高耐水洗微元素新型抗菌纯棉面料的开发

孙红玉，王静茹，罗维新，樊伟力，李春光

（1.山东省短流程印染新技术重点实验室，山东滨州 256600；2.滨州华纺工程技术研究院有限公司，山东滨州 256600；3.华纺股份有限公司国家级企业技术中心，山东滨州 256617）

随着环境污染的加剧，近年来气候变化无常，自然灾害频发，为许多细菌、真菌和病毒等微生物提供了良好的生存条件，一些有害微生物的存活率高、致病率高、传播性强，对人体和环境威胁性很大。除了从源头消灭这些有害微生物，切断其传播途径也是减少危害的重要方法，因此近年来纺织品的抗菌性能备受关注。目前，抗菌纺织品主要分为：天然系、无机系和有机系3 大类。部分有机金属化合物以及含硫化合物会破坏人体细胞和组织［1］，部分无机抗菌产品（如银系、铜系）存在处理工艺复杂、成本高、稳定性差等缺点，部分有机小分子产品存在稳定性差的缺点，部分天然系抗菌成分来源有限、稳定性差［2］。而有机高分子具有高效、稳定、安全、环保的特点，将其负载至纤维上可以制备具有高效抗菌且安全环保的绿色抗菌纤维。

有机系抗菌纺织品是指使用有机抗菌剂对织物进行抗菌整理得到的具有抗菌性能的纺织品。其抗菌机理是通过破坏细胞的组织结构达到抗菌效果［3］。有机抗菌剂具有来源广、种类多、杀菌性好的优点，但部分有机抗菌剂有毒、不耐久。未来有机抗菌剂的开发更侧重于安全、环保，对纺织产品性能无影响，抗菌耐久性好［4］。

IR 微元素抗菌纱线和Saffus 抗菌技术是通过纤维改性使抗菌有效成分渗透到纤维素纤维里面，再通过特殊的纺纱方法将抗菌成分紧密地结合在纤维素分子上，使得纱线具有优异的抗菌性能。有机高分子化合物与纤维素纤维稳定结合，微生物附着于纺织品表面时，与抗菌基团发生库仑反应从而杀死微生物。水洗后纺织品上的微生物残渣被洗掉，对人体皮肤安全无危害。经该抗菌技术处理的纺织品，抗菌稳定性好，经多次水洗后仍具有较高的抗菌性能。

本实验采用纯棉面料，利用微元素新型抗菌纱线的天然矿物抗菌技术和对人体安全无害的特性，开发高耐水洗、高抗菌性能的家纺面料，探究生产工序对面料抗菌性能的影响，确定了微元素纯棉抗菌面料的染整工艺。

1 实验

1.1 材料与仪器

织物：织物1 微元素抗菌纯棉纱（14.58 tex×14.58 tex，密度433 根/10 cm×354 根/10 cm，平纹，幅宽65 cm），织物2 精梳细绒纯棉纱（14.58 tex×14.58 tex，密度433根/10 cm×354根/10 cm，平纹，幅宽65 cm）。

菌种：金黄色葡萄球菌（ATCC6538，菌种浓度1.7×105cells/mL），大肠杆菌（ATCC25922，菌种浓度2.1×105cells/mL）。

染料：活性艳蓝SRE 100%、活性翠蓝SGE 100%、活性橙SNE 100%（江苏润新纺织有限公司）。

助剂：Saffus 抗菌助剂，氢氧化钠（烧碱，NaOH），退浆剂，双氧水（H2O2），双氧水稳定剂，螯合剂，工业盐（氯化钠，NaCl），纯碱（Na2CO3），保险粉，非离子柔软剂，AATCC 1993 WOB 无磷标准洗涤剂，沙氏培养基，琼脂培养基。

仪器：微型开清联合机、24 锭细纱机、2 锭络筒机、电子式单纱上浆机、全自动样品整经机、全自动剑杆织样机（江阴通源纺机有限公司），数字式小样并条机、数字式小样粗纱机（天津市嘉诚机电设备有限公司），烧毛机、特殊蒸化还原蒸处机、丝光机、连续式中样染色试验机（厦门瑞比精密机械有限公司），拉幅机，国家标准（GB/T 20944.2—2007）要求的抗菌检测设备。

1.2 工艺流程

织物1：织造→烧毛→热水洗退浆→水洗→抗菌性能测试，得到试样1#；织造→烧毛→碱煮退浆→水洗→抗菌性能测试，得到试样2#；织造→烧毛→碱煮退浆→丝光→水洗→抗菌性能测试，得到试样3#；织造→烧毛→碱煮退浆→丝光→染色（蓝色）→水洗→抗菌性能测试，得到试样4#。

织物2：纺纱→织造→烧毛→碱煮退浆→丝光→染整同浴（蓝色）→水洗→抗菌性能测试。

1.2.1 前处理工艺

烧毛工艺：车速90～100 m/min，风压2.0～2.2 kPa，烧毛火口温度1 000～1 100 ℃。

热水洗退浆工艺：95 ℃热水洗→温水洗→冷水洗；碱煮退浆工艺：氢氧化钠50～55 g/L，除蜡剂5 g/L，螯合剂2 g/L，温度100 ℃，时间120 min。

氧漂工艺：双氧水5～6 g/L，双氧水稳定剂2 g/L，除蜡剂5 g/L，螯合剂2 g/L，温度98 ℃，时间50 min。

丝光工艺：烧碱210～220 g/L，车速40～60 m/min，幅宽60 cm。

1.2.2 染色工艺

打底机染色（蓝色）工艺配方：活性艳蓝SRE 100% 0.572 g/L，活性翠蓝SGE 100% 0.264 g/L，活性橙SNE 100%0.264 g/L，防泳移剂40 g/L。

汽蒸固色工艺配方：纯碱20 g/L，烧碱6 g/L，工业盐200 g/L。工艺条件：轧染，轧余率65%～70%，烘干温度70～80 ℃；汽蒸，汽蒸温度99 ℃，汽蒸时间70 s；皂洗，皂洗温度95 ℃，皂洗时间1 min。

1.2.3 后整理工艺

同浴拉幅工艺：非离子柔软剂30 g/L，Saffus 抗菌助剂5%（omf），温度130～140 ℃。

1.3 测试

100 次水洗后测试抗菌指标，抗菌性能根据GB/T 20944.2—2007《纺织品 抗菌性能的评价 第2 部分：吸收法》测试，水洗方法参考GB/T 20944.3—2008 中的家用双桶洗衣机洗涤方法。

2 结果与讨论

织物性能测试结果如表1 所示，样品在进行抗菌性能测试前未经过灭菌处理。由表1 可以看出，试样1#～4#均为微元素抗菌纯棉面料，其中试样1#经过95 ℃热水洗处理，试样2#经过碱煮氧漂处理，水洗100 次后的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都能达到95%或以上；但是同样的织物，经过质量浓度为210～220 g/L的烧碱丝光工序后（试样3#、4#），水洗100 次后的抑菌率明显降低，达不到国家标准要求（抗菌效果的评价指标：对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率大于等于70%，或对白色念珠菌的抑菌率大于等于60%，样品具有抗菌效果）。织物2 为经过Saffus 抗菌助剂整理后的纯棉面料，此织物经过100次水洗后，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都达到80%以上，高于国家标准对抗菌性能的评价指标，具有抗菌效果。

表1 织物水洗100次后的抗菌性能测试结果

3 结语

（1）微元素新型纯棉抗菌面料在100 次水洗后，依旧有高效的抗菌效果，且有效抗菌成分通过非溶出抗菌技术稳定结合在织物中，不会析出到皮肤表面，对人体健康没有危害。结合纯棉面料吸湿透气、柔软舒适的特性，适合开发高耐水洗、高抗菌性的家纺或衬衣面料。

（2）微元素新型纯棉抗菌面料对碱较敏感，不适合丝光工序的处理，微元素新型纯棉面料在染整工序设计时应避开丝光工序处理。微元素新型纯棉抗菌面料可开发色纺面料。