銀纖維特性與含銀纖維之彈性針織物染整工藝
銀纖維特性與含銀纖維之彈性針織物染整工藝

銀纖維特性與含銀纖維之彈性針織物染整工藝

文獻記載人類使用銀超過數千年,因為具有1.抗菌。2.抑制病毒複製。尚未有副作用發生,可以安全地使用。

    很多細菌與病毒的結構中含硫,常容易與銀結合,使其失去活性並阻止病毒複製。另外,奈米銀也帶有電荷,也可以藉由電荷來殺死細菌與病毒。所以奈米銀是具有雙重抗菌的作用機制。

    為了更進一步的了解銀是如何達到抗菌的效果,在此部份就針對銀對細菌及病毒的作用機制來做個原理概述。

    大部份的金屬離子都有氧化淨菌作用,以強度大小來區分,分別為:銀 > 汞 > 銅 > 鎘 > 鉻 > 鎳 > 鉛 > 鈷 > 鋅。早期貴重金屬大多被利用來保存食物及淨菌治療使用,如今專家學者更研究出帶正電的銀離子的還原能力最強,與氧化反應可生成氧自由離子基(O及O2-),具有淨菌效果。

銀離子抗菌原理 :

原理一:Ag+在很低的濃度下即能自由進入細胞膜,破壞細菌的細胞膜,如下圖,並與細菌體內的酶蛋白上的硫氫基(-SH)迅速的結合在一起形成銀硫鍵,如(1)所示:

銀離子破壞細菌示意圖[1]
原理二:
    銀的抗菌原理主要是銀原子在潮濕環境中會釋出帶正電荷的銀離子,當正 電荷銀離子(Ag+)接觸到帶負電荷的細菌細胞後,會因為銀離子與細菌細胞 內的蛋白質上的硫醇基(-SH)的特異性結合作用力,有效地刺穿細胞壁與細 胞膜外表,進一步使細菌細胞因蛋白質變性(見下圖),而無法代謝 和繁殖,直至死亡,達到滅菌的效果。值得注意的部分是:當細菌被銀離 子殺死後,銀離子又會從死去的細菌上游離出來,再持續對活細菌做重覆 的動作,直至所有細菌被消滅。由此可知,奈米銀的功效是屬於長效抗菌 劑,效果持久。
 同樣重量的銀經奈米化後,其表面積大幅增加,這代表銀原子釋放銀離子
 (Ag+)的數量也大幅  增加,提高銀殺菌的作用效能!

銀離子破壞細菌示意圖[2]

銀纖維之彈性針織物染整工藝關鍵因素[3]

  1. 試驗布料成分:

聚酯纖維 75D/36F  90.3 %

彈性纖維(OP) 40D 6.6 %

銀纖維 3.1 %

  • 染色製程:

縮練→胚布預定型→一浴染色→還原洗→成品定型

2.1 縮練

縮練是為了去除胚布上殘留的油脂,因為在織造過程中常會添加油劑、蠟質等人工雜質,但若不去除這些多餘油脂則容易影響染色加工中的染料滲透率,造成染色不均、色斑等布面異常。

助劑使用情形:

乳化劑SEM-35、精煉劑C-RFX、醋酸(99%)0.2 g/L,控制pH值在6左右。但酸性不能太強,因為銀纖維是包覆在彈性纖維(OP)上,而彈性纖維(OP)對酸具有不穩定性,醯胺鍵容易發生水解反應。

  • 預定型

進行染色加工前的預定型可穩定織物的尺寸安定性,消除儲存應力,消除彈性布之布面的邊緣回縮,可提高布面質量,但彈性纖維耐熱性不佳,所以建議採最高180℃進行預定型。

  • 染色

染色製程 :

染色配方:

O-UNSE  0.9 %

RU-CBR  0.24 %

BK-HWR  3.3 %

分散均染劑   1 g/L

精煉劑       1 g/L

HAC(99%)    1 g/L

  1. 進行深色染色時,因為染料濃度高,所以本試驗提高升溫速率,可節約生產成本。
    1. 隨著染浴溫度的升高,染料分子的動能增加,所以染料分子在纖維內的擴散速率加快,染料在高溫高壓下,當染液溫度達到130℃以後,染浴中的染料大部分上染在纖維上,延長此溫度的持溫時間可以使染料在纖維內充分擴散、達到均染的效果。
  1. 還原洗選擇

2.4.1 傳統的還原洗常使用保險粉和鹼性還原洗加工,但為了防止銀纖維在強鹼環境下受到物理性、化學性破壞,所以還原洗應選擇酸性加工的環境。

2.4.2且許多高牢度的染料在強鹼環境中極不穩定,尤其是含有彈性纖維的織物,在強鹼環境下,染在聚酯纖維上染料容易被萃取而分解析出,從而降低染料的牢度。

2.4.4 酸性還原洗劑可在染色加工後直接加入到染缸內,能節省更多的加工時間與空間,也能降低清潔的廢液汙染;建議加工處理方法:在染色降溫至90℃,加入酸性還原洗劑,在90℃持溫20分鐘後,在降溫至65℃排空廢液,即可完成還原洗步驟。

2.4.3 聚酯纖維常使用染浴pH值約在4-4.5,因此鹼性還原洗通常會在第二個染缸進行,此舉也容易造成加工時間與空間的浪費。

2.5 成品定型

    以130℃完成定型烘乾。

參考資料:

1. https://blog.xuite.net/healthynano789/twblog/114944298

2. https://yougin.pixnet.net/blog/post/181358967

3. 含銀纖維彈性真織物染整工藝研究,第11屆功能性紡織品、奈米技術應用及低炭紡織品研討會論文集,2011-04

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