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纺织品抗菌技术的应用实践

发布时间:2014/04/03

 

                                                                                            林俊娇                                    刘宏喜

                                                                          (广东纺织职业技术学院,            广东佛山528041

摘要:本文主要阐述了抗菌技术在纺织行业中的发展概况。同时,对织物抗菌整理工艺进行了优选实验及实验效果测试,结果表明:国产抗菌防臭整理剂SCJ-2000具有广谱抗菌,耐洗涤性好等特点。

关键词:抗菌整理;纤维;  织物;  应用

1、前言

抗菌卫生整理是对天然纤维、化学纤维及其混纺织物用抗菌整理剂整理,以获得抗菌、防霉、防臭、保持清洁卫生纺织品的加工工艺。其目的不仅是为了防止织物被微生物沾污而损伤,更重要的是为了防止传染疾病,保证人体的安全健康和穿着舒适,降低公共环境的交叉感染率,使织物获得卫生保健的新功能。抗菌卫生整理织物可广泛用于人们的内衣、睡衣、运动衣、袜子、鞋衬布、婴儿的尿布;医院、宾馆、家庭的床单、被套、毛毯、餐巾、毛巾、沙发布、窗帘布、地毯、医药、食品、服务行业的工作服、部队的服装以及绷带、纱布等,具有重大的社会效益。

随着人类社会的发展,人们对于穿着的要求日益提高,在穿出温度和风度的同时,人们更注重于穿出健康。因此,抗菌技术在纺织行业中的应用和推广势在必行。据有关专家预测,在未来八年内,全球抗菌纺织品市场的年增长率可达10%,健康、天然、环保将成为新世纪纺织工业的发展趋势。展望未来,加大力度发展抗菌整理技术,前景非常可观。

2、抗菌整理技术的发展概况

抗菌卫生整理在日本称抗菌防臭加工,在美国则被称为抗细菌整理和抗微生物(包括细菌、病菌、真菌和霉菌)整理。实际上,在纺织品中,尚未有关于抗病菌的任何报道,因此,本文所指的抗菌对象是指病毒以外的微生物,即细菌、真菌和霉菌。

早在四千多年前,人类就有使用抗菌织物的实例,古埃及人采用药用植物处理包布保护木乃伊就是最好的见证。再后来,第二次世界大战时,抗菌军服被德军推上了战场。直到二十世纪60—70年代,抗菌整理才被较大规模地开发。此阶段的整理剂主要以:汞、铜、锌、铅、锡等有机或无机金属化合物为主,当然,还有一些酚类(如五氯苯酚、水杨酸苯胺等)、杂环化合物(如吡唑类、嘧啶类等)和其他有机化合物(如五氯苯基月桂酸、结晶紫等)。然而,经过上述抗菌整理剂处理后的织物,大部分由于存在不耐洗涤或含甲醛等毒素的缺点而无法得到推广、使用。

1980年以来,抗菌整理迈向了一个崭新的发展阶段,抗菌技术逐步走向成熟、完善。各发达国家及部分发展中国家不断开发出效果好、安全性高、耐洗涤性强的抗菌整理产品,技术上实现了质的飞跃。期间,人们开发了适应不同纤维的抗菌整理剂,如:有机硅—季铵盐抗菌剂,它不仅能使纤维素纤维具有优良的抗菌功能,而且可用于涤纶、锦纶等合成纤维纺织品及其混纺织物,使其具有较好的抗菌效果。又如:纳米系列抗菌剂,主要用于生产抗菌化学纤维,由于其粒度达到纳米级,所以在纺丝加工过程中不会出现堵网、堵喷丝头等故障,使纺丝加工能顺利进行。除此之外,还有以壳聚糖为主要成分的天然抗菌整理剂,以及有机氮类整理剂等,它们分别以不同的方式与不同的纺织纤维发生固着,最终达到抗菌的功效。与此同时,具有多种功能的抗菌织物也随着抗菌技术的发展而投入市场,如:用于床上用品等的抗菌、防螨功能织物;具有保暖、抗菌保健功能的远红外抗菌织物;主要用于夏季服装面料的防紫外、抗菌织物等。

日本是目前全世界抗菌纺织品最大的生产基地和消费市场。而我国在这方面的研究起步较晚,但其发展势头很猛,抗菌剂的水平、检测方法都已达到国际先进水平。

具有代表性的是北京洁尔爽高科技有限公司,该公司自1983年开始研究织物抗菌卫生整理技术以来,已有二十余年的历史。期间,研发了若干种性能良好的抗菌整理剂,并取得了多项中国发明专利。通过不断的技术改进及开拓创新,今日,该公司生产的SCJ—963和SCJ—2000抗菌防臭整理剂完全可以居于国际抗菌技术领域的前沿,在日本等国家享有极高的声誉。

主要抗菌机理如下:

释放机理

经过抗菌整理的织物在常温及适当的湿度下会自动释放出抗菌剂来,其释放量足以杀死或抑制细菌、真菌和霉菌的生长。

再生机理

经过抗菌整理的织物在水洗等过程中,由于纤维—抗菌剂化学键断裂而再生抗菌剂,这样织物表面的抗菌剂含量就能保持在一定的平衡状态。

静态抑菌机理

本身为阳离子型的抗菌剂或通过某种阳离子物质与带阴电荷的纤维结合在织物表面,生成细菌、真菌和霉菌的障碍体,从而达到静态的抑菌效果。

3、抗菌整理技术的应用实践

从国内抗菌剂各方面因素考虑进行优先筛选,最后选择了综合性能及各项指标较优异的抗菌剂SCJ—2000作为本试验原料。

抗菌防臭整理剂SCJ—2000具有广谱高效、安全性好、耐洗涤和加工方便等特点,适用于棉、麻、丝、毛、涤/棉、锦纶、粘胶等织物的抗菌卫生整理。该整理剂带有的抗菌基团能作用于细菌及真菌的细胞膜,使细胞膜缺损,通透性增加,细胞内的胞浆物外漏;同时也可阻碍菌蛋白质的合成,造成菌内核蛋白体的耗尽,从而导致菌类死亡。

3.1试验材料与方法

3.1.1材料

3.1.1.1原料

抗菌防臭整理剂SCJ—2000(北京洁尔爽高科技有限公司提供);S-960有机硅柔软剂。

3.1.1.2织物

漂白纯棉斜纹布:JC40X40  133X72

3.1.1.3试验主要设备

恒温水浴锅、烘箱。

3.1.2试验方法

采用浸渍法进行试验,经过对不同的整理液浓度、不同的配方等工艺条件进行试验,结果表明以下工艺最为理想。

 

  • 工艺流程:织物——抗菌柔软(浴比1:10)——脱水——烘干
  • 操作曲线

 

 

SCJ—2000                50—70℃X30—40mim

柔软剂,棉织物

                                                                                                            脱水烘干

                   10mim

室温

 

C、工艺配方        

SCJ—2000                 5%o。w。f。

                            柔软剂                      适量

 

4、结果及讨论

4.1抗菌效果测试

用奎因氏法测定洗过不同次数抗菌样品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、红色毛癣菌、石膏样小芽胞菌、絮状表皮癣菌的抑菌效果:

 

(SCJ-2000)未洗        (SCJ-2000)洗50次     (SCJ-2000)洗100次

    抑菌率                  抑菌率                  抑菌率

大肠         >99.97                  >99.97                 >99.97

金黄         >99。96                  >99。96                 >99。96

白色         >99.95                  >99.95                 >99.95

红色         >99.96                  >99.96                 >99.96

石膏         >99.96                  >99.96                 >99.96

絮状         >99.97                  >99.97                 >99.97

4.2安全测试

4.2.1皮肤刺激试验

按“一次皮肤涂抹实验”方法,对四只家兔进行了皮肤刺激试验,结果如下:

 

动物编号              1小时                  24小时                  48小时

红斑       水肿          红斑       水肿         红斑        水肿

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

总积分           0           0             0          0            0           0

平均积分         0           0             0          0            0           0                

4.2.2经“纺织工业南方科技测试中心”对SCJ-2000进行检验,结果表明:SCJ-2000不含任何偶氮、重金属及甲醛离子等有害物质。

4.2.3微核试验

4.2.3.1试验方法:依据GB7919-87试验方法进行小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验。

4.2.3.2试验结果

抗菌防臭整理剂SCJ微核发生率比较

剂量      动物数   微核总数   微核率      95%可信限      U     P

(只)    (个)    (‰)

溶剂(蒸馏水)   6        3         0.50        0.82~7.75

样品2g/kg        6        4         0.67        1.37~9.15     0.38   >0.05*

样品4g/kg        6        5         0。83        1。97~10。51    0。70   >0。05*

样品10g/kg       6        3         0。50        0。82~7。75     0     >0。05*

环磷酰胺80      6        66        11。00       6。17~18。21

 


 

*样品各组与溶剂对照组微核发生率比较,无显著差异(P>0.05)。

4.2.4急性经口毒性试验

4.2.4.1试验方法:试验动物为中国医学科学院动物中心提供的二级昆明种小鼠(合格证号为医动字第01-3001号),雌、雄各20只,体重为18-22克,按霍恩氏法选用经口一次灌胃染毒,给药前12小时禁食,给药量最大体积为0.4ml/20g体重。染毒后观察二周,记录中毒症状及死亡时间,根据动物死亡数,从霍恩氏LD50计算表,求出LD50值及可信限。

4.2.4.2试验结果

小鼠死亡情况

剂量       动物数             死亡数

(g/kg)                       ♂            ♀

2。15          5            0             0

4.64          5            0             0

10.0          5            0             0

21.5          5            0             0

 


 

5、结论

采用抗菌防臭整理剂SCJ-2000对织物进行后整理加工,工艺简单,操作方便。经抗菌防臭整理剂SCJ-2000整理的织物,具有较强的抑菌作用。即使洗涤90次仍对细菌和真菌有很高的抑菌效果,抑菌率分别达99.9%以上。经抗菌防臭整理剂SCJ-2000整理的织物,对多种细菌及真菌具有抑杀作用,对皮肤无刺激、无过敏反应。所以抗菌面料有广泛的应用空间。

参考文献:

[1]商成杰。《新型染整助剂手册》中国纺织出版社

[2]北京洁尔爽高科技有限公司抗菌产品:“中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所测试报告”

[3]抗菌防臭整理剂SCJ-2000:“纺织工业南方科技测试中心”检验报告

[4]抗菌防臭整理剂SCJ-2000:“中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所”皮肤刺激试验测试报告

[5]“中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所”微核试验测试报告

[6]“中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所”急性经口毒性试验测试报告 


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