專利名稱：生物活性納米纖維及其制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物活性納米纖維及其制造方法，以及由所述生物活性納米纖維制成的制品。
背景技術(shù)：
生物活性納米材料在抗菌保健纖維及制品上的應(yīng)用已成為一個(gè)具有重大意義和實(shí)用價(jià)值的領(lǐng)域。由于納米顆粒的比表面積大，表面原子個(gè)數(shù)較多，表面原子配位數(shù)不足并具有高的表面能，這使得這些原子具有很高的化學(xué)活性和生物活性。對(duì)于具有離子結(jié)構(gòu)特性的納米顆粒生物活性材料，其電子、離子位移極化率增加，提高了表面活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)將生物活性納米顆粒加入聚合物中，制成抗菌保健纖維。這些纖維具有新的物理化學(xué)性能，即具有抗菌功能和輻射生物波譜的功能，它們可以殺滅有害細(xì)菌，還具有促進(jìn)人體微循環(huán)，活化人體細(xì)胞，增強(qiáng)免疫能力，調(diào)解人體經(jīng)絡(luò)平衡等保健功能。
本發(fā)明的主要技術(shù)特點(diǎn)是利用納米顆粒獨(dú)有的表面效應(yīng)及量子尺寸效應(yīng)，將粒徑為6～50nm的納米顆粒加入聚合物中制成纖維及纖維制品，其中所述納米顆粒具有輻射生物波譜的功能(波長(zhǎng)約為2～25μm)，其輻射率為87～95％，負(fù)氧離子發(fā)生率為2×103～105/cm3，滅菌率＞90％(針對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌)。所述納米顆粒的組成為20～50重量％的ZrO2、7～15重量％的Al2O3、10～25重量％的SiO2、5～20重量％的ZnO、8～15重量％的Fe2O3、3～8重量％的B2O3、3～5重量％的MnO2和5～10重量％的相增強(qiáng)劑。將所述納米顆粒與有機(jī)聚合物用干法或濕法共混制成母粒，再用母粒與聚合物融熔紡絲，其中所述聚合物可以是聚丙烯、聚氨脂、聚乙酰胺和聚脂。由此制得的生物活性納米纖維的生物波輻射率為85～95％，抗紫外線有效率為85～95％，抗金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有效率＞90％。另外，采用不同的紡織工藝，還可以將所述纖維制成色絲，通過(guò)改變噴紗板組件可以仿制出不同形態(tài)的異型絲，如三角絲、中空絲或三葉絲。這些絲可以用于制造功能化制品。
具體實(shí)施例方式
下面以本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明。
1.生物活性納米粉的配方本發(fā)明采用的納米顆粒優(yōu)選具有如下組成20～50重量％的ZrO2、7～15重量％的Al2O3、10～25重量％的SiO2、5～20重量％的ZnO、8～15重量％的Fe2O3、3～8重量％的B2O3、3～5重量％的MnO2和5～10重量％的相增強(qiáng)劑。所述納米顆粒的粒徑為6～50nm，其生物波譜輻射率為87～95％，特征輻射波長(zhǎng)在2～6μm及8～15μm之間，能使水分子極化和具有生物功能。所述納米顆粒的滅菌率＞90％(針對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌)?？棺贤饴剩?5％。另外根據(jù)所需功能要求，還可以調(diào)節(jié)所述納米顆粒的組成以達(dá)到加強(qiáng)所需功能的目的。
2.生物活性母粒制作將上述的生物活性納米顆粒與聚合物切片共混(干法或濕法)制成母粒(或切片)，其中生物活性納米顆粒含量為30～60重量％，其中所述聚合物可以是聚丙烯、聚氨脂、聚乙酰胺和聚脂。
3.融熔紡絲將上述母粒與聚合物共混融熔紡絲，通過(guò)選擇不同的噴紗板組件可紡成中空絲、三角絲或三葉絲等異型絲，其中生物活性納米顆粒含量約為5～30重量％。
4.織物制作通過(guò)將整理后的纖維與不同規(guī)格的絲線按不同比例混紡，可以制得滿足不同功能要求的服裝如睡衣、文胸、腹帶、運(yùn)動(dòng)衣、運(yùn)動(dòng)褲、襪子、長(zhǎng)短內(nèi)底或外衣、床單等各種衣物和制品。
現(xiàn)通過(guò)如下實(shí)施例來(lái)解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，值得注意的是下述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的解釋說(shuō)明，而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的任何限制。
實(shí)施例實(shí)施例1本實(shí)施例所用納米顆粒的組成為32重量％的ZrO2、9重量％的Al2O3、21重量％的SiO2、10重量％的Fe2O3、8重量％的ZnO、7重量％的B2O3、5重量％的MnO2和8重量％的相增強(qiáng)劑。所用納米顆粒的平均粒徑為20nm。將所述納米顆粒與50重量％的聚丙烯共混制成母粒，再將母粒與聚丙烯切片按30∶100的比例共熔紡絲。該絲經(jīng)過(guò)加彈等后處理，可以按織物要求紡制具有抗菌保健功能的制品，其還具有促進(jìn)微循環(huán)的功能；抗紫外線功能制品；或抗菌排濕又可抗紫外線的產(chǎn)品等。所述產(chǎn)品包括文胸、襪子、各種內(nèi)衣、衣褥、腹帶等。
實(shí)施例2本實(shí)施例所用納米顆粒組成為47重量％的ZrO2、9重量％的Al2O3、10重量％的SiO2、7重量％的ZnO、9重量％的Fe2O3、5重量％的B2O3、3重量％的MnO2和10重量％的相增強(qiáng)劑。所用納米顆粒的平均粒徑為30nm。將所述納米顆粒與60重量％的聚氨脂共混制成母粒，再將母粒與聚氨脂切片按25∶100共熔紡絲。該絲經(jīng)過(guò)加彈等后處理，可以按織物要求紡制功能制品，如具有保健功能、抗菌功能，促進(jìn)與改善微循環(huán)及抗菌排濕等功能的制品。
權(quán)利要求
1.生物活性納米顆粒，其粒徑為6～50nm，且其含有20～50重量％的ZrO2、7～15重量％的Al2O3、10～25重量％的SiO2、5～20重量％的ZnO、8～15重量％的Fe2O3、3～8重量％的B2O3、3～5重量％的MnO2和5～10重量％的相增強(qiáng)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的生物活性納米顆粒，其生物波譜輻射率為87～95％。
3.一種生物活性纖維的制備方法，其包括用干法或濕法將生物活性納米顆粒與聚合物共混來(lái)制備母粒，該母粒中所述納米顆粒的含量為30～60重量％，然后將所得母粒與聚合物切片熔融紡絲，其中所述生物活性納米顆粒的粒徑為6～50nm，其含有20～50重量％的ZrO2、7～15重量％的Al2O3、10～25重量％的SiO2、5～20重量％的ZnO、8～15重量％的Fe2O3、3～8重量％的B2O3、3～5重量％的MnO2和5～10重量％的相增強(qiáng)劑。
4.如權(quán)利要求3所述的生物活性纖維的制備方法，其中所述聚合物是聚丙烯、聚氨脂、聚乙酰胺和聚脂。
5.一種生物活性纖維，其中含有5～30重量％的納米材料和70～95重量％的聚合物材料，其中所述納米材料含有20～50重量％的ZrO2、7～15重量％的Al2O3、10～25重量％的SiO2、5～20重量％的ZnO、8～15重量％的Fe2O3、3～8重量％的B2O3、3～5重量％的MnO2和5～10重量％的相增強(qiáng)劑。
6.如權(quán)利要求5所述的生物活性纖維，其對(duì)金黃色葡萄球菌的滅菌率≥90％，對(duì)大腸桿菌滅菌率≥90％。
7.如權(quán)利要求5所述的生物活性纖維，其生物波譜輻射率為87～95％，同時(shí)抗紫外線有效率為85～95％。
8.如權(quán)利要求5所述的生物活性纖維，其所輻射的生物波長(zhǎng)為2～6μm和8～15μm。
9.權(quán)利要求5-8任一的生物活性纖維用于制造抗菌保健織物和制品的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物活性納米纖維及其制造方法，以及由所述生物活性納米纖維制成的制品，其中采用生物活性納米顆粒(粒徑6～50nm)作為填料制備化學(xué)纖維。所述納米顆粒包括ZrO
文檔編號(hào)D01F1/10GK1635201SQ20031011317
公開日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者田杰謨 申請(qǐng)人:納米科技國(guó)際集團(tuán)有限公司