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浙江安顺化纤有限公司 研发工程师 秦治平

1. 前言

抗菌型纤维(Antibacterial Fiber)一直是纺织行业中人们关注的话题之一，其使用的抗菌剂(Antibacterial Agent)材料可以是银离子(Silver Ion)、铜离子(Copper Ion)、纳米银(Nano Silver)及纳米氧化锌(Nano Zinc Oxide)…等等。加工的工艺又可以是从纺织品的后整理加工，一直演进至透过化纤熔融纺丝法(Melt Spinning)，甚至是直接于聚合端采用原位聚合法(In-situ Polymerization)^[1][2]来赋予纤维及其织物获得一定的抗菌效果。本文在此介绍浙江安顺化纤有限公的抗菌ES纤维的材料与性能。

2. 抗菌剂的种类与选择

ES纤维(Ethylene Propylene Side By Side)是一种低熔点的皮芯型(Sheath-core)纤维，通常芯层的纺织纤维材料为聚丙烯(Propylene, PP)或是聚酯(Polyester, PET)，皮层的纺织纤维材料为聚乙烯(Polyethylene, PE)，这使得纤维的表层熔点为130℃，非常适合应用于热风工艺之热风无纺布，即卫生材料行业。有鉴于此，在抗菌剂的选择上，在考虑抗菌性能的同时，亦要考虑其安全性能。如表1所示，纳米氧化锌的抗菌性能虽比不上其他的抗菌剂，但在生物相容性及颜色上表现十分良好，故十分适合应用于卫生材料行业，所以在这样的基础上选择纳米氧化锌作为抗菌ES纤维的抗菌剂。

表1 常用抗菌剂抗菌性能与安全性能比较

3. 纳米氧化锌(Nano Zinc Oxide, NPs ZnO)抗菌机制

抗菌ES纤维的工艺是纺丝时于高分子中添加纳米氧化锌，赋予纤维永久性之抗菌效果，这样的抗菌形式属于非溶出型。如图1所示，(1)纳米氧化锌在一定环境下，会分解出带字由电荷的电子(e-)，同时会留下带正电荷的空穴(h+)；(2)细菌的细胞壁带有负电荷，空穴会吸附于细菌及病毒的细胞壁，并发生氧化还原的作用，使大多数细菌及病毒死亡。

图1 纳米氧化锌抗菌机制图

4. 抗菌ES纤维产品规格及性能

抗菌ES纤维产品规格及应用如表2所示，抗菌效果如表3所示。

表2 抗菌ES纤维产品规格及应用

表3 抗菌效果及其他性能

5. 结论

纳米氧化锌除了有抗菌的功能外，亦有抗紫外光、吸臭等功能，其产品应用极需要我们去思考及开发，以拓展抗菌ES纤维之应用维度。另外，许多客户都在提及有机抗菌剂的使用，但在当前的技术水平下，因有机抗菌剂通常不耐高温，在高温熔融纺丝工艺的温度条件下容易产生热裂解，使抗菌剂失去效果，当前这是需要去克服之技术难题，以市场的需要来做为研发题目轴心，故有机抗菌ES纤维将是下一步我们研发部要继续进行的新课题。

参考文献

(1)  郑国彬、秦治平，以化学合成法制作聚酰胺6凉感切片之研究，逢甲大学硕士学位论文，2016

(2)  常品瑀、秦治平、黄富亮、刘仁涌、张景棠、郑国彬，原位聚合法制备含椰碳聚酰胺6切片与其功能性之研究，纤维科技研讨会，2016

(3)  郑又谦、陈建伟、秦治平、张景棠、郑国彬，以含银蒙托土/聚酰胺6复合材料热性质与抗菌性质之研究，纤维科技研讨会，2016

(4)  Chih-Ping Chin, Kou-Bing Cheng, Jen-Yung Liu, Chang-Mou Wu, The Thermal and Functional Properties of PU/CC@Ag Composite Films, Asian Textile Conference, 2015