抗菌型材料在家具及室內裝飾中的應用研究

■林 琳高 欣劉 毅柯 清郭洪武Lin Lin& Gao Xin& Liu Yi& Ke Qing& Guo Hongwu

(1.北京林業大學木質材料科學與應用教育部重點實驗室，北京 100083；2北京林業大學木材科學與工程北京市重點實驗室，北京 100083；3.北京林業大學林業生物質材料與能源教育部工程研究中心，北京 100083）

抗菌型材料在家具及室內裝飾中的應用研究

■林 琳1高 欣1劉 毅2柯 清1郭洪武3Lin Lin1& Gao Xin1& Liu Yi2& Ke Qing1& Guo Hongwu3

(1.北京林業大學木質材料科學與應用教育部重點實驗室，北京 100083；2北京林業大學木材科學與工程北京市重點實驗室，北京 100083；3.北京林業大學林業生物質材料與能源教育部工程研究中心，北京 100083）

隨著人們環保意識和健康意識的增強，家具及室內裝飾材料的抗菌性能越來越受到人們的重視。抗菌型材料是在保持原有性能基礎上增加殺菌或抑菌效果的功能性材料，使抗菌制品具有自潔抗菌功能。本文闡述了抗菌涂料、抗菌人造板、抗菌金屬、抗菌陶瓷和抗菌織物等五種最常見的家具及室內裝飾材料的抗菌原理及功能特點，并對其發展進行了展望。

抗菌；裝飾材料；抗菌家具；抗菌材料

隨著經濟的不斷發展，工農業生產規模不斷的壯大，環境污染導致各種細菌病毒日益威脅著人類的健康。現代人平均90%的時間是在室內度過的，人類頻繁接觸的家具與室內裝飾材料成為細菌和微生物的主要傳播媒介，特別是公用部件更易引起交叉感染。因此，在健康衛生的現代消費理念的驅動下，抗菌制品產業呈現出旺盛的需求態勢。在上個世紀八十年代，日本就在電器、建材、服裝、包裝材料等產品中運用了防霉抗菌技術，并將產品是否抗菌作為進入市場的標志[1]。雖然我國的抗菌產品出現較晚，但目前已進入地板、玻璃、潔具、涂料等家具及室內裝飾產品抗菌化全面發展的態勢，在未來將擁有巨大的潛在市場和廣闊的發展前景。

1　抗菌型家具與室內裝飾材料的定義

抗菌型家具與室內裝飾材料是在滿足原有家具與室內裝飾部件的功能和質量要求的基礎上，選擇具有抗菌效果的功能性材料，通過抑制材料表面細菌的繁殖或接觸殺滅材料表面的細菌，使產品具有自潔抗菌功能，達到長期衛生、安全自潔的目的[2]，其抗菌性能通過在家具與室內裝飾部件表面或原料中加入抗菌劑來實現。

抗菌劑的作用包括抑菌和殺菌兩種方式，其中抑菌是防止或抑制微生物生長繁殖，殺菌是殺死微生物營養體和繁殖體的過程。目前常用的抗菌劑分為有機抗菌劑、無機抗菌劑、天然抗菌劑、高分子抗菌劑四大類[3]。不同家具類型在實現抗菌性能時使用的方法也不盡相同。如凳類、桌類、柜類等硬體家具需對表面進行抗菌處理；休閑椅、床、沙發等軟體家具需要對原材料進行抗菌劑的浸漬、噴涂來實現抗菌。

2　抗菌室內裝飾材料類型

2.1抗菌涂料

涂料是通過不同工藝涂覆在被保護或被裝飾的物體表面，形成粘附、牢固、連續并具有一定強度的固體薄膜的材料，按照涂料成膜物質和分散狀態可分為粉末涂料、溶劑型涂料、水性涂料、高能射線固化涂料等。涂料在室內裝飾中既有防護、裝飾或特殊功能，其中具有抗菌功能的涂料稱為抗菌涂料，是通過添加抗菌劑混合制成。

目前，抗菌涂料所用抗菌劑成分有天然抗菌劑、有機抗菌劑和無機抗菌劑三大類[4]。天然抗菌劑是人類最早使用的抗菌劑，主要包括從紅瓜葉、血莧葉、魔芋等植物的提取物，目前殼聚糖、甲殼素得到了重點應用。但因其來源復雜、生產成本高昂、使用壽命短、穩定性差等問題，難以實現大規模市場化生產，在涂料應用中受到一定限制。有機抗菌劑主要有醇類、酚類、季胺鹽類、雙胍類、有機胺類、吡啶類、異噻唑啉酮類等。有機抗菌劑具有來源豐富、不易變色、短期抑菌效果強等特點，但也存在使用壽命短、不耐熱、易分解、毒性強的缺點。

無機抗菌劑是含有抗菌性的金屬離子如汞、銀、銅、鉻、鋅及其化合物制得的抗菌劑。無機抗菌劑具有緩釋長效、廣譜抗菌、性能穩定、抗菌率高等特點，主要有銀系和氧化物型兩大類抗菌劑。1994年，日本品川首次將無機抗菌劑添加到涂料中。隨后，美國的桑基集團公司、聯合技術公司、西安抗菌制品公司、日本的住友水泥公司、平板玻璃公司都分別研制并生產出許多新型載銀抗菌涂料。但銀系抗菌劑中銀離子性質不穩定，易轉變成棕色的氧化銀或經紫外線催化還原成黑色單質銀，不僅降低了涂料抗菌性，而且還限制了其在白色或淺色涂料中的應用。不過無機抗菌劑仍有著廣闊的發展前景。

2.2抗菌人造板

人造板作為重要的裝飾和結構材料，在室內裝飾中應用廣泛。人造板的基材以木材最為常見。木材是樹木生長的產物，樹木是有生命的有機體，由細胞構成。木材的細胞壁主要是由纖維素、半纖維素和木質素3種成分構成的，因此木材容易受到昆蟲、微生物如霉菌、變色菌和腐朽菌的侵蝕而發生霉變、變色、腐朽，引起木材材質松軟、顏色變化、容易剝落，因此對木質材料進行抗菌處理十分必要。

在目前的研究中，最常見的方法是使用納米二氧化鈦、銀離子作為抗菌劑，通過對薄木的改性或在膠黏劑或浸漬紙表面添加具有抗菌功能的無機金屬漿料制成飾面人造板的方式來達到抗菌效果。研究表明，抗菌人造板的抗菌率能達到94%以上，并有著廣譜、穩定、持久的抗菌性能[5]。

2.3抗菌陶瓷

抗菌陶瓷是一種新型環境保護型功能材料，它在保持陶瓷制品原有功能的基礎上，增加了殺菌、自潔和光催化降解的功能，被廣泛應用于醫院、餐飲、衛浴等空間[6-7]。抗菌陶瓷制品在建筑和室內裝修領域有著很大的潛力，需求量與日俱增。日本最大的制瓷公司INAX和TOTO所生產的產品98%都使用的是抗菌陶瓷。抗菌型陶瓷不僅可以抑制表面細菌的生長，減少尿堿的累積，消除人體多糖產生的有色污垢，起到自潔的效果。由于陶瓷在燒制或使用過程中常會遇到高溫，有機抗菌劑和生物抗菌劑不適用于陶瓷制品，目前應用在抗菌陶瓷中的抗菌劑主要是無機抗菌劑。我國作為陶瓷生產大國，陶瓷生產有著悠久的歷史，抗菌陶瓷必將有著廣闊的市場前景。

2.4抗菌金屬

金屬具有良好的機械強度和加工性能，因此被廣泛應用于廚房器具、衛生潔具、家電設備及公共環境設施中。目前，僅不銹鋼器皿制品的全國年消耗量就達到50萬噸，銷售額約150億元。金屬制品在使用過程中易粘附灰塵、油污、水漬，從而滋生細菌[8]。隨著人們認知水平和科學技術的提高，人們希望金屬制品在保持原有功能的基礎上同時具有抗菌功能，因此，抗菌金屬材料應運而生。

目前抗菌金屬材料主要分為合金型抗菌金屬材料、表面涂層型抗菌金屬材料和復合型抗菌金屬材料。合金型抗菌金屬材料應用最廣泛的為不銹鋼材料，根據添加具有抗菌功能的金屬類型不同可分為加銅抗菌不銹鋼，加銀不銹鋼和加鈰不銹鋼。表面涂層型抗菌金屬材料是在不傷害本體材料性能的前提下，通過溶膠—凝膠法、電鍍、化學鍍、等離子體表面處理、滲入法、表面復合處理等工藝使金屬表面具有抗菌功能。復合型抗菌金屬材料是將具有抗菌性能的金屬板和不銹鋼復合而成。例如日本愛知制鋼公司和深海金屬株式會社合作開發出5層復合抗菌不銹鋼，用它制成的刀片不僅確保了刀刃的鋒利，還具備更好的抗菌性能。

2.5抗菌織物

抗菌纖維及織物是指對細菌、真菌及病毒等微生物有殺滅或抑制作用的纖維或織物[9]。在室內環境中，床上用品、沙發、窗簾、壁布等制品的基材均使用的是纖維織物，因此抗菌織物的發展極大地提高了人們的生活質量和健康水平。

抗菌織物的制備有兩種方法：一是以抗菌纖維直接織成抗菌織物，二是通過后期處理將抗菌劑固定在纖維上。在目前的抗菌織物制備中，后整理法約占生產量的70%。抗菌纖維的制備方法是通過化學接枝技術、物理改性技術或復合紡絲技術使纖維本身具有抗菌功能。抗菌后整理是表面涂層、樹脂整理、微膠囊法等方法將抗菌劑涂飾或浸漬在織物上，使織物具有抗菌功能。

3　結語

目前抗菌型家具及室內裝飾材料的研發已涉及到生活的各個方面，但材料生產企業仍未對家具的抗菌化生產做全面的策略性安排，對抗菌技術的應用還需要時間。市場上材料的抗菌性能難以得到權威認證，良莠不齊，消費者很難分辨[10]。不過隨著經濟的發展，人們對生活品質和健康水平有了更高的要求，未來，家具及室內裝飾材料的抗菌化將是行業發展的必然趨勢。

（責任編輯：賀 輝）

[1]小方.抗菌涂料與抗菌家具[J].家具,2004,(5):31-32.

[2]張文娟.家具抗菌化是大勢所趨[N].政府采購信息報,2007-07-20007.

[3]楊磊,賴景鵬.納米銀抗菌家具的應用前景[J].家具,2009,(5):36-38.

[4]殷海榮,林社寶,田宇宏,等.抗菌陶瓷的研究進展[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2008,(6):768-774.

[5]邵青,黃旦光,楊魁.抗菌涂料研究新進展[J].材料導報,2008,(3):60-62.

[6]楊舒英,林琳,楊諾.核心家庭廚房設計原則[J].家具與室內裝飾,2015,(6):24-25.

[7]遲愷.環保型速生材地板基材的增強和抗菌處理研究[D].南京:南京林業大學,2012.

[8]林琳,楊舒英,柯清,等.我國鋁合金型材家具的發展研究[J].家具與室內裝飾,2015,(10):78-79.

[9]季君暉.抗菌纖維及織物的研究進展[J].紡織科學研究,2005,(2):1-8.

[10]佘之蘊,黃寶瑩,趙明橋,等.家具產品中生物污染物檢驗技術的研究[J].家具與室內裝飾,2013,(9):106-107.

Preliminary Study on Application of Antibacterial Furniture and Interior Decoration Materials

With the increase of people's awareness of environmental protection and health consciousness, the antibacterial performance of the furniture and interior decoration materials is more and more important. Antibacterial material is a kind of functional material, which adds bactericidal or bacteriostatic effect on the basis of original performance. This paper describes the antibacterial principle and functional features of five kinds of the most common furniture and interior decoration materials, such as antibacterial coatings, antibacterial panel, antibacterial stainless steel, Antibacterial ceramic and antibacterial fabric, and the prospects for its development.

Antibacterial; Decoration materials; Antibacterial furniture; Antibacterial materials

TS664.01；TU238+.2.

A

1006-8260(2015)12-0050-02

國家林業局948項目(2015-4-51)

林琳(1989—),女,博士研究生,研究方向:家具與室內裝飾工程,郵箱:13381448456@163.com

郭洪武(1965—),男,博士,副教授,研究方向:家具與室內工程.郵箱:ghw5052@163.com

引文格式:林琳,高欣,劉毅,等.抗菌型材料在家具及室內裝飾中的應用研究[J].家具與室內裝飾,2015,(12):50-51.