在过去的十年间,随着消费者生活方式以及对健康和卫生态度的改变,抗菌整理已变得十分重要。微生物如细菌、藻类、真菌和小型真菌(霉菌、酵母菌)的存在和繁殖,可导致恶臭、霉斑、纤维降解和病毒传染。

新型的抗菌整理已被设计用于卫生整理(抗病毒整理)、除臭和防霉整理。采用广谱抗菌剂对织物进行抗菌整理,或在合成纤维纺丝阶段加入生物杀灭剂,可抑制细菌在纺织品材料上繁殖带来的负面影响。
新型的抗菌整理剂中可能含有会引起过敏、致癌、毒害神经或破坏内分泌的物质,因此所有生物杀灭剂的使用需找到一个微妙的平衡点, 一方面可有效对抗细菌、藻类、真菌,另一方面要对人类和环境安全负责。
生物抗菌剂
将天然存在的物质作为潜在的抗菌剂进行研究,正呈增长趋势。一些天然染料天生具有抗菌性,其萃取物既可作为着色剂,又可作为抗菌剂用于纺织品整理。合成阳离子染料,如麦西隆(Maxilon)海军蓝2RM具有抑制真菌的作用;化学整理剂,如纤维柔软剂色必明(Sapamine)OC和具有改善湿牢度性能的固色剂Albafix(阿白固) WFF也具有抗菌性能。
有研究者全面回顾了采用天然的生物活性剂产品作为抗菌剂,如壳聚糖、天然染料、芦荟、茶树精油、桉树精油、Azuku豆提取物、土牛膝花、罗勒叶、丁香精油、洋葱皮和果肉提取物,以及其他草本产品(如姜黄、小茴香籽、柏树精油,及其他植物提取物),对纺织品进行环境友好型抗菌整理。
另一研究对三种草本植物——蓖麻(Ricinus communis)、耳状决明(Senna auriculata)和飞扬草(Euphorbia hirta)采用甲醇萃取后用于粗斜纹棉布整理。采用AATCC 100测试方法,对蓖麻∶耳状决明∶飞扬草萃取物=1∶3∶2的混合抗菌剂的抗菌效果进行测试,试验结果表明:其对大肠埃希菌的抑菌率为98%,对金黄葡萄球菌的抑菌率为99%。另外,采用AATCC 30测试方法发现,其对黑曲霉菌丝抑菌率为100%。
采用姜黄作为天然染料对尼龙66进行媒染染色,就染色织物对革兰氏阳性(金黄葡萄球菌)和革兰氏阴性(大肠埃希氏菌)致病菌的抑菌作用进行研究。研究结果表明,以硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸铝钾为媒染剂,聚酰胺经姜黄染色后色牢度性能优良且耐久。
采用乙醇对莲叶、莲蓬、莲子进行萃取,并用于整理棉织物,对其染色性能和抗菌性进行评估。织物经莲叶萃取物处理后表现出的颜色强度最高。抗菌性大小是:莲蓬萃取物>莲叶萃取物>莲子萃取物。莲蓬萃取物质量分数4%,40 ℃低温条件下处理30 min,织物的抗菌性最好,而莲叶萃取液质量分数要求大于8%。
抗菌整理新工艺
在一项有趣的研究中,粘胶非织造布经氨气等离子体处理后,纤维表面的亲水性和抗菌性有所改善。随着整理时间的延长,整理织物的水接触角几乎呈直线下降,氨气等离子体处理140 s时,接触角从未整理织物的 90°下降至40°左右,此后几乎保持不变。按AATCC 100-1999的检测结果,织物对革兰氏阴性菌(大肠埃希菌、绿脓杆菌)的抑菌效果明显大于对革兰氏阳性菌(主要是金黄葡萄球菌,少量粪肠球菌)的抑菌效果。采用纯氨气等离子体对织物表面进行改性,在创伤敷料方面的应用前景广阔,其通过降低感染率,以及提供成本有效的护理,达到成本和效益平衡。
利用复杂的凝聚技术,采用阿拉伯明胶包覆从艾草中提取的艾草精油,制成平均粒径为6.42 μm、平均载油量为(0.20±0.01) mg/mL的微胶囊。通过控制艾草精油从微胶囊中的释放速度,可增强棉织物对金黄葡萄球菌的抗菌性以及抗菌持久性。
医用纺织品通常会被医院病原菌污染,如果消毒过程不恰当或不完全,这些病原菌可能未被清除彻底。在一项最新的研究中,医院感染病原菌样本采用实时荧光定量核酸扩增检测系统(qPCR)进行评估,用于证明医院洗衣房的纺织品卫生标准所达到的成果。采用qPCR检测技术可以证实普通医院感染病原菌,如艰难梭状芽孢杆菌、金黄葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、绿脓杆菌的存在,而通常采用的传统技术却检测不到任何结果。处于非可培养状态的微生物组织,无论是已死亡的,还是可存活的,用传统技术均无法检测出,但其仍可能对人类健康造成危害,因此可采用qPCR检测技术对其进行检测。
采用银含量为30~60 mg/kg的氯化银对涤纶针织物进行抗菌整理后,进行了一项有趣的人体评估试验,即采用感官分析对臭气残留进行评估,发现所有经过整理的织物臭味并不比未整理织物淡。试验织物与未整理空白织物经男性参与者穿着后,就腋下部位的气味进行了比较试验。试验在未水洗织物及水洗30次织物中进行。尽管只是体外抗菌性测试样,整理织物的菌落数也并不十分低。对偶比较法在测试整理织物与未整理织物的细小差别方面反应灵敏,但是线标法由于可以评定出差别等级,因此被认为更适合用于评估织物臭味强度。除了细菌,汗液、皮肤细胞,及其他人体分泌物也会从人体转移到纺织品材料上,因此有必要进行人体测试。
采用纤维素酶对纤维素织物进行预处理后,使用MCT-β-CD对其接枝改性,并进行生物抛光整理以提高MCT-β-CD的接枝率。 然后,引入抗菌基团——麝香草酚,在提高织物抗菌性的同时,改进整理效果的耐水洗性能。
纳米银粒子不同形貌,如球形、多边形、圆盘、棱柱体、分层结构等,对棉织物抗菌性的影响也已得到研究。在常温条件下,采用超声波方法,将25 mg/kg不同形状的纳米银粒子整理到棉织物上。非球形纳米银粒子,如多边形、棱柱体和分层结构的粒子,在重复5次标准水洗程序后,仍对革兰氏阴性菌(大肠埃希菌)和革兰氏阳性菌(金黄葡萄球菌) 具有强劲的抑菌作用。
人们将一种新合成的光敏抗菌剂——羟乙基米氏酮,采用浸轧工艺整理到棉织物上。光敏剂如苯甲酮、米氏酮,以及合成的羟乙基米氏酮(KM-ETOH),依靠365 nm的紫外线辐射激发。棉织物经光敏剂KM-ETOH整理后,抗菌性和耐久性均较苯甲酮和米氏酮整理织物好,即使经多次洗涤,效果依旧。整理会导致织物发黄,以及热稳定性略微下降。
棉织物经碱预处理后,以原位还原硝酸银合成的纳米银粒子AgNPs整理,其在织物表面具有较高的沉积密度。然后,镀银织物与辛基三乙氧基硅烷(OTES)反应,在纤维表面形成低表面能涂层。结果表明,整理织物具有超疏水(接触角156°,滚落角 8°)、抗菌和抗紫外线等多种性能。高抗菌性表现在对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有抑制作用,同时紫外线防护因子达266.01。
海恩斯坦(Hohenstein)纺织研究院开发了一种纺织品整理工艺,可同时获得抗病毒和抗菌功能。该技术被用于生产婴儿、儿童看护中心和医院用产品,以防交叉感染。病毒通常会通过传染引起儿童特别是婴幼儿呼吸道疾病,如感冒、咳嗽、急性支气管炎,甚至肺炎。纺织品与手的日常接触,会促进病毒的传播。该抗病毒整理包括溶胶-凝胶应用工艺,其中各种有机和无机胶质,以及(纳米)铜复合物被首次采用。采用浸轧或喷雾法,优化了纺织品超细纤维清洁服装的整理效果。
第二种方法是在弱酸性条件下,采用含铜颜料高温浸染工艺。采用高分子黏合剂通过冷轧工艺将铜粒子固着在织物上。MS2噬菌体,一种非致病性替代病毒,作用与化学相关病毒(如诺如病毒、脊髓灰质炎病毒、甲型肝炎、肠道病毒)等类似,被作为试验病菌,用于感染不同的织物表面。整理后超细纤维服装吸收了91%的试验病毒,并将病毒浓度降低了约90%。这个方法可用于家庭、医院、敬老院、公共场所(如食堂),以及防护服(如消防队、紧急救援部门、军队的服装)。
显然,生产抗菌纺织品的工艺途径很多。将抗菌整理与化学整理相结合,则可获得更多的功能性,特别是在产业用纺织品和服装终端上的应用,可引领先进的整理工艺,获得高性能、耐水洗的多功能产品。
来源:《印染》 印染杂志











