彈性化纖針織物的抗菌整理

李寬緒

（廣東德潤紡織有限公司，廣東順德 528306）

新冠肺炎疫情嚴重威脅人們的身體健康，具有抗菌功能的紡織品需求日益增加。抗菌整理就是用抗菌劑處理織物獲得抗菌、防霉防臭等功能，目的是防止織物被微生物污染，預防傳染性疾病傳播，預防公共環境的交叉感染?？咕鷱椥曰w針織物廣泛應用于人們的內衣、運動服、瑜伽服、特殊行業的工作服以及醫用織物等方面，具有重要的社會效益和經濟效益。

抗菌針織物一般要能夠較好地阻止微生物在織物中的生長繁殖，耐常規洗滌，無味，對人體無刺激性、過敏性，無任何毒副作用，不影響人體皮膚黏膜正常菌種的微生態平衡。市場上抗菌針織物按照生產、加工方式大致可以分為4 類：（1）抗菌劑加入紡絲纖維材料中制成抗菌纖維，再織造成抗菌針織物，常見于化學合成纖維針織物。（2）采用具有天然抗菌性能的纖維織造的針織物，如殼聚糖纖維，沒有毒性且對各種細菌、真菌有較好的抗菌效果；麻纖維具有天然抗菌和抑菌功能；竹纖維具有天然的抗菌性能，其抗菌物質能與纖維素大分子很好地結合，具有持久的抗菌性能，無毒害性。（3）針織物染整過程中加入抗菌劑而制成抗菌針織物，多數抗菌針織物采用此方式生產，本文重點討論的彈性化纖針織物抗菌整理也是此類型。（4）采用紡絲纖維材料中加入抗菌劑的纖維織造成抗菌織物或者采用天然抗菌纖維的抗菌織物，印染后在整理過程中又加入抗菌劑，從而制成各種高要求或特殊抗菌針織物［1-2］。

采用具有一定耐洗性能的抗菌劑對針織物進行后整理，使抗菌劑吸附在織物上具有抗菌性能，工藝簡單，也是抗菌針織物常用的加工方法。紡織品用抗菌劑與醫用及其他殺菌劑是有區別的［3］，紡織品用抗菌劑的主要目的是降低病菌在織物中的生存和傳播機會，防止微生物分解汗液等分泌物產生臭味和織物發霉變質。針織物的抗菌性能一般指其抑制織物上細菌生長繁殖的性能，有一定范圍，其最低限度是可以減緩微生物的增加速度（即抑菌性），抑菌率超過規定值則認為具有抗菌性能。抗菌針織品按耐水洗次數及考核菌種的不同分為A 級、AA 級、AAA 級3個抗菌等級［4］。

1 抗菌劑分類與抗菌后整理方法

針織物使用的抗菌劑有：無機抗菌劑、有機抗菌劑和天然抗菌劑。無機抗菌劑用無機抗菌成分與載體結合而得，常采用的抗菌成分主要有銀、銅、鋅及其化合物，納米級或亞微米級的銀及其化合物用得最多。值得注意的是，多數游離狀態的重金屬雖然溶出量并不高，但長期穿著也可能對人體造成危害，尤其對兒童的影響更為嚴重。根據載體材料種類不同，無機抗菌劑又可分為：沸石抗菌劑、磷酸復鹽抗菌劑、膨潤土抗菌劑、可溶性玻璃抗菌劑、托勃莫來石抗菌劑和硅膠抗菌劑。有機抗菌劑多為化學合成抗菌成分，如有機金屬絡合物，醇、酚、醛、酯及醚類化合物，咪唑系及噻唑系雜環化合物，季銨鹽系及雙胍類有機含氮化合物等。天然抗菌劑的主要抗菌成分有：脫乙酰殼多糖、扁柏硫醇、甲殼質的鹽酸鹽、茴香油等。［5-7］應該大力研發天然抗菌整理劑來增加針織物的抗菌功能。

各種抗菌劑的抗菌作用機理與其結構有關系。目前理論認為主要有：溶出型、非溶出型和光催化抗菌。光催化抗菌機理認為納米抗菌劑通過光催化分解反應達到抗菌效果。例如納米氧化鋅在無光照下有抗菌性，而在光照射下的抗菌性更強，因此納米氧化鋅的抗菌機理應該是光催化抗菌和金屬離子溶出抗菌兩種機理的協同作用。溶出型抗菌劑用交聯樹脂固著在纖維上，抗菌物質緩慢釋放但不是很均勻，效果好但是會影響皮膚層的菌類，從安全和耐洗滌性角度考慮不是最合適。非溶出型抗菌劑則是與纖維上的羥基、氨基反應結合，很穩定，釋放速度均勻，只觸及織物纖維中被污染的微生物，很少接觸到皮膚黏膜，相對安全和耐洗滌，市場認為是目前的發展方向。

抗菌針織物要具備抗菌效果、持久耐洗滌和抗菌功能性。目前，針織物印染后整理用抗菌整理劑與織物纖維結合的生產方式大致可以分為5 類：（1）浸軋法，針織物經抗菌劑溶液浸潤濕透后，過定形機壓輥軸擠出水分，在合適的溫度下焙烘，使抗菌劑吸附于織物表面。（2）浸漬法，將針織物放入染缸內用抗菌劑溶液浸漬一定時間后，脫水烘焙得抗菌織物。這種方法要求抗菌劑與纖維有較強的吸附力，抗菌劑在較低的濃度下多數能被織物吸附。（3）涂層法，將抗菌劑與涂層劑配成溶液對針織物進行涂層處理，目前較少采用。（4）噴灑法，將抗菌劑配成溶液直接對針織物進行噴灑，晾干后獲得。（5）微膠囊法，將抗菌劑制成微膠囊，如將艾蒿等提取物封入微膠囊中，再用高分子黏合劑或涂層劑處理織物，產品具有較高的耐洗性。

目前第（1）種方法得到廣泛應用，針織物印染后在定形車間加抗菌劑整理，抗菌劑按照一定的比例配制成溶液加入定形機料槽，針織物在定形機運行過料：針織物→抗菌料槽→浸潤吸附→壓輥軋干→高溫定形。本實驗也采用第（1）種方法，該方法工藝簡單實用，節約成本；對比浸漬法，浸軋法能減少抗菌劑殘液的排放，減輕廢水處理的負擔。因為廢水中殘留的抗菌劑會影響污水處理池中專門處理廢水細菌的作用效果。

2 紡織品抗菌主要測試標準

目前，主要紡織品抗菌測試標準有：（1）國際標準，國際標準化組織頒布的評價標準ISO 20645—2004《紡織品抗菌性能檢測瓊脂平板擴散法》和ISO 20743—2007《抗菌整理紡織品的抗菌性能測試》。ISO 20645—2004 應用瓊脂平板擴散法定性評價織物的抗菌性能。ISO 20734—2007 采用吸收法測定紡織品的抗菌性能。日本工業標準JIS L1902—2008《紡織品抗菌性能試驗方法抗菌效果》中規定使用的菌種要根據紡織品抗菌衛生整理的最終用途而定。JIS Z2911—2010《抗霉性實驗方法》以分解纖維素作為營養源。美國紡織化學師與印染師協會（AATCC）目前制定的評價標準有：AATCC 30—2013《紡織品材料上抗真菌活性的測定：防霉防腐》、AATCC TM100—2019《紡織材料抗菌整理劑的評價》和AATCC 147—2019《紡織品的抗菌性：平行劃線法》。其中AATCC TM100—2019 側重于十分靈敏的定量分析。AATCC 147—2019 考察織物的抗菌能力。AATCC 30—2013用于評定紡織品對發霉和腐爛的敏感性及紡織品上殺真菌效果的評價。（2）國家標準，國家標準化管理委員會的相關標準有：GB/T 20944.1—2007《紡織品抗菌性能的評價第1 部分：瓊脂平皿擴散法》，參考了國際標準ISO 20645—2004；GB/T 20944.2—2007《紡織品抗菌性能的評價第2 部分：吸收法》，參考了國際標準ISO 20743—2007；GB/T 20944.3—2008《紡織品抗菌性能的評價第3 部分：振蕩法》；本文采用FZ/T 73023—2006《抗菌針織品》。

3 實驗

3.1 材料與設備

織物：2.22 tex/24f 錦綸高彈+2.22 tex 氨綸（廣東德潤紡織有限公司）?？咕鷦好绹虐钽y離子抗菌劑仙護盾TM930FLEX（上海綠銅物資有限公司）。

設備：MONFONGS 828 TwinAir8F 拉幅定形機（德國門幅士）。

3.2 不同定形溫度下的抗菌后整理

后整理定形循環風量和鏈寬要求如表1所示。

表1 后整理定形循環風量和鏈寬

雖然抗菌劑用量增加，針織物的抗菌效果會加強，但是抗菌劑銀質量分數不應超過0.1%，過量使用會導致重金屬超標。有大量的研究表明：重金屬可能對人體、其他生物以及環境有潛在的危害［8-10］。過量使用含有銀離子的抗菌劑整理化纖針織物，會導致大量富余的銀離子殘存于整理液中排放到污水處理廠，殘存銀離子多的廢水會給污水處理廠帶來困難，不利于生態環保保護。因此，本實驗選擇合適用量40 g/L。對比不同定形溫度抗菌整理后織物的抗菌效果。工廠中，滌/氨針織物、錦/氨針織物的定形溫度一般為130～195 ℃，有研究表明：彈性化纖針織面料的后整理定形溫度影響織物的色牢度和顏色［11-12］，所以化纖針織物印染抗菌后整理溫度設計在130～160 ℃，實驗1：定形溫度130 ℃、車速30 m/min；實驗2：定形溫度140 ℃、車速30 m/min；實驗3：定形溫度150 ℃、車速30 m/min；實驗4：定形溫度160 ℃、車速30 m/min。

3.3 針織物的抗菌性

針織物抗菌整理后送第三方機構測試，要滿足AAA 級要求，結果如表2 所示。由表2 可以看出，定形溫度為130～160 ℃，抗菌整理效果差別不大，從節約能耗，保護織物顏色、色牢度等方面考慮，仙護盾TM930FLEX 抗菌劑在定形機上的整理溫度設計為130～140 ℃，車速30 m/min，能夠達到預定的抗菌效果，沒有必要采用更高的溫度進行后整理。應注意仙護盾TM930FLEX 抗菌劑一般不與還原性物質一起使用，盡量不加檸檬酸，避免水中含有高濃度的金屬離子、氯離子，也不要與陽離子整理劑一起使用，避免影響使用效果或者給織物帶來其他影響。

表2 針織物抗菌性測試結果

4 結論

針織物抗菌整理使用銀離子抗菌劑仙護盾TM930FLEX 抗菌劑，為避免重金屬過量對人體的潛在危害，抗菌劑用量采用40 g/L，在定形工序添加抗菌劑，溫度130～140 ℃，車速30 m/min，織物能獲得優良的抗菌效果，滿足針織物的抗菌要求。