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              抗菌學術:非織造抗菌擦拭布的開發

              【作者】 郭秉臣  劉春秀

              【關鍵詞】非織造布 擦拭巾 抗菌整理 新產品

              【出版日期】2005-08-30

              【摘要】采用粘膠、滌綸等纖維混配,加工出非織造基布,并通過抗菌整理開發了非織造抗菌擦拭巾,經標準檢測,各項指標優良。文中具體探討和分析了該產品的加工工藝及抗菌整理技術。

              【刊名】天津工業大學學報

              在人們工作和生活的許多場合都有大量的細菌存在,并且以1 h生長4個細菌、24 h生長0.1億個、48 h會生長100億個的速度增長[1]。因此,在醫療、衛生、飲食和家居等眾多領域,必須常用含有抗菌劑的擦拭巾。隨著人們生活水平的不斷提高,非織造抗菌擦拭巾越來越受歡迎。世界市場預測從1995年到2020年耗用非織造布量將增至540t,其中非織造擦拭巾類產品增長速度更為快速,所占比例很大。西歐非織造擦拭巾年產量占所有用即棄非織造布比例的9.00/0,北美地區占11.80/0[2],世界各國非織造擦拭巾都在不同程度地發展。筆者順應這一趨勢,開發出一種吸濕性好、抗菌性好且耐洗滌的非織造擦拭巾。

              纖維的選擇

              根據產品設計要求及纖維選配的原則,選擇了3種纖維:粘膠0.22 tex()600/0,雙組分纖維(ES)0.22tex 150/0,粘膠0.22 tex

              (白)150/0,滌綸0.33 tex 100/0.其主要性能見表1.

              表1 纖維的基本性能

              粘膠纖維是擦拭巾的主要組成部分,其主要成分是纖維素,吸濕性能好,具有很好的保水性;0.22 tex的纖維使產品手感柔軟,光澤柔和;由于纖維較細,比表面積增大,使擦拭巾清潔能力增強;粘膠纖維不起球,產品懸垂性好,并且價格適中。擦拭巾多用于濕態下,滌綸的強度高,而且濕態下強度無損傷,彌補了粘膠濕態下強度下降的缺陷;滌綸初始模量高,保形性好,彈性好,變形恢復能力強,使擦拭巾在多次洗滌后不變形,耐磨性好,耐熱性好,抗微生物性能好;雖然滌綸吸濕性差,但在擦拭巾中所占比重較粘膠小得多,而且細旦纖維制品的毛細管效應使制品具有很好的吸水性[3]。ES纖維是一種良好的熱熔纖維,在非織造布中可起到固結作用,以減少擦拭巾在使用過程中的掉毛現象。

              工藝流程及參數設計

              擦拭巾的加工流程如下:纖維原料→混合開松→梳理→鋪網→預針刺→主針刺(4)→軋光→切邊卷繞→制品→后整理。其中重點是梳理和針刺。

              2.1 梳理

              梳理工序的任務包括:進一步開松去雜;使纖維原料進一步混合均勻;將纖維由大塊梳理成束狀最后到單根狀;使纖維靠自身間的摩擦力相互連結成網。梳理過程中針布、隔距、速比是梳理機工作的3大工藝參數,直接影響到成網質量。本工序中兩臺梳理機均采用單錫林單道夫梳理機,速比、針布、隔距配置相同。兩臺梳理機全部采用金屬針布。各梳理元件相互間的隔距如表2.

              表2 梳理機的工作錕與錫林的隔距

              道夫主要起凝聚纖維的作用,是成網的初始階段。在實際生產過程中,因生產情況來調節道夫速度,梳理機的其他工藝參數不變。所以道夫速度調節不當,不僅影響纖網質量,還可能導致纖網結構零亂,或出現斷網現象[4]。

              2.2 針刺

              針刺過程分為預刺和主刺。生產擦拭巾時采用1道預刺,4道主刺。主要工藝參數布置如表3所示。

              針刺深度和針刺密度原則上是根據原料種類、纖網厚度和產品要求來確定的。一般來說,都不能超過極限值,否則會降低產品質量。

              表3 針刺機的工藝參數

              抗菌整理

              選用陽離子型抗菌劑,此種抗菌劑能和含有羥基、氨基、羧基的物質接枝,經浸軋后可以獲得耐多次洗滌的抗菌效果。同時,它還是一類物理抗菌衛生整理劑,可利用物理電場殺菌。這類抗菌劑的陽離子基團在粘膠纖維分子表面形成正電場,病菌在此電場作用下呈負電性,從而吸附在纖維分子表面,病菌被吸附麻痹,細胞壁破裂,內容物滲出而死亡。因此,對大范圍的微生物,包括G+菌、G-菌、真菌、藻類等,均具有極好的抗菌效果;而且具有高度的安全性,不含甲醛,不含重金屬離子及其他有害物質,不存在致畸性及致突變性,也無潛在的致癌性,可與水、醇等任意混溶。粘合劑選用聚丙烯酸酯,它具有以下優良特性:①耐酸堿性能和耐老化性能比較好;②產品手感比較好;③耐水洗性能好。因為所用抗菌劑具有強陽離子性,所以不能與陰離子物質同浴,并且要加入抗沉降劑。施加抗菌劑的配方為:抗菌劑10/0,粘合劑100/0,水860/0,抗沉降劑10/0.料液pH值為7左右,采用普通自來水化料時,PH值一般可以保證在7左右,所以不需要特別調節即可。

              抗菌整理的工藝過程如下:非織造基布→飽和浸漬→熱風烘燥→滾筒軋光→切邊卷繞→非織造抗菌擦拭巾。

              首先對浸漬槽、輸送網等設備部件進行清洗,確保無陰離子物質附著,避免在生產過程中導致抗菌劑的抗菌性下降;將烘箱升溫至170℃左右,滾筒升溫至200℃左右;然后進行飽和浸漬,軋液溫度30~40℃,室溫控制在30~40℃,軋液率控制在1600/0左右;抗菌劑用量等于抗菌劑濃度與軋液率的乘積,此時抗菌濃度為10/0,軋液率為1600/0,抗菌劑用量則為1.60/0;再進行烘干,烘箱溫度為170℃,溫度不宜過高,要防止抗菌劑在長時間高溫作用下分解,影響到產品的抗菌效果;最后進行軋光和切邊卷繞,使表面光潔。

              性能測試

              4.1 非織造擦拭巾的抗菌效果

              選擇滌綸/粘膠/ES針刺無紡布、丙綸(PP)無紡布、丙綸(PP)+乙綸(PE)復合無紡布3種布樣,每種布樣經抗菌處理和未抗菌處理各1塊,共6塊。將待檢測試樣剪成直徑為4.8 cm的圓塊,在121℃條件下滅菌20 m in,PP+PE復合無紡布試樣加0.5 mL抗菌液,其他試樣加入1 mL抗菌液,置250 mL三角瓶中,1 h后加入100 mL0.03 mol/LPBS,充分振蕩1 m in,對細菌計數。檢測用的菌種及加菌量為:大腸桿菌1.75×10 cfu/mL,金黃色葡萄球菌1.32×10 cfu/mL,白色念珠菌1.4×10 cfu/mL。本實驗參考美國標準AATCC-1993法。檢測結果見表4

              表 4 3種抗菌整理無紡布的抗菌效果

              從上述結果的對比可以看出,相對于未抗菌整理的非織造布樣抗菌率為0,以粘膠為主的非織造擦拭巾的抗菌效果較好。說明此種抗菌劑適合用于該類清潔產品的抗菌處理,在使用過程中能發揮較好的抗菌作用。其次為PP非織造布,最差的為PP+PE復合非織造布。

              4.2 抗菌非織造擦拭巾的洗滌試驗

              本實驗參照日本JISL0217-130和美國AATCC l35()(A)標準執行,采用標準洗滌或簡化洗滌條件制備試樣。非織造抗菌擦拭巾在洗滌不同次數后與大腸桿菌接觸不同時間,其抗菌效果見表5.

              表5 洗滌不同次數的抗大腸桿菌效果

              洗滌不同次數的抗菌整理試樣與金黃色葡萄球菌接觸不同時間后,其抗菌效果見表6.

              表6 洗滌不同次數后的抗金黃色葡萄球菌效果

              從上述測試結果可知,此種擦拭巾經抗菌處理后,由于產品主要成分是粘膠纖維(750/0),抗菌劑與粘膠上的活性基團羥基接枝,經浸軋后獲得了耐多次洗滌的抗菌效果。此種產品雖然在洗滌20次以上其效果就有所下降。但是對清潔非織造布產品而言,它的使用

              時間已經足夠長,因為非織造布產品價格低廉,雖為耐用型產品,但是一般洗滌20次以下消費者就會將其丟棄,不再使用。所以,此種產品能夠滿足消費者的使用要求。

              4.3 吸濕性能測試

              取一定質量的樣品,稱重;用水浸泡后,取出,稱重。吸水率=試樣的吸水重量/試樣干重×1000/0.在此次實驗中試樣的干重為8.15 g,杯重23.07 g,浸泡后試樣加杯重91.79 g,所以,吸水率=(91.79-23.07-8.15)/8.15×1000/0=7430/0.可以看出,由于擦拭巾中的粘膠含量高達750/0,所以產品的吸濕性非常好,能容納自身重量7.43倍的水,在使用過程中能夠充分而且迅速地吸收被擦物上的水分。

              結束語

              當今社會,由于環境的污染、人口流動頻繁,公共場合造成接觸細菌感染的機會越來越多。隨著人們對環境衛生和自我健康的日益重視,把醫療保健與抗菌日用品、紡織品等緊密結合起來,創造一個“生命、健康、舒適、環?!钡沫h境是發展的趨勢??咕强椩觳潦媒韺⑦M入每個家庭及全社會。筆者所開發的抗菌非織造擦拭巾已小批量投入市場,并且取得了較好的效益。

              參考文獻:

              [1]中國用紙年鑒編輯部.中國用紙年鑒[M].北京:中國輕工業出版社,2002.

              [2]潘祖德.非織造布[M].沈陽:紡織工業非織造布技術開發中心,1999.

              [3]陳旭煒.產業用紡織品[M].上海:中國紡織大學出版社,2000。

              [4]郭秉臣.非織造布學[M].北京:中國紡織出版社,2002.


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