沈 霞，楊 好，陳 晨，徐進(jìn)香，孔德贈

（沙洲職業(yè)工學(xué)院 紡織工程系，江蘇 張家港 215600）

當(dāng)前的新型冠狀病毒肺炎疫情使人們對傳染性疾病的預(yù)防意識不斷增強(qiáng)，因此，具備抗菌、抗病毒功能的產(chǎn)品受到消費(fèi)者的追捧。隨著非織造布的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，如口罩、防護(hù)服、消毒紙巾、一次性內(nèi)衣褲、床上用品等，抗菌、抗病毒非織造制品將成為每一個家庭的日常用品[1-2]。這些都在促進(jìn)全球抗菌、抗病毒非織造產(chǎn)業(yè)發(fā)展[3]。

1 抗菌與抗病毒的區(qū)別

細(xì)菌一般是單細(xì)胞，屬于原核生物，具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)，和其他原核生物一樣，只有擬核，沒有核膜，以無性二分裂方式進(jìn)行繁殖[4]。真菌是一種真核細(xì)胞，有細(xì)胞核，通過有性生殖和無性生殖的方式產(chǎn)生孢子進(jìn)行繁殖?？咕且种萍?xì)菌和真菌生長繁殖或?qū)ζ溥M(jìn)行滅殺的過程，具有抗菌性能的紡織品被稱為抗菌紡織品[5]。病毒是一種非細(xì)胞生命形態(tài)，由蛋白質(zhì)外殼和一種核酸（DNA或RNA）組成，必須在活的宿主細(xì)胞中才能復(fù)制繁殖。抗病毒是抑制病毒生長、繁殖和活性的過程[6]。細(xì)菌、真菌與病毒在生物結(jié)構(gòu)、尺寸、繁殖傳播方式方面有所不同，所以紡織品的抗菌性能與抗病毒性能也不同。

2 抗菌/抗病毒整理劑類型

抗菌/抗病毒整理劑是抗菌/抗病毒材料的核心，凡是能夠殺滅細(xì)菌和病毒或降低其活性的物質(zhì)都可稱為抗菌/抗病毒整理劑[7]。目前，抗菌/抗病毒整理劑主要有無機(jī)系、有機(jī)系和天然系三大類[8]。在可查閱的文獻(xiàn)資料中，對抗菌/抗病毒紡織品的抗菌機(jī)理研究分析比較多，對產(chǎn)品抗病毒機(jī)理大多只有簡單描述，并沒有深入分析研究。

2.1 無機(jī)抗菌/抗病毒整理劑

無機(jī)抗菌/抗病毒整理劑主要分為離子型和光催化型兩大類（表1）[9]。離子型常見的有銀系、鋅系和銅系，其中，銀系因具有高效的抗菌、抗病毒特性和對人低毒等優(yōu)點(diǎn)，受到了研究人員的廣泛關(guān)注，且應(yīng)用廣泛[10]。

表1 無機(jī)抗菌/抗病毒整理劑

無機(jī)類抗菌/抗病毒整理劑的優(yōu)點(diǎn)是安全性好、廣譜且耐久性好；缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生變色且價格高。

2.2 有機(jī)抗菌/抗病毒整理劑

有機(jī)抗菌/抗病毒整理劑是應(yīng)用最多的抗菌/抗病毒劑，其種類繁多，目前常用的有季銨鹽類、胍類、鹵化物類、甜菜堿類等（表2）。

表2 有機(jī)抗菌/抗病毒整理劑

有機(jī)類抗菌/抗病毒整理劑的優(yōu)點(diǎn)是殺菌/病毒速度快，效率高，價格便宜；缺點(diǎn)是耐熱性不好，容易產(chǎn)生耐藥性。

2.3 天然抗菌/抗病毒整理劑

天然抗菌/抗病毒劑是從自然界動植物和礦物中提取獲得，主要性能特點(diǎn)如表3所示。

表3 天然抗菌/抗病毒整理劑

天然抗菌/抗病毒整理劑的優(yōu)點(diǎn)是安全環(huán)保，原料的來源十分廣泛；缺點(diǎn)是有效時間短，不穩(wěn)定。

3 抗菌/抗病毒非織造布的加工

抗菌/抗病毒紡織品的加工主要有兩種方法；一是用抗菌/抗病毒纖維制得抗菌/抗病毒紡織品；二是通過對織物進(jìn)行抗菌/抗病毒后處理獲得?？咕?抗病毒非織造布的生產(chǎn)方法[11]參考抗菌/抗病毒紡織品的方法，目前常用主要有3種：

（1）在紡絲液中添加抗菌/抗病毒整理劑，紡制出具有抗菌/抗病毒性能的纖維，再制成抗菌/抗病毒非織造布。采用這種方法生產(chǎn)的抗菌/抗病毒非織造布的耐水洗性能優(yōu)異，其難點(diǎn)和關(guān)鍵是抗菌/抗病毒整理劑與紡絲液的混配及其對紡絲工藝及制品的不良影響，如導(dǎo)致纖維強(qiáng)力下降、色光變化、手感變硬。此法適用于紡粘、熔噴、濕法紡絲等工藝。

（2）直接采用抗菌/抗病毒纖維或?qū)⒖咕?抗病毒纖維與其他纖維混用，通過梳理成網(wǎng)制成抗菌/抗病毒非織造布。目前，市場上的抗菌/抗病毒纖維有銀沸石抗菌/抗病毒纖維（如美國Foss公司生產(chǎn)）、Amicor抗菌/抗病毒纖維（如英國Acordis公司生產(chǎn)）、Chitopoly抗菌/抗病毒纖維（如日本Fuji公司生產(chǎn)）等。抗菌/抗病毒纖維具有抗菌/抗病毒效果持久且耐洗性好等優(yōu)點(diǎn)，但只適合與特定的纖維混用，且價格較高。

（3）通過后整理加工，將抗菌/抗病毒整理劑制成染整助劑，在染整加工中使用。通過浸軋→烘干→焙烘的加工流程，將抗菌/抗病毒整理劑（分子或晶體）牢固地結(jié)合在非織造布上，使其具有耐水洗的抗菌/抗病毒性能。運(yùn)用此法生產(chǎn)的抗菌/抗病毒非織造布基本沒有色光、色澤的變化，其強(qiáng)力等力學(xué)指標(biāo)也不受影響。后整理加工是目前抗菌/抗病毒非織造布生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種方法，其操作簡單、局限性小，可以根據(jù)需要選擇不同的抗菌/抗病毒整理劑，滿足不同產(chǎn)品的抗菌/抗病毒要求?？咕?抗病毒整理一般在后整理或配備了浸軋?jiān)O(shè)備的非織造布生產(chǎn)線上進(jìn)行，可單獨(dú)進(jìn)行抗菌/抗病毒整理，也可以與其他整理同時進(jìn)行，以節(jié)省成本，如與染色、印花等加工同時進(jìn)行。

4 抗菌/抗病毒測試標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

國外抗菌紡織品研究較早，發(fā)展比較迅速，關(guān)于抗菌紡織品檢測較成熟完善[12]。1961年，美國紡織化學(xué)與印染協(xié)會（AATCC）發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)AATCC 100，該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍最廣，不僅可以模擬人們在日常生活中與紡織品接觸的方式，還可以模擬人的汗液成分作培養(yǎng)液與測試菌種接觸培養(yǎng)后進(jìn)行測試。在隨后的幾十年間，AATCC 100又經(jīng)過多次修正，最新的版本是2012版，其測試原理是使織物與細(xì)菌接觸24 h后，再對織物上的細(xì)菌進(jìn)行洗脫，通過計(jì)算得出細(xì)菌的減少百分比來定量評估抗菌性能。1990年，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會頒布JISL 1902，此標(biāo)準(zhǔn)制定時參考了AATCC 100的測試原理，并在此基礎(chǔ)上對AATCC 100方法進(jìn)行了改良。該標(biāo)準(zhǔn)通過抑菌圈的大小來表示紡織品的抗菌活性。此后，許多國家的抗菌測試標(biāo)準(zhǔn)都采用了JISL 1902的改良方法和測試原理。EN ISO 20743是歐盟地區(qū)統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的代表性，此標(biāo)準(zhǔn)與中國國標(biāo)GB/T 20944在眾多第三方檢測機(jī)構(gòu)中都是運(yùn)用最多的檢測標(biāo)準(zhǔn)。我國的抗菌紡織品測試標(biāo)準(zhǔn)相比其他國家而言建立時間較晚。FZ/T 01021—1992《織物抗菌性能試驗(yàn)方法》是我國最早發(fā)布的紡織品抗菌檢測標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)于2004年8月作廢。1997年，我國頒布了GB/T 15979。FZ/T 01021與GB/T 15979這兩個標(biāo)準(zhǔn)都是針對衛(wèi)生或消毒用品制定的，特點(diǎn)是要求在非常短的接觸時間內(nèi)產(chǎn)生殺菌效果。紡織品在與人體接觸時需要較長時間才能產(chǎn)生一定的抗菌效果，因此，該標(biāo)準(zhǔn)逐漸被廢棄。GB/T 20944作為現(xiàn)今我國較全面的抗菌紡織品標(biāo)準(zhǔn)，包括3個測試方法：GB/T 20944.1抑菌圈法、GB/T 20944.2吸收法、GB/T 20944.3振蕩法。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)行使中國的抗菌抑菌產(chǎn)品有了統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)方法。

抗病毒紡織品的研究起步較晚，最早的抗病毒紡織品測試標(biāo)準(zhǔn)[13]是2014年發(fā)布的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 18184—2014《紡織品抗病毒活性的測試》，ISO 18184—2019是目前最新修訂版本[14]，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了包括纖維、紗線和機(jī)織、針織面料等紡織品抗病毒性能的測試方法，標(biāo)準(zhǔn)測試用毒株為H1N1、H3N2和貓杯狀病毒。該標(biāo)準(zhǔn)采用抗病毒活性值MV或抗病毒活性率來表征紡織品抗病毒效果。之后，英國和日本相繼發(fā)布的抗病毒測試標(biāo)準(zhǔn)都是參考ISO 18184制定。我國自2020年初開始制定并公布相關(guān)抗病毒團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，目前有T/CSTE 0011—2020《抗菌抗病毒口罩》、T/CIAA 014—2021《口罩抗病毒性能及其評價》、T/CTES 1040—2021《紡織品抗病毒、抗菌整理劑及其功能評價》、T/CHC 2—2021《抗病毒功能紡織品》。這些標(biāo)準(zhǔn)基本參考ISO 18184制定，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的受眾面和影響力比較小，相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。

5 結(jié)語

目前，國內(nèi)外對抗菌/抗病毒用及其紡織品的研究還處于起始階段，隨著消費(fèi)者對抗菌/抗病毒一次性用品需求的增加，各類抗菌/抗病毒非織造產(chǎn)品將不斷更新和升級，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價值，今后的研發(fā)可以從保證產(chǎn)品功能性要求的條件下提高產(chǎn)品舒適度方面著手。