CN1091177C - 复合抗菌纤维、其制备方法及其运用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合抗菌纤维，它是双层芯皮结构，其中芯层为聚丙烯材料、皮层为聚乙烯材料，在所说的皮层聚乙烯材料中以皮层总干重计含有3‰～10‰纳米级银源粉末。还公开了该复合抗菌纤维的制备方法及其运用。本发明的产品能够广谱抗菌，其长效性、耐洗性、稳定性、安全性、抗菌性良好，并且兼顾了产品的抗拉性及回弹性。

Description

复合抗菌纤维、其制备方法及其运用

本发明涉及一种复合抗菌纤维，属于纺织工业领域，本发明还涉及这种复合抗菌纤维的制备方法及其运用。

聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)作为常用的纤维材料而广泛用于纺织工业。聚丙烯和聚乙烯各有优点，例如PP纤维熔点较高，具有良好的回弹性，而PE纤维无毒、无刺激性、无过敏性，具有较高的安全性。多年来，人们一直试图能将两者的优点结合起来，例如将两种材料混配在一起，但效果一直不佳。

近年来，随着人们生活水平的提高，对卫生要求越来越高。表现在纺织工业上是对具有抗菌功能的纺织品表现出较高的兴趣，但目前的抗菌织品大都是通过将含有消毒、灭菌功能的溶液或材料、甚至药物涂覆在织品表面，用这种方法制得抗菌制品其耐久性较差，经过一段时间的使用或数次洗涤即失去了抗菌效果，另外这种抗菌制品对纤维本身的性能影响较大，难以为广大用户所接受。因此人们迫切需要一种具有抗菌性、耐洗性及舒适性的新型纤维。

本发明人正是在充分研究国内外市场及用户需求的情况下、通过大量试验得出本发明。具体地说，本发明人找到了一种新型复合抗菌纤维结构，并且研究出其可行的制备方法，并为这种新型纤维设计工业运用。

因此，本发明的目的在于提供一种同时具有抗菌性、耐洗性及舒适性的新型复合抗菌纤维，该纤维同时具有聚丙烯和聚乙烯材料的优点，具有良好的可纺性及抗拉性。

本发明所说的复合抗菌纤维为双层芯皮结构，其中芯层为聚丙烯材料、皮层为聚乙烯材料，在所说的皮层聚乙烯材料中以皮层总千重计含有3‰～10‰纳米级银源粉末。

本发明所说的银源粉末可以是任何已知的含银材料，可以是无机材料，也可以是有机材料，其中优选的是银粉、氧化银、溴化银、氯化银、氰化银、铬酸银、硝酸银、磷酸银、硫酸银、硅酸银或磺酸银。

在本发明所说的复合抗菌纤维中，所说的银源粉末粒径为30-100nm。

本发明还提供制备上述复合抗菌纤维的方法，它包括将纳米级(通常是30-100nm)的银源粉末以所说的用量与聚乙烯切片共混成具有抗菌功能的母粒；熔化聚丙烯切片并拉丝成芯层；同时将上面制得的具有抗菌功能的母粒熔化并在上述聚丙烯芯层上复合形成皮层，从而使制得的纤维具有双层芯皮结构。

本发明还提供了这种复合抗菌纤维的运用，用于抗菌无纺布。

本发明是利用粉碎成30-100纳米的微颗粒银源粉末，特别是银粉、氧化银、溴化银、氯化银、氰化银、铬酸银、硝酸银、磷酸银、硫酸银、硅酸银或磺酸银粉为无机抗菌剂，将其与聚乙烯(PE)共混熔成有抗菌功能的母粒(切片)，然后再与聚丙烯(PP)普通母粒复合成为芯层为PP，皮层为有抗菌功能的特殊的PE材料的双组份纤维，芯层与皮层材料的相对重量可以根据需要而变化，通常PP料占纤维总重量的50-60％，抗菌PE料占总纤维重量的40-50％。

PP的熔点为176℃，PE的熔点为138℃，利用两种熔点温度差异这一特性，利用热风穿透纤维层加热(热风加工)，使低熔点的皮层PE熔接，从而形成抗菌无纺布。

由于本发明的复合抗菌纤维其外表皮层为低熔点PE，内芯层PP熔点高，在加工无纺布时，复合纤维可自由纵横结合，加工无纺布不会破坏PP的回弹性，而PE经熔化物理粘合而使纤维结合，这样合理地利用复合纤维的物理结构和两种材料各异的熔点，使这种抗菌无纺布透水性、抗拉性较好，蓬松、柔软、质感优良。PE材料无毒性、无刺激性、无过敏性，由它加工而成的产品，人们使用起来非常安全。

因为PE是不具有反应性侧基的聚合物，采用纳米级的银源微粒抗菌剂共混在复合纤维外表皮层的PE材料之中，利用纳米级的抗菌剂共混进行改性，解决了现有的用药物对织物进行后整理的溶出缺点，也使加工工艺简化。银源微粒掺入纺丝中，易分散、易干燥、稳定性强，可以长期缓慢地释放。其长效性、耐洗性均比药物后整理方法理想。因为抗菌剂为极细的颗粒，所以共混在纤维中散布均匀表面积增加。因此抗菌剂用量少，成本降低，最重要的是保持了纤维的原有质量，可纺性强，纤维表面光润，适合于加工纺织品。

纳米级微粒银源粉末可产生活性银阳离子物质，起到抗菌作用，几乎所有细菌的细胞壁和细胞膜带有负电荷基团，根据物理学异性电荷相吸的原理，利用抗菌纤维带有的正电荷基团吸附细菌，束约细菌的活动，抑制其呼吸，发生“接触死亡”，这种正负相吸的物理现象，使细胞上的电荷不均匀，使其细胞膜破裂，致使细菌发生“溶解死亡”，还可以通过银离子破坏细菌胞内酶系统，影响细菌正常的新陈代谢，导致细菌死亡，光敏催化环境中的氧和水分，产生氧化剂，氧化破坏细菌胞内酶，使细菌死亡。经分析抗菌剂的杀菌机理都不是药物性的，而是物理方法抗杀细菌，根据中国医科大学、中国预防医科院消毒检测中心、上海市卫生防疫站、北京市卫生防疫站等权威单位的检测认定，这种物理抗菌无纺布抑杀细菌能力很强，抑菌率在85-99.9％之间。中国预防医科院和上海市卫生防疫站进行的毒理试验也证明本品无毒副作用，无刺激性，无过敏性，安全可靠。

物理抗菌剂只能清洁物体表面，起到“自洁”的作用，而不能离开载体进入人体，既不会破坏微生物的平衡，也不会破坏人体的免疫系统。利用物理正负电荷相吸的现象抗杀细菌谱广，不可能出现耐药菌株，不会象药物抗菌剂那样造成耐药细菌的出现而危害社会。

本发明的复合抗菌纤维造福社会，同时对企业有着重大的经济效益，将会积极推动人类保健事业的发展。

由本发明复合抗菌纤维制得的抗菌无纺布与普通无纺布和药物无纺布不同之处在于：

(1)采用复合双组份将不同特性的聚合物材料加工成纤维，保证了产品的抗拉性；利用不同材料的熔点差异进行物理热合，保证了纤维的回弹性不会受到损伤。这样解决了普通无纺布抗拉强度与蓬松性、柔软性的矛盾，而且抗菌剂微颗粒制造的纤维还具有良好的可纺性。

(2)纳米级的抗菌剂可以使抗菌剂均匀地与纤维外表皮层的聚乙烯(PE)共混，可缓慢释放，长期发生抗菌作用，是非药物性的，不会有耐药细菌的出现，且广谱抗菌。长效性、耐洗性、稳定性、安全性、抗菌性都是十分良好的。

经过多次反复试验，本发明的复合抗菌纤维的断裂强度、断裂伸长率、打结强度、勾结强度变化都不大，符合民用纤维标准。

下面将通过实施例来具体说明本发明，应当明白，该实施例的内容不是对本发明进行限制。

实施例1

称取99.6公斤聚乙烯切片，将其与0.4公斤、粒径为30-100nm的硝酸银粉搅拌混合，而后共混熔融，再形成具有抗菌功能的母粒。另外称取一定量的聚丙烯切片并将其熔融，熔化温度约为275℃，利用常规拉丝机将其拉制成芯层，与其同时将上面制得的具有抗菌功能的母粒在大约235℃下熔化，并使在上述聚丙烯芯层与其同心拉制，使之复合形成皮层，制得的纤维具有双层芯皮结构。

将由此制得的复合抗菌纤维用热风在大约120℃下进行热粘接，从而制得抗菌无纺布。

实施例2

重复上面实施例1的内容，其不同之处仅在于银源材料成分及其与聚乙烯材料的相对用量，在本例中为99.2公斤聚乙烯切片和0.8公斤溴化银粉末。

所制得的无纺布与前例具有相似的性能。

Claims (5)

1.一种复合抗菌纤维，它是双层芯皮结构，其中芯层为聚丙烯材料、皮层为聚乙烯材料，在所说的皮层聚乙烯材料中以皮层总干重计含有3‰～10‰纳米级银源粉末。

2.权利要求1所说的复合抗菌纤维，其中所说的银源粉末是银粉、氧化银、溴化银、氯化银、氰化银、铬酸银、硝酸银、磷酸银、硫酸银、硅酸银或磺酸银。

3.权利要求1所说的复合抗菌纤维，其中所说的银源粉末粒径为30-100nm。

4.制备权利要求1的复合抗菌纤维的方法，包括将纳米级的银源粉末以皮层总干重的3‰～10‰用量与聚乙烯切片共混成具有抗菌功能的母粒；熔化聚丙烯切片并拉丝成芯层；同时将上面制得的具有抗菌功能的母粒熔化并在上述聚丙烯芯层上复合形成皮层，从而使制得的纤维具有双层芯皮结构。

5.权利要求1-3所说的复合抗菌纤维的运用，用于抗菌无纺布。