前言
有關(guān)紡織品的防霉處理可以追溯到很久以前，那時(shí)人們用于制造紡織品的原料幾乎都是天然纖維。天然纖維易受微生物的侵襲，且易吸水，在適宜的條件下，天然纖維的大分子易被微生物酶水解而釋放出營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而使更多的微生物獲取營(yíng)養(yǎng)而大量繁殖，最終造成紡織品的霉變、脆化，力學(xué)性能下降。合成纖維的大分子結(jié)構(gòu)本身具有很強(qiáng)的抗菌性，但由于其在紡織染整加工過(guò)程中，會(huì)遇到各種助劑、整理劑的“侵蝕”，而幾乎所有的微生物都可以在經(jīng)整理的紡織品上找到合適的營(yíng)養(yǎng)源，一旦溫濕度適宜，也會(huì)大量繁殖。因微生物的酸性或堿性代謝產(chǎn)物會(huì)使聚合物降解，一旦進(jìn)入大分子鏈內(nèi)部，同樣會(huì)引起大分子的水解。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)紡織品的衛(wèi)生功能提出了更高的要求。相對(duì)于自然界中的微生物而言，人的皮膚具有一種很好的營(yíng)養(yǎng)基。脫落的皮屑、分泌的汗液以及適宜的溫濕度給細(xì)菌的繁殖提供了良好的環(huán)境。在一般的情況下，人們皮膚上的一些常駐菌起著保護(hù)皮膚免受致病菌危害的作用，但一旦微生物中的菌群失調(diào)，它們中的少量致病菌就會(huì)大量繁殖，并通過(guò)皮膚、呼吸道、消化道以及生殖道粘膜對(duì)人體造成危害。常見(jiàn)的如皮膚絲狀菌在皮膚分泌物較多且十分潮濕的條件下會(huì)迅速繁殖，造成菌群生態(tài)平衡的失調(diào)，侵入皮膚引起濕疹、腳癬和頭癬等。又如金黃色莆萄球菌會(huì)引起癤、癰、急性乳腺炎等，若侵入血液系統(tǒng)，能引起敗血癥。
紡織品在人體穿著過(guò)程中，會(huì)沾污很多汗液、皮脂以及其它各種人體分泌物，同時(shí)也會(huì)被環(huán)境中的污物所沾污，這些污物是各種微生物的良好營(yíng)養(yǎng)源，尤其在高溫潮濕的條件下，成為各種微生物繁殖的良好環(huán)境。因此，在致病菌的繁殖和傳遞過(guò)程中，紡織品總是一個(gè)重要的媒體。由此，人們想到，若能賦予紡織品抗菌的功能，則不僅可以避免紡織品因微生物的侵蝕而受損，同時(shí)可以截?cái)嗉徔椘穫鬟f致病菌的途徑、阻止致病菌在紡織品上的繁殖以及細(xì)菌分解織物上的污物而產(chǎn)生臭味(大多為有機(jī)酸類和胺類)并導(dǎo)致皮炎及其它疾病。
1.抗菌紡織品的發(fā)展
在二次世界大戰(zhàn)中，德軍采用季胺鹽浸漬方法處理各種軍服和戰(zhàn)地醫(yī)院的醫(yī)用紡織品，結(jié)果發(fā)現(xiàn)傷員的繼發(fā)性感染大大降低，由此引起人們對(duì)抗菌紡織品的極大興趣。50～60年代美國(guó)的衛(wèi)生整理紡織品就已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，至70年代中期以后，日本的抗菌防臭紡織品也進(jìn)入高速發(fā)展階段，而我國(guó)開(kāi)展這方面的研究還只是近十年的事。
開(kāi)發(fā)最早而且一直延續(xù)至今的紡織品抗菌防霉防臭處理方法是后整理的方法。這種方法得以普遍采用的原因在很大程度上是因?yàn)榧庸し奖�，并且可供選擇的抗菌劑范圍很廣。紡織品不管是原料纖維還是紗線或是織物甚至成衣均可通過(guò)后整理方式獲得抗菌功效。紡織品生產(chǎn)商可以很隨意地根據(jù)用戶或最終用途的需要選擇不同的抗菌劑生產(chǎn)具有不同抗菌特性的產(chǎn)品，但這種方法也存在著一個(gè)致命的弱點(diǎn)，那就是抗菌功效的耐久性不理想。對(duì)于必須經(jīng)常洗滌的衣著、床上用品，經(jīng)過(guò)若干次洗滌即失去抗菌效果。雖然有的用具有活性基團(tuán)的抗菌劑與纖維交聯(lián)，但離持久或永久抗菌的要求仍相去甚遠(yuǎn)。另外，對(duì)散纖維處理往往造成許多棉結(jié)，使后道加工難以進(jìn)行。盡管如此，天然纖維由于難以通過(guò)纖維改性的方式獲得抗菌效果，故到目前為止，用天然纖維制成的紡織品的抗菌處理仍以后整理方式為主。
隨著化學(xué)纖維的迅速發(fā)展和在纖維消費(fèi)領(lǐng)域中逐漸占居主導(dǎo)地位，各種純化纖或化纖與天然纖維的混紡產(chǎn)品已成為各類紡織品的主角。由于化學(xué)纖維較易化學(xué)改性因而轉(zhuǎn)向以纖維的高分子結(jié)構(gòu)改性和共混改性的方法制取持久性抗菌纖維，其中以共混方式為主。早期的用于化纖共混紡絲的抗菌劑一般均為含金屬離子的復(fù)合物，其中有不少抗菌劑含重金屬離子。近年來(lái)，隨著人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，重金屬離子對(duì)人體的生態(tài)毒性問(wèn)題已逐漸引起人們的重視，抗菌效果好但毒性較大的含重金屬離子的抗菌劑已被逐漸淘汰，取而代之的是一些對(duì)人體無(wú)害的金屬氧化物、鹽或載負(fù)在無(wú)機(jī)非金屬化合物上的活性金屬離子作為合成纖維共混改性的主要抗菌劑，如含Ag沸石、Zn、Cu復(fù)合物和TiO２等。這類抗菌劑有廣譜抗菌效果，對(duì)人體無(wú)害，而且熱穩(wěn)定性好，有利于共混紡絲。目前國(guó)際上(主要是日本)大多數(shù)抗菌合成纖維包括國(guó)內(nèi)個(gè)別企業(yè)少量研制的抗菌纖維基本上都采用含銀沸石作為抗菌劑。此外，以濕紡或溶劑紡生產(chǎn)的抗菌醋酸纖維、抗菌粘膠纖維和抗菌腈綸纖維等也已出現(xiàn)，這些纖維在紡絲過(guò)程中以共混方式加入抗菌劑，故有持久的抗菌效果。但據(jù)報(bào)道，部分纖維所采用的抗菌劑仍存在部分毒性問(wèn)題和抗菌譜不夠廣的缺陷。
2.抗菌纖維紡織品的抗菌機(jī)理.
抗菌纖維或紡織品的抗菌方式有溶出型和非溶出型之分。溶出型樣品中的抗菌劑可在培養(yǎng)基上在樣品的周圍擴(kuò)散并形成抑菌環(huán)，在抑菌環(huán)內(nèi)的細(xì)菌均會(huì)被殺滅并不再生長(zhǎng)。非溶出型樣品周圍不會(huì)形成抑菌環(huán)，但與樣品接觸的細(xì)菌均被殺滅，細(xì)菌在樣品上無(wú)法存活、繁殖，這種方式亦稱吸附滅菌。
抗菌纖維或紡織品采用的抗菌劑各不相同，因而它們的抗菌處理亦各不相同，而且對(duì)不同菌類的殺滅作用也各有長(zhǎng)短。其實(shí)，有關(guān)抗菌劑的抗菌機(jī)理的研究目前并不深入，但歸納起來(lái)不外乎有下面幾占：
(1)使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的各種代謝酶失活，從而殺滅細(xì)菌；
(2)與細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞其機(jī)能；
(3)抑制孢子生成，阻斷DNA的合成，從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)；
(4)極大地加快磷酸氧化還原體系，打亂細(xì)胞正常的生長(zhǎng)體系；
(5)破壞細(xì)胞內(nèi)的能量釋放體系；
(6)阻礙電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng)及氨基酸轉(zhuǎn)酯酶的生成；
(7)通過(guò)靜電場(chǎng)的吸咐作用，使細(xì)菌的細(xì)胞破壁而殺滅細(xì)菌。
3. AMF系列抗菌纖維的研制.
3.1抗菌劑的選擇.
目前通過(guò)共混方法用于熔融紡絲工藝生產(chǎn)抗菌纖維的抗菌劑一般都為無(wú)機(jī)添加劑，如含Ag、Zn、Cu、等金屬元素的無(wú)機(jī)化合物，其中最主要的是含Ag沸石。而其它有抗菌劑因熱穩(wěn)定性差無(wú)法用于熔融紡絲，只偶見(jiàn)于PP紡絲，且未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。含Ag沸石雖已成功應(yīng)用于PET、PP、PE／PP抗菌纖維的制備，但仍存在諸多問(wèn)題，如：(1)因顆粒度難以真正達(dá)到納米級(jí)或粗細(xì)分布不勻，極易造成噴絲板堵塞或斷頭，給長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定生產(chǎn)帶來(lái)不便并造成得率下降；(2)Ag離子易因氧化還原反應(yīng)變色，影響產(chǎn)品質(zhì)量；(3)Ag離子抗菌效果良好而抗真菌的效果尚有差距；(4)因是無(wú)機(jī)粉末，對(duì)添加量必須予以控制，使最終產(chǎn)品的抗菌率受到限制，不利于各種混紡產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)；(5)紡絲和染整工藝均需作相應(yīng)的調(diào)整。
基于上述原因，我們?cè)谘芯块_(kāi)發(fā)AMF系列抗菌纖維時(shí)，選擇了有機(jī)抗菌劑體系，并對(duì)抗菌劑的選擇提出了如下的原則：
(1)廣譜抗菌對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、真菌(多種癬菌和霉菌)、放線菌等均具有良好的抗菌效果；
(2)安全無(wú)害，對(duì)人體及環(huán)境無(wú)生態(tài)毒性
(3)抗菌效率高；
(4)相容性好與成纖高聚物具有良好的相容性；
(5)耐熱穩(wěn)定性好在熔融紡絲的高溫條件下不分解；
(6)對(duì)常規(guī)紡絲工藝無(wú)明顯影響；
(7)對(duì)纖維原有的機(jī)械物理性能和染色性能無(wú)影響；
(8)水溶性不良能耐常規(guī)反復(fù)水洗而不影響產(chǎn)品的抗菌效果。
很顯然，要同時(shí)滿足上述各項(xiàng)苛刻的要求，無(wú)論是在抗菌劑的選擇還是在整個(gè)研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中，都存在著相當(dāng)大的技術(shù)難度，但經(jīng)過(guò)數(shù)年攻關(guān)，上述要求都已在我們所開(kāi)發(fā)的AMF系列抗菌纖維中得到滿足。
3.2關(guān)于抗菌防霉劑的安全性問(wèn)題.
從嚴(yán)格意義上講，絕大多數(shù)的有機(jī)抗菌劑都屬于農(nóng)藥的范疇，因而對(duì)纖維用抗菌劑的安全性問(wèn)題必須實(shí)行嚴(yán)格的管制。在美國(guó)，抗菌劑的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用必須經(jīng)聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)廳嚴(yán)格的檢測(cè)后方允許注冊(cè)登記，而這些檢測(cè)將涉及近二十項(xiàng)安全性試驗(yàn)，費(fèi)時(shí)數(shù)年，耗資可達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。而日本也有嚴(yán)格的審查制度，所有纖維用抗菌劑均須經(jīng)過(guò)包括LD50、Ames試驗(yàn)，小核試驗(yàn)、亞急性毒性、慢性毒性和致癌性等在內(nèi)的毒性試驗(yàn)以及皮膚刺激、抗原性試驗(yàn)等檢測(cè)后方可商品化。但對(duì)大多數(shù)國(guó)家(包括我國(guó))來(lái)說(shuō)并無(wú)如此嚴(yán)格的一整套制度，紡織品使用化學(xué)品(包括抗菌劑在內(nèi))的安全性問(wèn)題并未完全解決。
早期廣泛使用的抗菌防霉劑PCP已被證實(shí)是對(duì)人體有致畸致癌作用的毒性化合物。而曾大量用作紡織品抗菌整理劑和纖維改性劑的有機(jī)金屬化合物和部分無(wú)機(jī)物含有多種重金屬離子。這些重金屬離子通過(guò)與人體接觸會(huì)被人體吸收，重金屬一旦為人體所吸收，則會(huì)傾向于累積于肝臟、骨骼、腎臟、心臟及腦中。當(dāng)受影響的器官中重金屬累積至一定程度后便會(huì)對(duì)健康造成巨大的損害。此種情形對(duì)兒童尤為厲害，因?yàn)閮和瘜?duì)重金屬有較高的消化吸收能力。
在抗菌劑安全性評(píng)價(jià)中，急性毒性指標(biāo)是最重要的，如LD50(引起半數(shù)受試動(dòng)物死亡的劑量)、對(duì)皮膚、粘膜和眼睛的刺激等。其中LD50測(cè)定值又因染毒方式的不同而不同，些方式包括經(jīng)口(消化道)、經(jīng)皮(粘膜)、吸入(呼吸道)及肌肉注射等。按目前國(guó)際通行的毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，大白鼠一次經(jīng)口LD50(mg/kg)≤1為劇毒、1～50的為高毒、50～500的為中等毒、500～5000的為低毒、5000～1500的為實(shí)際無(wú)毒，而＞1500的則為基本無(wú)害。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，目前用于纖維或紡織品的抗菌劑絕大部分屬于低毒或中等毒，但由于用在紡織品上的載荷量不同，實(shí)際對(duì)人體的危害程度可能很低或基本無(wú)害，但累積毒性問(wèn)題仍不可忽視。
除急性毒性外，紡織品用抗菌劑的慢性毒性問(wèn)題亦應(yīng)引起足夠的重視。以前曾大量使用甚至目前仍在大量使用的部分抗菌防霉劑的慢性毒性問(wèn)題仍很嚴(yán)重，如THDE(2，4，4′-三氯-2′-羥基二苯醚)，商品名SFR-1，其本身無(wú)毒性，對(duì)皮膚也無(wú)刺激，但因能與含氯漂白劑生成三種有毒性的氯化衍生物，并在受熱和紫外光作用下生成一種致癌物(四氯二氧雜環(huán)已烷)而對(duì)人體有害。又如目前仍在很多行業(yè)大量使用的BCA(α-溴代肉桂醛)有很高的致畸性，原來(lái)常用于纖維素纖維、腈綸和維綸織物。TBI(2-(4-噻唑基)苯并咪唑)是一種老牌的抗菌防霉劑，但其致畸性亦很嚴(yán)重。甚至據(jù)稱已在全球衛(wèi)生洗滌用品中廣泛使用二十多年的著名的Irgasan DP300抗菌劑也有報(bào)道稱發(fā)現(xiàn)其有某些不良副作用而在服裝紡織品方面禁用。另外，在服裝面料應(yīng)被禁用的還有2-(3，5-二甲基吡唑基)-4-羥基-6-苯基嘧啶等抗菌防霉劑。相對(duì)而言，由于目前以后整理方式對(duì)紡織品進(jìn)行抗菌處理的產(chǎn)品仍占主導(dǎo)地位，選用的抗菌劑多而雜，帶來(lái)的毒性問(wèn)題也就比較多。
4.3 AMF系列抗菌纖維的特點(diǎn)和品種.
抗菌纖維及紡織品發(fā)展到現(xiàn)在，無(wú)論在整理方式或纖維改性在抗菌效率、抗菌譜范圍、抗菌效果的耐久性、抗菌劑的安全性、纖維或織物的外觀及適用性等方面或多或少地存在一些問(wèn)題，而由上海市合成纖維研究所研究開(kāi)發(fā)的
AMF系列抗菌纖維在上述諸多問(wèn)題上獲得了突破，歸納起來(lái)有如下特點(diǎn)：
(1)廣譜抗菌對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、真菌(多種癬菌和霉菌)具有廣譜抗菌效果。
(2)抗菌率高對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、巨大芽胞桿菌、熒光假單胞桿菌、綠膿桿菌和枯草桿菌等多種細(xì)菌的抗菌率均在90%以上(按FZ/T01021-92標(biāo)準(zhǔn))，達(dá)到憂異水平。對(duì)黑曲霉、黃曲霉、變色曲霉、桔青霉、綠色木霉、球毛殼霉、宛氏擬青霉和臘葉芽枝霉等霉菌的防霉效果測(cè)定，其長(zhǎng)霉等級(jí)為0級(jí)(最好為0級(jí)，按BS6085-81標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí))。另外，對(duì)石膏癬菌、孢子絲菌、鐵銹色小孢子菌，紅色癬菌和紫色癬菌等癬菌的抗癬效果測(cè)定也達(dá)0極(最好為0級(jí)，按BS6085-81標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí))
(3)抗菌效果持久由于采用與纖維高分子材料相容性好、不溶于水的有機(jī)抗菌劑以共混性方式紡制，屬非溶出型抗菌纖維，具有永久的抗菌效果。經(jīng)20次標(biāo)準(zhǔn)方式洗滌后，其抗菌率仍保持在90%以上，抗癬、防霉等級(jí)仍均為0級(jí)。
(4)對(duì)人體完全無(wú)害選用的有機(jī)菌劑經(jīng)法定權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，其急性經(jīng)口毒性LD50(清結(jié)級(jí)昆明種子鼠)〉10000mg/kg，按毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)屬實(shí)無(wú)毒類。而按DS 31/121-93標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的人體皮膚平均刺激指數(shù)為0，按皮膚刺激強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)屬無(wú)刺激性且對(duì)皮膚無(wú)致敏作用。
(5)適用性廣制得的抗菌纖維的各項(xiàng)機(jī)械物理性能指標(biāo)與常規(guī)纖維無(wú)異，且纖維本身無(wú)色，容易為廣大用戶和消費(fèi)者接受。由于采用共混紡絲方法，最終纖維產(chǎn)品可根據(jù)用戶的需求制成多種規(guī)格的長(zhǎng)絲，短纖維和無(wú)紡布產(chǎn)品，適用性廣。
目前，AMF系列抗菌纖維已開(kāi)發(fā)出滌綸、丙綸、錦綸、乙／丙復(fù)合、丙綸紡粘非織造布等五大系列，數(shù)十個(gè)長(zhǎng)、短絲和非織造布等不同規(guī)格的品種批量供應(yīng)市場(chǎng)，價(jià)格僅為進(jìn)口同類產(chǎn)品的50%以下，深受廣大用戶的歡迎。
5.AMF系列抗菌纖維的應(yīng)用及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)
AMF系列抗菌長(zhǎng)絲產(chǎn)品可以廣泛用于針織內(nèi)衣褲、運(yùn)動(dòng)服、襪子、各種裝飾織物、針織類面料、過(guò)濾織物、地毯、運(yùn)動(dòng)鞋內(nèi)襯材料等。AMF系列抗菌短纖維可以與天然纖維混紡或純紡有于各種床上用品、家俱布、裝飾織物、衛(wèi)生敷料、醫(yī)院專用床單、被褥、手術(shù)衣、醫(yī)生工作服、病員服、食品行業(yè)專用服裝、鞋用材料、手套以及各種內(nèi)褲及服裝。各種丙綸紡粘法抗菌非織造布產(chǎn)品可廣泛用于各種用即棄的一次性衛(wèi)生材料，如無(wú)菌手術(shù)衣、手術(shù)帽、口罩以及衛(wèi)生包覆材料、敷墊(襯)、過(guò)濾材料等。另外，乙／丙復(fù)合(ES)低熔點(diǎn)復(fù)合抗菌纖維用于婦女衛(wèi)生用品、尿片可以徹底解決許多婦女用品不衛(wèi)生(細(xì)菌超標(biāo))的問(wèn)題，防止細(xì)菌感染，使婦女衛(wèi)生用品提高一個(gè)檔次。目前采用AMF系列抗菌纖維所開(kāi)發(fā)的各種內(nèi)衣褲、襪子、毛巾、床上用品、西服套、裝飾布、婦女衛(wèi)生用品、一次性衛(wèi)生用品和鞋用材料等已經(jīng)面市，廣受消費(fèi)者的歡迎。
6.結(jié)語(yǔ)
具有永久抗菌效果的安全型抗菌纖維及生產(chǎn)工藝的出現(xiàn)，為抗菌紡織品的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)全新的天地。隨著人們衛(wèi)生和環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)、生活質(zhì)量的提高，人們不僅對(duì)具有抗菌防臭功效的紡織品的需求量大大增加，而且對(duì)安全性和耐久性方面提出了更高的要求，而AMF系列抗菌纖維正是滿足高效、廣譜、安全、耐久和適用性廣的要求�？梢灶A(yù)計(jì)，這種高技術(shù)含量的新型抗菌纖維產(chǎn)品在找準(zhǔn)與市場(chǎng)的結(jié)合點(diǎn)后，必將獲得很大的發(fā)展，而新和品種也將不斷出現(xiàn)，以滿足廣大消費(fèi)者和用戶的不斷增長(zhǎng)的需要。
