热点信息
 中国明式家具木作技术溯源
 明式家具的脚型艺术特点及其影...
 论官帽椅的构成美
 家具企业粉尘污染现状与除尘措...
 对纸浆模塑家具制件研制与开发...
 家具行业的创新产品——纳米银...
 明清古旧家具的修复和保养
 竹编饰面家具的材料设计与分析
 Blum百隆五金让您的生活更舒适...
   首页 - 详细内容
家具行业的创新产品——纳米银抗菌家具
类别:原辅材料 | 录入者:FidChina | 发布时间:2010-08-04 [4007]
来源:中国家具协会 作者:Lee·Song
【摘要】 采用专利技术把纳米银按照一定比例添加到油漆中,并按照特定配比用于家具,开发出家具行业的创新产品,纳米银抗菌家具,经权威机构检测,纳米银抗菌家具所采用的油漆与同类型油漆涂料相比,具有长效抗菌、无毒无副作用、耐磨、耐老化等显著性特点。
【关键词】 纳米银;长效抗菌;家具
1  引 言
1.1 现状概况
六七十年代在美国日本发生的大规模环境污染,让消息畅通的国家都意识到了环境问题。随着科技越来越发达,人们的环保意识也越来越强;家具是室内陈设的重要组成部分,家具构成了室内布置的基本格调,既是室内的主要装饰品,又是生活、工作的日用必需品。家具在人们工作和生活的环境中扮演着举足轻重的角色,其用材的不同对环境的影响较大。随着人们物质生活逐渐丰富,追求品味时尚成为消费诉求,科技含量高的产品更容易受到消费者的青睐,在当今食品、用品安全问题屡屡被曝光,以安全、健康为主导的消费行为越来越多,再加上流感侵袭,抗菌概念成为消费的大热点。
改革开放30多年来,中国家具的消费需求已形成了有中国特色的多样化、多层次的消费特性。随着人民生活水平不断提高,家具成为环境设计和现代建筑必须具备的元素,在“人与家具和环境”三者之间的互动中,加上空调的普遍使用,使家具可能成为有害的致病微生物细菌生长和繁衍的场所。当人们生活和工作在人流、物流、信息流快速全球化中享受舒适环境的同时,也承受着环境污染以及疾病传播全球化带来的威胁,从而易引起人群肠胃不适、呼吸道感染以及皮肤瘙痒过敏等弊端。因此,家具的抗菌性研究和应用对保护人类健康、改善生活和工作环境具有十分重要的现实意义。从科学的角度讲,实现家具的抗菌功能,惟有纳米银抗菌材料在家具中的应用才能起到长效的作用。
美化家具产品离不开作为饰面材料的油漆,油漆作为一种家具原料,对家具表面装饰、提升家具的品位起着相当重要的作用,它是建筑、装饰、家具等行业不可缺少的一种广泛使用的化工产品。运用油漆实现家具产品的环保化、生态化和健康是家具行业发展的趋势,从而解决办公、医疗、公共场所桌椅等表面的有害微生物影响人类健康的问题。工业的发展、环境的恶化,各种致病菌越来越严重地威胁着人们的健康和安全,防病、保健已成为人们迫切的需求。有媒体报导:我国每年有5000 万人住院治疗,其中有500 万人发生院内交叉感染,造成的经济损失约100 亿人民币。究其原因,除了药品、药械外,手术室、诊室等地面、墙面、门窗、扶手、病床、桌椅造成的接触性传染十分严重【1】。近几年来,各种细菌病毒危害明显有增加趋势,根据复旦大学医学院对日常办公桌面的微生物测试,其对人体有害病菌含量是一般卫生间的4 倍之多。因此,开发长效抗菌、无毒、无副作用的纳米银抗菌家具具有重大实用的现实意义。
1.2 国内外同类产品和技术情况
在各种生产与工艺技术水平普遍提高的现代工业环境下,家具企业间的竞争将更多的集中于产品设计上。而开发纳米银抗菌家具,是企业开发新产品的一条新途径。由于抗菌油漆中含有抗菌剂,可有效抑制和杀灭环境中的有害病菌,降低环境微生物对人体的危害,进而达到清洁环境的目的,对保护人类健康,改善生活环境有十分重大的意义。抗菌剂是指能使细菌、真菌等微生物不能发育并能抑制微生物生长的物质。目前开发应用的主要包括有机抗菌剂、天然抗菌剂、高分子抗菌剂、无机抗菌剂4 大类【2】,有机抗菌剂是通过化学反应破坏细胞膜,使蛋白质变性、代谢受阻,从而起到杀菌、防腐及防霉等作用,包括季胺盐类、双肌类、醇类、酚类等。有机抗菌剂作用速度快,可操作性好,对微生物的抑制作用具有一定的特异性,但安全性和化学稳定性差,易产生微生物耐药性,尤其耐热性差。天然抗菌剂主要是从动植物中提炼精制而成的,如山箭、孟宗竹、薄荷、柠橡叶等的提取物和壳聚糖等。天然抗菌剂抗菌效率高且安全无毒,但是耐热性差,受到加工条件的制约,目前应用得并不广泛。高分子抗菌剂也称抗菌高分子,是将高分子本身抗菌化,如将抗菌基团单体共聚在高分子链中,或在高分子链上接枝抗菌基团,在开发和应用方面尚处于起步阶段。无机抗菌剂是无机化合物中含有抗菌性离子,如银、铜、锌等金属离子。其中,载银抗菌剂抗菌能力最强,引入抗菌离子的方法有离子交换法、熔融法和吸附法等。无机抗菌剂无毒、广谱、抗菌时效长、不产生耐药性,有突出的耐热性,但价格较高和抗菌具迟效性,不能像有机抗菌剂那样能迅速杀死细菌。
根据市场调研和文献查阅,目前我国市场上家具用的高中档面漆90%以上为溶剂型涂料,溶剂型树脂涂料附着力强,漆面美观耐磨,耐酸碱而受到消费者青睐,而办公、医疗、公共场所家具等表面溶剂型抗菌油漆涂料在家具上极少有应用产品。目前国内外在建筑内墙外墙的水性建筑涂料中已有采用纳米银等无机材料制作抗菌涂料的成功先例, 2009年5月中旬国家科技部专门的科技查新报告(报告编号:J20091277)中表明项目的技术特点是纳米银作为无机抗菌剂应用于溶剂型油漆中,并将纳米银抗菌油漆应用于家具;技术指标是长效抗菌,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率在99%,长效抗菌。检出的文献表明,可用于家具等木器的纳米银抗菌漆/涂料,国内已有文献报道,但是所检文献范围内所描述的纳米银抗菌家具,国内尚未见文献报导。
2 研究开发内容、方法、技术路线
2.1 具体研究开发内容和需要重点解决的技术关键问题
纳米银,作为一种高效、无毒无副作用的无机抗菌剂,具有其它抗菌剂无可比拟的优势,抗菌剂对不同种类的微生物有不同的最低有效浓度,抗菌剂的使用量低于此浓度,不会有抗菌抑菌效果;加入量过多不仅会增大成本,而且可能会影响到油漆的质量。因此,如何解决纳米银和油漆的结合成为研发重点。重点需要解决的技术难题是:
2.1.1 建立一种有效的试验方法,能够有效监控产品纳米银的含量,并降低纳米银的使用量,降低生产成本;
2.1.2 如何保持长效抗菌(保持5-10 年内抗菌功能不减);
2.1.3 如何提高抗菌油漆的耐磨、耐老化功能;
2.1.4 如何使抗菌油漆具有消除异味和甲醛。
2.1.5 如何将抗菌油漆应用在自动化家具生产在线,实现纳米银抗菌家具的产业化。
2.2 项目的特色和创新之处
新型材料的利用,本身就能够推动创新技术的发展。纵观中外家具发展史,每一个风格流派的盛行,大都以材料的创新使得实现。从芬兰爱罗阿尼奥的玻璃钢家具、阿瓦阿托的曲木胶合弯曲家具再到塑料成型家具等,直到板式家具内盛行使用的哑克力(甲基丙烯酸),都是以材料技术领域的革新带来的家具设计领域内的革新。因此,开发纳米银抗菌家具是实现家具业内创新发展的有效途径。开发纳米银抗菌家具所用的油漆相对于普通油漆,纳米银抗菌家具所采用的油漆具有长效抗菌的功效,无毒无副作用,无味,无污染,防水。与同类型油漆涂料相比,耐磨性、耐老化性都有显着提高,具有消除臭味的功能。
2.3 采用的方法、技术原理以及工艺流程方式
纳米银抗菌家具采用高新纳米技术,以涂料添加剂方式配制家具面漆生产各类家具制品。首先将硝酸银制成纳米银颗粒,并取一定比例的纳米银颗粒加入油漆中,混匀,调整各物质的配比,再将油漆应用的家具上,使产品在满足抗菌抑菌的同时,还能保持油漆光亮、柔和、耐久性好,使用寿命长的特点。
纳米银抗菌家具中的纳米银与细菌接触反应后,造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的纳米银到达微生物细胞膜时,因后者带负电荷,依靠库仑引力,使两者牢固吸附,纳米银穿透细胞壁进入细胞内,并与巯基(-SH)反应,使蛋白质凝固,破坏细胞合成酶的活性,细胞丧失分裂增殖能力而死亡。纳米银还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后,纳米银又会从菌体中游离出来,重复进行杀菌活动,因此其可以保持长效抗菌。在纳米银的质量控制中,我们采取新的方法,即通过微波消解仪使纳米银从产品中游离出来,然后通过原子吸收光谱仪进行监测,通过微生物测试,找出产品在达到抗菌抑菌要求时的最低纳米银含量。油漆研制成功后,纳米银抗菌家具,通过配套整合的家具生产线进行产业化生产。
3 结果
以上研究的纳米银抗菌家具,经广东省微生物检测中心检测,报告显示对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌有明显的抗菌作用效果,耐老化性也有很大的提高。中山大学检测中心的测定结果显示,纳米银抗菌家具所含为单质银,颗粒分布均匀。
相关部门的检测报告如下:
附件一:广东省微生物分析检测中心分析检测报告
测试机构:广东省微生物分析检测中心
测试标准:HG/T 3950-2007抗菌涂料
附件二:对抗菌材料的分布和活性的测试
测试机构:中山大学检测中心
测试设备:透射电子显微镜和INCA能谱仪
中山大学检测中心分析报告及电镜照片
附:电镜照片
该抗菌材料属单质银结构,并且在不同的部位取样其纳米银分布均匀、粒径细小(小于20纳米,达到国际领先水平)
4 结论
4.1 纳米银有别于传统抗生素的杀菌机理;具有以下特点:广谱性、长效性、亲水性、杀菌力强、无耐药性、无毒无副作用;有效防止细菌、病毒的高速繁殖及变种,避免滥用抗生素而引起的后遗症。
4.2 纳米银抗菌家具具有长效抗菌、耐磨、耐老化等显著性特点。
4.3 甲醛等有机气体臭味是家具行业的一个难点问题。在光的作用下,银离子能起到催化活性中心的作用,激活水和空气中的氧,产生羟基自由基(.0H)和活性氧离子(.O2-),活性氧离子具有很强的氧化能力,而甲醛等有机气体一般都是由长链的碳原子组成,这些长链的碳原子能够被活性氧离子氧化成短链的碳原子(如CO2和H2O),因此,从以上作用机理上分析,纳米银是可以减少甲醛等有机气体臭味的,但是此作用程度到底有多大,由于目前研究受限,所以未在这方面进行量化,这是在后续工作中有待于进一步补充的地方。
5 市场预测和发展趋势
随着人们生活水平的提高,人们在追求高档次的同时,更期望质量高,安全性好,健康,环保,经济的绿色产品。采用纳米银作为抗菌剂,极微量的纳米银含量,就能产生强大的抑菌杀菌作用,满足长效抗菌和经济环保的要求。将银纳米化后并与油漆主剂结合形成抗菌油漆应用在家具上,其原料是一种功能性的化工产品,无毒、无味、无副作用、长效抗菌,代表了油漆和家具的发展方向,将会产生很好的经济效益和社会效益。纳米银抗菌家具具有无毒、无臭、无副作用,抗菌功效持久的特性,是营造健康办公环境的重要基础,将成为写字楼、医院、商务洽谈区和公共场所办公用品及家居的首选。纳米技术在家具的创新应用将开创家具产业发展的新路径,也将为家具市场带来新的市场活力。纳米银抗菌家具将为创造人类健康的作出重大的贡献。立足科技、求实创新、共谋发展让我们共同将我国环保抗菌办公家具的新产品早日推向国内外市场,实现我国办公家具科技含量高、档次提幅大的新一轮快速发展。
目前已经拥有纳米银、纳米银抗菌油漆的配制方案,而且有纳米银颗粒生产的配套车间、研发室,实验室和微生物检测室,属于一种高投入、高风险、高回报纳米高科技产品的研发。该项目业已初步通过行业协会、林业院校、科研机构、部分企业等行业内专家的技术论证,广东珠海已经有家具企业将该技术应用于生产中并销售出产品,对纳米银抗菌家具的持续抗菌性监测也在进行中。针对纳米产品的特性,并提倡纯天然绿色环保概念,纳米产品已延伸至其它领域,将纳米技术带到日常生活中,让所有人都能分享高科技成果带来的天然、环保及高质素生活。
参考文献
1. 田树霖,蔡惠萍.抗菌涂料的加工和使用.涂料技术,2001,4:50-51
2. 郭清泉,图伟萍,陈焕钦.涂料用抗菌剂的新进展.合成材料老化与应用,2002,2:23-25
 
» 上一篇: 家具企业粉尘污染现状与除尘措施的分析
» 下一篇: 明清古旧家具的修复和保养