CN1291667A - 纳米银抗菌布及其工业化生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米银抗菌布,包括在布的纤维之间和纤维之上附着有粒径为1～100纳米的银质粒子,在纳米银抗菌布上附着的纳米银的银量为1～400微克/厘米2;该抗菌布可用于治疗外伤患者的皮肤感染、皮肤浅部真菌感染,妇女细菌性和霉菌性阴道炎、烧烫伤创面的感染、外科手术切口术后感染和脸部痤疮,并可作为人们日常生活用品使用。
Description
本发明是关于一种抗菌织物及其制备方法，更特别的是关于一种纳米银抗菌布及其工业化生产工艺，是中国专利号为92109288专利的改进专利，国际专利分类号D06M11／83。
纳米技术起步于20世纪60年代，到90年代时世界各国竟相开始研究。该技术是以三维方向的尺寸都在1～100纳米(10-9米)的物质粒子作为研究对象的新学科。众所周知，氢原子是最小的原子，其粒径约为0．1纳米。所以纳米级体系为小到数十到上百个原子分子的程度。此时开始显示出量子效应。在表面效应上与经典理论有明显的不同。当一个粒子含有1000个原子时约有一半数目的原子出现在表面上，因此该粒子的此表面要比宏观的经典理论计算的比表面大得多，由于比表面的大大增加而导致其化学活性的大大增加。在日本专利昭54-151669中公开了一种用含有铜、银(平均粒径6微米)的化合物单独或混合物的树脂溶液处理纱线，使该溶液均匀涂布在纱线表面，再纺织成具有杀菌力的布，用于作胶靴的衬里、帆布鞋和裤子。
在日本“加工技术”Vol．17-No．7报道中，用铜和硫化物处理腈纶纤维，得腈纶-硫化铜复合物，对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、皮肤丝状白癣菌有抑菌能力。
在中国发明专利CN87100231A“抗菌防臭纤维织物及制造方法”，公开日：1987年11月18日公开了一种抗菌织物，其将腈纶织物(聚丙烯腈)先后与铜Cu+、碱性绿复合交联，产品对金葡萄球菌、MRSA、白葡萄球菌、白色念珠菌等10个菌种有抗菌能力，可用作抗菌防臭的内衣裤、袜、鞋垫和医药、食品工业的工作服。
日本专利平3-136649，申请日1989年10月24日公开了一种预防奶牛乳房炎的抗菌布，是将银离子与聚丙烯腈以配位键形式结合。对链球菌、葡萄球菌等6个菌种有抗菌能力，可用作擦抹乳牛乳房乳头以预防奶牛乳房炎的擦布。
以上这些发明产品均有抗菌作用，但是抗菌谱不广、作用不明显，并且与本发明完全不同。
本发明的目的之一是提供一种具有长效广谱抗菌能力的纳米银抗菌布。
本发明的目的之二是提供一种纳米银抗菌布的工业化生产工艺和配方。
本发明的这个和其它目的将通过下列详细说明和描述来进一步体现。
在本发明中，本发明的纳米银抗菌布，包括在布的纤维之间和纤维之上附着有粒径为1～100纳米的银质粒子，其表面层为氧化银，核心为金属银，在纳米银抗菌布上附着的纳米银的银量为1～400微克／厘米2，并且在纳米银抗菌布上只有含银粒子，不含其它水溶性物质。
本发明的纳米银抗菌布的工业化生产工艺，包括如下步骤：
A、按如下配比以400公斤布料计配制整理剂：
AgNO3 4～80公斤， NaOH 1．0～8公斤，
NH3H2O 10～60升， HNO3 0．5～1升，
C6H12O6 4～80公斤， C2H5OH 20～50升，
余量为水共2000升；
B、配制氧化剂溶液100～150升；
C、将布料通过均匀轧车浸渍按步骤1配制的整理剂，然后进入氧化还原反应釜，并喷淋上述配制的氧化剂溶液2～3次，然后三浸三轧，干燥。
进一步的，本发明的纳米银抗菌布的工业化生产工艺，包括如下步骤：
A、按如下配比以400公斤布料计配制整理剂：
AgNO3 30～50公斤， NaOH 4．5～6公斤，
NH3H2O 40～50升， HNO3 0．8～1升，
C6H12O6 20～30公斤， C2H5OH 30～40升，
余量为水共2000升；
B、配制氧化剂溶液100～150升；
C、将布料通过均匀轧车浸渍按步骤1配制的整理剂，然后进入氧化还原反应釜，反应时间为10～100秒，温度为90～150℃，并喷淋上述配制的氧化剂溶液2～3次，喷淋量为50～80毫升，然后四浸四轧，轧液率为60～70％，干燥。
在上述整理剂配方中，可以按照需要将AgNO3、NH3H2O和／或HNO3为一组加水配成A液，将C6H12O6、NaOH和／或C2H5OH加水配成B液，需使用前再混合。
在本发明中，所述的氧化剂可以是HCLO4，NH4NO4+HNO3，H2O2，H2O2+HNO3，发烟HNO3，HCLO4+HNO3，NaCLO4+HNO3，可单独使用一种也可混合使用；所述的布包括机织织物、针织织物和无纺织物。
本发明的产品可以用于治疗外伤患者的皮肤感染、皮肤浅部真菌感染及外科手术切口术后预防和治疗切口感染；可以用于治疗烧烫伤创面的感染以及用于治疗妇女细菌性、霉菌性阴道炎和治疗脸部痤疮感染，进一步的可以用于制作日常生活用品，包括床单、枕巾、毛巾和妇女卫生巾等。
图1为本发明的生产工艺流程图，其中，A代表物料运输车，B代表整理、加液和浸渍槽，C代表配料加液系统，D代表氧化还原釜，E代表清洗机，F均匀轧车，G代表整理干燥系统，H代表吸风罩。
本发明的反应机理为：
本发明的纳米银抗菌布就是以小于或等于100纳米粒径的银质粒子以布料为载体，牢固地附着在布料的纤维间和纤维上。经分析测定纳米银抗菌布上附着的纳料银的雏量为1～400微克／厘米2。纳米银抗菌布上附着的银质粒子其粒径小于或等于1～100纳米(经JSM-35C扫描电子显微镜测定证实)，其组成表面层氧化银，核心为金属银(经PH1585光电子能谱测定证实。
本发明上的银质粒子为纳米银，由于比表面大和小尺寸效应在许多方面显示优异的杀菌功能，例如广谱性、长效性、无毒性、无刺激、无过敏等已检测试验和临床验证所证实。
本发明的纳米银抗菌布的工业化生产规模为每小时1000米2，该流水线是针对制作纳米银抗菌布的特殊工艺而专门设计的，具有明显的独创性和新颖性。并且质量稳定，纳米银的粒度、分布、色泽远比实验室(92109288专利所述的)制作法优越，大部份的纳米银抗菌布粒径为1～100纳米，且纳米银的分布更均匀因而生产出的纳米银抗菌布色泽更鲜亮。
本发明的产品抑菌机理为：
银(Ag+)易与带阴电的细菌蛋白酶中的硫基-SH结合成-SAg，使一些细菌赖以生存的活性酶丧失活性而达到抗菌效果。
银是比较稳定的物质，基本上不溶于水，故其抗菌能力既不强又不广。当今使用的含银抗菌药物大都是有一定溶解度的有机银盐，遇水就逐渐溶解，使药力消失。纳米银技术是建立在量子力学、材料化学、生物化学三大基础学科上的产物，通过把银细微化，使其粒径达到10-9米的纳米量级，充分利用它的表面效应、小尺寸效应而产生不同于宏观量级银的各种新的特异性能，从而显示出它的抑菌能力的长效性、广谱性、抗菌力强、稳定性好，遇水功效不但不减弱，反而增强的特性。且在杀灭致病菌过程中，不受人体酸碱度的影响，同时，加强了银的渗透性能促进生肌收敛。由于纳米银的此表面很大，表面结构也发生变化，导致纳米银抗菌布的表面活性大大增强，表现出明显的特异性能，经实验检测，纳米银抗菌布对致病的MIC(0．16-8．97)微克Ag／mL，对MBC为3．05-81．97微克Ag／mL，其杀菌能力提高了200多倍。
以下通过实验来具体证实本发明的纳米银抗菌布的各项性能。
1、长效性
将纳米银抗菌布原品与经下述三种方式处理的纳米银抗菌布一起作体外抑菌试验，证明经洗涤处理的纳米银抗菌布与原品纳米银抗菌布的抑菌效果基本一致。
(1)每次用肥皂手工搓、清水漂洗共50次。
(2)每次仅用清水搓洗共100次。
(3)用清水浸泡45天，每天换水。
2、广谱性
(1)纳米银抗菌布(以下简称NAF)的体外抑菌试验：
A、香港大学微生物系扫美国AATCC检定方法147检测结果如下：
表1
B、上海一医大华山医院菌室作体外抑菌试验：
表2
以上结果表明，对20株细菌均有抑制作用，且对易产生抗药性的细菌，如金黄葡萄球菌耐药株(MRSA)，绿脓杆菌，嗜麦芽假单胞菌及硝酸盐阳杆菌等均有抑制作用，高压及洗涤20次及50次后均与未经洗涤一样，对抑菌作用无明显影响；而AB织物经洗涤20次后，对以上细菌不能抑制；由此可见，织物的抑菌范围比AB织物广泛且不会困为洗涤而影响抑菌效果。
以下通过具体实施例来进一步说明本发明，但实施例用于说明，并不能限制本发明范围。
在本发明中，如非特指，所有的量、份、体积等均为重量单位，液体采用常规单位。
例1：(以200公斤布料为计)
称取AgNO3 5公斤溶于500升水中，加入15升浓氨水，C2H5OH 10升，此为A液；
称取C6H12O6 5公斤，NaOH 1公斤溶于200升水中，此为B液。
在布料浸入前将A、B两液合并，以水稀释至1000升搅匀；
将布料通过均匀轧车浸渍整理剂，轧液率为70％，然后进入氧化还原反应釜，并喷淋H2O2+HNO3(按摩尔比)溶液2～3次，共60升，反应时间为70秒，温度为120℃，然后三浸三轧，轧液率为70％，干燥，即得所需的产品。
例2：(以400公斤布料为计)
称取AgNO3 10公斤溶于1000升水中，加入浓氨水20升，浓HNO31升均匀混合成A液。
称取C6H12O6 12公斤，C2H5OH 30升，溶解后用水稀释至1000升均匀混合成B液。
将布料通过均匀轧车浸渍整理剂，轧液率为60％，然后进入氧化还原反应釜，将按工业化生产的配方配制好的H2O2溶液300升注入氧化处理箱的储液箱中，调节好喷雾头使用喷量为300毫升／公斤布料，反应时间为50秒，温度为110℃，然后四浸四轧，轧液率为70％，干燥，即得所需的产品。
Claims (10)
1、一种纳米银抗菌布，包括在布的纤维之间和纤维之上附着有粒径为1～100纳米的银质粒子，其表面层为氧化银，核心为金属银，其特征在于在纳米银抗菌布上附着的纳米银的银量为1～400微克／厘米2，并且在纳米银抗菌布上只有含银粒子，不含其它水溶性物质。
2、如权利要求1所述的纳米银抗菌布的工业化生产工艺，其特征在于包括如下步骤：
A、按如下配比以400公斤布料计配制整理剂：
AgNO3 4～80公斤， NaOH 1．0～8公斤，
NH3H2O 10～60升， HNO3 0．5～1升，
C6H12O6 4～80公斤， C2H5OH 20～50升，
余量为水共2000升；
B、配制氧化剂溶液100～150升；
C、将布料通过均匀轧车浸渍按步骤1配制的整理剂，然后进入氧化还原反应釜，并喷淋上述配制的氧化剂溶液2～3次，然后三浸三轧，干燥。
3、如权利要求1所述的纳米银抗菌布的工业化生产工艺，其特征在于包括如下步骤：
A、按如下配比以400公斤布料计配制整理剂：
AgNO3 30～50公斤， NaOH 4．5～6公斤，
NH3H2O 40～50升， HNO3 0．8～1升，
C6H12O6 20～30公斤， C2H5OH 30～40升，
余量为水共2000升；
B、配制氧化剂溶液100～150升；
C、将布料通过均匀轧车浸渍按步骤1配制的整理剂，然后进入氧化还原反应釜，反应时间为10～100秒，温度为90～150℃，并喷淋上述配制的氧化剂溶液2～3次，喷淋量为50～80毫升，然后四浸四轧，轧液率为60～70％，干燥。
4、如权利要求2、3所述的纳米银抗菌布的工业化生产工艺，其特征在于所述的氧化剂可以是HCLO4，NH4NO4+HNO3，H2O2，H2O2+HNO3，发烟HNO3，HCLO4+HNO3，NaCLO4+HNO3，可单独使用一种也可混合使用。
5、用权利要求1、2所述的方法制备的纳米银抗菌布，其特征在于可以用于治疗外伤患者的皮肤感染、皮肤浅部真菌感染及外科手术切口术后预防和治疗切口感染。
6、用权利要求1、2所述的方法制备的纳米银抗菌布，其特征在于可以用于治疗烧烫伤创面的感染。
7、用权利要求1、2所述的方法制备的纳米银抗菌布，其特征在于可以用于治疗妇女细菌性、霉菌性阴道炎。
8、用权利要求1、2所述的方法制备的纳米银抗菌布，其特征在于可以用于治疗脸部痤疮感染。
9、用权利要求1、2所述的方法制备的纳米银抗菌布，其特征在于可以用于制作日常生活用品，包括床单、枕巾、毛巾和妇女卫生巾等。
10、如权利要求1所述的纳米银抗菌布，其特征在于所述的布包括机织织物、针织织物和无纺织物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |