉淀到湖床或大海床的底部而形成。硅藻分为咸水与淡水硅藻两种不同形态，目前开采出来的硅藻土也分为咸水硅藻土与淡水硅藻土两种，可将它开采出来以后经过清洗加工研磨成各种特定尺寸的微粉末。
步骤二：将步骤一的微粒子浸泡在有机中草药以及水溶性胶合剂中，再加入1～100奈米(nano)的无机抗菌矿石，而后持续搅拌24小时以上，使微粒子孔洞内充分渗透结合吸附有机中草药和无机抗菌矿石(112)；
●请参考表格1无机抗菌矿石各有其特别功效，各功效，本发明所提到的无机抗菌矿石可为雄黄(Xionghuang)、炉甘石(Luganshi)、皂矾(Zanfan(Melanterite)、滑石(Huashi)、明矾(Baifan)、硫黄(Liuhuang)、硼砂(Pengsha)、奈米银(Ag+)、奈米锌(Zn+)、奈米铜(Cu2+)、二氧化钛(TiO2)或任何的搭配组合。
表格1：无机抗菌矿石药理作用、功效及化学成分表
Figure G2008101868764D0000041
●而水溶性胶合剂3可为聚乙烯醇。聚乙烯醇(简称PVA)是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，由于PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，常常利用在纤维原料上。
●利用聚乙烯醇的聚合性将草本植物的萃取菁华液黏着在初次研磨的微粒子的洞孔内外的表面上。以增加有机中草药和无机抗菌矿石的附着量和表面面积。本发明所使用的草本植物可为羌活(Qianghuo)、藜芦(Lilu)、木槿皮(Mujinpi)、肉桂(Cinnamomum cassia Presl)、樟脑(Zhangnao)、蛇床子(Cnidium Monnieri(L)Cuss)、大风子(Hydnocarpus Anthelmintica Pier.)、松香(Songxiang)或任何的搭配组合。上述所提到的草本植物各有其特别功效，各功效如表格2所示。
表格2：汉方草本药理作用、功效及化学成分表
Figure G2008101868764D0000052
Figure G2008101868764D0000061
●步骤二内所提到的有机中草药和无机抗菌矿石可混合搭配使用以达到所需的药理作用和功效。
步骤三：风干步骤二浸泡后的微粒子后，再进一步以干式研磨为1～50微米(micron)适合抽丝的更微小粒子并使其被均匀散布在溶液中(113)；
●请参阅图2，浸泡完成的微粒子，表面和洞孔内外皆已附着草本植物的萃取菁华液。之后风干浸泡后的微粒子，再进一步以干式研磨此时干式研磨后的更微小粒子6，表面6和洞孔4内外皆已附着有机中草药和无机抗菌矿石5。干式研磨后的微小粒子6为1～50微米(micron)适合抽丝的更微小粒子6并使其被均匀散布在溶液中。
●本发明的步骤三所提到的溶液可为乙二醇溶液。乙二醇是应用于聚酯缩聚反应的一种催化剂，其具有下列优点：1、在乙二醇溶液中溶解度大，分散性好。2、活性好，可提高装置生产能力。3、该催化剂本身不会带入新杂质，可使切片提高内在质量，改善后加工可纺性。4、能改善切片色相和热稳定性。
步骤四：被均匀散布在溶液中的更微小粒子，利用酯化反应中结合单体以形成抗菌聚酯母料，每一抗菌聚酯母料所含的微小粒子约占每一母料总重的10％～25％；(114)
步骤五：抗菌聚酯母料再以低温粒纺抽丝技术制成抗菌聚酯纤维8，抗菌聚酯母料的添加比例约为5％～10％(115)。
总结来说，本发明的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒及纤维的制造方法包含下列步骤：
步骤一：将硅藻土或活性碳研磨成1～1000微米(micron)的微粒子(111)；
步骤二：将步骤一的微粒子浸泡在有机中草药以及水溶性胶合剂中，再加入1～100奈米(nano)的无机抗菌矿石，而后持续搅拌24小时以上，使微粒子孔洞内充分渗透结合吸附有机中草药和无机抗菌矿石(112)；
步骤三：风干步骤二浸泡后的微粒子后，再进一步以干式研磨为1～50微米(micron)适合抽丝的更微小粒子并使其被均匀散布在溶液中(113)；
步骤四：被均匀散布在溶液中的更微小粒子，利用酯化反应中结合单体以形成抗菌聚酯母料，每一抗菌聚酯母料所含的微小粒子约占每一母料总重的10％～25％(114)；
步骤五：抗菌聚酯母料再以低温粒纺抽丝技术制成抗菌聚酯纤维，抗菌聚酯母料的添加比例约为5％～10％(115)。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (24)

1.一种具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于，包括：
步骤一：将微粒子研磨成1～1000微米的微粒子；
步骤二：将步骤一的微粒子浸泡在有机中草药以及水溶性胶合剂中，再加入1～100奈米的无机抗菌矿石，而后持续搅拌24小时以上，使微粒子孔洞内充分渗透结合吸附有机中草药和无机抗菌矿石；
步骤三：风干步骤二浸泡后的微粒子后，再进一步以干式研磨为1～50微米适合抽丝的更微小粒子。
2.如权利要求1所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述微粒子为硅藻土或活性碳。
3.如权利要求1所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述有机中草药为羌活、藜芦、木槿皮、肉桂、樟脑、蛇床子、大风子、松香或其中的任何搭配组合。
4.如权利要求1所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述该水溶性胶合剂为聚乙烯醇。
5.如权利要求1所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述无机抗菌矿石为雄黄、炉甘石、皂矾、滑石、明矾、硫黄、硼砂、奈米银、奈米锌、奈米铜、二氧化钛或其中的任何搭配组合。
6.如权利要求1所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述溶液为乙二醇溶液。
7.如权利要求1所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述步骤二内所提到的有机中草药和无机抗菌矿石混合搭配使用以达到所需的药理作用和功效。
8.一种具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于，包括：
步骤一：将微粒子研磨成1～1000微米的微粒子；
步骤二：将步骤一的微粒子浸泡在有机中草药以及水溶性胶合剂中，再加入1～100奈米的无机抗菌矿石，而后持续搅拌24小时以上，使微粒子孔洞内充分渗透结合吸附有机中草药和无机抗菌矿石；
步骤三：风干步骤二浸泡后的微粒子后，再进一步以干式研磨为1～50微米适合抽丝的更微小粒子；
步骤四：被均匀散布在溶液中的更微小粒子，利用酯化反应中结合单体以形成抗菌聚酯母料。
9.如权利要求8所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述微粒子为硅藻土或活性碳。
10.如权利要求8所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述有机中草药为羌活、藜芦、木槿皮、肉桂、樟脑、蛇床子、大风子、松香或其中的任何搭配组合。
11.如权利要求8所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述该水溶性胶合剂为聚乙烯醇。
12.如权利要求8所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述无机抗菌矿石为雄黄、炉甘石、皂矾、滑石、明矾、硫黄、硼砂、奈米银、奈米锌、奈米铜、二氧化钛或其中的任何搭配组合。
13.如权利要求8所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述溶液为乙二醇溶液。
14.如权利要求8所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：所述步骤二内所提到的有机中草药和无机抗菌矿石混合搭配使用以达到所需的药理作用和功效。
15.如权利要求8所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒的制造方法，其特征在于：其中該步驟四内所提到的聚酯母料，其中每一抗菌聚酯母料所含的微小粒子约占每一抗菌聚酯母料总重的10％～25％。
16.一种具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于，包括：
步骤一：将微粒子研磨成1～1000微米(micron)的微粒子；
步骤二：将步骤一的微粒子浸泡在有机中草药以及水溶性胶合剂中，再加入1～100奈米的无机抗菌矿石，而后持续搅拌24小时以上，使微粒子孔洞内充分渗透结合吸附有机中草药和无机抗菌矿石；
步骤三：风干步骤二浸泡后的微粒子后，再进一步以干式研磨为1～50微米适合抽丝的更微小粒子；
步骤四：被均匀散布在溶液中的更微小粒子，利用酯化反应中结合单体以形成抗菌聚酯母料；
步骤五：抗菌聚酯母料再以低温粒纺抽丝技术制成抗菌聚酯纤维。
17.如权利要求16所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于：所述微粒子为硅藻土或活性碳。
18.如权利要求16所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于：所述有机中草药为羌活、藜芦、木槿皮、肉桂、樟脑、蛇床子、大风子、松香或其中的任何搭配组合。
19.如权利要求16所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于：所述该水溶性胶合剂为聚乙烯醇。
20.如权利要求16所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于：所述无机抗菌矿石为雄黄、炉甘石、皂矾、滑石、明矾、硫黄、硼砂、奈米银、奈米锌、奈米铜、二氧化钛或其中的任何搭配组合。
21.如权利要求16所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于：所述溶液为乙二醇溶液。
22.如权利要求16所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于：所述步骤二内所提到的有机中草药和无机抗菌矿石混合搭配使用以达到所需的药理作用和功效。
23.如权利要求16所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于：其中該步驟四内所提到的聚酯母料，其中每一抗菌聚酯母料所含的微小粒子约占每一抗菌聚酯母料总重的10％～25％。
24.如权利要求16所述的具抗菌消臭功能的多孔性聚合母粒纤维的制造方法，其特征在于：步骤五内所提到的抗菌聚酯母料的添加比例约为5％～10％。
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