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今日では、抗菌性の機能性生地がより人気になっています。しかし、耐久性があり一貫した性能を持つ機能性生地を費用対効果の高い方法で製造することは依然として課題です。ポリビニルアルコール（PVA）を使用してポリプロピレン（PP）不織布を改質し、次に銀ナノ粒子（AgNP）をその場で堆積させて、PVA改質AgNPs負荷PP（AgNPsと呼ばれる）を製造しました。 /PVA/PP）生地。PVAコーティングを使用したPP繊維のカプセル化は、負荷されたAg NPsのPP繊維への接着を大幅に改善するのに役立ち、Ag / PVA / PP不織布は、大幅に改善された機械的特性と大腸菌（E. coliと呼ばれる）に対する耐性を示します。一般に、30mM銀アンモニア濃度で製造されたAg / PVA / PP不織布は、より優れた機械的特性を持ち、E. coliに対する抗菌保護率は99.99％に達します。さらに、Ag/PVA/PP不織布は、優れた通気性と透湿性により、産業界における幅広い応用が期待されています。さらに、ロールツーロール技術も開発し、この方法の実現可能性を検証するための予備調査を実施しました。
経済のグローバル化の深化に伴い、大規模な人口移動はウイルス感染の可能性を大幅に高めており、新型コロナウイルスが世界中でこれほど強い拡散力を持ち、予防が困難である理由をよく説明しています1,2,3。この意味で、医療用防護材として、ポリプロピレン（PP）不織布などの新しい抗菌材料の開発が急務となっています。ポリプロピレン不織布は、密度が低く、化学的に不活性で、コストが低い4という利点がありますが、抗菌能力がなく、耐用年数が短く、保護効率が低いという欠点があります。そのため、PP不織布に抗菌性を付与することは非常に重要です。
銀は古くから抗菌剤として使用され、コロイド銀溶液、スルファジアジン銀、銀塩、タンパク質銀、ナノ銀という5段階の発展を経てきました。銀ナノ粒子は、医療5,6、導電性7,8,9、表面増強ラマン散乱10,11,12、染料の触媒分解13,14,15,16などの分野でますます使用されています。特に、銀ナノ粒子（AgNP）は、必要な細菌耐性、安定性、低コスト、環境適合性17,18,19により、金属塩、第四級アンモニウム化合物、トリクロサンなどの従来の抗菌剤に比べて優れています。さらに、比表面積が大きく抗菌活性の高い銀ナノ粒子をウール生地20、綿生地21,22、ポリエステル生地などの生地に付着させることで、抗菌銀粒子を制御された持続的に放出することができます23,24。これは、AgNPsをカプセル化することにより、抗菌活性を有するPP織物を作成できることを意味します。しかし、PP不織布は官能基がなく極性が低いため、AgNPsのカプセル化には適していません。この欠点を克服するために、プラズマスプレー26,27、放射線グラフト重合28,29,30,31、表面コーティング32などのさまざまな改質方法を使用して、PP織物の表面にAgナノ粒子を堆積させようとする研究者がいます。たとえば、Goliら[33]はPP不織布の表面にタンパク質コーティングを導入し、タンパク質層の周辺のアミノ酸がAgNPsの結合のアンカーポイントとして機能し、優れた抗菌特性を実現しました。活性。Liと同僚34は、紫外線（UV）エッチングで共グラフトされたN-イソプロピルアクリルアミドとN-（3-アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩は強い抗菌活性を示すことを発見しましたが、UVエッチングプロセスは複雑で、機械的特性を低下させる可能性があります。繊維。Olianiらは、純粋なPPをガンマ線照射で前処理することにより、優れた抗菌活性を有するAgナノ粒子-PPゲルフィルムを調製した。しかし、その方法も複雑であった。したがって、所望の抗菌活性を有するリサイクル可能なポリプロピレン不織布を効率的かつ容易に製造することは依然として課題となっている。
本研究では、優れたフィルム形成能、高い親水性、優れた物理的・化学的安定性を有する環境に優しく低コストの膜材料であるポリビニルアルコールを用いてポリプロピレン織物を改質した。還元剤としてグルコースを用いた36。改質PPの表面エネルギーの上昇は、AgNPの選択的沈着を促進する。得られたAg/PVA/PP織物は、純粋なPP織物と比較して、良好なリサイクル性、大腸菌に対する優れた抗菌活性、40回の洗濯後でも良好な機械的特性、そして優れた通気性、性状、透湿性を示した。
比重25 g/m2、厚さ0.18 mmのPP不織布は、Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd.（Jiyuan、中国）から提供され、5×5 cm2のシートにカットされました。硝酸銀（99.8％、AR）は、Xilong Scientific Co., Ltd.（汕頭、中国）から購入しました。グルコースは、Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd.（福州、中国）から購入しました。ポリビニルアルコール（工業用試薬）は、Tianjin Sitong Chemical Factory（天津、中国）から購入しました。脱イオン水は、溶媒またはリンスとして使用し、当研究室で調製しました。栄養寒天およびブロスは、Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd.（北京、中国）から購入しました。E. coli株（ATCC 25922）は、Zhangzhou Bochuang Company（漳州、中国）から購入しました。
得られたPP組織をエタノール中で15分間超音波洗浄した。得られたPVAを水に加え、95℃で2時間加熱して水溶液を得た。次に、グルコースをPVA溶液10mlに溶解し、質量分率を0.1％、0.5％、1.0％、1.5％とした。精製したポリプロピレン不織布をPVA/グルコース溶液に浸漬し、60℃で1時間加熱した。加熱終了後、PP含浸不織布をPVA/グルコース溶液から取り出し、60℃で0.5時間乾燥させてウェブ表面にPVAフィルムを形成し、PVA/PP複合織物を得た。
硝酸銀を室温で10mlの水に溶解し、絶えず撹拌します。アンモニアを滴下し、溶液が透明から茶色に変化し、再び透明になるまで続けます。銀アンモニア溶液（5～90mM）を得ます。PVA/PP不織布を銀アンモニア溶液に入れ、60℃で1時間加熱することで、布の表面に銀ナノ粒子をその場で形成させます。その後、水で3回すすぎ、60℃で0.5時間乾燥させることで、Ag/PVA/PP複合布が得られます。
予備実験を経て、複合織物の大規模生産を可能にするロールツーロール装置を実験室に構築しました。ローラーはPTFE製で、有害な反応や汚染を防ぎます。このプロセスでは、ローラーの速度とローラー間の距離を調整することで、含浸時間と吸着溶液の量を制御し、目的のAg/PVA/PP複合織物を得ることができます。
組織の表面形態は、加速電圧 5 kV で VEGA3 走査型電子顕微鏡 (SEM、ジャパンエレクトロニクス、日本) を使用して調査しました。銀ナノ粒子の結晶構造は、10～80° 2θ の範囲で X 線回折 (XRD、Bruker、D8 Advanced、ドイツ、Cu Kα 線、λ = 0.15418 nm、電圧: 40 kV、電流: 40 mA) によって分析しました。フーリエ変換赤外分光計 (ATR-FTIR、Nicolet 170sx、Thermo Fisher Scientific Incorporation) を使用して、表面改質ポリプロピレン布地の化学的特性を分析しました。Ag/PVA/PP 複合布地の PVA 改質剤含有量は、窒素気流下で熱重量分析 (TGA、Mettler Toledo、スイス) によって測定しました。誘導結合プラズマ質量分析法 (ICP-MS、ELAN DRC II、Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) を使用して、Ag/PVA/PP 複合繊維の銀含有量を測定しました。
Ag/PVA/PP複合織物（規格：78×50cm²）の通気性および透湿性は、第三者試験機関（天方標標認証試験有限公司）がGB/T. 5453-1997およびGB/T 12704.2-2009に基づき測定しました。各サンプルについて、10点の異なる試験点が選択され、試験機関から提供されたデータは、これらの10点の平均値です。
Ag/PVA/PP複合繊維の抗菌活性は、中国規格GB/T 20944.1-2007とGB/T 20944.3-に基づいて、それぞれ寒天平板拡散法（定性分析）と振盪フラスコ法（定量分析）で測定されました。 。 2008年に、大腸菌に対するAg/PVA/PP複合繊維の抗菌活性を異なる洗浄時間で測定しました。寒天平板拡散法では、試験用Ag/PVA/PP複合繊維をパンチで円盤（直径8mm）に打ち抜き、大腸菌（ATCC 25922）を接種した寒天ペトリ皿に取り付けました。 ; 3.4×108 CFU ml-1）、次に37°C、相対湿度56%で約24時間インキュベートしました。ディスクの中心から周囲のコロニーの内周に向かって垂直に阻止帯を分析しました。振盪フラスコ法を用いて、試験したAg / PVA / PP複合繊維から2×2cm2の平板を作製し、121℃、0.1MPaのブロス環境で30分間オートクレーブ処理した。オートクレーブ処理後、サンプルを70mLのブロス培養液（懸濁液濃度1×105～4×105 CFU/mL）を入れた5mL三角フラスコに浸し、150℃の振動温度で18時間インキュベートした。 rpm、25℃で18時間振盪培養した。振盪後、一定量の細菌懸濁液を採取し、10倍に希釈する。必要量の希釈細菌懸濁液を採取し、寒天培地に塗布し、37℃、相対湿度56%で24時間培養した。抗菌効果の計算式は\(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\)です。ここで、CとAはそれぞれ24時間後のコロニー数です。対照群およびAg/PVA/PP複合組織で培養しました。
Ag/PVA/PP複合織物の耐久性は、ISO 105-C10:2006.1Aに準拠した洗濯方法によって評価しました。洗濯では、市販の洗剤（5.0g/L）を含む水溶液に試験用Ag/PVA/PP複合織物（30×40mm²）を浸漬し、40±2 rpmおよび40±5 rpm /分の高速で、10、20、30、40、50サイクル洗濯しました。洗濯後、織物を水で3回すすぎ、50～60℃で30分間乾燥させました。洗濯後の銀含有量の変化を測定することで、抗菌活性の程度を判定しました。
図1は、Ag / PVA / PP複合織物の製造方法の概略図を示しています。つまり、PP不織布をPVAとグルコースの混合溶液に浸します。PP含浸不織布を乾燥させて、改質剤と還元剤を固定し、シール層を形成します。乾燥したポリプロピレン不織布を銀アンモニア溶液に浸漬して、銀ナノ粒子をその場で堆積させます。改質剤の濃度、グルコースと銀アンモニアのモル比、銀アンモニアの濃度、および反応温度は、Ag NPの沈殿に影響します。は重要な要素です。図2aは、Ag / PVA / PP織物の水接触角の改質剤濃度への依存性を示しています。改質剤濃度が0.5重量％から1.0重量％に増加すると、Ag / PVA / PP織物の接触角は大幅に減少します。改質剤の濃度が1.0 wt.%から2.0 wt.%に増加しても、実質的に変化しません。 図2bは、50 mM銀アンモニア濃度とグルコースと銀アンモニアの異なるモル比（1：1、3：1、5：1、および9：1）で調製された純粋なPP繊維とAg / PVA / PPファブリックのSEM画像を示しています。 画像）。得られたPP繊維は比較的滑らかです。 PVAフィルムでカプセル化した後、いくつかの繊維が一緒に接着されます。 銀ナノ粒子の堆積により、繊維は比較的粗くなります。 還元剤とグルコースのモル比が増加するにつれて、Ag NPの堆積層は徐々に厚くなり、モル比が5：1および9：1に増加すると、Ag NPは凝集体を形成する傾向があります。 特に還元剤とグルコースのモル比が5：1のときに、PP繊維のマクロおよびミクロ画像はより均一になります。 50 mM銀アンモニアで得られた対応するサンプルのデジタル写真を図S1に示します。
異なる PVA 濃度での Ag/PVA/PP 織物の水接触角の変化 (a)、銀アンモニア濃度 50 mM およびグルコースと銀アンモニアのさまざまなモル比で得られた Ag/PVA/PP 織物の SEM 画像 [(b))) ; (1) PP 繊維、(2) PVA/PP 繊維、(3) モル比 1:1、(4) モル比 3:1、(5) モル比 5:1、(6) モル比 9:1]、銀アンモニア濃度で得られた Ag/PVA/PP 織物の X 線回折パターン (c) および SEM 画像 (d): (1) 5 mM、(2) 10 mM、(3) 30 mM、(4) 50 mM、(5) 90 mM、(6) Ag/PP-30 mM。反応温度は 60°C です。
図 2c は、得られた Ag/PVA/PP 織物の X 線回折パターンを示しています。PP 繊維 37 の回折ピークに加えて、2θ = ∼ 37.8°、44.2°、64.1°、および 77.3° の 4 つの回折ピークは、立方面心立方銀ナノ粒子の (1 1 1)、(2 0 0)、(2 2 0)、結晶面 (3 1 1) に対応します。銀アンモニア濃度が 5 mM から 90 mM に増加すると、Ag の XRD パターンはより鮮明になり、その後の結晶化度の増加と一致しています。シェラーの式によれば、10 mM、30 mM、および 50 mM 銀アンモニアで調製された Ag ナノ粒子の粒径は、それぞれ 21.3 nm、23.3 nm、および 26.5 nm と計算されました。これは、銀アンモニア濃度が還元反応を促し金属銀を形成するためです。銀アンモニア濃度が増加すると、Ag NPの核生成および成長速度が増加します。図2dは、異なる濃度のAgアンモニアで得られたAg / PVA / PPファブリックのSEM画像を示しています。銀アンモニア濃度が30 mMの場合、Ag NPの堆積層は比較的均質です。しかし、銀アンモニア濃度が高すぎると、Ag NP堆積層の均一性が低下する傾向があり、これはAg NP堆積層内の強い凝集が原因である可能性があります。さらに、表面の銀ナノ粒子には、球状と鱗片状の2つの形状があります。球状の粒子サイズは約20〜80 nmで、ラメラの横方向のサイズは約100〜300 nmです（図S2）。未改質PPファブリックの表面上のAgナノ粒子の堆積層は不均一です。さらに、温度の上昇は Ag NP の還元を促進しますが (図 S3)、反応温度が高すぎると Ag NP の選択的沈殿は促進されません。
図3aは、銀アンモニア濃度、析出銀量、および作製したAg / PVA / PP織物の抗菌活性の関係を模式的に示しています。 図3bは、サンプルの抗菌状態を直接反映する、異なる銀アンモニア濃度におけるサンプルの抗菌パターンを示しています。 銀アンモニア濃度が5 mMから90 mMに増加すると、銀の沈殿量は13.67 g / kgから481.81 g / kgに増加しました。 また、銀の沈着量が増加するにつれて、大腸菌に対する抗菌活性は最初に増加し、その後高いレベルを維持します。 具体的には、銀アンモニア濃度が30 mMの場合、得られたAg / PVA / PP織物中の銀の沈着量は67.62 g / kgであり、抗菌率は99.99％です。 このサンプルを、その後の構造特性評価の代表として選択します。
(a) 抗菌活性レベルと銀層塗布量および銀アンモニア濃度の関係。(b) デジタルカメラで撮影した細菌培養プレートの写真。ブランクサンプルと、5 mM、10 mM、30 mM、50 mM、90 mMの銀アンモニアを用いて調製したサンプルを示している。Ag/PVA/PP布の大腸菌に対する抗菌活性
図4aは、PP、PVA/PP、Ag/PP、Ag/PVA/PPのFTIR/ATRスペクトルを示しています。純粋なPP繊維の2950 cm-1と2916 cm-1の吸収帯は、-CH3基と-CH2基の非対称伸縮振動によるもので、2867 cm-1と2837 cm-1の吸収帯は、-CH3基と-CH2基の対称伸縮振動によるものです。-CH3基と-CH2基。1375 cm-1と1456 cm-1の吸収帯は、-CH3基の非対称および対称シフト振動によるものです38.39。Ag/PP繊維のFTIRスペクトルは、PP繊維のものと類似しています。 PPの吸収帯に加えて、PVA/PPおよびAg/PVA/PP織物では3360 cm-1に新たな吸収ピークが見られ、これは-OH基の水素結合の伸縮によるものと考えられます。これは、PVAがポリプロピレン繊維の表面にうまく適用されていることを示しています。また、Ag/PVA/PP織物の水酸基吸収ピークはPVA/PP織物よりもわずかに弱くなっていますが、これは一部の水酸基が銀に配位しているためと考えられます。
純粋 PP、PVA/PP 生地、Ag/PVA/PP 生地の FT-IR スペクトル (a)、TGA 曲線 (b)、XPS 測定スペクトル (c)、純粋 PP (d)、PVA/PP PP 生地 (e) の C 1s スペクトル、Ag/PVA/PP 生地の Ag 3d ピーク (f)。
図4cは、PP、PVA/PP、およびAg/PVA/PP織物のXPSスペクトルを示しています。純粋なポリプロピレン繊維の弱いO 1s信号は、表面に吸着した酸素元素に起因します。284.6 eVのC 1sピークは、CHおよびCCに起因します（図4d参照）。純粋なPP繊維と比較して、PVA/PP織物（図4e）は、284.6 eV（C–C/C–H）、285.6 eV（C–O–H）、284.6 eV（C–C/C–H）、285.6 eV（C–O–H）、および288.5 eV（H–C=O）で高い性能を示しています38。さらに、PVA/PP織物のO 1sスペクトルは、532.3 eVと533.2 eVの2つのピークで近似できます（図S4）。これらのC 1sピークは、C-OHとH-C=O（PVAの水酸基とアルデヒドグルコース基）に対応しており、FTIRデータと一致しています。Ag/PVA/PP不織布は、C-OH（532.3 eV）とHC=O（533.2 eV）のO 1sスペクトルを保持しており（図S5）、65.81%（原子パーセント）のC、22.89%のO、11.31%のAgで構成されています（図S4）。特に、368.2 eV と 374.2 eV における Ag 3d5/2 と Ag 3d3/2 のピーク (図 4f) は、Ag NP が PVA/PP42 不織布の表面にドープされていることを更に証明しています。
純粋な PP、Ag/PP 生地、Ag/PVA/PP 生地の TGA 曲線 (図 4b) は、同様の熱分解プロセスを経て、Ag NP の沈着によって PP 繊維と PVA/PP 繊維の熱分解温度がわずかに上昇することを示しています (480 °C (PP 繊維) から 495 °C)。これはおそらく Ag バリアの形成によるものです43。同時に、800 °C で加熱した後の PP、Ag/PP、Ag/PVA/PP、Ag/PVA/PP-W50、Ag/PP-W50 の純粋なサンプルの残留量は、それぞれ 1.32%、16.26%、13.86% でした。 %、9.88%、2.12% (ここでの W50 という接尾辞は 50 回の洗濯サイクルを意味します)。純粋なPPの残留分は不純物に、残りのサンプルの残留分は銀ナノ粒子に起因しており、銀を担持したサンプルの残留量の違いは、担持された銀ナノ粒子の量の違いに起因すると考えられます。さらに、Ag/PP布を50回洗浄した後、残留銀含有量は94.65%減少し、Ag/PVA/PP布の残留銀含有量は約31.74%減少しました。これは、PVAカプセル化コーティングがAgナノ粒子のPPマトリックスへの接着を効果的に向上させることを示しています。
着用快適性を評価するために、作製したポリプロピレン織物の通気性と水蒸気透過率を測定した。一般的に、通気性は、特に高温多湿の環境において、ユーザーの温熱快適性と関連している44。図5aに示すように、純粋なPPの通気性は2050 mm / sであるが、PVA改質後は856 mm / sに低下する。これは、PP繊維および織物表面に形成されたPVAフィルムが繊維間の隙間を減らすのに役立つためである。銀ナノ粒子を塗布すると、銀ナノ粒子を塗布する際にPVAコーティングが消費されるため、PP織物の通気性が向上する。さらに、銀アンモニア濃度が10 mmolから50 mmolに増加すると、Ag / PVA / PP織物の通気性は低下する傾向がある。これは、銀アンモニア濃度の増加に伴い銀堆積物の厚さが増加し、気孔の数と水蒸気が通過する可能性が低下するためであると考えられる。
(a) 異なる濃度の銀アンモニアで作製された Ag/PVA/PP 生地の通気性、(b) 異なる濃度の銀アンモニアで作製された Ag/PVA/PP 生地の水蒸気透過率、(c) さまざまな改質剤、異なる濃度で得られた Ag 生地/PVA/PP の引張曲線、(d) 異なる濃度の銀アンモニアで得られた Ag/PVA/PP 生地の引張曲線（30 mM の銀アンモニア濃度で得られた Ag/PVA/PP 生地も示されています）（40 回の洗濯サイクル後の PP 生地の引張曲線を比較してください）。
水蒸気透過率は、布地の温熱的快適性を示すもう 1 つの重要な指標です45。布地の透湿性は、主に通気性と表面特性に影響されることがわかっています。つまり、空気透過性は主に気孔の数によって決まり、表面特性は水分子の吸着、拡散、脱着を通じて親水基の透湿性に影響を及ぼします。図 5b に示すように、純粋な PP 繊維の透湿性は 4810 g/(m2·24h) です。PVA コーティングで密封した後、PP 繊維の穴の数は減少しますが、PVA/PP 布地の透湿性は 5070 g/(m2·24 h) に増加します。これは、透湿性が主に表面特性によって決まるためであり、気孔によるものではありません。AgNP を堆積した後、Ag/PVA/PP 布地の透湿性はさらに増加しました。特に、銀アンモニア濃度30 mMで得られたAg/PVA/PP織物の最大透湿性は10300 g/(m²·24h)である。同時に、銀アンモニア濃度の異なるAg/PVA/PP織物の透湿性が異なるのは、銀蒸着層の厚さとその細孔数の違いに起因する可能性がある。
布地の機械的特性は、特にリサイクル可能な材料として、その耐用年数に大きく影響します46。図 5c は、Ag/PVA/PP 布地の引張応力曲線を示しています。純粋な PP の引張強度はわずか 2.23 MPa ですが、1 wt% PVA/PP 布地の引張強度は 4.56 MPa に大幅に増加しており、PVA PP 布地のカプセル化によって機械的特性が大幅に改善されることがわかります。特性。PVA 改質剤の濃度が増加すると、PVA フィルムが応力を分散して PP 繊維を強化するため、PVA/PP 布地の引張強度と破断伸びが増加します。ただし、改質剤の濃度が 1.5 wt% に増加すると、粘着性のある PVA によってポリプロピレン布地が硬くなり、着用感に重大な影響を及ぼします。
純粋な PP および PVA/PP 生地と比較して、Ag/PVA/PP 生地の引張強度と破断伸びは、PP 繊維の表面に均一に分布した Ag ナノ粒子が荷重を分散できるため、さらに向上します47,48。 Ag/PP 繊維の引張強度は純粋な PP よりも高く、3.36 MPa に達していることがわかります (図 5d)。これは、Ag NP の強力で強化する効果を裏付けています。特に、銀アンモニア濃度を 50 mM ではなく 30 mM で製造した Ag/PVA/PP 生地は、最大の引張強度と破断伸びを示していますが、これはやはり Ag NP の均一な堆積と均一な堆積によるものです。高濃度銀アンモニア条件下での銀 NP の凝集。さらに、40回の洗濯サイクル後、30 mM銀アンモニア濃度で調製されたAg/PVA/PP生地の引張強度と破断伸びはそれぞれ32.7%と26.8%減少しました（図5d）。これは、その後に堆積した銀ナノ粒子のわずかな損失と関連している可能性があります。
図 6a と b は、30 mM 銀アンモニア濃度で 0、10、20、30、40、50 サイクル洗濯した後の Ag/PVA/PP 生地と Ag/PP 生地のデジタルカメラ写真を示しています。濃い灰色の Ag/PVA/PP 生地と Ag/PP 生地は、洗濯後に徐々に薄い灰色に変わります。洗濯中の前者の色の変化は、2 番目ほど深刻ではないようです。また、Ag/PP 生地と比較して、Ag/PVA/PP 生地の銀含有量は洗濯後に比較的ゆっくりと減少し、20 回以上洗濯した後も、前者は後者よりも高い銀含有量を保持しました (図 6c)。これは、PP 繊維を PVA コーティングでカプセル化すると、Ag NP の PP 繊維への接着が大幅に改善されることを示しています。図 6d は、10、40、50 サイクル洗濯した後の Ag/PVA/PP 生地と Ag/PP 生地の SEM 画像を示しています。 Ag/PVA/PP 生地では、Ag/PP 生地よりも洗濯中に Ag NP が失われる量が少なくなります。これも、PVA カプセル化コーティングにより Ag NP の PP 繊維への接着性が向上するためです。
(a) 0、10、20、30、40、50 サイクル洗濯した後のデジタル カメラで撮影した Ag/PP 生地の写真 (銀アンモニア濃度 30 mM で撮影) (1 ～ 6)。(b) 0、10、20、30、40、50 サイクル洗濯した後のデジタル カメラで撮影した Ag/PVA/PP 生地の写真 (銀アンモニア濃度 30 mM で撮影) (1 ～ 6)。(c) 洗濯サイクルにわたる 2 つの生地の銀含有量の変化。(d) 10、40、50 サイクル洗濯した後の Ag/PVA/PP 生地 (1 ～ 3) と Ag/PP 生地 (4 ～ 6) の SEM 画像。
図7は、10、20、30、40回の洗濯後のAg/PVA/PP生地の大腸菌に対する抗菌活性とデジタルカメラ写真を示しています。10回と20回の洗濯後、Ag/PVA/PP生地の抗菌性能はそれぞれ99.99%と99.93%を維持しており、優れた抗菌活性を示しています。Ag/PVA/PP生地の抗菌レベルは30回と40回の洗濯後にわずかに低下しましたが、これは長期洗濯によるAgNPの損失によるものです。しかし、40回の洗濯後のAg/PP生地の抗菌率はわずか80.16%です。40回の洗濯後、Ag/PP生地の抗菌効果はAg/PVA/PP生地のそれよりもはるかに低いことは明らかです。
(a) 大腸菌に対する抗菌活性のレベル。(b) 比較のために、Ag/PP 生地を 30 mM 銀アンモニア濃度で 10、20、30、40、40 サイクル洗浄した後、デジタルカメラで撮影した Ag/PVA/PP 生地の写真も示されています。
図8は、2段階のロールツーロールルートを使用した大規模なAg / PVA / PPファブリックの製造を概略的に示しています。つまり、PVA /グルコース溶液をロールフレームに一定時間浸し、取り出した後、同じ方法で銀アンモニア溶液に含浸させてAg / PVA / PPファブリックを得ました。（図8a）。得られたAg / PVA / PPファブリックは、1年間放置しても優れた抗菌活性を保持しています。Ag / PVA / PPファブリックの大規模な製造では、得られたPP不織布を連続ロールプロセスで含浸させ、次にPVA /グルコース溶液と銀アンモニア溶液に順番に通過させて処理しました。2つの方法。添付ビデオ。ローラーの速度を調整することで含浸時間を制御し、ローラー間の距離を調整することで吸着溶液の量を制御することで（図8b）、目標の大型（50cm×80cm）のAg/PVA/PP不織布を得る。 ）と回収ローラーを備えている。プロセス全体がシンプルで効率的であり、大規模生産に適している。
大型ターゲット製品の製造模式図（a）とAg/PVA/PP不織布材料の製造ロール工程模式図（b）。
銀含有PVA / PP不織布は、ロールツーロールルートと組み合わせた単純なin situ液相堆積技術を使用して製造されます。PP織物およびPVA / PP織物と比較して、調製されたAg / PVA / PP不織布の機械的特性は大幅に改善されます。これは、PVAシーリング層がPP繊維へのAg NPの接着を大幅に改善できるためです。さらに、Ag / PVA / PP不織布中のPVAの充填量と銀NPの含有量は、PVA /グルコース溶液と銀アンモニア溶液の濃度を調整することにより、適切に制御できます。特に、30 mM銀アンモニア溶液を使用して調製されたAg / PVA / PP不織布は、最良の機械的特性を示し、40回の洗濯サイクル後でも大腸菌に対する優れた抗菌活性を保持し、優れた防汚性を示しました。PP不織布材料。他の文献データと比較して、より簡単な方法を使用して得られた布は、洗濯に対する耐性が優れていました。さらに、得られたAg/PVA/PP不織布は理想的な透湿性と着用感を備えているため、産業用途への応用が容易になります。
この調査中に取得または分析されたすべてのデータ（およびそれらの補足情報ファイル）を含めます。
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投稿日時: 2023年11月26日