淺談生態抗菌非織造布

朱永號 曹萬宏 賈耀芳

欣龍控股(集團)股份有限公司，國家非織造材料工程技術研究中心，海南 澄邁571924

淺談生態抗菌非織造布

朱永號 曹萬宏 賈耀芳

欣龍控股(集團)股份有限公司，國家非織造材料工程技術研究中心，海南 澄邁571924

主要闡述生態抗菌非織造布的研究現狀及發展趨勢。首先介紹天然抗菌纖維的分類及應用，然后概述生態抗菌劑的發展情況，最后對生態抗菌非織造布的制備方法做簡單闡述。

生態，抗菌，非織造布，研究現狀，發展趨勢

隨著工業的迅速發展和生活水平的不斷提高，越來越多的人開始更加注重生活質量和生活品質，更加專注于使用健康衛生的生活用品。目前，非織造材料已滲入我們生活的方方面面，如家居清潔、衛生護理等。抗菌非織造材料是近幾年發展迅猛、市場上層出不窮的一類產品，也是當前非織造材料領域的研究熱點之一。市場上的抗菌產品種類繁多，讓人應接不暇。在眾多的抗菌產品中，人們逐漸傾向于生態、安全、環保型抗菌非織造產品，體現了人們對衛生與健康強有力的追求態度。

目前有關生態抗菌非織造布的研究，主要針對天然抗菌纖維、生態抗菌劑及兩者的相互結合而進行。

1 天然抗菌纖維

在我們身處的自然界中存在著許多具有抗菌功效的天然纖維，如麻纖維、竹纖維等。天然纖維與其他纖維相比顯示出更高的安全、舒適性能，因此，由天然纖維制得的紡織品備受青睞。

1.1 甲殼素與殼聚糖纖維

甲殼素(chitin)廣泛存在于低等植物菌類的細胞、海洋無脊椎動物的外殼及高等植物的細胞壁中，是一種天然生物高分子化合物。殼聚糖(chitosan)又稱脫乙酰甲殼素，是甲殼素脫去N-乙酰基后得到的物質[1]，由于其高分子鏈端含有不飽和活性陽離子基團——氨基而呈正電性。而一般的細菌常帶有負電荷，當帶正電的活波氨基與帶負電的細胞結合后，會使細胞中的蛋白改性，從而殺死細菌。甲殼素和殼聚糖纖維都具有優良的廣譜抗菌性。自1979年Alllan提出殼聚糖具有抗菌性以來，其優良的抗菌性已成為被廣泛認知的事實。大量研究表明，這兩種纖維對大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌等普通菌種具有良好的抑制作用[2]。由甲殼素或殼聚糖纖維經水刺加工制成的非織造布，可用于傷口敷料等醫療領域，具有良好的安全、抗菌功效，對患者的傷口恢復能起到良好的促進作用。

1.2 竹纖維

竹纖維是一種從自然生長的竹子中提取的纖維素纖維，依據材料及工藝不同，可分為竹原纖維和竹漿纖維。竹原纖維是采用化學、物理相結合的方法制取的天然竹纖維。它的縱向有橫節，表面有大量微細凹槽；其橫截面為不規則的橢圓形，內有環狀中腔，具有杰出的透氣性、吸濕性和抗菌性。竹漿纖維是采用化學方法，經堿法水解及分段精漂工藝制得的，其制備過程與黏膠纖維相似。竹漿纖維也具有良好的吸濕、透氣、抗菌等特性[3]。

竹纖維之所以具有天然抗菌、殺菌功效，是因為它含有一種特殊成分——竹醌。竹醌呈陽性，當其與陰性的細菌接觸時，會破壞細菌的細胞壁，降低細菌的生存能力，從而起到抑菌、殺菌的作用[4]。國際衛生組織研究發現，導致婦科疾病產生的細菌多呈陰性，因此竹纖維可用于治療婦科疾病，由竹纖維制成的非織造布可用于女性用衛生巾等制品。

1.3 其他天然抗菌纖維

麻纖維是一種具有中空特殊結構的天然抗菌纖維。這種獨特的中空結構包含氧氣，使厭氧細菌難以生存，因此麻纖維具有獨特的抗菌功效。陳翠翠等[5]研究了草珊瑚黏膠纖維的制備。草珊瑚是一種天然抗菌植物。將草珊瑚中萃取的有效成分與黏膠共混紡絲，制成的草珊瑚黏膠纖維具備草珊瑚的天然抗菌功能。

茶纖維是一種由茶葉中提取的天然抗菌劑——茶色素、茶多酚等制得的具有抗菌、防臭功能的天然纖維。茶纖維及其制品對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌具有極好的抗菌性，并具有優良的吸濕性和良好的皮膚親和性[6]。

天然抗菌纖維廣泛存在于自然界中，并且不同類別具有不同的功效，可應用在不同的領域。天然抗菌纖維在非織造領域的應用正逐步被開發，由天然抗菌纖維制成的非織造布具有安全、抗菌和舒適性，已越來越得到人們的喜歡和關注。

2 生態抗菌劑

抗菌劑按其成分和結構屬性不同可分為無機、有機和天然抗菌劑三大類。天然抗菌劑是最早被人們利用的抗菌劑，其來源廣泛，通過一定的物理加工即可獲得，但至今發展較慢。現今，無機和有機抗菌劑在非織造布中使用最多。

2.1 植物類天然抗菌劑[7]50-52

蘆薈為百合科植物。蘆薈素是藥用蘆薈的主要提取物，具有抑菌、抗菌等功效。近年來蘆薈提取物作為抗菌劑開始用于織物，所制成的織物除了具有抗菌作用外，對人體皮膚也有一定的護理作用。

艾蒿是一種菊科多年生草本植物，其提取物具有抗菌、消炎等作用。日本已有以艾蒿做染料而制成的織物，用以制作供反應性皮炎患者穿著的衣物。

松柏油由松柏蒸餾而得到，為淺黃色油狀物，其成分包括具有抗菌活性的酚類酸性油。

另外，甘草、石榴果皮、茶葉等植物中也可提取含抗菌成分的物質，用于織物的抗菌整理。

2.2 動物類天然抗菌劑

殼聚糖的分子結構中含有游離氨基，帶正電荷，是天然抗菌劑中研究最多、最常用的一種生物抗菌劑。殼聚糖具有優良的生物相容性和廣譜、高效的抗菌性，對一些真菌、細菌和病毒具有一定的抑制作用[8]。日本富士紡的Kytopolai曾做過研究，將5 μm以下的殼聚糖顆粒以纖維質量的0.3%～3.0%混入黏膠紡絲液中，紡制成具有抗菌功效的黏膠纖維。另有人將殼聚糖超微粒子在紡絲前混入聚丙烯腈紡絲液中，紡成具有耐久抗菌性的產品[7]52。

2.3 非溶出性有機類抗菌劑

紡織品常用的抗菌劑可分為溶出性和非溶出性兩種。溶出性抗菌劑中的抗菌物質會緩慢溶出而達到抗菌效果，但會將織物及人體皮膚中的細菌一起殺死，有些皮膚表層的有益菌也被其消滅，因而會破壞人體皮膚表面微生物的生態平衡；此外，抗菌物質會慢慢滲入人體，對人體產生一定的危害。非溶出性抗菌劑中含有特殊的活性基團，可與纖維分子結構上的氨基、羥基反應結合，從而牢牢固著在纖維上，制成織物后只殺死織物內及織物中的纖維所接觸的細菌，不會破壞人體皮膚表面微生物的生態平衡。

我國于2016年1月1日實施的GB/T 31713—2015《抗菌紡織品安全性 衛生要求》，對抗菌物質溶出性和非溶出性的判定標準做了規定(表1)，而且詳細描述了抗菌物質的溶出性測試方法。

表1 抗菌物質溶出性結果的判定

季銨鹽和有機硅季銨鹽系列是最近研究比較多、使用比較廣的一種抗菌劑。季銨鹽帶正電荷，而細菌通常帶負電荷，當季銨鹽抗菌劑與細菌接觸時，前者的陽離子吸附帶負電荷的細菌，抑制細菌的呼吸功能，使細菌死亡。有機硅季銨鹽抗菌劑是一類新型的陽離子表面活性劑，通過硅醇與纖維上的羥基(—OH)偶聯結合，形成較穩定的結構，具有較好的安全性和耐久性。目前有機硅季銨鹽抗菌劑的品種較多，如日本東洋紡的Biosil、日清紡的Peachfresh及美國Dow Corning的DC-5700等，都具有安全、耐久、廣譜抗菌的特點[9]。

3 生態抗菌非織造布的制備方法

生態抗菌非織造布的制備主要有兩種方法。一種是原料直接加工法，采用天然抗菌纖維為原料，通過水刺、針刺等工藝制成生態抗菌非織造布；或者將生態抗菌劑添加到紡絲液中制得人工抗菌纖維，進而制得生態抗菌非織造布。另一種是后處理加工法，利用生態抗菌劑對非織造布進行后整理加工而制成生態抗菌非織造布，是比較常用的一種方法。

3.1 人工抗菌纖維的制備

在原來不具有抗菌功能的纖維中，通過一定方式加入抗菌劑而制得的抗菌纖維，稱為人工抗菌纖維。人工抗菌纖維的制備方法：一是共混紡絲法，將生態抗菌劑與紡絲液共混，然后通過紡絲制得具有抗菌效果的纖維；二是復合紡絲法，利用含有抗菌成分的纖維原液與不含抗菌成分的纖維原液，通過一個具有特殊分配系統的噴絲組件，紡制成具有特殊結構和抗菌效果的復合纖維；三是接枝改性法，通過物理或化學方法對纖維表面進行改性，改性纖維可與抗菌劑中的活性基團通過化學鍵結合，將抗菌劑牢牢固著在纖維表面，從而制得具有抗菌功能的纖維[10]。

3.2 后整理加工法

后整理加工法是在非織造布的后期加工過程中，采用特定的方式、方法，將抗菌劑附著在纖維或非織造布的表面，從而賦予其抗菌功效。后整理加工法因抗菌劑種類、非織造布表面和纖維特性不同而不同，主要有：

(1) 浸漬和浸軋法：將待處理樣品置于由抗菌劑等組成的水溶液或乳液中，經浸軋或浸漬，達到一定時間后取出、烘干。

(2) 涂層法：將抗菌劑與樹脂混合，通過樹脂的黏合作用將抗菌劑固著在非織造布上。

(3) 噴灑法：用噴霧的方法將抗菌劑噴灑在非織造布上。

4 展望

當今，生態化、綠色化、環保化是紡織品發展的大趨勢，也是非織造行業的大趨勢。非織造布被大量應用于衛生用品及醫療用品中。隨著人們對健康、安全、環保理念的日益重視，安全、綠色、生態抗菌非織造布的研究與開發將是非織造布領域的重要課題。

[1] 王曙中.高科技纖維概論[M].上海:東華大學出版社,2005:246-258.

[2] 徐超武.新型綠色保健纖維-甲殼素/殼聚糖纖維[J].四川絲綢,2004(4):16-18.

[3] 周衡書,鄧力斌.竹原纖維產品抗菌整理與性能研究[J].紡織科技進展,2005(5):12-15.

[4]劉偉時.抗菌纖維的發展及抗菌紡織品的應用[J].化纖與紡織技術,2011,40(3):22-27.

[5] 陳翠翠.草珊瑚黏膠纖維的制備及其性能的研究[D].青島:青島大學,2011.

[6] 任蓉,黃亞輝.新型含茶抗菌纖維的加工技術研究[J].廣東茶業,2016(2):17-19.

[7] 李輝芹,鞏繼賢.天然抗菌整理劑[J].紡織導報,2002(2):50-52,54.

[8] 李楊,楊國平,錢金栿.天然生物抗菌劑的研究概況[J].中國民族民間醫藥,2011,20(21):34-36.

[9] 楊棟梁.纖維用抗菌防臭整理劑[J].印染,2001,27(3):47-52.

[10]王建剛,嚴濤海.紡織品抗菌整理研究的現狀與發展[J].山東紡織科技,2012,53(3):42-45.

A brief review on ecological antibacterial nonwovens

ZhuYonghao,CaoWanhong,JiaYaofang

Xinlong Holding (Group) Co., Ltd., National Engineering Research Center for Nonwovens, Chengmai 571924, China

The research status and development trend of ecological antibacterial nonwovens were mainly discussed. The classification and application of natural antibacterial fibers were firstly introduced. And then, the present development of the safety and ecological antibacterial agents were summarized. In the end, the preparation methods of ecological antibacterial nonwovens were briefly described.

eological, antibacterial, nonwoven, research status, development trend

2016-09-01

朱永號，男，1988年生，助理工程師，從事非織造材料的研制及開發工作

TS174.1

A

1004-7093(2016)12-0001-03