无机抗菌剂在纺织品上的应用

2024年3月15日发(作者：教育教学故事)

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３６一　化多　’园地　精细化工原料及中间体　２００８年第２期　

无机抗菌剂在纺织品上的应用　

一

微米颗粒抗菌剂Ｎｏｖａｒｏｎ，以载银氧化锌为主要成　

分的松下产品Ａｍｔｅｋｕｒｉｎ　ｚ等，总之，含无机抗菌剂　

、

无机抗菌剂在纺织品中的应用特点　

的纤维已广泛应用到服装、卫生用品、寝装用品、洗　

浴用品、装饰织物、日用杂品等各类纺织产品，并以　由于Ｈｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｒ离子对人体有残留性毒　

害，Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ离子具有染色作用；而银、铜、锌离子　

具有较强抗菌作用，微量时几乎对人体没有影响，其　

其抗菌的长效性、安全性等优点获得重视．从卫生和　

医疗保健性考虑，含无机抗菌剂的抗菌织物在医护、　

中，铜和锌还是人体不可缺少的元素，所以用于纺织　

纤维的无机抗菌剂主要是银、铜、锌离子及其化合　

食品工业等领域将发挥更大的作用。　

二、抗菌加工方法　

物，它们与一般有机抗菌剂相比具有的特点：（１）高　

安全性，银、铜、锌离子毒性低，其化合物也大多无　

毒，如白鼠的急性口服试验，载银沸石抗菌剂　

Ｚｅｏｍｉｃ的ＬＤ５０＞５０００ｍｇ・ｋｇ～，银、铜离子双组分无　

机抗菌剂的ＬＤ５０＞５０（０）０・ｋｇ一，而食盐的ＬＤ５０为　

３０００ｍｇ・ｋｇ－　，可见毒性远低于食盐，对皮肤无刺激，　

致突变性试验结果也呈阴性；（２）缓释性、化学稳定　

性好，银、铜、锌易制成难溶、稳定的材料，如载银沸　

石抗菌除臭袜洗’涤５０次后对大肠杆菌的杀灭率　

仍＞９０％；（３）高效、广谱抗菌，如载银活性炭抗菌剂　

与水接触后，银离子质量分数达５ｘ１０－ｓ时即可杀灭　

大肠杆菌，载银抗菌剂不仅可杀灭一般细菌，而且对　

抗药性很强的Ｏ－１５７大肠杆菌和ＭＩＬＳＡ细菌也有　

可靠的效果，高效性保证低用量，提高安全性；（４）不　

易产生抗药性，以载银沸石为例，为确认载银沸石是　

否造成细菌的抗药性．选择最易产生耐药性的绿脓　

杆菌进行测试，参照绿脓杆菌的ＭＩＣ数据，对以每　

次测定ＭＩＣ试验后的残存活菌反复测定ＭＩＣ值　

１０次，残留的细菌培养后再进行抗菌试验，反复１０　

次，从每次的ＭＩＣ结果可以看出，绿脓杆菌对载银　

沸石不存在抗药性，而大多数有机抗菌剂则会诱发　

致病菌变异，产生耐药菌株，危害人类健康；（５）耐　

热、耐候性好，热稳定性是高温纺丝时对助剂不发生　

分解或挥发的基本要求，无机抗菌剂光照不易老化，　

可耐５００￣Ｃ的高温，其中，磷酸复盐为载体的银系无　

机抗菌剂ＨＮ－３００能耐１３００￣Ｃ以上高温，且性质不　

受影响：有机抗菌剂一般只能在较低温度下使用（≤　

３００￣Ｃ），受热易分解，光照也易老化；天然抗菌剂通　

常在１５０－１８０￣Ｃ就开始炭化分解，应用范围更窄。　

生产抗菌纺织品可用后处理法或采用抗菌纤　

维，抗菌纺织品一般都要使用抗菌剂，１９８３年，日本　

品川燃料株式会社首次将开发的载银沸石抗菌剂　

Ｚｅｏｍｉｃ用于生产抗菌除臭袜，近年来，抗菌纺织品　

的研究十分活跃，美、日、法、瑞士等国相继研究过抗　

菌卫生整理。开发了系列抗菌纺织品供应市场，颇受　

欢迎，其中，日本东亚合成株式会社的银锌系无机亚　

无机抗菌剂用在纺织纤维上主要有两种加工方　

法：后处理加工法和原纤维加工法，其中以原纤维加　

工法最重要，７０％左右的抗菌纤维采用原纤维加工　

法，后处理加工法简单易行，所占比例近年来上升很　

快。　

Ｉ原纤维加工法　

原纤维加工法又称抗菌纤维法。是对化学纤维　

的高分子结构进行化学接枝或共混改性，也可通过　

物理方法使抗菌剂渗入到纤维内较深的部位。或者　

利用复合纺丝技术等，这是一种先制取抗菌纤维再　

进行纺纱织造制备抗菌纺织品的方法．其中以共混　

改性方式应用较多，即在合成纤维纺丝阶段，将抗菌　

剂混入聚合物中进行纺丝，抗菌剂混入纤维中的操　

作可以在高聚物聚合阶段、聚合结束、聚合物熔融喷　

丝之前加入．人造丝、腈纶等纤维湿法纺丝时也可在　

纺丝原液中混入，在熔融纺丝时混入的抗菌剂要求　

具有较高的耐热性和安全性，该法最大的优点是抗　

菌效果持久并因熔出量少而使用安全，但要求使用　

高效抗菌剂，缺点是对天然纤维纺织品不适用，原纤　

维加工法用的抗菌剂一般是含金属氧化物、盐或载　

负在无机金属化合物上的活性金属离子，如含Ａｇ　

沸石、Ｚｎ、Ｃｕ复合物或Ｔｊｏ：等。　

天然纤维由于难以通过纤维改性获得抗菌效　

果，故到目前为止，用天然纤维制成的纺织品的抗菌　

处理仍以后整理的方式为主。　

２后处理加工法　

后处理加工法是在纺织品印染、整理过程中，采　

用浸渍、浸轧、涂层或喷涂等方法将抗菌剂施加在纤　

维表面．并使之固着在纺织品上而具有抗菌效果的　

一

种方法，从机理上看，抗菌纤维的后处理加工法还　

可分为３种：（１）用反应性树脂将抗菌剂热固定于纤　

维表面；（２）抗菌剂吸附于纤维表面；（３）纤维表面的　

官能团与抗菌剂进行反应而接枝固定，包括采用乙　

二醛等交联剂进行交联，从操作上看抗菌剂可以与　

染料先行结合或在染色过程中添加；也可以在柔软　

剂、整理剂中添加。如利用金属及其化合物微细粉体　

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２００８年第２期　精细化工原料及中间体　

内衣等。　

化乡　园地　一３７一　

与具有较好粘合和成膜特性的柔软剂共用，这类方　

法实质是纤维的一种加工整理技术，其优点是加工　

方便。可根据用户或最终用途和需要选择不同的抗　

菌剂进行生产，也可以把抗菌剂整理在纤维、纱线、　

织物面料、成衣或各种纺织制品上，缺点是抗菌剂只　

２以色列尼龙生产者Ｎｉｌｉｔ开发出抗菌纤维　

以色列的尼龙生产者Ｎｉｌｉｔ公司，开发出一种　

新型的抗菌纤维。名字叫Ｓｅｎｓｌｆ　ＢｏｄｙＦｒｅｓｈ，可以给　

运动员和户外的活动者带来气味调节、经久耐用和　

平滑舒适的感觉。并且该纤维还具有防止细菌滋生　

的功能。如葡萄状球菌和微球菌以及棒状杆菌，这些　

存在于纤维表面层中，一旦脱落便不能补充，因而往　

往不耐洗涤。抗菌功效的耐久性不理想，且可能会由　

于初期溶出量大而存在使用安全性问题，其中，成膜　

细菌能导致身体异味和不舒适。　

法可形成一条金属离子走出纤维内部的通道。建立　

起一个缓释系统。当表面抗菌剂减少时纤维内部的　

抗菌剂缓缓释出使之得到补充。因而提高了耐久性　

和安全性。　

３新技术　

纳米金属及其化合物粉体。采用共混、复合、分　

散技术是生产抗菌纤维的新技术。日本钟纺公司开　

发出一种以普通纤维为芯。抗菌沸石聚合物为鞘的　

芯鞘纤维。Ｍｉｃｒｏ　Ｆｒｅｅ是美国杜邦公司推出的微核／　

壳结构粉末型抗菌剂。使微核微粒被一层特殊的抗　

菌涂层包裹着，抑制微生物的繁殖，此外，利用微胶　

囊技术。无机抗菌剂在纺织上的应用也会进一步扩　

大。　

三、抗菌纤维的类型和用途　

按纤维类型。目前采用无机抗菌剂制成的抗菌　

纤维主要有：（１）抗菌长丝产品，广泛用于针织内衣　

裤、运动服、袜子，各种装饰织物，针织绒类面料、过　

滤织物、地毯运动鞋内衬材料等；（２）抗菌短纤维，可　

与天然纤维混纺或直接用于生产床上用品、装饰织　

物、医用产品、食品行业专用服装、鞋用材料、手套以　

及各种内衣裤等；（３）抗菌无纺布产品广泛用于各种　

一

次性材料。如无菌手术衣、手术帽、口罩以及卫生　

包覆材料、鞋垫、过滤材料等。　

四、抗菌纤维加工及应用实例　

１德国耶拿大学研发成功抗菌纤维服装　

德国耶拿大学研究人员用一种含有金属银的新　

型纤维和纳米复合抗菌材料织成的面料。给面料赋　

予抗真菌和细菌的医药作用。　

据悉，用这种方法制成的米色Ｔ恤呈现银色的　

色调。经测试表明。这种纤维能够抵抗引起脚部真菌　

或是引发强烈骚痒的酵母菌感染。在纺织品中加入　

这种纤维的含量越高，抗真菌效力越强；同时，该纤　

维也能抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌等细　

菌。　

该纤维可应用于日常生活用品。如适用于有神　

经性皮炎患者的床上用品、Ｔ恤衫、衬衫、袜子、男女　

它的抗菌性能是通过高性能服装内超细纤维　

实现的。这种超细纤维给人带来舒适感觉的同时，还　

能经久耐用并可以抵御硬东西的划伤。抗菌添加剂　

是在聚合物中加入的。不是在织造过程中加入的。所　

以该服装能够水洗超过２Ｏ次而不影响其抗菌性能。　

Ｓｅｎｓｉｌ　ＢｏｄｙＦｒｅｓｈ可以提供多种纤度的纤维。　

可以设计成弹性的户外活动的外衣、运动衣和泳装。　

手感外观都非常的好。（杨华）　

辽宁成功研发聚苯硫醚长丝　

年前。由辽宁银珠化纺集团日晟营津合纤有限　

公司成功研发的聚苯硫醚（ＰＰＳ）长丝。通过该省有关　

部门的检测鉴定。ＰＰＳ长丝不仅具有耐化学腐蚀、耐　

高温、无毒等特点。且阻燃性好。同时还具有良好的　

物理机械性能和尺寸稳定性。长期以来。由于原料　

ＰＰＳ树脂和纤维生产技术被国外垄断。我国在ＰＰＳ　

长丝生产方面始终处于空白。为满足国内市场需要。　

辽宁银珠化纺集团日晟营津合纤有限公司经过科技　

攻关。研发出了一整套ＰＰＳ长丝生产技术工艺。其　

性能指标均已达到国外同类产品水平。具有完全自　

主知识产权。　

以静电纺丝法　

制备纳米纤维锂离子电池隔膜　

年前。北京理化所进行的”静电纺丝法制备纳米　

纤维锂离子电池隔膜研究”项目通过评审验收。以静　

电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜。是对新型　

隔膜材料的制备方法和制备工艺的创新性研究．是　

对锂离子电池隔膜实现国产化途径的有益探索：所　

形成的多针喷头组控技术突破了以往单喷头静电纺　

丝技术制备效率低的瓶颈。具有良好的实际应用前　

景；特别是锂离子电池电极片表面直接喷涂纳米纤　

维隔膜技术具有创新性和很高的实际应用价值。处　

于国际领先水平。