TWI397625B - 抗菌紡織品、抗菌粉體及兩者的製造方法 - Google Patents

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抗菌紡織品、抗菌粉體及兩者的製造方法
本發明是有關於抗菌紡織品、抗菌粉體及兩者的製造方法,且特別是有關於不變色的抗菌紡織品、抗菌粉體及兩者的製造方法。
隨著生活水準的提升,人類在居家環境與個人衛生條件上的要求也越益提高。日常生活中許多具有抗菌功效的商品紛紛出籠。各類產品的抗菌功能性,更是受到矚目且各界業者正不斷開發與創新中。
銀會破壞細菌之細胞膜,使其細胞壞死,因此具有防止細菌繁殖以及殺菌的功能,且銀抑菌劑相較於有機抗菌劑具有毒性低、抑菌效能長等優點。因此,許多日常生活用品中,例如口罩、紗布、顏料、塑料等,都以添加少量銀的方式來達到抗菌與殺菌的效果。此外,奈米銀與普通銀離子或是粒子相比,它具有更強的生物化學活性和更強的殺菌能力。如果在塑料、纖維、顏料等材料中加入極少量的奈米銀,便可獲得良好的抗菌殺菌特性。
然而,奈米銀雖然具有良好的抗菌功效,但是當奈米銀應用於紡織品時,出現了一個相當棘手的問題,那就是黃變。將想要具有抗菌效果的紡織品浸泡於具有銀離子的溶液之中,紡織品即具有抗菌功效。然而,伴隨而來的是紡織品產生黃色的塊斑,在外觀上相當不美觀。並且,黃變產生的時間相當快速,幾乎是12小時之內一定會發生。奈米銀應用於紡織品具有相當優異的抗菌功效,但是唯有能克服黃變的問題,奈米銀的抗菌功能才真正能應用於紡織品上。
本發明提供一種不變色之抗菌紡織品,其具有抗菌功能且不易變色。
本發明提供一種不變色之抗菌紡織品的製造方法,所製造的抗菌紡織品不易變色。
本發明提供一種抗菌粉體,由二氧化矽顆粒及奈米銀粒子所燒結形成。
本發明提供一種抗菌粉體的製造方法,所製造的粉體具有抗菌功能。
本發明提出一種不變色之抗菌紡織品,包括一紡織基材、一水性樹脂以及抗菌粉體。水性樹脂覆蓋在紡織基材的表面。抗菌粉體分佈於水性樹脂中,其中抗菌粉體包括燒結在一起的二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子。
在本發明之一實施例中,抗菌粉體與水性樹脂的比例為0.05%~2%。
在本發明之一實施例中,抗菌粉體中的二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子的比例為1:12.5~1:40。
在本發明之一實施例中,二氧化矽顆粒包括多孔性二氧化矽或非多孔性二氧化矽。
在本發明之一實施例中,奈米銀粒子的粒徑小於50nm。
本發明提出一種不變色之抗菌紡織品的製造方法。首先,將奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒混合在一起。繼之,進行一乾燥步驟。接著,進行一燒結步驟,以使奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒燒結成抗菌粉體。然後將抗菌粉體與一水性樹脂混合,以形成一混合溶液。之後,將混合溶液塗佈於一紡織基材上。
在本發明之一實施例中,乾燥步驟為一低溫低壓乾燥步驟。
在本發明之一實施例中,低溫低壓乾燥步驟的溫度為-40℃至0℃,且壓力為1*10-3 ~5*10-3 mbar。
在本發明之一實施例中,燒結步驟的溫度為600℃至800℃。
在本發明之一實施例中,抗菌粉體與水性樹脂的混合比例為1:50~1:2000。
本發明之一實施例中,二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子的比例為1:12.5~1:40。
本發明之一實施例中,將混合溶液塗佈於紡織基材上之後,更包括進行一烘烤步驟。
本發明之一實施例中,烘烤步驟的溫度為100~140℃。
本發明提出一種抗菌粉體,包括2.4~7.4%的二氧化矽顆粒,以及92.6~97.6%的奈米銀粒子。其中二氧化矽與奈米銀粒子是燒結在一起。
本發明之一實施例中,二氧化矽顆粒包括多孔性二氧化矽或非多孔性二氧化矽。
本發明之一實施例中,奈米銀粒子的粒徑小於50nm。
本發明提出一種抗菌粉體的製造方法。首先,將奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒混合在一起。接著,進行一乾燥步驟。然後,進行一燒結步驟,以使奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒燒結成抗菌粉體。
本發明之一實施例中,乾燥步驟為一低溫低壓乾燥步驟。
本發明之一實施例中,低溫低壓乾燥步驟的溫度為-40℃至0℃,且壓力為1*10-3 ~5*10-3 mbar。
本發明之一實施例中,燒結步驟的溫度為600℃至800℃。
本發明之一實施例中,二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子的比例為1:12.5~1:40。
基於上述,本發明不變色之抗菌紡織品的製造方法所製造之紡織品具有抗菌效果且不易變色。此外,本發明的抗菌粉體的製造方法採用先乾燥再燒結的流程,使二氧化矽顆粒及奈米銀粒子形成抗菌粉體。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明之實施例一種不變色之抗菌紡織品的製造方法流程圖。請參照圖1,不變色之抗菌紡織品的製造方法包括下列步驟。首先,進行步驟110,將分別溶於溶劑中的奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒混合在一起。表1為銀溶液與氧化矽在不同混合比例下,抑菌效果測試的實驗結果。從表1可清楚得知,當氧化矽與銀的混合比例低於1:12.5時,抑菌效果不佳。因此,本實施例中二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子的比例為1:12.5~1:40。較佳的情況是,二氧化矽顆粒與奈米銀粒子的混合比例>1:12.5。
接著進行步驟120,即進行一乾燥步驟。本實施例中乾燥步驟為一低溫低壓乾燥步驟。較佳的情況是,低溫低壓乾燥的溫度為-40℃至0℃,且壓力為1*10-3 ~5*10-3 mbar。低溫低壓的乾燥環境,使得原本溶液中的溶劑較容易蒸發,而形成乾燥的粉末態粒子,並且所形成的粉末其顆粒比較細緻。
然後,進行步驟130,即進行一燒結步驟,以使奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒燒結成抗菌粉體。在本實施例中,燒結的溫度介於600℃至800℃之間。
然後,進行步驟140,即將抗菌粉體與一水性樹脂混合,以形成一混合溶液。在本實施例中,抗菌粉體與水性樹脂的混合比例範圍介於1:50至1:2000之間。
之後,進行步驟150,即將混合溶液塗佈於一紡織基材上。為了使混合溶液塗佈於紡織基材上之後,有更佳的附著效果。本實施例之製造方法更包括進行一烘烤步驟(如步驟160所示)。為了達到較佳的效果,烘烤的溫度範圍例如是介於100℃至140℃之間。
以上述方法所形成的不變色的抗菌紡織品說明如下。本實施例之抗菌紡織品包括一紡織基材、一水性樹脂以及抗菌粉體。其中,水性樹脂覆蓋在紡織基材的表面。本實施例之紡織基材,例如是尼龍(nylon)、棉布(cotton)或是其他適當的紡織材料。抗菌粉體則分佈於水性樹脂中。表2為水性樹脂及抗菌粉體在不同混合比例下,塗佈於布樣之後進行JIS L1902:2002抗菌測試方法之結果。
如表2所示,在不同混合比例下,抗菌紡織品的抑菌值為5.7,殺菌值為3.0。一般而言,抑菌值大於2,殺菌值大於0,表示具有抗菌功效。抗菌粉體與水性樹脂的混合比例介於0.05%至2%之間時,抗菌性的表現幾乎沒有差別。因此,本實施例中,抗菌粉體與水性樹脂較佳的混合比例是介於0.05%至2%之間。
上述的抗菌粉體包括燒結在一起的二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子。如同上一實施例中表1所示,本實施例之抗菌粉體中的二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子混合比例介於1:12.5至1:40之間。在本實施例中,二氧化矽顆粒可以為多孔性二氧化矽或是非多孔性二氧化矽。本實施例之奈米銀粒子,較佳的情況是其粒徑小於50nm。
表3為本實施例之抗菌紡織品、對照組與習知抗菌紡織品三者的抗黃變測試之實驗結果。抗黃變測試主要是利用儀器所測得的相關數值,將其代入計算色差的公式中,由計算後所得到的數據來判斷黃變的程度。色差公式(color difference formula)如下所示:
△E={(△L)2 +(△a)2 +(△b)2 }1/2
在色度座標上,L值為正表示亮度較高,L值為負表示暗度較高。a值為正表示偏紅,a值為負表示偏綠。b值為正表示偏黃,b值為負表示偏藍。其中L、a以及b的數值是由儀器所測得,△L為兩樣品之L值的差值,同樣的△a與△b也是如此。由於主要要了解的是樣品的黃變程度,因此需要特別注意的數值分別是b值及△E。本實驗中所採用的紡織基材皆為為尼龍。對照組是單純的尼龍布樣,實驗組為本實施例之抗菌紡織品。另外,習知抗菌紡織品的測試結果也一併參考比較。實驗的條件為在未經過照光的情形下以及經過紫外線照光72小時之後,所分別測得的L、a、b值。
由表3可清楚得知,不論是對照組或本實施例之抗菌紡織品,其未經過照光及照光72小時之後所測得之b值皆為負值,也就是說色度不偏黃,然而習知抗菌紡織品的所測得之b值皆為正值,表示色度偏黃。經過計算,對照組的△E=0.67,本實施例之抗菌紡織品的△E=0.91,而習知抗菌紡織品的△E=7.73。其中,對照組及本實施例之抗菌紡織品的△E皆小於1,表示其色偏很小。也就是說,經過72小時的照光,樣品的顏色改變並不大。相較之下,習知抗菌紡織品的△E達到7.73。表示經過72小時照光之後,習知抗菌紡織品的色偏情況相當嚴重。
表4為另一實施例之抗菌紡織品、對照組與習知抗菌紡織品三者的抗黃變測試之實驗結果。與表3實施相同的測試,惟本實施例中紡織基材為棉布。由於,棉布本身即稍微偏黃,因此如同表4所示,即使在照光0小時所測得之b值皆為正值。經過計算,本實施例之抗菌紡織品的△E=0.37。也就是說,在72小時的照光之後,本實施例之抗菌紡織品其色偏的情形相當輕微,顏色幾乎可說是沒有改變。
從表3及表4的結果可清楚得知,即便採用不同的紡織基材,抗黃變的效果也不會受到太大影響。也就是說,本發明實施例中的不變色之抗菌紡織品,即使隨著使用時間的增加,幾乎不會變黃。
表5為本發明另外的實施例一種抗菌紡織品之抗菌效果的實驗數據。實驗的條件如下,採用的菌種是金黃色葡萄球菌,使用JIS1902:2002檢測方法,紡織基材為棉布。從表5中的數據可得知,在相同的植菌濃度之下,本實施例之抗菌紡織品其抑菌值為5.4,殺菌值則為2.5。一般而言,抑菌值大於2,殺菌值大於0,表示具有抗菌功效。換句話說,本實施例之抗菌紡織品,實質上具有抗菌的功效。
表6為本發明其他實施例一種抗菌紡織品的水洗牢度之實驗結果。所謂的水洗牢度測試是在布樣水洗之前測試布樣的抗菌性,經過水洗之後,再次測試布樣的抗菌性。接著,比較兩者以了解抗菌性是否在水洗之後消失。本次實驗所採用的是JIS L1902:2002布樣抗菌測試方法,使用的菌種為金黃色葡萄球菌。另外,水洗的次數為10次。從表6可知,本實施例之抗菌紡織品水洗前的抑菌值為5.4,殺菌值為2.5,分別大於2及大於0,表示實質上具有抗菌功效。經過水洗10次之後,所測得之抑菌值為5.7大於2,殺菌值3.1大於0,表示本實施例之抗菌紡織品水洗後依然具有抗菌功效。
由上述多個實施例中的實驗數據可得知,本發明之抗菌紡織品實質上有抗菌的功能,且具有水洗牢度。更重要的是,經過實驗證實幾乎不會變色。也就是說,適於應用到商業用途的紡織品,例如是家飾用紡織品(窗簾、地毯)、衣用紡織品(衣服、襪子)或是更多其他適當的用途。接下來,將詳細介紹本發明的其他實施例,有關於抗菌粉體及其製造方法。
圖2為本發明之其他實施例一種抗菌粉體的製造方法流程圖。請參照圖2的步驟210,首先將奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒混合在一起。在本實施例中,較佳的二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子的混合比例為1:12.5~1:40。
接著,進行步驟220,即進行一乾燥步驟。其中,乾燥步驟例如是低溫低壓乾燥步驟。低溫低壓的乾燥環境,所形成的粉末較細緻,顆粒較小。本實施例中較佳的低溫低壓乾燥條件是溫度介於-40℃至0℃之間,且壓力介於1*10-3 至5*10-3 mbar之間。
然候,進行步驟230,即進行一燒結步驟,以使奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒燒結成抗菌粉體。較佳的燒結溫度為600℃至800℃之間。
以上述方法所形成的抗菌粉體包括2.4~7.4%的二氧化矽顆粒以及92.6~97.6%的奈米銀粒子。其中二氧化矽與奈米銀粒子是燒結在一起。在本實施例中,二氧化矽顆粒包括多孔性二氧化矽或非多孔性二氧化矽。本實施例之奈米銀粒子的粒徑,較佳的情況是小於50nm。本實施例之抗菌粉體的製造方法例如是上一實施例所述的製造方法。
綜上所述,本發明的不變色之抗菌紡織品的製造方法,利用先乾燥後燒結的過程,使奈米銀粒子與二氧化矽顆粒燒結成抗菌粉體,且抗菌粉體的顆粒非常細緻。並且,所製造的抗菌紡織品經實驗證實,不但具有抗菌功效且幾乎不會黃變。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110、210...將奈米銀粒子及二氧化矽顆粒混合在一起
120、220...進行一乾燥步驟
130、230...進行一燒結步驟
140...將抗菌粉體與水性樹脂混合,以形成混合溶液
150...將混合溶液塗佈於一紡織基材上
160...進行一烘烤步驟
圖1為本發明之實施例一種不變色之抗菌紡織品的製造方法流程圖。
圖2為本發明之實施例另一種抗菌粉體的製造方法流程圖。
110...將奈米銀粒子及二氧化矽顆粒混合在一起
120...進行一乾燥步驟
130...進行一燒結步驟
140...將抗菌粉體與水性樹脂混合,以形成混合溶液
150...將混合溶液塗佈於一紡織基材上
160...進行一烘烤步驟

Claims (15)

  1. 一種不變色之抗菌紡織品,包括:一紡織基材;一水性樹脂,覆蓋在該紡織基材的表面;以及抗菌粉體,分佈於該水性樹脂中,其中該抗菌粉體包括燒結在一起的二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子,而二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子的比例為1:12.5~1:40,且該不變色之抗菌紡織品的色差程度(△E)小於1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之不變色之抗菌紡織品,其中該抗菌粉體與該水性樹脂的比例為0.05~2%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之不變色之抗菌紡織品,其中該二氧化矽顆粒包括多孔性二氧化矽或非多孔性二氧化矽。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之不變色之抗菌紡織品,其中該奈米銀粒子的粒徑小於50 nm。
  5. 一種不變色之抗菌紡織品的製造方法,包括:將奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒混合在一起,其中二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子的混合比例為1:12.5~1:40;進行一乾燥步驟;進行一燒結步驟,以使奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒燒結成抗菌粉體;將該抗菌粉體與一水性樹脂混合,以形成一混合溶液;以及將該混合溶液塗佈於一紡織基材上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之不變色之抗菌紡織品的製造方法,其中該乾燥步驟為一低溫低壓乾燥步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之不變色之抗菌紡織品的製造方法,其中該低溫低壓乾燥步驟的溫度為-40℃至0℃,且壓力為1*10-3 ~5*10-3 mbar。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之不變色之抗菌紡織品的製造方法,其中該燒結步驟的溫度為600℃至800℃。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之不變色之抗菌紡織品的製造方法,其中將該抗菌粉體與該水性樹脂的混合比例為1:50~1:2000。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之不變色之抗菌紡織品的製造方法,其中於將該混合溶液塗佈於該紡織基材上之後,更包括進行一烘烤步驟。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之不變色之抗菌紡織品的製造方法,其中該烘烤步驟的溫度為100~140℃。
  12. 一種抗菌粉體的製造方法,包括:將奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒混合在一起,其中二氧化矽顆粒以及奈米銀粒子的混合比例為1:12.5~1:40;進行一乾燥步驟;以及進行一燒結步驟,以使奈米銀粒子以及二氧化矽顆粒燒結成抗菌粉體。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之抗菌粉體的製造方法,其中該乾燥步驟為一低溫低壓乾燥步驟。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之抗菌粉體的製造方 法,其中該低溫低壓乾燥步驟的溫度為-40℃至0℃,且壓力為1*10-3 ~5*10-3 mbar。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之抗菌粉體的製造方法,其中該燒結步驟的溫度為600℃至800℃。
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