纳米防螨抗菌真丝针织服装的研究yd14818
薛涛，孟家光 西安工程科技学院纺织与材料学院，陕西西安710048
收稿日期：2004-09-01
通讯作者：孟家光(1964-)，男，四川省峨眉市人，西安工程科技学院教授，E-mail：mengjia@pub.xaonline.com
原载: 西安工程科技学院学报, 2005/3; 16-18,
【摘要】研究纳米无机材料的抗菌防螨性能，开发新型的功能性针织服装，介绍了纳米防螨抗菌剂的配制过程和纳米防螨抗菌织物的生产工艺流程，并通过涂层浸轧方法进行整理。实验表明，经纳米材料整理的真丝针织服装对螨虫有较高的驱避效果，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌有很高的抑制作用、防螨整理服装是纺织品又一次与医药联姻开发的功能性纺织品，是现代医学与染整新技术相结合的边缘技术。采用抗菌剂对织物进行整理，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，保证人体的健康和穿着舒适，降低公共环境的交叉感染率。具有重大的社会效益。织物防螨整理是20世纪80年代才兴起的，传统上应用的试剂都是有机的防螨制剂。目前，市场上销售的防螨制剂大多存在很多问题，例如抗菌谱、耐久性、安全性等问题[1-3]。但是，纳米无机类抗菌剂克服了上述种种缺点，适合于防螨服装的开发。纳米技术的最大优点除了它本身的优良特性外，就是它的“绿色”性，即对环境无污染。所以，纳米无机类抗菌剂除了具有优良的抗菌性能外，还具备了有机抗菌剂无法比拟的环保安全性，对人体和环境没有任何损害[2]。作者在西安交通大学教育部科技查新工作站查新得知：采用纳米复合技术整理，并具有防螨抗菌双重功效的针织服装，国内外尚未见到有关文献报道。本文研究纳米无机材料的抗菌防螨性，开发出新型的功能针织服装。
【关键词】纳米；防螨整理；抗菌整理；针织服装
【中图分类号】TS 195。5 8 文献标识码：A 文章编号：1671-850X(2005)01-0016-03
1 防螨抗菌整理实验
1.1 整理液的制备
在防螨抗菌整理液的配制过程中，纳米粉末(TiO2和Ag)在整理液中的分散性和稳定性是技术的关键，因此分散剂的选择尤为重要。经过广泛的资料检索和大量的实验，选用土温为分散剂。配制整理液的方法如下：加入规定量的水，室温下依次加入黏合剂、分散剂、纳米粉末，在高剪切乳化机下乳化30 min，制备好的工作液呈乳白色。
1.2 工艺配方
纳米材料：5%；分散剂：5%；分散介质：3%；固色剂：5％ ；稳定剂：3％。
1.3 试样:见表1
表1 试样
|
编号 |
组织 |
原料 |
颜色 |
编号 |
组织 |
原料 |
颜色 |
|
A |
纬平针 |
长丝+氨纶 |
红+白+黑格 |
E |
纬平针 |
绢丝+氮纶 |
橙色 |
|
B |
1×1罗纹 |
长丝+氨纶 |
黑色 |
F |
纬平针 |
长丝+氨纶 |
浅绿色 |
|
C |
纬平针 |
绢丝+氨纶 |
淡黄色 |
G |
4×4罗纹 |
长丝+氨纶 |
黑色 |
|
D |
纬平针 |
绢丝+氨纶 |
黑色 |
|
|
|
|
1.4 工艺流程
前处理(净洗)→脱水→浸入整理液中(浴比1:10，室温下浸泡30 min) →脱水→浸泡黏合剂30 min→ (浴比1:10，温度40℃) →脱水→烘干→熨烫→成品。
2 防螨抗菌性能的测试
纳米防螨抗菌效果由上海市预防医学研究院和陕西省疾病预防控制中心测试。抗菌测试依据GB
15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》进行，实验温度为(20±2)℃。防螨驱避实验依照SCDC／FBS 093-2003实验室驱螨效果测试方法：取7只陶瓷圆盘(直径2.5 cm，高1 cm)一只放置中心，其余6只围绕中心陶瓷圆盘放置，并且一处与中心陶瓷圆盘接触。在周围陶瓷圆盘与中心陶瓷圆盘接触处用透明胶粘住。然后将上述7只陶瓷圆盘用双面胶固定在纸板上。在中心陶瓷圆盘上放置粉尘螨大于1 000只。在周围6只陶瓷圆盘底内间隔放置0.5 g待测物和对照物，并在待测物和对照物上面各放入0.05 g螨虫饲料。
将上述7只陶瓷圆盘连同固定纸板一并放入干燥器的分隔板上，在干燥器的分隔板下面加入饱和食盐水，使干燥器内保持75％相对湿度。将上述干燥器放入(20±1)℃恒温箱内，24 h后取出，在解剖镜下观察，记录待测物和对照物上螨虫数。实验重复2次，计算驱避率。
驱避率(％)=(1-处理组的试虫数／对照组的试虫数)×100。
2.1 防螨性能
由于国内进行螨虫研究单位保存的螨虫种类有限，本研究只进行了粉尘螨的防螨测试。此类螨虫广泛存在于居家环境及衣物中，具有较高的代表性。测试结果表明，纳米防螨抗菌整理后的织物驱避率为90.9 %而大阪府立卫生研究所法驱避率的评价标准为70 %以上[4]。
2.2 抗菌谱
抗菌效果的测定结果见表2.3。由表2.3可知：防螨抗菌整理后的织物可以达到良好的抗菌效果和耐洗牢度。对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌具有较强的抑菌效果。
表2 整理后服装抗菌效果测试
|
菌种 |
作用时间／min |
抑菌率／% |
|
金黄色 葡萄球菌 |
10 |
99.04 |
|
30 |
99.19 |
|
|
60 |
99.76 |
|
|
120 |
99.98 |
|
|
大肠杆菌 |
10 |
92.44 |
|
30 |
93.95 |
|
|
60 |
94.92 |
|
|
120 |
96.78 |
|
|
白色 念珠菌 |
10 |
23.67 |
|
30 |
35.79 |
|
|
60 |
73.83 |
|
|
120 |
84.21 |
注：阳性对照组菌落数为3.41×104 cfu／片，
阴性对照组无菌生长。
表3 洗涤2O次后服装抗菌效果测试
|
菌种 |
作用时间／min |
抑菌率／％ |
|
金黄色 葡萄球菌 |
10 |
95.13 |
|
30 |
95.87 |
|
|
60 |
96.74 |
|
|
120 |
98.43 |
|
|
大肠杆菌 |
10 |
87.34 |
|
30 |
87.97 |
|
|
60 |
90.21 |
|
|
120 |
92.67 |
|
|
白色 念珠菌 |
10 |
23.52 |
|
30 |
38.59 |
|
|
60 |
70.99 |
|
|
120 |
78.44 |
注；阳性对照组菌落数为4.12×104 cfu／片，
阴性对照组无菌生长。
3 织物服用性能测试
对纳米材料整理前后的织物的悬垂性和透气性进行对照。对比样均取于同一块织物，一半用前面所得到的最佳工艺进行抗菌整理，另一半则作为原样，只进行柔软整理。如1和2号为对比样，3和4号为对比样，依次类推，单号为原样，双号为整理后的织物。
织物因自重而下垂的性能称为悬垂性。它反映织物悬垂程度和悬垂形态。通常用悬垂系数来描述织物的悬垂特性，即悬垂系数越小，织物的悬垂性越好。本实验采用YGSll型织物悬垂性测定仪(温州纺织仪器厂)测定。结果见表4。
表4 织物悬垂性对比实验结果
|
编号 |
悬垂系数／% |
平均值/% |
编号 |
悬垂系数/% |
平均值/% |
||||||||
|
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
第5次 |
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
第5次 |
||||
|
1 |
25.0 |
29.0 |
27.0 |
26.0 |
25.0 |
26.4 |
8 |
32.0 |
30.0 |
29. 0 |
31.5 |
30.0 |
30.5 |
|
2 |
23.0 |
24.8 |
21.5 |
20.5 |
22.0 |
22.4 |
9 |
26.0 |
26.2 |
25.0 |
24.0 |
26.0 |
25.4 |
|
3 |
34.8 |
35.0 |
32.0 |
31.9 |
32.0 |
33.1 |
10 |
26.0 |
26.8 |
25.0 |
24.8 |
24.0 |
25.3 |
|
4 |
30.0 |
30.0 |
31.0 |
31.0 |
30.0 |
30.4 |
11 |
25.8 |
26.4 |
24.0 |
25.0 |
24.8 |
25.2 |
|
5 |
28.0 |
27.5 |
27.0 |
26.5 |
27.0 |
27.2 |
12 |
26.0 |
26.6 |
25.0 |
24.0 |
25.6 |
25.4 |
|
6 |
26.5 |
25.0 |
25.0 |
26.5 |
27.0 |
26.0 |
13 |
40.0 |
41.8 |
41.9 |
38.0 |
42.0 |
40.7 |
|
7 |
36.0 |
32.0 |
31.0 |
33.0 |
33.0 |
33.0 |
14 |
41.5 |
39.0 |
39.8 |
36.0 |
40.0 |
39.3 |
织物的透气性是指织物在压力差的情况下透过空气的能力。采用Y561型织物透气性仪(宁波纺织仪
器厂)测定在一定压力差条件下单位时间内通过的空气量Q，实验结果见表5。
表5 织物透气性对比实验结果L／mz·s
|
编号 |
透气量 |
平均值 |
编号 |
透气量 |
平均值 |
||||||||
|
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
第5次 |
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
第5次 |
||||
|
1 |
1027 |
983 |
1015 |
1090 |
1070 |
1037 |
8 |
480 |
460 |
484 |
468 |
460 |
470.4 |
|
2 |
1049 |
1038 |
1 038 |
1193 |
1140 |
1091.6 |
9 |
480 |
464 |
506 |
488 |
468 |
481.2 |
|
3 |
377 |
382 |
382 |
371.6 |
387 |
379.92 |
10 |
622 |
643.4 |
653.8 |
611.4 |
633 |
632.8 |
|
4 |
426 |
416.4 |
460 |
495.2 |
472 |
453.9 |
11 |
633 |
643.4 |
653.8 |
674.6 |
622.2 |
645.4 |
|
5 |
468 |
506 |
451.7 |
488 |
476 |
477.9 |
12 |
387 |
397 |
402 |
392 |
397 |
393.2 |
|
6 |
202 |
238.2 |
240.2 |
242.5 |
240.4 |
232.8 |
13 |
439 |
434.8 |
426 |
443.3 |
430.4 |
434.6 |
|
7 |
228 |
231.2 |
242.6 |
250.1 |
244.5 |
239.4 |
|
|
|
|
|
|
|
从表4，5可以看出，织物的透气性和悬垂性较未处理织物好或保持不变。而在感观上评价真丝织物风格时，处理后织物的仍具有原织物的光泽，手感柔软、滑糯，色泽鲜艳，没有出现掉色现象。
4 结 论
(1) 工艺流程：前处理(净洗)→脱水→浸入整理液中(浴比1:10，室温下浸泡30 min)→脱水→浸
泡黏合剂30min→(浴比1:10，温度40℃) →脱水→烘干→熨烫→成品。
(2) 采用该工艺对真丝针织服装进行防螨抗菌整理，可以使服装具有驱避及杀灭螨虫的功能，同时
对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌有很强的抑制作用。
(3) 采用该工艺整理的真丝服装，其透气性和悬垂性比整理前好或相差不大。因此，经纳米材料整理的真丝服装不仅具有良好的防螨抑菌性，同时具有良好的服用性能。
参考文献：
[1] 杨栋梁,纺织品的防螨整理(一)[J]印染,2002,(7);36-38
[2] 邹承淑,商成杰,防螨抗菌织物的研究[J]纺织导报,2001,(3);26-28
[3] 张立德,牟季美,纳米材料学[M]沈阳;辽宁科学技术出版社,1994,21-34
[4] 马正升,黄斌斌,金辉,等,防螨纤维及织物的研究进展[J]金山油化纤,2002,(4);29-32