防螨抗菌除臭劑,防霉防菌防螨劑,防霉抗菌劑,抗菌防螨防霉助劑

1、織物抗菌防臭整理工藝實踐 李亞輝 赫特國際集團HerstInternationalGroup，上海 200040作者簡介：李亞輝(1964-)男，博士，大中華區(qū)域經(jīng)理，從事精細(xì)化工產(chǎn)品的的合成，應(yīng)用研究及管理工作?！菊扛攀隽丝咕莱粽韯┑陌l(fā)展、生產(chǎn)和應(yīng)用，介紹了抗菌紡織品的生產(chǎn)方法，重點闡述了改性甲殼質(zhì)類的抗菌防臭整理劑的應(yīng)用工藝，采用AATCC lO0標(biāo)準(zhǔn)測試證明Herst ATB抗菌整理紡織品具有高效、耐久的抗菌防臭效果，并且Herst ATB成本低廉，安全環(huán)保，適合于工業(yè)化生產(chǎn)， 【關(guān)鍵詞】抗菌防臭整理劑;抗菌紡織品;抗菌整理工藝【中圖分類號】TS195.583 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章

2、編號:1005-9350（2006）03-0031-041 抗菌防臭整理劑 微生物嚴(yán)重地影響了人類的生活，致病微生物對人體產(chǎn)生了巨大的危害。織物抗菌整理就是人們消滅這些致病微生物的方法之一。抗菌整理在美國等被稱為抗微生物整理；在日本被稱為抗菌防臭加工；在國內(nèi)有人稱之為衛(wèi)生整理。 紡織用抗菌劑可分為天然、有機和無機三大類。每類抗菌劑各有其優(yōu)缺點，有機類抗菌劑效果好，品種多，是目前使用最為廣泛的一類抗菌劑，但存在耐高溫穩(wěn)定性差等問題，難以用于合成纖維紡絲工藝；天然類抗菌劑通常具有良好的安全性，但其應(yīng)用范圍窄，多數(shù)嚴(yán)重影響織物的色光；無機抗菌劑耐熱性好，但用于紡織品后整理難以獲得耐久的效果，并且大部

3、分品種存在重金屬的毒性問題。11 有機抗菌整理劑有機類抗菌整理劑可以分為兩大類，即溶出型與非溶出型。 溶出型抗菌整理劑與織物不是以化學(xué)方式相結(jié)合，因此能通過與水接觸被帶走，這類抗菌整理 常劑主要用于用即棄類紡織品(一次性紡織品)上。常見的溶出型抗菌劑主要有：醛類、酚類、醇類、某些表面活性劑(如季銨鹽類)、有機雜環(huán)化合物(如吡唑類、嘧啶類、吡咯類)、有機金屬化合物(如有機汞化合物、有機銅化合物、有機鋅化合物、有機鉛化合物、有機錫化合物以及一些其他有機金屬化合物)等。由于這類抗菌劑一經(jīng)洗滌便會脫落，所以并不能用于需要多次洗滌、效果持久的紡織品。非溶出型抗菌整理劑能與織物以化學(xué)鍵結(jié)合這種整理劑處理過

4、的織物對于穿著和反復(fù)洗滌具有耐久性。其方法是在纖維上接枝或聚合抗菌劑或在紡絲原液中混入抗菌劑，以達(dá)到控制釋放活性物質(zhì)從而獲得耐久性的目的。非溶出型抗菌劑與纖維通過牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，一方面使藥劑不能進入微生物的細(xì)胞內(nèi)，對細(xì)胞核(遺傳因子)沒有影響，不會出現(xiàn)耐藥菌；另一方面，抗菌劑還不會被人體的分泌物吸收而進入人體內(nèi)，對人體和環(huán)境具有很高的安全性。所以除了某些特定用途，非溶出型已經(jīng)全面取代了溶出型抗菌整理劑。常用的非溶出型抗菌整理劑主要有：有機硅季銨鹽類、二苯醚類、有機氮類、硝基呋喃類、雙胍類、氯苯咪唑類等。12 無機抗菌整理劑 無機抗菌劑是具有抗菌性的金屬離子等無機物及其與無機載體的復(fù)合體。它具

5、有耐熱加工性好的優(yōu)點，可廣泛用于塑料、合成纖維、建材、造紙等行業(yè)。由于該類抗菌劑生產(chǎn)技術(shù)難度相對較低，所以國內(nèi)外生產(chǎn)廠家很多，但產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。 嚴(yán)格地說，無機抗菌劑屬于溶出型抗菌劑，按照其抗菌成份分，除了幾個小類之外，主要有載體結(jié)合金屬離子型和氧化鐵光催化型兩大類。 金屬離子型無機抗菌劑是將具有抗菌功能的金屬離子加載在各種無機天然或人工合成的礦物載體上，使用時載體緩釋抗菌活性離子，使制品具有抗菌和殺菌的效果。其中應(yīng)用效果最好的金屬離子是Ag+、Cu+、Zn+等。氧化物型抗菌劑是利用N型半導(dǎo)體材料，如:TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3、CdS等在光催化下，將吸附在表面的OH-和H2O分子

6、氧化成具有強氧化能力的OH自由基，對環(huán)境中的微生物具有抑制和殺滅作用。 除了以上兩種無機抗菌劑以外，還有過氧化物類、無機酸堿類以及可與纖維配位的金屬類等。13 天然抗菌整理劑 天然抗菌劑主要來自天然物質(zhì)的提取物，如殼聚糖來自于天然貝殼、蟹殼、蝦殼、魚骨及昆蟲等動物殼體非常堅硬的部分，經(jīng)由脫去N-乙?；@得。天然抗菌劑的優(yōu)點是不屬于化學(xué)制品，是從天然食物或植物中提取或直接使用的，在生產(chǎn)和使用過程中，對環(huán)境一般不產(chǎn)生污染危害，生物相容性好，因而受到青睞。但其缺點也是明顯的：160-180就開始炭化分解，使應(yīng)用范圍受到很大限制。常見的天然抗菌產(chǎn)品見表1。表l 天然抗菌產(chǎn)品種類產(chǎn) 品殼聚糖如-1,4-

7、聚葡萄糖胺(脫乙酰殼聚糖多糖)、0-羥甲基殼聚糖(O-CMCh)日柏醇如UNIKA MCAS-25(微膠囊化的日柏醇)、檜醇等油 脂如蓖麻油、椿樹油、花椒油等海藻類瓊脂低聚糖、海藻糖、褐藻膠植 物蘆薈、艾蒿、蘇紫、蕺、茶葉、竹子中草藥黃連、黃芪、魚腥草、板藍(lán)根、竹瀝、甘草 目前使用的天然抗菌劑處理織物的主要方法之一是微膠囊技術(shù)，該技術(shù)是將一種或幾種天然抗菌提取物的活性成分，包裹在微粒子膠囊中，再固著在織物的纖維里，使其成為衛(wèi)生保健織物。一些纖維里的膠囊和皮膚接觸摩擦?xí)r就爆裂開，散發(fā)出香氣和抗菌劑等，發(fā)揮其衛(wèi)生保健作用。對于抗菌微膠囊，通?？筛淖儽诓牡慕M成和厚度，來控制微膠囊抗菌劑的釋放速度，延

8、長耐用時間。應(yīng)用時可以通過涂層加工或采用浸軋法與固著劑等一起應(yīng)用使微膠囊結(jié)合在紡織品上。2 抗菌紡織品的生產(chǎn)方法 抗菌紡織品應(yīng)具備以下特征：高效廣譜的抗菌能力；持久的抗菌效果，耐洗滌、耐磨損；耐熱、耐日照、不易分解失效；柔軟、透濕、舒適性佳；使用安全，對健康無害，不會對環(huán)境造成污染。 雖然抗菌紡織品的種類繁多，但其生產(chǎn)方法可以分為兩種：一種方法是將抗菌劑添加到成纖聚合物中，采用共混紡絲法制成抗菌纖維。共混紡絲法是在纖維聚合階段或紡絲原液中加入抗菌劑，制得抗菌纖維的方法。該方法的好處是無需進行后整理，成本較低。另一種方法是使用抗菌整理劑進行后加工處理的方法。后整理加工法是將抗菌劑與纖維結(jié)合，從而

9、使紡織品具有抗菌的功能。實驗證實，抗菌棉織物的抗菌耐久性好于抗菌合成纖維。分析其原因，主要是由于纖維芯層的抗菌劑不能遷移到纖維皮層，起不到抗菌作用。解決該問題的最好方法是制成皮芯結(jié)構(gòu)的抗菌纖維：即在皮層加入抗菌劑，芯層則為普通纖維?？咕鷦┑奶砑恿坎荒苓^大，否則會嚴(yán)重影響抗菌纖維的物理指標(biāo)。由于這個原因，大大限制了抗菌合成纖維的抗菌效果和使用范圍。21 后整理法 抗菌整理是采用浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法將抗菌劑施加在纖維上，并使之固著在紡織品中的一種方法。從機理上看，抗菌纖維的后處理加工法還可分為四種：反應(yīng)性樹脂將抗菌劑熱固定于纖維上；以成膜物質(zhì)為媒介，將抗菌劑固定于織物上；抗菌劑吸附于纖維；

10、纖維的官能團與抗菌劑上的活性基團進行反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵，使抗菌劑和纖維成為一體。 代表性抗菌后整理加工法介紹如下： (1)以反應(yīng)性樹脂為媒介，使抗菌劑熱固著在織物上的方法。 例如，在微粉狀殼聚糖水溶液中，混合可成膜的反應(yīng)性樹脂，用噴霧法、浸軋法或涂層法中的任何一種方法，將它附著在尼龍或滌綸纖維織物表面，于130-180熱處理0.5-3min，使抗菌劑熱固著在纖維表面。用這種加工法制造的代表性商品如日本敷紡的Nonstack，郡氏的Sanityze等。 (2)在有機硅系季銨鹽的三甲氧基和纖維表面的羥基之間進行脫醇反應(yīng)，使抗菌劑固著在纖維上的方法。 例如，用浸漬法和浸軋法，將有機硅系季銨鹽處理

11、棉織物表面，80-120干燥后、去除水分和甲醇(或乙醇)。在該操作中，抗菌劑成分分散在水中，使三甲氧基分解，纖維表面上的羥基與抗菌劑成分中的三甲氧基形成共價鍵，同時有機硅反應(yīng)性樹脂自身縮聚，形成非常結(jié)實的薄膜，使抗菌劑熱固著。用該加工法制造的代表性商品有東洋紡的Biosil，大和紡的milaklset以及倉紡的Cransil等。 (3)用噴濺法將金屬附著在纖維表面的方法。 自1852年Grrove發(fā)現(xiàn)噴濺現(xiàn)象以來，它就用于制作薄膜。噴濺法有二極直流噴濺法、高頻噴濺法、磁控管噴濺法、反應(yīng)性噴濺法。 例如用洗滌劑充分洗凈滌綸塔夫綢后干燥，然后將試樣裝在磁控管裝置的圓筒容器內(nèi)，開始將真空裝置內(nèi)的壓力

12、減小到llO-3Pa后，在直流電壓100-1000V下放電3Omin，去除附著在目標(biāo)物(銀、銅)表面上的雜質(zhì)。接著，將圓筒轉(zhuǎn)動速度設(shè)定為lOr/min，用18冷卻水循環(huán)，在控制目標(biāo)物溫度上升的同時，進行規(guī)定時間(12-120s)噴濺。該加工法是高科技紡織品的發(fā)展方向之一。22 纖維改性法 自80年代開始出現(xiàn)通過化學(xué)纖維的高分子結(jié)構(gòu)改性和共混改性的方法制取抗菌纖維的方法，其中以共混方式為主。 共混紡絲法是將抗菌劑和分散劑等助劑與纖維樹脂切片混合，通過熔融紡絲生產(chǎn)抗菌纖維。采用該法，抗菌劑要經(jīng)過與纖維樹脂切片熔融混合、紡絲、拉伸等工序，要求抗菌劑耐溫性能好，粒徑足夠小。 在紡絲過程中，將抗菌劑摻加

13、到聚合物中混合紡絲，對于濕紡而言，即將合適的整理劑經(jīng)有機溶劑溶解后加入到紡絲原料中。而熔紡則是將抗菌劑制成抗菌母粒，再與原料切片共混后熔融紡絲，此類抗菌劑要求耐高溫，且對于聚合物有良好的分散性和相容性。 早期的用于化纖共混紡絲的抗菌劑一般均為含金屬離子的復(fù)合物，其中有不少抗菌劑含重金屬離子。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，重金屬離子對人體的生態(tài)毒性問題已逐漸被重視起來，抗菌效果好但毒性較大的含重金屬離子的抗菌劑已被逐漸淘汰，取而代之的是含有金屬離子的復(fù)合物，目前所用的是對人體無害的金屬氧化物、鹽或含有金屬離子的負(fù)載物，如含Ag沸石、Zn、Cu復(fù)合物或TiO2等。這種抗菌劑有好的抗菌效果，和良好

14、的熱穩(wěn)定性，有利于共混紡絲。 除了共混紡絲法，對纖維進行改性還可采用復(fù)合紡絲法和化學(xué)接枝改性法。復(fù)合紡絲法是利用含有抗菌成分的纖維與其他纖維或者不含抗菌成分的纖維復(fù)合紡絲，制成并列型、芯鞘型、鑲嵌型、中空多心型等結(jié)構(gòu)的抗菌纖維?；瘜W(xué)接枝法是通過對纖維表面進行改性處理，進而通過配位化學(xué)鍵或其他類型的化學(xué)鍵結(jié)合具有抗菌作用的基團使纖維具有抗菌性能的一種加工方法。即利用化學(xué)改性技術(shù)。3 抗菌整理織物生產(chǎn)實例 我們采用赫特國際集團 (Herst International Group)的改性甲殼質(zhì)類的抗菌防臭整理劑Herst ATB對純棉織物進行整理，參照AATCC 1O0-1993美國紡織印染協(xié)會標(biāo)

15、準(zhǔn)以代表性菌種大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠球菌為試驗菌種，測試了紡織品的抗菌效果和耐洗滌性，并對Herst ATB安全性以及環(huán)保進行了分析。 殼聚糖及其衍生物之所以能夠抑菌，主要是由于它們對細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜起了一定的作用，破壞了細(xì)菌正常的生理功能。Herst SAL主要成分為殼聚糖，其對細(xì)菌和霉菌的抗菌作用原理為：殼聚糖所帶的陽離子與構(gòu)成微生物細(xì)胞壁的唾液酸(SIALIC)或磷脂質(zhì)陰離子發(fā)生離子結(jié)合，束縛了微生物的自由度，阻礙其發(fā)育。殼聚糖還被分解成低分子，滲透到微生物細(xì)胞壁內(nèi)，阻礙遺傳因子從DNA到RNA的轉(zhuǎn)移，從而阻止了微生物的發(fā)育和繁殖。對細(xì)菌中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、灰霉菌、黑

16、曲霉菌的最小生育阻止含量為10-2Omg/kg。據(jù)電鏡觀察，細(xì)菌受Herst SAL作用后發(fā)生了明顯的形態(tài)學(xué)變化；革蘭氏陽性菌如金黃色葡萄球菌細(xì)胞壁變薄及破損，復(fù)制受到抑制；革蘭氏陰性菌如大腸桿菌的細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)濃縮，空隙明顯擴大。Herst ATB為殼聚糖衍生物，由于引進了高抗菌活性基團從而使其殺傷率大大增加，顯示出極高的抗菌性。 SGS、ITS、日本紡織檢查協(xié)會、日本化纖檢查協(xié)會、中國疾病控制中心等多家權(quán)威單位檢測證明：抗菌劑Herst ATB和SAL抗菌整理織物可以高效地殺滅接觸織物的MRSA、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、肺炎桿菌、綠膿桿菌、枯草桿菌、白色念珠菌、絮狀表皮癬菌、黑曲霉菌等有害菌

17、，洗滌60次后對金黃色葡萄球菌等的抑菌率仍達(dá)99.9%以上；對皮膚無刺激過敏反應(yīng)，對人體無毒，無致畸性，無致突變性，無潛在致癌性，不含甲醛、重金屬離子和芳香胺類化合物等有害物質(zhì)，符合環(huán)保要求，對防治汗臭、皮膚騷癢有顯著效果。31 實驗材料 實驗用布：純棉府綢 JC4040 1lO90 27Ocm 實驗藥品：抗菌劑Herst ATB，由赫特國際集團(Herst International Group)提供。32 工藝流程 坯布縫頭燒毛退漿煮練漂白染色烘干浸軋抗菌溶液拉幅321 前處理 前處理工藝應(yīng)用常規(guī)工藝達(dá)到正常印染半成品質(zhì)量要求，燒毛效果3-4級，白度在80%以上，毛效(3Omin)要求在8

18、cm以上。322 抗菌整理工藝 浸軋抗菌溶液(軋液率70%，40)烘干(100)拉幅(140，30s)323 工藝配方 處方(g/L):抗菌劑Herst ATB 40 柔軟劑Herst SF8800 2033 工藝分析331 抗菌劑用量對抗菌織物性能的影響 不同抗菌劑添加量會使織物產(chǎn)生不同的抗菌效果。一味地增加抗菌劑的用量雖然能增強抗菌效果，但卻會影響織物的各項物理指標(biāo)。因此有必要對抗菌劑的用量、抑菌率、成本進行綜合考慮，選出最佳生產(chǎn)工藝。 表2 抗菌劑不同用量對抗菌織物性能的影響抗菌劑用量(g/L)02030506070抑菌率%099.999.999.999.999.9332 焙烘溫度時間對

19、抗菌織物的影響 表3 不同焙烘溫度時間對抗菌織物性能的影響焙烘溫度100120130140150160焙烘時間s24012060303020抑菌率%99.999.999.999.999.999.9 從表3可見，選取140為焙烘溫度，時間為0.5min。34 抑菌效果檢測341 主要實驗設(shè)備、器材 無菌試驗室：電熱壓力蒸汽滅菌鍋；電熱培養(yǎng)箱；營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基。342 測試方法及菌種方法：AATCC 1O0-1993美國AATCC標(biāo)準(zhǔn)菌種:大腸桿菌(8099) 4.5lO5cfu/mL 金黃色葡萄球菌(ATCC 6538) 4.8lO5cfu/mL 白色念珠菌(AATCC 10231) 4.2lO5cfu/mL343 檢測樣品 抗菌劑Herst ATB整理過的織物與經(jīng)過90次洗滌的抗菌整理織物 未經(jīng)抗菌處理的同材質(zhì)織物作為實驗對照344 抑菌效果 表4 經(jīng)過抗菌整理的織物抑菌效果檢測樣品金黃色葡萄球菌大腸桿菌白色念珠菌抗菌整理織物99.999.999.9洗滌90次抗菌整理織物99.599.898.635 抗菌整理劑毒性實驗(1) (1) 抗菌整理劑Herst ATB經(jīng)口急性毒性;取5%抗菌劑Herst ATB應(yīng)用液對40%只空腹16h的昆明種標(biāo)準(zhǔn)小白鼠一次性經(jīng)口灌胃，抗菌整理劑Herst ATB劑量高