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防螨抗菌整理织物的研究与应用

发布时间:2014/04/03

                                       北京洁尔爽高科技有限公司  商成杰        中国人民解放军卫生检测中心  李君文 

                                                                                    前                              言

         在当今科技发展的今天,消费者选购纺织品的观念急剧转变,健康、环保、安全已成为人们日益关注的热点,绿色健康服装、床品已成为市场的新宠,成为人们居家消费的首选。螨虫在自然界是非常普遍存在的,如在空气、灰尘中都可以含有螨虫及它的分泌物,它会引起一些过敏性疾病,居室中的尘螨可以使人患哮喘病、支气管炎、肾炎、过敏性鼻炎和过敏性皮炎等;而粉螨能引起肠螨症和肺螨症。此外,还有甜食螨,可使人患上各种各样病态反应性疾病。织物防螨抗菌后整理法是一种新型的织物功能整理技术,它有效的控制螨虫和细菌对人类的危害,清洁居住环境,保护人体健康。所以织物防螨抗菌整理技术的开发与应用应该有广阔的前景。

一、织物防螨抗菌整理研究的进展概况

防螨抗菌整理是用防螨抗菌剂处理织物,从而获得防螨、抗菌、防霉、除臭、保持纺织品清洁卫生的加工工艺。其目的不仅是为了保持织物清洁,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。防螨抗菌整理织物可广泛用于人们的内衣、运动衣、袜子、鞋用布、尿布、医院、宾馆、家庭的床单、被套、毛毯、毛巾、浴巾、装饰织物、地毯、医疗和食品服务行业的工作服以及部队的服装等,具有重大的社会效益。

织物防螨抗菌整理技术是现代医学、精细化工与染整新技术相结合的边缘技术。其关键问题是从化工方面如何进行抗菌防螨剂的分子结构设计和合成;从医学方面要研究该防螨抗菌剂的抗菌效果和安全性等;从染整方面要解决防螨抗菌剂和纤维的结合以及各项牢度、强力、白度和透气性等。

  • 螨及其危害性

螨类体长通常在0.1-0.5mm,需要在显微镜下才能看清其形态,幼螨有足3对,成螨有足4对,它能传播病毒、细菌、立克次体、螺旋体和原虫等,对人类的身体健康造成严重的危害。 螨类的种类很多,其中与人们关系密切的有以下几种:

  (1)尘螨:全世界有许多人遭受尘螨过敏之苦,它普遍存在于家居环境中,如卧具、地毯、坐垫、衣物等,它的最适宜生活温度为20-30℃,最适宜湿度为相对湿度80%,装备了空调、地毯的房间是其良好的生活环境。它是一种齿食性自生螨,以粉末性物质为食,如人和动物的皮屑、分泌物、排泄物、面粉、棉子饼和真菌等。尘螨的分泌物、代谢产物和死亡虫体是强烈的致敏源,可引起过敏性支气管哮喘、过敏性鼻炎、过敏性皮炎、婴儿湿疹和慢性荨麻疹等。其中尘螨性哮喘是一种呼吸系统顽固疾病,并且发病率较高,它是由于悬于空中的尘螨代谢产物(排谢物、脱落的皮壳等)被吸入粘在呼吸道粘膜上而引起,表现为胸闷气急、呼吸困难,且反复发作。

  (2)革螨:它可引起皮炎、奇痒,疱疹、红色丘疹、肠螨病、伤寒、鼠疫、立克次体病、螺旋体病和病毒性疾病如:脑炎、流行性出血热,其中、流行性出血热是以发热、出血倾向、休克和肾损害为特征的传播疾病。

  (3)恙螨:过去中医书籍中称作沙虱,它可引起皮疹、皮肤局部组织坏死和烈性传染病—恙虫病。其中恙虫病的病源为东方立克次体,它是一种介于细菌和病毒之间的微生物,带毒幼螨选择湿度大,皮肤薄的位置,以口器插入上皮组织,吸取组织淋巴液,同时将病原体传播给人,病人持高热,并伴有淋巴结炎和暗红色丘疹。

  (4)蠕形螨:我国大部分地区中的一半多人口都受到它的侵害。它可引起毛囊和皮脂腺炎、粉刺、脓泡疮和疖肿等。蠕形螨在毛囊口交配后,螨进入毛囊或皮脂腺内产卵、繁殖,引起毛囊和皮脂腺的代形扩张甚至增长肥大,通常说的“酒糟鼻”就是蠕形螨恶性繁殖造成的后果。同时由于虫体的进出活动,易使化脓性细菌进入而继发毛囊和皮脂腺炎、疖肿等皮肤病。患者的衣物是其传染的重要途径。

(5)疥螨:它可引起疥疮(疥癣)、水泡性皮疹。疥螨在皮肤表面交配,雌虫则钻入皮肤角质层内,挖掘曲折隧道,在内产卵40-50个,卵3-4天孵化为幼虫,然后进入毛囊或穿刺皮肤形成坑道,2-3天后幼虫蜕化为稚虫仍可侵入皮肤,由于疥螨的分泌物及排泄物的毒性作用引起的过敏反应,使病人感到奇痒,从而产生脓疱、疥疮。病菌人的衣物、床具是疥螨传播的途径。

  • 防螨抗菌整理研究的现状

防螨抗菌织物的生产方法有二种:一种方法是将防螨抗菌剂添加到成纤聚合物中,经纺丝后制成的防螨抗菌纤维,目前尚无工业化产品供应市场。目前北京洁尔爽高科技有限公司(原山东巨龙化工有限公司)已经开发出了适用于丙纶及涤纶纤维的高效防螨抗菌剂和防螨抗菌母粒。另一种方法是采用防螨抗菌整理的方法。   在对市面上的大量抗菌纤维进行的对比实验中证实:北京洁尔爽高科技有限公司的抗菌棉织物的抗菌耐久性明显好于抗菌纤维。分析其原因是由纤维芯层的抗菌剂不能迁移到纤维皮层,起不到抗菌作用。但加入太多的抗菌剂将影响纤维的物理指标。解决该问题的最好方法是做成皮芯结构的抗菌纤维,即在皮层加入过量的抗菌剂,芯层为普通纤维。

关于织物卫生微生物学和织物抗菌整理的方法,先前已有较多的论述(1、2、3)这里不在介绍,但目前市售抗菌剂大多存在以下问题:(1)抗菌谱问题:由于细菌、真菌和霉菌具有不同的细胞结构,因此单一抗菌基团的抗菌整理剂很难具备广谱的抗菌作用。如卤代二苯醚类对真菌、霉菌的抗菌效果较差;依靠季铵盐的阳离子性抑菌的化合物对不带负电荷的菌类抗菌效果较差。

  (2)耐久性问题:一类是抗菌整理剂本身没有和纤维牢固结合,因此不具有良好的耐洗涤性。另一类是季铵盐化合物,其中有机硅季铵盐是研究较多的一种,该类抗菌整理剂的抑菌机理是季铵盐阳离子吸引带负电荷的细菌,破坏细菌细胞壁,使其内容物渗出而死亡,该类产品虽耐非离子表面活性剂、阳离子表面活动性剂洗涤,但日常使用的洗涤剂绝大数为阴离子表面洗性剂,这样在洗涤时阴离子表面活性剂就与阳离子季铵盐结合,抗菌织物就失去了抗菌作用,这一点在笔者的大量实验结果中已得到证实。

  •   (3)安全性问题:例如:2、4、4’-三氯-2’-羟基二苯醚与含氯漂白剂反应生成有毒氯化衍生物,并且该抗菌剂在加热或紫外线照射后会产生致癌物四氯二噁烷,已被禁止使用。另一类我国染整技术人员热知的抗菌剂BCA/747(即2-(3、5-二甲基-1-吡唑)-4-苯基-6-羟差嘧啶)和α-溴肉桂醛,因发现基潜在毒性而被禁止用于衣料。一些无机抗菌剂物,例如Hg(水银)、Sn(锡) 、As2O3(吡霜)等,虽具有较好的抗菌性,但由于不带有与织物形成牢固结合的基团,耐洗牢度差,更为严重的是具有毒性,已被明确禁止用于纺织品。。今年春天,耐克公司的一种T恤衫因含有毒性的锡化合物TBT,在世界各地(包括中国)遭到封杀。 

在八十年代已有人从事织物防螨抗菌整理的研究。九十年代,在日本,防螨抗菌织物实现了工业化生产,同时日本客商以防螨抗菌剂客供的形式在中国大陆加工防螨抗菌织物,有的客商要求直接加工床上用品三件套,抗菌防螨成衣。在我国,北京洁尔爽高科技有限公司现已批量生产抗菌剂和防螨抗菌织物供应国内外市场,仅2000年防螨抗菌织物的生产量就达100余万米。

  • 织物防螨抗菌整理实验
  • 防螨抗菌整剂:

北京洁尔爽高科技有限公司(原山东巨龙化工有限公司)从事抗菌整理研究已有十九年的经验,该公司大批量生产抗菌整理剂和抗菌整理布,中国人民解放军90作训鞋就全部该公司生产的抗菌防臭中底布。本实验使用的是该公司生产的防螨抗菌整理剂SC-998,它具有高效广谱的防螨抗菌性、优异的耐久性、良好的安全性,

抗菌防螨整理剂SCJ-998适用于棉、毛、丝、毛及其与化纤的混纺织物的防螨抗菌整理。其主要成分是带有活性基团的吡卜酰胺结构的氯苯咪唑类高分子化合物和以拟除虫菊类化合物为主的微胶囊,SCJ-998上带有的活性基团可与纤维上的-OH、-NH-形成共价键,使抗菌防螨处理后的织物具有优异的耐洗涤性;SCJ-998带有的抗菌基团作用于细菌的细胞膜,使细胞膜缺损,通透性增加,细胞内的胞浆物外漏,也可阻碍细菌蛋白质的合成,造成菌体内核蛋白体的耗尽,从而导致细菌死亡;SCJ-998带有的抗菌基团还选择性地作用于真菌细胞膜的麦角固醇,使细胞膜通透性改变,导致细胞内的重要物质流失,而使真菌死亡。同时SCJ-998在织物表面形成防虫药膜,对螨虫等具有高效、快速的击倒灭杀效果,并具有良好的驱避作用。

抗菌防螨整理剂SCJ-998由SCJ-998A、SCJ-998B和998C三组分构成,其中SCJ-998A外观为无色透明液体,可溶于冷水,PH值6-7;SCJ-998B外观为淡黄色液体,可扩散于水中,PH值7-8;SCJ-998C外观为淡黄色透明液体,可溶解于水,PH值6-7(10%水溶液)。抗菌防螨整理剂SCJ-998使用浓度时,不易燃、不易爆、对人体无毒(使用要防止原液进眼内和口中)。抗菌整理剂SCJ-998对织物的白度、色光、强力、手感和透汽性无不良影响(本产品的知识产权受国家法律保护)。

  • 织物:40×40  110×90  230cm  纯棉漂白平布

         42/2×21  86×64  91cm  涤棉浅兰府绸

  • 工艺配方:SCJ-998A      3%

             SCJ-998B      2%

             SCJ-998C      1%

  • 工艺流程:前处理、漂染→浸轧防螨抗菌溶液(轧液率70%)→烘干(80-100℃)→拉幅(150℃×30秒)→成品。

对于毛巾、针织物等也可采用浸渍→脱水→烘干的加工方法。

防螨抗菌整理后的织物手感柔软,外观洁白、色光鲜艳、物理指标符合国家标准。

  • 防螨抗菌性能测试:

本防螨抗菌效果由中国人民解放军卫生监测中心、中国人民解放军军事医学科学院、中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所、中国医学科学院皮肤病研究所、全国性病防治研究中心、中国协和医科大学皮肤病医院、山东省卫生防疫站、青岛医学院、日本化学纤维检查协会、日本纺织检查协会、Intertek Testing  Services等国内外权威单位提供测试。抗菌测试方法采用改进的Qiuinn Test、JIS L 1902 定量实验方法和AATCC  Test Method 100-1998,洗涤方法采用日本JISL 027-130标准。防虫去驱避实验采用以下方法:

如图所示,将7个直径4cm高0.6cm的塑料器皿粘至板上,中间放入大约3000个螨虫,在周围6个塑料器皿分别间隔铺放上直径为4cm的防虫处理布样和空白布样,并且在6个布样上分别均匀放上0.05g粉末饲料(螨虫培养基)。

在27×13×8cm食品保鲜箱(或干燥器)的下层放入饱和食盐水,然后将板放到保鲜箱(或干燥器)的上层,25℃±1℃,湿度75%恒温恒湿培养24小时。再用食盐水浮游法将样品上的粉末饲料冲释,然后水洗采集,计数,按下式计算驱避率。

驱避率=1- ×100%

    1、防螨性能测试:由于国内进行螨虫研究单位保存的螨虫种类所限,本研究中只进行了尘螨、革螨(鸡皮刺螨)和恙螨(须纤恙螨)的防螨实验(在日本的文献资料中他们绝大部分仅以尘螨做实验做驱避率实验)。测试结果表明防螨抗菌织物对尘螨、革螨、恙螨的驱避率都大于99%。

    2、抗菌谱测定:结果表明防螨抗菌整理后的织物可以完全杀灭黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、蜡状芽胞杆菌、链球菌、肺炎球菌、脑膜炎球菌、淋球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、肺炎杆菌、绿脓杆菌、枯草杆菌、絮状表皮癣菌、石膏样毛癣菌、白色念球菌、青霉菌、黑曲霉菌等有害菌。

    3、防螨抗菌织物耐洗涤性:

洗涤50次后对尘螨、草螨、恙螨的驱避率达95%以上。淋球菌(941748国内流行株)、淋球菌(WHO Q6国际标准耐药株)、金黄色葡萄球菌(ATCC 6389)、大肠杆菌(ATCC 8099)、白色念珠菌(ATCC 10231)、石膏样小芽胞菌、絮状表皮癣菌、红色毛癣菌、枯草杆黑色变种芽胞(ATCC 9372)等在未洗及洗涤30次、50次、100次后的抗菌织物上完全不生长,抑菌率达99%以上,该防螨抗菌整理布具有优异的耐洗涤性。

    4、防螨抗菌整理剂毒性实验

  (1)防螨抗菌整理剂经口急性毒性;取4%防螨抗菌整理剂应用液对40%只空腹16h的昆明种标准小白鼠一次性经口灌胃,防螨抗菌整理剂剂量高达10000mg/kg,每天观察动物的中毒表现,七天结束实验,各组实验动物在整个实验过程种,无任何中毒表现,饮食和运动均正常,无一只动物死亡。根据急性毒性分级标准,该抗菌整理剂应用液实属实际无毒物质。

   (2)对皮肤刺激性:将10只日本大耳标准实验用兔的脊柱两侧毛分别剪掉,将4%防螨抗菌整理剂应用液菌在纱布上,敷贴在右侧暴露的皮肤上。24小时后观察敷贴部位皮肤,均未出现红斑和水肿等刺激症状,根据皮肤刺激强度分级标准,该抗菌整理剂应用液对皮肤属无刺激物质。

   (3)对眼睛刺激性:将4%防螨抗菌整理剂应用液,直接滴入日本大耳标准实验用兔的右眼,左眼作对照,被动闭合5秒,然后用生理盐水冲洗干净,24小时后观察,眼睛均无异常,根据眼睛刺激强度分级标准,该防螨抗菌应用液对眼睛属无刺激物质。

   (4)微核实验:依照GB7919-87实验方法进行小鼠骨髓嗜多染红细胞微核实验,结果表明:防螨抗菌整理剂样品组与溶剂对照组微核发生率相比较,无显著差异,未见体内致突变性。

  • 临床应用结果:

防螨抗菌整理内裤经股癣、湿疹、淋病、阴道炎、阴部搔痒等患者穿着表明,对减轻疾病症状均有明显的效果,并且穿着舒适。

防螨抗菌整理床单在病房使用3-7天后,未发现有螨虫存在,做细菌培养,没有细菌生长,病人无感染现象。

我们还将防螨抗菌整理内衣袜子送给不同工作岗位,多种年龄的男女同志试用一年多,普遍反映对防止汗臭、皮肤搔痒等有明显作用均未出现皮肤刺激,无皮肤过敏现象,显微镜下检查未发现有螨虫存在。

四、结语:

防螨抗菌整理后的织物无毒,对皮肤无过敏反应,具有广谱高效的防螨抗菌性。对尘螨、草螨、恙螨的驱避率都大雨99%,洗涤50次驱避率都大于95%。对淋球菌(WHO Q6国际标准耐药株)等二十余种有害菌都有高效的抑制能力,洗涤100次后抑菌率仍达99%以上,能有效地预防淋病、结膜炎等传染病及脚癣等皮肤病,对防止汗臭、脚臭、皮肤搔痒和哮喘病等有明显的效果。

1、《产业用纺织品》1987.6 P1-9 商成杰“抗菌卫生整理的研究”。

2、《印染》1994.7 P33-35 邹承淑、商成杰等“抗菌整理织物的改良Quinn氏测 


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