第五章抗菌衛(wèi)生整理,Auti-bacterialandsanitaryfinish,第一節(jié)概述,微生物包括了病菌、真菌、細(xì)菌、霉菌但到目前為止還沒有抗病毒整理的報(bào)道,美國：抗菌整理或抗微生物整理日本：抗菌防臭加工衛(wèi)生整理,1微生物對(duì)人類生產(chǎn)生活的危害,1.1傳播疾?。?人體在正常狀態(tài)下帶有無數(shù)微生物，如手上細(xì)菌達(dá)106個(gè)/cm2，頭皮上細(xì)菌達(dá)1.4*107個(gè)/cm2，可以說人實(shí)際上是生活在微生物中。,從感染病人身上分離出的1461個(gè)微生物的分布,致病微生物進(jìn)入人體會(huì)給健康帶來嚴(yán)重危害:醫(yī)院的床單、被子、病人及醫(yī)護(hù)人員的服裝；,理發(fā)店的毛巾；賓館的臥具、洗浴具、公共游泳池等是皮膚病、痢疾、腸傷寒等多種病菌的傳播媒介。,1.2、產(chǎn)生令人厭惡的臭味：,紡織品具有很多微孔結(jié)構(gòu)，容易吸附微生物，靠近人體的衣服會(huì)沾污大量的汗、人體分泌物（油脂）、皮屑，這些為微生物提供了養(yǎng)分，加之人體適宜的溫濕度氣候，促使微生物迅速繁殖，同時(shí)將人體的代謝物分解，產(chǎn)生大量的刺激性氣味的氨基物質(zhì)。,1.3使紡織品霉?fàn)€：,因特殊用途（帳篷、包裝材料），需長(zhǎng)期暴露在潮濕的自然環(huán)境或埋于地下，容易受微生物的侵蝕而霉?fàn)€，損傷強(qiáng)力，降低使用壽命。因此，這些材料要進(jìn)行抗霉腐整理。,抗菌衛(wèi)生整理的目的,2.1降低公共場(chǎng)所的交叉感染，防止傳染疾病；,2、抗菌衛(wèi)生整理：,是利用抗菌劑、防臭劑或抑菌劑處理織物，從而獲得抗菌、防霉、防臭、保持紡織品清潔衛(wèi)生的加工。,2.2保證人體安全健康，服飾穿戴舒適；,2.3防止織物被微生物侵蝕而降低使用價(jià)值。,八十年代，出現(xiàn)效果好、安全性高、耐久性的抗菌整理劑，提出了抗菌譜問題和耐久性問題。細(xì)菌、真菌、霉菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)不同，抗菌劑對(duì)其作用的效果有所區(qū)別。床品、毛巾、軍裝等需經(jīng)常洗滌或經(jīng)受雨淋，要求耐久。,3抗菌衛(wèi)生整理的進(jìn)展,四千年以前，古埃及人采用藥用植物處理包布，保護(hù)木乃伊；,第二次世界大戰(zhàn)期間，德軍制服采用抗菌劑處理，防止戰(zhàn)傷的二次感染；,二十世紀(jì)六十年代末七十年代初，抗菌整理大規(guī)模開發(fā)時(shí)期，主要是采用無機(jī)抗菌劑。有一支性能優(yōu)異的有機(jī)抗菌劑問世：DC-5700,4抗菌產(chǎn)品安全性要求美國、日本等對(duì)抗菌劑的控制嚴(yán)格美國需經(jīng)美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）、食品與藥物管理局(FDA)、消費(fèi)者安全委員會(huì)(CPSC)的認(rèn)可。一支抗菌劑的毒性實(shí)驗(yàn)有18之項(xiàng)至多。,九十年代，抗菌衛(wèi)生整理出現(xiàn)了抗菌阻燃、抗菌防靜電、抗菌拒水拒油等多功能產(chǎn)品；加工工藝出現(xiàn)了多樣化：傳統(tǒng)的軋-烘-焙；浸漬法；抗菌漂白一浴，抗菌染色一浴等新型加工工藝。,第二節(jié)抗菌劑抗菌機(jī)理,1抗菌機(jī)理：,xM2/nOAl2O3ySiO2zH2OM1-3價(jià)的金屬，抗菌泡沸石金屬主要是Ag、Cu、Zn。,機(jī)理,溶出型,也叫有控制釋放型,非溶出型，也叫直接接觸型,1溶出型（有控制釋放）機(jī)理：在一定的濕度下，抗菌整理的織物有控制的釋放出抗菌劑的活性部分，并擴(kuò)散到微生物的細(xì)胞內(nèi)，破壞細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，殺死微生物或抑制其繁殖，達(dá)到抗菌的目的。,抗菌織物,抑菌環(huán),培養(yǎng)基,溶出型抗菌整理的特征,2、非溶出型（直接作用）機(jī)理：關(guān)于非溶出型機(jī)理有兩種推斷：,DC-5700殺菌模型推斷1,推斷一：抗菌劑陽離子吸引帶負(fù)電荷的細(xì)菌，抗菌劑疏水性的長(zhǎng)鏈烷基觸及細(xì)胞壁，阻礙細(xì)胞壁的合成，破壞細(xì)胞壁，殺死細(xì)菌。,細(xì)菌：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核等構(gòu)成，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜是由磷脂質(zhì)雙分子膜組成，呈負(fù)電性。在中性條件下細(xì)菌是帶負(fù)電性。,DC-5700殺菌模型推斷2,推斷二：抗菌劑陽離子吸引帶負(fù)電荷的細(xì)菌使之靠攏抗菌劑，在抗菌劑陽離子的作用下，細(xì)胞周圍的負(fù)電荷向陽離子靠攏，而遠(yuǎn)離陽離子的細(xì)胞部分失去了負(fù)電荷的保護(hù)，細(xì)胞壁逐漸變薄直至破裂，細(xì)胞內(nèi)溶物流出，細(xì)菌死亡。,不同的抗菌劑對(duì)細(xì)菌的作用不同，總的來說有以下幾種,（1）使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的各種代謝酶失活，達(dá)到滅菌效果；,（2）與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞其機(jī)能，達(dá)到滅菌效果；,（3）阻斷DNA的合成；,（4）極大地加快磷酸氧化還原體系，打亂細(xì)胞的正常生理過程。,（5）破壞細(xì)胞壁或阻斷細(xì)胞內(nèi)外的傳質(zhì)。,第三節(jié)抗菌劑及其應(yīng)用,1理想的抗菌整理劑應(yīng)滿足的要求,1.1安全性，口服急性毒性試驗(yàn)LD50大于1000mg/kg。,LD50-半致死濃度，指被試驗(yàn)的動(dòng)物死亡一半數(shù)量時(shí)的最小劑量。,1.2、高效性、廣譜性。,希望一只抗菌劑能夠?qū)Χ喾N細(xì)菌有作用；高效性即在小用量下就能夠有明顯的抗菌作用,1.3耐久性。具有耐洗滌20-50次仍有抗菌活性,1.4對(duì)染料色光、牢度、織物風(fēng)格無影響,1.5與常用助劑有良好的配伍性織物整理工作液往往含有多種化學(xué)物質(zhì)，配伍性差會(huì)使整理液絮凝、沉淀分層等現(xiàn)象，影響整理效果或使整理劑失效。,2、紡織材料用抗菌劑的分類,抗菌劑,有機(jī)類,無機(jī)類,有機(jī)硅季銨鹽,季銨鹽,雙胍類,二苯醚類,天然抗菌劑,3、主要抗菌劑及機(jī)理各論,3.1、有機(jī)硅季銨鹽類,代表產(chǎn)品是美國道康寧（DowCorning）公司的DC-5700，76年獲得EPA（美國環(huán)境保護(hù)局）許可；符合日本“家庭用品含有毒物質(zhì)的規(guī)定”。,DC-5700是3-（三甲氧基硅烷基）丙基二甲基十八烷基氯化物的42%的甲醇溶液。,結(jié)構(gòu)：3-（三甲氧基硅烷基）丙基二甲基十八烷基氯化物，在其結(jié)構(gòu)中具有作用于細(xì)菌的陽離子和長(zhǎng)鏈烷基。,抗菌作用機(jī)理：直接作用機(jī)理或非溶出型機(jī)理,+,特點(diǎn),（1）安全高：天竺鼠的LD50=12270mg/kg,（2）廣譜抗菌：對(duì)革蘭氏陽性、陰性細(xì)菌；霉菌；孝母菌；藻類等26種，均有很好的抑制作用。Dc一5700對(duì)白癬茁、大腸桿苗、褥瘡茵、綠膿桿菌等微生物均有抑殺功能，對(duì)酵母、真菌以及藻類的繁殖也有抑制作用。,（3）耐久性：可用于天然纖維和合成纖維的抗菌整理，耐久性優(yōu)異。,水洗次數(shù)對(duì)抗菌劑殘留率的影響,DC5700的三甲氧基硅烷基具有硅烷活性，在一定條件下能與纖維上的羥基進(jìn)行脫醇反應(yīng)，生成共價(jià)鍵而使抗菌劑牢固地結(jié)合于纖維表面,抗菌劑與纖維素纖維的反應(yīng),一定條件下三甲氧基水解成硅醇基，硅醇基自身反應(yīng)縮合，在纖維表面上聚硅氧烷薄膜覆蓋于纖維表面；,DC5700與纖維結(jié)合模型,共價(jià)鍵、離子鍵和形成的堅(jiān)固薄膜固著于纖維上，使DC5700抗菌劑具有很好的耐久性。既適合于纖維素纖維，也適合于合成纖維。,柏靈登(Burlington)公司的抗菌劑BiogardTM;國產(chǎn)抗菌劑FS516，抗菌劑SCJ-877,整理工藝,處方：抗菌劑210g/L陽離子或非離子型滲透劑0.5g/L,工藝流程：二浸二軋（軋余率7080%）烘干（溫度低于120）,浸軋法：,浸漬法：抗菌劑FS5160.11%（o.m.f）,工藝流程：織物在溶液中浸漬30min脫水烘干整理后織物增重控制在0.11%,適用：纖維素纖維和滌綸、錦綸等合成纖維及混紡產(chǎn)品。用于內(nèi)衣、睡衣、運(yùn)動(dòng)服、工作服、襪子及毛巾等。,3.2季銨鹽類抗菌劑,十六烷基二甲基芐基氯化銨,機(jī)理：利用表面電荷吸附，使微生物細(xì)胞組織發(fā)生變化，酶蛋白質(zhì)與核酸變性。,日本可樂麗的Saniter和日清紡的Peaehfresh就屬于此類。,特點(diǎn)：為陽離子表面活性劑，須與反應(yīng)性樹脂同浴，以增進(jìn)耐久性。主要用于聚酯安全性高：天竺鼠的LD50=6510mg/kg,3.3二苯醚類整理劑,抗菌作用：破壞微生物細(xì)胞膜與細(xì)胞壁機(jī)能。,對(duì)大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）、金黃色葡萄球菌（革蘭氏陽性菌）和白嗤菌（真菌）有優(yōu)異的抗菌活性，既防止細(xì)菌和霉菌的繁殖，又防止惡臭。,整理劑：二苯醚與有機(jī)硅烷、芳香族鹵化物的復(fù)合物，如日本敷島公司的Nonstar、帝人公司的Santiz、瑞士汽巴公司的IrgasanDP300等。,應(yīng)用：纖維素纖維、滌綸及其混紡織物，對(duì)纖維無親和力，與樹脂混用。,浸軋法處方：抗菌劑1520g/L無甲醛樹脂30g/L滲透劑2g/L,高溫高壓法（與滌綸染色同浴）處方：染料(o.m.f)x%擴(kuò)散劑1g/L磷酸氫二銨2g/LJFC0.2g/L抗菌劑SFR1（o.m.f）10%工藝：130，處理30min,代表產(chǎn)品1，1-六亞甲基-雙（5-（4-氯苯基）雙胍鹽酸鹽,1，1-六亞甲基-雙（5-（4-氯苯基）雙胍鹽酸鹽,3、胍類,葡萄糖酸鹽或聚六亞甲基雙胍鹽對(duì)細(xì)菌的殺傷力強(qiáng)，對(duì)真菌的效力低。,聚六亞甲基雙胍鹽，商品名稱Repulex20（PHMB）,英國卜內(nèi)門（I.C.I）公司Reputex20，有效成分為聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽PHMB,應(yīng)用：陽離子型，用于纖維素纖維，吸附作用與纖維結(jié)合，耐50洗50次。,機(jī)理：與季銨鹽相似，使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)變性或破壞細(xì)胞膜。,特點(diǎn)：（1）安全性：LD50=4000mg/kg，毒性低，可長(zhǎng)期使用。,（2）廣譜抗菌：革蘭氏陽性、陰性細(xì)菌；真菌；孝母菌有殺傷能力；抑菌濃度低。,（3）耐久：洗滌50次，細(xì)菌全部殺死；洗滌100次殺死細(xì)菌99%。,（4）應(yīng)用范圍：可用于棉及混紡織物整理；耐熱性好，可加入熔融紡絲液制抗菌纖維。寧波維科集團(tuán)用它整理床上用品。,4、無機(jī)類抗菌整理劑,以銀、銅、鋅作抗菌主體；以硅、磷石灰、泡沸石、氧化鈦、磷酸鎬為載體。,抗菌機(jī)理,溶出（有控制釋放）型抗菌機(jī)理，在一定濕度下，逐漸從纖維或涂層中溶出活性氧及金屬離子，擴(kuò)散到微生物細(xì)胞內(nèi)，破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞代謝障礙。,用做織物整理，如涂氧化鈦、磷灰石載體的抗菌劑用三聚氰胺樹脂固定在織物上。,用于合纖熔融紡絲液中，制造抗菌纖維；,用涂層方法整理到織物上,與纖維配位的金屬抗菌劑,代表產(chǎn)品是日本化藥公司的陽離子可染滌綸與銀離子結(jié)合的銀磺酸酯。,抗菌機(jī)理：溶出的Ag+進(jìn)入微生物細(xì)胞，Ag+損害微生物的電子傳遞系統(tǒng)，破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致代謝障礙；破壞細(xì)胞內(nèi)DNA。,陽離子可染滌綸的-SO3-與Ag+結(jié)合,陽離子可染滌綸織物浸于0.02g/L的硝酸銀溶液（1：5）沸騰處理20min（聚酯染座與銀離子結(jié)合）冷卻水洗烘干,處理工藝方法：,代表產(chǎn)品是日本蠶毛公司的SSN。,銅化合物類抗菌劑,將丙烯腈纖維浸入含硫酸銨或硫酸羥銨的2.3%硫酸銅溶液中100加熱還原2h。以配位鍵使氰基與硫化亞銅絡(luò)合螯合，生成復(fù)雜的配位高分子Cu9S5固著于纖維上。,整理工藝：,7.天然抗菌劑類,應(yīng)用于織物抗菌整理的有：檜（gui）油羅漢柏蒸餾；艾蒿、蘆薈、柏油、殼聚糖等。,7.1殼聚糖類抗菌劑,殼聚糖類抗菌劑特點(diǎn)：有良好的生物相容性和生物活性,無毒、具有消炎、止痛、促進(jìn)傷口愈合等功效,處方：醋酸1%（對(duì)溶液重量百分比）殼聚糖0.30.5%工藝：浸軋?zhí)幚硪篘aHCO3處理水洗柔軟處理烘干成品,抗菌機(jī)理：質(zhì)子化氨基，吸附帶負(fù)電荷的細(xì)菌細(xì)胞壁并與陰離子成分結(jié)合，阻礙細(xì)胞壁的生物合成，抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，阻斷細(xì)胞壁內(nèi)外物質(zhì)的輸送致微生物死亡。,日本公司有用艾蒿提取物吸附在微膠囊狀的無機(jī)物中制得抗菌劑；用艾蒿染布，用做變異反應(yīng)性皮炎患者的睡衣或內(nèi)衣，有理想的效果。,7.2艾蒿：,艾蒿的主要成分有1.8-氨樹腦、-守酮、乙酰膽堿等，,特點(diǎn)：具有抗菌消炎、抗過敏和促進(jìn)血液循環(huán)作用。,7.3蘆薈：日本多家公司用提取液做抗菌劑。,它藥效的主要成分包括多糖類和酚類。蘆薈汁對(duì)革蘭氏陽性菌、陰性菌都有明顯的抑制作用。,東洋紡把蘆薈提取物整理織物，使之具有皮膚護(hù)理、抗菌、抗過敏、消炎功能。,本身的耐熱性好，1210C處理20min幾乎不會(huì)影響其抑菌性。,抗菌機(jī)理：分子結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)可供配位絡(luò)合的氧原子，它可與微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)作用，使之變性。,7.4檜油：,主要組分：4異丙基2羥基環(huán)庚基2，4，6三烯1酮。,日本理研公司將羅漢柏蒸餾的檜油加工成1-10m的微膠囊，整理織物。,八、納米抗菌劑,1#普通氧化鋅粉體；2#納米氧化鋅粉體(2030nm)；3#納米氧化鋅粉體(5060nm)；4#經(jīng)普通氧化鋅整理后的純棉漂白布；5#經(jīng)納米氧化鋅(2O30nm)整理的純棉漂白布；6#，經(jīng)納米氧化鋅(5060nm)整理的純棉漂白布,鋅離子會(huì)逐漸的游離出來，當(dāng)它和細(xì)菌體相接觸時(shí)，就會(huì)和細(xì)菌體內(nèi)活性蛋白酶相結(jié)合使其失去活性，從而將細(xì)菌殺死,納米ZnO的抗菌機(jī)理,(1)光催化抗菌機(jī)理：,納米氧化鋅在陽光尤其是紫外光的照射下，在水和空氣中能自行分解出帶負(fù)電的電子，同時(shí)留下了帶正電的空穴，這種空穴可以激發(fā)空氣中的氧變?yōu)榛钚匝?，有極強(qiáng)的化學(xué)活性，能與多種微生物發(fā)生氧化反應(yīng)，從而把細(xì)菌殺死；,(2)金屬離子溶出抗菌機(jī)理：,納米氧化鋅在無光照下也有抗菌性；樣品經(jīng)日光光照后比不光照的抗菌性強(qiáng)。這2個(gè)結(jié)果中可以看出，納米氧化鋅的抗菌應(yīng)該是2種機(jī)理協(xié)同的結(jié)果,抗菌機(jī)理歸納為兩2種：光催化抗菌機(jī)理；金屬離子溶出抗菌機(jī)理,三、抗菌整理的其他工藝方法,噴涂法或刷涂法。,涂層法：將抗菌整理劑制成微膠囊，再用涂層法整理到織物上,第四節(jié)抗菌效果測(cè)試,織物抗菌衛(wèi)生測(cè)試方法有定量測(cè)試和定性測(cè)試方法兩大類一、定性測(cè)試,1、瓊脂平皿法AATCC-90-1977Test（布片粘貼法、暈圈試驗(yàn)法）,將滅菌過的試樣剪裁成直徑為2cm的試樣，貼于已滅菌的瓊脂培養(yǎng)基上，再用特定的試驗(yàn)菌（金黃葡萄球菌、大腸桿菌等）接種過的培養(yǎng)基澆于樣品表面，待凝固后于370C培養(yǎng)48h，觀察細(xì)菌生長(zhǎng)情況。靠近試樣的周圍形成一個(gè)環(huán)狀清潔區(qū)抑菌圈，測(cè)量在培養(yǎng)基上的抑菌圈的寬度。抑菌圈的大小表明了試樣的抗菌活性。此方法適用于溶出型抗菌整理，且溶出型整理劑與培養(yǎng)基不發(fā)生反應(yīng)。防霉試驗(yàn)采用同樣的步驟，細(xì)菌培養(yǎng)條件是290C培養(yǎng)96h。,取直徑為5cm的試樣和對(duì)照試樣（未抗菌處理）,經(jīng)滅菌處理后接測(cè)試菌種，保持一定時(shí)間，取含菌液體轉(zhuǎn)移到有營養(yǎng)瓊脂的培養(yǎng)皿中，待凝固后在370C培養(yǎng)48h，計(jì)算細(xì)菌減少率。,三、國內(nèi)抗菌測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),FZT73023-2006抗菌針織品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，自2006年8月1日起將正式實(shí)施并全面推廣,FZT01021-92紡織品抗菌性能測(cè)試，適用于各類抗菌整理吸濕性織物，不適用于拒水織物。,菌種：金黃色葡萄球菌：菌株26001；肺炎桿菌：菌株31003,“SEK”是日本用于抗菌紡織品的標(biāo)識(shí)，由日本纖維制品衛(wèi)生加式協(xié)會(huì)，制定的抗菌紡織制品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，只有在抗菌效果、耐洗滌性、安全性方面嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定者，才被允許使用此標(biāo)識(shí)。,四、抗菌加工SEK標(biāo)識(shí)簡(jiǎn)介,第五節(jié)抗霉腐整理,（1）軍用品：軍服、野外作業(yè)帳篷、裝備的罩衣；（2）產(chǎn)業(yè)用：建筑紡材、土工布、包裝物。,一、概況：,1、目的：提高織物對(duì)霉菌的抵御能力，增加使用壽命。,抗霉腐整理不適用與人體皮膚接觸的衣服、鞋帽,2、抗霉腐整理紡織品包括的范圍,機(jī)理：使整理劑在織物上形成不溶性的銅抗菌物質(zhì)，通過銅對(duì)霉菌細(xì)胞的破壞或抑制生長(zhǎng)作用，達(dá)到防霉的目的。,二、抗霉腐整理劑、抗霉菌機(jī)理及整理方法,1、不溶性銅劑整理法,織物浸于銅氨溶液形成銅絡(luò)合物高溫焙烘形成堿性銅鹽,1.2環(huán)烷酸銅：銅鹽+石油高沸點(diǎn)物混合制成乳液浸軋或涂層,1.1氫氧化銅氨（Willesden）：,1.38-羥基喹啉銅,8-羥基喹啉銅+冰醋酸（1：2）,加熱至85-90形成8-羥基喹啉銅醋酸酯,8-羥基喹啉銅醋酸酯+表面活性劑,浸漬織物,醋酸銅溶液處理,8-羥基喹啉銅沉積于織物上,鹵化雙酚和多鹵化酚抗