抗菌/抗病毒非織造布及其測試標準探究

沈 霞，楊 好，陳 晨，徐進香，孔德贈

（沙洲職業工學院 紡織工程系，江蘇 張家港 215600）

當前的新型冠狀病毒肺炎疫情使人們對傳染性疾病的預防意識不斷增強，因此，具備抗菌、抗病毒功能的產品受到消費者的追捧。隨著非織造布的應用領域不斷擴大，如口罩、防護服、消毒紙巾、一次性內衣褲、床上用品等，抗菌、抗病毒非織造制品將成為每一個家庭的日常用品[1-2]。這些都在促進全球抗菌、抗病毒非織造產業發展[3]。

1 抗菌與抗病毒的區別

細菌一般是單細胞，屬于原核生物，具有細胞壁、細胞膜、細胞質、核質，和其他原核生物一樣，只有擬核，沒有核膜，以無性二分裂方式進行繁殖[4]。真菌是一種真核細胞，有細胞核，通過有性生殖和無性生殖的方式產生孢子進行繁殖。抗菌是抑制細菌和真菌生長繁殖或對其進行滅殺的過程，具有抗菌性能的紡織品被稱為抗菌紡織品[5]。病毒是一種非細胞生命形態，由蛋白質外殼和一種核酸（DNA或RNA）組成，必須在活的宿主細胞中才能復制繁殖。抗病毒是抑制病毒生長、繁殖和活性的過程[6]。細菌、真菌與病毒在生物結構、尺寸、繁殖傳播方式方面有所不同，所以紡織品的抗菌性能與抗病毒性能也不同。

2 抗菌/抗病毒整理劑類型

抗菌/抗病毒整理劑是抗菌/抗病毒材料的核心，凡是能夠殺滅細菌和病毒或降低其活性的物質都可稱為抗菌/抗病毒整理劑[7]。目前，抗菌/抗病毒整理劑主要有無機系、有機系和天然系三大類[8]。在可查閱的文獻資料中，對抗菌/抗病毒紡織品的抗菌機理研究分析比較多，對產品抗病毒機理大多只有簡單描述，并沒有深入分析研究。

2.1 無機抗菌/抗病毒整理劑

無機抗菌/抗病毒整理劑主要分為離子型和光催化型兩大類（表1）[9]。離子型常見的有銀系、鋅系和銅系，其中，銀系因具有高效的抗菌、抗病毒特性和對人低毒等優點，受到了研究人員的廣泛關注，且應用廣泛[10]。

表1 無機抗菌/抗病毒整理劑

無機類抗菌/抗病毒整理劑的優點是安全性好、廣譜且耐久性好；缺點是容易產生變色且價格高。

2.2 有機抗菌/抗病毒整理劑

有機抗菌/抗病毒整理劑是應用最多的抗菌/抗病毒劑，其種類繁多，目前常用的有季銨鹽類、胍類、鹵化物類、甜菜堿類等（表2）。

表2 有機抗菌/抗病毒整理劑

有機類抗菌/抗病毒整理劑的優點是殺菌/病毒速度快，效率高，價格便宜；缺點是耐熱性不好，容易產生耐藥性。

2.3 天然抗菌/抗病毒整理劑

天然抗菌/抗病毒劑是從自然界動植物和礦物中提取獲得，主要性能特點如表3所示。

表3 天然抗菌/抗病毒整理劑

天然抗菌/抗病毒整理劑的優點是安全環保，原料的來源十分廣泛；缺點是有效時間短，不穩定。

3 抗菌/抗病毒非織造布的加工

抗菌/抗病毒紡織品的加工主要有兩種方法；一是用抗菌/抗病毒纖維制得抗菌/抗病毒紡織品；二是通過對織物進行抗菌/抗病毒后處理獲得?？咕?抗病毒非織造布的生產方法[11]參考抗菌/抗病毒紡織品的方法，目前常用主要有3種：

（1）在紡絲液中添加抗菌/抗病毒整理劑，紡制出具有抗菌/抗病毒性能的纖維，再制成抗菌/抗病毒非織造布。采用這種方法生產的抗菌/抗病毒非織造布的耐水洗性能優異，其難點和關鍵是抗菌/抗病毒整理劑與紡絲液的混配及其對紡絲工藝及制品的不良影響，如導致纖維強力下降、色光變化、手感變硬。此法適用于紡粘、熔噴、濕法紡絲等工藝。

（2）直接采用抗菌/抗病毒纖維或將抗菌/抗病毒纖維與其他纖維混用，通過梳理成網制成抗菌/抗病毒非織造布。目前，市場上的抗菌/抗病毒纖維有銀沸石抗菌/抗病毒纖維（如美國Foss公司生產）、Amicor抗菌/抗病毒纖維（如英國Acordis公司生產）、Chitopoly抗菌/抗病毒纖維（如日本Fuji公司生產）等?？咕?抗病毒纖維具有抗菌/抗病毒效果持久且耐洗性好等優點，但只適合與特定的纖維混用，且價格較高。

（3）通過后整理加工，將抗菌/抗病毒整理劑制成染整助劑，在染整加工中使用。通過浸軋→烘干→焙烘的加工流程，將抗菌/抗病毒整理劑（分子或晶體）牢固地結合在非織造布上，使其具有耐水洗的抗菌/抗病毒性能。運用此法生產的抗菌/抗病毒非織造布基本沒有色光、色澤的變化，其強力等力學指標也不受影響。后整理加工是目前抗菌/抗病毒非織造布生產中廣泛應用的一種方法，其操作簡單、局限性小，可以根據需要選擇不同的抗菌/抗病毒整理劑，滿足不同產品的抗菌/抗病毒要求?？咕?抗病毒整理一般在后整理或配備了浸軋設備的非織造布生產線上進行，可單獨進行抗菌/抗病毒整理，也可以與其他整理同時進行，以節省成本，如與染色、印花等加工同時進行。

4 抗菌/抗病毒測試標準的發展

國外抗菌紡織品研究較早，發展比較迅速，關于抗菌紡織品檢測較成熟完善[12]。1961年，美國紡織化學與印染協會（AATCC）發布了標準AATCC 100，該標準應用范圍最廣，不僅可以模擬人們在日常生活中與紡織品接觸的方式，還可以模擬人的汗液成分作培養液與測試菌種接觸培養后進行測試。在隨后的幾十年間，AATCC 100又經過多次修正，最新的版本是2012版，其測試原理是使織物與細菌接觸24 h后，再對織物上的細菌進行洗脫，通過計算得出細菌的減少百分比來定量評估抗菌性能。1990年，日本工業標準委員會頒布JISL 1902，此標準制定時參考了AATCC 100的測試原理，并在此基礎上對AATCC 100方法進行了改良。該標準通過抑菌圈的大小來表示紡織品的抗菌活性。此后，許多國家的抗菌測試標準都采用了JISL 1902的改良方法和測試原理。EN ISO 20743是歐盟地區統一使用的標準，具有一定的代表性，此標準與中國國標GB/T 20944在眾多第三方檢測機構中都是運用最多的檢測標準。我國的抗菌紡織品測試標準相比其他國家而言建立時間較晚。FZ/T 01021—1992《織物抗菌性能試驗方法》是我國最早發布的紡織品抗菌檢測標準，該標準于2004年8月作廢。1997年，我國頒布了GB/T 15979。FZ/T 01021與GB/T 15979這兩個標準都是針對衛生或消毒用品制定的，特點是要求在非常短的接觸時間內產生殺菌效果。紡織品在與人體接觸時需要較長時間才能產生一定的抗菌效果，因此，該標準逐漸被廢棄。GB/T 20944作為現今我國較全面的抗菌紡織品標準，包括3個測試方法：GB/T 20944.1抑菌圈法、GB/T 20944.2吸收法、GB/T 20944.3振蕩法。該標準的實行使中國的抗菌抑菌產品有了統一的實驗方法。

抗病毒紡織品的研究起步較晚，最早的抗病毒紡織品測試標準[13]是2014年發布的國際標準ISO 18184—2014《紡織品抗病毒活性的測試》，ISO 18184—2019是目前最新修訂版本[14]，標準規定了包括纖維、紗線和機織、針織面料等紡織品抗病毒性能的測試方法，標準測試用毒株為H1N1、H3N2和貓杯狀病毒。該標準采用抗病毒活性值MV或抗病毒活性率來表征紡織品抗病毒效果。之后，英國和日本相繼發布的抗病毒測試標準都是參考ISO 18184制定。我國自2020年初開始制定并公布相關抗病毒團體標準，目前有T/CSTE 0011—2020《抗菌抗病毒口罩》、T/CIAA 014—2021《口罩抗病毒性能及其評價》、T/CTES 1040—2021《紡織品抗病毒、抗菌整理劑及其功能評價》、T/CHC 2—2021《抗病毒功能紡織品》。這些標準基本參考ISO 18184制定，團體標準的受眾面和影響力比較小，相關國家標準正在制定中。

5 結語

目前，國內外對抗菌/抗病毒用及其紡織品的研究還處于起始階段，隨著消費者對抗菌/抗病毒一次性用品需求的增加，各類抗菌/抗病毒非織造產品將不斷更新和升級，具有巨大的經濟價值，今后的研發可以從保證產品功能性要求的條件下提高產品舒適度方面著手。