化纤织物的纳米银抗菌整理

时间:2015-04-11 10:46:13 来源: 点击量:

近年来,随着科技进步和生活水平的提高,抗菌、防臭功能纺织品逐渐引起国内外纺织界的关注。随着纳米技术的发展,一些纳米无机抗菌剂因具有优良的广谱抗菌性能而被应用于纺织服装中,其中银系抗菌剂因具有较强的杀菌和抑制病原体的能力,且耐久性良好,在无机抗菌剂中占主导地位。

本试验使 用Dorafresh纳米银抗菌整理剂对含锦纶、涤纶及氨纶等化纤织物进行抗菌整理效果的研究。

1 试验

1.1 材料、试剂及仪器

织物 各 种涤纶、锦纶、氨纶/涤纶及涤棉织物。

试剂 D orafreshA G,DorafreshB I纳米银抗菌整理剂(杭州多闻化工有限公司)。

设备及仪 器轧车、连续焙烘机、激光粒度仪、原子吸收光谱仪、紫外线微生物无菌室等。

1.2 织物抗菌整理工艺

采用纳米银溶液对织物进行一浸一轧整理工艺:

配制抗菌整理液一浸一轧(轧液率40% -90%)*烘干(120℃x 30 s)--焙烘(160℃x 60s)-各种性能测试
抗菌整理液配制先后依次称取8.62 g 左右的DorafreshB I溶液和3.08 g 左右的DorafreshA G溶液,溶解于35℃的500 mL水中,然后定容至1 000 mL,配成整理液。配制加酸整理液时,另加2岁L柠檬酸和酒石酸。部分试验中将整理液曝光48 h后用于整理工艺中。

1.3 测试方法

1.3.1 杭菌织物试样洗涤试验方法

参照 F Z/ T7 3023-2006《抗菌针织品》中附录C的简化洗涤条件及程序,将待测整理织物按标准洗涤50次。
1.3.2 抗菌织物银含量测试

用原子吸收光谱仪进行测试。


 

 

 

 

1.3.3 织物的透气性能

取3块2 0c mx 20c m的织物试样,用透气仪测试透气量,计算其平均值。

1.3.4 织物的透湿性能

按透湿杯蒸发法测试。

1.3.5 纳米银颗粒粒径分布

用激光粒度仪测试。

1.3.6 织物的杭菌性能测试(振荡烧瓶法)

振荡烧 瓶 法模拟人体的穿着条件,使细菌在振荡条件(300 r/min)下与织物内抗菌剂接触,振荡1一6h后,经细菌培养计数,计算细菌减少百分率,从而确定抗菌性能大小。实验室试验选取金黄色葡萄球菌进行抗菌性测试。
按下式计算杀菌率:

 

 

 

2 结果与讨论

2.1 DorafreshB I对纳米银粒径分布的影响

用激光粒度仪分别测定DorafreshA G溶液以及其与Dorafresh BI混合溶液中纳米银的粒径分布,结果见图1、图2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2 DorafreshA G与DorafreshB I混合溶液中纳米银粒径分布

注 :图 I 和图2右纵坐标Undersize指低于此粒径尺寸纳米银的百分数(图中曲线部分)。

由图 1 、图 2可知,DorafreshA G中纳米银的平均粒径为464.6 nm;Dorafresh AG与Dorafresh BI的混合液中,纳米银平均粒径为75.7 n mo D orafreshA G胶体溶液中,纳米银粒径主要分布在200一500 nun和1 500一1 900 nm,粒径分布较宽;而Dorafresh AG与Dorafresh BI混合液中,纳米银粒径主要分布在50-110 nm,纳米银粒径较小,且分布较前者均匀。这是因为纳米银颗粒比表面积大,易发生聚集,而DorafreshBI胶体溶液能较好地分散聚集体,使体系中的胶束增多,增强了粒子相互之间的位阻效应,导致纳米银粒径变小,分布更均匀,稳定性也更好。

因此 , 采 用DorafreshA G与DorafreshB I混合液作纳米银抗菌整理液。一方面Dorafresh BI能使体系中的纳米银粒径变小,利于纳米银进人纤维内部,提高织物抗菌效果的耐洗性;另一方面,Dorafresh BI使纳米银颗粒呈均匀分散状态,防止颗粒再次发生聚集。

2.2 织物轧液率与银含量的关系

抗菌整理中,通过调节织物轧液率来控制织物上的银含量;且对加酸和未加酸的整理液行试验,考察添加柠檬酸和酒石酸对抗菌整理效果的影响(表1)

 

 

 

 

 

 

 

从表 1可 以看出,在整理液中加酸对织物的浸轧吸收稍有影响,但影响甚小。对上述工艺处理的抗菌整理织物进行银含量分析测试,结果如表2

 

 

 

 

 

 

 

由表 2 知 ,随着轧液率增加,经未曝光整理液整理的织物银含量逐渐提高。整理液中是否加酸对织物上的银含量有影响。对于锦纶织物,整理液不加酸时银含量稍高;而其它几种织物,加酸时银含量稍高些,多组分织物更为明显。相同轧液率的条件下,整理液经曝光后再处理,织物上银含量明显降低,主要是由于Ag+在空气和光照环境中不稳定,转变为金属银或氧化银而降低了整理液中有效Ag+含量。因此,实际使用时应保存好纳米银抗菌整理液,尽量临用前再配制。

2.3 织物上银含量与抗菌整理效果的关系

选用蓝 色 涤纶织物和锦纶织物,考察织物上银含量与抗菌整理效果的关系,结果如表3.

 

 

 

 

 

注, A ,B ,C分别同表

从表 3可 以看出,原样的杀菌率低,抗菌性能很差,而经纳米银抗菌剂整理后织物的抗菌性能优良。对照表2可知,银含量控制在60一70 mg/kg时,锦纶织物的杀菌率可达97%以上,涤纶织物的杀菌率大于90%;当银含量控制在70一80 mg/kg时,锦纶织物杀菌率为98%,涤纶织物杀菌率则高达98%以上。对于锦纶而言,原液处理物的杀菌效果要稍高于加酸处理物,但变化不明显;涤纶织物两者的差别很小。综上,抗菌效率随银含量的增加而增大,当银含量增加到一定值时,杀菌率趋于平缓。

2.4 抗菌织物的耐洗性

选择 表 I 中B组抗菌织物进行水洗,测定50次水洗前后的银含量和杀菌率,比较抗菌织物的耐洗性,结果见图3、表4.

 

 

 

 

 

 

 

 


由表 4 知 ,不经过洗涤处理的整理织物,杀菌率最高达98.7%,抗菌织物水洗50次后银含量均有下降,杀菌率也随之降低。附着在纤维表面的纳米银颗粒经多次洗涤后逐渐被洗除,而结合于纤维内部的银颗粒仍能发挥作用,其中抗菌涤纶织物的杀菌率高达80.6%,锦纶降至62.6%。因此,经纳米银整理剂整理的织物,抗菌效果具有一定的耐久性。

另选 用 市 场上常用的14种面料,包括PA/Lycra(不同比例混合)、PES/Lycra及PA等织物,颜色有白色、红色和蓝色品种,对其进行Dorafresh抗菌整理处理(轧液率70%,加酸工艺)。经SGS (" NORTHVIEWATLANTIC LABORATORIES")机构检测,所有试样对肺炎球菌的抑菌率达到99.99%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率大于99.96%,而对于大肠杆菌抑菌率,除了PA(90%)/Lycra(10%)经50次洗涤的试样为99.16%外,其它试样均达99.99%。由此可见,Dorafresh抗菌整理剂应用于化纤织物中,抗菌性优异,耐洗性好,抗菌效果耐久。

2.5 抗菌整理织物的透气、透湿性能

使用 Dor afresh纳米银抗菌整理剂对含锦纶、涤纶及氨纶等化纤织物进行抗菌整理,测定整理织物的透气性和透湿性,结果见表5和表6
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由表 5 知 ,经过纳米银整理液处理后,各织物的透气量都发生了变化,锦纶整理织物透气量比处理前降低,涤纶织物的透气性能提高,而涤/棉、氨/涤纶织物则变化不明显。随着轧液率增大,织物透气性能也稍有改变,但幅度较小。
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由表 6 知 ,纳米银整理织物的透湿量变化较小,轧液率对透湿量的影响也不明显。其中,锦纶织物的透湿量比原样稍低,而蓝色涤纶织物透湿量比原样略有提高,变化程度对服用舒适性能影响小。

3 结论

(1) Dora fresh纳米银抗菌整理剂对锦纶、涤纶及其交织织物的透气透湿性能影响较小。

(2) 抗菌织物的耐洗性优良,经50次洗涤后,杀菌率仍大于60%,对肺炎球菌的抑菌率达到99.99%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率大于99.96%,对大肠杆菌抑菌率达99%以上。

(3 )整理液中加酸对织物含银量影响小。

(4) 轧液率控制在60%一80%时,织物上含银量为60一80 mg/kg,杀菌率较高。

(5) 纳米银整理溶液应避光存储,临用前配制。

作者: 周秋宝,郭惠仁  

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