國內外纖維抗菌衛生整理的進展
國內(nei) 外纖維抗菌衛生整理的進展
抗菌衛生整理是用抗菌防臭劑或抑菌劑處理織物（天然纖維、化學纖維及其混紡織物），以獲得抗菌、防黴、防臭、保持清潔衛生紡織品的加工工藝。其目的不僅是為了防止織物被微生物沾汙而損傷，更重要的是為了防止傳染疾病，保證人體的安全健康和穿著舒適，降低公共環境的交叉感染率，使織物獲得衛生保健的新功能。由抗菌衛生整理纖維製成的織物可廣泛用於人們的內衣、睡衣、運動衣、襪子、鞋襯布、嬰兒的尿布；醫院、賓館、家庭的床單、被套、毛毯、餐巾、毛巾、沙發布、窗簾布、地毯、醫藥、食品、服務行業的工作服、部隊的服裝以及繃帶、紗布等，具有重大的社會效益。
一．織 物 衛 生 微 生 物 學衛生微生物學是由預防醫學的發展而衍生的，是研究微生物與外界環境之間的關係，以及如何影響人類健康以及消除其危害的一門學科。微生物生態學是其重要組成部分。我們可以把與織物有關的衛生微生物學稱之為織物衛生微生物學。人類與微生物是密切相關的，微生物給予我們很多恩惠，另一方麵微生物浸入人體，給健康可能會帶來嚴重危害，這裏談到的微生物主要是可對人體產生不利影響的細菌、真菌和黴菌。1．皮膚、織物與微生物生態學人體在正常狀態下帶有無數微生物，如附著於兩手的細菌有時竟超過106個，存在於人頭皮上的微生物約為1.4×107個/平方厘米，上半身皮膚上的微生物約為50—5000個/平方厘米，1克糞便中的活菌數可達109—1011個，由此可知，人體下半身皮膚上的微生物將更多。病人身上微生物分布如表Ⅰ所示：表Ⅰ從感染病人身上分離出的1461個微生物的分布引起感染的微生物數量百分比（%）革蘭氏陰性菌大腸杆菌33122.7綠膿杆菌106 7.2沙門氏菌—誌賀氏菌屬70.5其他革蘭氏陰性菌355 24.3革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌282 19.3鏈球菌A 組251.7其他菌35524.3從表中可以看出細菌感染多半是由與糞便汙染有關的革蘭氏陰性菌引起。另有介紹：多人共用的毛巾可作為眼科傳染疾病（如沙眼、結膜炎），呼吸器官傳染疾病（如結核、白侯、流感等）的傳染媒介，理發店的毛巾、旅館的臥具、浴衣等可作為白癬、疥癬等皮膚病以及痢疾、傷寒、性病、霍亂傳染的媒介。傳染病菌的抵抗力很強，並可以長時間生存繁殖，采用一般洗滌方法難以將其清除。在高溫或勞動時，人體出汗量可高達0.5~2.0公斤/日。汗的固體成分為0.3%~0.8%,其中1/4為有機物。汗本身並無臭味，但可為內衣和襪子等吸收，微生物在其中繁殖，將汗及其與皮脂、表皮屑混合物中含有的尿素、高級脂肪酸、糖分、蛋白質等分解，產生大量的氨基物質等刺激性氣體，這就是臭氣產生的原因，此外有人研究發現襪子釋放臭氣與黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、枯草杆菌、棒狀杆菌屬有關。2． 醫院內感染及公共環境感染醫院內感染是指任何在醫院內得到的感染，它是醫護人員感到十分頭痛的問題，尤其是兒科病房、燒傷病房、特別監護病房、外科病房等更為突出。2003年春天，SARS病爆發，給我國造成了難以估計的巨大損失，其中疾病流行的主要原因是醫院內感染。即使在西方發達國家，這個問題也沒有能充分解決，據我國醫學代表團1979年出國訪問的考察報告，美國、瑞士每年發生的醫院內感染約占住院病人的5%，每年約200萬人發生醫院內感染，每年造成經濟損失達十億美元之巨。因此，醫院內感染是一個國內外均受到十分重視的問題。造成醫院內感染的主要病原菌如表Ⅱ所示。醫院用織物是醫院內感染的重要媒介，在我們調查中，醫用紗布、繃帶等也是醫院內感染的重要媒介，他們迫切希望抗菌衛生整理織物能早日用於病房、手術室和醫務人員的工作服等。 
3. 醫藥品、食品及化妝品的微生物汙染微生物的汙染，不僅可使醫藥品、食品、化妝品的質量降低，重者，尚可引起醫藥品、食品、化妝品來源的感染，帶來不幸的後果。特別是醫藥品，主要是以治療為目的，以病人為對象，在機體防禦功能處於低下的情況下，一些條件致病微生物也會引起患者的嚴重感染。4. 纖維織物與微生物人們使用的紡織品上一般都存在著微生物，它們在適宜的條件下迅速繁殖，促使人體皮膚感染並使沾有汗水和人體分泌物的織物產生惡臭，黴菌的繁殖使織物產生黴斑及色變，造成天然纖維降解，盡管合成纖維不能為微生物降解，但它的吸濕性差，其衛生性能更低劣。不同類型的織物上存留的微生物也不同。最近研究證明合成纖維織物通常比天然織物纖維織物更適宜細菌的繁殖。在對棉、滌棉、滌綸和丙綸織物的研究中發現在純棉織物上（尤其是伟德国际英国物）比滌棉混紡織物和合成纖維織物存留的產臭氣菌（表皮葡萄球菌、棒狀杆菌）和皮膚癬菌類真菌少。在對羊毛毯、純棉被單、伟德国际英国內衣、毛巾和純棉耐久壓燙織物的研究中發現金黃色葡萄球菌、傷寒杆菌在純棉耐久壓燙織物上存留量最小，在羊毛毛毯上的存留量最大。尼龍60/ 棉40混紡織物以金黃色葡萄球菌接種後，棉被選擇地降解，即使洗滌後也是如此。但是由於沒有對純棉織物及尼龍織物做這個實驗，無法確定棉選擇性降解是由於細菌長期存留，還是由於尼龍對金黃色葡萄球菌有抵抗能力。在接種了金黃色葡萄球菌，表皮葡萄球菌、綠膿杆菌的棉或毛織物、衣服、毯子上，對通常使用的幹洗劑（石油類幹洗劑、四氯乙烯）和幹洗過程的殺菌作用進行了測定。研究結果表明，在幹洗之後的織物上和沒有薄膜過濾器幹洗機內的幹洗劑中，許多細菌仍然活著。一定數量的細菌從汙染的髒衣服上遷移到幹淨的衣服上。普通的冷水洗滌對去除有害微生物根本無效，必須采用漂白消毒等方法，而對部隊等單位頻繁的特殊洗滌是不可能的。臨床研究指出穿著合成纖維襪子者的腳部感染可能性比穿著天然纖維襪子者的大，從接種病菌的尼龍襪子上沒能洗去趾間癬菌。日本學者把尼龍、丙綸、滌綸、腈綸、純棉和羊毛襪子給成年男女穿用1-2個月，發現細菌在滌綸、丙綸襪子上最多，在羊毛、棉襪子上最少，而水溶性汙染物含量則相反。這說明棉、毛襪子對汗液等水溶性汙染物能很好地吸收，而合成纖維製的襪子吸汗能力差，使皮膚表麵殘留的汙物與襪子裏的高濕高溫相結合，微生物就容易繁殖。日本另有資料介紹，在高相對濕度下（80%以上）微生物急劇繁殖增長，低相對濕度下（10%以下）細菌生長幾乎停止。美國人研究了病毒在棉、毛織物上的生長情況，發現羊毛織物比棉織物更適宜病毒存留。在對接種病毒的合成纖維和天然纖維的洗滌實驗中發現，經過洗滌，織物上的病毒數量明顯地減少。盡管織物類型不是病毒在織物上存留量多少的主要因素，但是洗滌後尼龍內衣上的病毒最少，羊毛毯上的病毒最多。二．國外二十年來抗菌衛生整理的進展抗菌衛生整理在美國等國家稱之為抗細菌整理和抗微生物整理；在日本稱之為抗菌防臭加工。微生物包括病毒、細菌、真菌和黴菌，迄今為止，尚未有進行抗病毒整理的報道。抗菌織物的生產方法有二種：一種方法是將抗菌劑添加到成纖聚合物中，經紡絲後製成抗菌纖維。另一種方法是采用抗菌整理的方法。在對市麵上的大量抗菌纖維進行的對比實驗中證實：的抗菌棉織物的抗菌耐久性明顯好於抗菌合成纖維。分析其原因是由纖維芯層的抗菌劑不能遷移到纖維皮層，起不到抗菌作用,但加入太多的抗菌劑將影響纖維的物理指標。解決該問題的最好方法是做成皮芯結構的抗菌纖維，即在皮層加入過量的抗菌劑，芯層為普通纖維。抗菌整理劑分為溶出型與非溶出型兩大類。溶出型抗菌整理劑不是與織物化學結合，而能通過與水接觸被帶走,這類抗菌整理劑主要用在用即棄類紡織品上；非溶出型抗菌整理劑能與織物以化學鍵結合，這種整理對於穿著與反複洗滌是耐久的，其方法是在纖維上接枝或聚合抗菌劑或在紡絲原液中混入抗菌劑，以達到控製釋放活性物質從而獲得耐久性的目的。抗菌整理的理想特征是：A、對洗滌、幹洗等具有耐久性；B、對有害微生物具有廣譜高效的抗菌性；C、對使用者沒有毒性；D、具有良好的透氣性，不損傷纖維，不使織物產生色變；E、與其他整理劑具有相容性；F、加工方法簡單，加工費便宜。盡管早在四千年前，古埃及人就采用藥用植物處理包布保護木乃伊，第二次世界大戰期間，德軍穿著經過殺菌劑處理的軍服以防止戰傷的二次感染，但抗菌整理的大規模開發階段是在60年代末期至70年代初期，這階段開發的抗菌劑主要是：1、有機汞化合物：如吡啶油酸汞、苯基油酸汞、烯丙基三嗪汞。2、有機銅化合物：如羥基萘酸銅、五氯苯酚銅、8—羥基喹啉銅。3、有機鋅化合物：如五氯苯酚鋅、萘酸鋅、水楊酸鋅等。4、有機鉛化合物：如三丁基醋酸鉛、硫化甲基鉛、五氯苯酚鉛等。5、有機錫化合物：如三丁基醋酸錫、二甲基月桂基醋酸錫、三丁基丁酸錫。 6、其他金屬類：如五氯苯酚鎘、硬脂酸鉈、五氯苯酚鈷等。7、無機金屬化合物：如Ag、AgCl、Cu、Cu(OH)2 、Hg8、酚類：如五氯苯酚、四溴鄰甲酚、水楊酸苯胺、二羥二氯二苯基甲烷。9、雜環化合物：如吡唑類、嘧啶類、吡咯類。10、其他有機化合物：如五氯苯基月桂酸、三苯甲烷染料孔雀綠和結晶紫等這些製劑中大部分製劑用量極少並且效果顯著，它們多屬於溶出性抗菌劑，不耐洗滌。後來，由於甲醛問題引起了人們對織物引起皮膚炎症事故的調查，1973年日本確立了“關於含有害物質家庭用品限製法”，有機汞化合物禁止使用，其他部分金屬化合物等，因其對人體、皮膚有傷害作用也大多廢止。另一類我國染整技術人員熱知的抗菌劑BCA/747（即2-（3、5-二甲基-1-吡唑）-4-苯基-6-羥基嘧啶）和α-溴肉桂醛，因發現基潛在毒性而被禁止用於衣料。一些無機抗菌劑，例如Hg（水銀）、Sn(錫) 、As(砷)及其氧化物等，雖具有較好的抗菌性，但由於不帶有與織物形成牢固結合的基團，耐洗牢度差，更為嚴重的是具有毒性，已被明確禁止用於紡織品。2001年春天，耐克公司的一種T恤衫因含有毒性的錫化合物TBT，在世界各地（包括中國）遭到封殺。
八十年代以來，出現了效果好、安全性高、耐洗滌的抗菌整理劑，加工技術日趨成熟，走向了抗菌衛生整理發展階段。但也存在以下問題：（1）抗菌譜問題：由於細菌、真菌和黴菌具有不同的細胞結構，因此單一抗菌基團的抗菌整理劑很難具備廣譜的抗菌作用。如鹵代二苯醚類對真菌、黴菌的抗菌效果較差；依靠季銨鹽陽離子正電性抑菌的化合物（有人在商業宣傳中稱之為“物理抗菌”，其實這是不科學的），對不帶負電荷的菌類抗菌效果較差。（2）耐久性問題：一類是抗菌整理劑本身沒有和纖維牢固結合，因此不具有良好的耐洗滌性。另一類是季銨鹽化合物，其中有機矽季銨鹽是研究較多的一種，該類抗菌整理劑的抑菌機理是季銨鹽陽離子吸引帶負電荷的細菌，破壞細菌細胞壁，使其內容物滲出而死亡，該類產品雖耐非離子表麵活性劑、陽離子表麵活動性劑洗滌，但日常使用的洗滌劑絕大數為陰離子表麵洗性劑，這樣在洗滌時陰離子表麵活性劑就與陽離子季銨鹽結合，抗菌織物就失去了抗菌作用。九十年代以來，抗菌衛生整理的耐久性、抗菌性又有了新發展，並出現了抗菌阻燃、抗菌防汙抗靜電、抗菌拒水拒油等多功能產品，以及抗菌漂白一浴法、抗菌染色一浴法等新工藝。 抗菌衛生整理產品在美國、日本等分別實現了工業化生產，大量產品投放市場受到消費者歡迎。據美國南部研究中心抗菌衛生整理權威人士Clark M Welch介紹，在美國，抗菌整理劑的生產控製很嚴，需經美國環境保護局（EPA）、食品與藥物管理局（FDA）、消費者安全委員會（CPSC）的認可，一隻抗菌整理劑的毒性實驗有十八項之多，費時3—4年，並且耗去巨資，因此，在美國以商品供應的抗菌衛生整理劑種類較少，並且價格較貴。 在日本有信越化學、大和化學、帝三製藥、大日本油墨公司、住友公司、北興化學和鬆本油脂等十多家化學公司生產不同成份的抗菌整理劑，其抗菌劑種類大多是有機矽季銨鹽、甲殼素、二苯醚芳香族鹵化物或複合物；並由有關生產廠家和衛生組織等成立了“日本纖維製品衛生加工協議會”。 在英國抗菌衛生整理著重於在軍事、醫療方麵的應用，例如英格蘭南部的多塞特研製成功了一種能吸收臭氣和其他有害氣體的布，它是天然纖維經氯化物和其他無機鹽的特殊化學處理後製成的，目前已廣泛地用於醫療上包紮潰爛傷口等。三．國內抗菌衛生整理的發展國內對織物抗菌衛生整理的研究雖然起步較晚，但是發展很快。特別是（原山東巨龍化工有限公司）1983年開始研究織物抗菌衛生整理技術，並取得了多項中國發明專利，產品的質量性能處於國際領先水平（www.jlsun.com）。該公司的抗菌整理劑SCJ-875已有18年的生產曆史，抗菌防臭整理劑SCJ-963大批量銷往國內外市場，抗菌衛生整理織物的抗菌性、耐久性和安全性等質量指標分別通過了日本紡織檢查協會、日本化纖檢查協會、ITS、中國醫學科學院、中國預防醫學科學院、中國人民解放軍衛生監測中心等多家權威衛生單位的測試。中國人民解放軍90作訓鞋中底布全部使用該公司生產的抗菌防臭整理麵料。目前該公司生產的抗菌整理劑已有十餘種，分別適用於棉、麻、絲、毛、粘纖、滌/棉、錦綸、晴綸、滌綸等織物的抗菌衛生整理，並擁有獨立的知識產權。多家國內外權威衛生單位測試和臨床應用證明：該公司生產的 SCJ-963抗菌整理織物具有明顯的抗菌、消炎、防臭、防黴、止癢、收斂作用,可以完全殺滅接觸織物的金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、淋球菌(國內流行株)、淋球菌(國際標準耐藥株)、鏈球菌、肺炎球菌、腦膜炎球菌、大腸杆菌、痢疾杆菌、傷寒杆菌、肺炎杆菌、綠膿杆菌、枯草杆菌、蠟狀芽胞杆菌、白色念珠菌、絮狀表皮癬菌、石膏樣毛癬菌、紅色毛癬菌、青黴菌、黑曲黴菌等有害菌,洗滌100次後對金黃色葡萄球菌等抑菌率仍達99.9%以上, 濕熱120℃分高壓消毒及紫外線照射100小時，其抑菌能力不變，病房使用過的床單上無病菌生長，病人無感染現象發生，對皮膚無刺激、無過敏反應,對人體無毒, 無致突變性，能有效地預防沙眼、結膜炎、淋病、、呼吸器官感染等疾病的傳染,對防治腳癬、股癬、濕疹、癤癰、汗臭、腳臭、皮膚搔癢有顯著效果。對織物的白度、色光無影響，不降低吸濕性透汽性和其它物理指標、手感柔軟，穿著舒適。該產品對提高我國衛生保健水平具有較高的實用價值。下麵介紹的抗菌整理劑是近二十年來已在工業上應用或國外有資料介紹的抗菌性化合物：1、有機矽季銨鹽抗菌整理劑, 如美國Dow Corning公司的DC—5700，（原山東巨龍化工有限公司）的抗菌整理劑SCJ-877。 Dow Corning公司介紹該產品通過浸軋法施加到織物，然後經過80—120℃烘燥即可。它是含有3—（三甲氧基甲矽烷基）丙基二甲基十八烷基氯化銨（Ⅰ）42%的甲醇溶液，（PH值6.5~7）,其合成反應是：Cl3SiH+ClCH2CH="CH2" ClCH2CH2CH2SiCl3ClCH2CH2CH2SiCl3+3MeOH ClCH2CH2CH2Si(OMe)3+3HCl↑CH3CH3 MeClCH2CH2CH2Si(OMe)3 + > N-C18H37 (Meo)3SiCH2CH2 CH2 — N？—C18H37Cl- [Ⅰ] Me[Ⅰ]中—Si(OMe)3使水溶性的季銨鹽抗菌化合物有可能化學性地結合到織物上，又可能自身縮聚成膜，但該類抗菌劑對那些不帶負電的細菌，就沒有抗菌作用。同時陽離子季銨鹽很容易和陰離子表麵活性劑如肥皂反應，使該類抗菌劑的正電性消失，從而失去抗菌作用。 1 、日本第三製藥公司與帝人公司協作研究成功的他衣及卡特S—I防菌劑，也是一種陽離子活性矽氧烷化合物的甲醇溶液，外觀為淡黃色液體，PH中性一弱酸性，處理後的織物具有較好的抗菌性。 2、二苯醚抗菌整理劑, 這類抗菌整理劑基本原理是二苯醚類化合物在纖維表麵形成不溶性沉澱物或擴散進行纖維的皮層。 腈綸纖維在40—140℃下，用含有0.01—10%(w.o.f) 2，4，4—三氯—2′—羥基二苯醚、氟化物和陽離子分散劑的分散型加工液處理幾十秒至幾十分，處理後的纖維具有殺菌性和拒水、拒油性。其中氟化物可為氟乙烯、含氟烴的聚（甲基）丙烯酸酯等。2，4，4’-三氯-2’-羥基二苯醚與含氯漂白劑反應生成有毒氯化衍生物，並且該抗菌劑在加熱或紫外線照射後會產生致癌物:四氯二噁烷，已被禁止使用。 3、硝基呋喃類抗菌整理劑, 此類化合物是人們最感興趣的整理劑，原蘇聯對這類整理研究較多。經它處理的纖維具有廣譜的抗菌性。5—硝基呋喃化合物借助銅鹽（如醋酸銅）沉積在纖維素織物上可獲得良好的抗菌性。使用硝基呋喃係化合物以及銅鹽和二氰基二肼樹脂的絡合物對纖維素織物進行抗微生物處理，已獲得原蘇聯國家專利。4、 有機氮類抗菌整理劑，如AVECIA BIOCIDES公司的REPUTEX20抗菌劑, 的抗菌整理劑SCJ-875 。滌綸、耐綸和丙烯腈纖維織物，浸軋在含有聚氧化烯基和 ≥2個自由基聚合雙鍵的單體和含 R1 CH2="CH" —C—NH— C—CH2—SO3H‖ O R2的水溶液混合物中，浸軋後聚合（如用電子束照射），織物再在 NH NH ‖ ‖-[（CH2）6—NH—C—NH—C—NH]- n nHCl 的水溶液處理，然後軋水烘幹。整理後的織物具有良好的抗菌性和抗靜電性與防汙性。5. 將纖維織物浸軋在含有N，N—二甲基—N′—苯基—N′—（二氯氟甲基硫代）磺酰胺和聚乙二醇烷基醚的水分散體溶液中，浸軋後烘幹，處理後的織物經20次洗滌仍具有優異的抗菌性。6．2—（4′—噻唑基）苯並咪唑、N—（—氟二氯甲基硫）鄰苯二酰胺、α—溴代肉桂醛等和丙烯酸酯的混合物施加到織物，並進行熱處理，具有良好的抗菌性。N—（氟代二氯甲基—硫代）苯並咪唑和α—溴肉桂醛等可溶於有機溶劑的化合物和烷乙烯脲、二甲基聚矽氧烷和聚氧乙烯的部分甲基取代物處理織物可獲得耐久的抗菌性，不降低織物的吸水性。7．將苯並咪唑甲酸甲酯以鹽酸水溶液溶解後，加入穩定劑如聚乙烯醇，再加入堿劑，使之沉澱顆粒很微細的水分散液，在處理紡織品時能很好地滲透入纖維，產生抗真菌性。8．將含有用於腈綸纖維的溶劑（如碳酸亞乙酯）和粉粒直徑小於纖維直徑十分之一的殺菌性金屬或其他化合物（如Ag、Cu、AgCl、CuI、Cu(OH)2等）的加工液施加到織物上，然後進行熱處理，使細粉擴散入纖維皮層，最後經固著處理，處理後的織物具有良好的殺菌性。9．采用BCA（α—溴肉桂醛）和747（2—[3，5—甲基吡啶基]—6—羥基—4—苄基嘧啶）處理錦綸66織物，洗滌10次仍有較好的抗菌作用。10.腈綸或含有丙烯氰基的錦綸以硫化銅等處理具有明顯的抗菌防臭、防靜電效果。11．將具有抗菌性的無機金屬鹽、金屬氧化物或光催化劑通過丙烯酸酯等成膜物質粘附（商業上，有人稱為“植入”）到織物上，在特定條件下具有的較好的抗菌效果。但存在著手感硬、降低織物的透氣性等問題。 除此之外，還有許多抗菌衛生整理的方法，如 1）用一氯五氫氧化二鋁或四異丙基鈦酸與抗菌劑1—羥基—2—吡啶硫酮處理織物，然後烘幹，以改進的奎因試驗檢驗具有較高的抗菌率。2）通過多官能活性基將甲殼素和織物連接在一起，處理後的織物具有一定的抗菌耐洗滌性。3）對纖維素纖維進行乙酰化，苯酰化改變基質獲得耐久的抗菌性。4）將抗菌化合物應用微膠囊技術結合到織物上，獲得耐久的抗菌性。5）蘇聯學者在棉纖維上接枝共聚丙烯酸銅或1，2—二甲基—5—乙烯吡啶獲得抗菌性。6）異噻唑啉酮類化合物、三氟甲基二苯基醚、四—（N—羥甲基—氨基甲酰乙基）—乙撐二胺、1—雙—三氟甲基—吡啶基—3—芳基脲等也有用於抗菌衛生整理的報道。
本文摘於(yu) 【中國抗菌麵料網】
