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织物抗菌防臭整理工艺实践

 织物抗菌防臭整理工艺实践

摘要: 概述了抗菌防臭整理剂的发展、生产和应用,介绍了抗菌纺织品的生产方法,重点阐述了改性甲壳质类的抗菌防臭整理剂的应用工艺,采用AATCC100标准测试证明Herst ATB抗菌整理纺织品具有高效、耐久的抗菌防臭效果,并且Herst ATB成本低廉,安全环保,适合于工业化生产
' 功能整理
抗菌防臭整理剂
微生物严重地影响了人类的生活,致病微生物对人体产生了巨大的危害。织物抗菌整理就是人们消灭这些致病微生物的方法之一。抗菌整理在美国等被称为抗微生物整理;在日本被称为抗菌防臭加工;在国内有人称之为卫生整理。纺织用抗菌剂可分为天然、有机和无机三大类。每类抗菌剂各有其优缺点,有机类抗菌剂效果好,品种多,是目前使用最为广泛的一类抗菌剂,但存在耐高温稳定性差等问题,难以用于合成纤维纺丝工艺; 天然类抗菌剂通常具有良好的安全性,但其应用范围窄,多数严重影响织物的色光;无机抗菌剂耐热性好,但用于纺织品后整理难以获得耐久的效果,并且大部分品种存在重金属的毒性问题。
有机抗菌整理剂
有机类抗菌整理剂可以分为两大类,即溶出型与非溶出型。溶出型抗菌整理剂与织物不是以化学方式相结合,因此能通过与水接触被带走,这类抗菌整理剂主要用于用即弃类纺织品(一次性纺织品)上。常见的溶出型抗菌剂主要有:醛类、酚类、醇类、某些表面活性剂(如季铵盐类)、有机杂环化合物(如吡唑类、嘧啶类、吡咯类)、有机金属化合物(如有机汞化合物、有机铜化合物、有机锌化合物、有机铅化合物、有机锡化合物以及一些其他有机金属化合物)等。由于这类抗菌剂一经洗涤便会脱落,所以并不能用于需要多次洗涤、效果持久的纺织品。非溶出型抗菌整理剂能与织物以化学键结合,这种整理剂处理过的织物对于穿着和反复洗涤具有耐久性。其方法是在纤维上接枝或聚合抗菌剂或在纺丝原液中混入抗菌剂,以达到控制释放活性物质从而获得耐久性的目的。非溶出型抗菌剂与纤维通过牢固的化学键结合,一方面使药剂不能进入微生物的细胞内,对细胞核(遗传因子)没有影响,不会出现耐药菌;另一方面,抗菌剂还不会被人体的分泌物吸收而进入人体内,对人体和环境具有很高的安全性能。所以除了某些特定用途,非溶出型已经全面取代了溶出型抗菌整理剂。常用的非溶出型抗菌整理剂主要有:有机硅-季铵盐类、二苯醚类、有机氮类、硝基呋喃类、双胍类、氯苯咪唑类等。
无机抗菌整理剂
无机抗菌剂是具有抗菌性的金属离子等无机物及其与无机载体的复合体。它具有耐热加工性好的优点, 可广泛用于塑料、合成纤维、建材、造纸等脂肪酸甲酯的乙氧基化物(FMEE)是近年新兴的非离子表面活性剂,具有无与伦比的低泡、乳化、分散、净洗功能,在国外已得到了广泛的应用,在纺织领域尤其是织物的精练前处理工艺更是得到了成功的应用。FMEE 是18 碳的脂肪酸甲酯接上不同EO 数目的环氧乙烷,因为脂肪酸甲酯具有与油脂和蜡质相类似的酯基分子结构,根据相似相溶的机理,脂肪酸甲酯乙氧基化物在各种表面活性剂中是最优秀的除油、除蜡产品,根据美国洗涤协会Tom Senwelo 博士发表在《国际洗涤标准专刊》上的文章,脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE 的去油能力是脂肪醇聚氧乙烯醚1.5 倍,是三乙醇胺油酸皂的2.5 倍。在除蜡方面, FMEE 的除蜡能力是脂肪醇聚氧乙烯醚1.6 倍,是三乙醇胺油酸皂的1.4 倍。
具有以下特点:
,分子式中具有酯基,类似于油脂和蜡质结构,根据相似相溶的原理,对油脂、矿物油和石蜡有极强的溶解和去除能力。
,浊点在大于100℃,由于非离子的表面活性剂在浊点附近的温度具有最佳的使用性能,浊点附近具有最低的泡沫性能和最高的净洗能力。FMEE 可直接使用于高温工艺条件。
,具有较强的分散性能,能将油、蜡、污垢等分散在工作液中,防止反沾污,因此也适用于低温条件下除油与除蜡,弥补低温导致工作液分散力下降。
在印染领域中的应用:
,针织物的精练剂
目前针织前处理常用的是AEO 系列,AEO 很大的缺陷是分散性能差,在小浴比的工作液中由于油污等杂质的反沾污导致精练效果变差,毛效不均匀等缺陷,而FMEE 具有极佳的除油性能同时,亦有低泡、良好的分散性,特别适用于针织物的间歇式前处理工艺,净洗效果明显好于脂肪醇醚系列。
,化纤的低温除油剂
由于FMEE 具有极佳的分散净洗性能,因此低温条件亦有优异的除油性能,适用于涤纶、氨纶等化纤织物的低温\常温除油,并可实现不排液直接染色的工艺。
,棉纤维的除蜡剂
随着棉花价格高居不下,纱线及其所用浆料的质量则越来越差,导致坯布出现棉蜡去除不净等问题,FMEE 对棉蜡去除彻底,可以用作织物除蜡剂,可有效杜绝布面蜡丝与蜡斑。与所有非离子产品一样,FMEE 耐碱性较差,为了提高其耐碱性能,将FMEE 磺酸化,得到其阴离子的磺酸盐即FMES。FMES 继承了FMEE 高效除油和除蜡的特点以外,磺酸化后又具有很高的耐碱性能,FMES 耐100℃热碱可达50g/L,耐40℃热碱达到150g/L。FMES 适用于梭织物的强碱退浆精练前处理工艺,梭织物的前处理是比较古老的话题,看似没有新意,但是随着前处理流程越来越短,以及人们期望对片碱的使用越来越少,梭织物的前处理又成为新的挑战。目前的梭织前处理剂多为非离子脂肪醇醚类(AEO、TX、异构醇醚)与阴离子(仲烷基磺酸钠SAS、十二烷基苯磺酸钠LAS)等复配,为了提高其耐碱性,继续复配磷酸酯类产品。在以上原料中,脂肪醇醚的除蜡性能远远不够,对浆料的去除也不彻底,尤其在轧槽或水洗槽中导致浆料凝聚与反沾污。仲烷基磺酸钠由于分子量小,渗透性能很好,但是净洗性能特别是乳化力较差。LAS 价格便宜但是泡沫很高、耐硬水性能很差,对水质要求较高。与以上原料相比,FMES 则是性能全面的精练原料,如耐碱性能优异,因此不需要复配磷酸酯类产品,而磷酸酯类产品如OEP 净洗力非常差,过多使用会降低毛效。FMES 最大的优点是对各种浆料的退浆率高,对棉蜡去除彻底,能有效的防止轧液槽和水洗槽中浆料与其它杂质的凝聚。因此FMES 具有低泡、耐碱、高退浆率、高毛效等诸多优点,特别适用于机织布前处理工艺。
与FMES 的生产现状:
主要用到的原料是18 碳硬脂酸甲酯,是石油的第一道裂化产物,因此世界范围内FMEE 的生产主要集中在喜赫石油、碧辟石油、墨菲石油等石化公司中,其中以喜赫石油的产量最大。脂肪酸甲酯与环氧乙烷加成反应复杂,催化剂效率低反应时间漫长,尤其目标产物的转化率较低,国内对催化与合成工艺都做了不懈的努力,但是关键的催化工艺始终没有突破,得到的产品纯度较差,至今没有产业化。笔者认为造成这种现状,是中国整个化工体系跟国外相比处于落后状态,从石油的炼制到最终形成精细产品,中间有很多环节,每个环节都差一点点,所有的环节的差距积累起来,便造成了这种现状。浩瀚的海洋,是生命的摇篮、资源的宝库。霉菌的最小生育阻止含量为10~20 mg/kg。据电镜观察, 细菌受Herst SAL作用后发生了明显的形态学变化:革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌细胞壁变薄及破损,复制受到抑制;革兰氏阴性菌如大肠杆菌的细菌细胞质浓缩,空隙明显扩大。Herst ATB为壳聚糖衍生物,由于引进了高抗菌活性基团从而使其杀伤率大大增加,显示出极高的抗菌性。SGS、ITS、日本纺织检查协会、日本化纤检查协会、中国疾病控制中心等多家权威单位检测证明:抗菌剂Herst ATB和SAL抗菌整理织物可以高效地杀灭接触织物的MRSA、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎杆菌、绿脓杆菌、枯草杆菌、白色念珠菌、絮状表皮癣菌、黑曲霉菌等有害菌,洗涤60次后对金黄色葡萄球菌等的抑菌率仍达99.9 %以上;对皮肤无刺激过敏反应,对人体无毒,无致畸性,无致突变性,无潜在致癌性,不含甲醛、重金属离子和芳香胺类化合物等有害物质,符合环保要求,对防治汗臭、皮肤骚痒有显著效果。
实验材料
实验用布:纯棉府绸JC40×40 110×90 270 cm实验药品:抗菌剂Herst ATB,由赫特国际集团(Herst International Group)提供
工艺流程
坯布!缝头!烧毛!退浆!煮练!漂白!染色!烘干!浸轧抗菌溶液!拉幅
前处理
前处理工艺应用常规工艺达到正常印染半成品质量要求,烧毛效果3~4级,白度在80 %以上,毛效(30 min)要求在8 cm以上。
抗菌整理工艺
浸轧抗菌溶液(轧液率70 %,40 *)!烘干(100*)!拉幅
工艺配方
处方(g/L):抗菌剂Herst ATB 40柔软剂
工艺分析
抗菌剂用量对抗菌织物性能的影响
不同抗菌剂添加量会使织物产生不同的抗菌效果。一味地增加抗菌剂的用量虽然能增强抗菌效果,但却会影响织物的各项物理指标。因此有必要对抗菌剂的用量、抑菌率、成本进行综合考虑,选出最佳生产工艺。
焙烘温度时间对抗菌织物的影响
从表3可见, 选取140 *为焙烘温度, 时间为0.5 min。
抑菌效果检测
主要实验设备、器材
无菌试验室;电热压力蒸汽灭菌锅;电热培养箱;营养琼脂培养基。
测试方法及菌种
方法:AATCC100-1993美国AATCC标准菌种:大肠杆菌(8099) 4.5+105cfu/mL金黄色葡萄球菌(ATCC6538)4.8×105cfu/mL白色念珠菌(ATCC10231) 4.2×
检测样品
抗菌剂Herst ATB整理过的织物与经过90次洗涤的抗菌整理织物未经抗菌处理的同材质织物作为实验对照
抑菌效果
抗菌整理剂毒性实验
抗菌整理剂Herst ATB经口急性毒性;取5%抗菌剂Herst ATB应用液对40 %只空腹16 h的昆明种标准小白鼠一次性经口灌胃,抗菌整理剂HerstATB剂量高达10000 mg/kg,每天观察动物的中毒表现,七天结束实验,各组实验动物在整个实验过程种,无任何中毒表现,饮食和运动均正常,无一只动物死亡。根据急性毒性分级标准,该抗菌整理剂应用液实属实际无毒物质。表2 抗菌剂不同用量对抗菌织物性能的影响抗菌剂用量/(g/L-1) 0 20 30 50 60 70抑菌率/% 0 99.9 99.9 99.9 99.9 99.9表3 不同焙烘温度时间对抗菌织物性能的影响抑菌率/% 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9焙烘温度/- 100 120 130 140 150 160焙烘时间/s 240 120 60 30 30 20表4 经过抗菌整理的织物抑菌效果
检测样品
金黄色
葡萄球菌
大肠
杆菌
白色
念珠菌
抗菌整理织物
洗涤90次抗菌整理织物
第28 卷第3 期
年3 月
对皮肤刺激性:将10只日本大耳标准实验用兔的脊柱两侧毛分别剪掉, 将5 %抗菌剂HerstATB应用液涂在纱布上, 敷贴在右侧暴露的皮肤上。24 h后观察敷贴部位皮肤,均未出现红斑和水肿等刺激症状,根据皮肤刺激强度分级标准,该抗菌整理剂应用液对皮肤属无刺激物质。(3)对眼睛刺激性:将5 %抗菌剂Herst ATB应用液, 直接滴入日本大耳标准实验用兔的右眼、左眼作对照,被动闭合5 s,然后用生理盐水冲洗干净,24 h后观察,眼睛均无异常,根据眼睛刺激强度分级标准, 该抗菌剂Herst ATB应用液对眼睛属无刺激物质。
微核实验:依照GB7919-87实验方法进行小鼠骨髓嗜多染红细胞微核实验,结果表明: 抗菌剂Herst ATB样品组与溶剂对照组微核发生率相比较,无显著差异,未见体内致突变性。
结论
目前,纺织品抗菌整理技术已经走到了成熟阶段,抗菌整理工艺已成为常规后整理工艺。抗菌整理织物不论是从抗菌谱还是耐久性方面都优于抗菌纤维。众多厂家应用抗菌整理剂Herst ATB大批量生产抗菌全棉织物的实践证明Herst ATB使用方便,成本低廉。国内外权威测试机构的检验证明改性甲壳质类的抗菌防臭整理剂Herst ATB具有高效、耐久的抗菌防臭效果,安全环保,能够满足各国客户对抗菌产品质量的要求,适合于工业化生产。方法:调整双缸在系统中的位置精度,修研内外套活塞,保证滑动灵活轻便。
双缸无第二次下降动作
可能故障是第二次下降电磁阀在油缸第一次下降时就失电导通了,这是不允许的。产生原因:电磁铁(5TD)控制程序有问题。排除方法:查电气操作的控制程序。
油缸及液压元件同时大量泄漏油
可能故障是油液牌号不对或油温太高。产生原因:一是油液黏度低,分子间的内聚力就小,使密封处泄漏增大;二是油温过高使油液黏度降低。排除方法:准确选择液压油牌号(一般选用68号液压油,北方推荐“低凝68号”液压油);控制油温,保持油冷器正常工作。
蓄能器的应用
蓄能器在系统中是起保压作用的,在平网印花机液压系统中,蓄能器在升降回路中起作用。在工作时,如果螺杆泵启动后关闭,只要电源不断,升降回路系统内仍能保持原有工作压力。蓄能器的壳体是用无缝钢管制作的,其内装有一个用丁腈橡胶与充气阀座一起压制而成的梨形皮囊分成两个腔室,其中一个腔室充液压油,皮囊内则充氮气。当液压油打进蓄能器时,皮囊就变形,而气体体积随压力增加而减少,这就使液压油储存起来。若系统有压力损失需要增加液压油时,则蓄能器可以吸收急速的压力脉冲,具有良好的减震和稳定压力作用。它的优点还在于能长时间的保存气体。蓄能器必须充氮气,氮气是惰性气体,且具有安全性、防锈性和防止皮囊老化。充气时注意:(1)把蓄能器尾部上的充气阀护罩卸下
把带表头的充气工具上的手柄逆时针旋到头,然后接到蓄能器尾部充气口上,充气工具橡胶
管接头与氮气瓶连接
操作人员站在充气阀接管的侧面,徐徐开启氮气瓶气阀
将充气工具手柄顺时针轻轻旋动,缓慢地充入氮气,使蓄能器内皮囊慢慢胀大,直到菌形阀关闭, 充气速度方可加快, 当表上压力达1.8 mPa时,控制住手柄,将这个压力持续几分钟,使压力稳定下来
手柄逆旋到头,停止充气,再将氮气瓶关闭,卸下充气工具
检查有无泄气后,牢固地将充气阀保护罩装上。
目前, 平网印花机导带趋向双伺服电力传动,而大量运行的液压驱动式平网印花机的配送情况,与上述大同小异,供参考。
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标签:织物抗菌防臭整理工艺实践
分类:抗菌面料技术| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2013-11-02
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