二氧化鈦光觸媒紡織品抗菌性能的測試標(biāo)準(zhǔn)

    二氧化鈦廣泛應(yīng)用于光觸媒紡織品中，有關(guān)此類抗菌性能的測試標(biāo)準(zhǔn)還相對較少，在本篇文章中山東中康新材料的為大家介紹下二氧化鈦光觸媒紡織品抗菌性能的測試標(biāo)準(zhǔn)。

    本文介紹ＴｉＯ２光觸媒抗菌制品標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和ＴｉＯ２光觸媒紡織品抗菌性能測試原理及方法。通過對ＧＢ／Ｔ２３７６３）２００９、ＩＳＯ２７４４７）２００９（Ｅ）和ＪＩＳＲ１７０２）２００６進(jìn)行了比較，指出了各標(biāo)準(zhǔn)存在的問題，提出了采用轉(zhuǎn)移法或轉(zhuǎn)印法的新接種方法。

關(guān)鍵詞：光觸媒；標(biāo)準(zhǔn)；二氧化鈦

    光觸媒是一類以ＴｉＯ２為代表的具有光催化作用的半導(dǎo)體材料的總稱。它涂布于基材表面，在光線作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈的催化降解功能，能有效降解空氣中有毒有害氣體，殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。同時(shí)，其還具有除臭、抗污等功能。將納米ＴｉＯ２光觸媒應(yīng)用于紡織領(lǐng)域，開發(fā)具有抗菌和環(huán)保功能的紡織品，已成為紡織行業(yè)的熱點(diǎn)。

    在光觸媒研究與標(biāo)準(zhǔn)制定方面，日本起步較早。２００１年９月，日本成立了光觸媒標(biāo)準(zhǔn)化委員會，推進(jìn)ＪＩＳ標(biāo)準(zhǔn)以及ＩＳＯ標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。其空氣凈化性能、水凈化性能、自凈化性能和抗菌防霉性能４個(gè)分委員會制定了相應(yīng)的光觸媒性能評價(jià)試驗(yàn)方法，并向ＩＳＯ／ＴＣ２０６委員會提交了ＩＳＯ標(biāo)準(zhǔn)的提案。２００６年９月，日本出臺了ＪＩＳＲ１７０２）２００６５精細(xì)陶瓷（高級陶瓷，高級工業(yè)陶瓷）光輻照條件下光觸媒制品的抗菌性能和抗菌效果試驗(yàn)方法６。

    ２００９年６月，ＩＳＯ２７４４７）２００９（Ｅ）５精細(xì)陶瓷（高級陶瓷，高級工業(yè)陶瓷）半導(dǎo)體光催化材料抗菌活性的試驗(yàn)方法６正式生效。我國于２００９年５月也發(fā)布了ＧＢ／Ｔ２３７６３）２００９５光催化抗菌材料及制品抗菌性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)６。

    目前我國還沒有專門針對ＴｉＯ２光觸媒紡織品抗菌性能評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，光觸媒的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要由生產(chǎn)企業(yè)自行制定，這嚴(yán)重阻礙了光觸媒市場的健康發(fā)展，市場上各種光觸媒紡織品的優(yōu)劣難以區(qū)分。因此，加快ＴｉＯ２光觸媒紡織品抗菌性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立和研究，對規(guī)范市場和促進(jìn)光觸媒產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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１抗菌性能測試原理及方法

１.１測試原理

    在試樣表面滴加菌液后，用玻璃片或薄膜覆蓋，然后置于紫外燈下照射培養(yǎng)一定時(shí)間后，將試樣及玻璃片或薄膜上的細(xì)菌洗脫并計(jì)數(shù)。

１.２測試方法

    目前，ＴｉＯ２光觸媒紡織品抗菌測試方法有兩種，一種是薄膜覆蓋法，另一種是玻片覆蓋法。薄膜覆蓋法即對樣品接種后，在試樣表面覆蓋一層薄膜，然后置于長波紫外燈條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)結(jié)束后，將試樣及薄膜上的細(xì)菌洗脫計(jì)數(shù)。玻片覆蓋法與前者不同之處是覆蓋物為玻璃片。薄膜覆蓋法主要適用于表面平整、致密，與覆蓋膜接觸良好的光觸媒制品，如玻璃、陶瓷等，而玻片覆蓋法則適用于紡織品。

２測試標(biāo)準(zhǔn)的比較

    ＩＳＯ２７４４７）２００９（Ｅ）和ＪＩＳＲ１７０２）２００６均包含薄膜覆蓋法和玻片覆蓋法兩種測試方法，而ＧＢ／Ｔ２３７６３）２００９只有薄膜覆蓋法一種測試方法，但在適用范圍中聲明適用于紡織品。由于薄膜覆蓋法一般不適用于紡織品測試，本文涉及ＩＳＯ與ＪＩＳ的部分均為玻片覆蓋法，對這三種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較，見表１。

（１）ＧＢ／Ｔ２３７６３）２００９測試方法為薄膜覆蓋法，該方法要求薄膜與試樣的接觸性能良好，在對紡織品進(jìn)行測試時(shí)，由于織物較柔軟，表面容易發(fā)生形變，薄膜很難緊貼試樣。在接種后，可能會因?yàn)榻佑|不緊密，造成細(xì)菌附著在薄膜上，進(jìn)而影響試驗(yàn)結(jié)果。

（２）在對紡織品進(jìn)行抗菌測試時(shí)，用織物做對照樣與用醫(yī)用級ＰＥ薄膜作對照樣，在細(xì)菌的增長值方面會有較大差異，織物對照樣更接近未經(jīng)整理的試樣，可以更真實(shí)地反映試樣的抗菌性能。因此ＧＢ／Ｔ２３７６３）２００９采用醫(yī)用級ＰＥ薄膜作為對照樣并不合適。ＩＳＯ２７４４７）２００９（Ｅ）采用未經(jīng)整理的試樣作為對照樣，但由于檢測時(shí)客戶一般無法提供未經(jīng)整理的試樣，給標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用帶來不便。

（３）ＧＢ／Ｔ２３７６３）２００９采用紫外燈滅菌或醫(yī)用酒精擦拭對樣品進(jìn)行滅菌。由于紫外線穿透性較弱，難以抵達(dá)織物紗線內(nèi)部，試樣內(nèi)仍然可能有殘留的細(xì)菌；而醫(yī)用酒精擦拭也只能殺死樣品表面細(xì)菌。因此，標(biāo)準(zhǔn)中的滅菌方法不適合紡織品。由于ＴｉＯ２具有耐高溫的特點(diǎn)，因此可采用高溫高壓滅菌，若織物纖維不耐高溫，也可采用間歇滅菌或其它滅菌方式，確保試樣滅菌徹底。

（４）ＩＳＯ２７４４７沒有規(guī)定樣品接種后的培養(yǎng)溫度，但溫度對細(xì)菌的繁殖影響很大，不同溫度下的測試結(jié)果差別也很大，因此應(yīng)對試驗(yàn)溫度作出嚴(yán)格規(guī)定。

（５）ＧＢ／Ｔ２３７６３對試驗(yàn)設(shè)備的濕度控制能力要求較高。ＩＳＯ２７４４７和ＪＩＳＲ１７０２則是采用在培養(yǎng)皿中加足量的水，保證測試樣品的微環(huán)境達(dá)到一定要求，這種方法調(diào)節(jié)濕度較簡單。

（６）ＧＢ／Ｔ２３７６３試樣接種后，培養(yǎng)時(shí)間為８-２４ｈ，由于光觸媒紡織品只有在長波紫外光的激發(fā)下才能更好地發(fā)揮抗菌功效，而清晨至傍晚只有約８ｈ的光照時(shí)間，考慮到光觸媒紡織品的實(shí)際使用條件，培養(yǎng)時(shí)間不宜超過８ｈ。

（７）ＧＢ／Ｔ２３７６３采用百分率來表示抗菌性能，結(jié)果直觀，容易理解，但如果試樣的抗菌性能超過９９％，得出的結(jié)果與實(shí)際的抗菌性能不再成正比關(guān)系，而采用對數(shù)值來表示抗菌性能，則可以避免這種情況。

（８）ＧＢ／Ｔ２３７６３對抗菌率及抗菌貢獻(xiàn)值均作出了規(guī)定，ＪＩＳＲ１７０２僅對抑菌值作了規(guī)定，而ＩＳＯ２７４４７則未作任何規(guī)定。為防止假冒光觸媒產(chǎn)品在市場上出現(xiàn)，應(yīng)對抑菌值和光照效果合理地設(shè)定評價(jià)基準(zhǔn)，為光觸媒抗菌紡織品的生產(chǎn)和發(fā)展做引導(dǎo)。

３檢測方法的接種方式探討

    目前，光觸媒紡織品抗菌檢測標(biāo)準(zhǔn)的接種方式均為吸收法，即將一定量的菌液均勻地滴加到試樣表面。這種接種方式適合于經(jīng)浸軋?zhí)幚恚从霉庥|媒分散懸浮液或凝膠，對織物進(jìn)行一般的后整理）以及原絲改良（即將光觸媒整理劑添加到聚合物或原液中進(jìn)行紡絲）的織物。而經(jīng)涂層整理的織物采用吸收法接種時(shí)，當(dāng)菌液滴加到織物上時(shí)，由于織物內(nèi)部未經(jīng)ＴｉＯ２光觸媒整理，細(xì)菌會進(jìn)入織物內(nèi)部，經(jīng)培養(yǎng)后會大量繁殖。按照目前的光觸媒紡織品抗菌檢測方法對涂層織物進(jìn)行測試時(shí)，不能真實(shí)反映織物的抗菌性能。經(jīng)過中國紡織工業(yè)協(xié)會檢測中心研究，找到了兩種適合涂層整理的光觸媒紡織品抗菌測試的接種方法：

（１）轉(zhuǎn)移法將菌液均勻地分散到瓊脂培養(yǎng)基表面，待瓊脂表面多余的液體被吸收后，再將試樣的測試面貼在瓊脂表面，并在試樣上放置重物加壓一定時(shí)間后，取出試樣。

（２）轉(zhuǎn)印法先將一定量菌液滴加到微孔濾膜上，用真空泵抽濾。取下濾膜，將濾膜粘有細(xì)菌的一面與試樣接觸，然后對濾膜施加壓力，同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使細(xì)菌轉(zhuǎn)移到試樣上。采用這兩種方法接種時(shí)，細(xì)菌附著在織物表面，可以有效地避免菌液的滲透。

４結(jié)論

（１）通過對３種標(biāo)準(zhǔn)的研究發(fā)現(xiàn)，ＧＢ／Ｔ２３７６３）２００９在諸多方面存在不足，因此不適合對紡織品進(jìn)行測試；ＩＳＯ２７４４７）２００９（Ｅ）的對照樣難以獲取，未指明試樣培養(yǎng)溫度，建議采用棉貼襯織物并對溫度作出具體規(guī)定；ＪＩＳＲ１７０２）２００６是一部相對完善的標(biāo)準(zhǔn)，具有較高的參考價(jià)值。

（２）針對目前光觸媒表面涂層產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)缺失的狀況，建議采用轉(zhuǎn)移法或轉(zhuǎn)印法的接種方式