抗菌家电现状与发展趋势

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海尔科化工程塑料国家工程研究中心股份有限公司
甄志超  王峰

前言
随着时代的发展和社会的进步及人们消费观念的改变，人们对生活质量的标准要求越来越高，创造一个更加卫生、舒适、安全的生存环境，保持健康和长寿是每位消费者迫切的需要。在创造这种环境的同时，人们的生活条件仍然十分恶劣，人的健康受着严重的威胁，据美国威斯康星一墨地森大学两位生物学家狄安克里澳和勒斯阿克的研究表明：病原菌更容易附着在人们认为很卫生的塑料砧板上，且大量繁殖，他们将一万个沙门氏菌，里氏杆菌及大肠埃希氏杆菌接种到塑料砧板上，一段时间后无一死亡，过一夜后，菌群大量繁殖，这说明使用密度很高的塑料制品也不象人们想象的安全可靠。另外，据安徽阜阳地区卫生防疫站调查105门电话：有46%的电话上有大肠杆菌，德国西门子公司调查，在听筒、话筒上有480余种细菌2400种病毒，至于公用门把手，计算机按键等处有害细菌污染也十分严重。作为与人们息息相关的家电产品，塑料制品无以替代，所以，制造无毒抗菌的塑料制品是减少污染，改善生存环境，保持身心健康的必然要求。
1 国内外抗菌家电现状
80年代，在健康、清洁呼声高涨的形势下，日本市场上首先推出了面向普通消费者的抗菌制品。从此大多数消费者接触抗菌化时代开始了。目前，日本市场上的抗菌、防霉、防腐主要在粘合剂、纸浆、木材、金属加工等产业领域内使用。家电产品使用的抗菌原材料，主要是掺有银和铜为主要成分的化合物树脂。其中，采用的多为金属盐以硅酸盐作为载体的抗菌技术。主要有松下、日立、东芝、三洋公司采用抗菌设计，其抗菌措施主要是在门把手等易接触部位添加抗菌剂。到目前为止，欧、美市场还没有这方面的发展动态。
在国内，尽管市场上已出现部分抗菌产品，但除海尔外，其他厂家在抗菌方面还没有引起足够的重视，他们的冰箱、空调、洗衣机、冷柜、小家电等产品，没有大规模的进行抗菌处理。但是国内家电产品的产量巨大，家电市场基本是买方市场，消费者成为市场的主宰，人们在激烈的市场竞争中可以按照自己的需求购买家电产品。因此，随着国内消费者对健康、清洁的重视，实现家电产品的抗菌性已成为家电发展的趋势。
2 抗菌家电用抗菌剂
健康家电研制开发的核心技术是抗菌剂，目前，具有抗菌作用的物质为数不少，大体上可分为无机的、有机的和天然的三大系列。有机抗菌剂种类繁多，对细菌和霉菌的杀伤力强，即时效果好，大量应用于杀菌、防霉、防腐。但有机系抗菌剂耐热性差、易水解、使用寿命短。天然系抗菌剂受到安全和生产的制约，品种不多，未大规模市场化。目前，国外家电厂家塑料抗菌剂的研制主要围绕有机系和银系无机抗菌剂展开。无机抗菌剂安全性高、抗菌时效长，但“变色”问题一直没有解决。应用于家电的优选抗菌剂应符合以下几方面的要求：
2.1适用范围广：抗菌剂可在PE、PP、PS、ABS、PA、PET、PBT、PMMA等常用原材料上应用，也可应用于纤维、薄膜及涂料上。
2.2抗菌广谱长效：抗菌剂应具有广泛长期的灭菌及优异的抑菌功能，抗菌谱越广越好。因一种抗菌剂对特定的一些接种表现出抗菌性，因此，复合抗菌体系抗菌剂比较适合家电抗菌剂。复合抗菌剂的抗菌范围广，对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌、革兰氏阳性大肠杆菌、枯草芽胞杆菌、藤黄八叠球菌、黄曲霉、桔青霉、总状毛霉、紫红红球菌等具有广谱抗菌性。另外，对黄曲霉、酵母等有一定的抗霉作用。
2.3化学稳定性：抗菌剂的抗菌持续性长，其复合物在高温200-300度下，化学性质稳定。经附载、包裹的复合物能持续释放活性物质。
2.4抗菌剂的耐色变性：抗菌剂应具有优异的耐热性、耐侯性、表现在其抗菌塑料在加工的热和剪切、环境紫外光、水等外界因素作用下变色小。完全对家电塑料的颜色不产生影响。
2.5抗菌剂对塑料物理力学性能的影响：抗菌剂应不影响塑料制品的力学性能，各项指标均达到标准。
2.6卫生安全性：抗菌家电要具备适度的安全性，所以抗菌剂应避免毒性，产生异味，刺激皮肤等不良后果。
3 抗菌家电用抗菌塑料
健康家电由于以前没有引起多数厂家的重视，研究应用较少。海尔集团多年来致力于抗菌健康家电和抗菌塑料的研究开发和应用，特别是近三年来在抗菌剂、抗菌剂的母料化技术、抗菌塑料及其抗菌健康家电制品等方面进行了一系列的研究和应用。通过对抗菌塑料部件在家电制品的抗菌性研究、抗菌塑料的物理机械性能、老化变色性能等的基本研究，以及对抗菌剂和抗菌母料制备过程中添加剂、工程化工艺的控制，开发出了具有广谱高效抗菌无毒、可适用于家电塑料的新型塑料抗菌剂。在所研制的抗菌剂配方中，从家电产品的卫生安全性出发，优选出对人体无毒无害的原材料，采用超细沸石载体载带硅、硼、银、锌、铜等的抗菌活性物质，筛选出了对人体安全的抗菌剂。该抗菌剂的制备技术通过离子交换、附载、包裹、提纯、分散等综合方法，使抗菌剂能够经受塑料加工过程中高温高剪切的苛刻条件，解决了国际上一直没有解决的抗菌剂变色问题。通过选择合适的载体树脂和助剂配方，使用母料化技术使抗菌剂在塑料中易于分散，适应各种加工工艺，对抗菌剂活性成分在塑料表面达到可控释放，从而有效的提高了家电塑料部件的抗菌性和抗菌长期有效性。海尔集团的成功研制也引起了其他厂家的重视，很多厂家投入大量人力物力进行研究、开发，形成新的竞争体系。
4抗菌家电
4.1 抗菌冰箱
   “先有市场，后建工厂”，98年4月海尔集团先后在广州、北京、上海等全国各大城市举行了“21世纪发展趋势——海尔冰箱精品展”，精品展期间，期间发放了1万多份冰箱消费趋势调查问卷，得到了全国各地消费者的热烈响应，统计结果表明：有33 .6%的消费者希望用上能够预防和抵抗有害细菌生存的健康型冰箱。抗菌冰箱已成为消费者对冰箱换代最迫切的需要。
市场的需要就是命令，消费者的需要就是课题，海尔认定这是一个崭新的市场，一个尚未开发的市场，如果生产出能够抑制和杀灭有害细菌的冰箱产品，不仅能够创造出更加广阔的消费空间，而且也能够带动中国的家电业从传统家电向健康型家电的换代升级。海尔技术中心和海尔科化公司结合冰箱的特定使用环境，探索抗菌技术与冰箱的完美结合。经过大量的研究和试验，以全新的思维方式推出了抗菌范围广、抗菌力强、抗菌持久、对人体无害的抗菌剂，进而使抗菌剂在电冰箱上可以高枕无忧的使用。
1998年8月，海尔集团公司研制出的抗菌冰箱通过了山东省科委组织的，由国家权威部门专家组成的鉴定委员会的鉴定。中科工程院院士、中科院化学研究院徐端夫评价说：“海尔抗菌冰箱填补了国内空白，产品性能和关键技术领先于国际水平。”中国医学科学院、协和医科大学教授杨子彬、第二军医大学教授单大可、中科院微生物所研究员刘志恒、中国家用电器研究所所长韩作梁均对海尔抗菌冰箱给予了高度评价，认为它迈出了中国冰箱发展史上具有划时代意义的重要一步。
海尔集团随后在国内首先推出了抗菌系列健康冰箱，在北京举行的“海尔抗菌冰箱通过国家级鉴定暨新产品上市”成果发布会上，采用抗菌材料的海尔健康冰箱正式与消费者见面，一经上市，就得到了消费者的广泛关注，消费者都想知道抗菌冰箱到底会给自己带来多少好处，这种抗菌健康冰箱在内胆、门衬、饰条、搁物架、冰盒、风道等与人体及外界气体相接触的部件内加入抗菌范围广、抗菌力强、抗菌效力持久的抗菌剂，使这些塑料制品具有内在的抗菌性。抗菌塑料可以将沾污在塑料上的细菌在一定时间得杀死或抑制其繁殖，保持自身清洁状态。这种冰箱有效抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草菌等常见有害细菌的繁衍，减少新鲜食品受破坏程度，提高保鲜和保质程度。它可以保证冰箱在有效使用期内的抗菌效果，在研究过程中对于抗菌塑料部件的制造技术进行抗菌性和机械强度、老化性能等进行全面研究，对关键的制造工艺技术进行攻关，使抗菌健康型系列家电产品开发成功并迅速推向市场，随后美菱集团、新飞集团也先后推出了抗菌健康冰箱，满足广大消费者的需要。
4.2抗菌系列家电
针对家电产品和消费者的生活习惯，海尔集团在冰箱、空调、洗衣机、冷柜、电话、电热水杯、电熨斗、洗碗机、煤气灶、吸尘器等家电产品上大规模实行抗菌化。在推广的过程中，选用部件范围为：手经常接触、食物接触的地方，以及容易积水的地方，进行抗菌处理，抗菌率为100%，达到了国际领先水平。自1998年11月海尔集团推出抗菌家电产品，当年销售抗菌冰箱20万台，抗菌空调10台，抗菌电话40万门，其他抗菌产品销售也非常好。产品推上市场后，经跟踪用户反映良好。
5 立体抗菌
家电产品经抗菌处理之后，可以有效杀死与其接触的细菌，但在空间中仍有细菌和异味存在，特别是冰箱内部以及空调作用空间。因此在抗菌的同时要除味，以达到立体抗菌的效果。
5.1冰箱除臭
冰箱用的时间长了，往往里面还是有一股令人讨厌的臭味，这既影响卫生，也破坏了食品的美味。因此面对消费者的健康要求，冰箱厂家开发了多种冰箱除臭杀菌装置，应用于冰箱，达到立体抗菌的效果。满足消费者对健康的需要。
5.1.1冰箱中臭味的成分
冰箱中的臭味主要由氨、甲胺、三甲胺、甲基硫、硫化氮等组成，其来源见表 。

鱼    肉	河鱼	西红柿	柑桔	大蒜	腌菜	臭蛋	韭菜	洋葱
甲胺、三甲胺	氨	2-异丁基噻唑	芳香族脂	二乙基硫化物	二甲基硫化物	硫化氢	二苯硫醇	二硫化丙醇、烯丙基硫醚

    5.1.2除臭原理：
    1） 化学除臭法：采用化学反应的方法。
    ①中和反应除臭  臭气分酸性和碱性，酸性的臭气用碱性物质，碱性的臭气用酸性物质来进行中和反应，生成无臭的物质。
②缩合反应除臭法  使臭气的分子缩合变大，降低它的挥发性，从而抑制臭气。该方法对氨等臭气很适用，但对硫磺系的臭气效果差。
③氧化还原除臭  用氧化剂、还原剂、与臭气成分反应，使其分解成无臭的物质。目    前采用较多的氧化剂是臭氧等。臭氧用无声放电的方法容易产生，氧化能力强，除臭效果好。但对人体的影响、食品的氧化、对橡胶、树脂的影响等要采取必要的对策。
2） 物理吸附除臭 
主要使用活性炭、分子筛等多孔物质，通过其表面吸附臭气来进行除臭。活性炭由椰子壳、木屑、煤、焦油纤维等制成。活性炭的吸附速度很高，但对氨之类的低分子量的臭气效果不明显，可与有机酸等中和反应联合使用，对范围广泛的臭气除臭效果不错。
5.1.3目前冰箱厂家采取的主要方法
①吸附除臭：采用吸附原理，利用活性炭等的强吸附性，靠冰箱原用的自然对流或气流把臭气带到其表面进行吸附。
②远红外除臭：在冰箱内掺杂远红外材料，利用其释放的远红外线抑制细菌的繁殖，达到除臭的目的。
③光除臭：使用涂有光催化剂的蜂窝状活性炭，用风扇形成的强制对流来提高除臭效果，吸附的臭气成分由活性炭表面附着的光催化剂和紫外光灯管分解变成无味。
④纤维活性炭加自动活化功能法：纤维活性炭的功能是迅速吸附冷藏室内的大量臭气，自动活化功能（如离子板除臭器）则氧化除臭和分解除臭同时进行，主要是把活性炭吸附的臭气成分分解成低分子量分子，变成无臭后释放出来。这就克服了一般的活性炭吸附时间一长，吸附达到饱和失去作用的缺点。
⑤电子除臭器加催化剂除臭法：打开除臭器风扇把冷藏室内空气吸入除臭器内，除臭器内装有电极（陶瓷电极），通过表面放电产生臭氧 。催化剂除了提高除臭效果，还把残余的臭氧分解，防止臭氧进入冷藏室内。在利用臭氧的强氧化作用杀菌除臭的同时又克服了残余臭氧对食品和冰箱部件带来的不良影响。
还有厂家采用臭氧、除臭加热管等多种除臭方法。国内大多数厂家采用了吸附除臭，也有采用远红外方法的。国外除了采用吸附除臭、远红外除臭外，除臭加热管法、纤维活性炭加自动活化功能法也得到采用。海尔冰箱主要采用纤维活性炭加自动活化功能法和电子除臭器加催化剂除臭法,效果良好。
5.2 健康空调
去年夏天，空调商战如期而至。虽说空调在功能，形态上没有明显差异，但是空调市场年年有新动向。在空气清新功能方面，各公司采用的方法很多。无论是单体的空清机，还是空调，对空气进行清洁部分的机械构造基本是一样的：滤掉较大尘埃的网、使尘埃带电的电极部分、将带电的尘埃集中起来的不织布滤网、最外面的是加入光催化剂（氧化钛）和活性炭的纸制整流栅（honeycomb）。没有光照，光催化剂不发挥作用，所以自然整流栅后部呈光照结构，以激活光催化剂。然而，这些都是防范措施，空调综合症仍然是难以解决的问题。怎样使人们在享受空调舒适的同时，而不牺牲健康，这给我们提出了更高的要求。
使用空调空间的有害气体：甲醛(建材)、乙醛(烟味)、VOC（挥发性有机化合物）、NOX（氮氧化物）以及空气中的粉尘等。         
目前，在这方面各厂家采取的主要措施：
5.2.1活性炭过滤网：在过滤网上涂上活性炭，利用其活化作用，达到除臭的效果。不过一旦活性点暴露在空气中角逐渐失去效果,切不可以清洗,必须在使用两至三个月即须更换,使用不便利且价格较高。
5.2.2电气集尘法：将微尘细菌吸入针状放电区，产生离子化作用，是灰尘带有负电，然后吸附到带有正电的电板上，彻底吸收分离脏空气，再生好空气。
5.2.3光除臭：使用带有光催化剂的蜂窝状活性炭，利用空气循环形成的流动来提高除臭效果，吸附的臭气成分由活性炭表面附着的光催化剂等分解变成无味。
5.2.4负离子发生技术：将负离子发生技术应用到空调上，利用产生的负离子分解空气中的灰尘，有效保障生活和工作环境的清洁卫生，这种健康空调的问世，彻底解决了享受空调舒适环境和保障人们身心健康之间的矛盾，解决了用户的后顾之忧。
还有的厂家采用电子式空气滤清系统、静电滤网、光触媒、等离子除臭等。空调的健康概念仍有很大的发展空间。
结束语
健康已成为每位消费者的追求，健康家电一方面采用了抗菌处理，另一方面又实现了除异味和空气清新功能，真正实现了家电健康化设计，满足了消费者对健康的需要。企业要生存，就必须以市场为导向，一切以消费者的需要为出发点，在家电产品竞争日益激烈的今天，健康化仍将是今后家电产品发展的一个重要方向。