紡織品的抗菌衛(wèi)生整理

第一節(jié) 概述

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紡織制品的種類變得豐富多彩，現(xiàn)代人越來(lái)越重視功能性的紡織品，追求生活環(huán)境的清潔性和舒適性，大多數(shù)的紡織品制造者都著眼于這個(gè)動(dòng)向，不斷地研究，力求更多地增加紡織制品的功能。

微生物平時(shí)不引人注目，但和我們的日常生活有著十分密切的聯(lián)系。病菌、霉菌等都屬微生物，其中每年的流行性感冒、痢疾、霍亂等傳染病，手足癬等皮膚病，也都是由細(xì)菌和病毒所引起的。可以說(shuō)，微生物嚴(yán)重地影響了人類的生活。大量的致病微生物對(duì)人體產(chǎn)生了巨大的危害，因此人們開(kāi)始研究探索隔離、抑制、消滅這些致病微生物的方法?？咕韯┖涂咕l(wèi)生加工技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。

抗菌衛(wèi)生加工通常是依靠抗菌劑來(lái)完成的?？咕鷦┯址Q抑菌劑或殺菌劑，它的用途已廣泛地涉及到了食品、日用化妝品和紡織品等各個(gè)工業(yè)部門。其中對(duì)于專供紡織品整理加工用的抗菌劑，為了更確切地反映其功能，人們已習(xí)慣稱它為抗菌防臭(整理)劑（anti-microbial and anti-odor agent），或稱為抗菌整理劑（Antibacterial finishing agent）。在美國(guó)，紡織品用的抗菌防臭整理劑要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的化學(xué)品安全審查才能應(yīng)用。例如，美國(guó)Dow Corning公司開(kāi)發(fā)的DC-5700產(chǎn)品，據(jù)稱其開(kāi)發(fā)歷經(jīng)25年的時(shí)間，其中毒性試驗(yàn)花了15年才獲得投放市場(chǎng)的許可證(U.S.EPA No.34292)^[1]。

抗菌衛(wèi)生整理是應(yīng)用抗菌防臭劑來(lái)處理織物（天然纖維、化學(xué)纖維及其混紡織物），從而使織物獲得抗菌、防霉、防臭、保持清潔衛(wèi)生等功能。其中應(yīng)用的抗菌防臭劑能夠不改變纖維制品的原本功能（保溫性、運(yùn)動(dòng)性、舒適性、美感等），而改良纖維制品對(duì)微生物的抑制性能。其加工目的不僅是為了防止織物因?yàn)楸晃⑸镎次鄱艿綋p傷，更重要的是為了防止傳染疾病，保證人體的安全健康和穿著舒適，降低公共環(huán)境的交叉感染率，使織物能夠獲得衛(wèi)生保健的新功能^[2]。

抗菌衛(wèi)生整理織物可廣泛用于醫(yī)院、賓館、家庭的床單、被套、毛毯、餐巾、毛巾、鞋里布、沙發(fā)布、窗簾布、醫(yī)用職業(yè)裝、食品和服務(wù)行業(yè)的工作服、部隊(duì)的服裝以及繃帶、紗布等。可見(jiàn)，抗菌衛(wèi)生整理加工的應(yīng)用范圍非常廣泛，具有重大的社會(huì)意義。

 

第二節(jié) 織物衛(wèi)生微生物學(xué)

衛(wèi)生微生物學(xué)是隨著預(yù)防醫(yī)學(xué)的發(fā)展而派生出來(lái)的一門分支學(xué)科，它主要研究微生物與外界環(huán)境之間的關(guān)系，以及微生物如何影響人類健康，并研究如何消除微生物的危害。衛(wèi)生微生物學(xué)所涉及的學(xué)科范圍領(lǐng)域十分廣闊，其中微生物生態(tài)學(xué)是其重要的組成部分。我們可以把與織物有關(guān)的衛(wèi)生微生物學(xué)稱為織物衛(wèi)生微生物學(xué)。^[3]

一、衛(wèi)生微生物學(xué)

1、皮膚、織物與微生物生態(tài)學(xué)

人體在正常的情況下帶有無(wú)數(shù)微生物，如附著于兩手的細(xì)菌有的時(shí)候竟超過(guò)10⁶個(gè)/cm²,存在于人頭皮上的微生物約為1.4×10⁷個(gè)/cm²,上半身的微生物約為50-5000個(gè)/cm²，1克糞便中的活菌數(shù)可達(dá)10⁹-10¹¹個(gè)，由此可知，人體下半身皮膚上的微生物將更多！

病人身上微生物分布表如下：

表1.從感染病人身上分離出的微生物的分布

	引起感染的微生物	數(shù)量	百分比/%
革蘭氏陰性菌	大腸桿菌	331	22.7
	綠膿桿菌	106	7.2
	沙門氏菌-志賀氏菌屬	7	0.5
	其他革蘭氏陰性菌	355	24.3
革蘭氏陽(yáng)性菌	金黃色葡萄球菌	282	19.3
	A型鏈球菌	25	1.7
	其他菌	355	24.3
合計(jì)		1461	100

從表1中可以看出，細(xì)菌感染多半是由與糞便污染有關(guān)的革蘭氏陰性菌所引起的。

 

另有介紹：多人共用的毛巾是眼科傳染疾病（如沙眼、結(jié)膜炎）、呼吸器官傳染疾病（如結(jié)核、白喉、流感等）的傳播媒介。理發(fā)店的毛巾、旅館的臥具、浴衣等是白癬、疥癬等皮膚病以及痢疾、腸傷寒、性病、霍亂傳播的媒介。傳染病菌的抵抗力很強(qiáng)，并可以長(zhǎng)時(shí)間生存繁殖，采用一般洗滌方法難以將其清除。

在高溫或勞動(dòng)時(shí)，人體出汗量可達(dá)0.5-2.0kg/d，汗的固體成分為0.3%-0.8%，其中1/4為有機(jī)物。汗液本身并無(wú)臭味，但可為內(nèi)衣和襪子等吸收，微生物在其中繁殖，將汗及其與皮脂、表皮屑混合物含有的尿素、高級(jí)脂肪酸、糖分、蛋白質(zhì)等分解，產(chǎn)生大量的氨基物質(zhì)等帶有刺激性味道的氣體，這就是臭氣產(chǎn)生的原因。此外有人研究發(fā)現(xiàn)襪子釋放臭氣的程度與黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、枯草桿菌、棒狀桿菌的數(shù)量有關(guān)。

2、水的衛(wèi)生微生物學(xué)

自然水體中廣泛存在著微生物，有細(xì)菌、病毒、真菌、藻類、鉤端螺旋體、原蟲(chóng)等，這些水中微生物主要來(lái)源于土壤、植物、動(dòng)物及人。海水、江水、河水、湖水、井水、泉水雖然其物理及化學(xué)等性狀不同，但一般均能提供微生物適合的生長(zhǎng)環(huán)境。

淡水中生活的細(xì)菌與土壤有很密切的關(guān)系。水暴露于土壤，故其中的細(xì)菌與土壤中的細(xì)菌不易明顯分界。地下水由于土壤過(guò)濾的結(jié)果，營(yíng)養(yǎng)成分相對(duì)較少，細(xì)菌也比地面水（河、江、湖）少。地面水常被污物所污染。生活污水中含有大量糞便并附有細(xì)菌。在Kiel污水調(diào)查中，腐生菌量高達(dá)1.6×10⁷個(gè)/ml，此外還有病毒及噬菌體。

水是傳染病的重要傳播介質(zhì)之一，特別是腸道傳染病，由水引起的疾病流行或爆發(fā)屢見(jiàn)不鮮。能夠通過(guò)水傳播的病原體包括細(xì)菌、病毒、原蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)、霉菌等。這些病原體多從人或動(dòng)物的糞尿排出，通過(guò)污水排放、土壤經(jīng)雨水沖洗等直接或間接地污染各種水源。致病菌在自然水中一般可以存活一段時(shí)間，某些致病菌在一定條件下，能在其中生長(zhǎng)繁殖，例如副溶血弧菌及霍亂弧菌。

日常生活中，衣物的洗滌通常是依靠淡水進(jìn)行的，有上述可見(jiàn)，要想真正洗滌干凈，必須使用純凈的水源。這也是抗菌紡織品具有廣闊潛在市場(chǎng)的原因之一。

3、醫(yī)院內(nèi)感染及公共環(huán)境感染

醫(yī)院內(nèi)感染是指任何在醫(yī)院內(nèi)得到的感染，它是醫(yī)護(hù)人員感到十分頭疼的問(wèn)題，尤其是兒科病房、燒傷病房、特別監(jiān)護(hù)病房、外科病房等更為突出。即使在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，這個(gè)問(wèn)題也沒(méi)能得到充分解決。據(jù)資料介紹，美國(guó)、瑞士每年發(fā)生的醫(yī)院內(nèi)感染約占住院病人的5%，每年約200萬(wàn)人發(fā)生醫(yī)院內(nèi)感染，每年造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)十億美元之巨。我國(guó)有15億人口，醫(yī)療條件較差，由醫(yī)院內(nèi)感染造成的損失更大。因此，醫(yī)院內(nèi)感染是一個(gè)在國(guó)內(nèi)外普遍受到重視的問(wèn)題。

造成醫(yī)院內(nèi)感染的主要病原菌見(jiàn)下表：

表2.醫(yī)院內(nèi)感染的主要病原菌

類別	名稱	對(duì)醫(yī)院中病人的病原性
革 蘭 氏 陽(yáng) 性 球 菌	金黃色葡萄球菌 表皮葡萄球菌和微球菌 鏈球菌  A組 B組 C和G組 腸球菌 其他非溶血型鏈球菌 厭氧性球菌	P C P C P C C C
厭氧 性桿 菌	梭狀芽孢桿菌 破傷風(fēng)桿菌 無(wú)芽孢革蘭氏陰性桿菌	C C C
革蘭 氏陰 性 需氧 桿菌	沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、 致病性大腸桿菌、 非致病性大腸桿菌、變形桿菌屬、克雷博氏菌屬、沙雷氏菌屬、腸桿菌屬、綠膿桿菌、及其他假單胞菌、腦膜敗血性黃桿菌、不動(dòng)桿菌	P   C
其他 細(xì)菌	白喉?xiàng)U菌 李斯德氏菌 結(jié)核桿菌 百日咳桿菌	P C P P

注  P為致病微生物；C為條件致病微生物

 

醫(yī)院用織物是醫(yī)院內(nèi)感染的重要媒介。在調(diào)查中，醫(yī)用紗布、繃帶等也是醫(yī)院內(nèi)感染的重要介質(zhì)，人們迫切希望抗菌衛(wèi)生整理織物能早日應(yīng)用于病房、手術(shù)室和醫(yī)務(wù)人員的工作服等，以減少醫(yī)院內(nèi)感染的發(fā)生。

深圳潔爾爽衛(wèi)生服裝廠（www.jlsun.cn）從1994年開(kāi)始，致力于推廣抗菌醫(yī)護(hù)職業(yè)裝、抗菌防血污手術(shù)服及其他抗菌醫(yī)用紡織品，調(diào)查結(jié)果顯示其對(duì)降低醫(yī)院內(nèi)交叉感染率具有明顯的作用。JLSUN^(R)醫(yī)用服裝受到醫(yī)院的普遍歡迎。

4、藥品、食品及化妝品的微生物污染

微生物的污染不僅可以使藥品、食品、化妝品的質(zhì)量降低，而且，可以引起藥品、食品、化妝品來(lái)源的感染，帶來(lái)嚴(yán)重的后果。特別是醫(yī)藥品，主要是以治療為目的，以病人為對(duì)象，在機(jī)體防御功能處于低下的情況下，一些條件致病微生物同樣會(huì)引起患者的嚴(yán)重感染。

表3.WHO對(duì)醫(yī)藥品的微生物學(xué)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

制劑	活菌數(shù)及特定菌
注射劑、眼藥、應(yīng)用于無(wú)菌狀態(tài)的體腔、嚴(yán)重?zé)齻?、潰瘍等局部制?/p>	1g或1mL制劑中不得含有活菌
應(yīng)用于有損傷的皮膚、 耳鼻咽喉等粘膜患部	1g或1mL制劑中活菌數(shù)不超過(guò)102，不得含有金黃色葡萄球菌、腸桿菌科菌、綠膿桿菌
除上述及生物制劑外的所有制劑 （生物制劑除外）	1g或1mL制劑中活菌數(shù)不超過(guò)103，真菌（包括霉菌、酵母）數(shù)不超過(guò)102，1g或1mL不得含有金黃色葡萄球菌、腸桿菌科菌、綠膿桿菌

我們?cè)賮?lái)考慮一下微生物對(duì)于食品衛(wèi)生方面的影響。在這類環(huán)境中最大的問(wèn)題不是異味，而是會(huì)導(dǎo)致食物中毒等問(wèn)題。這種危害最好的實(shí)例就是抹布、毛巾及廚師的衣物等。以廚房毛巾為例，它在洗滌周期內(nèi)要使用幾小時(shí)甚至可以長(zhǎng)達(dá)一周，并且經(jīng)常處在潮濕溫暖的環(huán)境之中，而且一天內(nèi)會(huì)被不同的人使用幾十次。因此它會(huì)與被擦拭物體表面的許多種細(xì)菌和真菌相接觸，直接影響了廚房食品的衛(wèi)生水平，從而造成食物中毒等交叉感染問(wèn)題發(fā)生幾率的增加。

5、織物與微生物

人們使用的紡織品中一般都存在著微生物，它們?cè)谶m宜的條件下迅速繁殖，促使人體皮膚感染并使沾有汗水和人體分泌物的織物產(chǎn)生惡臭。霉菌的繁殖使織物產(chǎn)生霉斑及色變，造成天然纖維降解，盡管合成纖維不能為微生物降解，但它的吸濕性差，其衛(wèi)生性能更低劣。此外，不同類型的織物上存留的微生物也不同。

最近研究證明，合成纖維織物通常比天然纖維織物更適宜細(xì)菌的繁殖。在對(duì)棉、滌棉、滌綸和丙綸織物的研究中發(fā)現(xiàn)，在純棉織物上（尤其是針織物），比滌棉混紡織物和純合成纖維織物存留的產(chǎn)臭氣菌（表皮葡萄球菌、棒狀桿菌屬）和皮膚癬菌類真菌少。在對(duì)羊毛毯、純棉被單、針織內(nèi)衣、毛巾和純棉耐久壓燙織物的研究中發(fā)現(xiàn)金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌在純棉耐久壓燙織物上存留量最小，在羊毛毯上的存留量最大。錦綸60/棉40混紡織物以金黃色葡萄球菌接種后，棉被選擇的降解，即使洗滌后也是如此。但是由于沒(méi)有對(duì)純棉織物及錦綸織物做這個(gè)試驗(yàn)，無(wú)法確定棉選擇性降解是由于細(xì)菌長(zhǎng)期存留，還是由于錦綸對(duì)金黃色葡萄球菌有抵抗能力。

在接種了金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、綠膿桿菌的棉或毛織物、衣服、毯子上，對(duì)通常使用的干洗劑（石油類干洗劑、四氯乙烯）和干洗過(guò)程的殺菌作用進(jìn)行了測(cè)定，研究結(jié)果表明，在干洗之后的織物上和沒(méi)有薄膜過(guò)濾器的干洗機(jī)內(nèi)的干洗劑中，許多細(xì)菌仍然活著。一定數(shù)量的細(xì)菌從污染的臟衣服上遷移到干凈的衣服上。普通的冷水洗滌對(duì)去除有害微生物根本無(wú)效，必須采用漂白消毒等方法才能有效，而對(duì)部隊(duì)等單位頻繁的特殊洗滌是不可能的。

臨床研究指出，穿著合成纖維襪子者腳部感染的可能性比穿著天然纖維襪子者的大，從接種病菌的尼龍襪子上沒(méi)能洗去趾間癬菌。日本學(xué)者把尼龍、丙綸、滌綸、腈綸、純棉和羊毛襪子給成年男女穿用1-2個(gè)月，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌在滌綸、丙綸襪子上最多，在羊毛、棉襪子上最少，而水溶性污染物含量則相反。這說(shuō)明棉、毛襪子對(duì)汗液等水溶性污染物能很好地吸收，而合成纖維制的襪子吸汗能力差，皮膚表面殘留的污物在襪子里的高濕高溫條件下，微生物就容易繁殖。日本另有資料介紹，在高相對(duì)濕度下（80%以上）微生物急劇繁殖增長(zhǎng)，低相對(duì)濕度下（10%以下）細(xì)菌生長(zhǎng)幾乎停止。美國(guó)人研究了病毒在棉、毛織物上的生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)羊毛織物比棉織物更適宜病菌存留。在對(duì)接種病毒的合成纖維和天然纖維的洗滌實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)洗滌織物上的病毒數(shù)量明顯地減少。盡管織物類型不是病毒在織物上存留量大小的主要因素，但是洗滌后尼龍內(nèi)衣上的病毒最少，羊毛毯上的病毒最多。

二、微生物對(duì)人類的影響

人類與微生物是密切相關(guān)的。一方面，適量的或有益的微生物可以給予我們很多恩惠。如酒類、酸乳酪、醋和醬油等調(diào)味品、維他命和抗生素等藥品就都是受益于微生物的功勞。而另一方面，過(guò)多的或致病微生物一旦侵入人體，就會(huì)給健康帶來(lái)嚴(yán)重的隱患。而我們通常所說(shuō)的微生物主要就是指這些可以對(duì)人體產(chǎn)生不利影響的病毒、細(xì)菌、真菌和霉菌。在本節(jié)所涉及到的各種微生物都是與纖維制品有密切的關(guān)系的。它們附著在我們的內(nèi)衣、家用紡織品等各種纖維制品上，引起霉斑、色變，甚至?xí)?duì)人體造成嚴(yán)重危害。

1、微生物的種類

微生物（microorganism）是存在于自然界的一群體形微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，必須藉助光學(xué)或電子顯微鏡放大數(shù)百倍、數(shù)千倍甚至數(shù)萬(wàn)倍才能觀察到的微小生物。

微生物按結(jié)構(gòu)、組成可分為三大類，包括屬于原核類的細(xì)菌、放線菌、支原體、立克次氏體、衣原體和藍(lán)細(xì)菌（過(guò)去稱藍(lán)藻或藍(lán)綠藻），屬于真核類的真菌（酵母菌和霉菌）、原生動(dòng)物和顯微藻類，以及屬于非細(xì)胞類的病毒、類病毒和朊病毒等。

1）細(xì)菌

細(xì)菌是單細(xì)胞原生生物，在溫暖和潮濕的條件下，它們的生長(zhǎng)是非常迅速的。此外，細(xì)菌大類中的亞屬包括革蘭氏陽(yáng)性菌（例如奧里斯葡萄狀球菌屬），革蘭氏陰性菌（例如大腸桿菌）。一些細(xì)菌類型是致病的，而且會(huì)引起交叉感染。

2）真菌和霉菌

真菌和霉菌是生長(zhǎng)速度相對(duì)較慢的復(fù)雜的微生物。它們沾污纖維，并且會(huì)影響織物的外觀等性能。pH6.5為真菌生長(zhǎng)的最適pH值。

3）藻類

藻類是一類多細(xì)胞微生物，它的生長(zhǎng)需要依靠持續(xù)的水和陽(yáng)光。它可以在織物上生長(zhǎng)，并在織物上形成深色的斑點(diǎn)。藻類生長(zhǎng)的最適pH值的范圍是7.0到8.0。

4）病毒

病毒是一種非細(xì)胞性生物，其核心由核酸構(gòu)成，外部則由蛋白質(zhì)殼緊緊包裹。核酸內(nèi)儲(chǔ)存著病毒的遺傳信息，控制著病毒的遺傳、變異、繁殖和對(duì)宿主的傳染性。由于病毒是專性寄生生物，它必須通過(guò)吸附才能進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，才能存活與自我復(fù)制。病毒對(duì)人類的攻擊具有它的特殊性和危害性，如口蹄疫病毒、肝炎病毒、流感病毒、SARS病毒等。^[4]

目前抗菌已經(jīng)形成了一個(gè)比較成熟的產(chǎn)業(yè)，但在征服傳染性病毒方面，卻始終是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)衛(wèi)生發(fā)展急需解決的重要課題。在本章中，將特別利用專門的一節(jié)，對(duì)抗病毒整理和抗病毒紡織品進(jìn)行討論。

2、微生物的危害

相對(duì)于自然界而言，人的皮膚是一種很好的培養(yǎng)基。一般情況下，在人體皮膚表面，正常的細(xì)菌和真菌的個(gè)數(shù)是每平方厘米100-2000個(gè)。在這個(gè)數(shù)量范圍內(nèi)，它們不會(huì)危害人類健康，也不會(huì)產(chǎn)生異味。不僅如此，人們皮膚上的一些常駐菌還可以起到保護(hù)皮膚，使之免受致病微生物危害的作用。但是當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，微生物中的菌群失調(diào)，它們中的少量致病菌就會(huì)迅速地以幾何方式繁殖，1、2、4、16、256……依此類推，通常每20分鐘繁殖一次，因此8個(gè)小時(shí)之內(nèi)，一個(gè)細(xì)菌就能繁殖160萬(wàn)個(gè)后代。^[5]并且這些細(xì)菌和真菌會(huì)通過(guò)皮膚、呼吸道、消化道以及生殖道黏膜進(jìn)行傳播，從而對(duì)人體造成危害。

常見(jiàn)的由微生物引起的問(wèn)題主要有以下幾種：

1）細(xì)菌和真菌的大量繁殖會(huì)帶來(lái)異味和污染問(wèn)題

細(xì)菌及真菌的繁殖需要三個(gè)基本要素：營(yíng)養(yǎng)、適宜的溫度及濕度。人體及人類生活的大部分環(huán)境都具備了以上這三個(gè)條件，所以細(xì)菌和真菌就能在適宜的條件下得到良好的生長(zhǎng)和繁殖。

汗臭、腋臭、腳臭等典型的異味都是由在溫暖潮濕環(huán)境中大量繁殖的微生物所引起的。微生物吸收人體皮膚分泌物和汗水中的營(yíng)養(yǎng)成份，并通過(guò)新陳代謝產(chǎn)生出刺鼻難聞的氣味。

我們就以剛洗滌的衣物或被褥為例，用日常的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看應(yīng)當(dāng)是干凈衛(wèi)生的。干凈的身體穿上干凈的衣服便清爽地開(kāi)始了一天的生活。但是，衣服、身體及我們呼吸的空氣都是沒(méi)有經(jīng)過(guò)消毒處理的，都含有一些正常菌群。在接下來(lái)的8-12個(gè)小時(shí)里，我們的身體會(huì)出汗（其中含有營(yíng)養(yǎng)）并保持一定的溫度。絕大部分的濕氣及熱量會(huì)通過(guò)衣服散失到大氣中。我們的皮膚、衣物都為真菌/細(xì)菌的生長(zhǎng)提供了一個(gè)理想的環(huán)境。在致病菌的繁殖和傳播過(guò)程中，紡織品總是一個(gè)重要的媒介。這些衣物被很多汗液、皮脂以及各種其它人體分泌物所沾污，同時(shí)也會(huì)被環(huán)境中的污物所沾污。在8-12小時(shí)的工作后，吸取了大量營(yíng)養(yǎng)的細(xì)菌/真菌的數(shù)量會(huì)急劇增加，這就導(dǎo)致了異味的產(chǎn)生。

例如，在職員的生活方式中，上午8點(diǎn)離家，下午5時(shí)下班，其間為9小時(shí)，拿鞋子中來(lái)說(shuō)，若達(dá)到適度的環(huán)境，則鞋子中的細(xì)菌數(shù)可增加到10萬(wàn)倍以上。與圖1相對(duì)照，在中午前后，即4小時(shí)左右，人體就產(chǎn)生惡臭氣體。在增值曲線3、4范圍中，即在9小時(shí)左右，無(wú)疑會(huì)產(chǎn)生惡臭。這一點(diǎn)與許多人在日常生活中的經(jīng)驗(yàn)相一致。

 

	總菌數(shù)                                               5                        4        6              3          活菌數(shù)   7     1  2

 

 

        菌數(shù)：                   4     5   6

   以對(duì)數(shù)              3         活菌     7

  刻度表示   1   2   

       

                 4       8       12      16      20

                           4       8       12      16      20      24

培養(yǎng)時(shí)間（小時(shí)）

1、潛伏期      2、誘導(dǎo)期      3、對(duì)數(shù)繁殖期      4、繁殖減速期                               5、靜止期       6、死亡加速期      7、對(duì)數(shù)死亡期

圖1.細(xì)菌的繁殖曲線

即使每天洗滌，在一天中，細(xì)菌繁殖仍造成許多不利情況。襪子、內(nèi)衣即使每天洗滌，也會(huì)產(chǎn)生這種情況，更不用說(shuō)睡衣、床單、褥子等洗滌次數(shù)較少的紡織品了。此外，像運(yùn)動(dòng)衫一類在大量出汗的場(chǎng)合穿著的衣物，短時(shí)間內(nèi)細(xì)菌繁殖，產(chǎn)生很多臭味，造成心情不愉快?？咕l(wèi)生整理加工至少可減輕人們?cè)谌粘Ｉ钪羞@種由于不良?xì)馕端鸬牟挥淇臁?/p>

2）真菌的大量繁殖造成香港腳、浴室發(fā)霉和床褥真菌感染

真菌在自然界中分布極廣，有十萬(wàn)多種?，F(xiàn)在已知的能引起人類疾病的真菌約有270余種，其引起疾病的表現(xiàn)形式多種多樣，淺部真菌可侵犯毛發(fā)、指（趾）及皮膚，而深部真菌則可以侵犯心、肝、脾、肺、腎、腦、血液、胃腸、骨骼等器官和系統(tǒng)，死亡率高。

真菌的大量繁殖造成多種皮膚病的發(fā)生，而且會(huì)導(dǎo)致浴室、床褥、墻壁等發(fā)霉。這是因?yàn)檎婢纳L(zhǎng)需要溫和潮濕的環(huán)境。我國(guó)的沿海地區(qū)及大部分內(nèi)陸地區(qū)都是這樣的氣候，隨著全球化的溫室效應(yīng)以及越來(lái)越多的家庭安裝了空調(diào)，使居室的溫度一年四季都適合真菌的生長(zhǎng)。另外一個(gè)重要的原因是現(xiàn)在流行的床上用品等家用紡織品絕大多數(shù)都是天然纖維產(chǎn)品，如棉纖維比化學(xué)纖維更容易受到微生物的影響，因?yàn)槊蘩w維多孔親水的結(jié)構(gòu)可以保存住大量的水、氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這些都為真菌的生長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境。

此外，真菌要比細(xì)菌繁殖慢，但不易洗掉。因?yàn)樗鼈兡苣推胀ㄏ礈?，所以難以根除。

3、常見(jiàn)的對(duì)人體造成危害的微生物主要有以下幾類

1）志賀氏菌屬

為革蘭氏陰性、需氧、無(wú)芽孢、無(wú)動(dòng)力的桿菌。它是引起人類細(xì)菌性痢疾的病原菌，許多細(xì)菌性痢疾的暴發(fā)都是吃了被污染的食品、牛乳和水所致。該屬細(xì)菌的感染劑量小，10個(gè)細(xì)菌即可產(chǎn)生癥狀，在菌濃度不高時(shí)仍有可能引起人群感染。

2）埃希氏菌屬和腸桿菌屬

生活在人和動(dòng)物腸道中的埃希氏屬細(xì)菌為革蘭氏陰性桿菌，是食品中重要的腐敗菌。埃希氏菌屬和腸桿菌屬均屬于大腸菌群。大腸桿菌是引起嬰兒腹瀉的主要病原之一。致病性大腸桿菌能引起人類食物中毒。

該菌外形桿狀，周身具鞭毛，能運(yùn)動(dòng)，往往在初生兒或動(dòng)物出生數(shù)小時(shí)后即進(jìn)入腸道。除某些菌株能產(chǎn)生腸毒素，使人得腸胃炎外，一般不致病。大腸桿菌能合成對(duì)人體有益的維生素B和維生素K，但當(dāng)人或動(dòng)物機(jī)體的抵抗力下降或大腸桿菌侵入人機(jī)體其他部位時(shí)，可引起腹膜炎、敗血癥、膽囊炎、膀胱炎及腹瀉等。

3）沙門氏菌

沙門氏菌屬是一群抗原構(gòu)造、生物學(xué)特性相似的革蘭氏陰性桿菌。沙門氏菌對(duì)人體的感染可有兩種類型。一種是由傷寒和副傷寒桿菌引起的傷寒和副傷寒病，這些致病菌只對(duì)人類有致病性。另一種是由多種沙門氏菌所引起的有發(fā)熱癥狀的急性胃腸炎，如食物中毒。

對(duì)于許多沙門氏菌，人和多種動(dòng)物都有易感性，主要通過(guò)消化道感染。人體一旦感染上，可引起傷寒、副傷寒、食物中毒和敗血癥等嚴(yán)重疾病。沙門氏桿菌的致病一是細(xì)菌本身，二是其產(chǎn)生的毒素。由毒素引起的疾病稱食物中毒。食入毒素后，潛伏期很短，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)即可發(fā)病，來(lái)勢(shì)兇猛，但恢復(fù)快。由細(xì)菌引起的疾病，潛伏期長(zhǎng)，一般要經(jīng)過(guò)3—4天，緩慢起病，發(fā)熱時(shí)間較持久，除侵害胃腸外，還可侵犯其他臟器，以致引起敗血癥。

4）假單胞菌屬

為革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌，需氧或兼性厭氧，單毛或從毛，有動(dòng)力。絕大多數(shù)是弱毒或無(wú)毒的細(xì)菌，僅有一部分是動(dòng)植物致病菌。在自然界中分布極為廣泛，常見(jiàn)于土壤、水、器具、衣物、動(dòng)植物體表以及各種含蛋白質(zhì)的食品中。本屬細(xì)菌種類很多，達(dá)200余種。下面僅介紹與人們生活密切相關(guān)的綠膿桿菌。

綠膿桿菌能產(chǎn)生多種與毒力有關(guān)的物質(zhì)，如內(nèi)毒素、外毒素A、彈性蛋白酶、膠原酶、胰肽酶等，其中以外毒素A最為重要。綠膿桿菌感染可發(fā)生在人體任何部位和組織、常見(jiàn)于燒傷或創(chuàng)傷部位、中耳、角膜、尿道和呼吸道。也可引起心內(nèi)膜炎、胃腸炎、膿胸甚至敗血癥。

5）微球菌屬和葡萄球菌屬

為革蘭氏陽(yáng)性球菌。呈單個(gè)，成對(duì)，不規(guī)則的團(tuán)塊或成堆。通常無(wú)動(dòng)力，不形成芽孢。有些菌能在低溫環(huán)境中生長(zhǎng)，引起冷藏食品的腐敗變質(zhì)。某些菌株能產(chǎn)生色素，在這里主要介紹金黃色葡萄球菌。

人體感染金黃色葡萄球菌后，在很短的時(shí)間內(nèi)（約1-8小時(shí)，平均為3小時(shí)），就會(huì)產(chǎn)生腸毒素，引發(fā)食品中毒癥狀。主要癥狀為：嘔吐（一定發(fā)生）、腹瀉、下痢、腹痛、虛脫，大部分都不會(huì)有發(fā)燒癥狀。癥狀會(huì)持續(xù)24小時(shí)到數(shù)日，死亡率幾乎為零，但對(duì)病人及老人則有威脅。

6）鏈球菌屬

為革蘭氏陽(yáng)性球菌，成短鏈或長(zhǎng)鏈狀排列。無(wú)芽孢，無(wú)鞭毛，多數(shù)無(wú)莢膜。需氧或兼性厭氧。在普通培養(yǎng)基上生長(zhǎng)不良。

A型鏈球菌是最常見(jiàn)的一種鏈球菌。在美國(guó)每年導(dǎo)致一千萬(wàn)例鏈球菌性喉炎、輕度皮膚感染。鏈球菌性喉炎如果不經(jīng)治療將可能導(dǎo)致風(fēng)濕熱甚至風(fēng)濕性心臟病，在全球有一千二百萬(wàn)人患有風(fēng)濕性心臟病，每年有四十萬(wàn)人因此死亡，多數(shù)在發(fā)展中國(guó)家。最嚴(yán)重的鏈球菌A感染是比較罕見(jiàn)的鏈球菌壞死性肌膜炎，俗稱食肉病，以及中毒性休克綜合征。

7）白色念珠球菌

白色念珠球菌是人類易感的一種真菌。白色念珠球菌這種感染性菌一旦侵入消化系統(tǒng)，健康的微生物系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生紊亂，營(yíng)養(yǎng)吸收受到限制，免疫系統(tǒng)嚴(yán)重受損。由白色念珠球菌引起的疾病主要是鵝口瘡。這種疾病通常多發(fā)生在口腔不清潔、營(yíng)養(yǎng)不良的嬰兒中，在體弱的成年人中亦可發(fā)生，主要原因是長(zhǎng)期慢性病自然抵抗力低差，或長(zhǎng)期使用抗生素類藥物使口腔內(nèi)的菌群失調(diào)，微生物自然平衡力受到干擾，這種真菌就會(huì)失去控制地大肆繁殖。

第三節(jié) 抗菌紡織品的發(fā)展概況

2003年，中國(guó)經(jīng)歷了一場(chǎng)由病菌引起的浩劫。非典型性肺炎鋪天蓋地而來(lái)，在這場(chǎng)與病魔的殊死搏斗中，人類的生命和財(cái)產(chǎn)都蒙受了巨大的損失。從此次全球“非典”疫情的分布狀況來(lái)看，人口密集的日本并沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重的“非典”流行，一個(gè)很重要的原因便是長(zhǎng)久以來(lái)的預(yù)防措施比較到位。日本在日常預(yù)防疾病方面很重要的一項(xiàng)舉措就是在生活用品和公共設(shè)施上普及抗菌材料。抗菌材料及其應(yīng)用技術(shù)在日本通過(guò)二十多年來(lái)的普及，已經(jīng)收到了非常良好的效果，并且沒(méi)有出現(xiàn)安全性等問(wèn)題。

因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)預(yù)防病菌的角度來(lái)看，“后非典時(shí)代”除了應(yīng)該延續(xù)業(yè)已形成的良好的衛(wèi)生習(xí)慣和不斷增強(qiáng)人民的體質(zhì)以外，社會(huì)公眾選擇和使用經(jīng)過(guò)抗菌處理的制品，為全社會(huì)營(yíng)造出一個(gè)安全、衛(wèi)生、健康的生活環(huán)境，也是一種防患于未然的有效途徑。

一、抗菌織物的發(fā)展概況

抗菌衛(wèi)生整理在美國(guó)等被稱為抗細(xì)菌整理和抗微生物整理；在日本被稱為抗菌防臭加工。

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(wú)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，從而使紡織品具有抗菌的功能。在對(duì)市面上的大量抗菌纖維和織物進(jìn)行的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中證實(shí)：北京潔爾爽高科技有限公司的抗菌棉織物的抗菌耐久性明顯好于抗菌合成纖維。分析其原因，主要是由于纖維芯層的抗菌劑不能遷移到纖維皮層，起不到抗菌作用。解決該問(wèn)題的最好方法是制成皮芯結(jié)構(gòu)的抗菌纖維——即在皮層加入抗菌劑，芯層則為普通纖維。但是抗菌劑的添加量不能過(guò)大，否則會(huì)嚴(yán)重影響抗菌纖維的物理指標(biāo)。正是由于這個(gè)原因，大大限制了抗菌纖維的抗菌效果和使用范圍。因此，目前使用比較廣泛的抗菌紡織品都是通過(guò)后整理的方法制成的，大約占其總量的80%。

距今4000年前，在埃及用經(jīng)過(guò)某種提煉之草藥浸漬處理的包木乃伊布，久歷滄桑，依舊不霉不腐，可謂是抗菌防臭加工的起源。第一次世界大戰(zhàn)中，丹麥科學(xué)家從毒氣受害者傷口不易化膿這一現(xiàn)象得到啟示，由此開(kāi)始了殺菌劑的研究。據(jù)稱，在第二次世界大戰(zhàn)期間，部分德軍軍服經(jīng)過(guò)殺菌劑處理，明顯降低了戰(zhàn)場(chǎng)上傷病員的二次感染。戰(zhàn)后，美國(guó)和日本投入了大量的資金和人力，尋求抗菌織物的發(fā)展。

1955年左右，市場(chǎng)上曾一度出現(xiàn)過(guò)稱作衛(wèi)生加工的抗菌防臭加工制品，但由于技術(shù)上的缺陷，很快就在市場(chǎng)上銷聲匿跡了?？咕韯┑拇笠?guī)模開(kāi)發(fā)階段是在1960年末期至1970年初期，這階段開(kāi)發(fā)的抗菌劑主要是：

• 有機(jī)汞化合物：如吡啶油酸汞、苯基油酸汞、烯丙基三嗪汞。
• 有機(jī)銅化合物：如羥基萘酸銅、五氯苯酚銅、8-羥基喹啉銅。
• 有機(jī)鋅化合物：如五氯苯酚鋅、萘酸鋅、水楊酸鋅等。
• 有機(jī)鉛化合物：如三丁基醋酸鉛、硫化甲基鉛、五氯苯酚鉛等。
• 有機(jī)錫化合物：如三丁基醋酸錫、二甲基月桂基醋酸錫、三丁基丁酸錫。
• 其他金屬類：如五氯苯酚鎘、硬脂酸鉈、五氯苯酚鈷等。
• 無(wú)機(jī)金屬化合物：如Ag、AgCl、Cu、Cu(OH)₂、Hg。
• 酚類：如五氯苯酚、四溴鄰甲酚、水楊酸苯胺、二羥基二氯二苯基甲烷。
• 雜環(huán)化合物：如吡唑類、嘧啶類、吡咯類。
• 其他有機(jī)化合物：如五氯苯基月桂酸、三苯甲烷染料孔雀綠和結(jié)晶紫等。

這些制劑中大部分用量極少并且效果顯著，由于它們多屬于溶出型抗菌劑，一經(jīng)洗滌，就會(huì)脫落，所以也沒(méi)有在市場(chǎng)上站住腳。另外，大量用作紡織品抗菌整理劑和纖維改性劑的有機(jī)金屬化合物和部分無(wú)機(jī)物都含有多種重金屬離子。這些重金屬離子通過(guò)與人體接觸會(huì)被人體吸收，重金屬一旦為人體所吸收，則會(huì)傾向于累計(jì)在肝臟、骨骼、腎臟、心臟及腦中。當(dāng)受影響的器官中重金屬含量累計(jì)值達(dá)到一定程度后，便會(huì)對(duì)人體的健康造成巨大的損害。此種情形對(duì)兒童來(lái)說(shuō)尤為厲害，因?yàn)閮和瘜?duì)重金屬具有較強(qiáng)的消化吸收能力。

后來(lái)，由于甲醛問(wèn)題引起了人們對(duì)織物引發(fā)皮膚炎癥事故的調(diào)查。1973年，日本確立了“關(guān)于含有害物質(zhì)家庭用品限制法”，有機(jī)汞化合物禁止使用，其他部分金屬化合物等，因其對(duì)人體、皮膚有傷害作用也大多廢止。另一類我國(guó)染整技術(shù)人員熟知的抗菌劑BCA/747[即2-（3、5-二甲基-1-吡唑）-4—苯基-6-羥基嘧啶]和α-溴肉硅醛，因發(fā)現(xiàn)其毒性而被禁止用于衣料。一些無(wú)機(jī)抗菌劑，例如Hg（水銀）、Sn（錫）、 As（砷）及其氧化物等，雖具有較好的抗菌性，但由于不能與織物形成牢固結(jié)合的基團(tuán)，耐洗牢度差，更為嚴(yán)重的是具有毒性，已被明確禁止用于紡織品。2001年春天，耐克公司的一種T恤衫因含有毒性的錫化合物TBT，在世界各地（包括中國(guó)）遭到封殺。

1976年，美國(guó)Dow Corning公司采用安全性和耐久性兼?zhèn)涞男滦涂咕鷦┨幚硪m子投入市場(chǎng)，新一代抗菌防臭加工再度登場(chǎng)。據(jù)報(bào)道至1981年的5年內(nèi)約銷售了一億五千萬(wàn)雙抗菌防臭襪。其他紡織廠、抗菌加工劑工廠、服裝廠等相繼也在襪子、內(nèi)衣等纖維制品上進(jìn)行抗菌衛(wèi)生加工。現(xiàn)在，除了襪子、內(nèi)衣、襯衫、工作服、禮服等外，被套、床單、睡衣褲、毯子等床上用品；毛巾、抹布、坐便套等雜貨；鞋子、鞋墊等鞋用材料；地毯、簾等室內(nèi)裝飾用品；無(wú)紡布、吸塵器濾網(wǎng)、室內(nèi)空氣清濾機(jī)濾網(wǎng)等等許多方面都有抗菌衛(wèi)生加工制品。

20世紀(jì)80年代以來(lái)，出現(xiàn)了效果好、安全性高、耐洗滌的抗菌整理劑，加工技術(shù)日趨成熟，走向了抗菌衛(wèi)生整理發(fā)展階段。但也存在以下問(wèn)題：

（1）抗菌譜問(wèn)題：由于細(xì)菌、真菌和霉菌具有不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此單一抗菌基團(tuán)的抗菌整理劑很難具備廣譜的抗菌作用。如鹵代二苯醚類對(duì)真菌、霉菌的抗菌效果較差；依靠季銨鹽陽(yáng)離子正電性抑菌的化合物（有人在商業(yè)宣傳中稱之為“物理抗菌”，其實(shí)這是不科學(xué)的），對(duì)不帶負(fù)電荷的菌類抗菌效果較差。

（2）耐久性問(wèn)題：一類是抗菌整理劑本身沒(méi)有和纖維牢固結(jié)合，因此不具有良好的耐洗滌性。另一類是季銨鹽化合物，其中有機(jī)硅季銨鹽是研究較多的一種，該類抗菌整理劑的抑菌機(jī)理是季銨鹽陽(yáng)離子吸引帶負(fù)電荷的細(xì)菌，破壞細(xì)菌細(xì)胞壁，使其內(nèi)容物滲出而死亡。該類產(chǎn)品雖耐非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑洗滌，但日常使用的洗滌劑絕大多數(shù)為陰離子表面活性劑，這樣在洗滌時(shí)陰離子表面活性劑就與陽(yáng)離子季銨鹽結(jié)合，抗菌織物就失去了抗菌作用。

90年代以來(lái)，抗菌衛(wèi)生整理的耐久性、抗菌性又有了新發(fā)展，并出現(xiàn)了抗菌阻燃、抗菌防靜電防污、抗菌拒水拒油等多功能產(chǎn)品，以及抗菌漂白一浴法、抗菌染色一浴法等新工藝?？咕l(wèi)生整理產(chǎn)品在美國(guó)、日本等分別實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，大量產(chǎn)品投放市場(chǎng)受到消費(fèi)者歡迎。據(jù)美國(guó)南部研究中心抗菌衛(wèi)生整理權(quán)威人士Clark M Welch介紹，在美國(guó)，抗菌整理劑的生產(chǎn)控制很嚴(yán)，需經(jīng)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）、食品與藥物管理局（FDA）、消費(fèi)者安全委員會(huì)（CPSC）的認(rèn)可，一種抗菌整理劑的毒性實(shí)驗(yàn)有18項(xiàng)之多，費(fèi)時(shí)3-4年，并且耗去巨資。因此，在美國(guó)以商品供應(yīng)的抗菌衛(wèi)生整理劑種類較少，并且價(jià)格較貴。在日本有信越化學(xué)、大和化學(xué)、帝三制藥、大日本油墨公司、住友公司、北興化學(xué)和松本油脂等十多家化學(xué)公司生產(chǎn)不同成分的抗菌整理劑，其抗菌劑種類大多是有機(jī)硅季銨鹽、甲殼素、二苯醚芳香族鹵化物或復(fù)合物；并由有關(guān)生產(chǎn)廠家和衛(wèi)生組織等成立了“日本纖維制品衛(wèi)生加工協(xié)議會(huì)”。在英國(guó)，抗菌衛(wèi)生整理著重于在軍事、醫(yī)療方面的應(yīng)用，例如英格蘭南部的多塞特研制成功了一種能吸收臭氣和其他有害氣體的布，它是天然纖維經(jīng)氯化物和其他無(wú)機(jī)鹽的特殊化學(xué)處理后制成的，目前已廣泛地用于醫(yī)療上包扎潰爛傷口等。在德國(guó)，紡織研究院采用電子束使成纖聚合物在某一特定的部位產(chǎn)生活化，再用抗菌劑分子鏈植入。

日本是目前全世界抗菌紡織品最大消費(fèi)市場(chǎng)。而我國(guó)在這方面的研究起步較晚，但其發(fā)展勢(shì)頭很猛，抗菌劑的質(zhì)量水平、檢測(cè)方法等都已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。具有代表性的是北京潔爾爽高科技有限公司（原山東巨龍化工有限公司）。該公司1983年開(kāi)始研究織物抗菌衛(wèi)生整理技術(shù)，已有二十余年的歷史。期間，研發(fā)了若干種性能良好的抗菌整理劑，并取得了多項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利，產(chǎn)品的質(zhì)量、性能處于國(guó)際領(lǐng)先水平。該公司的抗菌整理劑SCJ-875已有18年的生產(chǎn)歷史，抗菌防臭整理劑SCJ-2000大批量銷往國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)，JLSUN^(R)抗菌衛(wèi)生整理織物的抗菌性、耐久性和安全性等質(zhì)量指標(biāo)分別通過(guò)了日本紡織檢查協(xié)會(huì)、日本化纖檢查協(xié)會(huì)、日本纖維制品檢驗(yàn)中心、ITS、SGS、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國(guó)人民解放軍衛(wèi)生監(jiān)測(cè)中心等多家權(quán)威衛(wèi)生單位的測(cè)試，中國(guó)人民解放軍90作訓(xùn)鞋中、底布全部使用該公司生產(chǎn)的抗菌防臭整理劑。目前該公司生產(chǎn)的抗菌整理劑已有十余種，分別適用于棉、麻、絲、毛、粘纖、滌/棉、錦綸、腈綸、滌綸等織物的抗菌衛(wèi)生整理，并擁有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。通過(guò)不斷的技術(shù)改進(jìn)及開(kāi)拓創(chuàng)新，今日，該公司生產(chǎn)的以SCJ-963和SCJ-2000為代表的抗菌防臭整理劑居于國(guó)際抗菌技術(shù)領(lǐng)域的前沿，JLSUN^(R)抗菌整理產(chǎn)品在日本等國(guó)家享有極高的聲譽(yù)。

二、抗菌紡織品的分類及標(biāo)志

眾所周知，紡織品是與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的。公共場(chǎng)所中的紡織品成了細(xì)菌傳播的重要途徑，嚴(yán)重威脅人類健康，因此，抗菌紡織品的發(fā)展格外引人注目。據(jù)估計(jì)，全球紡織品使用的抗菌劑，約占整個(gè)抗菌劑市場(chǎng)的5-10%，而抗菌劑成本占紡織品售價(jià)5-10%。日本抗菌劑市場(chǎng)約120億日元，而其紡織品市場(chǎng)約8000億日元。日本是全世界抗菌紡織品最大的市場(chǎng)，其規(guī)模超過(guò)美國(guó)與歐洲。一般認(rèn)為，在未來(lái)幾年內(nèi)，全球抗菌紡織品市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率約10%，而健康、天然、環(huán)保已經(jīng)是眾所公認(rèn)新世紀(jì)紡織工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，此市場(chǎng)將持續(xù)蓬勃發(fā)展。

按目前日本纖維制品新性能評(píng)價(jià)協(xié)議會(huì)（SEK）的規(guī)定，抗菌織物以其用途、性能不同分為兩類，按一般用途和特定用途分別確立了SEK商標(biāo)認(rèn)定制度。一般用途和特定用途的抗菌織物列于下面兩表中。

表4.一般用途抗菌織物一覽表^[6]

種類	洗滌次數(shù)	分類
		大分類	中分類
A	10	線 布料 衣料             床上用品 生活雜品	縫紉線，手縫線，編織線，刺繡線 機(jī)織物，針織物，非織造布 外衣類：上衣，褲子，裙子，禮服，大衣，防寒服，羊毛衫，童罩衣，童外衣，運(yùn)動(dòng)衫 襯衣類：罩衣，襯杉，T-恤衫等 運(yùn)動(dòng)衣：劍道服，柔道服，游泳衣 內(nèi)衣類：男內(nèi)衣，女內(nèi)衣 睡衣類：睡衣，睡褲，睡袍等 圍裙類：圍裙，炊事服 襪類：短襪，長(zhǎng)筒襪等 毛巾被，鋪墊布，罩布 毛巾，手巾，披巾，護(hù)身帶，頭巾，便座墊，尿布等
B	5	衣料 床上用品 裝飾用品 生活雜品	和服用品，連褲襪 毛毯，床罩，被面 椅子罩，汽車罩等 帽子，手套，布鞋，運(yùn)動(dòng)鞋，鞋墊
C	3	裝飾用品 生活雜品	地毯 背包，表帶，面罩，布玩具，拖鞋，電暖足器
D	0	廚房用品	抹布，墊布，罩類，拖布
E	10	生活雜品	桌布，擦眼鏡布，墊類，芯料，袋類
F	5	裝飾用品	窗簾，遮陽(yáng)布等
G	3	生活雜品   纖維	運(yùn)動(dòng)墊，布鞋，過(guò)濾材料，廣告布，睡袋，腰帶襯，繩、網(wǎng)，傘以及紙袋、麻袋等包裝袋 棉，羊毛，滌綸，腈綸，羽毛等絮棉

表5.特定用途抗菌織物一覽表^[6]

種類	洗滌次 數(shù)	分       類
		大分類	中   分   類
A	50	衣料   床上用品 生活雜品	白大褂，護(hù)士服，護(hù)理服，睡衣，內(nèi)衣，圍裙，手帕，襪子 被褥 面罩，帽子，頭巾，毛巾，尿布，抹布，拖布
B	10	生活雜品	罩類，墊類
C	5	床上用品 裝飾用品 其他	毛毯，毛巾被 窗簾，遮陽(yáng)布 棉絮
D	0	纖維制品 其他	拖鞋，涼鞋

上述一般用途織物（見(jiàn)表4）指一般家庭使用的合乎SEK要求的制品，特定用途織物（見(jiàn)表5）指醫(yī)療機(jī)構(gòu)和養(yǎng)老院、療養(yǎng)院、福利院、婦產(chǎn)院以及家庭護(hù)理等準(zhǔn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的合乎SEK要求的制品。兩類抗菌織物使用同樣的標(biāo)志，但有顏色的區(qū)別。一般用途為橙色，特定用途為紅色。

對(duì)于一般用途和特定用途，兩類抗菌織物又各有A、B、C、D等不同等級(jí)的差異，在都規(guī)定要進(jìn)行的皮膚粘貼試驗(yàn)中，有的需要數(shù)據(jù)，有的不需要數(shù)據(jù)。表4中A、B、C、D需要給出數(shù)據(jù)，而E、F、G類則不需要給出數(shù)據(jù)。表5特定用途抗菌織物要求的耐洗次數(shù)也不盡相同，上兩表中列出了具體的數(shù)據(jù)。在上述分類中規(guī)定，抗菌織物不包括適用于藥品管理法的用品。

此外，還規(guī)定了不允許2周歲以下的嬰幼兒使用抗菌織物。

三、抗菌材料與抗菌制品

抗菌材料是一類具有抑菌和殺菌性能的新型功能材料。在化學(xué)、化工和醫(yī)藥領(lǐng)域，有些材料本身具備殺菌和抑菌性，比如一些無(wú)機(jī)金屬化合物、有機(jī)合成化合物、天然礦物和天然產(chǎn)物。但更多的通常是在普通材料中添加或復(fù)合一種或幾種特定的抗菌成分（抗菌劑）制得抗菌材料，如抗菌塑料、抗菌合成纖維、抗菌陶瓷等，應(yīng)用行業(yè)十分廣泛。

抗菌材料可以使材料表面的抗菌成分及時(shí)通過(guò)接觸殺菌或抑制在材料表面的微生物繁殖，進(jìn)而達(dá)到長(zhǎng)期衛(wèi)生、安全的目的。這種抗菌方式與傳統(tǒng)的化學(xué)滅菌、物理滅菌方式相比，具有長(zhǎng)效、廣譜、經(jīng)濟(jì)、方便等特點(diǎn)，而且它的衛(wèi)生自潔功能可以有效地減少交叉感染、疾病傳播，并且免去了清洗保潔等繁雜的勞動(dòng)，其抗菌效果可與制品的使用壽命同步。

抗菌制品顧名思義就是指添加了抗菌材料的制成品?？咕破房梢詮V泛的應(yīng)用于人們的日常生活中。例如公交汽車和地鐵的扶桿、扶手、坐椅等部件就可以廣泛使用抗菌材料；洗衣機(jī)、冰箱、電話機(jī)等家用電器產(chǎn)品；牙刷、洗臉盆、切菜板、食用器具等衛(wèi)生潔具、廚房用品；家具、地板、地磚、油漆、涂料甚至包括人民幣等，都可以采用抗菌材料來(lái)實(shí)現(xiàn)制品本身的抗菌功能。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)抗菌材料研發(fā)單位有將近20家，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商和國(guó)外產(chǎn)品代理商超過(guò)20家，抗菌制品生產(chǎn)商超過(guò)300家；2000 年抗菌劑產(chǎn)量200噸，銷售額2000萬(wàn)元，抗菌制品產(chǎn)值150億元；預(yù)計(jì)2006年發(fā)展到600噸的生產(chǎn)規(guī)模，抗菌制品產(chǎn)值達(dá)500億元。作為長(zhǎng)效的預(yù)防手段，選擇抗菌制品無(wú)論從預(yù)防疾病的角度還是倡導(dǎo)健康輕松的生活方式，都是一種理想的方式?？梢?jiàn)，人們對(duì)生活質(zhì)量的重視和要求越來(lái)越高，大量抗菌材料和抗菌制品的使用必將成為一種趨勢(shì)。

第四節(jié)  抗菌制品測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)

抗菌標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法的合理性及正確性對(duì)整個(gè)抗菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著重要的作用，包括測(cè)試方法設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與科學(xué)性，操作誤差的合理控制，以及試驗(yàn)本身所帶來(lái)的誤差大小等。隨著國(guó)內(nèi)外抗菌產(chǎn)業(yè)的興起和科技的進(jìn)步,也促使抗菌標(biāo)準(zhǔn)與方法不斷完善。其中，國(guó)外抗菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)有幾十年的歷史，所以較早就提出了具有代表性和穩(wěn)定性的抗菌測(cè)試方法，近年來(lái)又作了修改與完善。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)抗菌行業(yè)的專家與學(xué)者的也做了大量探索，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)抗菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。如FZ/T　01021－1992＜織物抗菌性能試驗(yàn)方法＞、GB15975－1995＜一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)＞及＜消毒技術(shù)規(guī)范＞等。目前，筆者和中國(guó)紡織標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)、北京潔爾爽高科技有限公司等正在共同起草抗菌紡織品及其評(píng)價(jià)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該部抗菌紡織品標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法實(shí)施后將會(huì)對(duì)我國(guó)抗菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。

檢測(cè)抗菌性能的抗菌制品一般分為三大類型：第一種為抗菌紡織品，第二種為抗菌塑料，第三種為抗菌陶瓷。其中的檢測(cè)方法中包括對(duì)細(xì)菌的檢測(cè)和對(duì)霉菌的檢測(cè)。一般抗菌制品的測(cè)試方法分為定量試驗(yàn)方法和定性試驗(yàn)方法，也有的分為適于溶出型和非溶出型抗菌劑的檢測(cè)，還有的是按照菌液接種于織物上和織物置于一定濃度的菌液中兩條思路來(lái)分類。

下面分別對(duì)抗菌紡織品及相關(guān)抗菌制品抗菌（細(xì)菌和霉菌）檢測(cè)方法進(jìn)行闡述。

一、抗菌紡織品測(cè)試方法

用于抗菌紡織品的測(cè)試方法如下：

1、奎因試驗(yàn)法（QUINN TEST）:

該方法是QUINN創(chuàng)立的織物抗菌性能測(cè)試方法，發(fā)表在<>{14(1),1-7,1966. 14(2),183-188,1966}。該方法的基本原理是將試驗(yàn)菌液接種于織物上，再覆蓋以半固體瓊脂培養(yǎng)基，在一定條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察織物上的菌落數(shù)，計(jì)算出抑菌率。該方法也是世界上第一部測(cè)試織物抗菌能力的定量測(cè)試方法，簡(jiǎn)潔方便，應(yīng)用廣泛。

2、改良的奎因試驗(yàn)法：

著名的青島醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)專家鄒承淑教授（筆者的重要合作伙伴）在八十年代初開(kāi)始改進(jìn)QUINN TEST，之后經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)界共同努力完成了中國(guó)版的QUINN TEST--改良的奎因試驗(yàn)法。本方法是在奎因試驗(yàn)法的基礎(chǔ)上作了修改，原理也是將試驗(yàn)菌液接種于織物上，覆蓋以培養(yǎng)基，經(jīng)一定時(shí)間培養(yǎng)后，觀察計(jì)數(shù)抗菌和未抗菌織物上的菌落數(shù)，計(jì)算抗菌率的大小，定量測(cè)試抗菌織物的抗菌性能。本方法是一種簡(jiǎn)便、快速、重現(xiàn)性好的定量試驗(yàn)方法，對(duì)于原始的奎因試驗(yàn)法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①一次能測(cè)試幾種不同織物對(duì)同一種細(xì)菌的抗菌性能，提高了測(cè)試效率，節(jié)省時(shí)間。

②接種菌液濃度小（6000個(gè)/ml），營(yíng)養(yǎng)充足，菌落變大，易用肉眼來(lái)直接觀察菌落的生長(zhǎng)，避免用顯微鏡觀察造成污染。

③稀釋菌液用生理鹽水代替肉湯，避免稀釋過(guò)程中細(xì)菌增長(zhǎng)，影響試驗(yàn)準(zhǔn)確性。

④省略了織物加菌液后，在一定的相對(duì)濕度下干燥的過(guò)程，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟，也避免了干燥過(guò)程中因溫度掌握不準(zhǔn)而使細(xì)菌死亡的弊病。

但本方法中也存在一些不足之處：

④本方法在覆蓋瓊脂培養(yǎng)基步驟中，為避免培養(yǎng)基溢出樣品外，將加菌液后的樣品平皿放入冰箱內(nèi)15min，其中沒(méi)有規(guī)定具體的溫度，不適合的溫度會(huì)造成細(xì)菌的死亡或增長(zhǎng)，一般在5-10℃能保證細(xì)菌不會(huì)死亡且不會(huì)增長(zhǎng)，但本方法中沒(méi)有規(guī)定，在樣品的挪動(dòng)過(guò)程中從而會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。

3、平行畫線法（條紋法）：

此種測(cè)試方法為簡(jiǎn)易、快速的定性試驗(yàn)方法，適用于耐水洗和耐干洗的抗菌整理織物的抗菌特性測(cè)試，其原理為：通過(guò)劃平行線的方法將菌液接種于瓊脂培養(yǎng)基上，將樣品貼于瓊脂表面上，在一定條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，檢查瓊脂表面沿劃線部位由于細(xì)菌繁殖中斷而出現(xiàn)的清潔區(qū)，為抗菌活性的大小劃分等級(jí)，評(píng)價(jià)織物抗菌能力的大小。

4、抑菌環(huán)試驗(yàn)法（暈圈法）：

將試驗(yàn)菌接種于瓊脂培養(yǎng)基平板表面，再貼放上試驗(yàn)樣品，由于抑菌劑不斷溶解以致在瓊脂中擴(kuò)散形成抑菌環(huán)，通過(guò)測(cè)量抑菌環(huán)的寬度來(lái)評(píng)價(jià)抗菌能力的大小。

5、AATCC　100試驗(yàn)法

此種測(cè)試方法為美國(guó)AATCC委員會(huì)提出的一種定量測(cè)試方法，用于檢測(cè)織物的殺菌能力和抑菌能力，是目前國(guó)外比較著名的抗菌性能測(cè)試方法，也是后來(lái)國(guó)內(nèi)外一些新方法的起源。此方法的原理為：織物對(duì)照樣與試樣經(jīng)細(xì)菌接種并在一定條件下培養(yǎng)后，加入中和液來(lái)洗脫細(xì)菌，且用稀釋平板法測(cè)定洗脫液中的菌液濃度，進(jìn)行活菌培養(yǎng)計(jì)數(shù)，得到抗菌織物的細(xì)菌減少百分率，評(píng)價(jià)該織物抗菌殺菌性能。

6、振蕩燒瓶法：

振蕩燒瓶法是模仿人體的穿著條件，使細(xì)菌在振蕩條件（300r/min）下與織物內(nèi)抗菌劑接觸，振蕩1-6h之后，經(jīng)細(xì)菌培養(yǎng)計(jì)數(shù)，計(jì)算細(xì)菌減少百分率，從而確定抗菌性能大小。

應(yīng)用此測(cè)試方法時(shí)，被測(cè)試樣不受紡織品形狀的限制，本方法不僅適用于一般的紡織織物，而且還適用于凹凸不平的織物、有毛或羽的織物和粉末狀織物等，其使用范圍廣泛。而且還可適用于抗菌塑料、抗菌瓷磚等抗菌制品。塑料等拒水性材料應(yīng)先將其制成微粒再進(jìn)行試驗(yàn)。

7、FZ/T　01021－92試驗(yàn)方法

此方法是國(guó)內(nèi)根據(jù)美國(guó)的AATCC100－1981制定的紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是測(cè)試抗菌性能的一種定量測(cè)試方法。其基本原理為：將試驗(yàn)菌接種于織物（對(duì)照樣和試樣）上，經(jīng)“0”接觸時(shí)間培養(yǎng)和一定時(shí)間培養(yǎng)后，對(duì)樣品進(jìn)行洗脫，然后對(duì)其洗脫液進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，計(jì)算出試樣的細(xì)菌減少百分率。本方法對(duì)活菌培養(yǎng)計(jì)數(shù)中平皿菌落數(shù)的測(cè)定作了非常細(xì)致的規(guī)定，但是，本標(biāo)準(zhǔn)中一定時(shí)間培養(yǎng)后用100ml緩沖液洗脫，劇烈搖晃1min，此工藝還有待于探討，因?yàn)閯×覔u晃有可能會(huì)造成細(xì)菌的增長(zhǎng)或減少，就會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。

8、JIS　L　1902　1998試驗(yàn)方法

此方法為日本的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了定性試驗(yàn)方法（暈圈法）和定量試驗(yàn)方法（浸漬法）。其中定性試驗(yàn)方法只可測(cè)試出是否具有抗菌性能，而不能準(zhǔn)確測(cè)定出抗菌率。但此方法非常簡(jiǎn)便，易于操作。其原理為將試樣放于平板培養(yǎng)基中心，經(jīng)一段時(shí)間培養(yǎng)后，觀察樣品周圍產(chǎn)生的抑菌環(huán)，計(jì)算抑菌環(huán)寬度，評(píng)價(jià)試樣是否具有抗菌能力。同時(shí)，其試驗(yàn)有效性的判定也非常簡(jiǎn)便，觀察未處理樣品經(jīng)培養(yǎng)后有沒(méi)有出現(xiàn)細(xì)菌增值即可。本方法中還對(duì)試樣的要求作了非常細(xì)致的規(guī)定，包括織物、紗線、軟填料和長(zhǎng)絨毛等。

定量試驗(yàn)方法（浸漬法）原理也是通過(guò)對(duì)試樣接種細(xì)菌與培養(yǎng)，對(duì)“0”時(shí)間接觸培養(yǎng)和一定時(shí)間培養(yǎng)后進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，計(jì)算出抑菌活性值和殺菌活性值。本方法特點(diǎn)為：

①不同于其它方法中通過(guò)比濁管比濁來(lái)粗測(cè)菌液濃度的方法，而是用分光光度計(jì)測(cè)定其吸收率來(lái)確定菌液濃度，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確度。

②用冷凍的生理鹽水（0.85%）來(lái)洗脫培養(yǎng)后樣品，避免細(xì)菌在洗脫過(guò)程中增長(zhǎng)或減少，保證所需測(cè)定細(xì)菌數(shù)的準(zhǔn)確性，減少試驗(yàn)誤差。

③在計(jì)算結(jié)果時(shí)，應(yīng)用抑菌活性值和殺菌活性值比較全面的來(lái)表現(xiàn)試樣的抑菌和殺菌能力，而且應(yīng)用對(duì)數(shù)值來(lái)體現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果。

9、JIS　L　1902　2002試驗(yàn)方法

本標(biāo)準(zhǔn)是在JIS　L　1902　1998試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步修改而成的試驗(yàn)方法，本方法也是介紹了兩種試驗(yàn)方法，定性試驗(yàn)方法和定量試驗(yàn)方法，但是定量試驗(yàn)方法介紹了兩種，分別為菌液吸收法和細(xì)菌接種法，其定性方法（抑菌環(huán)法）和菌液吸收法同JIS　L　1902　1998標(biāo)準(zhǔn)中原理及方法基本相同，其細(xì)菌接種法原理是將細(xì)菌在加壓條件下接種至調(diào)濕過(guò)的試驗(yàn)片上，然后在一定濕度下培養(yǎng)一段時(shí)間，再對(duì)樣品進(jìn)行洗脫，活菌計(jì)數(shù)，得細(xì)菌減少值。

本方法對(duì)不同試驗(yàn)?zāi)康暮陀猛炯翱椢锊煌幚響?yīng)用的試驗(yàn)細(xì)菌作了詳細(xì)的規(guī)定，并且介紹了菌液吸收法用于測(cè)定織物滅菌活性值，用細(xì)菌接種法，計(jì)算細(xì)菌減少值。

10、JIS　Z　2911抗霉菌試驗(yàn)法

本方法是針對(duì)于霉菌而制定的一種測(cè)試方法，其基本原理為：在樣品及培養(yǎng)基上均勻地噴灑一定量的混合孢子懸液，培養(yǎng)一定時(shí)間后，觀察試樣上的長(zhǎng)霉情況，對(duì)抗霉菌性能進(jìn)行分等級(jí)定性評(píng)價(jià)。

二、 其他抗菌制品的抗菌性能測(cè)定

無(wú)論是抗菌塑料制品還是抗菌陶瓷制品的抗菌能力的測(cè)定其原理相仿，均是將菌液滴加至樣品表面，然后通過(guò)覆蓋薄膜的方法使菌液在樣品表面分散均勻，在一定溫度和濕度下，培養(yǎng)一定時(shí)間，然后活菌計(jì)數(shù)，計(jì)算出抗菌率或抑菌率。

其中抗菌塑料制品的測(cè)定中分別規(guī)定了抗細(xì)菌和抗霉菌能力的檢測(cè)。

抗霉菌性能的測(cè)定不同于抗細(xì)菌性能的測(cè)定，包括測(cè)定方法、抗霉菌性能的評(píng)定等，都有一定區(qū)別，而且抗霉菌試驗(yàn)測(cè)定時(shí)間較長(zhǎng)，但程序簡(jiǎn)單。抗霉菌試驗(yàn)方法原理為：先制備孢子懸液，再將孢子懸液均勻噴在樣品和培養(yǎng)基上，在一定溫度與濕度下，培養(yǎng)一定時(shí)間，通過(guò)直接觀察樣品長(zhǎng)霉程度來(lái)評(píng)定長(zhǎng)霉等級(jí)，判定樣品抗霉菌的性能。

對(duì)于抗菌塑料及抗菌陶瓷制品的測(cè)定，只限于評(píng)定其表面的抗菌性。

1．QB/T　2591-2003試驗(yàn)方法（抗細(xì)菌和抗霉菌）

本方法為國(guó)內(nèi)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，適用于抗菌塑料的抗菌性能試驗(yàn)，分為抗細(xì)菌性能的測(cè)定和抗霉菌性能的測(cè)定，其中抗細(xì)菌性能的測(cè)定試驗(yàn)方法原理也是通過(guò)將菌液接種于樣品表面，用薄膜均勻分散，培養(yǎng)一定時(shí)間再洗脫，計(jì)算抗菌率。在本試驗(yàn)方法中，為測(cè)定試驗(yàn)有效性設(shè)定了陰性對(duì)照樣，即為滅菌平皿的內(nèi)平板，避免平皿本身對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。在培養(yǎng)后洗脫的操作過(guò)程中，應(yīng)用0.85%的生理鹽水洗脫，也可加入少量表面活性劑（吐溫-80），對(duì)試樣和相應(yīng)覆蓋膜進(jìn)行洗脫，或沖洗，此種操作有可能會(huì)存在細(xì)菌殘留在樣品或覆蓋膜上，影響試驗(yàn)結(jié)果。后取洗脫液進(jìn)行活菌培養(yǎng)計(jì)數(shù)時(shí)，本方法沒(méi)有規(guī)定洗脫液的取量，取量的大小會(huì)影響試驗(yàn)的精確度，因?yàn)橄疵撘毫看螅罹鷶?shù)太多，造成不易觀察，洗脫液量小，活菌數(shù)太少，而影響統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算。

本方法還規(guī)定了的樣品抗霉菌性能的測(cè)定，制備孢子懸液過(guò)程中，在振蕩分散成團(tuán)孢子時(shí)，加入的是40ml洗脫液（由土溫80或N－甲基乙磺酸或二辛磺化丁二酸鈉制成的0.05%的水溶液），而且用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，制成濃度為1×10⁶±2×10⁵的孢子懸液。在最后評(píng)定等級(jí)時(shí)分為三級(jí)，為0、1、2級(jí)。

2．JIS　Z　2801：2000

本方法適用于抗菌塑料、陶瓷、金屬等制品的抗菌性能的測(cè)試，其基本原理是將菌液接種于樣品表面，覆蓋薄膜使菌液分散，分別作“0”接觸時(shí)間培養(yǎng)和一定時(shí)間培養(yǎng)，然后將樣品洗脫，活菌計(jì)數(shù)，最后計(jì)算抗菌活性值。

本方法中樣品洗脫方法不同于QB/T　2591　2003試驗(yàn)方法中的洗脫方法，洗脫過(guò)程是在stomacher袋中進(jìn)行，內(nèi)加10mlSCDLP肉湯當(dāng)作洗脫液，用手隔袋揉搓樣品和薄膜進(jìn)行洗脫，此種洗脫方法可以徹底清洗掉樣品或薄膜表面上的細(xì)菌，避免細(xì)菌殘留于表面，提高了試驗(yàn)精確度，易于操作。另外，本試驗(yàn)方法還設(shè)定了“0”接觸時(shí)間培養(yǎng)過(guò)程，以測(cè)定試驗(yàn)有效性。最后，本試驗(yàn)方法的結(jié)果計(jì)算中運(yùn)用對(duì)數(shù)值來(lái)表現(xiàn)抗菌活性值。

3、ASTM　G　21-96試驗(yàn)方法（抗霉菌）

本標(biāo)準(zhǔn)適用于抗菌合成高分子材料、抗菌塑料、抗菌陶瓷等制品的抗霉菌性能的測(cè)試，包括管、棒、片材和薄膜材料抗霉菌性能的測(cè)定還簡(jiǎn)單的提及到了抗菌樣品光學(xué)、機(jī)械、電子性能的變化的測(cè)定。本方法對(duì)不同形狀、性質(zhì)的樣品的標(biāo)準(zhǔn)試樣分別作了規(guī)定，包括塑料方片、棒或管、漆膜類材料等。

在制備孢子懸液時(shí)，振蕩使成團(tuán)孢子分散時(shí)，不同于QB/T　2591-2003方法，而是加入45ml無(wú)菌水，計(jì)數(shù)時(shí)用計(jì)數(shù)器，最后評(píng)價(jià)等級(jí)時(shí)，本方法規(guī)定的很細(xì)致，分為0、1、2、3、4級(jí)，對(duì)五個(gè)等級(jí)分別規(guī)定了不同范圍。而且本試驗(yàn)方法還對(duì)抗菌制品的物理性能、光性能或電性能的測(cè)定作了簡(jiǎn)單的說(shuō)明。

4、JC/T　897－2002試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)方法是抗菌陶瓷的抗細(xì)菌性能的測(cè)定，是國(guó)內(nèi)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本方法原理同抗菌塑料的抗細(xì)菌性能測(cè)定相似，也是將細(xì)菌接種于樣品表面，通過(guò)覆蓋薄膜的方式使細(xì)菌在樣品上分散均勻，在一定溫度和濕度下培養(yǎng)一定時(shí)間，后洗脫樣品，對(duì)“0”接觸時(shí)間培養(yǎng)和一定時(shí)間培養(yǎng)的洗脫液中細(xì)菌做活菌培養(yǎng)計(jì)數(shù)，計(jì)算抗菌制品的抗菌率。

　　　　　　　　　　　　　

第五節(jié) 抗菌整理劑與衛(wèi)生整理工藝

一、概述

抗菌衛(wèi)生整理技術(shù)是一門牽涉面十分廣闊的邊緣學(xué)科，涉及到染整、化工、醫(yī)學(xué)、微生物學(xué)等諸多學(xué)科。該技術(shù)將抗菌整理劑應(yīng)用于紡織品上，可以提供給織物不同程度的抗菌功能?？咕碇兴褂玫目咕鷦┰谥T多方面存在著差異，包括其自身的化學(xué)性質(zhì)、使用方法、作用方式、對(duì)人類及環(huán)境的影響，以及表現(xiàn)在不同纖維上的持久性、成本及如何與不同的微生物發(fā)生作用等。

抗菌劑種類繁多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球整個(gè)抗菌劑市場(chǎng)每年增長(zhǎng)率約為10-12%。其中天然抗菌劑的比率占整個(gè)抗菌劑的比率為10%左右?，F(xiàn)在全球抗菌劑市場(chǎng)規(guī)模約120億美元，其中美國(guó)抗菌劑市場(chǎng)約為20億美元。

1、抗菌整理劑的概念

抗菌劑通常是指用于活組織防治微生物的藥物。它有別于通常所使用的用于無(wú)生命物體上微生物控制的化學(xué)制劑（消毒劑、滅菌劑等）?？咕鷦┚哂写碳ば孕?，使用濃度及毒性較低，作用溫和等特點(diǎn)，不會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)。它與消毒劑的主要區(qū)別在于：抗菌劑主要用于抑制或妨礙微生物生長(zhǎng)、繁殖及其活性，并具有一定的殺滅作用，多用于活體組織表面。后者則主要用于清除或殺滅非活性物體表面上的病原微生物，使其達(dá)到消毒或滅菌的要求。而滅菌劑是可以殺滅一切微生物（包括細(xì)菌芽孢）使其達(dá)到滅菌要求的制劑。

日本“纖維制品衛(wèi)生加工協(xié)議會(huì)”（SEK）要求抗菌劑需要對(duì)兩種以上小動(dòng)物的急性經(jīng)口毒性大于1000mg/kg，Ames試驗(yàn)結(jié)果陰性，按照日本產(chǎn)業(yè)皮膚衛(wèi)生協(xié)會(huì)的試驗(yàn)方法進(jìn)行的皮膚刺激試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該為陰性。

常見(jiàn)的抗菌劑一般可分為三類，即有機(jī)類、無(wú)機(jī)類和天然類。每種抗菌劑各有其優(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(wèn)題，難以用于合成纖維紡絲工藝；天然類抗菌劑，如某些殺菌植物、礦物，其應(yīng)用范圍窄，多數(shù)嚴(yán)重影響織物的色光；無(wú)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(wèn)題。

2、抗菌整理劑的理想特征^[7]

現(xiàn)階段對(duì)抗菌紡織品的要求主要包括：具有高效廣譜的抗菌能力；抗菌效果持久，耐洗滌、耐磨損、壽命長(zhǎng)；耐熱、耐日照、不易分解失效，柔軟、透濕、舒適性佳；使用安全，對(duì)健康無(wú)害，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

抗菌整理劑的理想特征是：

（1）高效抗菌

一般纖維及織物中要求抗菌劑的含量低于3 %的情況下確保纖維及織物具有明顯的殺滅和抑制微生物的效果。

（2）廣譜

即對(duì)包括細(xì)菌、霉菌、病毒和酵母菌等多種微生物都具有抑制或殺滅作用。

（3）安全性高

安全性要求抗菌劑本身無(wú)毒性、無(wú)皮膚刺激性和過(guò)敏性，對(duì)使用者不造成任何不良影響；并對(duì)環(huán)境友好，使用過(guò)程和使用后盡量不污染環(huán)境。在抗菌劑安全性評(píng)價(jià)中，急性毒性指標(biāo)是最重要的，如LD₅₀（半數(shù)致死量），對(duì)皮膚、粘膜和眼睛的刺激等。除急性毒性外，紡織品用抗菌劑的慢性毒性問(wèn)題也應(yīng)引起足夠的重視。

（4）耐久性好

耐洗滌、干洗等，具有耐久性。

（5）抗菌劑的加入不會(huì)對(duì)紡織品的常規(guī)性能產(chǎn)生不良影響，不損傷纖維和織物，使織物具有良好的透氣性，不使織物產(chǎn)生色變，不影響織物的白度，并在存儲(chǔ)和使用過(guò)程中具有良好的穩(wěn)定性。

（6）加工方法簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，成本低廉。

（7）與其他整理劑具有相容性。

1. 抗菌整理劑的作用機(jī)理和方式

抗菌整理劑的品種不同，其抗菌機(jī)理和作用方式亦不同。其作用機(jī)理主要有以下幾種：^[8]

（1）使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)各種代謝酶失活，從而殺滅細(xì)菌；

（2）與細(xì)胞內(nèi)蛋白酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞其機(jī)能；

（3）抑制孢子生長(zhǎng)，阻斷DNA合成，從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)；

（4）極大地加快磷酸氧化還原體系，打亂細(xì)胞正常的生長(zhǎng)體系；

（5）破壞細(xì)胞內(nèi)的能量釋放體系；

（6）阻礙電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng)及氨基酸轉(zhuǎn)酯的生成；

（7）其他。

部分抗菌整理劑的殺菌作用方式，主要見(jiàn)下表：

表6.部分抗菌劑的抗菌作用方式^[9]

	殺菌作用	化合物名稱
影響呼吸系統(tǒng)	氧化性磷酸化	鹵化苯酚、硝基酚、四氯-2三氟甲基苯并咪唑、水楊酰苯胺
	破壞-SH基	三氯甲基硫化合物、四氯異酞腈、奈醌類、異硫氰酸酯、錫化合物、銅化合物
	影響DNA復(fù)制	苯并咪唑化合物、甲基噻吩烷
	影響電子傳遞系統(tǒng)	硝基糠腙類、香芹肟、硫化酚芹
破壞膜作用	破壞細(xì)胞壁合成系統(tǒng)	鹵化苯酚、烷基苯酚、硝基酚、對(duì)羥基苯甲酸酯、異硫氰酸酯
	破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜	季銨鹽、脂肪族胺、咪唑

通常抗菌整理劑的作用方式有兩種：一種是傳統(tǒng)釋放型的抗菌劑，它離開(kāi)紡織品后與微生物產(chǎn)生反應(yīng)；另一種為非傳統(tǒng)型抗菌劑，它以分子狀態(tài)與織物結(jié)合，利用電子吸附(細(xì)胞膜的生化反應(yīng))的方式，將與它們接觸的微生物殺滅。^[10] 

釋放型抗菌劑經(jīng)常在使用的過(guò)程中有不規(guī)則的損耗，有些公司將釋放型技術(shù)應(yīng)用在纖維內(nèi)，且為了延長(zhǎng)抗菌劑的使用壽命將釋放速率降低，或者甚至將它們加到磷酸鋯層狀結(jié)構(gòu)中或玻璃陶瓷中。不管釋放型抗菌劑是被混入到纖維里、放入固著劑內(nèi)或簡(jiǎn)單地僅是添加到織物中，它們的功能都是相同的。在一定時(shí)間內(nèi)，有一定量的藥劑釋放出來(lái)，從而殺死或抑制微生物的繁殖。

另外一種抗菌整理技術(shù)是：利用抗菌劑分子所帶的正電荷(陽(yáng)離子)產(chǎn)生殺菌作用。它以物理性方式覆蓋在織物表面，不會(huì)進(jìn)入皮膚保護(hù)層，就不會(huì)影響皮膚的常在細(xì)菌。

1. 抗菌衛(wèi)生整理工藝

抗菌整理加工是在紡織品印染、整理過(guò)程中，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：

• 反應(yīng)性樹(shù)脂將抗菌劑熱固定于纖維上
• 以成膜物質(zhì)為媒介，將抗菌劑固定與織物上
• 抗菌劑吸附于纖維
• 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

代表性抗菌整理加工法，大致介紹如下：

1. 以反應(yīng)性樹(shù)脂為媒介，使抗菌劑熱固著在織物上的方法。

該加工方法是用抗菌劑處理織物，在反應(yīng)性樹(shù)脂的媒介作用下，將抗菌劑熱固著在織物中。

例如，在微粉狀殼聚糖水溶液中，混合可成膜的反應(yīng)性樹(shù)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0.5-3分鐘，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）抗菌劑吸附固著在纖維表面的方法。

例如，在滌綸織物染色后的還原洗凈或皂洗操作時(shí)，將織物浸漬在加熱到50-100℃的0.05%（V/V）1，1-六甲撐-雙[5-（4-氯苯基）雙胍]二鹽酸鹽溶液中，處理15-60分鐘，脫水后經(jīng)干燥工序，使抗菌劑吸附固著在纖維表面。用該加工法制造的代表性商品如Naigai的“Odoiute”，日本蠶絲染色的“Sandaulon SSN”。

3）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。

該加工法是通過(guò)纖維表面的羥基和有機(jī)硅系季銨鹽的三甲氧基產(chǎn)生共價(jià)鍵，將抗菌劑固著在纖維上。

例如，用浸漬法和浸軋法，將有機(jī)硅系季銨鹽（如JLSUN^(R)SCJ-877）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，纖維表面與抗菌劑成分中的氧原子形成共價(jià)鍵，同時(shí)，使有機(jī)硅反應(yīng)性樹(shù)脂接枝共聚，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(cāng)紡的Cransil等。

4）用噴濺法將金屬附著在纖維表面的方法。

自1852年Grrove發(fā)現(xiàn)噴濺現(xiàn)象以來(lái)，它就用于制作薄膜。噴濺法有二極直流噴濺法、高頻噴濺法、磁控管噴濺法、反應(yīng)性噴濺法。

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(kāi)始將真空裝置內(nèi)的壓力減小到1*10^-3 帕后，在直流電壓100-1000伏下放電30分鐘，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(dòng)速度設(shè)定為10轉(zhuǎn)/分，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（12-120秒）噴濺。用該加工法制造的產(chǎn)品目前尚未商品化。

二、有機(jī)抗菌整理劑

有機(jī)類抗菌整理劑可以分為兩種類型，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，而能通過(guò)與水接觸被帶走，這類抗菌整理劑主要用于用即棄類紡織品(一次性紡織品)上；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(guò)的織物對(duì)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。由于非溶出型抗菌劑與織物依靠牢固的化學(xué)鍵形成一體，藥劑不進(jìn)入微生物的細(xì)胞內(nèi)，對(duì)細(xì)胞核（遺傳因子）沒(méi)有影響，不會(huì)出現(xiàn)耐藥菌。此外，非溶出型抗菌劑不會(huì)被人體的分泌物吸收而進(jìn)入體內(nèi)，對(duì)人體和環(huán)境具有很高的安全性能。

1、溶出型抗菌整理劑

（1）醛類

醛類化合物中，作為抗菌劑應(yīng)用最早和最普遍的是甲醛。低濃度的甲醛為抑菌劑，高濃度可作為滅菌劑，其殺菌譜廣，對(duì)細(xì)菌的繁殖體和芽胞等均有殺滅作用，但由于甲醛的致癌問(wèn)題，該化合物早已被禁止使用。

另一種人們熟知的醛類化合物是戊二醛，它具有良好的抗菌作用，但由于其具有令人難以忍受的氣味和刺激性，幾乎已沒(méi)有人使用。

（2）酚類

    如五氯苯酚、四溴鄰甲酚、水楊酸苯胺、二羥二氯二苯基甲烷等。

酚類抗菌劑性質(zhì)比較穩(wěn)定，抑菌能力強(qiáng)，在使用濃度下對(duì)人基本無(wú)害；但大多都有特殊的氣味，而且殺菌能力有限，對(duì)皮膚有一定刺激性，并且易變色。該類化合物通常用于紡織品坯布的防霉防腐。這類抗菌劑的代表性產(chǎn)品有：烯化雙酚鈉鹽，2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇烷基二甲基銨鹽，對(duì)氯間二甲酚等。

（3）醇類

醇類具有比較可靠的抗菌作用。用于皮膚消毒的醇類抗菌劑主要有乙醇、異丙醇和正丙醇，用正丙醇體積分?jǐn)?shù)40%-60%，異丙醇體積分?jǐn)?shù)60%或乙醇體積分?jǐn)?shù)60%-80%在手上涂擦1分鐘，可使暫居的菌量減少99.9%以上。但由于該類化合物的可揮發(fā)性，很難用于紡織品的抗菌處理，只有在濕紙巾等特殊有密封包裝的情況下才能使用。

（4）表面活性劑類

具有抗菌作用的表面活性劑主要有季銨鹽類化合物。季銨鹽類抗菌劑抑菌濃度較低，毒性與刺激性小，使用方便，性質(zhì)穩(wěn)定。由于其水溶性好，難以獲得耐久性，只能用于對(duì)洗滌沒(méi)有要求的一些產(chǎn)品上。

（5）有機(jī)雜環(huán)化合物

如吡唑類、嘧啶類、吡咯類。

（6）其他有機(jī)化合物

如五氯苯基月桂酸、三苯甲烷染料孔雀綠和結(jié)晶紫等。

（7）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。

2、非溶出型抗菌整理劑

（1）有機(jī)硅—季銨鹽抗菌整理劑

目前，使用范圍最廣的抗菌整理劑之一是有機(jī)硅—季銨鹽類抗菌整理劑。北京潔爾爽高科技有限公司（原山東巨龍化工有限公司）的SCJ-877和美國(guó)Dow Corning公司的DC-5700都屬于同類產(chǎn)品。經(jīng)EPF測(cè)試的急性毒性LD₅₀為12.27g/kg,對(duì)兔子試驗(yàn)未見(jiàn)皮膚刺激性，魚(yú)毒性LD₅₀為56g/L，其他如亞急性毒性、異變性、催畸形性、粉膜刺激性及襪、穿著等試驗(yàn)都是安全的.

下面就以SCJ-877為例對(duì)此類抗菌劑進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

SCJ-877的主要化學(xué)結(jié)構(gòu)：

                          OCH₃      CH₃

                         │        │

[H₃ CO–Si-(CH₂)₃–N-C₁₈ H₃₇ ]⁺Cl^-

                         │        │

                         OCH₃       CH₃

其主要成分的化學(xué)名稱是3-（三甲氧基甲硅烷基）丙基二甲基十八烷基氯化銨，一般為含40%有效成分的乙醇溶液，外觀呈琥珀色，pH值為7.5，可以溶解在水中。該抗菌劑在125℃以下穩(wěn)定，溫度在-17.7～50℃之間變化10次仍然穩(wěn)定^[11]。其合成反應(yīng)是：

催化劑

Cl₃SiH + ClCH₂CH=CH₂           ClCH₂CH₂CH₂SiCl₃

 

ClCH₂CH₂CH₂SiCl₃  + 3MeOH       ClCH₂CH₂CH₂Si(OMe)₃  + 3HCl

CH₃                               Me

ClCH₂CH₂CH₂Si(OMe)₃  +    N-C₁₈H₃₇      (MeO)₃SiCH₂CH₂CH₂- N⁺  -C₁₈H₃₁Cl^-    [I]

               CH₃                                                             Me

在化學(xué)結(jié)構(gòu)上，SCJ-877左端的三甲氧基硅烷基具有硅烷偶合性。當(dāng)用水稀釋時(shí)，由于甲氧基與水結(jié)合析出甲醇即會(huì)形成硅醇基。其反應(yīng)式如下：

                            +H₂O

(H₃ CO)₃Si-N⁺R                (HO)₃Si-N⁺R

                           -3CH₃OH

SCJ-877與纖維的結(jié)合方式為離子鍵合和共價(jià)鍵合。纖維具有羥基，抗菌劑的硅醇基基團(tuán)[I]中- Si(OMe)₃使水溶性的季銨鹽抗菌化合物有可能化學(xué)性的結(jié)合到織物上，即與纖維表面及彼此之間的脫水縮合反應(yīng)，從而與纖維鍵合。此外，因?yàn)镾CJ-877為陽(yáng)離子，可與纖維的陰離子結(jié)合成離子鍵。

在發(fā)生這些結(jié)合的同時(shí)，硅本身也會(huì)發(fā)生接枝聚合，在纖維表面自身縮聚成堅(jiān)牢的薄膜。與棉的情況不同，合纖并不含有許多羥基，但它在合纖上也能堅(jiān)牢地結(jié)合，原因就在于此，用電子顯微鏡確認(rèn)了這一點(diǎn)。

SCJ-877在纖維表面形成強(qiáng)而有力的結(jié)合，見(jiàn)下圖。

 

 

 

圖3.SCJ-877的共價(jià)鍵結(jié)合模型圖

另一方面，經(jīng)水稀釋的SCJ-877在形成硅醇基的同時(shí)，SCJ-877的陽(yáng)離子（N⁺）因纖維表面帶負(fù)電荷而被吸引，形成離子鍵結(jié)合（靜電結(jié)合），加上前述的SCJ-877彼此之間的脫水縮合反應(yīng)，即使其在纖維表面上形成堅(jiān)固的覆膜，見(jiàn)下圖。

 

 

圖4.SCJ-877的離子鍵結(jié)合（靜電結(jié)合）模型

上述介紹了SCJ-877在纖維表面有共價(jià)鍵和離子鍵兩種結(jié)合方式。實(shí)際上，在纖維表面不是單一的一種結(jié)合方式，而是共價(jià)鍵和靜電結(jié)合兩種方式同時(shí)發(fā)生，形成耐久性優(yōu)越的覆膜。見(jiàn)下圖。

 

 

 

 

 

 

圖5.SCJ-877的結(jié)合模型圖

實(shí)驗(yàn)證實(shí)，SCJ-877不僅使纖維素纖維具有優(yōu)良長(zhǎng)久的抗菌功能，也可用于滌綸、錦綸合成纖維或混紡、交織產(chǎn)品，使之具有較好的抗菌效果。雖然季銨鹽的抑制微生物的效果良好，但它具有水溶性，在洗滌或水洗時(shí)會(huì)發(fā)生溶解，不能保持其效果，所以往往采用有機(jī)硅作為媒介。季銨鹽與有機(jī)硅結(jié)合后即可改善這一缺陷。有機(jī)硅能使季銨鹽在纖維表面與纖維形成化學(xué)鍵，使其與纖維發(fā)生化學(xué)結(jié)合，從而具有長(zhǎng)效的抗菌效果。

這類整理劑對(duì)人體無(wú)害，它與纖維交聯(lián)，即通過(guò)化學(xué)結(jié)合方法使之停留在織物上，經(jīng)過(guò)與皮膚接觸而直接作用于人體，達(dá)到抑制菌類生長(zhǎng)的目的。微生物一接觸季銨鹽，則破壞微生物的細(xì)胞壁，喪失存活能力。純棉織物經(jīng)過(guò)SCJ-877抗菌衛(wèi)生處理后，抑菌率可達(dá)99%。

SCJ-877的殺菌機(jī)理與一般的季銨鹽類化合物一樣，也是破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，即作用于細(xì)胞的表層。推斷SCJ-877的殺菌機(jī)理有如下兩種方式：

[推論一] 細(xì)菌的細(xì)胞壁表面帶負(fù)電荷。細(xì)菌被結(jié)合在纖維表面上的SCJ-877中的陽(yáng)離子部分吸引到纖維的表面，其長(zhǎng)鏈烷基(-C₁₈ H₃₇ )穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁，導(dǎo)致細(xì)菌的內(nèi)容物滲出而死亡。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖6.SCJ-877的殺菌模型圖 （推論1）

[推論二] 細(xì)菌的細(xì)胞壁表面帶負(fù)電荷。SCJ-877上的陽(yáng)離子將細(xì)菌表面上所帶的負(fù)電荷吸引到抗菌劑的一側(cè)，使和SCJ-877相接觸的細(xì)菌的對(duì)側(cè)細(xì)胞壁上的負(fù)電荷減少，繼而細(xì)胞壁破裂，導(dǎo)致內(nèi)容物滲出，細(xì)菌死亡。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖7.SCJ-877的殺菌模型圖 （推論2）

一般的有機(jī)硅季銨鹽類抗菌劑都是破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，即作用于細(xì)胞的表層。帶有正電荷或微弱正電場(chǎng)的抗菌劑通過(guò)靜電場(chǎng)的作用將帶有負(fù)電的細(xì)菌刺穿，使細(xì)胞壁破裂，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)漏泄，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。有人稱之為“物理抗菌”或“正電場(chǎng)抗菌”。

常用的有機(jī)硅—季銨鹽抗菌整理方法有浸漬法和浸軋法。配制工作液時(shí)要在攪拌下，將SCJ-877加入水中，否則會(huì)產(chǎn)生凝聚；還可以加入滲透劑。事先必須要將被處理物充分洗凈，處理后在80-120℃下烘干，去除水分等，使硅烷醇基在表面完全縮合，不需高溫定形處理，工藝非常簡(jiǎn)單，容易操作。

但需要注意的是，該類抗菌劑對(duì)那些不帶負(fù)電的細(xì)菌就沒(méi)有抗菌作用。同時(shí)陽(yáng)離子季銨鹽很容易和陰離子表面活性劑如肥皂反應(yīng)，使該類抗菌劑的正電性消失，從而失去抗菌作用。所以這種曾一度被認(rèn)為最好的抗菌劑也是需要滿足不使用陰離子活性劑等某些條件才能具有較好的耐久性。

大體上SCJ-877可與陽(yáng)離子類、非離子類助劑同浴拼用，但陰離子類加工劑必須二浴二步加工。

（2）二苯醚類抗菌整理劑

二苯醚類抗菌整理劑為非離子型白色漿體，容易分散在水中，工作液的濃度為2%，pH為7左右，與纖維的固著需要依靠反應(yīng)型樹(shù)脂才能完成。

這種加工劑具有使微生物死亡的功能，它阻止微生物細(xì)胞或者細(xì)胞壁的活動(dòng)功能，防止細(xì)菌的繁殖，從而達(dá)到抗菌防臭的目的。

這類抗菌整理劑的基本原理是二苯醚類化合物在纖維表面形成不溶性沉淀物或擴(kuò)散進(jìn)入纖維的皮層。

 

此類抗菌劑對(duì)纖維沒(méi)有親和性，因而最好采用浸軋法處理。另外，由于是非離子型乳化分散液，所以與其他的助劑、柔軟劑拼用也很容易。特別是具有良好的耐熱性，這也是二苯醚類抗菌劑的一大特征。

除浸軋法外，也可以根據(jù)產(chǎn)品的不同選用進(jìn)行浸漬—脫水—干燥的間歇式加工法或噴霧加工法等。

例如，腈綸纖維在40-140℃下，用含有0.01%-10%（o.w.f.）2，2，4’-三氯-2’-羥基二本醚、氟化物和陽(yáng)離子分散劑加工處理幾十秒幾十分鐘，處理后的織物具有殺菌性和拒水、拒油性。其中氟化物可為氟乙烯、含氟烴的聚（甲基）丙烯酸酯等。

二苯醚類抗菌劑主要有以下優(yōu)點(diǎn)：抗菌效果好；具有較好的耐久性能；不破壞織物的手感、外觀；不降低織物的強(qiáng)力；處理方法簡(jiǎn)易；加工費(fèi)用低廉。但2，4，4’-三氯-2’羥基二苯醚與含氯漂白劑反應(yīng)生成有毒氯化物衍生物，反應(yīng)式如下:

        

上述生成物經(jīng)熱或紫外線照射后，會(huì)進(jìn)一步生成四氯二氧雜環(huán)己烷(即四氯二噁氧)的致癌物質(zhì)[2、3]，所以已經(jīng)被禁止使用。

（3）有機(jī)氮抗菌整理

有機(jī)氮抗菌整理劑能抑制白癬菌(真菌)、金黃色葡萄球菌(革蘭氏陽(yáng)性菌)和大腸桿菌(革蘭氏陰性菌)，效果較前兩種整理方法更好。

滌綸、錦綸和丙烯腈纖維織物，浸軋含有聚氧化烯基和≥2個(gè)自由基聚合雙鍵的單體和含

R₁

                          ∣

CH₂  = CH–C–NH–C - CH₂ - SO₃ H

                   ‖     ∣

O      R₂

的水溶液混合物中，浸軋后聚合（如用電子束照射），織物再在

-[(CH₂)₆-NH-C-NH-C-NH]_n- HCl

‖   ‖

NH   NH

的水溶液處理，然后軋水烘干。整理后的織物具有良好的抗菌性和抗靜電性與防污性。對(duì)比表明，有機(jī)氮的抑菌效果好，但大批量生產(chǎn)仍在實(shí)驗(yàn)中。

這類抗菌劑的主要代表產(chǎn)品有：北京潔爾爽高科技有限公司的SCJ-875、SCJ-126，AVECIA BIOCIDES公司的REPUTEX20抗菌劑、瑞士Santized公司的T9604抗菌劑等。

SCJ-875是陽(yáng)離子性淡黃色透明液體，Ph值6-7，相對(duì)密度1.02（20℃），可溶于水、醇中。SCJ-875是帶有活性基團(tuán)和有機(jī)氮結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子型高分子化合物，其中有機(jī)氮結(jié)構(gòu)為：

NH     ⁺NH₂

‖      ‖

            ——R₁      C       C       R₂——

 

                    NH      NH      NH      n

它屬于“物理抗菌”，適用各種纖維，賦予織物良好的抗菌效果，主要用于內(nèi)衣、內(nèi)褲、襪子、浴巾、床單、毛地毯、裝飾用布等各種紡織品的抗菌衛(wèi)生整理。可與柔軟劑同浴使用。

浸軋法：織物→浸軋（軋液率75%，20～50g/L SCJ-875）→烘干（70～100℃,3～6min）→焙烘（120～140℃，30～60s）→成品

浸漬法：抗菌劑SCJ-875：1%～4%（o.w.f）→浴比：1:10～15,溫度50～60℃

        織物→浸漬→脫水→烘干（80～110℃）

抗菌防臭整理劑Jlsun^（R）SCJ-126是有機(jī)氮化合物和氯苯咪唑類化合物。它的外觀為淡黃色粉末，無(wú)毒、不燃、不爆?？咕跾CJ-126對(duì)纖維的白度、色光、強(qiáng)力、手感和透氣性無(wú)不良影響。它具有良好的安全性、廣譜高效的抗菌性?？咕跾CJ-126使用方便，適用于生產(chǎn)抗菌粘膠纖維，它和粘膠液有良好的相溶性，通常加入到磺化罐中。

抗菌防臭粉SCJ-126的用量是0.2%～0.6%（o.w.f），通常用量多為0.4%。使用時(shí)，首先把抗菌防臭粉SCJ-126用粘膠液稀釋，然后再加入到磺化罐中，這樣可以使抗菌防臭粉SCJ-126和粘膠液充分混合。

（4）帶有活性基團(tuán)和吡卟酰胺結(jié)構(gòu)的氯苯咪唑類高分子化合物

北京潔爾爽高科技有限公司的抗菌防臭整理劑SCJ-963和SCJ-2000都屬于這類的抗菌整理劑。

抗菌防臭整理劑SCJ-963是一種永久型衛(wèi)生整理劑,它具有良好的安全性、廣譜高效的抗菌性和優(yōu)異的耐洗滌性?？咕韯㏒CJ-963價(jià)格低廉,使用方便,適用于棉、麻、絲、毛、滌棉、錦綸、晴綸、粘纖等織物的抗菌衛(wèi)生整理。如生產(chǎn)具有抗菌、防臭、防霉功能的床單、內(nèi)衣、毛巾、襪子、地毯、無(wú)紡布、鞋用布、室內(nèi)裝飾用品、空氣過(guò)濾材料等。

抗菌防臭整理劑SCJ-963的主要成分是帶有活性基團(tuán)和吡卟酰胺結(jié)構(gòu)的氯苯咪唑類高分子化合物。SCJ-963上帶有的活性基團(tuán)可與纖維上的-OH、-NH-形成共價(jià)鍵,使抗菌處理后的織物具有優(yōu)異的耐洗滌性;SCJ-963帶有的多種抗菌基團(tuán)作用于細(xì)菌的細(xì)胞膜,使細(xì)胞膜缺損,通透性增加,細(xì)胞內(nèi)的胞漿物外漏,也可阻礙細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,造成菌體內(nèi)核蛋白體的耗盡,從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡;SCJ-963帶有的抗菌基團(tuán)還選擇性地作用于真菌細(xì)胞膜的麥角固醇,使細(xì)胞膜通透性改變,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的重要物質(zhì)流失,而使真菌死亡。

抗菌防臭整理劑SCJ-963由SCJ-963A和SCJ-963B兩組分構(gòu)成，其中SCJ-963A外觀為無(wú)色透明液體，可溶于冷水，有效成分含量為85%±1%，PH值6-7，無(wú)毒、不燃、不爆、對(duì)人體安全；SCJ-963B是與SCJ-963A配套使用的偶聯(lián)劑，外觀為淡黃色透明液體，可溶于冷水，有效成分含量95%，PH值6-7（10%水溶液），無(wú)毒、不燃、不爆、對(duì)人體安全。抗菌整理劑SCJ-963對(duì)織物的白度、色光、強(qiáng)力、手感、吸水性和透氣性無(wú)不良影響。

抗菌防臭整理劑SCJ-963處理織物的方法可以是浸軋、浸漬、噴霧、涂層、涂刷。SCJ-963的用量是1.5%～4%o.w.f.,通常用量多為2%～3%o.w.f.,具體用量根據(jù)被處理織物的品種和用途而確定。

浸軋工藝：

• 工藝流程

織物-->漂染-->烘干-->浸軋抗菌溶液(軋液率75%)-->烘干(80-110℃，以織物不含水分為度)-->拉幅150℃,30秒(或120-130℃,2-4分鐘)

• 工藝配方(以軋液率75%為例)

a、內(nèi)銷品牌產(chǎn)品

SCJ-963A                          40克/升

SCJ-963B                          10克/升

非離子或陽(yáng)離子有機(jī)硅柔軟劑        適量

b、出口產(chǎn)品

SCJ-963A                          20克/升

SCJ-963B                          5克/升

非離子或陽(yáng)離子有機(jī)硅柔軟劑        適量

據(jù)潔爾爽公司介紹,內(nèi)銷品牌產(chǎn)品不僅要在抗菌效果測(cè)試時(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,而且要在抗菌紡織品的使用過(guò)程中讓消費(fèi)者明顯感覺(jué)到抗菌、防臭、防霉、止癢效果，因此他們建議使用配方a；出口到美國(guó)、日本、西歐、澳大利亞的產(chǎn)品要求在抗菌效果測(cè)試時(shí)達(dá)到國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，使用配方b就能滿足其要求。

浸漬工藝:

• 工藝流程.織物-->漂染-->抗菌柔軟(浴比1:10-15)-->脫水-->烘干                                  

SCJ-963A,SCJ-963B           棉50-80℃X30-40min

     柔軟劑,    織物           絲、毛85-95℃X30-40min                                                       10-20min                           脫水 烘干  

室溫                    

l          工藝配方

a、內(nèi)銷產(chǎn)品

 SCJ-963A                         4%

         SCJ-963B                         1%

         非離子或陽(yáng)離子有機(jī)硅柔軟劑       適量

b、出口產(chǎn)品

SCJ-963A                         2.0%

SCJ-963B                         0.5%

         非離子或陽(yáng)離子有機(jī)硅柔軟劑       適量

抗菌防臭整理劑SCJ-2000和SCJ-963的結(jié)構(gòu)與組分相似，不同之處就是SCJ-2000帶有高活性反應(yīng)基團(tuán)。它也是一種永久型非溶出性抗菌衛(wèi)生整理劑,具有良好的安全性、廣譜高效的抗菌性和優(yōu)異的耐洗滌性。抗菌防臭整理劑SCJ-2000適用于棉、麻、絲、毛、滌棉、錦綸、粘纖等織物的抗菌衛(wèi)生整理，特別適用于純棉針織物和毛巾的浸漬法抗菌防臭處理。如生產(chǎn)具有抗菌、防臭、防霉功能的床單、內(nèi)衣、毛巾、襪子、地毯、無(wú)紡布、鞋用布、裝飾用布、空氣過(guò)濾材料等。

中國(guó)人民解放軍衛(wèi)生檢測(cè)中心、 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院、日本纖維制品檢驗(yàn)中心、日本紡織檢查協(xié)會(huì)、日本化纖檢查協(xié)會(huì)、SGS、ITS等多家權(quán)威單位測(cè)試和應(yīng)用證明:SCJ-2000 抗菌整理后的織物具有極高的抗菌、消炎、防臭、防霉、止癢、收斂作用,可以高效地殺滅接觸織物的金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、淋球菌(國(guó)內(nèi)流行株)、淋球菌(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)耐藥株)、鏈球菌、肺炎球菌、腦膜炎球菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、肺炎桿菌、綠膿桿菌、枯草桿菌、蠟狀芽胞桿菌、白色念珠菌、絮狀表皮癬菌、石膏樣毛癬菌、紅色毛癬菌、青霉菌、黑曲霉菌等有害菌,洗滌100次后對(duì)金黃色葡萄球菌等的抑菌率仍達(dá)99.9%以上；對(duì)皮膚無(wú)刺激、無(wú)過(guò)敏反應(yīng),對(duì)人體無(wú)毒,無(wú)致畸性，無(wú)致突變性，無(wú)潛在致癌性，不含甲醛和重金屬離子等有害物質(zhì)，符合環(huán)保要求；能有效地預(yù)防沙眼、結(jié)膜炎、淋病、盆腔炎、呼吸器官感染等疾病的傳染,對(duì)防治腳癬、股癬、濕疹、癤癰、汗臭、腳臭、皮膚騷癢有顯著效果。

（5）硝基呋喃類抗菌整理劑

此類化合物是人們最感興趣的整理劑，原蘇聯(lián)對(duì)這類整理劑研究較多。經(jīng)它處理的纖維具有廣譜的抗菌性。5-硝基呋喃化合物借助銅鹽（如醋酸銅）沉積在纖維素織物上可獲得良好的抗菌性。使用硝基呋喃系化合物以及銅鹽和二氰基二肼樹(shù)脂的絡(luò)合物對(duì)纖維素織物進(jìn)行抗微生物處理，已獲得原蘇聯(lián)國(guó)家專利。

（6）雙胍類

此類抗菌劑的代表產(chǎn)品是1，1’-六亞甲基雙[5-(4-氯苯)雙胍]二葡糖酸鹽（商品名PBH）。急性毒性LD₅₀為1g/kg-2g/kg,毒性較低，安全性高，對(duì)熱比較穩(wěn)定，耐光性稍差，對(duì)細(xì)菌有較高的抗菌活性，但對(duì)真菌效果較低。在雙胍結(jié)構(gòu)的抗菌劑中，凡水溶性低的產(chǎn)品均可用于紡織品的抗菌衛(wèi)生整理，效果也較好。^[12]其抗菌機(jī)理是分子中的陽(yáng)離子與微生物細(xì)胞表面的陰離子部位靜電吸附，使細(xì)胞表層結(jié)構(gòu)變形而破壞，從而抑制細(xì)菌繁殖。^[13]該類化合物具有毒性低、刺激性小的特點(diǎn)。將之混入錦綸等紡絲原液，能賦予纖維抗菌性。另外，由于其耐熱性能好，除可作抗菌整理劑，還可作合成纖維改性紡絲添加劑。

（7）將織物浸軋?jiān)诤蠳,N-二甲基 - N’- 苯基–N’-（二氯氟甲基硫代）磺酰胺和聚乙二醇烷基醚的水分散體溶液中，浸軋后烘干，處理后的織物經(jīng)20次洗滌仍具有優(yōu)異的抗菌性。

（8）2-(4’- 噻唑基)苯并咪唑、N-(1- 氟-2-氯甲基硫)鄰苯二酰胺、α-溴代肉桂醛等和丙烯酸酯的混合物施加到織物，并進(jìn)行熱處理，具有良好的抗菌性。N-(氟代二氯甲基-硫代)苯并咪唑和α- 溴代肉桂醛等可溶于有機(jī)溶劑的化合物和烷乙烯脲、二甲基聚硅氧烷和聚氧乙烯的部分甲基取代物處理織物可獲得耐久的抗菌性，不降低織物的吸水性。

（9）將苯并咪唑甲酸甲酯以鹽酸水溶液溶解后，加入穩(wěn)定劑如聚乙烯醇，再加入堿劑，使之形成顆粒很微細(xì)的水分散液，在處理紡織品時(shí)能很好地滲透入纖維，產(chǎn)生抗真菌性。

（10）采用BCA（α-溴肉桂醛）和747（2-[3,5-甲基吡啶基]-6-羥基-4-芐基嘧啶）處理錦綸66織物，洗滌10次仍有較好的抗菌作用。

（11）銅化合物類

國(guó)內(nèi)的綠色抗菌腈綸就是將腈綸或含有丙烯氰基的錦綸以硫化銅等處理具有明顯的抗菌防臭、防靜電效果。另一種方法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在腈綸上同時(shí)接上銅離子和堿性綠4C₂₃H₂₅N₂⁺基團(tuán)，使纖維改性。銅離子破壞微生物的細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)酶的巰基結(jié)合，從而降低酶的活性，阻礙其代謝功能，抑制微生物生育而死亡。^[14]其中銅離子與腈綸的復(fù)合是通過(guò)腈綸中的氰基（-CN）實(shí)現(xiàn)的。C₂₃H₂₅N₂⁺ 是與腈綸中的第三單體磺酸鈉或衣康酸單鈉鹽復(fù)合的。但最近，堿性綠4號(hào)的致癌性問(wèn)題引起了國(guó)內(nèi)外的重視。因此這種抗菌整理已不再使用。^[15]

（12）氨基葡萄苷

把卡那霉素的羥基用對(duì)苯二醛脫氧而成的氨基糖苷，吸除固著在纖維表面，從而賦予其抗菌性。經(jīng)測(cè)試，氨基糖苷的急性毒性LD₅₀為5g/kg以上,對(duì)兔子未見(jiàn)皮膚刺激性，魚(yú)毒性TL₅₀為1g/L,由Ames法試驗(yàn)的異變性為陰性，安全性很高，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性球菌和革蘭氏陰性桿菌都有廣譜抗菌效果。它主要作用于細(xì)菌的核糖體蛋白質(zhì)的30s亞基，就能阻mRNA的密碼因子和tRNA的反密碼因子相互作用，合成異常蛋白質(zhì)而死亡。

    除此之外，還有許多抗菌衛(wèi)生整理的方法，如1）用一氯五氫氧化二鋁或四異丙基鈦酸與抗菌劑1-羥基-2-吡啶硫銅處理織物，然后烘干，以改進(jìn)的奎因試驗(yàn)檢驗(yàn)具有較高的抗菌率。2）通過(guò)多官能活性基將甲殼素和織物連接在一起，處理后的織物具有一定的抗菌耐洗滌性。3）對(duì)纖維素纖維進(jìn)行乙酰化，苯酰化改變基質(zhì)獲得耐久的抗菌性。4）將抗菌化合物應(yīng)用為膠囊技術(shù)結(jié)合到織物上，獲得耐久的抗菌性。5）原蘇聯(lián)學(xué)者在棉纖維上接枝共聚丙烯酸銅或1，2-二甲基-5-乙烯吡啶，使棉獲得抗菌性。6）異噻唑啉酮類化合物（如Clariant公司代理的瑞士Sanitized公司生產(chǎn)的T85-02抗菌劑）、三氟甲基二苯基醚、四-（N-羥甲基-氨基甲酰乙基）-乙撐二胺、1-雙-三氟甲基-吡啶基-3-芳基脲等也有用于抗菌衛(wèi)生整理的報(bào)道。

三、無(wú)機(jī)抗菌劑

無(wú)機(jī)抗菌劑是具有抗菌性的金屬離子等無(wú)機(jī)物及其與無(wú)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)，是非常有發(fā)展前途的高附加值新型礦物深加工產(chǎn)品。由于該類抗菌劑生產(chǎn)技術(shù)難度相對(duì)較低，所以國(guó)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(shuō)，無(wú)機(jī)抗菌劑屬于溶出型抗菌劑，但由于近期對(duì)該類抗菌劑報(bào)道較多，故在此安排一節(jié)專門對(duì)此加以介紹。

無(wú)機(jī)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鈦光催化型兩大類。

金屬離子型無(wú)機(jī)抗菌劑是將具有抗菌功能的金屬離子加載在各種無(wú)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 ^{2 +}、Zn ^{2 +} 等。

氧化物型抗菌劑是利用 N 型半導(dǎo)體材料，如：TiO ₂ 、ZnO、 Fe ₂ O ₃、WO ₃、CdS等在光催化下，將吸附在表面的OH ^- 和 H ₂ O分子氧化成具有強(qiáng)氧化能力的OH·自由基，對(duì)環(huán)境中的微生物具有抑制和殺滅作用。

1、載體結(jié)合金屬離子類抗菌劑

金屬離子類抗菌劑是將具有抗菌活性的金屬離子與載體結(jié)合而制得。它利用天然或合成沸石的骨骼的離子交換功能，借離子結(jié)合使與銀等結(jié)合（金屬交換量1%-2%），在滌綸、錦綸等合纖熔融紡的原液中，混入1-3%左右而賦予其抗菌性。該類抗菌劑應(yīng)用較廣，抗菌效果較好。“銀離子溶出型”抗菌劑為其典型代表。據(jù)報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，“銀離子溶出型”抗菌劑對(duì)不同細(xì)菌及真菌的最低抑菌濃度（MIC）是：大腸桿菌和綠膿桿菌為62.8ppm,白色念珠菌和面包酵母為250 ppm；YoshinariT等利用離子交換的方法得到載銀25g/kg的沸石抗菌劑對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的MIC分別為62.5mg/L和125mg/L。粒度為0.2-2μm的銀/沸石粉末可直接作為抗菌織物的主要添加劑。經(jīng)測(cè)試，急性毒性LD₅₀在5g/kg以上，異變性為陰性，對(duì)環(huán)境的影響是安全的。

多種金屬離子都具有抗菌的作用，其殺滅和抑制病原體的強(qiáng)度有以下的規(guī)律：

Ag>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Zn>Fe

綜合考慮后可知：因?yàn)镠g、Cd、Pb、Cr對(duì)人體有殘留性毒害，Ni、Co和Cu離子對(duì)物體有染色作用，不宜用在化纖中，實(shí)際上常用的金屬抗菌劑是Ag、Zn及其化合物。

銀的抗菌作用與自身的化合價(jià)態(tài)有關(guān)，這種能力按下列順序遞減：

Ag³⁺  >Ag²⁺  >Ag⁺

開(kāi)發(fā)銀系抗菌劑時(shí)，可采用物理吸附或離子交換等方法，將銀離子固定的沸石、磷酸鹽等多孔材料中。銀系抗菌劑的種類及其載體性質(zhì)見(jiàn)表7。

表7.銀系抗菌劑的種類及其載體性質(zhì)^[16]

抗菌劑	有效成分	載體性質(zhì)	抗菌能力
銀---沸石	銀離子	離子交換	強(qiáng)
銀---活性炭	銀離子	吸    附	弱
銀---磷酸鋯	銀離子	離子交換	強(qiáng)
銀---磷酸鈣	銀離子//銀	吸    附	弱
銀---硅膠	銀配位化合物	吸    附	弱
銀---溶解性玻璃	銀      鹽	玻璃成分	弱
銀---多孔金屬	銀離子//銀	吸    附	弱

（1）抗菌機(jī)理

載體結(jié)合金屬離子類抗菌劑的抗菌機(jī)理有以下兩種^[17]、[18]：

a、金屬離子溶出型抗菌機(jī)理

即通過(guò)載體緩釋Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺ 等阻止微生物的繁殖來(lái)發(fā)揮殺菌作用。溶出的金屬離子（特別是Ag⁺）可與細(xì)胞膜及膜蛋白質(zhì)結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)胞立體結(jié)構(gòu)損傷（變性作用）并產(chǎn)生機(jī)能障礙，而到達(dá)細(xì)胞內(nèi)的金屬離子又可對(duì)酶以及DNA的功能產(chǎn)生影響。

例如：高價(jià)態(tài)銀的還原勢(shì)極高，能使其周圍的空間產(chǎn)生原子氧，具有抗菌作用，Ag⁺ 可強(qiáng)烈吸引細(xì)菌體內(nèi)酶蛋白的巰基，并迅速結(jié)合，使酶喪失活性，致使細(xì)菌滅亡。其機(jī)理簡(jiǎn)示如下：

SH                      SAg

酶        + 2Ag⁺         酶         + 2H⁺

SH                      SAg

當(dāng)菌體被殺滅后，Ag⁺又可以游離出來(lái)，與其他菌落接觸，進(jìn)行新一輪殺滅，周而復(fù)始。

詳細(xì)地說(shuō)就是含抗菌劑制品中金屬離子Ag ⁺ ( 此外還有Cu^{2 +} ,Zn^{2 +} 等 ) 非常緩慢的溶出，通過(guò)擴(kuò)散到達(dá)細(xì)胞膜，并被細(xì)胞膜吸附，細(xì)胞膜因此被破壞 , 例如 :Ag ⁺會(huì)置換出 SH 酶硫醇中的H離子，即 R-SH  + Ag ⁺  → AgS-R + H ⁺?？梢?jiàn) Ag ⁺致使微生物的新陳代謝被破壞,從而產(chǎn)生殺菌作用。

 

b、金屬離子催化作用抗菌機(jī)理

有人認(rèn)為不溶出的金屬離子也有殺菌作用，如可見(jiàn)光使在銀磷酸鋯中電子被激發(fā)，被激發(fā)的電子與吸附在銀離子上的氧反應(yīng)，使之還原成活性氧和過(guò)氧化物，Ag⁺  等金屬離子在這里起了催化作用。另外，失去電子而帶正電的空穴則可氧化水中OH ^- 生成·OH。這樣生成的負(fù)氧離子O₂^- 和·OH等都具有很強(qiáng)的氧化還原作用，從而可產(chǎn)生持久的抗菌效果。

使用銀離子抗菌劑時(shí)也應(yīng)該注意到，它的抗真菌（包括霉菌）效果不理想，解決的辦法是將無(wú)機(jī)銀鹽與有機(jī)硅季銨鹽一起整理，效果較好。此外，由于銀的某些形態(tài)（如納米級(jí)的金屬銀、氧化銀）具有顯色性，使用不當(dāng)，會(huì)在化纖的聚合溫度下或經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的貯存或穿著，即天然老化后，呈現(xiàn)灰黑色，所以，采用含銀抗菌劑時(shí)必須進(jìn)行相應(yīng)的處理。^[19]在筆者的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，漂白織物經(jīng)過(guò)含銀抗菌劑整理后泛黃確實(shí)是一個(gè)難以解決的問(wèn)題，因?yàn)橹挥蠥g⁺  緩慢溶出，才能有抗菌作用；同時(shí)只要有Ag⁺  溶出，就一定有泛黃。這種泛黃現(xiàn)象在陽(yáng)光照射下的漂白織物最為明顯。

（2）載體類型

載體型抗菌劑的載體類型主要有沸石型、磷酸復(fù)鹽型、硅酸型、膨潤(rùn)土型和可溶性玻璃型等。要求載體具有多孔、比表面積大、吸附性能好、無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、并不破壞抗菌成分和具有持久的緩釋性能。

a、沸石抗菌劑

用于制備抗菌劑的沸石，可以是人工合成沸石，也可以是天然沸石。沸石分子式為xM_2/nO·Al₂O₃·ySiO·3H₂O（式中M為金屬離子，n為其原子價(jià)）。天然紅輝沸石礦物晶體結(jié)構(gòu)呈束狀、放射狀和晶簇狀，其主要成分為：SiO ₂ 58 %、Al ₂ O ₃ 14 %、CaO 9 % 和極少量的 Fe、 Mn 等, 具有均勻的二維孔道結(jié)構(gòu)，孔徑 0. 27 ～ 0. 62 nm，礦體中礦石白度最高可達(dá) 91. 7，風(fēng)化粉末狀沸石礦混合樣的白度為 83. 3。沸石具有由硅氧四面體[SiO₄]在三度空間呈骨架狀無(wú)限排列構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)。該四面體結(jié)構(gòu)中硅原子可以被鋁原子置換而成鋁氧四面體結(jié)構(gòu)，由于鋁為三價(jià)，在鋁氧四面體中有一個(gè)氧原子的負(fù)一價(jià)得不到中和而使四面體帶負(fù)電，這種負(fù)電荷則由引入的金屬離子加以平衡。這種金屬離子通常為Na⁺、K⁺離子，而氧的骨架鏈?zhǔn)狗惺瘍?nèi)部形成許多通道和微隙，抗菌的Ag⁺就可在此區(qū)域內(nèi)和Na⁺、K⁺離子進(jìn)行離子交換而得到無(wú)機(jī)抗菌劑，不同沸石的SiO₂/Al₂O₃的值不同，可置換的陽(yáng)離子數(shù)量也不同。除此之外，沸石的交換容量還和沸石的比表面積大小、陽(yáng)離子位置、性質(zhì)及結(jié)晶結(jié)構(gòu)有關(guān)。通常沸石比表面積要大于150m²/g?？咕惺ㄟ^(guò)緩慢釋放所置換的Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺達(dá)到抗菌作用。

目前工業(yè)上主要使用的就是抗菌沸石。銀、銅、鋅的鹽類水溶液與沸石進(jìn)行離子交換，沸石中的M⁺ 被Ag⁺、Cu²⁺或Zn²⁺ 所取代，即成為抗菌沸石。由于沸石易吸附水分，抗菌沸石微粉在添加之前應(yīng)先進(jìn)行干燥，并在高溫真空除去結(jié)晶水，以防止在與聚合物共混及紡絲中導(dǎo)致聚合物水解。其抗菌機(jī)理可以表述為：

抗菌沸石中的Ag⁺ 、Cu²⁺或Zn²⁺ 以一定速率溶出，逐漸遷移到纖維表面，進(jìn)入與之接觸的細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)，與細(xì)菌繁殖所必需的酶結(jié)合而使之失去活性。沸石本身對(duì)人是安全無(wú)害的?？咕惺瘜?duì)金黃色葡萄球菌有良好的抑菌力?？咕惺哂心蜔嵝?，因此可以用于聚酯、聚酰胺等熔體紡絲聚合物。此外，抗菌沸石還具有耐有機(jī)溶劑性，因而也可用于聚丙烯腈的溶液紡絲。可先將抗菌沸石微粉分散于紡絲溶劑中，再以一定比例加入紡絲原液中進(jìn)行紡絲。

有人將紅輝沸石礦物研磨成不同粒級(jí)樣品，并于常溫下用濃氨水浸泡、烘干備用；實(shí)驗(yàn)時(shí)，將金屬離子的硝酸鹽、硫酸鹽或鹵鹽用水稀釋成 0. 1 mol/L ～ 0. 4 mol/L 的溶液，按不同濃度比和不同粒級(jí)礦物粉混合，并于室溫或 100 ℃ 下攪拌不同時(shí)間后，過(guò)濾 , 多次水洗后，于 90 ℃～ 110 ℃ 烘干，制得無(wú)機(jī)抗菌劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，沸石粒度、是否經(jīng)氨水預(yù)處理、溶液中金屬離子濃度以及反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間等，都對(duì)離子交換度產(chǎn)生影響。制取抗菌劑時(shí)，多次反復(fù)交換，能有效提高交換度。

該類含銀抗菌劑的最佳生產(chǎn)工藝為：常溫下，用 0. 2 mol/l 的 AgNO ₃ 溶液與 2 倍量的、粒度小于 200 目的紅輝沸石混合，攪拌 24 h 后，洗濾、烘干 ( 編號(hào)為抗菌劑Ⅰ )。含銅抗菌劑和含鋅抗菌劑的生產(chǎn)工藝為：100 ℃ 下，用   0. 4 mol/L 的該金屬的硫酸鹽溶液與 2 倍量的、粒度小于 200 目、經(jīng)氨水預(yù)處理的紅輝沸石混合，攪拌 2 h 后，洗濾、烘干。實(shí)驗(yàn)制得的此類抗菌劑中，銅、鋅含量均達(dá)到 6 %( 編號(hào)分別為抗菌劑Ⅱ、抗菌劑Ⅲ )。經(jīng) NORAN 能譜儀 (5 ～ 92 分辨率 , 146 ev) 檢測(cè)，各抗菌劑主要化學(xué)組成如表8。^[20]

表8.實(shí)驗(yàn)制得的金屬型抗菌劑主要化學(xué)組成　　 % 

項(xiàng)目	SiO2	Al203	CaO	Fe2O3	抗菌離子
抗菌劑Ⅰ（Ag型）	58.76	14.13	8.80	0.40	2.89
抗菌型Ⅱ（Cu型）	58.75	14.15	8.87	0.39	2.12
抗菌劑Ⅲ（Zn型）	58.78	14.13	8.82	0.38	2.19

 

英國(guó)BFF非織造布公司利用高度選擇性的合成沸石生產(chǎn)抗菌防臭無(wú)紡布，它具有獨(dú)特的氣味控制性能，尤其是對(duì)硫化氫、氨與胺。抗菌沸石不含有毒化學(xué)品，它依靠的是金屬離子的殺菌效果。BFF產(chǎn)品經(jīng)理Ranber Maan博士說(shuō)，由于沸石的高性能，因而只需要較小劑量，從而使薄型布的生產(chǎn)成為可能，它極薄且顏色很白。當(dāng)然，BFF的Zeovate活性沸石粒子不會(huì)脫出。BFF還針對(duì)工藝條件以及系列氣味的成分作了深入的研究，并取得了良好的效果。例如可以針對(duì)氨或硫化氫改變沸石類型或劑量。該新產(chǎn)品的最終用途是需要?dú)馕犊刂婆c抗菌性，且產(chǎn)品有厚度要求（較薄）和白度要求，以及不允許粒子脫落的領(lǐng)域，諸如婦女衛(wèi)生產(chǎn)品、揩布、成人失禁產(chǎn)品、服裝、襯里以及制鞋材料等。日本興亞硝子公司的PG也屬于此類抗菌劑。

b、磷酸復(fù)鹽抗菌劑^[21]

磷酸復(fù)鹽抗菌劑是以磷酸鈦鹽MTi₂(PO₄)₃和磷酸鋯鹽MZr₂(PO₄)₃為載體的抗菌劑。這兩種無(wú)機(jī)復(fù)鹽具有NaSicon型晶體結(jié)構(gòu)，在晶體結(jié)構(gòu)中具有大量可進(jìn)行離子交換的陽(yáng)離子，通過(guò)離子交換將小的堿金屬離子用Ag⁺離子置換出來(lái)就可以得到具有緩釋抗菌作用的磷酸復(fù)鹽抗菌劑。

磷酸鈦型載體的晶體結(jié)構(gòu)中有兩種位置可為陽(yáng)離子所占有，形成連續(xù)的三維通道，其中M⁺離子為L(zhǎng)i⁺時(shí)占有通道形成LiTi₂(PO₄)₃。晶體具有很強(qiáng)的離子交換能力，并對(duì)Ag⁺有很強(qiáng)的選擇性，通過(guò)離子交換可以得到載體量很大的AgTi₂(PO₄)₃抗菌劑。由于Ag⁺在晶體中具有良好的穩(wěn)定性，Ag⁺的釋放速度緩慢，因此該抗菌劑效果持久。

磷酸鋯鹽型載體，也是通過(guò)離子交換，將Ag⁺引入到晶體結(jié)構(gòu)中。不同之處在于離子交換后的固體粉末要在1200℃下高溫處理。

c、膨潤(rùn)土抗菌劑

膨潤(rùn)土為一種天然的具有層狀結(jié)構(gòu)的粘土，在其層間具有可交換的陽(yáng)離子，通過(guò)離子交換，將抗菌離子引入到膨潤(rùn)土的層間結(jié)構(gòu)中，得到具有抗菌作用的粉末材料，在以后的使用過(guò)程中，Ag⁺ 被緩慢釋放獲得抗菌效果。必須指出的是這一類載體由于其層間結(jié)構(gòu)對(duì)Ag⁺ 的作用力弱，使Ag⁺ 在使用初期能較快地釋放出來(lái)，造成Ag⁺ 濃度偏高而帶來(lái)毒性，危害人體健康。另一方面，由此造成抗菌效果不能保持長(zhǎng)久，因此直接用Ag⁺ 處理的膨潤(rùn)土應(yīng)用的不多。

d、可溶性玻璃抗菌劑

可溶性玻璃抗菌劑是用磷酸鹽、硼酸鹽和銅鹽、銀鹽高溫熔融，制取超細(xì)粉體材料即可得到可溶性玻璃抗菌劑。該抗菌劑通過(guò)緩慢釋放Ag⁺ 、Cu²⁺達(dá)到抗菌效果。

e、硅膠抗菌劑

硅膠具有很大的比表面積，可以吸附Ag⁺ 而形成吸附絡(luò)合物，能提高其抗菌效果的耐久性以及耐熱性能。通常在其表面用溶膠—凝膠法再形成一層SiO₂保護(hù)層。此外也有人在硅膠表面用堿和偏鋁酸鹽形成A型或Y型沸石層，通過(guò)離子交換將Ag⁺置換到硅膠表面上，獲得抗菌效果。^[22]

2、氧化鈦光觸媒類抗菌劑 

如果接觸光，就能發(fā)揮消臭、抗菌、防污等優(yōu)良功能的光催化劑，最近正多方面引人注目，納米級(jí)銳鈦型二氧化鈦即為其代表產(chǎn)品，表現(xiàn)出超過(guò)傳統(tǒng)抗菌劑僅殺滅細(xì)菌本身的性能。由于該類抗菌劑在光線存在下才有抗菌作用，應(yīng)用紡織品特別是內(nèi)衣等有其局限性。

該類抗菌劑的抗菌作用為光催化活性氧抗菌機(jī)理。TiO₂作為一種能進(jìn)行光能—化學(xué)能轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體材料早為人們所熟知。七十年代初，日本Fujishina等人發(fā)現(xiàn)TiO₂電極能利用光能將水分解為H₂ 、O₂ ，從此TiO₂作為光能轉(zhuǎn)換材料在太陽(yáng)能、環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生等領(lǐng)域逐漸引起注目，并相繼在許多基礎(chǔ)和應(yīng)用方面得到大量研究。^[23]

氧化鈦有結(jié)晶構(gòu)造，屬于正方晶系的高溫型的金紅石型、低溫型的銳鈦礦型、斜方晶系的板鈦礦型這三種類型。金紅石型氧化鈦在紡織業(yè)中一般起消光作用，混入合纖的長(zhǎng)絲中，或用于顏料、涂料等工業(yè)材料，幾乎談不上什么光催化活性。而銳鈦型氧化鈦具有有效的光催化活性。光催化活性高的光催化劑氧化鈦，如接觸波長(zhǎng)約400nm以下的紫外線，就發(fā)生光催化反應(yīng)。在表面上產(chǎn)生強(qiáng)氧化力，分解所接觸的病菌、惡臭等有機(jī)物，產(chǎn)生優(yōu)良的抗菌、消臭、防污功能。^[24]

該類抗菌劑的抗菌機(jī)理是利用光催化反應(yīng)，即在光照射下，空氣中的水分和二氧化鈦中的遷移電子與氧原子反應(yīng)生成過(guò)氧化氫，然后釋放出單個(gè)氧原子而產(chǎn)生抗菌作用。也有人認(rèn)為其抗菌機(jī)理是：在可見(jiàn)光的照射下，被激發(fā)的電子同吸附在表面上的氧產(chǎn)生活性氧 ( 即 O ^2－ )，同時(shí)失去電子帶正電的空穴氧化-OH 生成羥基自由基•OH ,O ^2- 和•OH都具有很強(qiáng)的氧化性能，可產(chǎn)生持久的抗菌作用。藤島昭和橋本和仁發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)中光催化抗菌劑能夠?qū)⒓?xì)菌及其殘骸一起殺滅消除，同時(shí)還能將細(xì)菌分泌的毒素也分解掉，而傳統(tǒng)的銀抗菌劑就無(wú)法消除殘骸和毒素。

TiO ₂ 經(jīng)光照射后原有的束縛態(tài)電子—空穴對(duì)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)電子、空穴向晶粒表面擴(kuò)散，電子、空穴到達(dá)表面的數(shù)量多，則光催化效率高，反應(yīng)活性大，抗菌效果好。因此粒子越小，電子、空穴在粒子內(nèi)復(fù)合幾率越小，到達(dá)表面時(shí)間越短，光催化效率越高。目前綜合應(yīng)用效果最好的是 100 nm 左右的納米 TiO ₂ 。

制備納米級(jí) TiO ₂ 可采用氣相法和液相法。液相法又分膠溶法、溶膠—凝膠法和化學(xué)共沉淀法，其中化學(xué)共沉淀法是目前抗菌劑所用納米 TiO ₂ 的最經(jīng)濟(jì)的制備方法，具有原料來(lái)源廣，成本較低，設(shè)備簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。

化學(xué)共沉淀法制備納米級(jí)TiO ₂工藝如下：將蒸餾水置于冰水浴中，強(qiáng)力攪拌，滴入一定量的 TiCl₄，再將溶有硫酸銨和濃鹽酸的水溶液滴加到TiCl₄水溶液中，攪拌，溫度控制在20℃以下。TiCl₄ 的濃度為 1.5 mol/l，Ti^{4 +} /H⁺ = 15，Ti^{4 +} /SO₂^4- = 0.5。將混合物升溫至90℃ 并保溫2h后，加入濃氨水，調(diào)節(jié)pH值為6左右，冷卻至室溫，陳化12h，過(guò)濾，用蒸餾水洗去 Cl ^-,然后用酒精洗滌2遍，過(guò)濾，室溫條件下將沉淀物真空干燥，將干燥后的粉體于600℃～800 ℃ 煅燒得納米級(jí) TiO ₂ 粉體。其平均粒度可達(dá)到 60 nm。

3、氧化鋅晶須復(fù)合抗菌劑

很早就有人使用氧化鋅作為抗菌材料和傷口收斂劑。四針狀氧化鋅晶須（ZnO_w）復(fù)合抗菌劑具有更好的抗菌效果，克服了一般銀系無(wú)機(jī)抗菌劑易變色的缺點(diǎn)，又不同于通過(guò)光催化才能抗菌。但在筆者的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，此類抗菌劑的效果并不盡如人意。

據(jù)研究者介紹，其主要抗菌機(jī)理為：

• 鋅離子活性抗菌

鋅離子與細(xì)菌的作用與銀離子類似

      SH                   SZn^-S^-

酶        + Zn²⁺      酶              +  2H⁺

      SH                   SZn^-S^-

當(dāng)菌體被殺滅后，Zn²⁺又可以游離出來(lái)，與其他菌落接觸，進(jìn)行新一輪殺滅。

b、氧化鋅晶須尖端納米活性抗菌

具有半導(dǎo)體特性的ZnO_w尖端的納米活性成分能在水中和空氣存在的體系中，自行分解出自由移動(dòng)的電子（e^-）,同時(shí)留下帶正電的空穴（h⁺）,逐步產(chǎn)生以下反應(yīng)：

ZnO + hv → e^-  + h⁺  

e^-  + O₂  →·O₂

h⁺  + H₂ O →·OH + H⁺

產(chǎn)生的帶正電的空隙（h⁺ ）具有很強(qiáng)的氧化作用，羥基自由基（·OH）和超氧化物自由基（·O₂ ）非常活潑，有極強(qiáng)的化學(xué)活性，能與細(xì)菌內(nèi)的有機(jī)物反應(yīng)，從而起到抗菌作用。^[25]

4、碘類

游離碘是臨床上廣泛應(yīng)用于皮膚粘膜消毒的經(jīng)典抗菌劑，主要有碘酊、碘水、碘甘油三種制劑，此外，過(guò)碘酸鈉也被證明有抗菌作用，過(guò)碘酸鈉對(duì)金黃色葡萄球菌與產(chǎn)氣夾膜桿菌的抑菌濃度僅為2.92mmol/L；對(duì)產(chǎn)黑色素類桿菌的抑菌濃度為5.84 mmol/L；對(duì)大腸桿菌、綠膿桿菌、福氏痢疾桿菌、破傷風(fēng)桿菌及脆弱類桿菌等的抑菌等的抑菌濃度均為23.38 mmol/L。

碘伏是一種廣譜抗菌劑，對(duì)各種革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性的需氧或厭氧菌、真菌、孢子及病毒均有抗菌作用。目前市場(chǎng)銷售及臨床應(yīng)用的一般為聚乙烯吡咯酮碘。由于該類化合物色澤很深，只能在部分醫(yī)用紡織品上應(yīng)用。

5、過(guò)氧化物類

過(guò)氧乙酸、過(guò)氧化氫、臭氧等具有很強(qiáng)的抗菌作用。該類抗菌劑無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)公害，殺菌能力較強(qiáng)，但容易分解，不穩(wěn)定，對(duì)物品有一定的漂白與腐蝕作用。過(guò)氧乙酸2ml/L可在10-15分鐘內(nèi)殺滅金黃色葡萄球菌、大腸桿菌，50ml/L可在5分鐘內(nèi)殺滅用20%小牛血清保護(hù)的金黃色葡萄球菌與綠膿桿菌，較高濃度的過(guò)氧乙酸溶液對(duì)皮膚、粘膜具有刺激性，因此在用于皮膚抗菌時(shí)濃度應(yīng)低于2000ml/L，用于粘膜時(shí)濃度應(yīng)降至200ml/L。過(guò)氧化氫也有較強(qiáng)的抗菌能力，含過(guò)氧化氫30000ml/L，溶液對(duì)細(xì)菌繁殖體的殺菌D值為0.3-4.0分鐘，對(duì)病毒為2.42分鐘，對(duì)真菌為4-18分鐘。

該類化合物用于紡織品抗菌整理的工藝，就是全世界著名的紡織化學(xué)家M.Clerk Welch（美國(guó)南部研究中心）發(fā)明的Permax工藝。Permax整理織物對(duì)細(xì)菌有良好的抗菌作用，但對(duì)霉菌效果不盡如人意，更重要的是會(huì)顯著降低織物強(qiáng)力，并且工藝流程過(guò)長(zhǎng)。1986年，筆者專門就該技術(shù)的具體細(xì)節(jié)問(wèn)題向M.Clerk Welch 教授請(qǐng)教，他在回信中詳細(xì)地回答了有關(guān)問(wèn)題，并指出permax抗菌織物有一個(gè)最大的特殊優(yōu)點(diǎn)，permax在溫暖潮濕的條件下緩慢釋放活性氧起到殺菌作用，而在干態(tài)下幾乎不釋放活性氧，這正好與人體需要抗菌的時(shí)機(jī)及環(huán)境相一致。因此，permax抗菌織物適用于某些特定環(huán)境條件下良好的抗菌織物。

6、無(wú)機(jī)酸堿類

2%-4%的硼酸水溶液可作為皮膚粘膜抗菌劑，以硼酸為主要成分的復(fù)方硼酸溶液，可用于口腔粘膜抗菌。有報(bào)告稱，作為無(wú)機(jī)堿的氫氧化鈣的糊劑具有高效抗厭氧菌作用，對(duì)牙根管內(nèi)檢出率較高的擬桿菌、梭桿菌、丙酸桿菌和消化鏈球菌均有良好的抑菌作用，抑菌率達(dá)90%所需濃度為1-64μg/ml,殺菌率達(dá)90%所需濃度為64μg/ml，在256μg/ml濃度時(shí)殺滅率可達(dá)100%。^[26]

 

7、可與纖維配位的金屬類

這類無(wú)機(jī)抗菌劑的代表性產(chǎn)品是磺酸銀。在銀離子作用下，電子傳達(dá)體系受阻，細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的構(gòu)造遭破壞，引起代謝阻礙或DNA（脫氧核糖核酸）反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)菌死亡。陽(yáng)離子可染滌綸織物，用硝酸銀溶液浸漬處理，攪拌下至沸，攪拌20min后，冷卻，用水凈洗后干燥，使銀離子結(jié)合于滌綸的可染性殘基（SO₃）經(jīng)固著后加工，賦予織物抗菌性。

除磺酸銀外，這類其他整理劑還有：鐵酞菁，金屬氧化物配位的氨基系聚合物，硫酸鋅配位的丙烯酸聚合物。

8、將具有抗菌性的無(wú)機(jī)金屬鹽、金屬氧化物或光催化劑通過(guò)丙烯酸酯等成膜物質(zhì)粘附（商業(yè)上，有人稱為“植入”）到織物上，在特定條件下具有較好的抗菌效果。但存在著手感硬、降低織物的透氣性等問(wèn)題。

9、將含有用于腈綸纖維的溶劑（如碳酸亞乙酯）和粉粒直徑小于纖維直徑十分之一的殺菌性金屬或其他化合物[如Ag、Cu、AgCl、CuI、Cu(OH)₂等]的加工液施加到織物上，然后進(jìn)行熱處理，使細(xì)粉擴(kuò)散入纖維皮層，最后經(jīng)固著處理，處理后的織物具有良好的殺菌性。

10、在再生纖維銅氨的制造過(guò)程中，控制脫銅，使銅化合物在纖維中微分散后，經(jīng)硫化處理，使纖維中約含有15%-20%硫化銅（CuS,Cu₂S）而賦予抗菌性。

四、天然抗菌劑                                                                                                                                                                              

天然抗菌劑主要來(lái)自天然物質(zhì)的提取物，如殼聚糖來(lái)自于天然貝殼、蟹殼、蝦殼、魚(yú)骨及昆蟲(chóng)等動(dòng)物殼體非常堅(jiān)硬的部分，經(jīng)由脫去N-乙酰基獲得。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(guò)程中，對(duì)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(kāi)始炭化分解，使應(yīng)用范圍受到很大限制。

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(kāi)，散發(fā)出香氣和抗菌劑等，發(fā)揮其衛(wèi)生保健作用。對(duì)于抗菌微膠囊，通?？筛淖儽诓牡慕M成和厚度，來(lái)控制微膠囊抗菌劑的釋放速度，延長(zhǎng)耐用時(shí)間。應(yīng)用時(shí)可以通過(guò)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。這類抗菌劑的主要產(chǎn)品見(jiàn)表9。

 

 

表9.天然抗菌產(chǎn)品

殼聚糖	如β-1，4-聚葡萄糖胺（脫乙酰殼聚糖多糖）、 O-羥甲基殼聚糖（O-CMCh）
日柏醇	如UNIKA MCAS-25（微膠囊化的日柏醇）、檜醇等
油 脂	如蓖麻油、椿樹(shù)油、花椒油等
海藻類	瓊脂低聚糖、海澡糖、褐藻膠
植物	蘆薈、艾蒿、蘇紫、蕺、茶葉、竹子
中草藥	黃連、黃芪、魚(yú)腥草、板藍(lán)根、竹瀝、甘草

1、甲殼素

甲殼素又稱甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)，是重要的天然抗菌整理劑之一。它是一種無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)味、耐曬、耐熱、耐腐蝕的結(jié)晶或無(wú)定形物。甲殼素及其衍生物具有良好的粘合性、生物相容性、生物降解性、無(wú)毒性及特殊的吸附性等。它不溶于水、有機(jī)溶劑、稀酸和稀堿，可溶于濃硫酸、濃鹽酸、85%磷酸，同時(shí)發(fā)生降解，分子量由100萬(wàn)-200萬(wàn)明顯下降至30萬(wàn)-70萬(wàn)。甲殼素可溶于一些特殊溶劑中，如二甲基乙酰胺-氯化鋰、N-甲基吡咯烷酮-氯化鋰等混合溶劑。[27]

甲殼素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與纖維素相似（見(jiàn)圖8）。纖維素是以葡萄糖以β-1，4糖苷結(jié)合形成的多糖。而甲殼素是一種帶正電荷的天然含氮多糖高聚物。當(dāng)纖維素葡萄糖環(huán)二位置的羥基被乙酰胺基取代是甲殼素。甲殼素中的乙?；ǔ２灰淄耆摮I(yè)殼聚糖分子鏈通常含15%-20%的乙?；＜讱に胤肿优帕性诟叨冉Y(jié)晶微纖維的晶格中，這種微纖維位于無(wú)定形多糖或蛋白質(zhì)機(jī)體中。甲殼素按晶體結(jié)構(gòu)分為α型、β型、γ型三種，其中α型最為穩(wěn)定，并在自然界中廣泛存在。^[28]

 

 

 

               甲殼素                    殼聚糖                     纖維素

圖8.甲殼素、殼聚糖和纖維素結(jié)構(gòu)

甲殼素屬于多糖。后來(lái)人們?cè)谘芯刻剿髦邪l(fā)現(xiàn)，甲殼素經(jīng)濃堿處理，脫去其中的乙?；?。^[29]當(dāng)甲殼素結(jié)構(gòu)式中的N-乙?；幻撊?5%以上時(shí)，則成為甲殼素的最重要的衍生物殼聚糖，^[30]化學(xué)名稱為1-4-二氨基-2-脫氧-β·D-葡萄糖。這種可溶性的甲殼素衍生物，又稱脫乙酰甲殼素或甲殼胺。

甲殼素和殼聚糖分子中含有活潑的羥基和氨基，在一定條件下，它們都能發(fā)生水解、烷基化、?；Ⅳ燃谆?、磺化、硝化、鹵化、氧化、還原、縮合和絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)，從而生成不同性質(zhì)的衍生物，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。

一般來(lái)說(shuō)，殼聚糖易溶于醋酸的水溶液中，但是，棉纖維和殼聚糖的稀醋酸溶液間無(wú)法產(chǎn)生牢度的化學(xué)鍵。有鑒于此，使用檸檬酸（CA）作為殼聚糖的溶劑，可起到與棉纖維的交聯(lián)劑作用。此酯化反應(yīng)不僅發(fā)生在CA(-COOH)與纖維素(-OH)之間，而且也在(-COOH)與殼聚糖(-OH)間產(chǎn)生。另外，游離的羧酸酯與殼聚糖上的氨基(-NH₂)可形成鹽。處理的棉織物具有極佳的抗微生物能力，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)具有很好的抗皺能力。

殼聚糖的衍生物同樣具有很好的抗菌性，部分品種的抗菌效果明顯好于殼聚糖。實(shí)驗(yàn)證明季胺化的殼聚糖的抗菌性要強(qiáng)于殼聚糖，而且隨著烷基鏈長(zhǎng)度的增加，其抗菌活性也增強(qiáng)，這表明烷基鏈的長(zhǎng)度和正電荷取代強(qiáng)烈地影響著殼聚糖衍生物的抗菌活性。

人們對(duì)水溶性殼聚糖的抗菌性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了水溶性殼聚糖的抗菌活性隨著其濃度的提高而增強(qiáng)，且它的抗細(xì)菌性要強(qiáng)于其抗真菌性。

（1）殼聚糖及其衍生物的抗菌機(jī)理

關(guān)于殼聚糖及其衍生物的抗菌機(jī)理尚有諸多未明之處。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，殼聚糖及其衍生物之所以能夠抑菌，主要是由于它們對(duì)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。盡管如此，殼聚糖與其衍生物在抗菌機(jī)理上還是存在一些差異。

a、殼聚糖抗菌作用的機(jī)理

將蟹、蝦等外殼成分甲殼質(zhì)溶解于濃堿液中，可得到脫乙酰化，制成脫乙酰殼多糖，將5μm以下的脫乙酰殼多糖粉末均勻地混入波里諾西克的紡絲原液，加以拉抻，促脫乙酰殼多糖分散在纖維組織中，賦予粘膠絲以抗菌性。

殼聚糖對(duì)細(xì)菌和霉菌的抗菌作用原理為：殼聚糖所帶的陽(yáng)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(duì)細(xì)菌中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的最小生育阻止?jié)舛葹?0-20mg/kg，對(duì)灰霉菌、斑點(diǎn)病菌的最小生育阻止?jié)舛葹?0mg/kg，均顯示出極高的抗菌性。^[31]

據(jù)電鏡觀察，細(xì)菌受殼聚糖作用后，發(fā)生了明顯的形態(tài)學(xué)變化：革蘭氏陽(yáng)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?？梢?jiàn)殼聚糖影響了細(xì)菌細(xì)胞的生長(zhǎng)。另一種解釋為殼聚糖溶解后是多聚陽(yáng)離子，可以與細(xì)菌表面產(chǎn)生的酸性物質(zhì)如脂多糖、磷壁質(zhì)酸、糖醛酸磷壁質(zhì)、莢膜多糖等相互作用，形成復(fù)雜的高分子電解質(zhì)，類似于多聚陽(yáng)離子引起的抗真菌機(jī)理，使其膜功能發(fā)生紊亂。

• 殼聚糖衍生物抗菌作用的機(jī)理

有報(bào)道說(shuō)，陽(yáng)離子消毒劑的靶點(diǎn)是微生物的細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞質(zhì)膜的主要成分是膜蛋白和磷脂，細(xì)菌的磷脂是磷酸甘油酯，它既有親水末端，又有疏水末端。以季銨鹽為例，由于殼聚糖季銨鹽的長(zhǎng)烷基鏈也有疏水性，那么殼聚糖季銨鹽與磷脂之間由于疏水親和作用的強(qiáng)烈反應(yīng)，破壞了細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜，從而形成較高的抗菌活性。

Franklin報(bào)道說(shuō)，作為聚陽(yáng)離子生物殺傷劑，聚電解質(zhì)的電荷密度隨著每層的分子重量的增加而增加，導(dǎo)致陰離子細(xì)胞表面對(duì)聚陽(yáng)離子加強(qiáng)吸收，有利于聯(lián)接聚陽(yáng)離子到細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜，從而使其殺傷率增加。而TokuiaS.等1995年報(bào)道，分子量為9300的殼低聚糖有抗大腸桿菌活性,而分子量為2200的殼低聚糖卻促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng),是由于分子重量大(9300)的聚陽(yáng)離子易于在細(xì)胞壁處積聚，阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞，使細(xì)胞衰竭死亡，這是對(duì)Franklin報(bào)道的補(bǔ)充說(shuō)明。

（2）殼聚糖的安全性

由于殼聚糖及其衍生物的應(yīng)用日益廣泛，因此其安全性也引起了人們的嚴(yán)重關(guān)注。關(guān)于殼聚糖的安全性，已進(jìn)行過(guò)多方面的研究，這些研究涉及急性毒性試驗(yàn)、亞急性毒性試驗(yàn)、致畸性和致癌性試驗(yàn)、皮膚第一次刺激性實(shí)驗(yàn)、皮膚累積刺激性試驗(yàn)、毒性試驗(yàn)、皮膚過(guò)敏試驗(yàn)、眼黏膜刺激性試驗(yàn)、皮膚吸收性試驗(yàn)等。結(jié)果表明，殼聚糖的LD₅₀大于7500mg／kg體重（小鼠口服，雌、雄性），其致死量（16g／kg體重）與砂糖（18g／kg體重）相當(dāng)，屬于實(shí)際無(wú)毒級(jí)。其他方面的結(jié)果也都是陰性。

另有資料介紹，殼聚糖對(duì)根霉、枯草芽包桿菌、白色念珠菌等有很好的抑制效果，其最小抑菌濃度分別為0．0125％、0．043％、0．043％。此外，對(duì)假單胞菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、大腸桿菌和毛霉也有較好的抑制作用，對(duì)金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、副溶血弧菌、腸鏈桿菌也有一定的抑制作用。

1. 甲殼素類抗菌劑實(shí)例

殼聚糖是含有氨基的天然陽(yáng)離子型高分子物質(zhì)，因此不能和陰離子物質(zhì)同浴使用。同時(shí)，這類抗菌劑可能影響某些熒光染料的牢度和色光，降低部分熒光增白劑的熒光白度，故應(yīng)預(yù)先試驗(yàn)確認(rèn)后使用。

 

這類抗菌劑中最具代表性的是北京潔爾爽高科技有限公司的天然抗菌保濕劑SCJ-920、德國(guó)Herst公司的ATB和SAL（其中ATB為殼聚糖的改性化合物）以及日本DAIWA化工公司的Tendre SYF和KIT-120。

SCJ-920是以天然殼聚糖、食品和化妝品活性添加劑為主要成分。它的有效成分通過(guò)吸附、鏈結(jié)作用與纖維完成永久性結(jié)合，具有優(yōu)良的耐水洗性，經(jīng)過(guò)多次水洗后，織物仍能保持較好的抗菌能力。SCJ-920適用于各種纖維織物，包括棉、毛、絲、麻等天然纖維和聚酯、尼龍、氨綸、粘膠、腈綸等化學(xué)纖維的抗菌衛(wèi)生整理，也可用于純棉織物的免燙整理同浴進(jìn)行。經(jīng)SCJ-920處理的織物，可獲得抗菌、防霉、除臭、吸濕、抗靜電、舒適的效果，手感柔軟豐滿，且完全沒(méi)有環(huán)境污染，對(duì)人體無(wú)毒，無(wú)致畸性，無(wú)致突變性，無(wú)潛在致癌性，對(duì)皮膚無(wú)刺激，無(wú)過(guò)敏反應(yīng)，符合環(huán)保要求。

SCJ-920具有高效的抗菌效果，它對(duì)多種細(xì)菌、真菌具有抑制作用，如對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有害病菌具有很強(qiáng)的抗菌活性。其原理是分子中的正電子和微生物中的磷酯體的唾液酸結(jié)合，限制微生物的生命活動(dòng)，而其抗菌基團(tuán)穿入微生物的細(xì)胞，抑制DNA轉(zhuǎn)錄為RNA，從而阻止細(xì)胞分裂。這是一種健康的抗菌方法，不影響天然的微生態(tài)平衡；同時(shí)SCJ-920也有很好的護(hù)膚效果和吸濕及保濕性能，對(duì)人體汗臭、皮膚瘙癢、皮炎、腳氣等都有良好的抑制和輔助治療作用。

SCJ-920具有良好的保濕性能，其回潮率可達(dá)15%以上，可大大改善合成纖維織物的吸水性，達(dá)到吸濕快干的目的。因SCJ-92O具備良好的吸濕性、保濕性和離子性，可有效散導(dǎo)纖維表面的電荷，消除靜電累積的現(xiàn)象，使織物表面的電壓下降，從而達(dá)到抗靜電的效果。

SCJ-920的外觀為微黃色乳濁液，成份為殼聚糖，離子性是弱陽(yáng)離子，pH值為弱酸性，易溶于任意的冷、溫水中，且對(duì)有機(jī)溶劑穩(wěn)定性極佳。無(wú)毒、不燃、不爆、對(duì)人體安全，屬安全性非常高的天然抗菌劑。對(duì)織物的強(qiáng)力、手感和透氣性無(wú)不良影響，對(duì)人體的肌膚有良好的保護(hù)作用。

SCJ-920適用于織物后整理，可用浸漬、浸軋工藝，用量通常多為5%～7%o.w.f.（即每100克干燥織物吸附5～7克），使用方法簡(jiǎn)單，不用添加新的設(shè)備，也不用更改原來(lái)的生產(chǎn)工藝。

浸漬工藝：

• 工藝配方：SCJ-920
• 工藝流程如下：

織物→漂染→抗菌整理（浴比1:10）→脫水→烘干

                        棉40-60℃，30-40min

    SCJ-920  織物                                                                   10-20min                      脫水 烘干  

     室溫 10min                   

浸軋工藝

• 工藝配方：（以軋液率70%為例） SCJ-920  60-100克/升
• 工藝流程：

織物→漂染→烘干→浸軋抗菌溶液（軋液率60%-70%）→烘干（80-110℃，完全烘干）→拉幅（130℃，30秒）

3、植物類抗菌劑^[32]

其實(shí)，我國(guó)在中草藥的抗菌性方面進(jìn)行了大量的研究工作，取得了很大的成績(jī)。能提取出抗菌成分的傳統(tǒng)天然植物藥主要有：

• 蘆薈

蘆薈的主要成分是蘆薈素（酚系成分），它是蘆薈葉表皮及內(nèi)側(cè)的苦汁，有抗炎癥、抗變異反應(yīng)作用，對(duì)人體無(wú)副作用。日本東洋紡公司在“清潔革命”的系列產(chǎn)品中，有用蘆薈提取液作抗菌劑的。日本大和紡公司推出的抗菌防臭劑Berbtrit中含有蘆薈、艾蒿、蘇紫等萃取物。這種天然植物藥物的組合，除了抗菌作用，對(duì)皮膚也有一定的護(hù)理作用。

• 蕺菜

蕺菜為泊草科多年生草本植物，蕺菜葉、莖部分的藥用成分主要含有癸?；胰?、甲基壬基酮月桂酸。它對(duì)葡萄球菌、線狀菌抗菌作用強(qiáng)。因安全性高，用于織物保健舒適加工劑。日本大和紡公司的天然抗菌劑Herbcare和日本Patatiumuu化學(xué)公司的抗菌劑Paraglas都含有蕺菜提取物。

• 甘草

甘草是豆科多年生草本植物，產(chǎn)地主要為中國(guó)、阿富汗等。它在中藥中常作生藥，使早被人們所認(rèn)知的藥草。甘草的主要成分是有甜味的甘草甜素，它的甜味是蔗糖的150倍。它酸解后生成甘草次酸、葡萄糖醛酸和類黃銅配糖物等。它有抗炎癥、抗變異反應(yīng)、抗?jié)兒徒舛镜茸饔?。其毒性小，?duì)人體安全。日本大和紡公司的抗菌防臭劑Amaxan就是利用甘草的天然成分甘草甜素酸二鉀制成，其特點(diǎn)是抗過(guò)敏、抗炎癥。

 

• 茶葉

茶葉中含有多種化學(xué)成分，主要有多酚類化合物，生物堿（咖啡堿）、兒茶素等。研究結(jié)果表明，兒茶素對(duì)鏈球菌、金黃色葡萄球菌等微生物有抑制作用。它還能抑制酪氨酸脫羧酶的活性。此外，它還有許多藥用功能如解毒等。日本敷紡公司從天然茶葉中制取兒茶素處理加工棉織物，加工出具有高抗菌防臭功能的產(chǎn)品切巴夫蘭秀；大和紡公司也用這種兒茶素來(lái)處理加工出具有防臭抗菌功能的棉織品卡坦庫(kù)林。

我國(guó)植物資源十分豐富，古人開(kāi)發(fā)利用藥用植物資源更是歷史悠久。如能進(jìn)一步研究，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)挖掘和整理這筆寶貴遺產(chǎn)將繼續(xù)造福人類！

第六節(jié) 抗菌纖維

由于化學(xué)纖維可以為纖維改性提供十分廣闊的天地，人們開(kāi)始逐漸把紡織品抗菌處理的視角轉(zhuǎn)向纖維改性以獲取具有持久抗菌效果的紡織品。隨著化學(xué)纖維的迅速發(fā)展，抗菌纖維在纖維消費(fèi)領(lǐng)域中逐漸占主導(dǎo)地位，各種純化纖或者化纖與天然纖維的混紡產(chǎn)品已成為各類紡織品的主角。據(jù)報(bào)道，功能性紡織品占全部紡織品的比重,日本為39%，歐洲為21%，美國(guó)為28%。功能纖維在醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用方面成長(zhǎng)很快，1992-1997年世界銷售額年增長(zhǎng)了6-10%， 2000年達(dá)到了2000億美元，美國(guó)這類產(chǎn)品2000年達(dá)到了760億美元?？咕w維的效果良好，并且具有較好的耐久性，無(wú)須再進(jìn)行后整理，因而具有廣闊的市場(chǎng)。

開(kāi)發(fā)最早而且一直延續(xù)至今的紡織品抗菌衛(wèi)生處理方法是后整理的方法。這種方法得以普遍采用的原因在很大程度上是因?yàn)榧庸し奖悖⑶铱晒┻x擇的抗菌劑范圍很廣。紡織品不管是原料纖維還是紗線或是織物甚至成衣均可通過(guò)后整理方式獲得抗菌功效。紡織品生產(chǎn)商可以很隨意地根據(jù)用戶或最終用途的需要選擇不同的抗菌劑生產(chǎn)出具有不同抗菌特性的紡織品，如耐久的抗菌（革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌）、防霉紡織品和不耐久的抗菌紡織品，但抗菌整理方法存在著一個(gè)致命的弱點(diǎn)——對(duì)于無(wú)反應(yīng)基團(tuán)丙綸等部分合成纖維難以獲得耐久的抗菌效果。另外，這種方式對(duì)散纖維處理往往造成許多棉結(jié)，使后續(xù)加工難以進(jìn)行。

國(guó)際上自八十年代開(kāi)始出現(xiàn)通過(guò)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。

一、永久性抗菌纖維的特點(diǎn)

抗菌纖維及紡織品發(fā)展到現(xiàn)在，無(wú)論是整理方式或纖維改性，在抗菌效率、抗菌譜范圍、抗菌效果的耐久性、抗菌劑的安全性、纖維或織物的外觀及實(shí)用性等方面還是或多或少地存在著一些問(wèn)題。

 

理想的抗菌纖維歸納下來(lái)，應(yīng)具備如下特點(diǎn)：

1、廣譜抗菌

2、抗菌率高

3、抗菌效果持久

4、對(duì)人體安全無(wú)害

5、使用范圍廣

6、對(duì)纖維原有的強(qiáng)力、伸長(zhǎng)、白度等物理指標(biāo)無(wú)不良影響

二、抗菌纖維的加工方法                                                                                                                     

纖維或紡織品經(jīng)抗菌防臭處理后可以發(fā)揮兩方面的作用：一是保護(hù)使用紡織品的人，如果抗菌紡織品能殺滅金黃色葡萄球菌、趾間白癬菌、大腸桿菌、紅色毛癬菌等細(xì)菌和真菌，則能預(yù)防傳染性疾病的傳播；防止內(nèi)衣褲和襪子產(chǎn)生惡臭；防止襪子上腳癬菌繁殖；防止嬰兒因尿布發(fā)生紅斑；提高老人和病人的免疫能力；而且可以在醫(yī)院內(nèi)預(yù)防交叉感染。二是防止纖維受損，由于具有殺滅黑曲霉菌、青霉菌等各種霉菌，可以防止纖維材料變色、脆損以及紡織品在貯藏時(shí)發(fā)生霉變。

目前較為成熟且已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的抗菌纖維有兩大類：一是以含納米級(jí)銀沸石抗菌材料的合成纖維為代表的無(wú)機(jī)抗菌系抗菌纖維，這類纖維對(duì)人體安全無(wú)害、耐久性好。二是以耐高溫有機(jī)抗菌劑通過(guò)共混紡絲方式開(kāi)發(fā)的抗菌纖維。這類抗菌纖維采用對(duì)人體安全無(wú)害的有機(jī)抗菌劑，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、霉菌和癬菌具有廣譜的抗菌效果，抗菌率高、耐久性好。

抗菌纖維的制造方法主要有以下幾種：

1、共混紡絲法

抗菌纖維的制造方法很多，如對(duì)化學(xué)纖維的高分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)接枝或改性，也可通過(guò)物理方法使抗菌劑混入到纖維內(nèi)部，或者利用復(fù)合紡絲技術(shù)等，其中以共混方式應(yīng)用較多，即在合成纖維紡絲階段，將抗菌劑混入聚合物中進(jìn)行紡絲?？咕鷦┗烊肜w維中的操作可以在高聚物聚合階段、聚合結(jié)束后、聚合物熔融噴絲之前加入，人造絲、腈綸等纖維濕法紡絲時(shí)也可在紡絲原液中混入。在熔融紡絲時(shí)混入的抗菌劑要求具有較高的耐熱性和安全性。該法的最大優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)便、成本低廉，并且因?yàn)槿艹隽可俣褂冒踩?，但要求使用高效抗菌劑，缺點(diǎn)是抗菌劑用量少時(shí)效果較差；抗菌劑用量多時(shí)影響纖維的紡絲性能。

共混紡絲法是將抗菌劑和分散劑等助劑與纖維基體樹(shù)脂混合，通過(guò)熔融紡絲生產(chǎn)抗菌纖維。采用該法，抗菌劑要經(jīng)過(guò)與基體樹(shù)脂熔融混合、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(guò)程中，將抗菌劑摻加到聚合物中混合紡絲，對(duì)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。而熔紡則是將整理劑制成抗菌母粒，再與原料共混后熔融紡絲，此類抗菌劑要求耐高溫，且對(duì)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(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，重金屬離子對(duì)人體的生態(tài)毒性問(wèn)題已逐漸被重視起來(lái)，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(duì)人體無(wú)害的金屬氧化物、鹽或在負(fù)載物及金屬化合物上的活性金屬離子，如含Ag沸石、Zn、Cu復(fù)合物或TiO ₂等。這種抗菌劑有廣譜抗菌效果，對(duì)人體無(wú)害，而且熱穩(wěn)定性好，有利于共混紡絲。據(jù)報(bào)道通過(guò)這種方法制得的抗菌纖維的抗菌率僅達(dá)70%-80%，抗菌效果不夠理想。1995年以來(lái)，北京潔爾爽高科技有限公司研制成功了Jlsun^(R)永久性抗菌纖維，它對(duì)人體無(wú)害、與纖維用高分子材料相容性好、具有廣譜的抗菌效果、經(jīng)數(shù)十次標(biāo)準(zhǔn)方式洗滌后仍可保持90%以上的抗菌率，而且纖維特性與常規(guī)纖維基本相同，使永久性抗菌纖維的研究和生產(chǎn)達(dá)到了一個(gè)新的水平。

以共混紡改性方法制取完全符合安全性要求的永久性抗菌纖維，為后續(xù)各種抗菌紡織品的開(kāi)發(fā)提供了十分廣闊的空間。對(duì)一些醫(yī)院專用衛(wèi)生材料以及各種衛(wèi)生用品來(lái)說(shuō)，不僅使用方便，而且可以不必再經(jīng)過(guò)各種繁雜的消毒程序，哪怕是貯存一段時(shí)間后再使用，也不會(huì)被細(xì)菌所沾污，從經(jīng)濟(jì)上看，綜合費(fèi)用更低。具有永久抗菌效果的安全型抗菌纖維及生產(chǎn)工藝的出現(xiàn)，為抗菌紡織品的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)全新的天地。隨著人們衛(wèi)生和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)及生活質(zhì)量的提高，人們不僅對(duì)具有抗菌防臭功效的紡織品的需求量大大增強(qiáng)，而且對(duì)安全性和耐久性提出了更高的要求，而永久性抗菌纖維正是滿足了高效、廣譜、安全、耐久和適用性廣的要求?？梢灶A(yù)計(jì)，這種高技術(shù)含量的新型抗菌纖維產(chǎn)品必將獲得更大的發(fā)展。

目前常見(jiàn)的共混抗菌纖維有以下幾種：

（1）抗菌細(xì)旦丙綸絲

其加工工藝分為抗菌母粒配置、紡絲及牽伸加彈三步法進(jìn)行生產(chǎn)：

抗菌母粒制造：由于抗菌粉體的加入，加大了紡制丙綸細(xì)旦絲的難度，因此母粒的制造是很重要的工藝環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)解決了粉體與丙綸載體偶聯(lián)和均勻分散技術(shù)。如以特種沸石SiO₂/Al₂O₃為載體，并與抗菌的Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺ 等重金屬離子反應(yīng)，使金屬離子均勻吸附到粉體里，選用適當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑和分散劑一起加入高速混合機(jī)內(nèi)，在一定的溫度條件下，高速混煉一定時(shí)間制成丙綸用抗菌粉體，再將粉體與一定比例的聚丙烯料混合，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)的擠出、成形、切粒，即為抗菌母粒。在納米粉體的纖維應(yīng)用中，母?；夹g(shù)尤為重要，解決了這一問(wèn)題，便使納米粉體在細(xì)旦長(zhǎng)絲紡絲領(lǐng)域的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。

此外，要是抗菌聚丙烯切片具有高速紡絲的可紡性能，必須考慮分子量及其分布、熔融指數(shù)、母粒載體等技術(shù)指標(biāo)，并調(diào)整到合適的加工工藝。

（2）無(wú)機(jī)抗菌聚酯纖維

無(wú)機(jī)抗菌聚酯纖維是通過(guò)共混法生產(chǎn)的另一種抗菌纖維。生產(chǎn)聚酯抗菌纖維的方法是首先制成納米層狀銀系抗菌劑或含銀無(wú)機(jī)沸石AgION含量較高的抗菌母粒，在紡絲時(shí)加入一定比例的抗菌母粒，通過(guò)共混紡絲手段，制成聚酯抗菌纖維或抗菌中空纖維。生產(chǎn)過(guò)程包括切片干燥工藝、紡絲牽伸工藝等工序。生產(chǎn)這類纖維的有美國(guó)KOSA公司、北京潔爾爽公司、江蘇儀化公司、日本可樂(lè)麗公司、德國(guó)特雷維拉公司。

（3）JLSUN^(R)抗菌纖維

1997年，北京潔爾爽高科技有限公司將多年來(lái)所發(fā)明的耐高溫抗菌整理技術(shù)成功地應(yīng)用于合成纖維，開(kāi)發(fā)出了抗菌丙綸長(zhǎng)絲、抗菌滌綸短纖維等系列抗菌纖維及母粒。其中，細(xì)旦和超細(xì)旦抗菌丙綸長(zhǎng)絲不僅具有優(yōu)異的疏水導(dǎo)濕性、快干性、抗污性、保濕性、比重輕和手感柔軟等特點(diǎn)，而且具有廣譜持久的抗菌性能。

由于纖維的生產(chǎn)特點(diǎn)，一般有機(jī)抗菌劑不能很好地應(yīng)用于抗菌纖維的生產(chǎn)中，但有些有機(jī)抗菌劑具有很好的高溫穩(wěn)定性，可以用于生產(chǎn)抗菌纖維。如JLSUN^(R)耐高溫抗菌劑SCJ，其主要抗菌成分是帶有吡卟酰胺結(jié)構(gòu)的氯苯咪唑類化合物。它作用于細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜缺損，通透性增加，細(xì)胞內(nèi)容物外漏；也可阻礙細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成，造成菌體內(nèi)和蛋白體的耗盡，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。SCJ所帶有的抗菌基團(tuán)還選擇性地作用于真菌細(xì)胞膜的麥角固醇，使細(xì)胞膜通透性改變，導(dǎo)致細(xì)菌內(nèi)的重要物質(zhì)流失，而使真菌死亡。

JLSUN^(R)系列抗菌產(chǎn)品的生產(chǎn)采用共混技術(shù)路線。首先將北京潔爾爽公司生產(chǎn)的SCJ耐高溫抗菌劑與切片載體共混制成抗菌母粒，以一定比例抗菌母粒與高聚物共混熔紡制得各類抗菌纖維。該類產(chǎn)品具有持久的抗菌效果，經(jīng)檢測(cè)JLSUN^(R)抗菌纖維產(chǎn)品具有廣譜抗菌、抗菌效果持久，對(duì)皮膚無(wú)毒無(wú)刺激，對(duì)人體安全等特點(diǎn)。JLSUN^(R)抗菌纖維的白度及各項(xiàng)機(jī)械物理性能與相應(yīng)常規(guī)纖維無(wú)異，適用性廣。目前已開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的JLSUN^(R)抗菌纖維系列產(chǎn)品包括：滌綸（長(zhǎng)絲、短纖）、丙綸（長(zhǎng)絲、短纖）、錦綸（長(zhǎng)絲、加彈絲）等。產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于內(nèi)衣褲、襪子、無(wú)菌手術(shù)衣、手術(shù)帽、抗菌服、鞋襯（墊）、地毯、婦女衛(wèi)生保健用品、床上用品、空調(diào)器過(guò)濾網(wǎng)及其他過(guò)濾材料。

JLSUN^(R)抗菌錦丙復(fù)合纖維是由錦綸、丙綸復(fù)合而成，在染色加工高溫洗滌過(guò)程中，復(fù)合纖維變成單根纖維，單纖細(xì)度為0.4d。該產(chǎn)品可以高效地殺滅金黃色葡萄球菌、淋球菌（國(guó)內(nèi)流行株）、鏈球菌、肺炎球菌、腦膜炎球菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、肺炎桿菌、綠膿桿菌、枯草桿菌、蠟狀芽孢桿菌、白色念珠菌、絮狀表皮癬菌、石膏樣毛癬菌、紅色毛癬菌、青霉菌、黑曲霉菌等有害菌。由于該產(chǎn)品是超細(xì)纖維，并具有親水（錦綸）、疏水（丙綸）結(jié)構(gòu)，因此由此纖維織成紡織品，具有明顯的芯吸效應(yīng)和吸汗速干、濕爽透氣的作用，并且手感非常柔軟，織物的光澤優(yōu)雅。該產(chǎn)品是生產(chǎn)高檔涼爽T恤、針織內(nèi)衣的首選材料。

在商業(yè)銷售中，有人將JLSUN^(R)抗菌劑稱為“抗菌功能團(tuán)”，并采用“分子組裝技術(shù)”，在部分樹(shù)脂（的分子鏈）中組裝上“抗菌功能團(tuán)”，使這部分樹(shù)脂自身就成為抗菌樹(shù)脂。

Jlsun^（R）抗菌防臭丙綸、滌綸纖維具有良好的安全性、廣譜高效的抗菌性、優(yōu)異的耐洗滌性、卓越的加工性能和優(yōu)良的力學(xué)性能，并且具有良好的纖維外觀和手感。中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院等多家權(quán)威衛(wèi)生單位測(cè)試和臨床應(yīng)用證明：抗菌織物具有明顯的抗菌、消炎、除臭、防霉、止癢、收斂作用，可以完全殺滅接觸織物的金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、淋球菌（國(guó)內(nèi)流行株）、淋球菌（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)耐藥株）、鏈球菌、肺炎球菌、腦膜炎球菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、肺炎桿菌、綠膿桿菌、枯草桿菌、蠟狀芽孢桿菌、白色念珠菌、絮狀表皮癬菌、石膏樣毛癬菌等有害菌，洗滌100次后抑菌率仍達(dá)99.95%以上，對(duì)黑曲霉、黃曲霉、桔青梅霉、綠色木霉、球毛殼霉、等都有0～1級(jí)的防菌效果（GB/T2423.16-1999）。對(duì)皮膚無(wú)刺激、無(wú)過(guò)敏反應(yīng)，對(duì)人體無(wú)毒，能有效的預(yù)防沙眼、結(jié)膜炎、淋病、陰道炎、宮頸炎、盆腔炎、前列腺炎、呼吸器官感染等疾病的傳染，對(duì)防治腳癬、股癬、濕疹、汗臭、腳臭、皮膚瘙癢等有顯著效果。

（4）防螨、抗菌多功能纖維

塵螨以人的皮屑為食，其身體大小在300微米左右，其糞便在10-40微米之間，這些塵螨及排泄物所含的誘發(fā)哮喘、皮炎或鼻炎的致過(guò)敏物質(zhì)。北京潔爾爽高科技有限公司通過(guò)采用SCJ-998高效防螨抗菌劑添加到腈綸紡絲原液中，紡絲得到防螨、抗菌纖維。其防螨抗菌性能經(jīng)國(guó)家有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)認(rèn)為具有優(yōu)良的防螨、抗菌性能，其中塵螨驅(qū)避率達(dá)到99%，抗菌率達(dá)到99.9%，對(duì)皮膚無(wú)過(guò)敏、無(wú)刺激性。防螨抗菌腈綸纖維的用途適用于所有類型的紡織品以及混紡織物，包括服裝、床上用品、床墊襯里、枕心、被芯、地毯、玩具、空氣過(guò)濾網(wǎng)等制品。

 

國(guó)外類似的產(chǎn)品有，英國(guó)Acordis公司的Amicor抗菌纖維，它采用內(nèi)置式設(shè)計(jì)，如同在纖維內(nèi)部有個(gè)抗菌倉(cāng)庫(kù)，通過(guò)濃度梯度的作用原理，抗菌劑源源不斷地溶到纖維表面，此類抗菌纖維制成紡織品可以經(jīng)受反復(fù)洗滌而不降低其抗菌性能?？咕鷦┦菑V泛用于牙膏和瀨水中的抗菌劑，對(duì)人體無(wú)害，是一種抑制有害細(xì)菌繁殖的藥劑，對(duì)人體安全性高。目前已開(kāi)發(fā)三大系列抗菌紗線：抗菌型、抗真菌型和抗螨蟲(chóng)型。

愛(ài)爾蘭Wrllmqn公司也在市場(chǎng)上推出了Fillwell Wellcare系列耐久填充纖維。這種纖維對(duì)軟裝飾品上的細(xì)菌與塵螨有控制繁殖有作用，主要是在生產(chǎn)過(guò)程中把添加劑加到纖維中，所以它所生產(chǎn)的裝飾品在整個(gè)壽命期間都有抗菌、抗螨作用，主要用于床上用品。由于抗菌防螨劑是被永久固定到纖維上去的，因此當(dāng)與微生物相接觸時(shí)它就會(huì)生效。在24小時(shí)內(nèi)細(xì)菌減少99%，在4個(gè)星期期間，塵螨總數(shù)下降99%，洗滌50次后仍能保持充分的功效。其它性能不受添加劑的影響，如保暖、舒適性等。

（5）抗菌腈綸和錦綸

該加工方法，例如在合成纖維制造階段，用離子鍵將銀等金屬固著在沸石骨架上，再將抗菌劑加入到聚丙烯腈或聚酰胺等聚合體中混煉紡絲，使抗菌劑微分散在纖維內(nèi)部和表面，這樣纖維本身就會(huì)含有抗菌劑。這種方法是通過(guò)纖維表面上的抗菌劑和部分溶出的抗菌劑顯示出抗菌作用。^[33]代表商品如日本鐘紡合纖公司的“Biosafe”，福助的“Nonsemll”,雷納溫的“通勤快足”以及帝人的“Taizikon”等。

2、復(fù)合紡絲法

利用復(fù)合紡絲技術(shù)也可以開(kāi)發(fā)抗菌產(chǎn)品。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)合紡絲，制成并列型、芯鞘型、鑲嵌型、中空多心型等結(jié)構(gòu)的抗菌纖維。將抗菌纖維摻加到纖維的皮層、或使其成為并列型復(fù)合纖維中的一個(gè)并列組分，尤其是對(duì)于前者而言，抗菌劑可以只摻加到皮層，不僅可以節(jié)省原料，而且還有利于保持纖維的基本性能。該方法是抗菌合成纖維的發(fā)展方向。采用該法制成的抗菌纖維由于同樣要經(jīng)過(guò)熔融、紡絲的過(guò)程，因此對(duì)其和共混紡絲法有共同的要求。

這種產(chǎn)品的代表之一，就是日本帝人公司開(kāi)發(fā)的“利帕爾泰”雙組分抗菌消臭PET纖維，該纖維為并列型結(jié)構(gòu)，主要采用抗菌劑和消臭劑兩種添加劑復(fù)合紡絲而成，具有極好的抗菌防臭效果。

另一種著名的皮芯結(jié)構(gòu)的抗菌纖維是美國(guó)Foss公司的Foss fiber。Foss fiber中的雙組分纖維為特殊設(shè)計(jì)，使AgION只在皮中，對(duì)有害細(xì)菌接觸面最優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)表明，AgION能消滅99.99%的傳染性和引起臭味的細(xì)菌。該纖維即使在極其嚴(yán)酷生產(chǎn)條件下，含解沸石也非常穩(wěn)定。可耐800℃高溫，PH在3-10時(shí)具有穩(wěn)定性。含AgION的Foss fiber還可添加其他添加劑或與其他纖維混紡，形成具有阻燃、防紫外線、防導(dǎo)電、防污和導(dǎo)濕性等性能。

3、化學(xué)接枝改性法

通過(guò)對(duì)纖維表面進(jìn)行改性處理，進(jìn)而通過(guò)配位化學(xué)鍵或其他類型的化學(xué)鍵結(jié)合具有抗菌作用的基團(tuán)使纖維具有抗菌性能的一種加工方法。即利用化學(xué)改性技術(shù)。

接枝法化學(xué)改性制備抗菌纖維要求纖維表面存在可以與抗菌基團(tuán)結(jié)合的作用部位。將抗菌整理劑的基因接枝到纖維表面的反應(yīng)基上，對(duì)于不具備反應(yīng)基的物質(zhì)，要引入反應(yīng)基，使纖維具有化學(xué)改性的條件。其典型的代表為纖維硫化銅復(fù)合體。在銅氨纖維的制造過(guò)程中控制脫銅，使銅化合物在纖維中分散并經(jīng)硫化處理。還有如日本的殘毛染色公司的“桑達(dá)綸SS-N” ，即以含銅的物質(zhì)作為抗菌整理劑，采用染色的方法，使銅離子和尼綸纖維上的氨基結(jié)合，在纖維的表面上形成牢固的硫化銅覆蓋層，使纖維同時(shí)具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、耐久的抗菌性和使用的安全性。^[34]

化學(xué)接枝法制備抗菌纖維一般分兩步進(jìn)行：第一步，對(duì)纖維進(jìn)行表面處理，經(jīng)過(guò)處理使纖維的表面產(chǎn)生可與抗菌基團(tuán)化合物進(jìn)行接枝的作用點(diǎn)。目前對(duì)纖維表面處理的常用方法為化學(xué)溶劑處理法和輻射法。第二步，將帶有抗菌基團(tuán)的化合物與經(jīng)過(guò)處理后的纖維結(jié)合，得到抗菌纖維。

4、天然抗菌化學(xué)纖維

（1）甲殼素纖維和殼聚糖纖維                                                                                                                     

甲殼素或殼聚糖在適當(dāng)?shù)娜軇┲锌梢匀芙?，若配置成一定濃度、一定粘度的溶液就具有較好的紡絲強(qiáng)度，因此可以通過(guò)濕法或干法紡絲，制成長(zhǎng)絲或短纖維。甲殼素或殼聚糖纖維屬于粘膠纖維。甲殼素纖維紡織品具有很強(qiáng)的抑菌能力，檢測(cè)表明它對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌（金黃色葡萄菌）和革蘭氏陰性菌（大腸桿菌），霉菌（白色念珠菌）等有很強(qiáng)的抑制能力，抑菌能力分別達(dá)到100%、70.43%和50.11%。

在保持殼聚糖纖維優(yōu)異功能性的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高殼聚糖纖維的品質(zhì)指標(biāo)，降低生產(chǎn)成本，各國(guó)競(jìng)相研制了甲殼素、殼聚糖纖維和其它纖維共混紡工藝。其中物理共混紡絲法就是其中最常見(jiàn)的方法之一。將殼聚糖和甲殼素粉碎到一定程度后均勻分散在粘膠、腈綸、維綸等紡絲漿液中，通過(guò)紡絲過(guò)程使纖維中含有一定含量的甲殼素和殼聚糖，因此產(chǎn)品具有殼聚糖良好的抗菌性能。

殼聚糖和甲殼素粘膠抗菌纖維目前已經(jīng)有規(guī)模生產(chǎn)。在國(guó)際上粘膠纖維的新型產(chǎn)品也已進(jìn)入到了高檔服裝面料的行列，而殼聚糖和甲殼素的加入還可以使纖維具有低刺激性、高保濕性、柔軟性、抑菌等優(yōu)點(diǎn)。

富士紡公司的Chitogreen是將天然纖維抗菌成分甲殼素加入纖維中，并以獨(dú)特的制法提高精度之后使 其具有制菌效果。Chitogreen可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，但不會(huì)進(jìn)入人體的皮膚細(xì)胞。刺激性低，即使敏感肌膚的人也可以放心使用。由于成分固定，具有超越的洗滌持久性。適合應(yīng)用于醫(yī)院的制服、床單、浴巾等需要反復(fù)洗滌的物品。除抗菌性久外，還具有優(yōu)越的吸濕性和柔軟觸感，富士紡公司已將其應(yīng)用擴(kuò)大內(nèi)外衣及窗簾等產(chǎn)品。

（2）竹纖維

中醫(yī)認(rèn)為竹的葉、茹、瀝、簧、筍、精、節(jié)霜皆可療疾。竹葉有清熱、除煩、利尿之功；竹茹有清熱、化痰、除煩止嘔之效；竹簧能瀉熱、化痰、涼心定驚；竹瀝則用于清熱、化痰。竹子自身具有抗菌性，使其在生長(zhǎng)過(guò)程中無(wú)蟲(chóng)蛀、無(wú)腐爛。有資料介紹，在竹纖維的生產(chǎn)過(guò)程中，采用高科技工藝處理，使抗菌物質(zhì)不被破壞，讓其始終結(jié)合在纖維素大分子上。竹纖維織物經(jīng)反復(fù)洗滌、日曬，也不會(huì)失去抗菌作用。經(jīng)測(cè)試，竹纖維產(chǎn)品24小時(shí)的抗菌率達(dá)71%，證明了細(xì)菌等有害微生物在竹纖維制品中不僅不能長(zhǎng)時(shí)間生存，而且還會(huì)在短時(shí)間內(nèi)減少，甚至消失。但在筆者的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，竹纖維的抑菌率達(dá)不到60%。筆者認(rèn)為這是由于竹纖維的生產(chǎn)過(guò)程與粘膠纖維類似，其原先具有的抗菌物質(zhì)在強(qiáng)堿或磺化過(guò)程中被破壞，從而造成竹纖維的抗菌性遠(yuǎn)低于天然竹。

5、純天然纖維

大麻纖維是一種天然抗菌纖維。大麻纖維獨(dú)具抗霉殺菌的功效，大麻紡織品在未經(jīng)任何藥物處理且水洗后，按定性抑菌法測(cè)試的結(jié)果表明，它對(duì)金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌等都有不同程度的抑菌效果。民間用大麻繩扎香腸、納底鞋、密封罐頭等既結(jié)實(shí)又不腐爛?；谶@種防霉、防臭、防腐功能，大麻紡織品還可作食品包裝、衛(wèi)生材料、鞋襪、繩索等。在全世界都在崇尚綠色、環(huán)保概念的今天，有著悠久歷史的大麻再一次進(jìn)入人類的視野。大麻纖維因其天然抑菌、清涼柔軟、防靜電、耐熱等獨(dú)有的優(yōu)良特性在服裝加工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

此外，苧麻、亞麻、羅布麻，它們同樣具有天然的抗菌、抑菌功能。^[35]

第七節(jié) 新型紡織品抗菌整理技術(shù)

一、織物耐久的和可再生的抗菌整理

通常，紡織材料的抗菌性能可以采用把功能整理劑通過(guò)化學(xué)或物理方法結(jié)合到纖維或織物上的方法來(lái)獲得。這種紡織材料抗菌性能的耐久性可以歸納為兩類，即暫時(shí)的或耐久的抗菌織物?？椢飼簳r(shí)的抗菌性在整理中容易達(dá)到，但是在洗滌中容易失去。而抗菌織物的耐久性大多是通過(guò)緩釋的方法來(lái)完成。按照這個(gè)方法，足夠的抗菌整理劑在濕整理過(guò)程中結(jié)合到纖維或織物中。處理的織物通過(guò)從材料中緩慢地釋放出抗菌劑從而使細(xì)菌失去活性。但是如果抗菌劑進(jìn)入到材料中，而沒(méi)有和纖維以共價(jià)鍵連結(jié)，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，它們可能就會(huì)完全消失?；瘜W(xué)方法結(jié)合工藝有一些成功的例子。但是一旦抗菌劑在織物上逐漸消失，所賦予的功能就將減小，形成一種不可再生的整理。

目前已經(jīng)出現(xiàn)了一種新的功能整理方法，那是對(duì)1962年Gagliardi的報(bào)告中提出的理論模型的發(fā)展。按照這個(gè)工藝，在新的加工過(guò)程中，抗菌劑化合物的母體（潛在抗菌劑）代替了抗菌劑本身，應(yīng)用于纖維素材料的抗菌處理中。在具有抗菌功能的基團(tuán)被活化之前，抗菌化合物的母體以共價(jià)鍵結(jié)合在纖維素材料上，然后它可以通過(guò)一個(gè)可逆的化學(xué)過(guò)程（如一個(gè)氧化還原反應(yīng)）而活化，釋放出具有抗菌功能的基團(tuán)。這種整理方法相似于防縐整理過(guò)程?；罨磻?yīng)可以在一個(gè)常規(guī)的過(guò)程，如漂白中實(shí)現(xiàn)，由此織物的抗菌性質(zhì)也可以再生。

 

 

   +       化學(xué)變性                釋放             +

  纖維素     抗菌劑             纖維素+抗菌劑               纖維素    抗菌劑

                          （無(wú)共價(jià)鍵）

途徑a

                                            活化

       +      化學(xué)變性                      殺菌

纖維素    潛在抗菌劑          纖維素+潛在抗菌劑              纖維素+抗菌劑

                            （共價(jià)鍵）                     （共價(jià)鍵）

途徑b

圖9.途徑a表示緩釋過(guò)程的機(jī)理；途徑b表示新整理方法的機(jī)理

1. 鹵胺化學(xué)

圖8中所示的潛在抗菌劑是一種乙丙酰脲（hydantoin）衍生物——單羥甲基-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲（MDMH）。乙內(nèi)酰脲化合物是一種帶有雜環(huán)結(jié)構(gòu)，即乙內(nèi)酰脲環(huán)的化合物（見(jiàn)圖9）。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

乙內(nèi)酰脲               5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲（DMH）

 

圖10.乙內(nèi)酰脲和DMH的結(jié)構(gòu)

乙內(nèi)酰脲化合物在約1720 cm^-1和1770cm^-1處有兩個(gè)突出的伸展帶，相應(yīng)于環(huán)上的兩個(gè)羰基——這是乙內(nèi)酰脲結(jié)構(gòu)的特征。5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲和MDMH在這兩個(gè)譜帶的強(qiáng)度明顯不同。因此，在1720 cm^-1和1770cm^-1左右處的譜帶可以用來(lái)作為乙內(nèi)酰脲結(jié)構(gòu)接枝到織物上的表示。^[36]

乙內(nèi)酰脲環(huán)有點(diǎn)像另一個(gè)廣泛應(yīng)用于耐久定型整理中流行的紡織化學(xué)試劑——二羥甲基二羥基乙烯脲（DMDHEU）的環(huán)形結(jié)構(gòu)。由于MDMH分子結(jié)構(gòu)中氮原子相鄰的α位碳原子上是二個(gè)甲基，不像乙內(nèi)酰脲是氫原子，所以前者    NH氯化后沒(méi)有機(jī)會(huì)產(chǎn)生HCl的消除，結(jié)果形成一個(gè)比較穩(wěn)定的氯胺結(jié)構(gòu)，不會(huì)像后者使織物產(chǎn)生泛黃和氯損現(xiàn)象。 除了鍵的特定結(jié)構(gòu)外，鹵化乙內(nèi)酰脲的穩(wěn)定性也可能是由于它的獨(dú)特的雜環(huán)結(jié)構(gòu)造成的。結(jié)果，鹵化乙內(nèi)酰脲的這種特殊的穩(wěn)定性已經(jīng)應(yīng)用于許多實(shí)踐中了。例如，二鹵-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲是一個(gè)卓越的氯穩(wěn)定劑以及抗菌劑，被廣泛地應(yīng)用于游泳池中。

鹵化的乙內(nèi)酰脲不僅是對(duì)氯或溴的穩(wěn)定劑，還是有效的殺毒劑。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，鹵胺化合物是一種有氧化功能的聚合物。鹵胺鍵中的鹵元素如氯和溴帶有正電荷，它可以氧化許多化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此鹵胺鍵能夠表現(xiàn)出抗菌性。此外，在乙內(nèi)酰脲環(huán)上的鹵胺鍵能夠在不產(chǎn)生環(huán)開(kāi)裂的情況下可逆地脫鹵和鹵化（圖10）。這是一個(gè)重要的可逆氧化還原反應(yīng)。其中，鹵化反應(yīng)采用氯漂來(lái)完成，而脫鹵過(guò)程通過(guò)消毒等作用，使微生物失活。因此，一個(gè)可再生的抗菌體系是用鹵胺化學(xué)建立的。這種獨(dú)特的性質(zhì)也曾被用于制備可再生的高聚物消毒劑。

 

             纖維素                                 纖維素

 

                                        漂白

 

 

                                      殺菌作用

 

 

 

             

 

圖11.可逆的脫鹵反應(yīng)

2、鹵胺結(jié)構(gòu)的抗菌性和再生性

可再生的抗菌的鹵胺高聚物是在控制鹵胺結(jié)構(gòu)化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。利用乙內(nèi)酰脲衍生物單羥甲基-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲（簡(jiǎn)稱MDMH）對(duì)纖維素織物進(jìn)行處理。MDMH具有兩個(gè)官能團(tuán)，其中羥甲基可以與纖維素纖維分子鏈上的羥基反應(yīng)，生成共價(jià)鍵結(jié)合（或稱接枝反應(yīng)）；而仲胺基可用含有效氯溶液處理，使之生成鹵胺結(jié)構(gòu)。反應(yīng)式如(1)、(2)所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

如何解釋其抗菌性的可再生性？首先是雜環(huán)結(jié)構(gòu)的鹵胺化合物，分解時(shí)產(chǎn)生正電荷氯離子（Cl⁺）,如（3）式所示。它具有氧化作用，可以氧化許多蛋白質(zhì)或某些有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致微生物的失活；氯化后，氯原子還原成氯化合物，而鹵胺鍵轉(zhuǎn)化成仲胺基。因此，其抗菌性和可再生性，可以（4）式表示之。

（3）式鹵胺結(jié)構(gòu)中共價(jià)鍵的氯，其極性非常強(qiáng)，以至部分呈正電荷的氯（即Cl⁺）產(chǎn)生廣譜的殺菌作用，殺菌后可經(jīng)氯化處理使之再生。

3、MDMH整理的殺菌性和耐久性

MDMH處理織物的抗菌功能，在重復(fù)洗滌試驗(yàn)后是非常耐久的，尤其用較高濃度MDMH處理的織物。這種耐久的性能可以歸因于乙內(nèi)酰脲環(huán)和纖維素鏈之間的共價(jià)鍵連接。在乙內(nèi)酰脲環(huán)上的酰胺和亞胺N-H鍵是非?；顫姷模c鹵素生成鹵胺結(jié)構(gòu)，正規(guī)的氯漂過(guò)程可以很容易地使活化的鹵胺鍵再生而不損及織物上的共價(jià)鍵，所以每次洗滌和再生循環(huán)可以充分帶回織物的抗菌功能。

4、MDMH整理的農(nóng)藥解毒性和耐久性

含有效氯和過(guò)氧化物的聚合物，可作為分解農(nóng)藥的解毒劑，對(duì)聚合物的氧化作用功能已進(jìn)行了廣泛的研究。據(jù)報(bào)道，鹵胺化聚合物能將醇類轉(zhuǎn)換成酮類，硫化物轉(zhuǎn)換成亞砜和砜類，在水中能將氰化物轉(zhuǎn)換成二氧化碳和氨。

如上所述，纖維素纖維經(jīng)鹵胺化整理后，具有耐久和可再生的抗菌性能，是氯有效地使微生物失去活性。有關(guān)報(bào)道稱，氯也同樣能成功地使農(nóng)藥Methomyl降解。研究表明，鹵胺化聚合物通過(guò)氧化使農(nóng)藥化學(xué)結(jié)構(gòu)中的叔胺斷裂生成仲胺和醛的分解物。由此可使鹵胺化整理的棉或滌棉混紡織物，用于施加農(nóng)藥時(shí)的防護(hù)服面料。

鹵胺化功能性整理織物的農(nóng)藥解毒過(guò)程，完全可以前述反應(yīng)式（3）、（4）來(lái)表征。經(jīng)鹵胺化整理的耐久性的測(cè)試，可以將經(jīng)解毒試驗(yàn)后的織物，洗去解毒農(nóng)藥，然后經(jīng)氯漂處理，再測(cè)定其解毒能力。根據(jù)許多研究人員的設(shè)定，在耐洗牢度試驗(yàn)儀上一次洗滌約相當(dāng)同樣溫度的常規(guī)機(jī)械洗滌5次。因此，鹵胺化整理后能耐50次常規(guī)的機(jī)械洗滌，可認(rèn)為符合耐久性要求了。

5、小結(jié)

這種方法具有許多優(yōu)點(diǎn)，諸如可以獲得耐久的和可再生的抗菌功能；在織物上特定功能的活化和再生簡(jiǎn)單并且方便，在整個(gè)過(guò)程中應(yīng)用了抗菌劑的母體；并且抗菌織物具有光譜的抗菌性。但是，該抗菌整理工藝只能用在纖維素材料上，適用范圍比較狹窄。^[37]但該工藝應(yīng)用在滌棉混紡織物上也獲得了優(yōu)異的抗菌效果。在相同的處理濃度時(shí)，滌棉織物的抗菌性比棉織物好。分析其原因，可能是除了滌綸纖維的影響外，盡管滌棉混紡織物上總的MDMH接枝量低于棉，但是其纖維素纖維部分的接枝率卻高于棉布。此項(xiàng)新技術(shù)抗菌效果、耐久性和再生性都很理想，但從工業(yè)要求看來(lái)，其接枝率較低（約為20%左右），亟待提高。

二、納米技術(shù)在抗菌衛(wèi)生加工中的應(yīng)用

納米材料是最近新問(wèn)世的高新材料，具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)等四大效應(yīng)，從而擁有不同于常規(guī)材料的力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、催化性能和生物活性等特性。

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)了納米銀系無(wú)機(jī)抗菌劑，由于納米銀系抗菌粉體平均銀離子粒徑僅為20.165納米，能在產(chǎn)品中分散均勻，故對(duì)加工工藝沒(méi)有特殊要求，可廣泛應(yīng)用于塑料、陶瓷、纖維等產(chǎn)品中。這種抗菌劑呈中性，不溶于水和有機(jī)溶劑，耐酸、耐鹽和弱堿、對(duì)熱和光穩(wěn)定性好，也是靠接觸反應(yīng)破壞微生物活性的，其抗菌成分為銀離子，抗菌效果持久。同時(shí)，在光的作用下，銀離子能起到催化活性中心的作用，激活水和空氣中的氧，產(chǎn)生活性氧離子，而活性氧離子具有很強(qiáng)的氧化能力，能在短時(shí)間內(nèi)破壞細(xì)菌的繁殖能力，致使細(xì)胞死亡，從而達(dá)到抗菌目的。

利用銀的抗菌能力，通過(guò)物理吸附和離子交換等方法，將銀離子固定在沸石、陶瓷、硅膠等多孔材料的表面制成抗菌劑，然后將其加入到相應(yīng)的制品中即獲得具有抗菌能力的材料。以銀的復(fù)合物為主抗菌體，以納米TiO₂和SiO₂等為載體，由于納米級(jí)粉體的顆粒特殊效應(yīng)，大大提高了整體的抗菌效果，使耐溫性、粉體細(xì)度、分散性和功能效應(yīng)都得到了充分發(fā)揮。其他一些金屬的處理效果比銀離子差。例如：水銀、鎘、鉛等金屬也具有抗菌能力，但對(duì)人體有害；銅、鎳、鉆等離子帶有顏色，影響產(chǎn)品的美觀；鋅有一定的抗菌性，但其抗菌強(qiáng)度僅為銀離子的 1/1000 。因此，銀離子抗菌劑在無(wú)機(jī)抗菌劑中占有主導(dǎo)地位。

納米抗菌陶瓷粉體應(yīng)用在紡織品上，需要解決的主要問(wèn)題是：1）如何使陶瓷粉體均勻地分散在紡織品上；2）由于陶瓷粉體是無(wú)機(jī)物，紡織纖維是高分子有機(jī)物，如何實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的牢固結(jié)合。

至今，比較成熟的將納米陶瓷粉體分散固定在紡織品上的方法主要有：

1、涂層印花法

即將陶瓷體通過(guò)粘合劑均勻地涂抹在紡織品表面，或把陶瓷粉體混合在印花色漿里，通過(guò)印花工藝實(shí)現(xiàn)陶瓷粉體與紡織品的結(jié)合。這種方法工藝簡(jiǎn)單，能達(dá)到一定的功能指標(biāo)。但陶瓷粉體在紡織品上的分散難以均勻，而且由于陶瓷粉體（無(wú)機(jī)物）與紡織品（有機(jī)物）之間沒(méi)有化學(xué)鍵結(jié)合而耐洗牢度低，功能不能持久，同時(shí)手感硬、透氣性差，目前已逐漸被淘汰。

2、紡入法

即將陶瓷粉體分散熔融在滌綸（或丙綸）溶液中，再紡成纖維的方法。這種方法能實(shí)現(xiàn)陶瓷粉體與紡織品較好的結(jié)合效果，但存在若干嚴(yán)重問(wèn)題，從而限制了這種方法的廣泛應(yīng)用：生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)難度高，成品率低，成本高；只能應(yīng)用于化纖紡織品上，而不能用于天然纖維。^[38]

除了上述兩種方法以外，還有許多種以納米抗菌技術(shù)為基礎(chǔ)的抗菌整理技術(shù)。納米抗菌材料是跨世紀(jì)的科技前沿領(lǐng)域，21世紀(jì)，人類將使用納米抗菌材料生產(chǎn)舒適、時(shí)尚、綠色、環(huán)保、健康產(chǎn)品。它將引導(dǎo)人們把醫(yī)療保健模式從事后的治療轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)測(cè)和預(yù)防。

納米銀系無(wú)機(jī)抗菌劑舉例：

1、抗菌整理劑SCJ-951

抗菌整理劑SCJ-951的外觀為白色粉末，粒度為納米級(jí)，可分散于水中，無(wú)毒、不燃、不爆，對(duì)人體安全?？咕韯㏒CJ-951處理織物的方法可以是浸軋、涂層、涂刷。SCJ-951的用量為2%-3%o.w.f,具體用量根據(jù)被處理織物的品種和用途而確定。

 

抗菌整理劑SCJ-951具有良好的安全性、高效的抗菌性，適用于棉、滌棉、錦綸、腈綸等織物的抗菌整理。如生產(chǎn)具有抗菌、防臭功能的室內(nèi)裝飾用布、襪子、地毯、無(wú)紡布、鞋用布、空氣過(guò)濾材料等對(duì)手感要求不高的紡織產(chǎn)品和功能纖維。多家國(guó)內(nèi)權(quán)威衛(wèi)生單位測(cè)試應(yīng)用證明：SCJ-951抗菌整理織物具有明顯的抗菌、防臭、止癢作用，對(duì)細(xì)菌、真菌和霉菌的抑菌率達(dá)99.9%以上，對(duì)皮膚無(wú)刺激、無(wú)過(guò)敏反應(yīng)，對(duì)人體無(wú)毒，對(duì)防治腳癬、股癬、濕疹、癤癰、汗臭、腳臭、皮膚瘙癢有顯著效果。

• 工藝流程：

織物→漂染→烘干→浸軋抗菌溶液（軋液率70%）→烘干（80-110℃，以織物不含水分為度）→拉幅（180℃，30秒或150℃，2分鐘）

• 工藝配方：（以軋液率75%為例）

 抗菌劑SCJ-951    40克/升

 固著劑SCJ-939    80克/升

2、納米銀系抗菌防臭粉SCJ-120

納米銀系抗菌防臭粉SCJ-120，它是專門為合成纖維研制的抗菌防臭劑，它可以分散于合成纖維切片、海棉、橡膠和塑料等。納米防臭粉SCJ-120外觀為淡白色粉末，它的主要成分是納米銀系陶瓷粉。抗菌粉SCJ-120對(duì)纖維的白度、色光、強(qiáng)力、手感和透汽性無(wú)不良影響。

使用說(shuō)明：

（1）抗菌合成纖維

• 工藝配方

納米銀系抗菌防臭粉SCJ-120        1%-3%

        聚丙烯PP或聚酯PET               97%-99%

• 工藝流程

混合全造粒→紡絲→成品

（2）抗菌橡膠

• 工藝配方

納米銀系抗菌防臭粉SCJ-120        1%-3%

        橡膠膠漿                         97%-99%

• 工藝流程

混合→刮漿、發(fā)泡、硫化→成品

三、多功能抗菌紡織品

隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)服裝的功能性更為重視。僅僅具有一種附加功能的產(chǎn)品在市場(chǎng)上已經(jīng)不再具備更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，多功能并存的紡織品應(yīng)運(yùn)而生。多功能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，為廣大消費(fèi)者帶來(lái)新的服用價(jià)值。本節(jié)主要討論建立在抗菌功能基礎(chǔ)之上的多功能紡織品。

1、抗菌免燙整理

（1）抗菌劑SCJ-990系鹵化芳族化合物及其衍生物（陰離子），對(duì)細(xì)菌（Staphylococcus aureus金黃色葡萄球菌、Escherichia coli大腸桿菌）、真菌（Trichophyton mentagrophytes曲古霉菌）等菌種具有耐久的抗菌性，對(duì)織物具有良好滲透性和粘附性，經(jīng)處理后的織物對(duì)皮膚無(wú)任何刺激作用，并有良好的生物降解性，安全舒適，耐洗滌，對(duì)織物的各項(xiàng)物理指標(biāo)無(wú)影響。

該抗菌劑可以和防皺劑（改性二羥甲基二羥基乙烯脲樹(shù)脂）進(jìn)行同浴抗菌防皺整理，采用的工藝為：浸軋樹(shù)脂液→烘干→焙烘→防縮，并選用非離子或陰離子有機(jī)硅柔軟劑。

（2）使用天然抗菌劑殼聚糖與多元酸混合，同浴整理到織物上得到抗菌免燙效果。

目前多元羧酸類整理劑是最有潛力取代N-羥甲基酰胺類化合物的無(wú)甲醛免燙整理劑，但是與其他整理劑一樣，多元羧酸整理劑也存在一定的缺點(diǎn)，如價(jià)格昂貴、易導(dǎo)致某些硫化染料和活性染料染色品色變。^[39]

a、殼聚糖與多元羧酸混合對(duì)棉織物進(jìn)行整理時(shí)，在焙烘過(guò)程中，多元羧酸與纖維素大分子發(fā)生酯化反應(yīng)，也與殼聚糖的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，從而通過(guò)分子間的酯鍵與織物和殼聚糖發(fā)生交聯(lián)。游離羧酸的酯基也會(huì)與殼聚糖的氨基形成酰胺鍵,這些酯鍵和酰胺鍵使殼聚糖牢固地固著在織物上。殼聚糖在整理與配方中所占比例越大，織物的強(qiáng)力損失越?。欢嘣岜壤酱?，強(qiáng)力損失越大，交聯(lián)反應(yīng)越充分。但同時(shí)，酸對(duì)纖維素及殼聚糖分子中甙鍵的水解起催化作用，也造成織物的強(qiáng)力下降。

在美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校紡織實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了檸檬酸、丁烷四羧酸和殼聚糖用于織物整理的實(shí)驗(yàn)，其中整理織物的抑菌性如下。測(cè)試菌種為大腸桿菌，水洗條件按美國(guó)AATCC Test Method 61-1996進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表：

               

表10.整理織物的抗菌活性^[40]

水洗次數(shù)	0	1	5	10	20	30	50
抑菌率（%） 殼聚糖+丁烷四羧酸 殼聚糖+檸檬酸	100 100	91 90	87 88	85 82	77 80	76 72	62 21

丁烷四羧酸有四個(gè)羧基，與纖維素及殼聚糖至少有三官能團(tuán)交聯(lián)，所以免燙效果較好。而檸檬酸是一個(gè)三官能團(tuán)羧酸，當(dāng)檸檬酸分子中間的羧基發(fā)生酯化后，酯化的檸檬酸分子不能形成另一個(gè)環(huán)酐中間體，因而不能進(jìn)一步酯化形成第二個(gè)酯鍵（只有當(dāng)一個(gè)端羧基被酯化時(shí)，檸檬酸分子才能在二者之間形成有效的交聯(lián)），且檸檬酸分子中的羥基妨礙了檸檬酸與棉纖維和殼聚糖的酯化，因此檸檬酸的交聯(lián)不如丁烷四羧酸。^[41]

殼聚糖與多元酸混合所占比例越大，其折皺回復(fù)效果越不明顯，這也可能歸因于整理浴中殼聚糖數(shù)量的增加，是整理浴的粘度增加，這樣阻止了反應(yīng)劑分子滲透進(jìn)入纖維，因而降低了交聯(lián)反應(yīng)的程度。

b、殼聚糖與纖維素的分子結(jié)構(gòu)相似，不含甲醛，而且具有抗菌防皺雙重功能，是一種新型的綠色材料。但由于市場(chǎng)上出售的殼聚糖的分子量一般較大（幾十萬(wàn)至上百萬(wàn)），所以織物經(jīng)殼聚糖整理后，彈性回復(fù)角雖然有所增加，但增加不是很多，而且手感變硬，布面泛黃，濕潤(rùn)性下降。天然抗菌劑SCJ-920是降解以后的殼聚糖，不僅相對(duì)分子質(zhì)量變小，穿透力增強(qiáng)，而且抗菌性能提高。因此，使用多元羧酸與降解殼聚糖配合對(duì)棉織物進(jìn)行整理，賦予織物抗菌免燙雙重功能。

織物用整理劑進(jìn)行整理后，不可避免地要產(chǎn)生強(qiáng)力損失，但損失要有一定限度。通常強(qiáng)力保持要求在60%以上。如果強(qiáng)力損失過(guò)大，則織物服用性能受到影響，就失去了對(duì)它們進(jìn)行整理的意義。殼聚糖加入到整理浴配方中，一方面賦予織物的抗菌性能。此外，它對(duì)織物的免燙效果影響不顯著，但對(duì)織物的物理機(jī)械性能有明顯的改善，抑制了多元羧酸整理對(duì)織物撕破強(qiáng)度的損傷。^[42]

2、抗菌拒油拒水整理

（1）抗菌拒油拒水整理劑和納米級(jí)ZnO整理織物

利用納米級(jí)ZnO與拒水拒油整理劑之間的協(xié)同作用，以高速攪拌作為輔助手段，通過(guò)偶聯(lián)劑來(lái)增加納米級(jí)ZnO粒子與拒水拒油劑間的配伍性，有效防止納米級(jí)ZnO粒子間的團(tuán)聚，使其穩(wěn)定均勻的把納米級(jí)ZnO分散在拒水拒油整理劑中，借助拒水拒油的作用來(lái)防止細(xì)菌的粘附，從而進(jìn)一步提高抗菌織物的使用性能。

納米級(jí)氧化鋅粉體難溶于水，無(wú)味、無(wú)毒、質(zhì)地細(xì)膩，其粒徑約為30-100nm，粒子形狀為粒柱形，納米級(jí)氧化鋅由于其顆粒尺寸的微細(xì)化，比表面積急劇增大，產(chǎn)生了與普通氧化鋅不同的界面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，具有顆粒小、表面活性強(qiáng)、分散性好等特性，具有較高的安全性，具有較好的抑菌功能。

由于納米ZnO的表面能比較高，而拒水拒油整理劑的表面能比較低，兩者相互混合時(shí)，會(huì)發(fā)生所謂的“水和油”的現(xiàn)象，因此采用偶聯(lián)劑在納米ZnO與拒油拒水劑之間起到架橋的作用。硅烷偶合劑是在一個(gè)分子中間既含有對(duì)無(wú)機(jī)物具有親和性的基團(tuán)又含有對(duì)有機(jī)物具有相容性的基團(tuán)的化合物。硅烷偶聯(lián)劑的親水基團(tuán)能與納米ZnO粒子結(jié)合，其疏水基團(tuán)能與拒水拒油整理劑中的樹(shù)脂結(jié)合。^[43]從而使織物兼具抗菌和拒水拒油的功能。

（2）拒油拒水劑和抗菌劑SCJ-963整理織物

• 工藝配方

抗菌防臭整理劑SCJ-963 A       40g/L

抗菌防臭整理劑SCJ-963 B       10g/L

拒油拒水整理劑SCJ-910         20g/L

• 工藝流程：

浸軋抗菌液（軋液率70%）→烘干（80-110℃）→浸軋拒油拒水整理液（軋液率60-80%）→烘干（80-110℃）→焙烘（150-160℃，2-3min）

3、抗菌增白整理

在某些紡織品領(lǐng)域中，比如醫(yī)用的紡織品不僅需要具有抗菌功能，還必須進(jìn)行增白處理。因?yàn)獒t(yī)療行業(yè)中大量運(yùn)用白色紡織品，所以經(jīng)抗菌整理織物又需要一定的白度。在抗菌過(guò)程中為提高白度可同時(shí)在抗菌液中加入滌用增白劑。經(jīng)抗菌整理后的織物進(jìn)行棉增白，由于纖維被交聯(lián)樹(shù)脂包覆，所以在增白的過(guò)程中纖維與增白劑的反應(yīng)性下降。與傳統(tǒng)增白工藝相比，在抗菌增白產(chǎn)品的增白過(guò)程中可將熒光增白劑的用量提高，并且延長(zhǎng)增白過(guò)程的時(shí)間，降低軋余率等各項(xiàng)參數(shù)，才能得到較好的白度。因此，在使用該抗菌劑加工過(guò)程中可改用耐高溫、耐水洗的新型增白劑，這樣可與抗菌劑同步完成抗菌—增白整理。^[44]

• 工藝配方

抗菌防臭整理劑SCJ-990       50g/L

交聯(lián)劑FGA-100               10g/L

Ciba^(R) 增白劑BBT             5-10g/L

• 工藝流程

軋抗菌、增白劑→烘干（80-110℃）→焙烘（150℃，2min）

第八節(jié) 織物抗病毒整理

病毒也是若干類微生物中的一類。它是一種非細(xì)胞性生物，其核心由核酸構(gòu)成。核酸內(nèi)存儲(chǔ)著病毒的遺傳信息，控制著病毒的遺傳、變異、繁殖和對(duì)宿主的傳染性。病毒的外部則由蛋白衣殼緊緊包裹著。由于病毒是專性寄生生物，它必須通過(guò)吸附才能進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，才能存活與自我復(fù)制。

我們知道，許多細(xì)菌、病毒可經(jīng)服裝等紡織用品感染人體，如沙眼、“紅眼病”、皮膚病、性病、肝炎病毒等，均可通過(guò)毛巾、床單、被單、內(nèi)衣、內(nèi)褲、口罩等日用紡織品交叉感染。在某些公共服務(wù)場(chǎng)所和特殊行業(yè)，如醫(yī)院、飯店、食品、制藥行業(yè)，在這些情況下，交叉感染更易發(fā)生、更為嚴(yán)重。

然而，由于病毒對(duì)人類的攻擊更具有它的特殊性和危害性，如口蹄疫病毒、肝炎病毒、禽流感、SARS病毒等。因此，近10年來(lái)，國(guó)外對(duì)職業(yè)（醫(yī)院）防護(hù)和軍事防生（病毒感染）的研究更為嚴(yán)重，并逐步將目前廣義上的抗菌技術(shù)研究擴(kuò)大抗病毒技術(shù)研究上。

一般情況下，不同物種之間，如人與動(dòng)物之間、不同動(dòng)物之間對(duì)病毒而言幾乎是一種不可逾越的壁壘。因?yàn)椴《镜姆敝持皇窃诨颍╣ene）的基礎(chǔ)上通過(guò)不斷復(fù)制而增多。也就是說(shuō)一類病毒通常只能在其宿主的細(xì)胞里生存下來(lái)，如禽流感病毒一般只能生存于禽類動(dòng)物之中。但是為什么像狂犬病毒、艾滋病毒（HIV）、高致病性禽流感病毒及SARS病毒等在不同物種之間會(huì)有危害性極大的傳播呢？一個(gè)重要的原因是這些病毒有很強(qiáng)的突變能力，突變的結(jié)果有兩種可能：一種是原來(lái)的病毒在不斷突變的過(guò)程中消亡了，這是占大多數(shù)的；另一種可能性的結(jié)果很可怕，那就是病毒中極少數(shù)通過(guò)偶然的變異，獲得了某種跨越物種壁壘的能力，因而病毒從一種動(dòng)物傳播到了另一種動(dòng)物，甚至人類。舉例說(shuō)，前一段時(shí)間在亞洲流行的禽流感的主要病毒H5N1，它一開(kāi)始傳染性并不強(qiáng)。原來(lái)它們是寄宿在野鴨身上，但并沒(méi)使野鴨生病。后來(lái)H5N1偶然地傳染到了雞的身上，感染了此病毒的雞死亡率接近100%。^[45]

目前抗病毒整理主要通過(guò)使用對(duì)病毒有消滅作用的后整理助劑來(lái)完成。其作用機(jī)理是：使抗病毒基團(tuán)接觸病毒表面，并與蛋白衣殼結(jié)合，使其變性、變裂。通過(guò)變性使病毒損失對(duì)宿主細(xì)胞的吸附能力，失去生存的必要條件；通過(guò)變裂，使病毒殼內(nèi)的核酸外流、斷裂，遭到徹底破壞而失去感染性。

由于目前沒(méi)有統(tǒng)一的織物抗病毒性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，更沒(méi)有織物抗病毒性能評(píng)估體系，因此筆者認(rèn)為難以對(duì)國(guó)內(nèi)外抗病毒織物的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

第九節(jié) 織物防臭整理

日本大約在十年前就開(kāi)發(fā)出了消除氨氣臭味（汗臭、尿臭）、硫化氫臭味（蛋類腐敗臭）、三甲胺臭味（魚(yú)類腐敗臭）、甲基硫醇臭味（大蔥的腐敗臭）的除臭整理劑。最近又將紙煙臭列入消除范圍。

當(dāng)前的除臭整理產(chǎn)品大致分為三類：第一類是去除日常生活中產(chǎn)生的惡臭（如上所述四大惡臭）；第二類是去除香煙煙霧產(chǎn)生的臭味（主要是尼古丁和乙醛）；第三類是去除房屋裝飾帶來(lái)的甲醛氣味。

除臭整理迄今還是一種處于發(fā)展中的技術(shù)，在實(shí)用效果方面有些問(wèn)題尚未解決，但具有很大的潛力。

一、臭味發(fā)生的機(jī)理

臭味物質(zhì)開(kāi)始時(shí)很少單一存在，只是物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化后的生成物。我們認(rèn)為生活臭味問(wèn)題主要由以下原因產(chǎn)生。

1、動(dòng)物體內(nèi)消化、發(fā)酵、代謝的生理變化

2、織物上沾附的人體分泌物和皮屑等新陳代謝的分解產(chǎn)物

3、自然界微生物發(fā)生的生物化學(xué)變化

4、來(lái)自燃燒、熱分解的物理和化學(xué)變化

5、在工廠中發(fā)生的化學(xué)變化

這些變化的結(jié)果，形成有惡臭的物質(zhì)。其中第3點(diǎn)是構(gòu)成惡臭的主要原因。因此，添加有抗菌作用的物質(zhì)和進(jìn)行表面處理是除臭整理的主要措施。^[46]

除了以上各種產(chǎn)生臭味的原因以外，還有其他一些引起惡臭的因素：

1、隨著現(xiàn)代住宅式樣和生活方式的變化，建筑物氣密化程度在進(jìn)一步提高。

2、根據(jù)重視專用性的傾向，將各房間用墻壁隔開(kāi)，室內(nèi)空氣流動(dòng)受阻，不易排到室外，致使室內(nèi)相對(duì)濕度增高。

3、在大城市，隨著住宅的高樓化，房屋窄小，家具多，徹底大掃除的機(jī)會(huì)減少。

4、隨著小家庭化，人們?cè)诩視r(shí)間相對(duì)減少而造成屋內(nèi)換氣不足。

此外，隨著老齡化社會(huì)的到來(lái)，臥床的老齡者和在家療養(yǎng)者增多，對(duì)防止惡臭措施的需求增高，這都是促進(jìn)消臭加工迅速發(fā)展的一大原因。

 

二、氣味的感知機(jī)理^[47]

在我們的日常生活中，氣味這一物質(zhì)往往是在無(wú)意識(shí)中流過(guò)的。人們偶爾會(huì)嗅到來(lái)自襪子和內(nèi)衣等纖維產(chǎn)品的氣味，還有來(lái)自廁所飄來(lái)的不舒適臭氣。氣味除了這種不舒適的惡臭外，還有使人有好感的花草氣和其他香氣。

氣味是散發(fā)在空氣中的臭氣成分，在接近位于鼻腔頂端嗅覺(jué)部分的嗅覺(jué)細(xì)胞時(shí)，使其帶電量變化，產(chǎn)生電位差，使電流流動(dòng)，發(fā)生電信號(hào)。這種電信號(hào)通過(guò)嗅覺(jué)神經(jīng)到達(dá)腦中樞，于是就感覺(jué)到氣味。據(jù)說(shuō)，這種假說(shuō)是J.T.Davies等人提倡的穿空說(shuō)。此外，還有W.Ogle、G.M.Dyson、R.H.Wriglit等人的“震動(dòng)說(shuō)”，L.H.Beck和R.Miles的“輻射說(shuō)”，J.E.Amoore的“立體化學(xué)說(shuō)”，如下表所示。但是，任何一種假說(shuō)都不能夠充分闡明嗅覺(jué)感覺(jué)的理論，今后的研究任務(wù)重大。

表11.氣味假說(shuō)論

氣味假說(shuō)	假說(shuō)內(nèi)容	提倡者
1、振動(dòng)說(shuō)	氣味物質(zhì)持有特殊喇曼振動(dòng)數(shù)，接觸嗅覺(jué)細(xì)胞時(shí)，特殊的振動(dòng)作為脈沖（信號(hào)）傳給神經(jīng)的說(shuō)法	R.H.Wriglit、 W.Ogle和G.M.Dyson
2、化學(xué)說(shuō)	根據(jù)官能基礎(chǔ)性質(zhì)、氣味物質(zhì)的親水性和親油性，決定氣味質(zhì)量的說(shuō)法
3、立體化學(xué)說(shuō)	根據(jù)氣味物質(zhì)的分子形狀，決定氣味質(zhì)量。	R.E.Moncrieff和J.E.Amoore
4、吸附說(shuō)	有各種嗅覺(jué)細(xì)胞，各自對(duì)特定氣味物質(zhì)具有選擇性吸附的說(shuō)法	J.T.Davies
5、穿孔說(shuō)	氣味分子使嗅覺(jué)細(xì)胞帶電、產(chǎn)生電位差變化，使電流流動(dòng)、產(chǎn)生脈沖（信號(hào)）、傳給神經(jīng)的說(shuō)法。	J.T.Davies和F.H.Taylor

三、除臭機(jī)理^{[48] [49] [50]}

1、抗菌除臭法

目前對(duì)于抗菌衛(wèi)生整理還有一種比較流行的叫法—抗菌防臭加工。但需要說(shuō)明的是，“抗菌防臭加工”不是“抗菌加工加防臭加工”，而是指抑制附著在纖維制品上的細(xì)菌或微生物的繁殖，以防止由他們所引起的惡臭。

汗液本身并無(wú)臭味，但皮膚表面的汗可為內(nèi)衣和襪子等吸收，微生物在其中繁殖，將汗液及其與皮脂、表皮屑混合物含有的的尿素、高級(jí)脂肪酸、糖分、蛋白質(zhì)等分解，結(jié)果產(chǎn)生大量的氨基物質(zhì)等刺激性氣體，這就是產(chǎn)生臭味的原因。此外，有人研究發(fā)現(xiàn)襪子釋放臭氣與黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、枯草桿菌、棒狀桿菌的數(shù)量有關(guān)。

抗菌整理和防臭整理都是為了提高紡織品的檔次，通過(guò)殺滅或抑制細(xì)菌防止臭氣產(chǎn)生來(lái)改善紡織品的舒適性。對(duì)于那種由細(xì)菌引起的臭氣，通常就可以使用抗菌整理劑對(duì)紡織品進(jìn)行整理，從而起到除臭的目的。

2、物理吸附法

利用特定物質(zhì)對(duì)惡臭分子進(jìn)行吸附。通常采用比表面大、孔隙大，且具有較強(qiáng)吸附能力的物質(zhì)。^[51]這種方法是利用范德華力的分子間吸附力，將惡臭物質(zhì)吸附在吸附劑上的方法。

常用的吸附劑有：活性炭、沸石、活性白土、硅膠等多孔物質(zhì)，以及金屬氧化物等，這些吸附劑通常對(duì)惡臭物質(zhì)有著不同的吸附能力和選擇性；使用水、醇和表面活性劑的吸收脫臭法；采用硫化帕拉膠（硫ぺラ）、高級(jí)醇合成樹(shù)脂的表面覆蓋法；采用隔斷臭源和通風(fēng)換氣除臭法。

例如，活性炭是非極性的，它對(duì)分子直徑大的惡臭物質(zhì)和飽和化合物（苯、甲苯、硫醇等）具有非常良好的吸附力。另一方面，合成沸石是有極性的，它對(duì)分子直徑小的惡臭物質(zhì)和不飽和化合物（氨、硫化氫）具有優(yōu)良的吸附力。另外，載有稀土元素的沸石能夠吸附多種有機(jī)溶劑揮發(fā)物，超細(xì)氧化鋅可以吸附多種含硫臭氣。其中包括化學(xué)反應(yīng)：

ZnO + H₂ S → ZnS + H₂ O

ZnO + 2C₂ H₅ SH → Zn(SC₂ H₅) ₂  + H₂ O

近年來(lái)，含納米陶瓷微粉的金屬化合物的除臭效果較為突出。如果把陶瓷微粉和有機(jī)消臭劑配合使用后效果會(huì)更佳。例如日本住友公司生產(chǎn)的陶瓷微粉（氧化鋅超細(xì)粒子），其表面積大,氣體吸收作用強(qiáng)，可以快速有效地吸收臭味。固態(tài)氧化鋅對(duì)有機(jī)酸不僅有物理吸附作用，而且還有化學(xué)吸收作用，因而具有優(yōu)異的除臭效果。實(shí)驗(yàn)表明，它對(duì)異戊酸（產(chǎn)生人體臭味的主要脂肪酸）的除臭作用比活性炭更加快速。

3、化學(xué)消臭法

化學(xué)消臭法是用氧化和還原分解、中和反應(yīng)、加成和縮合反應(yīng)、離子交換反應(yīng)等，使產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)臭物質(zhì)的消臭方法。簡(jiǎn)單得說(shuō)，就是說(shuō)使惡臭分子和特定物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成無(wú)臭物質(zhì)。

化學(xué)消臭法有：使用硫酸亞鐵等硫酸鹽除硫化氫等臭味的反硫化作用法；使用酸性劑、堿性劑、醛類、臭氧、高錳酸鉀等氧化劑和亞硫酸鈉等還原劑的氧化還原法；使用甲基丙烯酸酯、馬來(lái)酸酯加成劑和乙二醛等縮合劑的加成縮合法；使用兩性活性劑、陽(yáng)離子、陰離子等離子交換樹(shù)脂交換作用法。

常用于化學(xué)消臭的整理劑有：

1）抗壞血酸

    使抗壞血酸和二價(jià)鐵離子共存，抑制氧化反應(yīng)，再和氨、硫醇等惡臭物質(zhì)反應(yīng)，使其變?yōu)闊o(wú)臭物質(zhì)。

2）類黃酮類系列化合物

這類化合物包括黃酮醇和黃烷醇。他們與惡臭物質(zhì)進(jìn)行中和與加成反應(yīng)，使臭味消除。

3）葉干餾提取物

綠茶成分中的茶多酚類也是類黃酮類和單寧酸的混合物，通過(guò)包合作用、中和作用和加成反應(yīng)臭味消除。

4）環(huán)狀糊精

環(huán)狀糊精具有疏水性空穴和親水性的外部相結(jié)合的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)，其性能類似于包容絡(luò)合物，可利用其對(duì)胺、硫化氫及異戊酸等小分子脂肪酸等的包絡(luò)作用而除臭。

5）除氨臭纖維

該產(chǎn)品的特點(diǎn)是除氨臭效果好（為活性炭的4倍多），而且可反復(fù)使用。據(jù)報(bào)道，它是聚丙烯酸酯類纖維，分子結(jié)構(gòu)中含有羧基，可以吸附氨進(jìn)行中和反應(yīng)。

4、生物催化除臭法

通過(guò)利用某些微生物的生物功能來(lái)消除惡臭。生物消臭有：用微生物分解除臭；用藥皂、苯酚類、紫外線等殺菌消臭；利用土壤細(xì)菌、消化酶和微生物分解有機(jī)物消臭的方法。

近年來(lái)出現(xiàn)的人工消臭法是以與生物酶類似的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理來(lái)分解臭氣物質(zhì)。它是簡(jiǎn)單有效的處理方法，適用于醛、硫化氫、硫醇等多種惡臭物質(zhì)。

5、類似生物催化的消臭法

這種方法是通過(guò)人造酶作用，分解惡臭組分從而除臭。常用的整理劑主要是三價(jià)鐵酞菁衍生物。它號(hào)稱是“人造氧化酶”，因?yàn)樗蓄愃蒲趸傅淖饔谩＠萌齼r(jià)鐵酞菁衍生物與惡臭物質(zhì)生成化合物后，三價(jià)鐵轉(zhuǎn)變?yōu)槎r(jià)鐵的同時(shí)所以起的氧化作用而除臭。鐵酞菁衍生物的活性中心是高旋態(tài)三價(jià)鐵，遇到臭氣中的硫化氫等，三價(jià)鐵發(fā)生電子移動(dòng)，三價(jià)鐵轉(zhuǎn)變成二價(jià)鐵，而硫化氫等被氧化分解，從而起到除臭的效果。然后二價(jià)鐵可被空氣中的氧氧化為三價(jià)鐵，繼續(xù)上述的作用。如此循環(huán)，則能高效而又選擇的起到分解惡臭物質(zhì)的作用，是一種類似生物酶催化作用的消臭劑。

6、光催化氧化除臭法

用超微粒狀（納米材料）二氧化鈦、氧化鋅受到陽(yáng)光或紫外線的照射后分解，產(chǎn)生電子和正穴，使吸附的水氧化為•OH游基，空氣中的氧被還原為•O₂^-離子，形成過(guò)氧化物，能與多種臭體反應(yīng)，從而更清的消除臭味。

1）光催化作用機(jī)理

光催化作用的機(jī)理是二氧化鈦吸附紫外線后會(huì)產(chǎn)生電子（e^- ）及正穴（h⁺ ），在正穴表面發(fā)生催化作用，使吸附的水氧化，產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的•OH游基，與有機(jī)物反應(yīng)。而電子一方則把空氣中的氧還原，生成•O₂^-離子，形成過(guò)氧化物。這種光催化二氧化鈦實(shí)際使用時(shí)會(huì)使纖維或樹(shù)脂氧化，加速其老化。用耐氧化的多孔薄膜狀有機(jī)硅包覆光催化二氧化鈦，其粒徑有3μm和5μm等多種，將其混入滌綸紡絲原液，即能紡成除臭纖維。

2）光催化纖維

正方晶系低溫銳鈦型二氧化鈦有光催化活性。在小于400nm波長(zhǎng)的紫外光照射下，光催化二氧化鈦表面會(huì)發(fā)生強(qiáng)氧化反應(yīng)，從而殺菌除臭。

3）光熱催化性超微粒狀膠體

日本觸媒化成工業(yè)制成了平均粒徑約5*10^-9m的半透明中性至微堿性液體，分散性很高。其產(chǎn)品名稱是ATOMY BALL-TC，主要成分是Cu/TiO₂，也就是以二氧化鈦為載體的除臭劑。ATOMY BALL-TZ的主要成分則是Zn/TiO₂。經(jīng)氣相色譜研究證實(shí)，其除臭機(jī)理是光的催化氧化。

7、味覺(jué)消臭法

這種方法主要是施加比惡臭物質(zhì)更強(qiáng)的芳香物質(zhì)，起到掩蓋惡臭成分的作用，和使兩種氣味混和的同時(shí)，利用彼此消弱對(duì)方氣味的抵消作用，達(dá)到消臭化，使人感覺(jué)不到臭味。

感覺(jué)消臭植物性精油，如松節(jié)油、桉樹(shù)油、檀香油等進(jìn)行臭味感覺(jué)中和的方法。其中有使用肉桂醇、肉桂醛、肉桂酸樟腦等的脫臭法和使用木醋酸、對(duì)二氯苯等的掩蔽法。目前紡織行業(yè)主要使用的是JLSUN^(R)香味整理劑SCM。

8、膠體消臭法

膠體狀超微粒無(wú)機(jī)消臭劑是以較為穩(wěn)定的分散狀態(tài)存在的，其粒徑范圍為10^-7-10^-9米。和粉狀粒子相比，它的粒徑極小，呈高度分散狀態(tài)。這種膠體狀消臭劑的作用機(jī)理和物理吸附、化學(xué)附著、中和和掩蓋消臭作用不同，是通過(guò)催化反應(yīng)（氧化反應(yīng)）產(chǎn)生的。

五、除臭功能整理的評(píng)價(jià)方法

對(duì)生活環(huán)境舒適性的評(píng)定和判斷，很大程度上取決于個(gè)人的感覺(jué)。嗅覺(jué)反應(yīng)上有因人而異和嗅覺(jué)疲勞的問(wèn)題。合理測(cè)定臭氣的感覺(jué)量是不容易的，時(shí)間和地點(diǎn)也是重要因素。釋香的原理和嗅覺(jué)組織的感受在機(jī)理上不清楚，所以難以對(duì)氣味進(jìn)行客觀的定量。嗅覺(jué)是非常敏感的，是機(jī)器測(cè)定無(wú)能為力的。這就是對(duì)消臭評(píng)定和對(duì)控制惡臭的開(kāi)發(fā)、研究大大落后的原因所在。

氣味分析方法大致可分為官能實(shí)驗(yàn)法和化學(xué)分析法兩種。官能實(shí)驗(yàn)法有直接采樣法，即將舒適氣味和不舒適氣味用9檔表示的方法，和用無(wú)臭空氣稀釋的三點(diǎn)比較式臭袋法等。

表12.消臭效果檢測(cè)方法

測(cè)定方法	原理	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
檢測(cè)管法	測(cè)定單一成分 的濃度變化	簡(jiǎn)便	濃度過(guò)低時(shí) 測(cè)定困難
氣相層析法	利用峰值面積計(jì)算	可分析多種成分
臭味傳感器法	將附于傳感器 臭味成分?jǐn)?shù)字化	簡(jiǎn)便、可測(cè)低濃度	測(cè)定成分 范圍限制
官能法	利用官能分階段進(jìn)行	適合現(xiàn)實(shí)	需專門的審查人

3點(diǎn)比較式臭袋法是用無(wú)臭空氣將臭味稀釋，達(dá)到勉強(qiáng)能感覺(jué)到臭味的監(jiān)測(cè)臨界閾值，用所需的稀釋倍率來(lái)判斷臭氣濃度的方法。

化學(xué)分析法是用氣相色譜法（GC）、氣體檢測(cè)管、臭味傳感器等測(cè)定機(jī)器計(jì)測(cè)的方法。

氣象色譜分析法是在用導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)器時(shí)，將被檢成分在氫或氦的載體氣體中燃燒，利用導(dǎo)熱系數(shù)差，測(cè)定惡臭成分的方法。在用氫焰離子檢測(cè)器時(shí)，有機(jī)化合物在氫焰中燃燒，隨著CH鍵切斷，產(chǎn)生離子，使火焰導(dǎo)電。根據(jù)電流大小，檢測(cè)臭氣濃度。

氣體檢測(cè)管法是將一定濃度的純臭氣物質(zhì)和試樣一起置于密閉容器中，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，用氣體檢測(cè)管測(cè)定臭氣濃度的方法。三大惡臭成分的濃度下限值是：氨為0.3ppm、甲硫醇0.1ppm、硫化氫0.1ppm。

臭味傳感器法是，例如在使用金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器時(shí)，因傳感器表面上吸附惡臭氣體而形成的電位壘發(fā)生變化，因電阻值變化，從而回路上流動(dòng)的電流也發(fā)生變化。這是通過(guò)這種電壓變化的增幅，測(cè)定電壓強(qiáng)弱，評(píng)定臭氣強(qiáng)度的方法。

目前市售的除臭整理纖維產(chǎn)品采用的評(píng)定法，將一定濃度的四大惡臭組分（氨、硫化氫、三甲胺、甲硫醇）分別與試樣一起置于密閉容器中，放置一段時(shí)間后，用適合各自惡臭組分的氣體檢測(cè)管測(cè)定惡臭組分分解程度的方法。

臭氣強(qiáng)度評(píng)定法都是憑靠人嗅覺(jué)的官能實(shí)驗(yàn)法。因此，各人對(duì)臭味的感覺(jué)、嗅覺(jué)的敏感度不同，還受到性別、年齡、體格的影響。6檔臭氣強(qiáng)度表示法見(jiàn)下表，此表是對(duì)其為感覺(jué)強(qiáng)度的表示方法。

表13.用6檔臭氣強(qiáng)度表示嗅位強(qiáng)度感覺(jué)法

臭氣強(qiáng)度	臭氣強(qiáng)度的感覺(jué)
0 1 2 3 4 5	無(wú)臭 能勉強(qiáng)感到臭味（檢測(cè)值） 臭味弱，能感覺(jué)到任何一種臭味（確認(rèn)閾值濃度） 能容易的感覺(jué)到臭味 臭味強(qiáng) 臭味很重

由于人們對(duì)健康和舒適性的關(guān)心程度特別高，此外隨著老齡化社會(huì)的到來(lái)，所以對(duì)惡臭的防治措施也在提高。在這種狀況下，可以認(rèn)為消臭加工纖維產(chǎn)品的需求也在逐漸提高。不過(guò)，目前的許多消臭加工存在著消臭劑的著色、耐洗性、消臭能力持續(xù)性、耐光性等方面的問(wèn)題。為了扶植消臭加工，因此解決這些問(wèn)題，確立消費(fèi)者認(rèn)可的消臭效力的評(píng)定法是消臭加工的重要研究?jī)?nèi)容。

 

第十節(jié) 結(jié)語(yǔ)

雖然目前的抗菌技術(shù)已經(jīng)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，同時(shí)，我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，目前的中國(guó)抗菌產(chǎn)業(yè)還存在一些問(wèn)題，仍然有需要努力的方向，否則抗菌產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展就得不到保障。

一、標(biāo)準(zhǔn)滯后

回顧抗菌產(chǎn)品在中國(guó)的發(fā)展歷程，我們深深意識(shí)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的重要性。沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)就沒(méi)有了優(yōu)劣之分，沒(méi)有規(guī)矩?zé)o以成方圓。因此，盡管市場(chǎng)上的抗菌產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，但是質(zhì)檢機(jī)構(gòu)以及消費(fèi)者對(duì)此也無(wú)計(jì)可施。最近，北京潔爾爽高科技有限公司正和在國(guó)家紡織標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)共同起草制訂國(guó)家紡織標(biāo)準(zhǔn)GB《抗菌紡織及其測(cè)試方法》?？梢灶A(yù)言，該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將對(duì)我國(guó)的抗菌紡織品行業(yè)的健康發(fā)展起到重大的推動(dòng)作用。

二、技術(shù)水平還須提高

例如要更好地解決抗菌譜問(wèn)題，研制出更加廣譜的抗菌劑；改善抗菌整理的耐久性，使織物經(jīng)過(guò)多次洗滌后仍然具有良好的抗菌效果。此外在抑菌、殺菌的過(guò)程中盡可能加強(qiáng)控制，使抗菌劑能有選擇性地抑制細(xì)菌的繁殖并使菌落數(shù)保持在對(duì)人體無(wú)害的水平，而不是一味的徹底消滅所有細(xì)菌。

面向21世紀(jì)，真正的高齡化社會(huì)即將到來(lái)，在衣著方面有必要進(jìn)一步走向衛(wèi)生健康化，追求生活質(zhì)量的不斷提高。隨著人們追求舒適性、功能性、安全性兼?zhèn)?，多功能的抗菌紡織產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)將進(jìn)一步發(fā)展。

抗菌防臭紡織品符合了人們對(duì)清潔、健康和文明生活方式的要求，因此抗菌防臭加工可謂是一種對(duì)消費(fèi)者極具吸引力的加工技術(shù)。事實(shí)上，消費(fèi)者穿用這類產(chǎn)品后即能體會(huì)出它的優(yōu)越性，它作為一種功能性紡織品，將會(huì)得到越來(lái)越多消費(fèi)者的青睞。

這類產(chǎn)品至今會(huì)有蓬勃的發(fā)展則是由于各抗菌生產(chǎn)廠商、整理廠和商店等進(jìn)行認(rèn)真的加工、切實(shí)的工藝管理和向消費(fèi)者耐心的宣傳推銷的結(jié)果?？傊?，抗菌衛(wèi)生整理這種跨行業(yè)的交叉學(xué)科需要紡織行業(yè)、化工行業(yè)、醫(yī)學(xué)界衛(wèi)生防疫和政府有關(guān)部門的共同努力才能更好地造福于社會(huì)。

今后我們要更加注意產(chǎn)品的質(zhì)量管理，精益求精，為使消費(fèi)者更加放心地使用抗菌防臭加工制品而努力。可以說(shuō)未來(lái)抗菌事業(yè)的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)！