高耐水洗微元素新型抗菌純棉面料的開發(fā)

孫紅玉，王靜茹，羅維新，樊偉力，李春光

（1.山東省短流程印染新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濱州 256600；2.濱州華紡工程技術(shù)研究院有限公司，山東濱州 256600；3.華紡股份有限公司國家級企業(yè)技術(shù)中心，山東濱州 256617）

隨著環(huán)境污染的加劇，近年來氣候變化無常，自然災(zāi)害頻發(fā)，為許多細(xì)菌、真菌和病毒等微生物提供了良好的生存條件，一些有害微生物的存活率高、致病率高、傳播性強(qiáng)，對人體和環(huán)境威脅性很大。除了從源頭消滅這些有害微生物，切斷其傳播途徑也是減少危害的重要方法，因此近年來紡織品的抗菌性能備受關(guān)注。目前，抗菌紡織品主要分為：天然系、無機(jī)系和有機(jī)系3 大類。部分有機(jī)金屬化合物以及含硫化合物會破壞人體細(xì)胞和組織［1］，部分無機(jī)抗菌產(chǎn)品（如銀系、銅系）存在處理工藝復(fù)雜、成本高、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，部分有機(jī)小分子產(chǎn)品存在穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，部分天然系抗菌成分來源有限、穩(wěn)定性差［2］。而有機(jī)高分子具有高效、穩(wěn)定、安全、環(huán)保的特點(diǎn)，將其負(fù)載至纖維上可以制備具有高效抗菌且安全環(huán)保的綠色抗菌纖維。

有機(jī)系抗菌紡織品是指使用有機(jī)抗菌劑對織物進(jìn)行抗菌整理得到的具有抗菌性能的紡織品。其抗菌機(jī)理是通過破壞細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)達(dá)到抗菌效果［3］。有機(jī)抗菌劑具有來源廣、種類多、殺菌性好的優(yōu)點(diǎn)，但部分有機(jī)抗菌劑有毒、不耐久。未來有機(jī)抗菌劑的開發(fā)更側(cè)重于安全、環(huán)保，對紡織產(chǎn)品性能無影響，抗菌耐久性好［4］。

IR 微元素抗菌紗線和Saffus 抗菌技術(shù)是通過纖維改性使抗菌有效成分滲透到纖維素纖維里面，再通過特殊的紡紗方法將抗菌成分緊密地結(jié)合在纖維素分子上，使得紗線具有優(yōu)異的抗菌性能。有機(jī)高分子化合物與纖維素纖維穩(wěn)定結(jié)合，微生物附著于紡織品表面時，與抗菌基團(tuán)發(fā)生庫侖反應(yīng)從而殺死微生物。水洗后紡織品上的微生物殘?jiān)幌吹簦瑢θ梭w皮膚安全無危害。經(jīng)該抗菌技術(shù)處理的紡織品，抗菌穩(wěn)定性好，經(jīng)多次水洗后仍具有較高的抗菌性能。

本實(shí)驗(yàn)采用純棉面料，利用微元素新型抗菌紗線的天然礦物抗菌技術(shù)和對人體安全無害的特性，開發(fā)高耐水洗、高抗菌性能的家紡面料，探究生產(chǎn)工序?qū)γ媪峡咕阅艿挠绊?，確定了微元素純棉抗菌面料的染整工藝。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

織物：織物1 微元素抗菌純棉紗（14.58 tex×14.58 tex，密度433 根/10 cm×354 根/10 cm，平紋，幅寬65 cm），織物2 精梳細(xì)絨純棉紗（14.58 tex×14.58 tex，密度433根/10 cm×354根/10 cm，平紋，幅寬65 cm）。

菌種：金黃色葡萄球菌（ATCC6538，菌種濃度1.7×105cells/mL），大腸桿菌（ATCC25922，菌種濃度2.1×105cells/mL）。

染料：活性艷藍(lán)SRE 100%、活性翠藍(lán)SGE 100%、活性橙SNE 100%（江蘇潤新紡織有限公司）。

助劑：Saffus 抗菌助劑，氫氧化鈉（燒堿，NaOH），退漿劑，雙氧水（H2O2），雙氧水穩(wěn)定劑，螯合劑，工業(yè)鹽（氯化鈉，NaCl），純堿（Na2CO3），保險粉，非離子柔軟劑，AATCC 1993 WOB 無磷標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑，沙氏培養(yǎng)基，瓊脂培養(yǎng)基。

儀器：微型開清聯(lián)合機(jī)、24 錠細(xì)紗機(jī)、2 錠絡(luò)筒機(jī)、電子式單紗上漿機(jī)、全自動樣品整經(jīng)機(jī)、全自動劍桿織樣機(jī)（江陰通源紡機(jī)有限公司），數(shù)字式小樣并條機(jī)、數(shù)字式小樣粗紗機(jī)（天津市嘉誠機(jī)電設(shè)備有限公司），燒毛機(jī)、特殊蒸化還原蒸處機(jī)、絲光機(jī)、連續(xù)式中樣染色試驗(yàn)機(jī)（廈門瑞比精密機(jī)械有限公司），拉幅機(jī)，國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 20944.2—2007）要求的抗菌檢測設(shè)備。

1.2 工藝流程

織物1：織造→燒毛→熱水洗退漿→水洗→抗菌性能測試，得到試樣1#；織造→燒毛→堿煮退漿→水洗→抗菌性能測試，得到試樣2#；織造→燒毛→堿煮退漿→絲光→水洗→抗菌性能測試，得到試樣3#；織造→燒毛→堿煮退漿→絲光→染色（藍(lán)色）→水洗→抗菌性能測試，得到試樣4#。

織物2：紡紗→織造→燒毛→堿煮退漿→絲光→染整同?。ㄋ{(lán)色）→水洗→抗菌性能測試。

1.2.1 前處理工藝

燒毛工藝：車速90～100 m/min，風(fēng)壓2.0～2.2 kPa，燒毛火口溫度1 000～1 100 ℃。

熱水洗退漿工藝：95 ℃熱水洗→溫水洗→冷水洗；堿煮退漿工藝：氫氧化鈉50～55 g/L，除蠟劑5 g/L，螯合劑2 g/L，溫度100 ℃，時間120 min。

氧漂工藝：雙氧水5～6 g/L，雙氧水穩(wěn)定劑2 g/L，除蠟劑5 g/L，螯合劑2 g/L，溫度98 ℃，時間50 min。

絲光工藝：燒堿210～220 g/L，車速40～60 m/min，幅寬60 cm。

1.2.2 染色工藝

打底機(jī)染色（藍(lán)色）工藝配方：活性艷藍(lán)SRE 100% 0.572 g/L，活性翠藍(lán)SGE 100% 0.264 g/L，活性橙SNE 100%0.264 g/L，防泳移劑40 g/L。

汽蒸固色工藝配方：純堿20 g/L，燒堿6 g/L，工業(yè)鹽200 g/L。工藝條件：軋染，軋余率65%～70%，烘干溫度70～80 ℃；汽蒸，汽蒸溫度99 ℃，汽蒸時間70 s；皂洗，皂洗溫度95 ℃，皂洗時間1 min。

1.2.3 后整理工藝

同浴拉幅工藝：非離子柔軟劑30 g/L，Saffus 抗菌助劑5%（omf），溫度130～140 ℃。

1.3 測試

100 次水洗后測試抗菌指標(biāo)，抗菌性能根據(jù)GB/T 20944.2—2007《紡織品 抗菌性能的評價 第2 部分：吸收法》測試，水洗方法參考GB/T 20944.3—2008 中的家用雙桶洗衣機(jī)洗滌方法。

2 結(jié)果與討論

織物性能測試結(jié)果如表1 所示，樣品在進(jìn)行抗菌性能測試前未經(jīng)過滅菌處理。由表1 可以看出，試樣1#～4#均為微元素抗菌純棉面料，其中試樣1#經(jīng)過95 ℃熱水洗處理，試樣2#經(jīng)過堿煮氧漂處理，水洗100 次后的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率都能達(dá)到95%或以上；但是同樣的織物，經(jīng)過質(zhì)量濃度為210～220 g/L的燒堿絲光工序后（試樣3#、4#），水洗100 次后的抑菌率明顯降低，達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求（抗菌效果的評價指標(biāo)：對金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的抑菌率大于等于70%，或?qū)Π咨钪榫囊志蚀笥诘扔?0%，樣品具有抗菌效果）?？椢? 為經(jīng)過Saffus 抗菌助劑整理后的純棉面料，此織物經(jīng)過100次水洗后，金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率都達(dá)到80%以上，高于國家標(biāo)準(zhǔn)對抗菌性能的評價指標(biāo)，具有抗菌效果。

表1 織物水洗100次后的抗菌性能測試結(jié)果

3 結(jié)語

（1）微元素新型純棉抗菌面料在100 次水洗后，依舊有高效的抗菌效果，且有效抗菌成分通過非溶出抗菌技術(shù)穩(wěn)定結(jié)合在織物中，不會析出到皮膚表面，對人體健康沒有危害。結(jié)合純棉面料吸濕透氣、柔軟舒適的特性，適合開發(fā)高耐水洗、高抗菌性的家紡或襯衣面料。

（2）微元素新型純棉抗菌面料對堿較敏感，不適合絲光工序的處理，微元素新型純棉面料在染整工序設(shè)計(jì)時應(yīng)避開絲光工序處理。微元素新型純棉抗菌面料可開發(fā)色紡面料。