doi:10.19677/j.issn.1004-7964.2021.01.005
赵建明1,2
（1.昆山阿基里斯新材料科技有限公司，江苏昆山215300；2.昆山阿喀斯检测科技服务有限公司，江苏昆山215300）摘要：介绍了聚氯乙烯人工革的实验室抗菌防霉试验方法，阐述了材料抗菌防霉测试机理，以及聚氯乙烯人工革 产品在设定的试验条件下的抗菌防霉试验情况，并对聚氯乙烯人工革抗菌防霉的测试方法进行了评价。关键词：聚氯乙烯；人工革；抗菌；防霉中图分类号:TS 565文献标志码:A
Application Study on the Antibacterial and Antifungal
Technology for PVC Artificial Leather
(1.Kunshan Achilles Artificial Leather Co.,Ltd,Kunshan 215300,China;2.Kunshan Accesse Testing Te
chnology Services
Co.,Ltd ，Kunshan 215300,China)Abstract:This review summarized the laboratory antibacterial and antifungal test methods for PVC artificial leather,and
introduced the antibacterial and antifungal testing mechanism of materials and the testing conditions used to determine the antibacterial and antifungal properties of PVC artificial leather products.Finally,the antibacterial and antifungal test methods for PVC artificial leather were evaluated.
Key words:polyvinyl chloride;artificial leather;antibacterial;mildew-proofing
收稿日期：2020-06-30作者简介：赵建明（1971-），男，正高级工程师，硕士，研究方向：人工革。
人工革基本结构是高分子材料树脂层和纺织品织物贴合而成的层状结构的复合物。高分子材料树脂可以是聚氯乙烯、聚氨酯、聚烯烃弹性体、硅橡胶、橡塑共混等材料，织物则包括各种平织布、针织布、无纺布，其材质包括尼龙、涤纶、棉和人造棉等。随着工艺技术进步和工业化自动化生产推广，人工革产品生产成本大幅降低，而且产品质量得到了有效提高，在很多日用品领域和工程应用领域都得到了广泛应用[1,2]。
聚氯乙烯人工革是开发应用最早，技术最成熟的人工革，虽然随后分别开发了聚氨酯人工革、聚氨酯合成革等产品，但是聚氯乙烯人工革所具有的高耐水解、耐光老化、耐酸碱、生产技术成熟度高、成本低廉等优点是后期产品所无法超越的，而且随着聚氯乙烯树脂配套助剂材料技术的高速发展，在环保、阻燃、耐寒等性能方面已经全面大幅提升，以超高的性价比牢牢占据了汽车内饰、家具、室内装修等应用市场。 应用聚氯乙烯人工革的环境不可避免会遇到高
湿高温的环境，相应的如何在该环境条件下最大限度的保持材料特性不劣化，是必须要综合考量的问题，其中抗菌防霉性能就是要予以重视。在聚氯乙烯人工革的配方体系中，会涉及使用增塑剂、稳定剂、阻燃剂、颜料等各种功能性助剂[3]，这些助剂或许是微生物的营养源，或许不影响微生物的滋生，导致人工革材料表面长霉、变、龟裂、强度变差，异味，严重直至丧失使用价值。因此在聚氯乙烯人工革生产制造过程中，合理配合抗菌防霉剂，对微生物的繁殖生长能实现有效地控制，杜绝问题发生。
调研发现在塑料制品行业有多项相关的抗菌防霉标准，其中QB/T 4341-2012《抗菌聚氨酯合成革———抗菌性能试验方法和抗菌效果》是针对合成革制定的，工艺上的高度相似性，本篇着重基于QB/T 4341-2012对聚氯乙烯人工革的实验室抗菌防霉性能进行了一定的研究。
1抗菌防霉剂简介
抗菌防霉剂主要包括无机抗菌剂、合成有机抗
第1期菌剂、天然有机抗菌剂以及有机/无机复合抗菌剂，其特性见下面表1。其中适用于聚氯乙烯人工革产品使用特点的抗菌防霉剂应具备广谱有效，功效持久、低毒或无毒，无刺激过敏，对环境无污染等特点，此外为满足加工工艺，也需要具备200℃以上热稳定性以及耐光、耐水、耐摩擦、耐酸碱以及加工分散性优良，不影响产品的基本性能和颜等特点。从各大类抗菌防霉剂的综合表现性能比对看，无机/有机复合体系更适合聚氯乙烯树脂的加工工艺要求。
2实验室抗菌防霉测试方法确定
建立聚氯乙烯人工革及其制品实验室抗菌防霉
性模拟测试方法，必须建立有特殊微生物检测能力资质的专门实验室，结合人工革产品的特点，在广泛调研国内外相关标准的基础上，确定本次研究的主要方法和研究研究指标如下：2.1抗菌率法国内外采用抗菌率作为检测判定的主要方法见表2。2.2抑菌圈法将抗菌剂置于已接种待测菌的固
体培养基上，通过抗菌剂向培养基内的
扩散抑制敏感菌的生长。滤纸抑菌环法可通过试验观察抑菌圈的生成及其直
径大小，来判定一种物质是否具有抗菌活性，这一方法具有快速简便的特点。抑菌圈大小不能完全代表抗菌塑料等接触型抗菌材料的抗菌作用强弱。因此，只有在可类比的抗菌剂之间才可用抑菌圈大小的数值比较微生物的敏感性[5]，主要测试标准见表3。2.3防霉等级法
国内外采用防霉等级作为检测判定的主要方法见表4。
以上结合聚氯乙烯人工革的特殊要求看来，QB/T 4341-2012对聚氯乙烯人工革及其制品实验室抗菌防霉性模拟测试方法最为全面和合理。
3聚氯乙烯人工革验证测试
3.1聚氯乙烯人工革制样过程主要试样制备设备如下：1）搅拌机；2）涂布装置：间隙厚度精度±0.05mm；
3）平面离型纸：耐热温度190℃以上；4）电热干燥箱：温度控制范围可满足（250±3）℃。
表1抗菌防霉剂介绍[4]
Tab.1Introduction of antibacterial and mildew-proof agents
表2抗菌率测试标准
Tab.2Testing standards of antibacterial rate
表3抑菌圈测试标准Tab.3Testing standard of inhibition zone
种类
主要品种
备注
无机 如TiO 2、ZnO 等无机纳米抗菌剂 使用安全、耐热、持续性好、抗菌谱广等诸多优点，防霉性能不佳
合成有机 苯并噻唑类杀菌剂、异噻唑啉酮类化合物等
抗菌谱广、抑制防霉效果好等优点；耐热性较差、持续时间较短、有一定毒性
天然有机 壳聚糖、血清蛋白、桂皮油、罗汉柏油、大蒜素和天然酚类等 生物相容性好；耐热性较差，应用范围受限；药效持续时间比较短
有机/无机复合
有机/无机复配
由不同抗菌剂复配，综合各自优势，降低开发成本
标准代号标准名称
判定依据
国际标准ISO 22196：2011塑料与其他无孔表面的抗菌性测定
抗菌指数值大于2日本国家工业标准JIS Z2801AMD 1-2012
抗菌产品抗菌活性和效果的试验抗菌产品.抗菌活性和功效的试验
抗菌指数值大于2中国国家标准GB 15979-2002一次性使用卫生用品卫生标准
有抗菌性大于90%中国轻工标准QB/T 4341-2012
抗菌聚氨酯合成革抗菌性能试验方法和抗菌效果
经马丁代尔法摩擦5000次后，抗菌率不小于90%
标准代号 标准名称 判定依据
QB/T 4341-2012 抗菌性能试验方法和抗菌效果 抑菌圈环宽不大于5 mm
赵建明：聚氯乙烯人工革抗菌防霉技术应用研究
25
皮革科学与工程第31卷
聚氯乙烯人工革的配方见表5。
按照表5将各种原材料混合并对混合物进行充分搅拌。
使用调整好间隙（0.50±0.05）mm 的涂布装置将聚氯乙烯混合物均匀涂在平面离型纸上，然后送入温度为（190±1）℃的电热干燥箱内塑化，烘烤时间（120±1）s [4]。
将薄膜和离型纸一并取出，冷却至室温。使用调整好间隙（0.20±0.05）mm 的涂布装置将聚氯乙烯混合物均匀涂在平面离型纸上，然后将一块150~200g/m 2的T/T 基布轻压贴合，最后送入温度为（190±1）℃）的电热干燥箱内塑化，烘烤时间（120±1）s。
取出冷却后，从离型纸上将聚氯乙烯人工革剥
离下来。
从聚氯乙烯人工革上裁取试验所需尺寸的样片候测。
3.2抗菌测试过程
按照上述方法制作的聚氯乙烯膜作为抗菌防霉试验样品按照QB/T 4341-2012进行测试。本系列试验主要从聚氯乙烯人工革产品抗菌防霉测试前后的外观变化来进行产品抗菌防霉性的评估和确认。此外还评价了一定条件马丁代尔磨耗对抗菌防霉性劣化的影响。3.2.1贴膜法
本方法在符合GB 19489实验室环境下，按照QB/T 4341-2012附录A，通过定量接种细菌于试验样和空白样上，用贴膜的方法的使细菌均匀接触样品，经过（24±1）h 培养后，测得2组样品中的存活菌数，对比并计算出样品的抗细菌率。
抗细菌聚氯乙烯人工革：抗菌率不小于99%；经马丁代尔法摩擦5000次后，抗菌率不小于90%。
本试验用细菌菌种见表6。
本试验用抗菌试验样品尺寸见表7。数据处理按照公式1计算抗菌率：=(-)/×100%（1）式中：
——
—抗菌率；———空白样平均回收菌数，单位为（CFU/片）；
———抗菌试验样平均回收菌数，单位为（CFU/片）。
试验结果见表8和表9。
按照GB/T 19089-2012规定的马丁代尔干法摩擦5000次[6]后样品贴膜法抗菌试验结果见表9。3.2.2抑菌圈法
抑菌圈法在符合GB 19489实验室环境下，按照QB/T 4341-2012附录D 主要是对抗菌聚氨酯合成革因加入抗菌剂而可能引起的安全性能问题提供简单的评价方法，其可以涉及包括抗细菌和霉菌的所有抗菌聚氯乙烯人工革及其制品。
表4QB/T 4341-2012防霉等级判定
抗菌膜
Tab.4Evaluation of mildew-proof scale in QB/T 4341-2012
表5聚氯乙烯人工革配方
Tab.5PVC artificial leather formulations
表6贴膜法细菌菌种
Tab.6Bacterial species used in the sticking membrane method
表7贴膜法样品尺寸
Tab.7The sample size used in the sticking membrane method
防霉等级 描述
不长显微镜（放大50倍）下观察未见生长 1 痕迹生长，即肉眼可见生长生长覆盖面积小于10% 2 轻度生长，生长覆盖面积不小于10%，但小于30% 3 中度生长，生长覆盖面积不小于30%，但小于60% 4 严重生长，生长覆盖面积大于60%至全面覆盖
1）抗菌剂亦可按厂家指定比例添加。
序号 原材料 质量分数
聚氯乙烯 2 邻苯二甲酸二辛酯 60 3 环氧大豆油 3 4 Ba-Zn 热稳定剂 3 5 炭黑颜料
5 6 抗菌剂1）
3.4
1）所有菌种或菌株必须由国家相应菌种保藏管理中心
提供并在报告中标明试验用菌品种及分类号；
2）AS 菌种编号为中国科学院菌种保藏中心编号；ATCC 菌种编号为美国典型微生物保藏中心编号。
序 号 菌种1）
编号2）
中文名称 英文名称
1 金黄葡萄球菌 Sta phy lococc us aureus AS 1.89 ATCC 6538p
2 大肠埃希氏菌 Esche richia coli AS 1.90 ATCC 25922
3 肺炎克雷伯氏菌 Klebsie lla pneum oniae AS 1.1736 ATCC 4352
序号材料种类
尺寸/mm
2卫生级高密度聚乙烯（PE-HD ）空白样
（50±2）×（50±2）（20±1）×（20±1）≤53
聚乙烯覆盖膜
（40±2）×（40±2）
（20±1）×（20±1）
0.05~0.10
26
第1期赵建明：聚氯乙烯人工革抗菌防霉技术应用研究
将空白样、抗菌聚氨酯合成革试样，各取直径为
5mm 圆形试样（3～6）块。
测试结果若空白样的抑菌圈环宽度D 为0mm，则判定试验有效，否则判定试验无效，需要重新进行试验。聚氯乙烯人工革抗菌聚
氨酯安全性抗菌指标判定依
据为若经按照QB/T
4341-2012附录A、附录B 或附录C 检测具有抗菌作用的
聚氯乙烯人工革的抑菌圈环
宽度D 不大于5mm，则判定
抗菌作用安全；否则（抑菌圈
环宽度D 大于5mm ）判定抗
菌作用不安全[2]
。具体试验结果见表10。
3.2.3抗霉菌测试过程抗霉菌性能试验方法是
在实验室环境符合GB 19489
下，按照QB/T 4341-2012附录C 规定将一定量的孢子悬液喷在抗菌试验样和培养基上，通过直接观测长霉程度来
评价聚氨酯合成革中使用的具有抗霉菌功能的材料的抗霉菌性能。试验用菌种见表11，试验结果见表12。
4结论QB/T 4341-2012《抗菌聚氨酯合成革———抗菌性能试验方法和抗菌效果》可以用于评价聚氯乙烯人工革的抗菌防霉性能。选择高效、低毒、安全、广谱抗
菌防霉剂组合，可以设计制造加工满足QB /T 4341-2012各试验条件的聚氯乙烯人工革。本文还就模拟
聚氯乙烯人工革产品预期寿命期间抗菌防霉性能有效保持性，用马丁代尔干式摩擦对聚氯乙烯人工革抗菌防霉性能方面的实验室加速劣化情况做了评价。参考文献：
[1]刘宝壵.PVC 合成革对车辆内饰的影响研究[J].皮革科学与工程，2020，30（3）：51-54.[2]李彬，黄江玲，谢静雅，等.汽车座椅PVC 革耐磨性影响因素研究[J].皮革科学与工程，2019，29（4）：40-
43.[3]赵建明，李泽国，李毕忠，等.聚氯乙烯人工革用抗菌防霉剂研究进展[J].塑料科技，2012，40（11）：99-103.
[4]QB/T 4341-2012抗菌聚氨酯合成革抗菌性能试验方法和抗菌效果[S].
[5]QB/T 4715-2014合成革用抗菌剂[S].
[6]
GB/T 19089-2012橡胶或塑料涂覆织物耐磨性的测定马丁代尔法[S].
表8贴膜法试验结果（马丁代尔测试前）
Tab.8Test result of the sticking membrane method (before Martindale test)
表9贴膜法试验结果（马丁代尔测试后）Tab.9Test result of the sticking membrane method (after Martindale test)
实验菌种空白对照样品24h 后平均回收菌数（cfu/片）抗菌试验样品24h
后平均回收菌数（cfu/片）
抗菌率/%大肠杆菌ATCC259229.6×106 1.6×10399.98
金黄葡萄球菌ATCC6538P 8.2×105 1.2×10399.85肺炎克雷伯氏菌ATCC4352 2.7×106
＜20＞99.99
实验菌种 空白对照样品24 h 后平均回收菌数（cfu/片） 抗菌试验样品24 h
后平均回收菌数（c fu/片）
抗菌率/% 大肠杆菌A TCC25922 8.4×106 ＜20 ＞99.99 金黄葡萄球菌A TCC6538P 1.5×106 ＜20 ＞99.99 肺炎克雷伯氏菌A TCC4352 2.6×106
＜20 ＞99.99 表10抑菌圈法试验结果Tab.10Test results of the inhibition zone method
表11防霉试验用菌种
Tab.11Mold strains used in the mildew-proof test
表12抗霉菌试验结果
Tab.12Test results of mildew-proof test
实验菌种 试验 平行 抑菌圈外沿 总宽度/mm 试样总宽度 /mm 抑菌圈宽度 /mm 抑菌圈环 宽度/mm 标准值
/mm
大肠杆菌 AS 1.90
1 5 5 5 5 0 0 0 ≤5
2 5 5 5 5 0 0
3 5 5 5 5 0 0
金黄葡萄球菌 ATCC 6538P
1 10.05 9.88 5 5 2.5 2.4 0 ≤5
2 9.96 10.12 5 5 2.5 2.6
3 9.95 10.0
4
5 5 2.5 2.5
肺炎克雷伯氏菌
A TCC 4352 1 5 5 5 5 0 0 0 ≤5 2 5 5 5 5 0 0 3 5 5 5 5 0 0
1）所有菌种或菌株必须由国家相应菌种保藏管理中心提供并在报告中标明试验用菌品种及分类号；
2）AS 菌种编号为中国科学院菌种保藏中心编号；ATCC 菌种编号为美国典型微生物保藏中心编号。
序 号 菌种 编号2）
中文名称 英文名称 2 土曲霉 A spe rgillus te rre us AS 3.3935
3 宛氏拟青霉 Pae c ilomy ces Va rioti
AS 3.4253 4 绳状青霉 Pe nic illium funicolosum AS 3.3875 5 出芽短梗霉 Aureobasium P ullulans AS 3.3984 6
球毛壳 C haetoom ium globsum AS 3.4254
样品 防霉等级
备注
聚氯乙烯人工革 0 无马丁代尔摩擦
聚氯乙烯人工革
按照GB/T 19089-2012规定的 马丁代尔干法摩擦5000次后[4]
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豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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