前言
隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高,人們對自己生活的環境提出了更高的要求。因而,對于來自于人體與環境的某些不良氣味,進行消臭整理,賦予人的生存空間以清新自然的氣息,防止刺激性氣體對人體皮膚的侵害,將大受消費者的歡迎。
臭氣物質很少單一存在,是物質發生化學變化后的生成物。臭味的產生一般有:(1)自然界微生物發生的生物化學變化;(2)動物體內消化、發酵、代謝的生理變化;(3)植物生長代謝的分解產物;(4)來自燃燒、熱分解以及在工場中發生的化學變化。這些變化的結果,形成有惡臭的物質,其中(1)是惡臭的主要原因。這是因為,紡織品在人體穿著過程中會沾污很多汗液、皮脂以及其它各種人體分泌物,同時也會被環境中的污物所沾污,這些污物是各種微生物的良好營養基,微生物的大量繁殖以及分解織物上的污物,產生氨等刺激性氣體,導致對皮膚的異常刺激作用。因而,添加有抗菌作用的物質以預防臭氣的產生為主的辦法,稱為防臭;而對織物表面處理,以消除產生的臭氣的辦法,稱為消臭(或除臭)。本文探討的是消臭方面的內容。
1.消臭的機理分析
當前的消臭整理按目的大致可分為三類。一類是除去日常生活中產生的惡臭,如稱四大惡臭的氨(汗臭、尿臭),硫化氫(蛋類腐敗臭),三甲胺(魚類腐敗臭),甲基硫醇(大蔥腐敗臭),以及低濃脂肪酸臭。第二類是除去香煙煙霧產生的臭味(主要是尼古丁及乙醛)。第三類是除去房屋裝飾帶來的甲醛氣味。
人體各部分的分解物,如來自汗與尿的分解物(氨、三甲胺),來自汗液分解與腳臭(低級脂肪酸),來自下陰部的臭氣(硫化氫)等,不同地區、民族和工作生活習慣的人,數量不盡相同。消除此類氣體,改善人的空間環境,是消臭整理的目標。
消臭方法可分為以下四種:
(1)物理消臭法
采用比表面積大、孔容大的具有較強吸附能力的物質以吸附惡臭物質。常用的吸附劑有活性炭、沸石、活性白土、硅膠等多孔物質,以及金屬氧化物等。載有稀土元素的沸石能
ZnO+H2S→ZnS+H2O
Zn+C2H5SH→ZnS+C2H4+H2O)
另外,日本鐘淵化學的Smellquard是由二氧化硅與三氧化鋁形成的試鋁靈硅酸鹽和特殊粘合劑構成,在八面體非晶質粒子中有層狀二氧化硅的結晶,可以進行吸附。
(2)化學消臭法
該方法是把產生惡臭的物質用氧化、還原、分解、中和、加成、縮合以及離子交換等化學反應使之變成無臭味的物質。如環狀糊精,可利用其對氨、胺及硫化氫的包絡作用而除臭;類黃酮類化合物、綠茶成分中的茶多酚類(含類黃酮類和單寧酸的混合物),可與惡臭物質進行中和及加成反應,使臭味消除。另外的一種含有羧基的聚丙烯酸酯類纖維,可以吸附氨進行中和反應;應用兩性表面活性劑整理的織物,如日本鐘紡的Ribblesh織物;日本住江織物公司的一種除臭地毯中的有機胺,可除去甲醛。
(3)類似生物催化的消臭法
這是利用三價鐵酞菁衍生物與惡臭物質生成化合物后,三價鐵轉變為二價鐵的同時所引起的氧化作用而除臭。二價鐵可被空氣中的氧氧化為三價鐵,繼續循環作用,是一種類似生物酶催化作用的消臭劑。
(4)光催化氧化法消臭
二氧化鈦、氧化鋅等物質吸收紫外線后產生電子和正穴,使吸附的水氧化為OH·,空氣中的氧被還原為O·過氧化物,能和多種臭體反應,從而更強的消除臭味。如日本觸媒化成的Cu/TiO2及Zn/TiO2,住江織物公司除臭地毯混入了幾種金屬鹽類,通過催化氧化,可除去四大惡臭及尼古丁、乙醛。
2.消臭加工劑TF-3000的應用試驗
通過對以上消臭機理進行分析,可以看出由于臭味物質的復雜性,決定了消臭整理加工的多變性。光催化氧化法消臭,不能離開光與熱的環境,這對于與人體接觸最近的針織內衣來說,消臭效果值得進一步探討;一些消臭整理劑與纖維缺乏親和力,水洗牢度差而影響其持久性。我們選擇的是花王株式會
2.1試驗材料
40?s棉彈力羅紋(經過漂白)
2.2藥品
TF-3000,TF-3500,柔軟劑MAX-90A
2.3TF-3000的整理工藝
采用浸軋法,處方:TF-3000Xg/l,TF-3500Yg/l,MAX-90AZg/l
溫度:40℃,軋液率:80%,100℃烘干
表1消臭整理工藝組成單位:g/l
編號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
TF-3000 | 10 | 20 | 10 | 20 | 20 | 30 | 50 |
TF-3500 | \ | \ | 5 | 5 | 10 | 20 | 50 |
MAX-90A | \ | \ | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
2.4消臭整理織物洗滌試驗
采用JISL0217-103法,中性洗滌劑1:30,40℃洗滌5min,常溫下每次2min清水洗二回作為一個循環。
2.5消臭織物的吸水性試驗
毛細管效應法(30min測水位上升高度)
2.6整理織物的色度測定
SF600分光儀,DataMatch測色軟件(DataColor公司),測未整理織物與整理后織物的色度差別
3.試驗結果分析
3.1TF-3000的消臭機理
TF-3000是以天然聚合物為主的淡黃色液體,顆粒直徑為1~4μm,分散性良好(不存在分層與凝聚現象),基本結構是由弱酸性基與弱堿性基高分子復合構造而成,因而對于酸性或堿性氣體均有一定的吸著及清除性能。與臭體反應后,TF-3000的活性基團由于與臭氣結合而暫時降低消臭效果,經過洗滌,消臭基團又重新恢復。
TF-3500是TF-3000與纖維的連接固著劑,可以使織物經受大約30次的洗滌。
3.2消臭效果的測試
為了證實消臭效果,就有必要進行定性或定量測試。但是一般的定量方法極困難,原因是臭味構成分較多,而且含量較低。表2是幾種臭味的測試方法。
表2:
測定方法 | 原理 | 優點 | 缺點 |
檢測管法 | 測定單一成分的濃度變化 | 簡便 | 濃度過低時測定困難 |
氣相層析法 | 利用峰值面積計算 | 可分析多種成分 | |
臭味傳感器法 | 將附于傳感器臭味成分數字化 | 簡便可測低濃度 | 測定成分范圍限制 |
官能法 | 利用官能分階段進行 | 適合現實 | 需專門的審察人 |
花王會社提供了如下消臭性能檢驗辦法。
TF-3000消臭劑在含濕條件下消臭效果優良,因而整理布樣烘干后應適當回潮。
對不同工藝消臭整理的布樣進行消臭效果檢測,結果如下(表3):
試樣編號 | 空白 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
消臭效果 | A | B | C | B | C | C | D | E |
洗滌30次后消臭效果 | A | A | A | A | B | B | C | D |
A:代表:差B:較差C:尚可D:可以E:較好
由表1、表3可以看出,TF-3000用量在30-50g/l時,整理布樣的消臭效果較好,TF-3500用量在20g/l時,可以使織物具有較好的耐洗滌性能,用量提高,洗滌后織物的消臭效果稍微提高。
3.3織物的吸水性測定結果及分析
表4
未整理 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
30min上升高度cm | 11.5 | 12.8 | 12.9 | 12.1 | 12.0 | 11.8 | 11.7 | 11.6 |
由表4可以看出,經過TF-3000整理不僅不會影響織物吸水性,反而會使吸水性略有提高。消臭劑TF-3000在高濕度下有好的消臭效果,因而以純棉為整理面料,整理后可使織物獲得較好的吸濕性與回潮率,使消臭效果得以實現。
3.4色座標及色差測定結果及分析
由以上色座標及色差可以看出,整理后織物色差在一個較小的范圍內變化(0.2-0.5色差單位),屬于痕跡色差,可視為無色差看待。
3.5工藝確定
通過對小樣試驗進行綜合分析,確定生產樣整理工藝為TF-3000:50g/l、TF-3500:30g/l、MAX-90A:10g/l,浸軋后烘干。通過樣品的試穿,普遍反映良好,無異味現象,并且吸濕透氣,無任何不適癥狀,決定進行批量生產,將產品推向市場。
編號 | L* | a* | b* | c* | h | x | y | ΔE |
未整理樣 | 96.36 | -0.001 | 0.73 | 0.73 | 90.83 | 0.3150 | 0.3323 | 0 |
1 | 96.58 | -0.04 | 0.72 | 0.72 | 93.14 | 0.3150 | 0.3323 | 0.22 |
2 | 96.77 | -0.06 | 0.81 | 0.81 | 94.46 | 0.3151 | 0.3325 | 0. |
3 | 96.67 | 0.01 | 0.63 | 0.63 | 89.43 | 0.3149 | 0.332 | 0.32 |
4 | 96.86 | -0.03 | 0.65 | 0.65 | 93.00 | 0.3149 | 0.3322 | 0.51 |
5 | 96.74 | 0.03 | 0.52 | 0.53 | 86.22 | 0.3148 | 0.3319 | 0.43 |
6 | 96.65 | 0.04 | 0.60 | 0.60 | 85.94 | 0.3149 | 0.3320 | 0.33 |
7 | 96.43 | -0.07 | 1.12 | 1.12 | 93.73 | 0.3156 | 0.3331 | 0.40 |
4.結論
以提高織物的舒適性、清潔性為目的的TF-3000消臭整理,是采用天然的高分子消臭物質為原料(TF-3000的LD50為2000mg/kg以上,TF-3500的LD50為2500mg/kg以上),采用適當整理工藝,使織物具有較好的消除人體產生的異味氣體作用,改善人體周圍的呼吸環境。整理后織物吸水性良好,無色變現象,調整工藝簡便。
對織物進行消臭整理,是織物保健功能的一種,另外可以同時進行防紫外線、防電磁波、抗菌等功能整理,全面維護人體健康,提高紡織品附加值。
參考文獻
1.宋肇基:二十一世紀的功能整理、全國紡織品保健技術研討會資料,2000,12.上海
2.楊立艾,消臭纖維和消臭加工,印染助劑,1997