文/陳健 高璨 高曉鳴 蔡鳳

抗菌技術(shù)應(yīng)用于紡織品可以減少紡織品因微生物繁殖產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物導(dǎo)致的異味，提升紡織品清潔及穿著舒適性[1]；可以保護(hù)紡織材料本身，降低其因受到微生物侵蝕引起的外觀變化（如：霉斑）[2]、材料劣化（如：強(qiáng)度損失）等；特殊用途的抗菌紡織品應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，可以減少病原微生物引起交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。近年來，抗菌紡織品產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，并廣受消費(fèi)者青睞?？咕阅茏鳛榭咕徔椘房咕δ茉u(píng)價(jià)的特征指標(biāo)，其檢測方法受到廣泛關(guān)注。但隨著抗菌紡織品抗菌技術(shù)的更新?lián)Q代，有些檢測標(biāo)準(zhǔn)因其適用性限制不能滿足新型抗菌技術(shù)的發(fā)展要求；有些檢測標(biāo)準(zhǔn)測試條件的可選擇性大，容易因不同實(shí)驗(yàn)室選擇的測試條件不同導(dǎo)致測試結(jié)果差異，在一定程度上制約了抗菌紡織品行業(yè)的發(fā)展。美國作為抗菌紡織品工業(yè)化生產(chǎn)起步較早的國家，雖長期以來形成了涵蓋定性、定量方法在內(nèi)的紡織品抗菌性能檢測標(biāo)準(zhǔn)體系，但仍在不斷對(duì)檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化和完善，以滿足不同特性抗菌紡織品的測試需求。

1 美國常用紡織品抗菌性能測試方法

1.1 美國常用紡織品抗菌性能測試方法概述

在美國現(xiàn)有抗菌紡織品抗菌性能檢測標(biāo)準(zhǔn)中，最具有代表性、影響力較大且被廣泛采用的抗細(xì)菌性能檢測標(biāo)準(zhǔn)主要有：AATCC 147紡織材料抗菌活性評(píng)定方法：平行劃線法[3]（以下簡稱為“AATCC147”）；ASTM E 2149測定抗菌劑的抗菌活性在動(dòng)態(tài)接觸條件的標(biāo)準(zhǔn)測試方法[4]（以下簡稱“ASTM E 2149”）；AATCC 100抗細(xì)菌紡織品的評(píng)價(jià)方法[5]（以下簡稱“AATCC 100”）。這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法分別代表了目前最常用的紡織品抗細(xì)菌性能測試典型方法類型：瓊脂擴(kuò)散法（定性）、振蕩法（定量）、吸收法（定量）。

1.2 AATCC 147方法（瓊脂擴(kuò)散法）

AATCC 147方法是定性試驗(yàn)方法瓊脂擴(kuò)散法的典型代表，其特點(diǎn)在于：測試方法簡單、快速、結(jié)果直觀、測試費(fèi)低廉；適用于溶出性抗菌劑加工的抗菌紡織品；還可用于判斷抗菌紡織品所采用抗菌劑的溶出性。但該試驗(yàn)不能定量測試抗菌紡織品抗菌活性的強(qiáng)弱，只能判斷檢測樣品有無抗菌性能，由于測試方法相對(duì)粗放，測試結(jié)果容易受到織物織造結(jié)構(gòu)的影響，測試結(jié)果的重復(fù)性及穩(wěn)定性略差。

圖1 AATCC 147測試結(jié)果

以圖1所示測試結(jié)果為例：樣品1能抑制樣品與瓊脂培養(yǎng)基表面接觸部位金黃色葡萄球菌的生長繁殖，而且由于樣品所含抗菌物質(zhì)溶出并在瓊脂培養(yǎng)基內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散，在樣品周圍形成抑制細(xì)菌生長的區(qū)域，即“抑菌環(huán)”；樣品2能抑制樣品與瓊脂培養(yǎng)基表面接觸部位大腸桿菌的生長繁殖，因無抗菌物質(zhì)溶出，無“抑菌環(huán)”；樣品3不能抑制樣品與瓊脂培養(yǎng)基表面接觸部位金黃色葡萄球菌的生長繁殖，該部位可看到明顯的細(xì)菌生長。由此可見，該測試方法可以根據(jù)樣品與瓊脂接觸部位細(xì)菌的生長情況非常直觀地反映樣品的抗菌紡織品的抗菌性能。

但隨著市場需求的改變，特別是電子商務(wù)的需求，抗菌紡織品企業(yè)生產(chǎn)、營銷企業(yè)及消費(fèi)者并不滿足于僅了解抗菌紡織品是否具有抗菌性能這一定性測試的結(jié)果，更希望通過量化的測試結(jié)果來突顯產(chǎn)品抗菌性能，因此AATCC 147標(biāo)準(zhǔn)的采用近年來也出現(xiàn)了較為明顯的下降。

1.3 ASTM E 2149（振蕩法）

ASTM E 2149是定量測試方法振蕩法的典型代表，測試時(shí)將一定量的抗菌處理樣品及未經(jīng)抗菌處理的對(duì)照樣置于標(biāo)準(zhǔn)指定濃度的50mL菌懸液中，同時(shí)設(shè)置一組未添加任何樣品的只接種對(duì)照組，采用腕式振蕩器進(jìn)行一定時(shí)間的動(dòng)態(tài)振蕩培養(yǎng)，通過比較振蕩培養(yǎng)后樣品與未經(jīng)抗菌處理對(duì)照樣（測試使用未經(jīng)抗菌處理對(duì)照樣的情況下）/只接種對(duì)照（測試無法獲得未經(jīng)抗菌處理對(duì)照樣情況下）細(xì)菌的減少率評(píng)價(jià)樣品的抗菌性能。該方法適用于非溶出性抗菌劑加工的抗菌紡織品，可以對(duì)不同形狀的樣品，如纖維、紗線、織物等進(jìn)行測試。

1.4 AATCC 100（吸收法）

AATCC 100是定量測試方法吸收法的典型代表，該標(biāo)準(zhǔn)最早頒布于1961年，后歷經(jīng)多次修訂沿用至今，使用范圍非常廣泛，常常被美國買家作為指定檢測方法使用。據(jù)SGS上海實(shí)驗(yàn)室某一時(shí)間段統(tǒng)計(jì)，在申請(qǐng)美國紡織品抗菌檢測方法的客戶中，超過半數(shù)的客戶選擇AATCC 100方法，見圖2。

圖2 美國紡織品抗菌檢測方法申請(qǐng)情況餅圖

AATCC 100方法測試時(shí)需將樣品制備成4.8cm直徑的圓片，圓片片數(shù)以吸收1mL菌液為準(zhǔn)，將1mL特定濃度的菌懸液接種在樣品上，經(jīng)過18～24小時(shí)的接觸培養(yǎng)，比較“0小時(shí)”與一定接觸時(shí)間后樣品上存活的細(xì)菌數(shù)，計(jì)算細(xì)菌減少率。

盡管AATCC 100方法使用廣泛，但近年來該方法的局限性也愈加突出：按照一定面積取樣，無法對(duì)纖維、紗線等紡織品進(jìn)行測試；AATCC 100標(biāo)準(zhǔn)在測試的很多環(huán)節(jié)都提供了可供選擇多種條件，測試方法的自由度高，看似便于不同實(shí)驗(yàn)室根據(jù)樣品不同特性和實(shí)驗(yàn)室的不同條件選擇合適的條件進(jìn)行測試，但也容易因不同實(shí)驗(yàn)室或不同測試人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和樣品的認(rèn)識(shí)差異，因而采用不同試驗(yàn)條件、試劑等，造成不同實(shí)驗(yàn)室之間的結(jié)果差異，給抗菌紡織品的生產(chǎn)企業(yè)及消費(fèi)者造成很大的困擾；隨著安全、健康、環(huán)保等意識(shí)的增強(qiáng)，一些傳統(tǒng)的溶出性強(qiáng)、殺菌作用顯著的有機(jī)抗菌劑，如三氯生[6]使用受到限制，抗菌紡織品所采用的抗菌技術(shù)正在進(jìn)行更新?lián)Q代，穩(wěn)定性好、釋放緩慢的微溶出/非溶出性抗菌劑逐漸成為發(fā)展新趨勢；對(duì)非醫(yī)療用途抗菌紡織品其抗菌理念也在悄然變化，抗菌紡織品對(duì)抗菌性能的要求逐漸由原來的“殺菌”轉(zhuǎn)變對(duì)微生物數(shù)量的適當(dāng)控制即“抑菌”，而AATCC 100標(biāo)準(zhǔn)測試結(jié)果雖以細(xì)菌減少率（Reduction of bacteria）表示，但其測試結(jié)果的計(jì)算方法的實(shí)質(zhì)是以殺菌性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，無法對(duì)抗菌紡織品的抑菌性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，以滿足以抑菌性能為主的新型抗菌紡織品發(fā)展的需求。

表1 ASTM E 3160與AATCC 100測試條件參數(shù)對(duì)比

2 美國紡織品抗菌性能檢測標(biāo)準(zhǔn)新進(jìn)展

2.1 ASTM E3160方法[7]

基于前述原因，美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（American Society for Testing Materials, ASTM）于2018年7月頒布了新的抗菌紡織品檢測標(biāo)準(zhǔn)ASTM E3160 - 18多孔抗菌材料抗菌性能定量測試方法（Standard Test Method for Quantitative Evaluation of the Antibacterial Properties of Porous Antibacterial Treated Articles）。盡管該標(biāo)準(zhǔn)采用與AATCC 100相似的吸收法測試原理，但在測試的具體操作和測試條件上進(jìn)行了優(yōu)化，給出了更明確的試驗(yàn)條件參數(shù)，有利于減少因檢測條件選擇不同導(dǎo)致的測試結(jié)果差異。ASTM E 3160與AATCC100測試條件參數(shù)的比較見表1。

在測試結(jié)果的計(jì)算方式上，ASTM E 3160標(biāo)準(zhǔn)雖仍以細(xì)菌減少率進(jìn)行評(píng)價(jià)，但增加了測試結(jié)果的對(duì)數(shù)值計(jì)算方法，而且提供了抑菌性能（1）和殺菌性能（2）兩種計(jì)算方法，可以根據(jù)不同產(chǎn)品的特性，提供抑菌性能和（或）殺菌性能的測試結(jié)果。

2.2 ASTM E 3162方法[8]

除ASTM E 3160標(biāo)準(zhǔn)，ASTM還同時(shí)頒布了抗菌紡織品洗滌測試標(biāo)準(zhǔn)：ASTM E 3162 -18 Standard Practice Measuring the Durability of Antimicrobial Agents Applied to Textiles under Simulated Home Laundering Conditions 。在現(xiàn)有抗菌紡織品加工工藝中，除少數(shù)采用天然抗菌纖維進(jìn)行加工，多采用在紡織品中添加抗菌劑的加工方法，將抗菌劑通過共價(jià)、離子或者物理方式結(jié)合于織物/纖維表面或者纖維內(nèi)部（熔融紡絲），通常以洗滌測試評(píng)估抗菌紡織品抗菌性能耐久性。但現(xiàn)有的試驗(yàn)用家庭洗滌標(biāo)準(zhǔn)，如AATCC 135[9]、ISO 6330[10]等，多用于紡織品的物理性能（如水洗縮率）的測試，將其應(yīng)用于抗菌紡織品抗菌性能的耐水洗性能的評(píng)估，容易給洗滌后樣品的抗菌測試帶來不同程度的影響，如粉末狀的洗滌劑往往不易清洗干凈，洗滌劑配方中如果含有漂白劑、柔軟劑等，這些殘留的化學(xué)試劑容易導(dǎo)致洗滌后的樣品在抗菌性能測試中出現(xiàn)假陽性結(jié)果；而一些洗滌劑中如果含有陰離子表面活性劑，容易與陽離子型抗菌劑反應(yīng)，導(dǎo)致洗滌后的樣品在抗菌性能測試中出現(xiàn)假陰性結(jié)果。

ASTM E 3162標(biāo)準(zhǔn)參考AATCC61 2A的洗滌程序[11]，是一種加速洗滌測試方法，其一個(gè)完整循環(huán)的洗滌測試相當(dāng)于5次家庭洗滌，對(duì)洗滌次數(shù)要求較多的測試，可大大縮短洗滌測試所用的時(shí)間；測試每一種樣品使用單罐洗滌，避免了其他洗滌標(biāo)準(zhǔn)使用洗衣機(jī)洗滌可能出現(xiàn)的樣品間交叉污染或者陪洗物造成的樣品交叉污染；將測試樣品量進(jìn)行了改進(jìn)，取樣量由AATCC61 2A的按面積取樣（50×150）mm優(yōu)化為按照質(zhì)量取樣（10±0.1）g；采用不含熒光增白劑、磷酸鹽、漂白劑、柔軟劑的液體洗滌劑，減少了洗滌劑殘留和洗滌劑對(duì)樣品的影響，有利于提高洗滌后樣品抗菌測試的重現(xiàn)性和可靠性。

3 結(jié)語

抗菌性能檢測是評(píng)價(jià)抗菌紡織品抗菌性能的重要手段，不同檢測標(biāo)準(zhǔn)各有優(yōu)劣，采用不同檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，常常得到不同的測試結(jié)果，有時(shí)甚至得到截然不同的測試結(jié)果[12-13]。因此，需要根據(jù)抗菌紡織品的特性、所采用的抗菌技術(shù)的特點(diǎn)、產(chǎn)品用途等慎重選擇抗菌測試標(biāo)準(zhǔn)。美國是我國紡織品出口的主要目的國之一，新頒布的ASTM E1360和ASTM E 3162這兩個(gè)抗菌紡織品檢測標(biāo)準(zhǔn)不僅是對(duì)抗菌紡織品抗菌性能檢測標(biāo)準(zhǔn)體系的完善，給出口美國的抗菌紡織品企業(yè)和檢測機(jī)構(gòu)提供了新的選擇，其測試條件上的優(yōu)化有利于測試抗菌測試結(jié)果的穩(wěn)定性，更給以抑菌性能為主的抗菌紡織品提供了新的發(fā)展機(jī)遇。