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紡織品抗菌技術的應用實踐

發布時間:2020/07/06

   林俊嬌  劉宏喜

(廣東紡織職業技術學院, 廣東 佛山 528041)

摘要:本文主要闡述了抗菌技術在紡織行業中的發展概況。同時,對織物抗菌整理工藝進行了優選實驗及實驗效果測試,結果表明:國產抗菌防臭整理劑SCJ-2000具有廣譜抗菌,耐洗滌性好等特點。
關鍵詞:抗菌整理;纖維;  織物;  應用 
1、前言
抗菌衛生整理是對天然纖維、化學纖維及其混紡織物用抗菌整理劑整理,以獲得抗菌、防霉、防臭、保持清潔衛生紡織品的加工工藝。其目的不僅是為了防止織物被微生物沾污而損傷,更重要的是為了防止傳染疾病,保證人體的安全健康和穿著舒適,降低公共環境的交叉感染率,使織物獲得衛生保健的新功能??咕l生整理織物可廣泛用于人們的內衣、睡衣、運動衣、襪子、鞋襯布、嬰兒的尿布;醫院、賓館、家庭的床單、被套、毛毯、餐巾、毛巾、沙發布、窗簾布、地毯、醫藥、食品、服務行業的工作服、部隊的服裝以及繃帶、紗布等,具有重大的社會效益。
隨著人類社會的發展,人們對于穿著的要求日益提高,在穿出溫度和風度的同時,人們更注重于穿出健康。因此,抗菌技術在紡織行業中的應用和推廣勢在必行。據有關專家預測,在未來八年內,全球抗菌紡織品市場的年增長率可達10%,健康、天然、環保將成為新世紀紡織工業的發展趨勢。展望未來,加大力度發展抗菌整理技術,前景非??捎^。
2、抗菌整理技術的發展概況
抗菌衛生整理在日本稱抗菌防臭加工,在美國則被稱為抗細菌整理和抗微生物(包括細菌、病菌、真菌和霉菌)整理。實際上,在紡織品中,尚未有關于抗病菌的任何報道,因此,本文所指的抗菌對象是指病毒以外的微生物,即細菌、真菌和霉菌。
早在四千多年前,人類就有使用抗菌織物的實例,古埃及人采用藥用植物處理包布保護木乃伊就是最好的見證。再后來,第二次世界大戰時,抗菌軍服被德軍推上了戰場。直到二十世紀60—70年代,抗菌整理才被較大規模地開發。此階段的整理劑主要以:汞、銅、鋅、鉛、錫等有機或無機金屬化合物為主,當然,還有一些酚類(如五氯苯酚、水楊酸苯胺等)、雜環化合物(如吡唑類、嘧啶類等)和其他有機化合物(如五氯苯基月桂酸、結晶紫等)。然而,經過上述抗菌整理劑處理后的織物,大部分由于存在不耐洗滌或含甲醛等毒素的缺點而無法得到推廣、使用。
1980年以來,抗菌整理邁向了一個嶄新的發展階段,抗菌技術逐步走向成熟、完善。各發達國家及部分發展中國家不斷開發出效果好、安全性高、耐洗滌性強的抗菌整理產品,技術上實現了質的飛躍。期間,人們開發了適應不同纖維的抗菌整理劑,如:有機硅—季銨鹽抗菌劑,它不僅能使纖維素纖維具有優良的抗菌功能,而且可用于滌綸、錦綸等合成纖維紡織品及其混紡織物,使其具有較好的抗菌效果。又如:納米系列抗菌劑,主要用于生產抗菌化學纖維,由于其粒度達到納米級,所以在紡絲加工過程中不會出現堵網、堵噴絲頭等故障,使紡絲加工能順利進行。除此之外,還有以殼聚糖為主要成分的天然抗菌整理劑,以及有機氮類整理劑等,它們分別以不同的方式與不同的紡織纖維發生固著,最終達到抗菌的功效。與此同時,具有多種功能的抗菌織物也隨著抗菌技術的發展而投入市場,如:用于床上用品等的抗菌、防螨功能織物;具有保暖、抗菌保健功能的遠紅外抗菌織物;主要用于夏季服裝面料的防紫外、抗菌織物等。
日本是目前全世界抗菌紡織品最大的生產基地和消費市場。而我國在這方面的研究起步較晚,但其發展勢頭很猛,抗菌劑的水平、檢測方法都已達到國際先進水平。
具有代表性的是北京潔爾爽高科技有限公司,該公司自1983年開始研究織物抗菌衛生整理技術以來,已有二十余年的歷史。期間,研發了若干種性能良好的抗菌整理劑,并取得了多項中國發明專利。通過不斷的技術改進及開拓創新,今日,該公司生產的SCJ—963和SCJ—2000抗菌防臭整理劑完全可以居于國際抗菌技術領域的前沿,在日本等國家享有極高的聲譽。
主要抗菌機理如下:
釋放機理
經過抗菌整理的織物在常溫及適當的濕度下會自動釋放出抗菌劑來,其釋放量足以殺死或抑制細菌、真菌和霉菌的生長。
再生機理
經過抗菌整理的織物在水洗等過程中,由于纖維—抗菌劑化學鍵斷裂而再生抗菌劑,這樣織物表面的抗菌劑含量就能保持在一定的平衡狀態。
靜態抑菌機理
本身為陽離子型的抗菌劑或通過某種陽離子物質與帶陰電荷的纖維結合在織物表面,生成細菌、真菌和霉菌的障礙體,從而達到靜態的抑菌效果。
3、抗菌整理技術的應用實踐
從國內抗菌劑各方面因素考慮進行優先篩選,最后選擇了綜合性能及各項指標較優異的抗菌劑SCJ—2000作為本試驗原料。
抗菌防臭整理劑SCJ—2000具有廣譜高效、安全性好、耐洗滌和加工方便等特點,適用于棉、麻、絲、毛、滌/棉、錦綸、粘膠等織物的抗菌衛生整理。該整理劑帶有的抗菌基團能作用于細菌及真菌的細胞膜,使細胞膜缺損,通透性增加,細胞內的胞漿物外漏;同時也可阻礙菌蛋白質的合成,造成菌內核蛋白體的耗盡,從而導致菌類死亡。
3.1試驗材料與方法
3.1.1材料
3.1.1.1原料
抗菌防臭整理劑SCJ—2000(北京潔爾爽高科技有限公司提供);S-960有機硅柔軟劑.
3.1.1.2織物
漂白純棉斜紋布:JC40X40  133X72
3.1.1.3試驗主要設備
恒溫水浴鍋、烘箱。
3.1.2試驗方法
采用浸漬法進行試驗,經過對不同的整理液濃度、不同的配方等工藝條件進行試驗,結果表明以下工藝最為理想。

A、 工藝流程:織物——抗菌柔軟(浴比1:10)——脫水——烘干
B、 操作曲線


SCJ—2000                50—70℃X30—40mim
柔軟劑,棉織物
脫水 烘干
10mim
室溫

C、工藝配方 
SCJ—2000                 5%o.w.f.
柔軟劑                      適量

4、結果及討論
4.1抗菌效果測試
用奎因氏法測定洗過不同次數抗菌樣品對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、紅色毛癬菌、石膏樣小芽胞菌、絮狀表皮癬菌的抑菌效果:

(SCJ-2000)未洗        (SCJ-2000)洗50次     (SCJ-2000) 洗100次
抑菌率                  抑菌率                  抑菌率
大腸         >99.97                  >99.97                 >99.97
金黃         >99.96                  >99.96                 >99.96
白色         >99.95                  >99.95                 >99.95
紅色         >99.96                  >99.96                 >99.96
石膏         >99.96                  >99.96                 >99.96
絮狀         >99.97                  >99.97                 >99.97
4.2安全測試
4.2.1皮膚刺激試驗
按“一次皮膚涂抹實驗”方法,對四只家兔進行了皮膚刺激試驗,結果如下:

動物編號              1小時                  24小時                  48小時
紅斑       水腫          紅斑       水腫         紅斑        水腫
1              0           0             0          0            0           0
2              0           0             0          0            0           0
3              0           0             0          0            0           0
4              0           0             0          0            0           0
總積分           0           0             0          0            0           0
平均積分         0           0             0          0            0           0 
4.2.2經“紡織工業南方科技測試中心”對SCJ-2000進行檢驗,結果表明:SCJ-2000不含任何偶氮、重金屬及甲醛離子等有害物質。
4.2.3微核試驗
4.2.3.1試驗方法:依據GB7919-87試驗方法進行小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗。
4.2.3.2試驗結果:
抗菌防臭整理劑SCJ微核發生率比較
劑量      動物數   微核總數   微核率      95%可信限      U     P
(只)    (個)    (‰)
溶劑(蒸餾水)   6        3         0.50        0.82~7.75
樣品2g/kg        6        4         0.67        1.37~9.15     0.38   >0.05*
樣品4g/kg        6        5         0.83        1.97~10.51    0.70   >0.05*
樣品10g/kg       6        3         0.50        0.82~7.75     0     >0.05*
環磷酰胺80      6        66        11.00       6.17~18.21

*樣品各組與溶劑對照組微核發生率比較,無顯著差異(P>0.05)。
4.2.4急性經口毒性試驗
4.2.4.1試驗方法:試驗動物為中國醫學科學院動物中心提供的二級昆明種小鼠(合格證號為醫動字第01-3001號),雌、雄各20只,體重為18-22克,按霍恩氏法選用經口一次灌胃染毒,給藥前12小時禁食,給藥量最大體積為0.4ml/20g體重。染毒后觀察二周,記錄中毒癥狀及死亡時間,根據動物死亡數,從霍恩氏LD50計算表,求出LD50值及可信限。
4.2.4.2試驗結果:
小鼠死亡情況
劑 量       動物數             死亡數
(g/kg)                       ♂            ♀
2.15          5            0             0
4.64          5            0             0
10.0          5            0             0
21.5          5            0             0

5、結論
采用抗菌防臭整理劑SCJ-2000對織物進行后整理加工,工藝簡單,操作方便。經抗菌防臭整理劑SCJ-2000整理的織物,具有較強的抑菌作用。即使洗滌90次仍對細菌和真菌有很高的抑菌效果,抑菌率分別達99.9%以上。經抗菌防臭整理劑SCJ-2000整理的織物,對多種細菌及真菌具有抑殺作用,對皮膚無刺激、無過敏反應。所以抗菌面料有廣泛的應用空間。
參考文獻:
[1]商成杰.《新型染整助劑手冊》中國紡織出版社 
[2]北京潔爾爽高科技有限公司抗菌產品:“中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所測試報告”
[3]抗菌防臭整理劑SCJ-2000:“紡織工業南方科技測試中心”檢驗報告
[4]抗菌防臭整理劑SCJ-2000:“中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所”皮膚刺激試驗測試報告
[5]“中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所”微核試驗測試報告
[6]“中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所”急性經口毒性試驗測試報告


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