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1抗菌防臭整理劑

微生物嚴(yán)重地影響了人類的生活，致病微生物對人體產(chǎn)生了巨大的危害?？椢锟咕砭褪侨藗兿麥邕@些致病微生物的方法之一?？咕碓诿绹缺环Q為抗微生物整理；在日本被稱為抗菌防臭加工；在國內(nèi)有人稱之為衛(wèi)生整理。

紡織用抗菌劑可分為天然、有機(jī)和無機(jī)三大類。每類抗菌劑各有其優(yōu)缺點(diǎn)，有機(jī)類抗菌劑效果好，品種多，是目前使用最為廣泛的一類抗菌劑，但存在耐高溫穩(wěn)定性差等問題，難以用于合成纖維紡絲工藝；天然類抗菌劑通常具有良好的安全性，但其應(yīng)用范圍窄，多數(shù)嚴(yán)重影響織物的色光；無機(jī)抗菌劑耐熱性好，但用于紡織品后整理難以獲得耐久的效果，并且大部分品種存在重金屬的毒性問題。

1·1有機(jī)抗菌整理劑

有機(jī)類抗菌整理劑可以分為兩大類，即溶出型與非溶出型。

溶出型抗菌整理劑與織物不是以化學(xué)方式相結(jié)合，因此能通過與水接觸被帶走，這類抗菌整理常劑主要用于用即棄類紡織品(一次性紡織品)上。常見的溶出型抗菌劑主要有：醛類、酚類、醇類、某些表面活性劑(如季銨鹽類)、有機(jī)雜環(huán)化合物(如吡唑類、嘧啶類、吡咯類)、有機(jī)金屬化合物(如有機(jī)汞化合物、有機(jī)銅化合物、有機(jī)鋅化合物、有機(jī)鉛化合物、有機(jī)錫化合物以及一些其他有機(jī)金屬化合物)等。由于這類抗菌劑一經(jīng)洗滌便會脫落，所以并不

能用于需要多次洗滌、效果持久的紡織品。

非溶出型抗菌整理劑能與織物以化學(xué)鍵結(jié)合這種整理劑處理過的織物對于穿著和反復(fù)洗滌具有耐久性。其方法是在纖維上接枝或聚合抗菌劑或在紡絲原液中混入抗菌劑，以達(dá)到控制釋放活性物質(zhì)從而獲得耐久性的目的。非溶出型抗菌劑與纖維通過牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，一方面使藥劑不能進(jìn)入微

生物的細(xì)胞內(nèi)，對細(xì)胞核(遺傳因子)沒有影響，不會出現(xiàn)耐藥菌；另一方面，抗菌劑還不會被人體的分泌物吸收而進(jìn)入人體內(nèi)，對人體和環(huán)境具有很高的安全性。所以除了某些特定用途，非溶出型已經(jīng)全面取代了溶出型抗菌整理劑。常用的非溶出型抗菌整理劑主要有：有機(jī)硅季銨鹽

有機(jī)氮類、硝基呋喃類、雙胍類、氯苯咪唑類等。

1·2無機(jī)抗菌整理劑

無機(jī)抗菌劑是具有抗菌性的金屬離子等無機(jī)物及其與無機(jī)載體的復(fù)合體。它具有耐熱加工性好的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于塑料、合成纖維、建材、造紙等行業(yè)。由于該類抗菌劑生產(chǎn)技術(shù)難度相對較低，所以國內(nèi)外生產(chǎn)廠家很多，但產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。

嚴(yán)格地說，無機(jī)抗菌劑屬于溶出型抗菌劑，按照其抗菌成份分，除了幾個(gè)小類之外，主要有載體結(jié)合金屬離子型和氧化鐵光催化型兩大類。

金屬離子型無機(jī)抗菌劑是將具有抗菌功能的金屬離子加載在各種無機(jī)天然或人工合成的礦物載體上，使用時(shí)載體緩釋抗菌活性離子，使制品具有抗菌和殺菌的效果。其中應(yīng)用效果最好的金屬離子是Ag+、Cu++、Zn++等。氧化物型抗菌劑是利用N型半導(dǎo)體材料，如:TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3、CdS等在

光催化下，將吸附在表面的OH-和H2O分子氧化成具有強(qiáng)氧化能力的OH·自由基，對環(huán)境中的微生物具有抑制和殺滅作用。

除了以上兩種無機(jī)抗菌劑以外，還有過氧化物類、無機(jī)酸堿類以及可與纖維配位的金屬類等。

1·3天然抗菌整理劑

天然抗菌劑主要來自天然物質(zhì)的提取物，如殼聚糖來自于天然貝殼、蟹殼、蝦殼、魚骨及昆蟲等動物殼體非常堅(jiān)硬的部分，經(jīng)由脫去N-乙?；@得。天然抗菌劑的優(yōu)點(diǎn)是不屬于化學(xué)制品，是從天然食物或植物中提取或直接使用的，在生產(chǎn)和使用過程中，對環(huán)境一般不產(chǎn)生污染危害，生物相容性好，因而受到青睞。但其缺點(diǎn)也是明顯的：160-180℃就開始炭化分解，使應(yīng)用范圍受到很大限制。常見的天然抗菌產(chǎn)品見表1。

表l天然抗菌產(chǎn)品

目前使用的天然抗菌劑處理織物的主要方法之一是微膠囊技術(shù)，該技術(shù)是將一種或幾種天然抗菌提取物的活性成分，包裹在微粒子膠囊中，再固著在織物的纖維里，使其成為衛(wèi)生保健織物。一些纖維里的膠囊和皮膚接觸摩擦?xí)r就爆裂開，散發(fā)出香氣和抗菌劑等，發(fā)揮其衛(wèi)生保健作用。對于抗菌微膠囊，通常可改變壁材的組成和厚度，來控制微膠囊抗菌劑的釋放速度，延長耐用時(shí)間。應(yīng)用時(shí)可以通過涂層加工或采用浸軋法與固著劑等一起應(yīng)用使微膠囊結(jié)合在紡織品上。

2抗菌紡織品的生產(chǎn)方法

抗菌紡織品應(yīng)具備以下特征：高效廣譜的抗菌能力；持久的抗菌效果，耐洗滌、耐磨損；耐熱、耐日照、不易分解失效；柔軟、透濕、舒適性佳；使用安全，對健康無害，不會對環(huán)境造成污染。

雖然抗菌紡織品的種類繁多，但其生產(chǎn)方法可以分為兩種：一種方法是將抗菌劑添加到成纖聚合物中，采用共混紡絲法制成抗菌纖維。共混紡絲法是在纖維聚合階段或紡絲原液中加入抗菌劑，制得抗菌纖維的方法。該方法的好處是無需進(jìn)行后整理，成本較低。另一種方法是使用抗菌整理劑進(jìn)行后加工處理的方法。后整理加工法是將抗菌劑與纖維結(jié)合

2·1后整理法

抗菌整理是采用浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法將抗菌劑施加在纖維上，并使之固著在紡織品中的一種方法。從機(jī)理上看，抗菌纖維的后處理加工法還可分為四種：①反應(yīng)性樹脂將抗菌劑熱固定于纖維上；②以成膜物質(zhì)為媒介，將抗菌劑固定于織物上；③抗菌劑吸附于纖維；④纖維的官能團(tuán)與抗菌劑上的活性基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵，使抗菌劑和纖維成為一體。

代表性抗菌后整理加工法介紹如下：

(1)以反應(yīng)性樹脂為媒介，使抗菌劑熱固著在織物上的方法。

例如，在微粉狀殼聚糖水溶液中，混合可成膜的反應(yīng)性樹脂，用噴霧法、浸軋法或涂層法中的任何一種方法，將它附著在尼龍或滌綸纖維織物表面，于130-180℃熱處理0.5-3min，使抗菌劑熱固著在纖維表面。用這種加工法制造的代表性商品如日本敷紡的Nonstack，郡氏的Sanityze等。

(2)在有機(jī)硅系季銨鹽的三甲氧基和纖維表面的羥基之間進(jìn)行脫醇反應(yīng)，使抗菌劑固著在纖維上的方法。

例如，用浸漬法和浸軋法，將有機(jī)硅系季銨鹽處理棉織物表面，80-120℃干燥后、去除水分和甲醇(或乙醇)。在該操作中，抗菌劑成分分散在水中，使三甲氧基分解，纖維表面上的羥基與抗菌劑成分中的三甲氧基形成共價(jià)鍵，同時(shí)有機(jī)硅反應(yīng)性樹脂自身縮聚，形成非常結(jié)實(shí)的薄膜，使抗菌劑熱固著。用該加工法制造的代表性商品有東洋紡的Biosil，

大和紡的milaklset以及倉紡的Cransil等。

(3)用噴濺法將金屬附著在纖維表面的方法。

自185

例如用洗滌劑充分洗凈滌綸塔夫綢后干燥，然后將試樣裝在磁控管裝置的圓筒容器內(nèi)，開始將真空裝置內(nèi)的壓力減小到l×lO-3Pa后，在直流電壓100-1000V下放電3Omin，去除附著在目標(biāo)物(銀、銅)表面上的雜質(zhì)。接著，將圓筒轉(zhuǎn)動速度設(shè)定為lOr/min，用18℃冷卻水循環(huán)，在控制目標(biāo)物溫度上升的同時(shí)，進(jìn)行規(guī)定時(shí)間(12-120s)噴濺。該加工法是高科技紡織品的發(fā)展方向之一。

2·2纖維改性法

自80年代開始出現(xiàn)通過化學(xué)纖維的高分子結(jié)構(gòu)改性和共混改性的方法制取抗菌纖維的方法，其中以共混方式為主。

共混紡絲法是將抗菌劑和分散劑等助劑與纖維樹脂切片混合，通過熔融紡絲生產(chǎn)抗菌纖維。采用該法，抗菌劑要經(jīng)過與纖維樹脂切片熔融混合、紡絲、拉伸等工序，要求抗菌劑耐溫性能好，粒徑足夠小。

在紡絲過程中，將抗菌劑摻加到聚合物中混合紡絲，對于濕紡而言，即將合適的整理劑經(jīng)有機(jī)溶劑溶解后加入到紡絲原料中。而熔紡則是將抗菌劑制成抗菌母粒，再與原料切片共混后熔融紡絲，此類抗菌劑要求耐高溫，且對于聚合物有良好的分散性和相容性。

早期的用于化纖共混紡絲的抗菌劑一般均為含金屬離子的復(fù)合物，其中有不少抗菌劑含重金屬離子。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，重金屬離子對人體的生態(tài)毒性問題已逐漸被重視起來，抗菌效果好但毒性較大的含重金屬離子的抗菌劑已被逐漸淘汰，取而代之的是含有金屬離子的復(fù)合物，

目前所用的是對人體無害的金屬氧化物、鹽或含有金屬離子的負(fù)載物，如含Ag沸石、Zn、Cu復(fù)合物或TiO2等。這種抗菌劑有好的抗菌效果，和良好的熱穩(wěn)定性，有利于共混紡絲。

除了共混紡絲法，對纖維進(jìn)行改性還可采用復(fù)合紡絲法和化學(xué)接枝改性法。復(fù)合紡絲法是利用含有抗菌成分的纖維與其他纖維或者不含抗菌成分的纖維復(fù)合

3抗菌整理織物生產(chǎn)實(shí)例

我們采用赫特國際集團(tuán)(HerstInternationalGroup)的改性甲殼質(zhì)類的抗菌防臭整理劑HerstATB對純棉織物進(jìn)行整理，參照《AATCC1O0-1993美國紡織印染協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)》以代表性菌種大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠球菌為試驗(yàn)菌種，測試了紡織品的抗菌效果和耐洗滌性，并對HerstATB

安全性以及環(huán)保進(jìn)行了分析。

殼聚糖及其衍生物之所以能夠抑菌，主要是由于它們對細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜起了一定的作用，破壞了細(xì)菌正常的生理功能。HerstSAL主要成分為殼聚糖，其對細(xì)菌和霉菌的抗菌作用原理為：殼聚糖所帶的陽離子與構(gòu)成微生物細(xì)胞壁的唾液酸(SIALIC)或磷脂質(zhì)陰離子發(fā)生離子結(jié)合，束縛了微生物的自由度，阻礙其發(fā)育。殼聚糖還被分解成低分子，滲透到微生物細(xì)胞壁內(nèi)，阻礙遺傳因子從DNA到RNA的轉(zhuǎn)移，從而阻止了微生物的發(fā)育和繁殖。對細(xì)菌中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、灰霉菌、黑曲霉菌的最小生育阻止含量為10-2Omg/kg。據(jù)電鏡觀察，細(xì)菌受HerstSAL作用后發(fā)生了明顯的形態(tài)學(xué)變化；革蘭氏陽性菌如金黃色葡萄球菌細(xì)胞壁變薄及破損，復(fù)制受到抑制；革蘭氏陰性菌如大腸桿菌的細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)濃縮，空隙明顯擴(kuò)大。HerstATB為殼聚糖衍生物，由于引進(jìn)了高抗菌活性基團(tuán)從而使其殺傷率大大增加，顯示出極高的抗菌性。

SGS、ITS、日本紡織檢查協(xié)會、日本化纖檢查協(xié)會、中國疾病控制中心等多家權(quán)威單位檢測證明：抗菌劑HerstATB和SAL抗菌整理織物可以高效地殺滅接觸織物的MRSA、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、肺炎桿菌、綠膿桿菌、枯草桿菌、白色念珠菌、絮狀表皮癬菌、黑曲霉

3·1實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用布：純棉府綢JC40×401lO×9027Ocm

實(shí)驗(yàn)藥品：抗菌劑HerstATB，由赫特國際集團(tuán)(HerstInternationalGroup)提供。

3·2工藝流程

坯布→縫頭→燒毛→退漿→煮練→漂白→染色→烘干→浸軋抗菌溶液→拉幅

3·2·1前處理

前處理工藝應(yīng)用常規(guī)工藝達(dá)到正常印染半成品質(zhì)量要求，燒毛效果3-4級，白度在80%以上，毛效(3Omin)要求在8cm以上。

3·2·2抗菌整理工藝

浸軋抗菌溶液(軋液率70%，40℃)→烘干(100℃)→拉幅(140℃，30s)

3·2·3工藝配方

處方(g/L):抗菌劑HerstATB40

柔軟劑HerstSF880020

3·3工藝分析

3·3·1抗菌劑用量對抗菌織物性能的影響

不同抗菌劑添加量會使織物產(chǎn)生不同的抗菌效果。一味地增加抗菌劑的用量雖然能增強(qiáng)抗菌效果，但卻會影響織物的各項(xiàng)物理指標(biāo)。因此有必要對抗菌劑的用量、抑菌率、成本進(jìn)行綜合考慮，選出最佳生產(chǎn)工藝。

表2抗菌劑不同用量對抗菌織物性能的影響

3·3·2焙烘溫度時(shí)間對抗菌織物的影響

表3不同焙烘溫度時(shí)間對抗菌織物性能的影響

從表3可見，選取140℃為焙烘溫度，時(shí)間為0.5min。

3·4抑菌效果檢測

3·4·

無菌試驗(yàn)室：電熱壓力蒸汽滅菌鍋；電熱培養(yǎng)箱；營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基。

3·4·2測試方法及菌種

方法：AATCC1O0-1993美國AATCC標(biāo)準(zhǔn)

菌種:大腸桿菌(8099)4.5×lO5cfu/mL

金黃色葡萄球菌(ATCC6538)4.8×lO5cfu/mL

白色念珠菌(AATCC10231)4.2×lO5cfu/mL

3·4·3檢測樣品

抗菌劑HerstATB整理過的織物與經(jīng)過90次洗滌的抗菌整理織物

未經(jīng)抗菌處理的同材質(zhì)織物作為實(shí)驗(yàn)對照

3·4·4抑菌效果

表4經(jīng)過抗菌整理的織物抑菌效果

3·5抗菌整理劑毒性實(shí)驗(yàn)

(1)抗菌整理劑HerstATB經(jīng)口急性毒性;

取5%抗菌劑HerstATB應(yīng)用液對40%只空腹16h的昆

明種標(biāo)準(zhǔn)小白鼠一次性經(jīng)口灌胃，抗菌整理劑HerstATB劑量高達(dá)l00OOmg/kg，每天觀察動物的中毒表現(xiàn)，十天結(jié)束實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)動物在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，無任何中毒表現(xiàn)，飲食和運(yùn)動均正常，無一只動物死亡。根據(jù)急性毒性分級標(biāo)準(zhǔn)，該抗菌整

(2)對皮膚刺激性：將10只日本大耳標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)用兔的脊柱兩側(cè)毛分別剪掉，將5%抗菌劑HerstATB應(yīng)用液涂在紗布上，敷貼在右側(cè)暴露的皮膚上。24h后觀察敷貼部位皮膚，均末出現(xiàn)紅斑和水腫等刺激癥狀，根據(jù)皮膚刺激強(qiáng)度分級標(biāo)準(zhǔn)，該抗菌整理劑應(yīng)用液對皮膚屬無刺激物質(zhì)。

(3)對眼睛刺激性:將5%抗菌劑HerstATB應(yīng)用液。直接滴入日本大耳標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)用兔的右眼（左眼作對照），被動閉合5s，然后用生理鹽水沖洗干凈，24h后觀察，眼睛均無異常，根據(jù)眼睛刺激強(qiáng)度分級標(biāo)準(zhǔn)，該抗菌劑HerstATB應(yīng)用液對眼晴屬無刺激物質(zhì)。

(4)微核實(shí)驗(yàn):依照GB7919-87實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明:抗菌劑HerstATB樣品組與溶劑對照組微核發(fā)生率相比較，無顯著差異，未見體內(nèi)致突變性。

4結(jié)論

目前，紡織品抗菌整理技術(shù)已經(jīng)走到了成熟階段，抗菌整理工藝已成為常規(guī)后整理工藝"抗菌整理織物不論是從抗菌譜還是耐久性方面都優(yōu)于抗菌纖維。眾多廠家應(yīng)用抗菌整理劑HerstATB大批量生產(chǎn)抗菌全棉織物的實(shí)踐證明HerstATB使用方便，成本低廉。國內(nèi)外權(quán)威測試機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)證明改

性甲殼質(zhì)類的抗菌防臭整理劑HerstATB具有高效、耐久的抗菌防臭效果，安全環(huán)保，能夠滿足各國客戶對抗菌產(chǎn)品質(zhì)量的要求，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。