抗菌阻燃整理对芦荟改性黏胶纤维/棉混纺织物舒适安全性能的影响*

江苏工程职业技术学院 江苏 南通 226007

抗菌阻燃整理对芦荟改性黏胶纤维/棉混纺织物舒适安全性能的影响*

马顺彬陆艳陈彪刘婵薛贝贝

江苏工程职业技术学院 江苏 南通 226007

为研究抗菌阻燃整理对芦荟改性黏胶纤维/棉混纺织物舒适安全性能的影响，设计并织造了一款芦荟改性黏胶纤维/棉混纺织物，并对该织物抗菌阻燃整理前后的透气性、透湿性、阻燃性、吸水性及抗菌性等进行测试。结果表明：经抗菌阻燃整理后，芦荟改性黏胶纤维/棉混纺织物的透气率和吸水率减少，透湿量增加，垂直燃烧损毁长度减少，抑菌值和抑菌率均高于标准规定。认为：经过抗菌阻燃整理后，芦荟改性黏胶纤维/棉混纺织物的透湿性、阻燃性和抗菌性变好。

芦荟改性黏胶纤维/棉混纺织物，透气性，透湿性，阻燃性，吸水性，抗菌性

芦荟改性黏胶纤维(以下简称芦荟纤维)以其优异的吸湿性、悬垂性等受到专家学者的广泛关注，用其开发家用和服用纺织品已取得一定的成就，如王一群[1]采用棉/芦荟纤维混纺纱线开发了大提花床品面料，赵博[2]采用芦荟纤维/Coolplus/棉混纺纱开发了防羽布等。但有关抗菌阻燃整理对芦荟纤维织物性能的影响研究还未见报道。

本文以芦荟纤维/棉(50/50)混纺纱为经纬纱，设计织造了一款芦荟纤维/棉混纺织物，并对该织物进行抗菌阻燃整理，测试并分析了整理前后芦荟纤维/棉混纺织物的透气性、透湿性、吸水性、阻燃性及抑菌性能，以期为开发高档、舒适、安全的抗菌阻燃芦荟纤维织物提供参考，促进企业产品提档升级。

1 织物规格与预处理

经纬纱均采用芦荟纤维/棉(50/50)混纺纱，组织结构为平纹。织成的芦荟纤维/棉混纺织物的规格为幅宽148 cm、经纬纱线密度14.8 tex，经纱密度433根/(10 cm)、纬纱密度276根/(10 cm)。

为避免芦荟纤维/棉混纺织物坯布上的浆料及杂质影响测试结果，需先对坯布进行退浆处理，再在符合GB/T 6529—2008《纺织品 调湿和试验用标准大气》标准中规定的标准大气中，对退浆处理后的芦荟纤维/棉混纺织物进行预调湿和调湿，以确保测试结果更为准确。

2 抗菌阻燃整理

采用的抗菌防臭整理剂ATB9800和阻燃剂FPK8002皆由赫特国际集团(上海公司)提供。

先在少量软水中加入一定量的阻燃剂FPK8002，充分搅拌，并用稀烧碱溶液调节pH值至弱酸性；再加入当前溶液体积80%的水，加入一定量的抗菌防臭整理剂ATB9800，搅拌，并用水稀释至规定刻度。最终获得阻燃剂FPK8002浓度为170 g/L、抗菌防臭整理剂ATB9800浓度为30 g/L的浸轧液。

整理工艺：芦荟纤维/棉混纺织物→浸轧(二浸二轧，轧液率60%～80%)→烘干(温度100 ℃，时间1～2 min，具体以烘干为准)→焙烘(温度160 ℃，时间3 min)→水洗→烘干。

3 性能测试

3.1透气性

按照GB/T 5453—1997《纺织品 织物透气性的测定》标准，使用YG461D数字式织物透气量仪测定织物的透气率。芦荟纤维/棉混纺织物测试面积为20 cm2，压降为100 Pa。

3.2透湿性

按照GB/T 12704.1—2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法》标准，使用 YG301-Ⅱ型电脑式织物透湿仪测定织物的透湿率。

整理前和整理后的织物各剪取3块试样并编号，每块试样直径70 mm。试验箱内温度(38±2)℃，相对湿度(90±2)%。先将不盖杯盖的试验组合体(由试样、干燥剂、透湿杯及附件组成)水平置于试验箱内，平衡1 h后取出并立即将对应的杯盖盖上，一起放入硅胶干燥器中平衡30 min，硅胶干燥器中温度控制在20 ℃左右，然后逐一称取试验组合体含杯盖质量。称取质量后，为避免因长时间仅使用上层干燥剂致使干燥效果减弱，试验过程中应轻微振动杯中干燥剂，使干燥剂上下充分混合。移除杯盖后，快速将不盖杯盖的试验组合体放回试验箱内，1 h后取出并立即将对应的杯盖盖上，于20 ℃左右的硅胶干燥器中平衡30 min后，再逐一称取试验组合体含杯盖的质量。最后计算透湿率：

(1)

式中：WVT——透湿率，g/(m2·24 h)；Δm——同一试验组合体含杯盖2次称取的质量之差，g；A——有效试验面积，此处取值0.002 83 m2；t——试验时间，h。

3.3阻燃性

按照GB/T 5455—1997《纺织品 燃烧性能试验 垂直法》标准，采用YG815B型织物垂直燃烧测试仪，测定织物的垂直燃烧损毁长度。

准备尺寸为300 mm×80 mm的测试样，长边应与织物的经向或纬向平行。沿经向及纬向各准备5块 整理前和整理后芦荟纤维/棉混纺织物试样。要求经向试样不能取自同一片经纱，纬向试样不能取自同一片纬纱。在规定的燃烧箱里用规定的火源点燃12 s。重锤质量为113.40 g。

3.4吸水性

按照GB/T 21655.1—2008《纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分 单项组合试验法》标准，采用YG871L毛细管效应仪测定吸水率。

整理前和整理后的芦荟纤维/棉混纺织物各裁取5块试样，每块试样的尺寸至少为10 cm×10 cm。 先将试样完全浸润在GB/T 6682—2008《分析实验室用水规格和试验方法》标准规定的三级水中，5 min后取出并使其自然平展地垂直悬挂，让试样吸收的水分自然下滴。当2滴水滴落的时间间隔超过30 s时，即认为试样自然滴水，此时立即用镊子取出试样称取质量。计算试样的吸水率：

(2)

式中：B——吸水率，%；m0——浸润前试样质量，g；m——认为试样自然滴水时的试样质量，g。

3.5抗菌性能

按照GB/T 20944.2—2007《纺织品 抗菌性能的评价 第2部分：吸收法》标准，采用Shimadzu UV-1201型紫外分光光度计，测定织物的抗菌性能。测试选择的3个菌种分别为大肠埃希菌(ATCC 8099)、金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)、白色念珠菌(ATCC 10231)。

根据标准取样要求，试样取样应避开折痕及疵点，并按照标准规定，先将试样剪成适当大小，每块试样质量在(0.40±0.05)g。准备抗菌性能待测试样3个和对照样6个，其中3个对照样用于接种细菌后立即测定细菌数，其余3个对照样和3个待测试样用于细菌接种并培养后再测定细菌数。计算抑菌值和抑菌率：

抑菌值=lgCt-lgTt

(3)

(4)

式中:Ct——3个对照样接种并培养18～24 h后测得的细菌数的平均值；Tt——3个待测试样接种并培养18～24 h后测得的细菌数的平均值；

4 测试结果

芦荟纤维/棉混纺织物经抗菌阻燃整理前后的透气率、透湿率、垂直燃烧损毁长度、吸水率归纳于表1中，抗菌性能测试结果见表2。

表1 抗菌阻燃整理前后芦荟纤维/棉混纺织物的

注：其中透气率、透湿率、吸水率等3项指标由南通市纺织产品质量检测所有限公司检测，整理前织物检测报告编号为16157434，整理后织物检测报告编号为16157433

表2 抗菌阻燃整理前后芦荟纤维/棉混纺织物抗菌性能测试结果

注：抗菌性由广东省微生物分析检测中心检测，检测报告编号为2016FM7325R01

5 结果分析

5.1透气性

透气性影响织物的穿着舒适性(如保暖、透通等)，还影响织物(如降落伞、安全气囊等)的使用性能。因此，透气性对织物性能而言有着重要的意义。夏季衬衫应具有良好的吸湿透气性，这样才能保持凉爽；冬季外衣用织物透气性应较小，这样衣服中才能储存较多的静止空气，提高保暖性。

影响织物透气性的因素较多，如测试样的面积、压降、织物中的孔隙(大小与多少)等，其中织物中的孔隙又与纤维性状、纱线性状、织物经纬纱密度、织物组织结构、织物类型及后整理等因素有关[3]361-363。本文在保持芦荟纤维/棉混纺织物其他因素不变的情况下，仅考虑后整理对芦荟纤维/棉混纺织物透气性的影响，发现经抗菌阻燃整理后，芦荟纤维/棉混纺织物中的孔隙变小并减少，这是因为抗菌防臭整理剂ATB9800和阻燃剂FPK8002一部分黏着在芦荟纤维/棉混纺织物表面，一部分浸透至纱线内部，故而使芦荟纤维/棉混纺织物的透气性下降[4]30。表1中，抗菌阻燃整理前后，芦荟纤维/棉混纺织物透气率从608 mm/s降低到377 mm/s，降低了38.0%。

5.2透湿性

消费者对织物透湿性能要求也很高，因为透湿性直接关系到织物的舒适性及卫生性能[3]361-363。织物的透湿性与纤维的吸湿性密切相关。本文织造的芦荟纤维/棉混纺织物，棉纤维的回潮率为8.5%，芦荟纤维的回潮率为12.5%[5]。从表1可以看出，整理前芦荟纤维/棉混纺织物的透湿率高达8 950 g/(m2·24 h)，整理后芦荟纤维/棉混纺织物的透湿率增加到10 080 g/(m2·24 h)，提高了12.6%。究其原因在于，尽管经抗菌阻燃整理后，抗菌防臭整理剂ATB9800和阻燃剂FPK8002使芦荟纤维/棉混纺织物中的孔隙变小并减少，但抗菌防臭整理剂ATB9800和阻燃剂FPK8002中含有较多的亲水性基团，这增加了芦荟纤维/棉混纺织物的吸湿性，且后者影响大于前者，故整理后芦荟纤维/棉混纺织物的透湿性能提高[6-7]。

5.3阻燃性

织物阻止延续燃烧的特性称为阻燃性。表1中，芦荟纤维/棉混纺织物的垂直燃烧损毁长度从整理前的300 mm减少到整理后的143 mm，降低了52.3%。这是因为，进行抗菌阻燃整理时，抗菌防臭整理剂ATB9800和阻燃剂FPK8002使芦荟纤维/棉混纺织物中的纱体更加紧密、纱线缝隙更少，织物中的孔隙变小并减少，故而导致整理后芦荟纤维/棉混纺织物透气性和透湿性下降，同时也使得氧气饱和度下降；另外，阻燃剂FPK8002可加速纤维的脱水炭化过程，使可燃性气体减少，整理后芦荟纤维/棉混纺织物阻燃性能提高[4]31。

5.4吸水性

吸水率与纤维亲水性基团的多少直接相关。相同的织物结构下，纤维中亲水性基团越多，则织物的吸水性越好。表1中，整理前芦荟纤维/棉混纺织物的吸水率为128%，整理后芦荟纤维/棉混纺织物的吸水率为124%。这是因为经抗菌阻燃整理后，抗菌防臭整理剂ATB9800和阻燃剂FPK8002中的活性基团与棉纤维、芦荟纤维中的羟基形成共价键，使纤维中的亲水性基团被封闭，故而影响了芦荟纤维/棉混纺织物的吸水率。

5.5抗菌性

根据GB/T 20944.2—2007《纺织品 抗菌性能的评价 第2部分：吸收法》中对抗菌效果评价的规定：当抑菌值≥2.0或抑菌率≥99%时，织物具有良好的抗菌效果。故从表2可以看出，整理后芦荟纤维/棉混纺织物的抑菌值均大于2.0，其中对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)的抑菌值大于6.4，且抑菌率均大于99%，抑菌值和抑菌率均高于国家标准规定，说明整理后芦荟纤维/棉混纺织物具有良好的抗菌效果。这主要是抗菌防臭整理剂ATB9800与棉纤维、芦荟纤维中的羟基形成了共价键，故而能固定在纤维上，赋予了芦荟纤维/棉混纺织物良好的抗菌性能。

6 结语

芦荟纤维/棉混纺织物经抗菌阻燃整理后：

(1)透气率从608 mm/s降低到377 mm/s，降低了38.0%；

(2)透湿率从8 950 g/(m2·24 h)增加到10 080 g/(m2·24 h)， 提高了12.6%；(3)垂直燃烧损毁长度减少，从300 mm减少到143 mm；

(4)吸水率从128%降低到124%，稍有所降低。

(5)抑菌值和抑菌率均高于标准规定，织物具有良好的抗菌效果。

[1] 王一群. 棉/芦荟纤维色织大提花床品面料的开发[J].

上海纺织科技，2015，43(9)：50-51.

[2] 赵博. 芦荟纤维/Coolplus/棉混纺防羽布产品开发[J].纺织科技进展，2013(3)：42-44.

[3] 朱红.纺织材料学[M].北京：纺织工业出版社，1987.

[4] 马顺彬，蔡永东.涤棉混纺交织物阻燃性能研究[J].棉纺织技术，2015，43(1).

[5] 张立峰，陈贵翠，刘华.芦荟纤维绢丝棉氨纶包芯纱的纺制[J].棉纺织技术，2014，42(5)：52-54，69.

[6] 封勤华.载银硅丙乳液的制备及对棉针织物抗菌研究[D].苏州：苏州大学，2011.

[7] 徐超武.FR-C阻燃剂用于棉织物阻燃整理的研究[J].棉纺织技术，2015，43(8)：64-67.

Effects of antibacteria and flame resistance finishing on comfortable and safety properties of the aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric

MaShunbin，LuYan，ChenBiao，LiuChan，XueBeibei

Jiangsu College of Engineering and Technology, Nantong 226007, China

In order to study the effects of antibacteria and flame resistance finishing on the comfortable and safety properties of the aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric, one kind of aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric was designed and woven. The fabric’s properties before and after the antibacteria and flame resistance finishing like air permeability, water vapor permeability, flame resistance, water absorption and antibacterial property were tested. The results showed that，after the antibacteria and flame resistance finishing, the air permeability and water absorption decreased, while water vapor transmission increased，the length of the vertical burning damage decreased, and the bacteriostatic value and the bacteriostasis rate were higher than the standard. It was considered that, after the antibacteria and flame resistance finishing, the water vapor permeability，the flame resistance and the antibacterial property of the aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric were all turn to be better.

aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric, air permeability, water vapor permeability, flame resistance, water absorption, antibacterial property

本 刊 理 事 单 位

本 刊 理 事 单 位

*2016年南通科技局市应用基础研究项目(GY12016033)；2015年中国纺织工业联合会科技指导性项目(2015064)；江苏省先进纺织工程技术中心项目(苏政办发2014[22]号)；南通市新型纤维材料重点实验室(CP12014003)；南通市航空工程公共技术服务平台(CP22014001)

2017-02-24

马顺彬，男，1978年生，副教授，主要从事纺织专业教学工作

TS195.6

：A

1004-7093(2017)0042-04