织物的抗菌整理
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• 1. 美国标准 • 美国是较早开发抗菌纺织品的国家之一。美国纺织化学师与 印染师协会( AATCC) 制定了三个相关卫生抗菌整理效果的 评价标准: • AATCC 30-2004(E2010)《抗菌性: 纺织品防霉和防腐性能》 • AATCC 100-2012《纺织品抗菌整理的评价》 • AATCC 147-2011《纺织品的抗菌性: 平行划线法》 • 2. 国际标准 • 国际标准化组织( ISO 组织) 颁布了两个相关抗菌评价标准: ISO 20645-2004《纺织织物抗菌能力的测定琼脂扩散板试 验》 • ISO 20743-2007《纺织品 抗菌制成品的抗菌活性测定》。
抗菌整理的与织物的结合方式
• 1 直接吸附型抗菌剂 • 依靠抗菌剂与纤维的直接亲和力, 实现抗菌剂分子与纤维分 子的结合。这类产品与纤维分子有较好的直接亲和力,抗菌 织物通过水洗等过程引起化学键断裂释放抗菌剂, 使其表面 的抗菌剂含量维持在一定水平。一般耐洗性较差、溶出性也 大，耐久性差。 • 2 交联结合型抗菌剂 • 为了提高抗菌织物的耐洗性,将交联树脂混入直接吸附型抗 菌剂中, 或在使用时将直接吸附型抗菌剂与交联树脂类拼用。 这类抗菌剂一方面可以依靠抗菌剂与纤维的直接亲和力与纤 维分子结合, 另一方面借助交联树脂的架桥作用, 将抗菌物质、 交联剂、纤维分子三者以共价键结合起来。但由于抗菌物质 没有完全实现与纤维分子以共价键结合, 使用量较少时, 溶出 性不太大, 虽可满足抗菌纺织品溶出物的安全性要求, 但耐洗 涤次数不太高。
性能测试与标准
• 评价抗菌防臭纺织品的试验方法有抑菌晕圈法、菌数测定 法和振荡烧瓶法等。 • 用于测定非溶出型制品以震荡烧瓶法最为准确，此法系美 国道康宁公司开发，具体操作如下: • 将经灭菌的试样和试验菌加入到盛有缓冲液的烧瓶中，用 振荡器在25℃下以320-340rmp的速度下强烈振荡1h，分 别计测振荡前后的活菌数，计算抑菌率。 抑菌率=(荡前的平均活菌数-荡后的平均活菌数)/荡前的平 均活菌数 评价时用试样的抑菌率和对照样(未经抗菌加工样)的抑菌 率的差值表示。
性能测试与标准
• 3. 日本标准 • 日本工业标准 JIS L1902-2008《纺织品抗菌性试验方法 和抗菌效果》 • 4. 中国国家标准 • 中国国家标准化管理委员会关于抗菌性能的评价已经颁布 了三个相关标准: • GB/T 20944． 1—2007《纺织品 抗菌性能的评价 第 1 部 分: 琼脂平皿扩散法》 • GB/T 20944． 2—2007《纺织品 抗菌性能的评价 第 2 部 分: 吸收法》 • GB/T20944． 3—2008《纺织品 抗菌性能的评价 第 3 部 分: 振荡法》
抗菌整理剂的分类
• 2.有机抗菌整理剂 有机抗菌剂是指以有机酸类、酚类、季铵盐类、苯并咪 唑类等有机物为抗菌物质的抗菌剂。其中以有机硅季铵盐 类（DC-5700）和双胍类（1-六亚甲基双胍[5-(4-氯苯基)] 的盐或葡萄糖酸盐）的应用较多。 • 3.天然抗菌整理剂 天然抗菌整理剂是指从植物、动物、昆虫及微生物等体内 提取的某些具有抗菌作用的物质。植物类提取物主要包括 桧柏油,艾篙,芦荟,山梨酸等；动物类提取物有甲壳质和壳 聚糖,鱼精蛋白,溶菌酶昆虫抗菌性蛋白质等，其中壳聚糖 目前最常用的天然抗菌剂。
抗菌整理剂的分类
• 理想的抗菌剂必须是安全、低毒的,具有广谱抗菌性,抗菌 作用强,用量小,不引起皮肤过敏反应或损伤,不能影响织物 的服用性能,对纺织品性能和外观影响小。 • 通常将抗菌剂分为三类:无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然 抗菌剂。 • 1.无机抗菌整理剂 无机抗菌整理剂是利用银、铜、锌等金属离子所具有的 抗菌能力,通过物理吸附或离子交换等方法与载体结合而 制得,尤其以纳米级或亚微米级的银及其化合物用得最多。 根据载体材料的种类不同, 无机系抗菌剂又可分为沸石抗 菌剂、磷酸复盐抗菌剂、澎润土抗菌剂、可溶性玻璃抗菌 剂、托勃莫来石抗菌剂和硅胶抗菌剂。
DC-5700的杀菌机理
• 对于DC-5700的杀菌机理有两种推断: • 1.接触死亡机理 (a)细菌的细胞壁带负电荷; (b)细菌(负电荷)DC-5700的阳离子所吸引 (c)带负电荷的细菌会被抗菌织物上的阳离子所吸引,从而 束缚了细菌的活动自由度,抑止了其呼吸机能,发生接触死 亡。
• 2.细菌溶解 • (a)细菌的细胞壁带负电荷; (b)细菌(负电荷)DC-5700的阳离子所吸引 (c)与DC-5700接触的细菌细胞壁的另一侧的负电荷因受 DC-5700的吸引而减少，细胞壁和细胞膜上的负电荷分布 不均而造成变形，发生物理性破裂,使细胞的内脏物如水、 蛋白质等渗出体外,发生“细菌溶解”现象而死亡。
抗菌整理的与织物的结合方式
• 3 反应结合型抗菌剂 • 这类抗菌剂的分子中含有大量的反应性活性基团及阳离子 抗菌基团, 一方面依靠抗菌剂的活性基团与含有活泼氢的 纤维分子以共价键结合, 另一方面利用阳离子抗菌基团在 纤维表面形成正电场,产生抗菌作用。由于抗菌剂全部与 纤维分子以共价键结合, 抗菌物质不从纤维分子中溶出, 故 高度耐洗涤。国外的典型产品是美国道康宁公司的专利产 品DC- 5700, 国内的典型产品是深圳市北岳海威化工有限 公司的专利产品WS- 8810。这类抗菌剂是通过特殊的阳 离子物质与纤维结合, 在织物表面生成微生物障碍体, 以电 场作用杀灭或抑制细菌和真菌的生长。
抗菌剂DC-5700
• 1化学结构式
3(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基季铵氯化物 DC-5700化学结构上左端的三甲氧基硅烷基具有硅烷偶合性, 当用水稀释DC-5700时,由于甲氧基的水解和析出甲醇即会 形成硅醇基。
• 此硅醇基基团与纤维表面及彼此之间的脱水缩合反应,使 DC-5700以共价键牢固地结合在纤维表面。
• 经水稀释的DC-5700在形成硅醇基的同时,DC-5700的阳离 子(N+)因纤维表面带负电荷而被吸引,形成离子键结合(静 电结合),加上前述的DC-5700彼此之间的脱水缩合反应,即 使其在纤维表面上形成坚固的覆膜。
• DC5700是以在纤维表面上共价键和静电力两种结合方式, 形成耐久性优良的抗菌表面膜。抗菌覆膜不溶于水和一般 干洗溶剂、耐温耐湿,抗菌效果耐久。
抗菌剂DC-5700的整Biblioteka Baidu工艺
• 主要用在棉、聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈等纤维制品上。最 近在无纺布、泡沫聚氨酯、合成皮革等多种材料上也有应 用。下面以棉为例介绍抗菌剂DC-5700的整理工艺。 • 织物准备→浸渍整理液（渗透剂JFC、抗菌剂DC-5700， 浴比1:20）→烘干（70-120℃）
性能测试与标准
• 纺织品由于自身具有微孔结构，穿着者本身的体温（温 度）、人体散发的湿气（水分）以及皮肤的代谢物（营养） 等为微生物提供了合适的生长环境，使纺织品成为最适合 细菌和真菌等微生物滋生和繁殖的温床。纺织品上滋生的 细菌,不仅使纤维制品变色、发霉、脆化降解等,而且对人 体皮肤产生异常的刺激并诱发各种皮肤疾病,影响人体健 康。 生产具有抗菌功能的纺织品是使人们免受或少受细菌侵害 的有效途径之一,因此具有抗菌功能的纺织品越来越受到 人们的青睐。 纺织品的抗菌整理的主要目的是降低病菌在纺织品中的生 存和传播机会, 防止微生物分解人体汗液及其他分泌物产 生的臭味, 或者是防止纺织品发霉变质，从而改善和提高 人们的生活质量。
抗菌的机理
• 抗菌整理纺织品采用不同种类的抗菌剂，其抗菌机理各不 相同，主要有以下几种: • ①使细菌细胞内的各种代谢酶失活，从而达到杀菌的效果; • ②与细菌细胞内的蛋白酶发生化学反应，破坏其机能，达 到抗菌效果; • ③抑制孢子的生成，阻断 DNA 的合成，抑制细菌的生长; • ④极大地加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞的正常生长体 系而消灭细菌; • ⑤破坏细胞内的能量释放体系; • ⑥阻碍电子转移系统及氨基酸转酯的生成; • ⑦通过静电场的吸附作用，使细菌细胞破壁而杀灭细菌
织物的抗菌整理
The antibacterial finishing of fabrics
目录
• • • • • • • 1.为什么要进行抗菌整理 2.抗菌整理剂的分类 3.抗菌机理 4.抗菌整理剂与织物的结合方式 5.抗菌剂DC-5700的介绍 6.性能测试方法与标准 7.存在的问题及展望
为什么要进行抗菌整理
存在的问题及展望
• 当这种抗菌织物被杀死的细菌死骸或其它污物遮盖时,细 菌和抗菌性的阳离子接触几率减少,此时抗菌效果就会减 弱,但是一经洗涤表面更新,具抗菌作用的阳离子再次暴露, 就又会恢复良好的抗菌效果。 • 采用DC一5700抗菌整理剂制造抗菌防臭纺织品工艺简单、 流程简短,一般工厂无需增添设备,它适于各种天然和合成 纤维的纺织品加工,用途极其广泛,开发前景乐观。 • 采用DC一5700抗菌整理剂加工而成的抗菌织物是新一代 非溶出型抗菌防臭保健纺织品,它抗菌谱广,抗菌性能持久, 耐高温、耐水洗,安全可靠,对人体皮肤无刺激和致敏作用。
抗菌整理的与织物的结合方式
• 1 直接吸附型抗菌剂 • 依靠抗菌剂与纤维的直接亲和力, 实现抗菌剂分子与纤维分 子的结合。这类产品与纤维分子有较好的直接亲和力,抗菌 织物通过水洗等过程引起化学键断裂释放抗菌剂, 使其表面 的抗菌剂含量维持在一定水平。一般耐洗性较差、溶出性也 大，耐久性差。 • 2 交联结合型抗菌剂 • 为了提高抗菌织物的耐洗性,将交联树脂混入直接吸附型抗 菌剂中, 或在使用时将直接吸附型抗菌剂与交联树脂类拼用。 这类抗菌剂一方面可以依靠抗菌剂与纤维的直接亲和力与纤 维分子结合, 另一方面借助交联树脂的架桥作用, 将抗菌物质、 交联剂、纤维分子三者以共价键结合起来。但由于抗菌物质 没有完全实现与纤维分子以共价键结合, 使用量较少时, 溶出 性不太大, 虽可满足抗菌纺织品溶出物的安全性要求, 但耐洗 涤次数不太高。
性能测试与标准
• 评价抗菌防臭纺织品的试验方法有抑菌晕圈法、菌数测定 法和振荡烧瓶法等。 • 用于测定非溶出型制品以震荡烧瓶法最为准确，此法系美 国道康宁公司开发，具体操作如下: • 将经灭菌的试样和试验菌加入到盛有缓冲液的烧瓶中，用 振荡器在25℃下以320-340rmp的速度下强烈振荡1h，分 别计测振荡前后的活菌数，计算抑菌率。 抑菌率=(荡前的平均活菌数-荡后的平均活菌数)/荡前的平 均活菌数 评价时用试样的抑菌率和对照样(未经抗菌加工样)的抑菌 率的差值表示。
性能测试与标准
• 3. 日本标准 • 日本工业标准 JIS L1902-2008《纺织品抗菌性试验方法 和抗菌效果》 • 4. 中国国家标准 • 中国国家标准化管理委员会关于抗菌性能的评价已经颁布 了三个相关标准: • GB/T 20944． 1—2007《纺织品 抗菌性能的评价 第 1 部 分: 琼脂平皿扩散法》 • GB/T 20944． 2—2007《纺织品 抗菌性能的评价 第 2 部 分: 吸收法》 • GB/T20944． 3—2008《纺织品 抗菌性能的评价 第 3 部 分: 振荡法》
抗菌整理剂的分类
• 2.有机抗菌整理剂 有机抗菌剂是指以有机酸类、酚类、季铵盐类、苯并咪 唑类等有机物为抗菌物质的抗菌剂。其中以有机硅季铵盐 类（DC-5700）和双胍类（1-六亚甲基双胍[5-(4-氯苯基)] 的盐或葡萄糖酸盐）的应用较多。 • 3.天然抗菌整理剂 天然抗菌整理剂是指从植物、动物、昆虫及微生物等体内 提取的某些具有抗菌作用的物质。植物类提取物主要包括 桧柏油,艾篙,芦荟,山梨酸等；动物类提取物有甲壳质和壳 聚糖,鱼精蛋白,溶菌酶昆虫抗菌性蛋白质等，其中壳聚糖 目前最常用的天然抗菌剂。
抗菌整理剂的分类
• 理想的抗菌剂必须是安全、低毒的,具有广谱抗菌性,抗菌 作用强,用量小,不引起皮肤过敏反应或损伤,不能影响织物 的服用性能,对纺织品性能和外观影响小。 • 通常将抗菌剂分为三类:无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然 抗菌剂。 • 1.无机抗菌整理剂 无机抗菌整理剂是利用银、铜、锌等金属离子所具有的 抗菌能力,通过物理吸附或离子交换等方法与载体结合而 制得,尤其以纳米级或亚微米级的银及其化合物用得最多。 根据载体材料的种类不同, 无机系抗菌剂又可分为沸石抗 菌剂、磷酸复盐抗菌剂、澎润土抗菌剂、可溶性玻璃抗菌 剂、托勃莫来石抗菌剂和硅胶抗菌剂。
DC-5700的杀菌机理
• 对于DC-5700的杀菌机理有两种推断: • 1.接触死亡机理 (a)细菌的细胞壁带负电荷; (b)细菌(负电荷)DC-5700的阳离子所吸引 (c)带负电荷的细菌会被抗菌织物上的阳离子所吸引,从而 束缚了细菌的活动自由度,抑止了其呼吸机能,发生接触死 亡。
• 2.细菌溶解 • (a)细菌的细胞壁带负电荷; (b)细菌(负电荷)DC-5700的阳离子所吸引 (c)与DC-5700接触的细菌细胞壁的另一侧的负电荷因受 DC-5700的吸引而减少，细胞壁和细胞膜上的负电荷分布 不均而造成变形，发生物理性破裂,使细胞的内脏物如水、 蛋白质等渗出体外,发生“细菌溶解”现象而死亡。
抗菌整理的与织物的结合方式
• 3 反应结合型抗菌剂 • 这类抗菌剂的分子中含有大量的反应性活性基团及阳离子 抗菌基团, 一方面依靠抗菌剂的活性基团与含有活泼氢的 纤维分子以共价键结合, 另一方面利用阳离子抗菌基团在 纤维表面形成正电场,产生抗菌作用。由于抗菌剂全部与 纤维分子以共价键结合, 抗菌物质不从纤维分子中溶出, 故 高度耐洗涤。国外的典型产品是美国道康宁公司的专利产 品DC- 5700, 国内的典型产品是深圳市北岳海威化工有限 公司的专利产品WS- 8810。这类抗菌剂是通过特殊的阳 离子物质与纤维结合, 在织物表面生成微生物障碍体, 以电 场作用杀灭或抑制细菌和真菌的生长。
抗菌剂DC-5700
• 1化学结构式
3(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基季铵氯化物 DC-5700化学结构上左端的三甲氧基硅烷基具有硅烷偶合性, 当用水稀释DC-5700时,由于甲氧基的水解和析出甲醇即会 形成硅醇基。
• 此硅醇基基团与纤维表面及彼此之间的脱水缩合反应,使 DC-5700以共价键牢固地结合在纤维表面。
• 经水稀释的DC-5700在形成硅醇基的同时,DC-5700的阳离 子(N+)因纤维表面带负电荷而被吸引,形成离子键结合(静 电结合),加上前述的DC-5700彼此之间的脱水缩合反应,即 使其在纤维表面上形成坚固的覆膜。
• DC5700是以在纤维表面上共价键和静电力两种结合方式, 形成耐久性优良的抗菌表面膜。抗菌覆膜不溶于水和一般 干洗溶剂、耐温耐湿,抗菌效果耐久。
抗菌剂DC-5700的整Biblioteka Baidu工艺
• 主要用在棉、聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈等纤维制品上。最 近在无纺布、泡沫聚氨酯、合成皮革等多种材料上也有应 用。下面以棉为例介绍抗菌剂DC-5700的整理工艺。 • 织物准备→浸渍整理液（渗透剂JFC、抗菌剂DC-5700， 浴比1:20）→烘干（70-120℃）
性能测试与标准
• 纺织品由于自身具有微孔结构，穿着者本身的体温（温 度）、人体散发的湿气（水分）以及皮肤的代谢物（营养） 等为微生物提供了合适的生长环境，使纺织品成为最适合 细菌和真菌等微生物滋生和繁殖的温床。纺织品上滋生的 细菌,不仅使纤维制品变色、发霉、脆化降解等,而且对人 体皮肤产生异常的刺激并诱发各种皮肤疾病,影响人体健 康。 生产具有抗菌功能的纺织品是使人们免受或少受细菌侵害 的有效途径之一,因此具有抗菌功能的纺织品越来越受到 人们的青睐。 纺织品的抗菌整理的主要目的是降低病菌在纺织品中的生 存和传播机会, 防止微生物分解人体汗液及其他分泌物产 生的臭味, 或者是防止纺织品发霉变质，从而改善和提高 人们的生活质量。
抗菌的机理
• 抗菌整理纺织品采用不同种类的抗菌剂，其抗菌机理各不 相同，主要有以下几种: • ①使细菌细胞内的各种代谢酶失活，从而达到杀菌的效果; • ②与细菌细胞内的蛋白酶发生化学反应，破坏其机能，达 到抗菌效果; • ③抑制孢子的生成，阻断 DNA 的合成，抑制细菌的生长; • ④极大地加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞的正常生长体 系而消灭细菌; • ⑤破坏细胞内的能量释放体系; • ⑥阻碍电子转移系统及氨基酸转酯的生成; • ⑦通过静电场的吸附作用，使细菌细胞破壁而杀灭细菌
织物的抗菌整理
The antibacterial finishing of fabrics
目录
• • • • • • • 1.为什么要进行抗菌整理 2.抗菌整理剂的分类 3.抗菌机理 4.抗菌整理剂与织物的结合方式 5.抗菌剂DC-5700的介绍 6.性能测试方法与标准 7.存在的问题及展望
为什么要进行抗菌整理
存在的问题及展望
• 当这种抗菌织物被杀死的细菌死骸或其它污物遮盖时,细 菌和抗菌性的阳离子接触几率减少,此时抗菌效果就会减 弱,但是一经洗涤表面更新,具抗菌作用的阳离子再次暴露, 就又会恢复良好的抗菌效果。 • 采用DC一5700抗菌整理剂制造抗菌防臭纺织品工艺简单、 流程简短,一般工厂无需增添设备,它适于各种天然和合成 纤维的纺织品加工,用途极其广泛,开发前景乐观。 • 采用DC一5700抗菌整理剂加工而成的抗菌织物是新一代 非溶出型抗菌防臭保健纺织品,它抗菌谱广,抗菌性能持久, 耐高温、耐水洗,安全可靠,对人体皮肤无刺激和致敏作用。