竹纤维织物抗菌整理研究

伍建国，刘艳丽

(1.江门职业技术学院 材料技术系，广东 江门 529090； 2.湖南工程学院 化学化工学院，湖南 湘潭 411104)

竹纤维织物抗菌整理研究

伍建国1，刘艳丽2

(1.江门职业技术学院 材料技术系，广东 江门 529090； 2.湖南工程学院 化学化工学院，湖南 湘潭 411104)

以抗菌剂RUCO-BAC MED和交联剂HF按一定配比配制成整理液，采用浸轧法对竹纤维织物进行抗菌后整理，并运用晕圈法测试整理后织物的抗菌性。研究发现，经整理后的织物具有优良的抗菌效果和耐洗性能，当交联剂用量为0 g/L时，抑菌圈的半径最大。同时还就抗菌整理前后织物的物理性能进行了对比研究，结果表明：整理前后织物的断裂强力。耐摩擦色牢度变化较小。表明该整理剂适合竹纤维织物的抗菌整理。

抗菌剂；交联剂；浸轧法；竹纤维织物；物理性能

随着生态纺织品概念在全球范围内的推广，绿色纺织品必将成为未来纺织品的主导消费模式，它在提高人类生活质量的同时，也会对全球经济可持续发展产生积极而深远的影响[1]。近年来，一种性能优良的新型纺织纤维——竹纤维步入了绿色纺织品的行列，走进了人们的生活。随着生活水平的不断提高，人们日益重视卫生标准要求，而纺织品又是细菌传播的重要途径，从而就使得抗菌织物越来越受到人们的关注，因此开发具有抗菌性的竹纤维织物具有重要的意义[2-5]。据报道，竹纤维的抗菌性并不像有关文献[6]所述的具有很强的抗菌抑菌性，但经抗菌整理后的竹纤维是一种理想的织物，因而抗菌性强的竹纤维织物将会成为未来人们的新宠[7-9]。

本研究主要对竹原纤维织物的抗菌与抑菌性及抗菌整理进行了研究。采用德国生产的抗菌剂RUCOBAC MED对竹纤维织物进行抗菌整理，通过浸轧法将抗菌剂与树脂混合配成乳液，使织物充分浸渍，再通过轧、烘，使含有抗菌剂的树脂附着于织物表面，从而使织物具有一定的抗菌性；进而测试了织物的抗菌性、耐洗性、断裂强力等性能。

1 实 验

1.1 药 品

抗菌剂RUCO-BAC MED，交联剂HF，柔软剂。

1.2 主要实验设备

SW-12A+型耐水洗色牢度仪、Y571B型摩擦牢度仪，均为宁波纺织仪器厂生产。

1.3 整理工艺

1.3.1 抗菌整理

实验选取的织物材料为B007竹原纤维染色布，其规格为14 tex×14 tex/54×54。B003竹原纤维染色布，其规格为36 tex×36 tex/79×60(株洲苎麻纺织印染厂)。

抗菌剂质量分数为5 %，交联剂质量浓度分别为0，1，2，3 g/L，浴比为1∶50，室温下浸渍20 min，轧去水分，轧液率为70 %；80 ℃烘干，120 ℃烘焙2 min；15 g/L洗衣粉皂洗，80 ℃烘干。

1.3.2 柔软整理

柔软剂质量分数为4 %，浴比为1∶50，室温处理30 min，轧液率为70 %，80 ℃烘干。

1.3.3 酶处理

纤维素酶质量分数为4 %，浴比1为1∶50，60 ℃处理30 min，轧去水分，80 ℃烘干。

2 性能测试

2.1 抗菌性能测试

牛肉膏蛋白胨固体培养基的制备：用培养皿将称取的牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、琼脂制备成培养基，用牛皮纸包扎好放入灭菌锅，121 ℃灭菌20 min。

测试方法：采用“抑菌圈法”对织物的抗菌性能进行定性测试[16]。试验菌种为大肠杆菌。将被测布样剪成直径为5 mm圆形。将培养皿划分为4份，分别取布样贴于琼脂之上，盖上培养皿，倒置于37 ℃的电热恒温培养箱，放置24～48 h后测量抑菌圈的大小。

2.2 耐洗性能测试

将试样放在洗涤剂5 g/L(浴比1∶50)的溶液中，于40 ℃下洗涤10 min，然后用清水冲洗干净，甩干，反复洗涤10次后，在80 ℃条件下烘干，测试织物的抗菌性能。

2.3 断裂强力的测试

按GB/T 3923—1997《纺织品织物拉伸性能：断裂强力和断裂伸长率的测定》标准评定，取经处理的竹原纤维织物30 cm×6 cm，在YG203织物强力仪上测定织物的强度。

2.4 耐摩擦色牢度测定

按GB 251—1995《评定沾色用灰色样卡》等效于国际标准ISO 105/A03—1995《纺织品色牢度：评定沾色用灰色样卡》评级，在Y571B型摩擦牢度仪进行测定。

3 结果及讨论

3.1 抗菌性

表1为RUCO-BAC MED抗菌剂用量是竹原纤维布重的5 %，并且在其他工艺条件相同的情况下，不同用量的交联剂实验的结果。本次实验以大肠杆菌为试验菌种，用晕圈法检测其抗菌性能。

表1 交联剂质量浓度对竹原纤维织物抗菌性能的影响Tab.1 Effect of Dosage of Cross-linking Agent on Antibacterial Property of Bamboo Fiber Fabric

MED抗菌整理剂是一种特殊的杂环化合物，非离子，其反应机理为通过处理沉淀于纤维内部，并与纤维形成化学键，或用反应性树脂固着于纤维表面。其抗菌机理为徐徐溶出的药物MED进入细菌的细胞内，或破坏细胞膜、细胞壁，抑制核酸和蛋白质的合成酶。当交联剂质量浓度为0 g/L时，抗菌剂与纤维的直接亲和力(分子间的范德华力、氢键、离子键等)实现抗菌分子和纤维分子的结合。抗菌织物通过水洗的过程引起化学键断裂并释放抗菌剂，使其表面的抗菌剂含量维持在一定的水平，所以其溶出性比较大，故用晕圈法检测的抑菌圈比较大。使用交联剂时，当交联剂的质量浓度为2 g/L时，织物的抗菌性能最好，但与交联剂质量浓度为0 g/L时相比抑菌圈的半径较小。其原因可能是交联剂的架桥作用，抗菌剂一方面依靠与纤维的直接亲和力与纤维分子结合，另一方面借助交联剂的架桥作用，将抗菌物质、交联剂、纤维分子三者以共价键结合，但由于抗菌物质没有完全实现与纤维分子以共价键结合，所以当抗菌剂使用量较少时，其溶出性不太大，故其抑菌圈较小。

在相同条件下，B007竹纤维织物的抑菌圈半径比B003竹纤维织物的抑菌圈半径稍大些，这是因为B007规格为14tex×14tex/54×54，而B003规格为36 tex×36 tex/79×60，纤维的密度大小与纤维的组成、大分子排列堆砌及纤维形态结构有关。从形态上看，密度是反映纤维内部空隙空腔大小的一个指标。密度越小，表明纤维内部空隙越多。而纤维内部空隙的大小直接影响纤维的吸收。当织物的细度和密度比较小时，其纤维的空隙较多，抗菌剂对织物整理时渗透性较好，故B007竹纤维织物的抑菌圈较大。

3.2 织物的耐洗性能

表2为RUCO-BAC MED抗菌剂用量是竹原纤维布重的5 %，并且在其他工艺条件相同的情况下，织物耐洗性能测试结果。本次实验以大肠杆菌为试验菌种，用晕圈法检测其抗菌性能。

从表2可以看出，竹原纤维织物经过抗菌整理后其耐洗性较好，说明抗菌剂MED抗水洗性能较好。而且在相同条件下加入交联剂后的抗菌整理织物其耐洗性能都比较好，其原因为抗菌剂MED与纤维分子既有直接亲和力，又有共价键结合，故抗菌物质有控制地释放溶出。经过整理的织物能在一定的湿度下缓缓地释放抗菌剂。

表2 交联剂质量浓度对抗菌整理织物耐水洗性能的影响Tab.2 Effect of Dosage of Cross-linking Agent on Washing Durability of Antibacterial Bamboo Fiber Fabrics

3.3 织物的物理性能

在RUCO-BAC MED抗菌剂质量浓度量为竹原纤维布重的5 %，交联剂质量浓度为2 g/L时，对织物进行抗菌整理，整理前后织物的断裂强力测试结果见表3。

表3 织物性能测试结果Tab.3 Performance of Bamboo Fiber Fabrics

从表3可以看出，织物经整理后断裂强力略有上升。这是由于抗菌整理剂相互交联成膜与纤维牢固地取向、吸附、包覆在纤维表面，使纤维之间的摩擦系数下降，提高了织物的强力。

3.4 织物的耐摩擦色牢度

在RUCO-BAC MED抗菌剂质量浓度为竹原纤维布重的5 %，交联剂用量为2 g/L时，对织物进行抗菌整理，测试整理前后织物的耐摩擦色牢度，结果见表4。

表4 染色牢度测试结果Tab.4 Color Fastness of Bamboo Fiber Fabrics

从表4可以看出，抗菌整理剂RUCO-BAC MED基本不影响织物染色的摩擦牢度。

3.5 柔软剂与纤维素酶的试验结果

在RUCO-BAC MED抗菌剂质量浓度为竹原纤维布重的5 %，交联剂质量浓度为2 g/L时，再用柔软剂HF与纤维素酶进行试验，结果见表5。

从表5可以看出，经过柔软剂处理后的织物强力和纤维素酶处理的织物强力都会变差，但手感都比未整理的好。纤维素酶整理后的强力反而比用柔软剂整理的要高，但手感比柔软剂整理的差，分析是由于竹原纤维表面的残胶比较多，酶在处理中只对表面的胶质产生了作用，而柔软剂能与纤维通过范德华力结合，提高了织物的弹性。

表5 整理剂对竹原纤维织物物理性能的影响Tab.5 Effect of Different Antibacterial Agent on Physical Properties of Bamboo Fiber Fabrics

4 结 论

1)竹纤维织物经过RUCO-BAC MED抗菌整理后具有一定的抗菌功能，能在一定的环境下杀死细菌。

2)竹纤维织物经抗菌整理后再经过一定的洗涤，抗菌效果明显下降，但经过交联剂处理后的竹纤维织物耐洗性比不加交联剂的竹纤维织物好。

3)在同样的条件下，经抗菌整理后不同规格的竹纤维织物其抗菌效果不一样，纤维细度和密度越小，抗菌剂RUCO-BAC MED越容易渗透，其抗菌效果越好。

4)经过抗菌整理后竹纤维织物的强力、耐摩擦色牢度并没有明显的变化，说明抗菌剂RUCO-BAC MED适合竹纤维织物的抗菌整理。

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[8] SONDI Ivan.Preparation of Highly Concentrated Stable Dispemions of Uniformsilvex Nanopmiek[J].Journal of Colloid and lntefaco Science,2003,260:75-81.

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Study on Antibiotic Finishing of Bamboo Fiber Fabrics

WU Jian-guo1, LIU Yan-li2
(1. The Department of Material Technology, Jiangmen Polytechnic, Jiangmen 529090, China; 2. College of Chemistry and Chemical Technology,Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104, China)

The finishing liquor was maked up with antibacterial agent RUCO-BAC MED and crosslinking agent HF according to certain allocated proportion. Bamboo fiber fabrics were finished with that liquor by padding method, and its antibacterial property was measured by Halo test. The result showed that the fiber had the excellent antibacterial effect and washing durability after finished. The bacteriostasis circle's radius is maximum when the amount used of the crosslinking agent was 0 g/L. Simultaneously, the physical properties were studied before and after finishing. The result showed that the break strength and the friction color fastness changed a little compared with the no-finished fabric. It was proven that the finishing agent was suitable for the antibacterial finishing of bamboo fiber fabric.

Antibacterial agent; Crosslinking agent; Padding; Bamboo fiber fabric; Physical properties

TS190.64

A

1001-7003(2010)10-0012-03

2010-03-24；

2010-05-19

伍建国(1964－ )，男，副教授，硕士，主要从事纺织品染整工艺的教学与研究。