[发明专利]抗菌性的织物及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种抗菌性的织物及其制备方法。属于纺织服装、医疗及新材料技术领域。

(二)背景技术

随着经济的日益发展和人民生活水平的提高，消费观念不断更新，人们对生活质量和生活环境越来越重视，对服装的功能性要求也越来越高，特别是对服装的抗菌、保健等方面的要求也不断提高。这些新型纺织面料除了在纺织服装领域应用外，在医疗、医药等领域也有广泛使用。

无机抗菌剂具有广谱、持久、安全等优点，市场应用前景广阔，目前广为应用的无机抗菌剂主要包括以银离子等为活性组份的金属离子型无机抗菌剂以及以纳米TiO₂为代表的光催化型无机抗菌剂。但金属离子型无机抗菌剂普遍存在着成本高、易变色等问题，使其应用领域受到了一定的限制。作为具有光催化功能的材料，纳米TiO₂不仅具有活性高、抗菌速度快、热稳定性好、长期有效、价格低以及对人体无害等优点，而且能分解毒素，具有净化、自洁、除臭等功能，因而成为最受关注的一种无机抗菌剂。TiO₂抗菌作用的发挥是通过光催化作用进行的，本身并不像其他抗菌剂会随着产品使用有效成分逐渐消耗而效果慢慢下降，所以光催化型抗菌剂具有持久的抗菌性能。光催化型抗菌剂无毒、无特殊气味，无刺激性，本身为白色，而且颜色稳定性好，高温下不变色，不分解，价格低廉，资源丰富，因此光催化型抗菌剂也成为抗菌材料研究热点之一。

TiO₂在光作用下在表面可以产生大量的羟基自由基和氧自由基，而这两种自由基都具有很强的化学活性，能使各种微生物发生有机物质氧化反应。当这些自由基接触到微生物时，也能和微生物内的有机物反应，从而在较短时间内就能杀灭微生物。但TiO₂光催化材料主要利用的是387.5nm以下的紫外光，这部分光辐射到地面仅占光辐射总量的4％左右，能进到室内的部分就更少了，单独TiO₂薄膜抗菌效果相当有限。因此，如何宽化纳米TiO₂的吸收光谱，使其在可见光的照射情况下具有较好的抗菌效果，一直是近些年来人们研究的前沿和热点。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可以宽化纳米TiO₂的吸收光谱，使其在可见光的照射情况下具有较好的抗菌效果的抗菌性的织物及其制备方法。

本发明是通过以下方法得以实现的：一种抗菌性的织物，该抗菌性的织物由织物基材以及复合在织物基材表面的复合薄膜组成，所述复合薄膜的结构是TiO₂/稀土、稀土/TiO₂、TiO₂/稀土/TiO₂或稀土/TiO₂/稀土，所述稀土是Nd、La或Ce。

所述复合薄膜是采用磁控溅射方法直接将抗菌靶材溅射到所述织物基材表面成膜，形成抗菌性的织物，溅射前对织物基材进行了预处理，其制备过程，包括以下步骤：

步骤一、清洗和烘干

将所述织物基材放在丙酮溶液中，用超声波洗涤器洗涤20～50min，以去除织物基材表面的有机溶剂、灰尘等杂质，提高复合薄膜与织物基材之间的附着力，然后将洗涤后的织物基材用去离子水反复冲洗后，放入40～45℃的烘箱中烘干待用；

步骤二、等离子预处理

等离子预处理的工作气体是He，Ar，O₂或空气，预处理过程如下：将清洗烘干后的织物基材悬挂于等离子体处理室内，开启真空抽气阀，待真空度达到10Pa以下后，通入工作气体，将真空度调至10～50Pa，打开射频电源，将功率调至20～100W，处理1～5min后取出待用；

步骤三、溅射

将预处理后的织物基材置入溅射腔内的样品架上，靶材与织物基材的间距为10～200mm，为控制薄膜沉积时织物基材的温度，避免由于高温而发生的织物基材变形和纳米颗粒的扩散运动，采用水冷装置冷却织物基材，为保证纳米结构复合薄膜的纯度，先将反应室抽至本底真空，然后冲入Ar气作为溅射气体；溅射工艺参数如下：

(1)采用TiO₂靶和稀土金属靶为靶材，采用间隔溅射制备复合薄膜，所述TiO₂靶纯度为90～99％，稀土金属靶包括Nd、镧La或铈Ce，