CN101960070A - 一种具有抗菌和抗真菌功能的湿巾的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于抗菌及抗真菌的湿巾的制造方法,是通过制湿巾用整块织物(如无纺布、棉、纸)与纳米金属粒子一起浸泡于湿巾制造用水中制造,该湿巾制造用水含具有抗菌及抗真菌功能的纳米尺寸大小的金属颗粒,制造的湿巾具有多重抗菌及抗真菌等功效。根据本发明,织布、棉及纸浸渍于混有金、铂、银、锗、硒、锌、铜及钨中的一种或几种纳米金属粒子的织巾制造用水中,便获得了抗菌及抗真菌功能。通过将所选的粘胶人造丝、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、棉、纸浆等织物材料中的一种或几种的混合物,与所选的铂、金、银、锗、硒、锌、铜及钨的纳米金属粒子的一种或几种的混合物混和或掺杂在一起,抗菌及抗真菌的湿巾用整块织物就可制成整块抗菌及抗真菌的无纺布织物。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用无纺布、棉织物及其它棉纸或已经纳米粒子处理过已具有抗菌及抗真菌功能的无纺布,制造抗菌及抗真菌湿巾的方法,特别涉及如何通过添加纳米粒子使这些材料具有抗菌及抗真菌功能的技术。
背景技术
通常,一次性湿巾由非特定人群在饭店、公交及医院等各种商业或公共场所用于自身清洁或清理儿童粪便。
当被人们用于擦拭清洁皮肤时,湿巾必须能保护皮肤并能强效去除使用者皮肤上的异物。
因此,湿巾采用纸、织物等软材料比如无纺布制作而成,并在被封入或装入合成树脂包装材料之前被剪切成为特定的形状并添加蒸馏水。
湿巾的主要原料无纺布是通过将织物平行或无固定方向放置、结合使其形成毛毡形状。湿巾原料包括粘胶人造丝、聚酯(PET)、聚丙烯(PP)等合成纤维,棉以及天然纸浆。
制造无纺布的方法主要有两种:沉浸法和干燥法。沉浸法与制造纸产品的薄片形成法相同,是将合成树脂粘合剂铺展在织物上,干燥并加热处理。干燥法是将合成树脂喷在类似于棉片的织物之上,加热使之干燥。
因制造工艺而异,无纺布可分为化学粘合型、热粘合型、干/湿型包括气流式、针刺型、熔喷型及缝编型无纺布。
化学粘合型无纺布是通过在纤网粘结时,将粘合剂渗透入织物后采用烘干工艺制成的。
因胶粘剂渗透到织物有不同的方法,所以就有两种制造无纺布的方法:一种是沉淀粘合法,通过浸泡将胶粘剂渗透到无纺布;另一种是喷雾法,将胶粘剂喷洒到纺布上。用沉淀粘合法制造的无纺布有OB型、CB型和MB型。
适合制造化学粘合型无纺布的纤维是粘胶人造丝,聚酯以及粘胶人造丝与聚酯的混合纤维。根据化学粘合的制造方法,由于用于纤网成形的胶粘剂不同,所以无纺布 的外观和特征可能会有差异。这些胶粘剂类型包括可溶解型和不可溶解型,柔软型和坚硬型。
由于制造工艺,织物和胶粘剂的多样性,化学粘合型无纺布可以用不同的方法制造,且应用广泛多样,如工业应用于汽车,电子,电子产品的内部应用,过滤器,胶粘带,土木工程,清洁器等以及日常应用于假花,普通包装材料,医用胶带和化妆品面膜等。
热粘合型无纺布是通过混入聚丙烯(P.P.)原料来制造,聚丙烯的原材料在低温时易燃,遇热量或压力融化,从而融合纤维状织物,形成网状织物。这种方法被用来制造轻型无纺布。
用聚丙烯(PP),混合丝(聚酯+PE,PP+PE,聚酯+PP),粘胶人造丝和聚酯作为织物原材料来制造热粘合型无纺布。由于粘胶人造丝本身不可能形成网状,需要与聚丙烯混合或者与混合纤维混合。
此类热粘合型无纺布具有低抗拉强度但是触感柔软,具有非常好的吸收力,不要求使用胶粘剂,因为通过热量来形成网状,这样不会产生有害物质。当使用混合纤维时,加热后具有非常好的粘合特性,因此,被广泛应用于制造婴儿尿布、卫生尿布、卫生口罩、湿巾和抹布。
纺粘型无纺布是通过原料切片熔融喷丝之后,加压形成纤网来制造的。原料切片主要使用聚酯和聚丙烯,有时也用尼龙。
由于在制造过程中,如不切割,则为从起点到终点的连续长丝,所以纺粘型无纺布具有较高的抗拉强度和超强的耐久性,以及在低抗拉强度时的耐化学性等优点。因此使用于工业用途,如汽车内部材料、过滤器、电缆保护器、土木工程、农业和涂料、以及一般工业用如鲜花包装材料、基础壁纸、包装材料、床和家具以及印刷材料等。
因为气流型无纺布是用压缩空气和胶粘剂制造,所以在平行和水平方向的抗拉强度没有差异。
这种无纺布被用作过滤器,纱布条,地毯,成型剂,擦拭布(小地毯,抹布,毛巾)和绝缘材料。
湿法无纺布的制造和纸制造采用相同的薄片成型方法。区别在于湿法无纺布不能应用纸浆作为原料,而要用其规格可自由控制的纺布。湿法无纺布被用来制造抹布,毛巾,过滤袋和尿布罩。
针刺型无纺布制造是通过用特殊针刺形成纤网,使产品厚度随着针孔大小和密度的不同而呈多样化。针刺型无纺布可应用于制造地毯,毛毯,过滤器,灯芯涂饰剂。
水刺无纺布是通过对织物纤维喷洒高压水形成纤网制成的。粘胶人造丝,聚酯,聚丙烯本身或它们的混合物被作为原料。由于该产品有良好的弹性,透气性且卫生,所以被用来制造医用纱布条,家用产品,涂层剂,防水材料,擦拭纸和卫生制造品。
特别地,由于水刺无纺布触感柔软、对水有很好的吸收性能、有很好的清洁性能,是通过用水形成纤网,其制造过程很卫生,因此其主要用于诸如湿纸巾、手帕及化妆品面膜等卫生用品。
熔喷型无纺布是通过将数种混合的高分子熔体用高压缩热纺成超细纤维,并形成纤网制成。利用熔喷型无纺布的超弹性,渗透性以及绝缘性的优势,它被用于制造过滤器,绝缘材料,雨刮器,吸油片和卫生巾。
由于缝编型无纺布不使用胶粘剂而是使用绗缝法,它虽然薄但是有较高的抗拉强度,主要用于制造油芯和汽车的内部材料。
另一方面,制造普通湿巾是用来擦拭某部分身体的,主要通过对棉花或纸浆或者上述无纺布(热粘合型无纺布等)加入特制的水来制造。
在制造湿巾时,制备湿巾用水中通常会添加保湿剂和表面活性剂。湿巾用防腐剂,酒精和香水来防止湿巾受污染,可能改变附加料性质,并减少难闻的气味。
化学防腐剂包括苯甲酸、山梨酸、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、3-碘-2-丙炔基碳酸丁酯、4-噻唑-苯并咪唑、2-(4-噻唑)-苯并咪唑、苯扎氯铵、聚乙烯醇缩丁醛、二碘甲基-对甲苯基-对氨基苯磺酰胺、2,4,5,6-四氯-异-丁炔基-硝酰、及对羟苯酸盐。
所有上述材料均为皮肤刺激物且可产生皮肤问题,其很可能会在抵抗力弱的儿童体内累积,并成为遗传过敏性皮肤疾病的诱因。
而且,这些在湿纸巾内含有的化学防腐剂类型的添加剂会对皮肤产生刺激或对人体产生危害。
进而,抗菌材料和乙醇会产生异味,给人不良感觉。
即使在湿纸巾内加入抗菌材料和乙醇,细菌和真菌在密闭容器内很有可能增加,这是由于无纺布(PET、PP、PE、尼龙、粘胶人造丝、浆料、棉)制造的添加剂材料如增湿剂、增塑剂、抗氧化剂、粘合剂等在有适宜温度及紫外线阻断的容器内,会变 成微生物的营养素。
而且,如果湿纸巾的原料无纺布受到污染,在制造和转运过程中,细菌增加及真菌生成是很有可能的。因此须添加防腐剂。然而,作为具体某一化学防腐剂,其不可能覆盖所有类型的细菌,必须使用较大量的至少2~3种不同类型的化学防腐剂,其用量一般为3,000-6,000ppm。
相应地,在化学防腐剂被添加至湿纸巾专用水来杀灭真菌时,考虑到其很可能会引发皮肤问题,使用纳米银作为化学防腐剂的替代品来杀灭真菌就值得认真考虑了。
例如,韩国10-2006-1758号公开专利显示,银胶体作为抗菌材料解决了颜色变化成微黄色和黑色的问题且其具有抗菌效果。该专利也描述了将银胶体用于湿纸巾的技术,味道很轻微且对人体无害。
根据上述韩国10-2006-1758号专利公开的技术,在第一步形成100ppm的纳米银胶体后,第二步工艺为将约1ppm的次氯酸钠掺入该胶体作为催化剂,及掺入第一步中的150ppm纳米银胶体;第三步,将碳酸钙作催化剂加入到第二步的输出料中,通过融解碳酸钙得到pH=8.5的银胶体;第四步,将醋酸钠加入到第三步的输出料中,控制pH=7.5,通过过滤银化合物,就得到色泽不变的抗菌银胶体;接着,最后一步工艺,通过将湿巾材料浸入银胶体中,就制成颜色不会变为黄色的湿巾产品。
上述工艺显示其解决了卤素化合物及矿物或染料及其它毒性材料所致的颜色变化问题,可作为抗菌材料用于制造白色湿纸巾。在第一步工艺中,将氯(卤料)投入银胶体,让其发生反应,并掺入碳酸钙至黄色,使pH值呈弱碱性。
进而,该专利描述了通过过滤由硝酸苏打中和形成的透明白色的漂浮颗粒制成透明银胶体。
然而,不论其是否现实,该专利着力于湿巾的制造中防止颜色变黄,并未包括足够的用来控制和除去真菌所需要的固体银的最适宜尺寸大小的技术信息。
该专利对采用上述1-5步工艺制成的具体的银胶体以制造湿纸巾进行的技术说明相当有限,且未对这些银胶体是离子还是金属进行定义,这使得其抗菌效率、抗真菌效果及其持久性值得怀疑。如若其为离子,其将容易与存留于原料织物及湿巾用处理过的水中的其它物质发生结合,因而很难期待其持久性。
再如,韩国10-2006-95685号公开专利提供了一种在湿纸巾制造过程中将湿纸巾在含纳米银水中浸湿以防止细菌繁殖的方法,以及如何通过直接将无害的纳米银材料 传输到客户的手上,以有效消除细菌的方法。
根据该方法,需要将25-150ppm纳米银处理过的水与湿纸巾相混合,该湿纸巾由纳米银处理过的水、表面活性剂、抗菌材料及防腐剂与纸和织物复合而成。
然而,上述韩国10-2006-95685号已公开专利指出除了使用有抗菌功能的纳米银处理过的水之外,还要加入抗真菌的材料。但其未说明纳米银处理过的水中的纳米银粒子的大小,而只是提及其浓度水平。这可能只发生于下述情况,即,在抗真菌材料和防腐剂同时使用时,纳米银作为抗菌补充物添加。
如专利所述,纳米级大小的银粒子由于其表面积增加、其表面能使其具有抗菌和抗真菌的功能,该专利未能清楚解释粒子大小,在仅知有限浓度水平的基础上,该技术仍相当不明确,如应用还有许多实际问题。它仅仅局限于强调在湿纸巾制造过程中的制造用水中增加抗菌功能,而非抗真菌功能。
再如,韩国10-2006-110952号公开专利提出一种功能性湿纸巾,它能消除皮肤中累积的重金属,激活细胞并有疏通血液循环的功能,卫生且对皮肤具有更高的安全性,并对驻留在皮肤上的微生物具有抗菌和抗真菌功能,它是通过将聚氨基葡萄糖、瓷液、洗液、芦荟油及维生素等添加进纳米银材料处理过的天然浆料制成的纺花边无纺布中。
根据上述韩国10-2006-110952号公开专利,其将30-35WT%(WT%重量百分比含量,下同)天然浆料做的纺花边材料,与含1-2WT%的纳米银粉末的63-69%WT%的水相混合。这种纳米银粉末必须为浓度10-100ppm,粒径1-10纳米,或者为浓度10-100ppm、粒径100-200纳米的纳米银涂层粉末(胶囊型)。再加入0.2%-0.4WT%的聚氨基葡萄糖、0.6-0.8WT%的液态陶瓷至上述液体,并加入1-2WT%洗液、芦荟油及维生素中的至少两种的混合液或其中一种。
然而,该技术对纳米银粉末或纳米银覆胶囊的应用是有限的,并且在实施与应用纳米银1-100ppm浓度下保持抗真菌的功能上有困难,该浓度水平也不足够。
事实上,制造期间最为严重的污染问题及湿纸巾用织物的常见污染是黑曲霉菌。诸多试验业已证实,含100ppm浓度下1-10纳米的湿纸巾包装条件下,仅单独依靠银无法防止或消除黑曲霉菌。
早期进行的试验证实:对于织巾制造用水,如仅采用纳米银,则纳米银浓度需要达到150-200ppm。
进而,通过与紫外线反应或与织物上残留的硫化物反应形成沉淀,其仍有可能发生颜色变黄。
通过几次实验已经确认,因为纳米银10-100nm尺寸,能量值随表面尺寸大小降低,所以需要200ppm的2-4倍浓度水平以保持其抗真菌功能。
当使用将纳米银粒子涂覆到粒子表面之后或将粒子放入胶囊这样的技术后,有很大的可能抵消其在纳米银粒子表面反应的表面能。
从技术角度来说,这是抗菌和抗真菌性功效的基本的差别技术,它利用了金属本身未涂纳米粒子层的表面能量技术,不仅是银金属,而且铂,金,铜,锌和硒都具有这种特性。
因此,即使我们假定前面涉及的韩国专利公开号10-2006-110952的所有技术内容是正确的,它仅仅使用了银的粉末和胶囊,但是很可能导致颜色变化和颜色污染。它仅局限于应用到制造湿巾所用的水中,没有考虑对无纺布和纸浆做抗菌性和抗真菌性的处理。
据韩国专利号10-0693293,发明者的提示使用小于10nm的粒子制造无防腐剂的具有抗菌性和防臭功能的清洁湿巾,该发明使用金属纳米粒子,或者使用1-2nm的纳米银粒子可以使其用量降至最少。当用小于10nm的粒子时所用量浓度为50-100ppm,而当用1-2nm的粒子时所用量浓度则为0.4-1ppm.
在上述专利里面,纳米银仅被应用到制造织物所用的水中。然而,次品率(真菌发生率)在实际大规模制造中达到1-5%。
在2006年,制造了3次湿巾,每次10,000包,在库存的和分销期间的7-30天内,每一批湿巾平均最少100包到最多500包里面都发现并确认存在尼日尔霉菌。现已确认这种尼日尔霉菌的增长50%来自无纺布的污染,30%来自制造过程中的污染,20%来自其他因素。
这就显示了在制造商中存在不同程度的卫生环境污染,同时,也显示了在需要保持卫生制造工艺的无纺布制造湿巾。
应用上述专利技术制造优良抗菌和抗真菌纸巾是比较困难的,该专利技术是通过将纳米银混合到制造织物所用水中使织物获得抗菌性和抗真菌性,因为无纺布本身作为原料就可能在制造,销售和搬运或者也可能在空气中粘上滋生细菌或真菌的污染物。
考虑到无纺布的被污染问题,为无纺布自身提供抗菌和防臭功能的技术已经被建议。
作为例子,韩国专利号10-643515介绍了聚丙烯纺粘型无纺布及其制造技术,解决了因为使用不当的抗菌和防臭化学品引起的人和环境的问题,提高了针对防吸湿的必要的干燥工艺的经济效益,及处理断丝问题与聚合物分散不均带来压力升高的工作效率,并提供了抗菌和除臭功能,防止病毒、细菌和真菌存在。
根据该专利内容,用1-3nm的纯金属纳米银粒子混合小于1nm的二氧化硅粒子和聚丙烯,制造聚丙烯纺粘型无纺布、熔喷纺粘型多层无纺布的聚丙烯整个树脂里面纳米银的加入量将达到10-1000ppm,使用预先制好的含0.01~10wt%的纳米银的母料切片,制造聚丙烯纺粘型无纺布或聚丙烯纺粘、熔喷纺粘多层无纺布的聚丙烯整个树脂里面纳米银的加入量将达到10-1000ppm。聚丙烯切片作为一个主要原料,以20~80/10min的熔体流量(MFR)在挤压机中混合、均匀化,再通过喷丝板进行熔体纺丝,冷却、拉伸后形成长丝,在多空输送带上形成纤网,再移到压延机上加热粘合,这样就形成了稳定形态。
前述专利10-643515提到,小于10nm的二氧化硅与1-3nm水平的银结合,但并没有具体的方法细节描述。尽管我们假设二氧化硅像以往那样被当作包涵体使用,但是除非特例,二氧化硅粒子并不需要包涵体。上述技术可达到降低随纳米粒子表面增加而增加的能量的结果,因为如果纯金属的银粒子被包含于二氧化硅内(包涵体),表面积就会降低。
在不使用二氧化硅作为包涵体的情况下,将银与二氧化硅结合的方法,成为纺丝过程中断丝的决定因素,而不论其被用作起粘接作用的粘合剂。
而且,用物理方法粉碎无机二氧化硅,由于粉碎机的制造技术问题,制造过程中的耐压力以及相关物料的问题,以目前的技术水平只能将其粉碎到10nm。
因此,这种技术解释与其所描述的直接应用1-3nm的银到无纺布中有出入,因为如果二氧化硅和银结合后的大小为50nm,即使银粒子的大小为1-3nm,我们就必须考虑到纳米粒子的尺寸会超过50nm。
而且,如果该专利中用银离子代替银金属,那么通常就用硅石(silica)或沸石作为稳定用的包涵体,这就与纳米技术材料有所区别了,同时硅石不是聚丙烯本身的材料,聚丙烯被用来与硅石一起来实现稳定性,即使硅石使用了银金属。相应地,如 果我们将上述案例与混合银粒子到恒温塑料树脂相比,那么上述案例的制造能力(箱体压力增加、螺杆和喷嘴磨损)和可靠度(抗拉强度、收缩率、污染性等)就将会降低。
并且,上述韩国专利10-643515仅讲述了用纳米银粒子混合聚丙烯材料来制造无纺布的方法。
它未讲述用粘胶人造丝和聚酯或者其他材料来制造无纺布的方法。
发明内容
[技术问题]
在考虑了过去技术的基础上,提出本发明,其第一个目的,提供抗菌和抗真菌性湿巾的制作方法,这是通过将较少污染的无纺布或棉布或纸浸入到含纳米粒子的抗菌水中,该抗菌水中所含的纳米粒子为铂、金、银、锗、硒和锌这些金属里面的一种或两种以上的纳米粒子。
本发明第二个目的,是提供用已有抗菌和抗真菌功能的无纺布制造抗菌和抗真菌湿巾的方法,该有抗菌和抗真菌功能的无纺布是通过将铂、金、银、锗、硒、锌、铜和钨这些金属里面的一种或两种以上的纳米粒子加入到织物中,再将该织物浸泡到做过纯净处理的蒸馏水中,以使湿巾具有最佳的抗菌和抗真菌功效水平。
本发明的第三个目标,是提供下列抗菌和抗真菌性湿巾的制作方法,即将铂、金、银、锗、硒和锌这些金属里面的一种或两种以上的纳米粒子混合进织物材料如粘胶人造丝、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、棉及纸浆之中,使得这些织物自身就具备了抗菌和抗真菌功能,接着将这些处理过的织物到与已准备好的抗菌和抗真菌的水进行混合,这些抗菌和抗真菌的水是通过将水混入铂、金、银、锗、硒和锌这些金属里面的一种或几种金属粒子制备的,这样就使得织物和水都具有抗菌和抗真菌功效。
[技术方案]
根据本发明,为了实现上述发明目的,第一个目的(方案)中提供的抗菌和抗真菌性湿巾的制作方法是通过粘胶人造丝、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、棉或纸浆里面的一种材料或几种材料的混合制成的无纺布,与含纳米金属粒子的抗菌水混合来实现,该抗菌水中所含的纳米金属粒子为铂、金、银、锗、硒和锌这些金属里面的一种或两种以上的纳米粒子。
根据本发明的第二个目的(方案),抗菌和抗真菌性湿巾的制造方法包含这样的 一个形成抗菌和抗真菌织物的步骤,即将铂、金、银、锗、硒、锌、铜和钨这些金属里面的一种或两种以上的纳米粒子,与粘胶人造丝、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、棉或纸浆里面的一种或几种的混合织物相混合,还包含将抗菌和抗真菌织物浸入到蒸馏水或纯净水中制成抗菌和抗真菌湿巾的步骤。
根据本发明的第三个目标(方案),提供了用所选择的抗菌和抗真菌织物和抗菌水来制造抗菌和抗真菌性湿巾的方法,这种织物是混入铂、金、银、锗、硒、锌、铜和钨这些金属里面的一种或两种以上的纳米粒子制成,抗菌水中含铂、金、银、锗、硒、锌、铜和钨里的一种或两种以上。
根据本发明,当粘胶人造丝被当作织物时,在纺丝前添加金,银,锗,硒,锌,铜和钨里面的一种或多种纳米金属粒子,将金,银,锗,硒,锌,铜和钨里面的一种或多种纳米金属粒子与恒温塑料树脂混合放入前述聚酯,聚乙烯和聚丙烯中,母料切片或复合切片加工。
然后,以3-10%的比率将处理过的母料切片混合到原料切片中开始纺丝,或者用100%处理过的复合切片进行纺丝。
前面提到的棉被浸入到上述提及的含纳米金属的液体中,或与纳米金属粒子一起混纺。
而纳米金属微粒是被混入用于纸浆原料分散工序的水中,或将前述金属纳米粒子与粘合剂混合,粘合剂是使纸浆具有一定的厚度与成形工艺中所用,或者是在纸浆成形成织物后,将上述纳米金属粒子用喷涂的方法混入。
[有益效果]
正如上文所述,在本发明的此基础上,根据抗菌和抗真菌组织制造方法,第一个方案可以提供很好的抗菌和抗真菌及长时间不变色的功效,因为它制造过程卫生,使用抗菌和抗真菌水和浸有一种或多种的金,铂,银,锗,硒和锌纳米金属微粒的无纺布或棉织物及纸浆制造,从而污染相对较少。
在第二个方案中,由于有可能在制造,运输过程及仓储中对无纺布造成污染,同时无纺布也成为湿巾里的有机物滋生细菌和真菌的地方,所以将织物原料混合金,铂,银,锗,硒和锌里面的一种或多种的纳米金属粒子使其具有抗菌和抗真菌的功效,然后将抗菌和抗真菌的无纺布浸渍到纯净水或蒸馏水中,从而可长时间抑制湿巾里不断增加的细菌和真菌。
根据第三个方案,将抗菌和抗真菌织物:粘胶纤维,聚酯,聚乙烯,聚丙烯和棉纺织品与金,铂,银,锗,硒,锌,铜,钨里面的一种或多种的纳米金属粒子混合,并形成纤网后,再将其浸泡到含有金,铂,银,锗,硒和锌里面一种或多种纳米金属粒子的水,这样就可以抑制因无纺布这一制造过程中的污染引起的微生物的繁殖,即使湿巾里面含有有机物,也可能抑制细菌和真菌的繁殖。
因此,可以实现客户和厂家都希望制造的多功能湿巾,无论使用什么作为添加剂原料,因为该湿巾可防止,甚至是具有保护皮肤和保湿功效的功能性添加剂成为细菌和真菌的食物。
第三个方案,因原料织物和制造湿巾所用的水均被加入抗菌和抗真菌的功能,所以就可能制造更便宜但非常稳定的湿巾,而与纳米金属粒子单独加入原料织物或单独加入制造湿巾所用水中来制造湿巾的任一种方法相比(尽管两种加法的金属纳米粒子浓度不同),这种方案的纳米金属浓度水平降低了30-50%。
相应地,本发明也考虑到织物(无纺布)的污染程度,其制造工艺的卫生水平,以及被用来制造湿纸巾的有机添加剂含量。基于本发明,可以实现使用纳米金属粒子到无纺布或制造用水中来制造湿纸巾。或者,可以实现在每种物料(织物和水)中分别使用纳米金属粒子。
如前面1,2,3方案中所述,根据织物原料与织巾制造用水的不同,可以控制制造湿巾时所用金属纳米粒子的混合比例与数量。
由于依照本发明制造湿巾不使用刺激皮肤的化学防腐剂,所以它仅对人的皮肤有更少刺激;因为即使添加许多化学保湿添加剂和天然有机物等来制造多功能湿巾也不使用化学防腐剂,本发明提供了安全型的湿巾,并将对皮肤的刺激降至最小。
附图说明
图1是铂纳米金属粒子根据本发明被用于制造抗菌和抗真菌湿巾的TEM(透射电子显微镜)照片。
图2金纳米金属粒子被应用于本发明的透射电子显微镜照片。
图3是银纳米金属粒子应用于本发明的透射电子显微镜照片和分布图。
图4是铜纳米金属粒子的应用于本发明的透射电子显微镜照片。
图5是锌纳米金属粒子应用于本发明的透射电子显微镜照片。
图6是锗,硒纳米粒子应用于本发明的透射电子显微镜照片。
图7是硒纳米粒子应用于本发明的透射电子显微镜照片。
图8是金,钨(Tungsten,Wolfram钨)金属粒子用于本发明的透射电子显微镜照片。
图9是一个锗、硒纳米粒子的扫描电镜(SEM)照片,显示了根据本发明制造湿纸巾,与作为无纺布材料的粘胶人造丝的混合物。
图10是根据本发明,银作为金属纳米离子与聚丙烯混合所纺的丝的扫描电镜(SEM)照片。
图11是根据本发明,银作为金属纳米离子与聚酯混纺丝的扫描电镜(SEM)图片。
图12是一种银纳米金属粒子被添加到粘胶人造丝中的扫描电镜(SEM)图片。
具体实施方式
现在,结合附图对本发明的优选实施方式进行详细描述.
首先,根据本发明第一个实施例,它适用于在织物的制造所用水中添加纳米金属粒子来使织物具有抗菌和抗真菌功效,以保证在无化学防腐剂的情况下的抗菌和抗真菌作用,或者适用于在用抗菌和抗真菌材料与具有一定的长度,拉伸强度和弹性的原料织巾织物制造湿巾。
我们希望适用于本发明第一个实施例的织巾织物不仅限于在其制造过程,配送和仓储过程中,由外部或内部的原因引起的细菌感染污染的可能性较低的无纺布,还包括棉织物和纸浆。
根据本发明第一个实施例,与制造织物用水混合的,具有抗菌和抗真菌的功能的纳米金属粒子,包含铂,金,银,锗,硒和锌里面的一种或多种混合物。
参见附图1,适用于本发明的提供抗菌和抗真菌功能的纳米金属粒子,铂(Pt:参照图1透射电镜照片)具有抗菌功能和除臭功能,并被广泛认可为功能性催化剂。在本发明中,铂粒子大小为1-50nm;相对织巾制造用水的重量,其最终浓度为0.00001-0.0005wt%(0.1-5ppm)。
上述纳米金属粒子之中的金(参见图2的透射电镜照片),不仅具有抗菌功能,对由于直接接触,耦合和聚集而产生的纳米粒子的集聚具有抑制作用。在本发明中所使用的粒子大小为1-30nm,最终浓度为0.00001-0.001wt%(0.1-10ppm)。
此外,应用于本发明中的纳米金属粒子银(参考图3,透射电镜照片和分布图)提供抗菌和抗真菌功能,粒子大小为1-20nm;相对织巾制造用水的重量,最终浓度 为0.0001-0.002wt%(1-20ppm)。
根据此项发明,因为纳米银粒子如果与紫外线反应,可导致色泽污染,或者如果与使用在粘胶纤维制造过程中剩下的硫化物反应,就会产生聚集或沉淀,所以建议将纳米银粒子的用量降至最低,即0.00001-0.002wt%(0.1-20ppm)。
由于,应用于本发明的纳米金属粒子锌(参见图5,透射电镜照片)在浓度为30ppm时显示出抗菌功效和在浓度高于300ppm时显示出抗真菌功效,本发明应用的锌粒子大小为1-5nm;相对织巾制造用水的重量,最终浓度为0.003-0.03wt%(30-300ppm)。
锗(有机锗:参照图6透射电镜照片)作为纳米金属粒子,通过实验证明,它具有抑制蘑菇菌和真菌孢子繁殖的功能。
在本发明中使用的锗纳米粒子,大小为1-50nm;相对织巾制造用水的重量,最终浓度为0.0001=0.01wt%(1-100ppm)。
通过实验证明,应用于本发明纳米金属粒子硒(参见图7的透射电镜图片),其浓度低于50ppm时对真菌孢子菌具有抗菌作用。
根据本发明,使用的硒粒子大小为1-50nm,相对织巾制造用水的重量,最终浓度为0.0001-0.01wt%(1-100ppm)。
[表1]
类别 | 铂 | 金 | 银 | 锌 | 锗 | 硒 | 过氧化 氢 |
应用浓度 (ppm) | 0.1~5 | 0.1~10 | 0.1~20 | 30~300 | 1~100 | 1~100 | 10~450 |
如表1,将过氧化氢(H2O2)⑦混合进含铂、金、银、锗、硒、锌中的一种或一种以上的纳米金属粒子的湿巾制造用水中。我们希望混合后过氧化氢浓度为10-450ppm(0.001-0.045%)。
通过过氧化氢(H2O2)中氧(O2)的反应,由于织巾制造用水中纳米粒子团聚或反应而引起的湿巾织物色泽改变的问题,就会减至最低。
当上述提及的铂、金、银、锗、硒、锌中的一种或一种以上的纳米金属粒子被混合进织巾制造用水里时,其总浓度不超过湿巾制造用水的0.01wt%(100ppm)。这是因为最大浓度为0.01wt%(100ppm)时就可得到足够的抗菌和抗真菌功效,即使上述多种纳米金属粒子以任何组合形式与比率混合。
实施例1中,在混合到织巾制造用水中的上述纳米金属粒子中,纳米铂粒子,包 括通过对铂化合物[六氯铂酸铵(IV);(NH4)2[PtCl6],二亚硝基二氨铂(II);Pt(NO2)2(NH3)2,六水合六氯铂(IV)酸;H2(PtCl6)·6H2O,六羟基铂(IV)酸;H2Pt(OH6),乙酰丙酮铂;Pt(C5H7O2)2,氯化铂,二氯化铂,四氯化铂,碘化铂;PtI2,氧化铂;PtO,二氧化铂,三氧化二铂,硫化铂;PtS2]中选择的材料进行分解与离子还原,提取的金属铂,和通过物理撞击的方法使铂粉碎,而制得铂纳米粒子;。
从上述铂化合物提取铂纳米粒子的工艺,包括用液体表面活性剂通过离子分离和还原提取金属铂;包括从铂化合物通过离子分离和还原提取金属铂之后,再用硅石、沸石、磷酸锆中的一种作为载体进行稳定处理而获得的;还包括将铂化合物与高分子稳定剂一起融化到水或非水溶剂中,再用伽马射线照射,照射后氮气吹扫而获得。
上述金纳米粒子,是从下列金化合物[硫化金;Au2S;氢氧化金;AuOH,氢氧化金;Au(OH)3,碘化金;AuI,氧化金;Au2O,三氧化二金,金氢氧化物水合物;Au2O3·xH2O,氯化金,三氯化金,三水合氯化金酸;HAuCl4·3H2O]中选择的原料,通过用纯净水、乙醇、异丙醇进行分离,再进行离子还原而提取得到的金属金,和用物理撞击的方法使之碾碎而得到的金粒子。
以上的从金化合物得到的金纳米粒子,包括使用从金化合物中通过用水作为表面活性剂进行分离和离子还原提取的;包括将含金的化合物通过离子分离和还原提取属铂之后,再用硅、沸石、磷酸锆中的一种作为载体进行稳定处理而获得的;还包括将金化合物与高分子稳定剂一起融化到水或非水溶剂中,再用伽马射线照射。
上述的银纳米粒子是由下列选择的金属盐的基本原料及其化合物[硝酸银;AgNO3,氯化银;AgCl,氯酸银;AgClO3,高氯酸银,AgClO4,硫酸银;Ag2SO4,亚硫酸银;Ag2SO3,硫化银;Ag2S,醋酸银;CH3COOAg,硒化银;Ag2Se,水合柠檬酸银;AgO2CCH2C(OH)(CO2Ag)CH2CO2AgxH2]制得的,通过用物理方法将银粒子粉碎获得的,以及用电爆法制备的纳米银粒子。
上述银纳米粒子,包括用水作为表面活性剂通过分离和离子还原从含金的化合物中提取;包括从金属盐与含银的化合物中通过离子分离和还原提取金属银之后,再用硅、沸石、磷酸锆中的一种作为载体进行稳定处理而获得,还包括将金属盐和化合物与高分子稳定剂一起融化到水或非水溶剂中,再用伽马射线照射,照射后氮气吹扫而获得。
从上述提及的硝酸银(AgNO3)制备的银化合物的银纳米粒子为呈胶体状的银粒 子,其中的,氮(NO3)基团,为银粒子制造过程中产生的银离子的反荷离子,可通过离子交换树脂或真空蒸馏的方法去除。
所述纳米锌粒子包括对从锌化合物[醋酸锌;(CH3CO2)2Zn,二水醋酸锌;Zn(CH3COO)2·2H2O,丙烯酸锌;(H2C=CHCO2)2Zn,氯化锌;ZnCl2,碘化锌;ZnI2,酞菁锌;C32H16N8Zn,硒化锌;ZnSe,硫酸锌;ZnSO4,硫化锌;ZnS,29H,31H-四苯并[b,g,l,q]卟吩锌;C36H20N4Zn]中所选择材料进行分解和离子还原,提取的锌,和采用电爆制成细小的锌粒子;
上述锌纳米粒子,包括用水作为表面活性剂通过离子分离和还原提取金属锌;包括从金属盐与含锌的化合物中通过离子分离和还原提取金属锌之后,再用二氧化硅、沸石、磷酸锆中的一种作为载体进行稳定处理而获得;还包括将锌化合物与高分子稳定剂一起融化到水或非水催化剂中,再用伽马射线照射,照射后氮气吹扫而获得。
上述锗纳米粒子包括对从锗化合物[四氯化锗;GeCl4,氯化锗二恶烷复合物;C4H8Cl2GeO2,氟化锗;GeF4,二碘化锗;GeI2,四碘化锗;GeI4,异丙醇锗;Ge(OCH(CH3)2)3,甲醇锗;Ge(OCH3)4,氮化锗;Ge3N4,,氧化锗;GeO2,硒化锗;GeSe,,二硒化锗;GeSe2,硫化锗GeS]中选择的原材料进行分解和离子还原,提取的金属锗,和有机锗化合物[二羧乙基三氧化二锗;O[Ge(=O)CH2CH2CO2H]2]。
[表2]
(单位:ppm)
类别 | ①粘胶人造 丝 | ②聚酯 | ③聚乙烯 | ④聚丙烯 | ⑤棉 | ⑥纸浆 |
铂 | 0.5~30 | 0.5~30 | 0.5~30 | 0.5~30 | 0.5~30 |
金 | 0.5~50 | 0.5~50 | 0.5~50 | 0.5~50 | 0.5~50 | |
银 | 5~200 | 5~200 | 5~200 | 5~100 | 5~100 | |
锗 | 1~300 | 1~300 | 1~300 | 1~300 | 1~300 | 1~300 |
硒 | 1~100 | 1~100 | 1~100 | 1~100 | 1~100 | 1~100 |
锌 | 30~1,000 | 30~1,000 | 30~1,000 | 30~1,000 | 30~500 | 30~500 |
铜 | 10~200 | 10~200 | 10~200 | 10~200 | ||
钨 | 10~300 | 10~300 | 10~300 | 10~300 |
如表2,本发明的第二实施例,纳米金属粒子在下列条件下,具有抗菌和抗真菌功效,就铂而言,其粒子为1-50nm(参见图1的透射电子显微镜照片)以及其最终浓度为湿巾织物(无纺布)重量的0.00005~0.003%wt(0.5~30ppm)。
上述金纳米金属粒子(参见图2的透射电子显微镜照片)大小为1-30nm,其最 终浓度为湿巾织物(无纺布)重量的0.00005~0.003%wt(0.5~50ppm)。
上述银纳米粒子(参见图3的透射电子显微镜照片)的大小为1-20nm,其最终浓度为湿巾织物(无纺布)重量的0.00005~0.002%wt(5~200ppm)。
上述铜纳米粒子(参见图4的透射电子显微镜照片)的大小为1-50nm,其最终浓度为湿巾织物(无纺布)重量的0.001~0.02%wt(10~200ppm)。
上述锌纳米粒子(参见图5的透射电子显微镜照片)的大小为1-50nm,其最终浓度为湿巾织物(无纺布)重量的0.003~0.1%wt(30~1,000ppm)。
上述锗纳米粒子(有机锗,参见图6的透射电子显微镜照片)的大小为1-50nm,其最终浓度为湿巾织物(无纺布)重量的0.0001~0.03%wt(1~300ppm)。
上述硒纳米粒子(参见图7的透射电子显微镜照片)的大小为1-50nm,其最终浓度为湿巾织物(无纺布)重量的0.001~0.02%wt(10~200ppm)。
上述钨纳米粒子(W:wolfram)(参见图8的透射电子显微镜照片)的大小为1-50nm,其最终浓度为湿巾织物(无纺布)重量的0.001~0.03%wt(10~300ppm)。
根据本发明的第二个实施例,可以用金属纳米粒子无纺布与任何无纺布混合,例如①粘胶人造丝②聚酯③聚乙烯④聚丙烯⑤棉花⑥纸浆,或者也可以选择性地以合适的比率与含有特定金属纳米粒子的每一种无纺布材料混纺成纱。
尽管如此,考虑到硫化物的金属纳米粒子反应可能会引起聚集,硫化物的金属纳米粒子是制造中使用的一种原料,所以上述列表中的铂,金和银的纳米金属粒子不会被用到粘胶人造丝中。
同时,考虑到纳米金属粒子可能会从纸浆和棉质材料里分开,这是因为比起纳米金属粒子与纸浆和棉里的高分子聚合物的聚合反应来说,混合性不够强,这样就不使用铜和钨的纳米金属粒子,这些粒子相对易引起皮肤刺激。而且相比织巾织物的重量,仅使用0.0005~0.01wt%(5~100ppm)质量的少量银和0.0003~0.05wt%(30~500ppm)质量的锌。
另一方面,为了使上述金属纳米粒子如表2中所述被混合,采用将上述铂,金,银,锗,硒,锌,铜和钨里面的一种或多种被选择的纳米金属粒子混合到①粘胶人造丝②聚酯,③聚乙烯(PE),④聚丙烯(PP),⑤棉,⑥纸浆的制造过程之中的混合方法。
根据本发明,粘胶人造丝是在将织物材料纺纱前,通过在材料挤压机的边侧添加 工序中添加上述锗,硒,锌,铜和钨里面的一种或多种被选择的纳米金属粒子制成的。
换言之,粘胶由以下工序制得:将氢氧化钠(NaOH)混合到纸浆后,通过浸渍,挤压,研磨工序来制造碱纤维素【(C6H9O4-ONa)n】,然后将纤维素化合物【(C6H9O4-ONa)n】与二硫化碳混合和融化从而制得。选择上述一种或多种纳米金属粒子,在侧进料工艺中混入,再通过纺丝制得。
依据本发明,在制造粘胶的过程中,如果不使用二硫化碳(CS2)或者不使用提高稳定剂或添加剂数量制造的纳米金属粒子,以使粘胶纤维制造过程与硫化物的反应降至最低,建议通过在粘胶制造的过程中混合加入纳米金属粒子,来制备抗菌和抗真菌的人造丝织物,因为它增强了最终人造丝织物[(C6H10O5)n]的分散性。
依据本发明,若材料是⑤棉花,那么在制造无纺布或纱线的过程中,将其与纳米金属粒子混纺或者将棉物浸渍到含有纳米金属粒子的液体中。
对于⑥纸浆来说,方法有:将上述提及的纳米金属粒子选择性地混合进用于纸浆制造的过程中浆料的分散工艺的制造用水中;将上述纳米金属粒子混合到粘合剂中再混合到纸浆制造过程中,使纸浆具有一定的厚度和形状,当纸浆形成织物原料后通过对其喷洒纳米金属粒子,而使之与上述选择的纳米金属粒子混合。
依据本发明,韩国专利10-0599532中提示的(授权给本申请人)②聚酯③聚乙烯④聚丙烯,通过将所选择的铂,金,银等纳米金属粒子以一定的比率与恒温塑料树脂(塑料制品的原料)混合,这每种树酯材料与高浓度纳米金属粒子混合,制作母料切片或者复合切片。
之后,通过将处理过的的母料或者复合切片(3-10%母料切片及100%复合切片)混合到原料中,并进行纺丝而制得抗菌和抗真菌纱线。
在上述工艺中,经选择性的纳米金属粒子处理过的的抗菌和抗真菌的材料,如①粘胶人造丝②聚酯(PET),③聚乙烯(PE),④聚丙烯(PP),⑤棉,⑥纸浆被单独使用或两种以上混合使用。这些材料被用于制造需要抗菌和抗真菌功能的纺织物(特别是无纺布),例如湿巾。
当金,银,锗,硒,锌,铜和钨的金属纳米粒子单独使用或者两种以上混合当作混合物使用,被混合到上述织物材料如①粘胶人造丝②聚酯(PET),③聚乙烯(PE),④聚丙烯(PP),⑤棉,⑥纸浆时,那么应用到湿巾原料织物中的纳米粒子总浓度相对,被限定为不得超过0.1wt%(其相对湿巾重量为1.000ppm),单使用纺织材料制造 或者两种以上织物材料的混合物来制造湿巾。
这是因为对于无纺布总重量来说应用最终浓度不超过0.1wt%(1.000ppm)的纳米金属粒子才能有效发挥抗菌和抗真菌功效,即使两种以上的纳米粒子以任何方式组合时的比率混合。
根据本发明的第二个实施例,有可能使用通常的湿巾制造用水(蒸馏水,纯净水)制造抗菌和抗真菌湿巾,通过混合特定的一种或多种纳米金属粒子如金,银,锗,硒,锌,铜和钨到纺织材料中,使无纺布具有抗菌和抗真菌功效。
图10是一个银金属纳米粒子与聚丙烯混纺产生的纤维的透射电子显微镜照片。图11是一个银金属纳米粒子与聚酯混纺产生的纤维的透射电子显微镜照片。图12是一个银金属纳米粒子与粘胶人造丝混纺产生的纤维的透射电子显微镜照片。
以下结合本发明的第三个实施例对制造抗菌和抗真菌性湿巾的方法进行阐述。
第一个实施例是,通过将无纺布浸入到含有纳米金属粒子的织巾制造用水中来制造抗菌和抗真菌性湿巾,假定织物原料无纺布已经经过很好处理具备抗菌和抗真菌功效以及抗污染功能。
第二个实施例是,将具有抗菌和抗真菌功效的纳米金属粒子混合到作为原料纤维的无纺布中,然后将其浸入到一般的织巾制造用水,比如蒸馏水,纯净水,中来制造抗菌和抗真菌性湿巾。
相比上述第一和第二个实施例中描述的混合纳米金属粒子到一种无纺布或湿巾制造用水中来制造抗菌和抗真菌性湿巾来说,在根据本发明的第三个实施例中,纳米金属粒子被同时包含在无纺布和织巾制造用水中,从而使制造的湿巾更加经济地获得更好的抗菌和抗真菌功效。
本发明的第三个实施例,通过将抗菌和抗真菌纳米金属粒子混合到湿巾的织物中来首次获得抗菌和抗真菌功效,再通过使制造抗菌和抗真菌无纺布的织巾制造用水中包含有抗菌和抗真菌金属纳米粒子,从而再次获得抗菌和抗真菌功效。
根据上述第一和第二个实施例,要制造含有充分抗菌和抗真菌功效就需要足够的纳米金属粒子浓度,然而,根据第三个实施例,因纱布和湿巾制造用水均混合进入纳米金属粒子,总体上纳米金属粒子浓度就会达到30-50%,而本发明的第一第二个实施例纳米金属粒子仅进入到湿巾制造用水或织巾织物中。
根据本发明的第三个实施例,混合进作为原料纤维材料的无纺布及湿巾制造用水 里的纳米金属粒子,为从金,铂,银,锗,硒,锌,铜和钨中选择的一种或几种的混合物。
关于以上所述的纺织物,如第二实施例所述,将从前述的纳米金属粒子金,铂,银,锗,硒,锌,铜和钨选择一种或几种的混合物混合到粘胶人造丝,聚酯,聚丙烯,聚乙烯和棉等织物中。
根据本发明的第三个实施例,关于制造湿巾的无纺布,由于其类型与比例由粘胶人造丝,聚酯,聚丙烯,聚乙烯和棉的织物的混合量决定,纳米金属粒子的混合比率可以低于第二实施例中所述比率,考虑到要将织物浸入已经具有抗菌和抗真菌功效的织巾制造用水中。
考虑到无纺布被混合进含有纳米金属粒子且具有抗菌和抗真菌功效的织物中这样的一个事实,下图的表3列出了纳米金属粒子混合到上述织物的混合比率。
[表3]
类别 | ①粘胶人造 丝 | ②聚酯 | ③聚乙烯 | ④聚丙烯 | ⑤棉 | ⑥纸浆 |
铂 | 0.5~10 | 0.5~10 | 0.5~10 | 0.5~10 | 0.5~10 | |
金 | 0.5~10 | 0.5~10 | 0.5~10 | 0.5~10 | 0.5~10 | |
银 | 5~100 | 5~100 | 5~100 | 5~20 | 5~20 | |
锗 | 1~50 | 1~50 | 1~50 | 1~50 | 1~50 | 1~50 |
硒 | 1~50 | 1~50 | 1~50 | 1~50 | 1~50 | 1~50 |
锌 | 30~300 | 30~300 | 30~300 | 30~300 | 30~200 | 30~200 |
铜 | 10~100 | 10~100 | 10~100 | 10~100 | ||
钨 | 10~100 | 10~100 | 10~100 | 10~100 |
在本发明的第二个实施例中提供抗菌和抗真菌功效的铂纳米金属粒子(参见图1)的大小为1-50nm,相对织物重量的最终浓度为0.00005~0.001wt%(0.5~10ppm).
本发明的金纳米金属粒子(参见图2的透射电镜照片)的大小为1-30nm,相对织物重量的最终浓度为0.00005~0.001wt%(0.5~10ppm).
本发明的银纳米金属粒子(参见图3的透射电镜照片)的大小为1-30nm,相对织物重量的最终浓度为0.00005~0.001wt%(5~100ppm).
本发明的铜纳米金属粒子(参见图4的透射电镜照片)的大小为1-50nm,相对织 物重量的最终浓度为0.001~0.001wt%(10~100ppm).
本发明的锌纳米金属粒子(参见图5的透射电镜照片)的大小为1-50nm,相对织物重量的最终浓度为0.003~0.03wt%(30~300ppm).
本发明的有机锗纳米金属粒子(参见图6的透射电镜照片)的大小为1-50nm,相对织物重量的最终浓度为0.0001~0.005wt%(1~50ppm).
本发明的硒纳米金属粒子(参见图7的透射电镜照片)的大小为1-50nm,相对织物量的最终浓度为0.0001~0.005wt%(1~50ppm).
本发明的钨(参见图8的透射电镜照片)纳米金属粒子大小为1-50nm,相对织物量的最终浓度为0.001~0.01wt%(10~100ppm).
根据本发明的第三个实施例,与第二个实施例相同或类似,①粘胶人造丝,②聚酯,③聚乙烯,④聚丙烯,⑤棉,⑥纸浆等无纺布的每一种纤维材料,根据表3的比率与所选择的纳米金属粒子混合,或者含有所选择的纳米金属粒子的无纺布的复合纤维材料,都可用来制造无纺布。
在第三个实施例中,考虑到用来制造粘胶人造丝的材料-硫化物反应可能会引起团聚,所以不使用铂,金和银的纳米金属粒子。
考虑到纳米金属粒子可能会从纸浆和棉质材料里分开,这是因为比起纳米金属粒子与纸浆和棉里的高分子聚合物的聚合反应来说,混合性不够强,这样就不使用铜和钨的纳米金属粒子,这些粒子相对易引起皮肤刺激。
考虑到与纸浆粘合剂反应很可能会引起颜色变化,银粒子的浓度为0.0005~0.002wt%(5~20ppm),且考虑实际一起使用抗菌湿巾制造用水。
为了使上述纳米金属粒子像表3列出的那样混合,如果使用上述材料如①粘胶人造丝,②聚酯,③聚乙烯,④聚丙烯,⑤棉,⑥纸浆,那么混合方法为选择上述金,铂,银,锗,硒,锌,铜和钨里面的一种或其混合物到其制造流程中。
如第二实施例所述,粘胶人造丝是通过在纺丝前的挤压机的添料过程添加上述金,铂,银,锗,硒,锌和铜里面的一种或多种的纳米粒子到其织物材料而制成的。
根据本发明,如果在制造粘胶工艺中没有使用二硫化碳(CS2)或使用通过提高稳定剂或添加剂数量制造的纳米金属粒子,以使与硫化物的反应减至最低,那么建议在粘胶纤维形成的过程中混合进纳米粒子,因为这样可以增加最终人造丝中的纳米粒子的分散性能。
根据第三个实施例中对⑤棉的描述,在无纺布或棉纺纱的制造中,采用将棉纺物浸入到含有纳米金属粒子的水中的方法或者与纳米金属粒子一起混纺的方法。
对⑥纸浆来说,可选择以下几种方法:一种混合方法是将上述纳米金属粒子选择性地混合进制造用水中,该制造用水在纸浆制造过程中用于纸浆材料分散,或另一种混合方法,将上述纳米金属粒子与粘合剂混合,该粘合剂在纸浆制造过程中加入,而使纸浆达到一定的厚度和外形,再或者另一种方法,织物成形后,通过喷洒纳米金属粒子将所选择的纳米金属粒子加入到纸浆。
对上述提及的②聚酯,③聚乙烯(PE),④聚丙烯(PP)就像前面韩国专利号10-0599532提示的那样,在通过将从铂,金和银里面选择的纳米金属粒子以一定比率与恒温塑料树脂混合,制造出母料切片或复合切片之后,母料切片以占总树脂切片总量3-10wt%的比例与树脂切片混合纺丝,或使用100%复合切片进行纺丝,从而制得抗菌和抗真菌纤维。
抗菌和抗真菌材料如①粘胶人造丝,②聚酯,③聚乙烯,④聚丙烯,⑤棉,⑥纸浆通过选择的纳米金属粒子的处理之后,可单独使用或复合使用。例如,它可以用来制造抗菌和抗真菌织物产品,特别是包括湿巾在内的无纺布。
并且,上述金,铂,银,锗,硒,锌,铜和钨的纳米金属粒子混合到如粘胶人造丝,聚酯,聚丙烯,聚乙烯,棉花和纸浆里面的一种或超过一种的混合物里面所得到的织物材料,以及用一种或一种以上织物材料制造的湿巾最终的织物,所含的纳米金属粒子的最终浓度,相对织物重量来说,不能超过0.03%(300ppm)。
这是因为最终的湿巾有可能具有充分的抗菌和抗真菌特性,原因是对最终应用的无纺布来说,在纳米金属限定浓度0.03wt%(300ppm)范围内,抗菌和抗真菌织巾制造用水,除了初次具有的抗菌和抗真菌功效外还可能第二次获得功效,即使任何一种或多种纳米金属粒子以任何结合比率被混合。
如本发明第三个实施例表3所示的那样,为了使织巾制造用水达到抗菌和抗真菌功效,铂,金,银,锌,锗和硒被单独混合或选择一种以上的材料按表4的比率混合。第三个实施例中的湿巾制造用水,考虑到其作为混合物与抗菌抗真菌织物一起使用,所以应用比上述第一个实施例相对低的混合比率。
[表4]
类别 | 铂 | 金 | 银 | 锌 | 锗 | 硒 | 过氧化氢 |
[0195]
根据表4,相对表3列出的抗菌和抗真菌织物来说,混合到上述湿巾制造用水使其具有额外的抗菌和抗真菌特性的纳米铂粒子的大小为1-50nm,相对湿巾制造用水重量的最终浓度为0.00001~0.0003wt%(0.1~3ppm)。
混合到湿巾制造用水的金纳米粒子大小为1-30nm,它的最终浓度相对湿巾制造用水重量为0.00001~0.0005wt%(0.1~5ppm)。
混合到湿巾制造用水的银纳米粒子大小为1-20nm,它的最终浓度相对湿巾制造用水重量为0.00001~0.0001wt%(0.1~10ppm)。
混合到湿巾制造用水的锌纳米粒子大小为1-50nm,它的最终浓度相对湿巾制造用水重量为0.00001~0.005wt%(0.1~50ppm)。
混合到湿巾制造用水的锗纳米粒子大小为1-50nm,它的最终浓度相对湿巾制造用水重量为0.0001~0.005wt%(1~50ppm)。
混合到湿巾制造用水的锌纳米粒子大小为1-50nm,它的最终浓度相对湿巾制造用水重量为0.0001~0.005wt%(1~50ppm)。
另外,由上述每一种金,铂,银,锗,硒和锌制成的多种纳米金属粒子浸入到已经具有一定抗菌和抗真菌功效的湿巾制造用水的最终浓度,不能超过相对湿巾制造用水重量的0.005wt%(50ppm)。
这是因为最终制成的湿巾可有足够的抗菌和抗真菌功效,原因是除了从抗菌和抗真菌湿巾制造用水获得抗菌和抗真菌功效之外,纳米金属粒子混入无纺布还获得了另外的抗菌和抗真菌功效。在纳米金属粒子混入到最终使用的无纺布里限定的浓度范围0.005wt%(50ppm)之内,是能够给予除初步的抗菌和抗真菌功效之外的第二次功效,不论任何一种或多种纳米金属粒子以任何结合方式和比率混合。
这是因为可以从最终的湿巾里得到充分的抗菌和抗真菌功效,原因是相对从最终浓度为0.005wt%(50ppm)的湿巾制造用水量得到的抗菌和抗真菌功效来讲,含有纳米金属粒子的无纺布可以提供额外的抗菌和抗真菌功效,即使任何一种或多种纳米金属粒子以结合方式和比率混合。
和第一,第二个实施例阐述的制造方法一样,从原材料如铂,金,银,锗,硒,锌,铜和钨选择使用用于第三个实施例中的无纺布及制造用水的纳米金属粒子,制 造每一种纳米粒子、及诸如还原剂和稳定剂的添加剂,每一种纳米金属粒子的规格的制造方法都一样。
[怎样执行本发明]
下面的代表例子是实施基于本发明中用抗菌和抗真菌织物制造湿巾的方法。
[实施例]
首先,用浓度为0.001wt%(10ppm),0.0035wt%(35ppm),0.01wt%(100ppm)和0.005wt%(50ppm)的锗,硒,锌和铜分别混和到粘胶人造丝中,并纺纱。
[表5]
(单位:ppm)
类别 | 银 | 锗 | 硒 | 锌 | 铜 | 钨 |
①粘胶人造丝 | 10 | 35 | 100 | 50 | ||
②聚酯 | 60 | 300 | 150 |
然后以相比织物重量0.06wt%(60ppm),0.3wt%(3,000ppm),0.15wt%(1500ppm)的浓度将银、锌、钨混合到聚酯(PET)中,制成母料切片,该塑胶母料切片以相比聚酯原料总重量10wt%的比例与原料聚酯切片混纺。使金属银、锌和钨的纳米粒子浓度相对聚酯织物重量分别达到0.006wt%(60ppm),0.03wt%(300ppm),0.015wt%(150ppm)。
下一步,以70%比例的粘胶人造丝和30%比例的聚酯,制作湿巾用无纺布。并为该含70%的粘胶人造丝和30%的聚酯混制的最终织巾用织物,相应制备纳米金属粒子,相对织物重量,纳米金属粒子的浓度分别为:银0.0018wt%(18ppm)、锌0.016wt%(160ppm)、铜0.0035wt%(35ppm)、锗0.0045wt%(45ppm)。
以表6提出的比率混合纳米粒子到制造用水中,用上述无纺布制造湿巾,而且相对无纺布总重量来说,这种无纺布含有3.5倍于无纺布重量的湿巾制造用水。
[表6]
类别 | ①银 | ②锌 | ③锗 | ④硒 | ⑤过氧化氢 |
应用浓度 (ppm) | 0.4 | 10 | 5 | 15 | 250 |
根据湿巾的抗菌和抗真菌的测试结果,使用黑曲霉ATCC 6275作为细菌样品,取0.5g细菌液体,在25±1℃保持24小时,得到下列结果,如下表7所示。
[表7]
测试菌 内容 | 黑曲霉菌ATCC 6275 |
接种浓度(CFU/毫升) | 1.7×105 |
Ma | 1.7×105 |
Mb | 2.6×105 |
Mc | <10 |
真菌减少率(%) | 99.9 |
非离子湿润剂 | 吐温80(0.05%) |
表7中,减少率(%)来自‘【(Ma-Mc)/Mb】x100’的公式,Ma是起初控制样本真菌的平均数,Mb是在培养24小时后控制样本真菌的平均数,而Mc则是培养24小时后测试样本真菌的平均数。
就湿巾抗菌测试结果来看,以每个5.0g的葡萄球菌金ATCC 6538和Klebsiella肺炎ATCC 4352作为细菌,及棉作为标准织物,在‘KS K 0693’下测试抗菌水平,得到表8所示的结果。
表8显示细菌减少率通过以下公式获得:[(Ma-Mc)/Mb]x100,增长率(F)为Mb/Ma(超过31.6倍),Ma是刚移植后存活的细菌数量(3种细菌的平均数量),而Mb是培养后18小时以内存活的细菌数量(所用3种细菌的平均数量)。
[表8]
测试菌 内容 | 金黄色葡萄球菌ATCC 6538 |
接种浓度(CFU/毫升) | 1.4×105 |
Ma | 1.4×105 |
Mb | 6.9×106 |
Mc | <10 |
真菌减少率(%) | 99.9 |
非离子湿润剂 | 吐温80(0.05%) |
测试菌 内容 | 金黄色葡萄球菌ATCC 4352 |
接种浓度(CFU/毫升) | 1.7×105 |
[0226]
细菌增长率(F) | 54倍 |
Ma | 1.7×105 |
Mb | 0.2×106 |
Mc | <10 |
真菌减少率(%) | 99.9 |
非离子湿润剂 | 吐温80(0.05%) |
上述测试结果表明:在不考虑无纺布自身可能污染的情况下出现了令人满意的抗菌和抗真菌效果,它是通过将无纺布浸入湿巾制造用水中(该湿巾制造用水含有所选的具有抗菌和抗真菌功能的混合纳米合粒子),而得到本发明项下的抗菌和抗真菌织物。
[工业实用性]
另一方面,本发明并不局限于上面列举的应用实施例,也可以在遵循本发明技术基础的条件下,改变其应用。
就本发明而言,即使第二实施例展示了能够通过将一种或者一种以上的纳米合金粒子(金,铂,银,锗,硒,锌,铜,钨)熔纺进织物(粘胶人造丝、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、棉和纸浆),制作抗菌和抗真菌无纺布,而获得抗菌和抗真菌的功能,但这项发明不仅仅限于此种方式。
再举个例子,它能够通过在织物(粘胶人造丝、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、棉和纸浆)的制作过程中将胶黏剂等添加剂与一种或多种纳米金属粒子(金,铂,银,锗,硒,锌,铜,钨)混合,使无纺布具有抗菌和抗真菌的功能。
举个例子,通过浸泡或者喷洒的方式,将一种或者不止一种的上述纳米金属粒子(金,铂,银,锗,硒,锌,铜,钨)与粘结剂(水基粘结剂、非水基粘结剂、软型和硬型)混合,形成纤网制成具有抗菌和抗真菌功能的粘胶人造丝和聚酯或粘胶人造丝与聚酯混纺的化学粘合型无纺布。
再举个例子,热粘合型无纺布,是将聚丙烯、混合纱(PET-PE、PP-PE、PET-PP)、及粘胶人造丝(最好是聚丙烯或混合纱混合物)与聚酯等无纺布,通过将上述所列的金、铂、银、锗、硒、锌、铜和钨中所选的一种或者不止一种混合的纳米合金粒子,与织物组织结合构成网状,织物材料通过加热或融化连接到表面,从而使无纺布获得抗菌和抗真菌功能。
再举个实施例子,通过将从上述所列的金、铂、银、锗、硒、锌、铜和钨中所选的一种或者不止一种混合的纳米金属粒子,在熔融与喷丝的过程中,与聚酯、聚丙烯或尼龙切片混合,形成网状结构,从而制成具有抗菌和抗真菌的功能的纺粘型无纺布。
而气流型无纺布,是用压缩空气和粘合剂与织物原料制得,通过将从上述所列的金、铂、银、锗、硒、锌、铜和钨中所选的一种或者不止一种混合的纳米金属粒子,加入到所述的粘结剂中,而使得制成的无纺布具有抗菌和抗真菌的功效。
通过将从上述所列的金、铂、银、锗、硒、锌、铜和钨中所选的一种或者不止一种混合的纳米金属粒子,加到水中,并喷到粘胶丝、聚酯纤维和聚丙烯中的一种或者不止一种混合物之后,形成纤网状,而制得具备抗菌和抗真菌的能力的纺花边无纺布(高压射流缠结)。
另外,在由合成聚合物纺丝得到均质熔融织物网并在高压与热风的作用下形成微纤的制造过程中,将从上述所列的金、铂、银、锗、硒、锌、铜和钨中所选的一种或者不止一种混合的纳米金属粒子混合进熔融织物纤网之中,就可制成具备抗菌和抗真菌功能的熔喷无纺布。
Claims (13)
1.一种抗菌及抗真菌的湿巾的制造方法,其特征在于,所述湿巾为从粘胶人造丝、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、棉、纸浆等织巾织物中选择的一种或几种的混合物织造而成,并浸渍于含有铂、金、银、锗、硒、锌中的一种或几种纳米金属粒子的织巾制造用水中加以实现。
2.根据权利要求所述1的制造方法,所述纳米铂粒子大小如果是1~50nm,相对所述的织巾制造用水的重量,其使用的最终浓度为0.00001~0.0005wt%(0.1~5ppm),其包括对铂化合物与氧化物[六氯铂酸铵(IV);(NH4)2[PtCl6],二亚硝基二氨铂(II);Pt(NO2)2(NH3)2,六水合六氯铂(IV)酸;H2(PtCl6)·6H2O,六羟基铂(IV)酸;H2Pt(OH6),乙酰丙酮铂;Pt(C5H7O2)2,氯化铂,二氯化铂,四氯化铂,碘化铂;PtI2,氧化铂;PtO,二氧化铂,三氧化二铂,硫化铂;PtS2]中的选择材料进行分解和离子还原,提取得到的纳米金属铂粒子,以及通过采用物理冲压与压碎的方法制得细小铂粒子;
所述纳米金粒子的大小如果是1~30nm,相对所述的织巾制造用水的重量,其使用的最终浓度为0.00001~0.001wt%(0.1~10ppm),其包括对金化合物与氧化物[硫化金;Au2S;氢氧化金;AuOH,氢氧化金;Au(OH)3,碘化金;AuI,氧化金;Au2O,三氧化二金,金氢氧化物水合物;Au2O3·xH2O,氯化金,三氯化金,三水合氯化金酸;HAuCl4·3H2O]中的选择材料用纯水、乙醇和异丙醇进行分离并进行离子还原,提取得到的金,和采用物理冲压,压碎和电爆等方法制成细小的金粒子;
所述纳米银粒子的大小如果是1~20nm,相对织巾制造用水的重量,其最终浓度为0.00001~0.002wt%(0.1~20ppm),其包括对其金属氯化物和化合物[硝酸银;AgNO3,氯化银;AgCl,氯酸银;AgClO3,高氯酸银,AgClO4,硫酸银;Ag2SO4,亚硫酸银;Ag2SO3,硫化银;Ag2S,醋酸银;CH3COOAg,硒化银;Ag2Se,水合柠檬酸银;AgO2CCH2C(OH)(CO2Ag)CH2CO2AgxH2]中选择的材料制取的金属银,和采用物理冲压、压碎和电爆等方法制成细小的银粒子;
所述纳米锌粒子的大小如果是1~50nm,相对织巾制造用水的重量,其最终浓度为0.003~0.03wt%(30~300ppm),其包括对从锌化合物[醋酸锌;(CH3CO2)2Zn,二水醋酸锌;Zn(CH3COO)2·2H2O,丙烯酸锌;(H2C=CHCO2)2Zn,氯化锌;ZnCl2,碘化锌;ZnI2,酞菁锌;C32H16N8Zn,硒化锌;ZnSe,硫酸锌;ZnSO4,硫化锌;ZnS,29H,31H-四苯并[b,g,l,q]卟吩锌;C36H2ON4Zn]中所选择材料进行分解和离子还原,提取的锌,和采用物理冲压,压碎和电爆制成细小的锌粒子;
所述纳米锗粒子的大小如果是1~50nm,相对织巾制造用水的重量,其最终浓度为0.0001~0.01wt%(1~100ppm),其包括对从锗化合物[四氯化锗;GeCl4,氯化锗二恶烷复合物;C4H8Cl2GeO2,氟化锗;GeF4,二碘化锗;GeI2,四碘化锗;GeI4,异丙醇锗;Ge(OCH(CH3)2)3,甲醇锗;Ge(OCH3)4,氮化锗;Ge3N4,,氧化锗;GeO2,硒化锗;GeSe,,二硒化锗;GeSe2,硫化锗GeS]及有机锗化合物(二羧乙基三氧化二锗;O[Ge(=O)CH2CH2CO2H]2,中选择的材料进行分解和离子还原,提取的金属锗,和用物理冲压、粉碎方法得到锗粒子;
所述纳米硒粒子的大小如果是1~50nm,相对织巾制造用水的重量,其所用最终浓度为0.0001~0.01wt%(1~100ppm),其包括对从硒化合物[二氯氧化硒;SeOCl2,二硫化硒;SeS2,四氯化硒;SeCl4,硒代L-胱胺酸;C6H12N2O4Se2,硒代L-蛋氨酸;CH3SeCH2CH2CH(NH2)CO2H,硒酚;C4H4Se,亚硒酸;H2SeO3,硒化锗;GeSe,二硒化锗]中选择的材料进行分离和离子还原而提取得到的金属硒,和用物理冲压得到硒粒子;
在所述的混合有铂、金、银、锗、硒和锌中的一种或超过一种的织巾制造用水中,加入最终浓度为相对织巾制造用水重量0.001~0.045wt%(10~450ppm)的过氧化氢(H2O2),以避免纺布的颜色变化;
所述制造含有纳米粒子的抗菌和抗真菌湿巾的方法是用铂,金,银,锗,硒和锌的纳米粒子制成,而这些纳米粒子包括通过对铂,金,银,锗,硒和锌的化合物进行分离溶解制成的和通过将铂,金,银,锗,硒和锌在高分子稳定剂存在下溶解到水或非水(挥发性溶剂)溶剂,再进行氮气提纯和使用伽玛射线照射得到的;
所述银纳米粒子是由硝酸银通过离子交换树脂脱硝或真空蒸馏减压移出硝酸根离子制成的,硝酸根离子是在从硝酸银制备银的过程中作为Ag+的反荷离子产生的。
3.根据权利要求2所述的制造方法,其中用于所述铂,金,银,锗,硒和锌的金属纳米粒子的制造过程的还原剂包括甲醛、肼、生育酚及有机酸[甲酸、柠檬酸、醋酸、马来酸、低于4个碳的有机酸及甲基乙醇胺;HOCH2CH2N(CH3)2)];
所述铂,金,银,锗,硒和锌的金属纳米粒子的制造过程中使用的稳定剂包括聚乙烯,聚丙烯腈,聚甲基丙烯酸酯,聚氨酯,聚丙烯酰胺,聚乙烯乙二醇和聚氧乙烯硬脂酸中的一种或多种;
所述制造抗菌和抗真菌湿巾的方法,从聚乙烯醇,吡咯烷酮-丙烯酸共聚物,聚氧乙烯硬脂酸,聚乙烯醇缩丁醛中选择一种或多种作为银的稳定剂。
4.一种制造抗菌和抗真菌湿巾的方法,其特征在于:
通过从金,铂,银,锗,硒,锌,铜和钨的纳米粒子中选出一种或多种纳米粒子混合到是粘胶人造丝,聚酯,聚乙烯,聚丙烯,棉花和纸浆里面的一种或多种的纤维织物材料中,形成抗菌和抗真菌的织物;
然后,将该抗菌和抗真菌织物浸入到织巾制造用水中,这种织巾制造用水是无防腐剂的纯净水或者蒸馏水。
5.根据权利要求4所述的制造方法,其中,在粘胶人造丝作为织物材料的制造过程中,在人造丝纤维纺丝前,在加料过程中加入从所述锗,硒,锌,铜和钨的纳米粒子中选出一种或多种纳米粒子,并纺丝;
如果以纤维材料作为织物材料,如聚酯,聚乙烯,聚丙烯,从所述金,铂,银,锗,硒,锌,铜和钨的纳米粒子中选出一种或多种纳米金属粒子与恒温控塑料树脂混合来制造母料切片或者复合切片之后,挤压,并以3-10wt%比例将已准备好的母料切片加入到原料切片中混合,或用100%比例前面已制成的复合切片,纺抗菌和抗真菌纤维;
如果以棉作为织物材料,就将棉浸入含有所述金,铂,银,锌,锗和硒的纳米金属粒子的水中,或者将棉与所述纳米金属粒子混纺;
如果以纸浆作为织物材料,制造抗菌和抗真菌湿巾的制造方法是选择性地混合上述铂,金,银,锌,锗和硒的纳米金属粒子到工艺用水中,该工艺用水用于纸浆原料的分散,或者将选定的纳米金属粒子与用于纸浆保持一定厚度和形状的粘合剂混合,或者在纸浆具有织物外形后将所述铂,金,银,锗,硒和锌的混合物喷洒在纸浆表面。
6.根据权利要求4所述的制造方法,其中,制造含有所述织物的抗菌和抗真菌湿巾的方法包括:所述织物由粘胶人造丝,聚酯,聚乙烯,聚丙烯,棉花和纸浆作为织物原料,通过加以压缩、熔融和喷洒以形成纤网组织,然后与铂,金,银,锗,硒,锌和铜中一种或多种选定的纳米金属粒子混合,加粘合剂用来附着,融化织物材料以及喷水。
7.根据权利要求4或6所述的抗菌和抗真菌湿巾的制造方法,其具体如下:
该铂纳米粒子的大小如果是1~50纳米,相对所述的织巾制造用织物的重量,其所用最终浓度为0.00005~0.003wt%(0.5~30pm),其包括对从铂化合物[六氯铂酸铵(IV);(NH4)2[PtCl6],二亚硝基二氨铂(II);Pt(NO2)2(NH3)2,六水合六氯铂(IV)酸;H2(PtCl6)·6H2O,六羟基铂(IV)酸;H2Pt(OH6),乙酰丙酮铂;Pt(C5H7O2)2,氯化铂,二氯化铂,四氯化铂,碘化铂;PtI2,氧化铂;PtO,二氧化铂,三氧化二铂,硫化铂;PtS2]中选择的材料中分离和离子还原提取得到的纳米铂粒子;和由物理冲压、压碎法制成细小铂粒子;
该金纳米粒子的大小如果是1~30纳米,相对所述的织巾制造用织物的重量,其所用最终浓度为0.00005~0.005wt%(0.5~50pm),其包括对从金化合物与氧化物[硫化金;Au2S;氢氧化金;AuOH,氢氧化金;Au(OH)3,碘化金;AuI,氧化金;Au2O,三氧化二金,金氢氧化物水合物;Au2O3·xH2O,氯化金,三氯化金,三水合氯化金酸;HAuCl4·3H2O]中选择的材料用纯水、乙醇和异丙醇进行分离并进行离子还原,提取得到的金,和采用物理冲压,压碎和电爆等方法制成细小的金粒子;
该银纳米粒子的大小如果是1~20纳米,相对所述的织巾制造用织物的重量,其所用最终浓度为0.0005~0.02wt%(5~200pm),其包括从金属氯化物和化合物[硝酸银;AgNO3,氯化银;AgCl,氯酸银;AgClO3,高氯酸银,AgClO4,硫酸银;Ag2SO4,亚硫酸银;Ag2SO3,硫化银;Ag2S,醋酸银;CH3COOAg,硒化银;Ag2Se,水合柠檬酸银;AgO2CCH2C(OH)(CO2Ag)CH2CO2AgxH2]中选择的材料制成纳米银粒子以及由通过物理作用,压碎法以及电爆法得到细小的银粒子;
该锌纳米粒子的大小如果是1~50纳米,相对所述的织巾制造用织物的重量,其所用最终浓度为0.003~0.01wt%(30~1,000pm),其包括对从锌化合物[醋酸锌;(CH3CO2)2Zn,二水醋酸锌;Zn(CH3COO)2·2H2O,丙烯酸锌;(H2C=CHCO2)2Zn,氯化锌;ZnCl2,碘化锌;ZnI2,酞菁锌;C32H16N8Zn,硒化锌;ZnSe,硫酸锌;ZnSO4,硫化锌;ZnS,29H,31H-四苯并[b,g,l,q]卟吩锌;C36H2ON4Zn]中选择的材料进行分解和离子还原,提取的锌,和采用物理冲压,压碎和电爆制成细小的锌粒子;
该锗纳米粒子的大小如果是1~50纳米,相对所述的织巾制造用织物的重量,其所用最终浓度为0.0001~0.03wt%(1~300pm),其包括对锗化合物[四氯化锗;GeCl4,氯化锗二恶烷复合物;C4H8Cl2GeO2,氟化锗;GeF4,二碘化锗;GeI2,四碘化锗;GeI4,异丙醇锗;Ge(OCH(CH3)2)3,甲醇锗;Ge(OCH3)4,氮化锗;Ge3N4,,氧化锗;GeO2,硒化锗;GeSe,,二硒化锗;GeSe2,硫化锗GeS]及有机锗化合物(二羧乙基三氧化二锗;O[Ge(=O)CH2CH2CO2H]2,中选择的材料进行分解和离子还原,提取的金属锗,和用物理冲压、粉碎方法得到锗粒子。
该硒纳米粒子的大小如果是1~50纳米,相对所述的织巾制造用织物的重量,其所用最终浓度为0.0001~0.01wt%(1~100pm),其包括对从硒化合物[二氯氧化硒;SeOCl2,二硫化硒;SeS2,四氯化硒;SeCl4,硒代L-胱胺酸;C6H12N2O4Se2,硒代L-蛋氨酸;CH3SeCH2CH2CH(NH2)CO2H,硒酚;C4H4Se,亚硒酸;H2SeO3,硒化锗;GeSe,二硒化锗]中选择的材料进行分离和离子还原而提取得到的金属硒,和用物理冲压得到硒粒子;
该铜纳米粒子的大小如果是1~50纳米,相对所述的织巾制造用织物的重量,其所用最终浓度为0.001~0.02wt%(10~200pm),其包括对从铜化合物[醋酸亚铜,醋酸铜(II),一水合醋酸铜(II),溴化铜,氯化亚铜,氯化铜,D-葡萄糖酸铜(II),酞菁铜(II),硫酸铜,硫化亚铜,硒化铜(II)]中选择的材料进行分离和离子还原,提取得到的纳米铜粒子,和通过物理冲压,压碎以及电爆法形成细小的铜粒子;
该钨纳米粒子的大小如果是1~50纳米,相对所述的织巾制造用织物的重量,其所用最终浓度为0.001~0.03wt%(10~300pm),其包括对钨化合物[碳化钨(IV),四氯化钨(IV),六氯化钨(VI),二氯二氧化钨(VI),六羰基钨(VI),二氧化钨,三氧化钨,四氯氧化钨,五羰基-N-异戊腈基钨,二硅化钨,二硫化钨]中选择材料中进行分离和离子还原提取得到的纳米钨粒子,和通过物理冲压,压碎以及电爆法形成细小的钨粒子。
所述抗菌和抗真菌湿巾的制造方法包括用铂,金,银,锗,硒,锌,铜和钨制成的纳米粒子,每种纳米粒子是通过从铂,金,银,锗,硒,锌,铜和钨的化合物中分离提取得到的,也包括在高分子稳定剂存在下,铂,金,银,锗,硒,锌,铜和钨中的一种溶解到水或非水溶剂后,用氮净化,用伽马射线照射提取的纳米粒子;所述银纳米粒子是由硝酸银通过离子交换树脂脱硝或真空蒸馏减压移出硝酸根离子制成的,硝酸根离子是在从硝酸银制备银的过程中作为Ag+的反荷离子产生的。
8.根据权利要求7所述的制造方法,在所述金,铂,银,锗,硒和锌的纳米金属粒子制造过程中使用还原剂,包括甲醛,肼,维生素E,有机酸;低于四个碳的有机酸,和/或甲基乙醇胺;
在所述铂,金,银,锗,硒和锌的金属纳米粒子的制造过程中使用稳定剂,包括聚乙烯,聚丙烯腈,聚甲基丙烯酸酯,聚氨酯,聚丙烯酰胺,聚乙烯乙二醇和聚氧乙烯硬脂酸中的一种或多种;
所述制造抗菌和抗真菌湿巾的方法所用的银稳定剂为从聚乙烯化合物,吡咯烷酮丙烯酸共聚物,聚乙二醇单硬脂酸酯,聚乙烯醇缩丁醛,聚乙烯醇里面选择的一种或多种稳定剂。
9.一种制造抗菌和抗真菌湿巾方法,其通过无纺布和织巾制造用水使其具有多重抗菌和抗真菌功效,包括通过将金,铂,银,锗,硒,锌,铜和钨里面的一种或多种中选择的纳米材料混合纺织到从粘胶人造丝,聚酯,聚乙烯,聚丙烯,棉花和纸浆里面选出的一种或多种的纤维材料中,形成抗菌和抗真菌无纺布,然后将含有金,铂,银,锗,硒和锌里面的一种或多纳米粒子的织巾制造用水与上述抗菌和抗真菌无纺布混合。
10.根据权利要求9所述的制造方法,其中抗菌和抗真菌湿巾的具体制造方法如下:
如果以粘胶人造丝作为织物材料,在制造过程中,,在人造纤维纺丝前,在原料的加料工序中加入从上述锗,硒,锌,铜和钨里面选择的一种或多种纳米粒子,然后一起进行混纺。
如果以聚酯、聚乙烯和聚丙烯作为织物材料,将上述从金,铂,银,锗,硒,锌,铜和钨里面的一种或多种中选择的纳米粒子与恒温塑料树脂混合,制成母料切片或复合切片,然后将上述母料切片与塑料原料被按3~10wt%的比例混合纺纱,上述复合切片,则以100wt%的自身比例纺丝。
如果以棉作为织物材料,那么将其浸入含有上述铂,金,银,锗和硒的纳米金属粒子的混合水中,或将棉与上述纳米金属粒子的混合物纺丝。
如果以纸浆为织物材料,将从上述铂,金,银,锌,锗和硒中选择的一种或多种纳米粒子与工艺用水混合,这种工艺用水是用来分散纸浆材料的,通过将其混入到粘合剂的加料程序中,粘合剂使纸浆保持一定的厚度和外形,同时通过在纸浆形成纸浆织布后,通过喷洒混合上述纳米金属粒子的混合物到纸浆表面,来制造抗菌和抗真菌湿巾。
11.根据权利要求9所述的制造方法,其中制造抗菌和抗真菌湿巾的具体方法如下:
如果是粘胶人造丝,聚酯,聚乙烯,聚丙烯,棉花和纸浆作为纺布材料,通过附加压缩,熔融和喷洒形成纤网,同时将从上述铂,金,银,锗,硒,锌和铜里面选定一种或多种纳米金属粒子混合到粘合剂,从而附着,熔解织物材料以及喷水。
12.根据权利要求9所述的制造方法,其中使用到上述织物材料和织巾制造用水的纳米粒子的具体如下;
上述铂纳米粒子的大小如果为1~50纳米,其相对所述的织巾材料的重量,所用最终浓度为0.00001~0.001wt%(0.5~10ppm),其相对织巾制造用水的重量,最终浓度为0.00001~0.0003wt%(0.1~3ppm),其包括对从铂化合物[六氯铂酸铵(IV);(NH4)2[PtCl6],二亚硝基二氨铂(II);Pt(NO2)2(NH3)2,六水合六氯铂(IV)酸;H2(PtCl6)·6H2O,六羟基铂(IV)酸;H2Pt(OH6),乙酰丙酮铂;Pt(C5H7O2)2,氯化铂,二氯化铂,四氯化铂,碘化铂;PtI2,氧化铂;PtO,二氧化铂,三氧化二铂,硫化铂;PtS2]中选择的材料中分离和离子还原提取得到的纳米铂粒子;和由物理冲压、压碎法制成细小铂粒子;
如果上述金纳米粒子的大小为1~30纳米,其相对所述的织巾材料的重量,所用最终浓度为0.00005~0.001wt%(0.5~10ppm),其相对织巾制造用水的重量,最终浓度为0.00001~0.0005wt%(0.1~5ppm),其包括对从金化合物与氧化物[硫化金;Au2S;氢氧化金;AuOH,氢氧化金;Au(OH)3,碘化金;AuI,氧化金;Au2O,三氧化二金,金氢氧化物水合物;Au2O3·xH2O,氯化金,三氯化金,三水合氯化金酸;HAuCl4·3H2O]中选择的材料用纯水、乙醇和异丙醇进行分离并进行离子还原,提取得到的金,和采用物理冲压,压碎和电爆等方法制成细小的金粒子;
如果上述银纳米粒子的大小为1~20纳米,相对所述的织巾材料的重量,其所用最终浓度为0.0005~0.01wt%(05~100ppm),相对织巾制造用水的重量,其最终浓度为0.00001~0.0001wt%(0.1~10ppm),其包括从金属氯化物和化合物[硝酸银;AgNO3,氯化银;AgCl,氯酸银;AgClO3,高氯酸银,AgClO4,硫酸银;Ag2SO4,亚硫酸银;Ag2SO3,硫化银;Ag2S,醋酸银;CH3COOAg,硒化银;Ag2Se,水合柠檬酸银;AgO2CCH2C(OH)(CO2Ag)CH2CO2AgxH2]中选择的材料制成纳米银粒子以及由通过物理作用,压碎法以及电爆法得到细小的银粒子;
如果上述锌纳米粒子的大小为1~50纳米,相对所述的织巾材料的重量,其所用最终浓度为0.003~0.03wt%(30~300ppm),相对织巾制造用水的重量,其最终浓度为0.0001~0.005wt%(1~50ppm),其包括对从锌化合物[醋酸锌;(CH3CO2)2Zn,二水醋酸锌;Zn(CH3COO)2·2H2O,丙烯酸锌;(H2C=CHCO2)2Zn,氯化锌;ZnCl2,碘化锌;ZnI2,酞菁锌;C32H16N8Zn,硒化锌;ZnSe,硫酸锌;ZnSO4,硫化锌;ZnS,29H,31H-四苯并[b,g,l,q]卟吩锌;C36H20N4Zn]中选择的材料进行分解和离子还原,提取的锌,和采用物理冲压,压碎和电爆制成细小的锌粒子;
如果上述锗纳米粒子的大小为1~50纳米,相对所述的织巾材料的重量,其所用最终浓度为0.0001~0.005wt%(1~50ppm),相对所述织巾制造用水的重量,其最终浓度为0.001~0.005wt%(0.5~30ppm),其包括对锗化合物[四氯化锗;GeCl4,氯化锗二恶烷复合物;C4H8Cl2GeO2,氟化锗;GeF4,二碘化锗;GeI2,四碘化锗;GeI4,异丙醇锗;Ge(OCH(CH3)2)3,甲醇锗;Ge(OCH3)4,氮化锗;Ge3N4,,氧化锗;GeO2,硒化锗;GeSe,,二硒化锗;GeSe2,硫化锗GeS]中选择的材料进行分解和离子还原,提取的金属锗,有机锗化合物[二羧乙基三氧化二锗;O[Ge(=O)CH2CH2CO2H]2],和用物理冲压、粉碎方法得到锗粒子。
如果上述硒纳米粒子的大小为1~50纳米,相对所述的织巾材料的重量,其所用最终浓度为0.0001~0.005wt%(1~50ppm),相对所述织巾制造用水的重量,其最终浓度为0.0001~0.005wt%(1~50ppm),其包括对从硒化合物[二氯氧化硒;SeOCl2,二硫化硒;SeS2,四氯化硒;SeCl4,硒代L-胱胺酸;C6H12N2O4Se2,硒代L-蛋氨酸;CH3SeCH2CH2CH(NH2)CO2H,硒酚;C4H4Se,亚硒酸;H2SeO3,硒化锗;GeSe,二硒化锗]中选择的材料进行分离和离子还原而提取得到的金属硒,和用物理冲压得到硒粒子;
如果上述铜纳米粒子的大小为1~50纳米,相对所述的织巾材料的重量,其所用最终浓度为0.001~0.01wt%(10~100ppm),其包括从铜化合物[醋酸亚铜;CH3CO2Cu,醋酸铜(II);(CH3CO2)2Cu,一水合醋酸铜(II);(CH3CO2)2Cu,溴化铜,氯化亚铜;CuCl,氯化铜,D-葡萄糖酸铜(II);C12H22CuO14,酞菁铜(II);C32H16CuN8,硫酸铜;CuSO4,硫化亚铜;Cu2S,硒化铜(II);Cu2Se]中选择材料进行分离和离子还原,提取得到的铜纳米粒子,和通过物理冲压,压碎以及电爆法形成的纳米铜粒子;
如果上述钨纳米粒子的大小为1~50纳米,相对于所述织物重量的最终浓度为0.001~0.01wt%(10~100ppm),其包括钨化合物[碳化钨(IV);WC,四氯化钨(IV);WCl4,六氯化钨(VI);WCl6,二氯二氧化钨(VI);WCl2O2,六羰基钨(VI);W(CO)6,二氧化钨;WO2,三氧化钨;WO3,四氯氧化钨;WOCl4,五羰基-N-异戊腈基钨;(CO)3WCN(CH2)4CH3,二硅化钨;WSi2,二硫化钨;WS2]中选择材料进行分离提取和从中离子还原得到的钨纳米粒子,以及通过物理冲压,压碎以及电爆法形成的细小钨粒子。
上述制造抗菌和抗真菌湿巾的方法包括用铂,金,银,锗,硒,锌,铜和钨每种材料制成的纳米粒子,这些纳米粒子可以通过对铂,金,银,锗,硒,锌,铜和钨的化合物进行分离溶解获得,也可以将铂,金,银,锗,硒,锌,铜和钨用高分子稳定剂溶解到水或非水溶剂后通过用氮净化以及用伽马射线照射来提炼每一种纳米粒子;从硝酸银制造纳米银粒子是通过离子交换树脂除去硝酸,或真空蒸馏以及减压的方法脱除硝酸根离子,硝酸根离子是在制造银的过程中作为银离子的反荷离子由硝酸银产生的。
上述制造抗菌和抗真菌湿巾的制造用水方法,这种制造用水含有上述纳米粒子(铂,金,银,锗,硒和锌)里面的一种或多种,是用相对织巾制造用水量浓度为0.001~0.045wt%(10~450ppm)的过氧化氢作为最终浓度,以此来防止对纺布的颜色污染,
13.根据权利要求12所述的制造方法,其中应用在制造上述金,铂,银,锗,硒和锌的纳米金属粒子过程中的还原剂包括甲醛,肼,维生素E,有机酸;[甲酸,柠檬酸,醋酸,顺丁烯二酸,低于四个碳的有机酸,和/或甲基乙醇胺]
应用在上述金,铂,银,锗,硒和锌的纳米金属粒子制造过程中的稳定剂包括从聚乙烯,聚丙烯腈,聚甲基丙烯酸酯,聚氨酯,聚丙烯酰胺,聚乙烯乙二醇和聚乙二醇硬脂酸酯选出的一种或多种。
上述制造抗菌和抗真菌湿巾的方法所用的银稳定剂为从聚乙烯化合物,吡咯烷酮丙烯酸共聚物,聚乙二醇单硬脂酸酯,聚乙烯醇缩丁醛,聚乙烯醇里面选择的一种或多种稳定剂。
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