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防螨抗菌整理織物的研究與應用

發布時間:2014/04/03

                                       北京潔爾爽高科技有限公司  商成杰        中國人民解放軍衛生檢測中心  李君文 

                                                                                    前                              言

         在當今科技發展的今天,消費者選購紡織品的觀念急劇轉變,健康、環保、安全已成為人們日益關注的熱點,綠色健康服裝、床品已成為市場的新寵,成為人們居家消費的首選。螨蟲在自然界是非常普遍存在的,如在空氣、灰塵中都可以含有螨蟲及它的分泌物,它會引起一些過敏性疾病,居室中的塵螨可以使人患哮喘病、支氣管炎、腎炎、過敏性鼻炎和過敏性皮炎等;而粉螨能引起腸螨癥和肺螨癥。此外,還有甜食螨,可使人患上各種各樣病態反應性疾病??椢锓莉咕笳矸ㄊ且环N新型的織物功能整理技術,它有效的控制螨蟲和細菌對人類的危害,清潔居住環境,保護人體健康。所以織物防螨抗菌整理技術的開發與應用應該有廣闊的前景。

一、織物防螨抗菌整理研究的進展概況

防螨抗菌整理是用防螨抗菌劑處理織物,從而獲得防螨、抗菌、防霉、除臭、保持紡織品清潔衛生的加工工藝。其目的不僅是為了保持織物清潔,更重要的是為了防止傳染疾病,保證人體的安全健康和穿著舒適,降低公共環境的交叉感染率,使織物獲得衛生保健的新功能。防螨抗菌整理織物可廣泛用于人們的內衣、運動衣、襪子、鞋用布、尿布、醫院、賓館、家庭的床單、被套、毛毯、毛巾、浴巾、裝飾織物、地毯、醫療和食品服務行業的工作服以及部隊的服裝等,具有重大的社會效益。

織物防螨抗菌整理技術是現代醫學、精細化工與染整新技術相結合的邊緣技術。其關鍵問題是從化工方面如何進行抗菌防螨劑的分子結構設計和合成;從醫學方面要研究該防螨抗菌劑的抗菌效果和安全性等;從染整方面要解決防螨抗菌劑和纖維的結合以及各項牢度、強力、白度和透氣性等。

  • 螨及其危害性

螨類體長通常在0.1-0.5mm,需要在顯微鏡下才能看清其形態,幼螨有足3對,成螨有足4對,它能傳播病毒、細菌、立克次體、螺旋體和原蟲等,對人類的身體健康造成嚴重的危害。 螨類的種類很多,其中與人們關系密切的有以下幾種:

  (1)塵螨:全世界有許多人遭受塵螨過敏之苦,它普遍存在于家居環境中,如臥具、地毯、坐墊、衣物等,它的最適宜生活溫度為20-30℃,最適宜濕度為相對濕度80%,裝備了空調、地毯的房間是其良好的生活環境。它是一種齒食性自生螨,以粉末性物質為食,如人和動物的皮屑、分泌物、排泄物、面粉、棉子餅和真菌等。塵螨的分泌物、代謝產物和死亡蟲體是強烈的致敏源,可引起過敏性支氣管哮喘、過敏性鼻炎、過敏性皮炎、嬰兒濕疹和慢性蕁麻疹等。其中塵螨性哮喘是一種呼吸系統頑固疾病,并且發病率較高,它是由于懸于空中的塵螨代謝產物(排謝物、脫落的皮殼等)被吸入粘在呼吸道粘膜上而引起,表現為胸悶氣急、呼吸困難,且反復發作。

  (2)革螨:它可引起皮炎、奇癢,皰疹、紅色丘疹、腸螨病、傷寒、鼠疫、立克次體病、螺旋體病和病毒性疾病如:腦炎、流行性出血熱,其中、流行性出血熱是以發熱、出血傾向、休克和腎損害為特征的傳播疾病。

  (3)恙螨:過去中醫書籍中稱作沙虱,它可引起皮疹、皮膚局部組織壞死和烈性傳染病—恙蟲病。其中恙蟲病的病源為東方立克次體,它是一種介于細菌和病毒之間的微生物,帶毒幼螨選擇濕度大,皮膚薄的位置,以口器插入上皮組織,吸取組織淋巴液,同時將病原體傳播給人,病人持高熱,并伴有淋巴結炎和暗紅色丘疹。

  (4)蠕形螨:我國大部分地區中的一半多人口都受到它的侵害。它可引起毛囊和皮脂腺炎、粉刺、膿泡瘡和癤腫等。蠕形螨在毛囊口交配后,螨進入毛囊或皮脂腺內產卵、繁殖,引起毛囊和皮脂腺的代形擴張甚至增長肥大,通常說的“酒糟鼻”就是蠕形螨惡性繁殖造成的后果。同時由于蟲體的進出活動,易使化膿性細菌進入而繼發毛囊和皮脂腺炎、癤腫等皮膚病?;颊叩囊挛锸瞧鋫魅镜闹匾緩?。

(5)疥螨:它可引起疥瘡(疥癬)、水泡性皮疹。疥螨在皮膚表面交配,雌蟲則鉆入皮膚角質層內,挖掘曲折隧道,在內產卵40-50個,卵3-4天孵化為幼蟲,然后進入毛囊或穿刺皮膚形成坑道,2-3天后幼蟲蛻化為稚蟲仍可侵入皮膚,由于疥螨的分泌物及排泄物的毒性作用引起的過敏反應,使病人感到奇癢,從而產生膿皰、疥瘡。病菌人的衣物、床具是疥螨傳播的途徑。

  • 防螨抗菌整理研究的現狀

防螨抗菌織物的生產方法有二種:一種方法是將防螨抗菌劑添加到成纖聚合物中,經紡絲后制成的防螨抗菌纖維,目前尚無工業化產品供應市場。目前北京潔爾爽高科技有限公司(原山東巨龍化工有限公司)已經開發出了適用于丙綸及滌綸纖維的高效防螨抗菌劑和防螨抗菌母粒。另一種方法是采用防螨抗菌整理的方法。   在對市面上的大量抗菌纖維進行的對比實驗中證實:北京潔爾爽高科技有限公司的抗菌棉織物的抗菌耐久性明顯好于抗菌纖維。分析其原因是由纖維芯層的抗菌劑不能遷移到纖維皮層,起不到抗菌作用。但加入太多的抗菌劑將影響纖維的物理指標。解決該問題的最好方法是做成皮芯結構的抗菌纖維,即在皮層加入過量的抗菌劑,芯層為普通纖維。

關于織物衛生微生物學和織物抗菌整理的方法,先前已有較多的論述(1、2、3)這里不在介紹,但目前市售抗菌劑大多存在以下問題:(1)抗菌譜問題:由于細菌、真菌和霉菌具有不同的細胞結構,因此單一抗菌基團的抗菌整理劑很難具備廣譜的抗菌作用。如鹵代二苯醚類對真菌、霉菌的抗菌效果較差;依靠季銨鹽的陽離子性抑菌的化合物對不帶負電荷的菌類抗菌效果較差。

  (2)耐久性問題:一類是抗菌整理劑本身沒有和纖維牢固結合,因此不具有良好的耐洗滌性。另一類是季銨鹽化合物,其中有機硅季銨鹽是研究較多的一種,該類抗菌整理劑的抑菌機理是季銨鹽陽離子吸引帶負電荷的細菌,破壞細菌細胞壁,使其內容物滲出而死亡,該類產品雖耐非離子表面活性劑、陽離子表面活動性劑洗滌,但日常使用的洗滌劑絕大數為陰離子表面洗性劑,這樣在洗滌時陰離子表面活性劑就與陽離子季銨鹽結合,抗菌織物就失去了抗菌作用,這一點在筆者的大量實驗結果中已得到證實。

  •   (3)安全性問題:例如:2、4、4’-三氯-2’-羥基二苯醚與含氯漂白劑反應生成有毒氯化衍生物,并且該抗菌劑在加熱或紫外線照射后會產生致癌物四氯二噁烷,已被禁止使用。另一類我國染整技術人員熱知的抗菌劑BCA/747(即2-(3、5-二甲基-1-吡唑)-4-苯基-6-羥差嘧啶)和α-溴肉桂醛,因發現基潛在毒性而被禁止用于衣料。一些無機抗菌劑物,例如Hg(水銀)、Sn(錫) 、As2O3(吡霜)等,雖具有較好的抗菌性,但由于不帶有與織物形成牢固結合的基團,耐洗牢度差,更為嚴重的是具有毒性,已被明確禁止用于紡織品。。今年春天,耐克公司的一種T恤衫因含有毒性的錫化合物TBT,在世界各地(包括中國)遭到封殺。 

在八十年代已有人從事織物防螨抗菌整理的研究。九十年代,在日本,防螨抗菌織物實現了工業化生產,同時日本客商以防螨抗菌劑客供的形式在中國大陸加工防螨抗菌織物,有的客商要求直接加工床上用品三件套,抗菌防螨成衣。在我國,北京潔爾爽高科技有限公司現已批量生產抗菌劑和防螨抗菌織物供應國內外市場,僅2000年防螨抗菌織物的生產量就達100余萬米。

  • 織物防螨抗菌整理實驗
  • 防螨抗菌整劑:

北京潔爾爽高科技有限公司(原山東巨龍化工有限公司)從事抗菌整理研究已有十九年的經驗,該公司大批量生產抗菌整理劑和抗菌整理布,中國人民解放軍90作訓鞋就全部該公司生產的抗菌防臭中底布。本實驗使用的是該公司生產的防螨抗菌整理劑SC-998,它具有高效廣譜的防螨抗菌性、優異的耐久性、良好的安全性,

抗菌防螨整理劑SCJ-998適用于棉、毛、絲、毛及其與化纖的混紡織物的防螨抗菌整理。其主要成分是帶有活性基團的吡卜酰胺結構的氯苯咪唑類高分子化合物和以擬除蟲菊類化合物為主的微膠囊,SCJ-998上帶有的活性基團可與纖維上的-OH、-NH-形成共價鍵,使抗菌防螨處理后的織物具有優異的耐洗滌性;SCJ-998帶有的抗菌基團作用于細菌的細胞膜,使細胞膜缺損,通透性增加,細胞內的胞漿物外漏,也可阻礙細菌蛋白質的合成,造成菌體內核蛋白體的耗盡,從而導致細菌死亡;SCJ-998帶有的抗菌基團還選擇性地作用于真菌細胞膜的麥角固醇,使細胞膜通透性改變,導致細胞內的重要物質流失,而使真菌死亡。同時SCJ-998在織物表面形成防蟲藥膜,對螨蟲等具有高效、快速的擊倒滅殺效果,并具有良好的驅避作用。

抗菌防螨整理劑SCJ-998由SCJ-998A、SCJ-998B和998C三組分構成,其中SCJ-998A外觀為無色透明液體,可溶于冷水,PH值6-7;SCJ-998B外觀為淡黃色液體,可擴散于水中,PH值7-8;SCJ-998C外觀為淡黃色透明液體,可溶解于水,PH值6-7(10%水溶液)??咕莉韯㏒CJ-998使用濃度時,不易燃、不易爆、對人體無毒(使用要防止原液進眼內和口中)??咕韯㏒CJ-998對織物的白度、色光、強力、手感和透汽性無不良影響(本產品的知識產權受國家法律保護)。

  • 織物:40×40  110×90  230cm  純棉漂白平布

         42/2×21  86×64  91cm  滌棉淺蘭府綢

  • 工藝配方:SCJ-998A      3%

             SCJ-998B      2%

             SCJ-998C      1%

  • 工藝流程:前處理、漂染→浸軋防螨抗菌溶液(軋液率70%)→烘干(80-100℃)→拉幅(150℃×30秒)→成品。

對于毛巾、針織物等也可采用浸漬→脫水→烘干的加工方法。

防螨抗菌整理后的織物手感柔軟,外觀潔白、色光鮮艷、物理指標符合國家標準。

  • 防螨抗菌性能測試:

本防螨抗菌效果由中國人民解放軍衛生監測中心、中國人民解放軍軍事醫學科學院、中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所、中國醫學科學院皮膚病研究所、全國性病防治研究中心、中國協和醫科大學皮膚病醫院、山東省衛生防疫站、青島醫學院、日本化學纖維檢查協會、日本紡織檢查協會、Intertek Testing  Services等國內外權威單位提供測試??咕鷾y試方法采用改進的Qiuinn Test、JIS L 1902 定量實驗方法和AATCC  Test Method 100-1998,洗滌方法采用日本JISL 027-130標準。防蟲去驅避實驗采用以下方法:

如圖所示,將7個直徑4cm高0.6cm的塑料器皿粘至板上,中間放入大約3000個螨蟲,在周圍6個塑料器皿分別間隔鋪放上直徑為4cm的防蟲處理布樣和空白布樣,并且在6個布樣上分別均勻放上0.05g粉末飼料(螨蟲培養基)。

在27×13×8cm食品保鮮箱(或干燥器)的下層放入飽和食鹽水,然后將板放到保鮮箱(或干燥器)的上層,25℃±1℃,濕度75%恒溫恒濕培養24小時。再用食鹽水浮游法將樣品上的粉末飼料沖釋,然后水洗采集,計數,按下式計算驅避率。

驅避率=1- ×100%

    1、防螨性能測試:由于國內進行螨蟲研究單位保存的螨蟲種類所限,本研究中只進行了塵螨、革螨(雞皮刺螨)和恙螨(須纖恙螨)的防螨實驗(在日本的文獻資料中他們絕大部分僅以塵螨做實驗做驅避率實驗)。測試結果表明防螨抗菌織物對塵螨、革螨、恙螨的驅避率都大于99%。

    2、抗菌譜測定:結果表明防螨抗菌整理后的織物可以完全殺滅黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、蠟狀芽胞桿菌、鏈球菌、肺炎球菌、腦膜炎球菌、淋球菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、肺炎桿菌、綠膿桿菌、枯草桿菌、絮狀表皮癬菌、石膏樣毛癬菌、白色念球菌、青霉菌、黑曲霉菌等有害菌。

    3、防螨抗菌織物耐洗滌性:

洗滌50次后對塵螨、草螨、恙螨的驅避率達95%以上。淋球菌(941748國內流行株)、淋球菌(WHO Q6國際標準耐藥株)、金黃色葡萄球菌(ATCC 6389)、大腸桿菌(ATCC 8099)、白色念珠菌(ATCC 10231)、石膏樣小芽胞菌、絮狀表皮癬菌、紅色毛癬菌、枯草桿黑色變種芽胞(ATCC 9372)等在未洗及洗滌30次、50次、100次后的抗菌織物上完全不生長,抑菌率達99%以上,該防螨抗菌整理布具有優異的耐洗滌性。

    4、防螨抗菌整理劑毒性實驗

  (1)防螨抗菌整理劑經口急性毒性;取4%防螨抗菌整理劑應用液對40%只空腹16h的昆明種標準小白鼠一次性經口灌胃,防螨抗菌整理劑劑量高達10000mg/kg,每天觀察動物的中毒表現,七天結束實驗,各組實驗動物在整個實驗過程種,無任何中毒表現,飲食和運動均正常,無一只動物死亡。根據急性毒性分級標準,該抗菌整理劑應用液實屬實際無毒物質。

   (2)對皮膚刺激性:將10只日本大耳標準實驗用兔的脊柱兩側毛分別剪掉,將4%防螨抗菌整理劑應用液菌在紗布上,敷貼在右側暴露的皮膚上。24小時后觀察敷貼部位皮膚,均未出現紅斑和水腫等刺激癥狀,根據皮膚刺激強度分級標準,該抗菌整理劑應用液對皮膚屬無刺激物質。

   (3)對眼睛刺激性:將4%防螨抗菌整理劑應用液,直接滴入日本大耳標準實驗用兔的右眼,左眼作對照,被動閉合5秒,然后用生理鹽水沖洗干凈,24小時后觀察,眼睛均無異常,根據眼睛刺激強度分級標準,該防螨抗菌應用液對眼睛屬無刺激物質。

   (4)微核實驗:依照GB7919-87實驗方法進行小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核實驗,結果表明:防螨抗菌整理劑樣品組與溶劑對照組微核發生率相比較,無顯著差異,未見體內致突變性。

  • 臨床應用結果:

防螨抗菌整理內褲經股癬、濕疹、淋病、陰道炎、陰部搔癢等患者穿著表明,對減輕疾病癥狀均有明顯的效果,并且穿著舒適。

防螨抗菌整理床單在病房使用3-7天后,未發現有螨蟲存在,做細菌培養,沒有細菌生長,病人無感染現象。

我們還將防螨抗菌整理內衣襪子送給不同工作崗位,多種年齡的男女同志試用一年多,普遍反映對防止汗臭、皮膚搔癢等有明顯作用均未出現皮膚刺激,無皮膚過敏現象,顯微鏡下檢查未發現有螨蟲存在。

四、結語:

防螨抗菌整理后的織物無毒,對皮膚無過敏反應,具有廣譜高效的防螨抗菌性。對塵螨、草螨、恙螨的驅避率都大雨99%,洗滌50次驅避率都大于95%。對淋球菌(WHO Q6國際標準耐藥株)等二十余種有害菌都有高效的抑制能力,洗滌100次后抑菌率仍達99%以上,能有效地預防淋病、結膜炎等傳染病及腳癬等皮膚病,對防止汗臭、腳臭、皮膚搔癢和哮喘病等有明顯的效果。

1、《產業用紡織品》1987.6 P1-9 商成杰“抗菌衛生整理的研究”。

2、《印染》1994.7 P33-35 鄒承淑、商成杰等“抗菌整理織物的改良Quinn氏測 


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