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三河市京納環保技術有限公司
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紡織品抗菌整理技術介紹
來源:本站    日期:2014-10-11    瀏覽量:1593        
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1、      引言  

隨著科技進步發展以及人們生活水平的不斷提高,人們對自身的衛生保健意識日益增強,具有耐久性的抗菌紡織品越來越引起人們的重視。據預測,各種耐久性抗菌紡織品將成為熱銷商品,因此開發和研究抗菌紡織品又將成為一個熱點。

   微生物,即細菌、霉菌、酵母,幾乎到處都存在。絕大多數微生物對人類是無害的,甚至是有益和必需的,但也有小部分微生物可以引起人類和動植物的病害,這些能導致人類和動植物疾病的微生物稱為病原微生物。

細菌是微生物中的重要品種之一,其個體微小,人類無法用肉眼看到。



紡織品與人類生活密切相關,是微生物直接或間接傳播的媒介之一。

在身體的上半身,平均每平方厘米有各種微生物505000個,如果條件適宜,某些微生物會產生異常的繁殖,即使是有益的微生物也可能發生變異。

天然纖維中的棉、毛本身就是微生物的糧食,微生物的繁殖會引起某些疾病或使皮膚產生異常的刺激而引起不快感覺。人體分泌的汗水、皮脂等排泄物附在皮膚上,容易招致微生物的滋生和繁殖,從而使貼身內衣產生惡臭味,襪子使腳誘發成腳癬,嬰兒尿不濕引起斑疹等。在醫院工作的醫生、護士及病人的服裝、床上用品等,由于不抗菌和抗病毒會造成細菌和病毒的交叉感染。紡織品在運輸儲藏過程中,在溫度和濕度適宜的條件下或因沾污等原因,也會引起微生物的繁殖,如霉菌的繁殖形成酶斑,使織物局部著色或變色,甚至產生生物講解發生脆損,使用價值和衛生性能受到損傷。

早在4000年前,埃及人就用浸漬某種藥方的紡織品包裹木乃伊。在第一次世界大戰中丹麥科學家發現毒氣使受害者的傷口不會化膿,從此開創了殺菌劑的研究工作。第二次世界大戰中,德國軍隊曾用季銨鹽抗菌劑處理軍服,大大降低了傷員的感染率。

1955~1965年是抗菌紡織品的形成階段,名為“Sanitized”的抗菌紡織品投放市場;

1966~1976年是開發階段。含錫、銅、鋅、汞的有機金屬化合物和醌類及含硫化合物用來做織物抗菌整理劑。(美國的道康寧公司研制的衛生整理劑DC5700投入使用)

1976年以后,向發展階段過渡。上世紀80年代衛生整理的耐久性和整理風格得到進一步的改進,國內外非常重視衛生整理紡織品的開發。

90年代抗菌防臭紡織品得到迅猛發展,從后整理為主的紡織品發展到抗菌纖維和衛生整理并舉的功能紡織品,織物的抗菌性,安全性和耐洗滌性進一步提高,并出現消臭、防蟲等衛生性能的紡織品。

2、      抗菌整理的基本原理

紡織品在穿著過程中,皮膚表面排出的汗漬、皮脂、油垢等代謝廢物和來自外部的食品殘跡將附著在紡織品上,成為微生物的營養源。在皮膚上生活的細菌和外來生活的細菌將這些陳舊廢物當作營養源,伴隨人體皮膚給予的溫度,水分和氧氣進行繁殖,繁殖速度非常快。代謝后,就產生揮發性惡臭物質。

抑制這種紡織品上的微生物的繁殖,紡織惡臭發生的方法,就是抗菌防臭整理。

2.1抗菌劑的抗菌方式:

抗菌劑的種類不同,抗菌劑的機理不同。

2.2無機抗菌劑的抗菌機理:

無機抗菌劑是光譜抗菌劑,屬于離子溶出接觸型抗菌劑,其抗菌作用是被動式的。目前對金屬離子抗菌的作用機理有2種解釋:

1、接觸反應機理  金屬離子接觸微生物,使微生物蛋白質結構破壞,造成微生物死亡或產生功能障礙。當微量金屬離子接觸到微生物的細胞膜時,因細胞膜帶負電荷而與金屬離子發生庫侖吸引,使兩者牢固結合,即所謂的微動力效應,導致金屬離子穿透細胞膜,進入微生物體內,與微生物體內蛋白質上的巰基發生反應:


此反應使蛋白質凝固,破壞微生物合成酶的活性,并可能干擾微生物DNA的合成,造成微生物死亡。同時金屬離子和蛋白質的結合還破壞了微生物的電子傳輸系統、呼吸系統和物質傳輸系統。由于金屬離子一般負載在緩釋性載體上,在使用過程中具有抗菌性能的金屬離子逐漸釋放,而在低濃度下抗菌金屬離子就有抗菌效果,因此通過抗菌金屬離子的釋放,無機抗菌劑可發揮持久的抗菌效果。

金屬離子殺滅和抑制細菌的活性按下列順序遞減:

Ag+Hg2+Cu2+Cd2+Cr3+Ni2+Pb2+Co4+Zn2+Fe3+

Ag+具有較高的氧化還原電位(±0.798eV25℃),所以反應活性很大,通過反應可達到其結構穩定狀態。金屬離子抗菌性能還與自身化學價態有關,對于銀離子其抗菌性能順序如下:

              Ag3+Ag2+ Ag+

高價態銀離子還原勢能極高,能使周圍的空間產生原子氧而極大地提高了抗菌效果。

2、活性氧機理

    加入抗菌劑后,材料表面分布著微量的金屬元素,能起到催化活性中心的作用。該活性中心能吸收環境的能量,激活吸附在材料表面的空氣或水中的氧,產生羥自由基(·OH)和活性氧離子(O2-),它們具有很強的氧化還原能力,能破壞細菌細胞的增殖能力,抑制或殺滅細菌,產生抗菌性能。

2.3有機抗菌劑的抗菌機理:

有機抗菌劑的主要作用機理式通過和微生物細胞膜表面陰離子結合組逐漸進入細胞,或與細胞表面的巰基等基團反應,破壞蛋白質和細胞膜的合成系統,抑制微生物的繁殖。

微生物細胞的外膜是半透膜,由脂肪層和蛋白質構成,內外兩層是蛋白質,中間夾著脂肪層,因此要滲透生物細胞膜需要有機抗菌劑具有親水性和親油性。

抗菌紡織品所采用的有機抗菌劑根據其種類不同具有不同的抗菌機理,總括而言,抗菌劑的抗菌機理主要有以下幾類:

(1)使細菌細胞內的各種代謝酶失活,阻礙生物的呼吸作用,達到殺菌效果;

微生物在呼吸時消耗糖類物質、釋放能量維持細胞內各種成分的合成和利用、能量貯存及轉化都涉及酶類物質。酶是一種大分子蛋白質,帶有巰基、氨基或微量金屬離子。如果抗菌劑進入菌體后能和酶類物質結合,并在一定程度上影響酶的活性,能量代謝體系的運轉就會受到影響,呼吸作用也就被抑制或停止。如硫氰酸酯類化合物進入菌體后就可和菌體內酶分子中的巰基、氨基起作用,使之失活而產生抗菌

效果:


一般銅、汞、砷制劑、有機硫等具有這種作用機制。

(2)與細菌細胞內的蛋白酶發生反應,破壞其機能,達到殺菌效果;

(3)抑制孢子的生成,阻斷DNA的合成,從而抑制細菌的生長;

(4)極大的加快磷酸氧化還原體系,打亂細胞的正常生長體系;

(5) 破壞細胞內的能量釋放體系;

(6)阻礙電子轉移系統及氨基酸轉酯的生成;

(7)通過靜電場的吸附作用,使細菌細胞破壁殺滅細菌。

3、        抗菌紡織品市場發展前景廣闊

隨著生活水平的提高,人們越來越重視生活的質量,希望能獲得有舒適感的衣著,以及衛生健康的居住環境。對于各種各樣的紡織品要求越來越高,特別是安全、安心、舒適、健康、衛生、清潔等“綠色”觀念的形成,使紡織品的抗菌、防霉、防臭后整理加工更加受到人們的重視。 目前,日本在抗菌防臭方面研究最為活躍,技術領先,產品已拓展至運動服、地毯、醫療用品等領域。近年來,抗菌研究的重點已經從保護紡織品免受細菌侵襲轉移到保護環境和使服用者免受細菌侵襲。進入21世紀,隨著老齡社會的到來,臥床老人和在家療養者逐漸增多,防止褥瘡的老人護理用品的需求也呈增加的趨勢。由于從生產為主的社會向生活為主的觀念轉變,開發研究有利于人體健康、有利于地球環境的產品,將是今后重要的課題,因此抗菌整理日益受到人們的重視。抗菌功能成為生化紡織品發展最為迅速的項目。抗菌紡織品種類繁多,據統計,全球整個抗菌劑市場每年成長率約為10-12%。其中天然抗菌劑的比率占整個抗菌劑的比率為10%左右。目前全球抗菌劑市場規模約120億美元,其中美國抗菌劑市場約為30億美元。 據估計,全球紡織品使用的抗菌劑,約占整個抗菌劑市場的10%,而抗菌劑成本占紡織品售價5-10%。日本抗菌劑市場約120億日元,而其紡織品市場約8000億日元。日本是全世界抗菌紡織品最大的市場,其規模超過美國與歐洲。加拿大抗菌紡織品市場約3.5億加幣。一般認為,在未來8年內,全球抗菌紡織品市場的年增長率約10%,而健康、天然、環保已經是眾所公認新世紀紡織工業的發展趨勢,此市場將持續蓬勃發展。

 

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