抗菌型材料在家具及室内装饰中的应用研究

■林 琳高 欣刘 毅柯 清郭洪武Lin Lin& Gao Xin& Liu Yi& Ke Qing& Guo Hongwu

(1.北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室，北京 100083；2北京林业大学木材科学与工程北京市重点实验室，北京 100083；3.北京林业大学林业生物质材料与能源教育部工程研究中心，北京 100083）

抗菌型材料在家具及室内装饰中的应用研究

■林 琳1高 欣1刘 毅2柯 清1郭洪武3Lin Lin1& Gao Xin1& Liu Yi2& Ke Qing1& Guo Hongwu3

(1.北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室，北京 100083；2北京林业大学木材科学与工程北京市重点实验室，北京 100083；3.北京林业大学林业生物质材料与能源教育部工程研究中心，北京 100083）

随着人们环保意识和健康意识的增强，家具及室内装饰材料的抗菌性能越来越受到人们的重视。抗菌型材料是在保持原有性能基础上增加杀菌或抑菌效果的功能性材料，使抗菌制品具有自洁抗菌功能。本文阐述了抗菌涂料、抗菌人造板、抗菌金属、抗菌陶瓷和抗菌织物等五种最常见的家具及室内装饰材料的抗菌原理及功能特点，并对其发展进行了展望。

抗菌；装饰材料；抗菌家具；抗菌材料

随着经济的不断发展，工农业生产规模不断的壮大，环境污染导致各种细菌病毒日益威胁着人类的健康。现代人平均90%的时间是在室内度过的，人类频繁接触的家具与室内装饰材料成为细菌和微生物的主要传播媒介，特别是公用部件更易引起交叉感染。因此，在健康卫生的现代消费理念的驱动下，抗菌制品产业呈现出旺盛的需求态势。在上个世纪八十年代，日本就在电器、建材、服装、包装材料等产品中运用了防霉抗菌技术，并将产品是否抗菌作为进入市场的标志[1]。虽然我国的抗菌产品出现较晚，但目前已进入地板、玻璃、洁具、涂料等家具及室内装饰产品抗菌化全面发展的态势，在未来将拥有巨大的潜在市场和广阔的发展前景。

1　抗菌型家具与室内装饰材料的定义

抗菌型家具与室内装饰材料是在满足原有家具与室内装饰部件的功能和质量要求的基础上，选择具有抗菌效果的功能性材料，通过抑制材料表面细菌的繁殖或接触杀灭材料表面的细菌，使产品具有自洁抗菌功能，达到长期卫生、安全自洁的目的[2]，其抗菌性能通过在家具与室内装饰部件表面或原料中加入抗菌剂来实现。

抗菌剂的作用包括抑菌和杀菌两种方式，其中抑菌是防止或抑制微生物生长繁殖，杀菌是杀死微生物营养体和繁殖体的过程。目前常用的抗菌剂分为有机抗菌剂、无机抗菌剂、天然抗菌剂、高分子抗菌剂四大类[3]。不同家具类型在实现抗菌性能时使用的方法也不尽相同。如凳类、桌类、柜类等硬体家具需对表面进行抗菌处理；休闲椅、床、沙发等软体家具需要对原材料进行抗菌剂的浸渍、喷涂来实现抗菌。

2　抗菌室内装饰材料类型

2.1抗菌涂料

涂料是通过不同工艺涂覆在被保护或被装饰的物体表面，形成粘附、牢固、连续并具有一定强度的固体薄膜的材料，按照涂料成膜物质和分散状态可分为粉末涂料、溶剂型涂料、水性涂料、高能射线固化涂料等。涂料在室内装饰中既有防护、装饰或特殊功能，其中具有抗菌功能的涂料称为抗菌涂料，是通过添加抗菌剂混合制成。

目前，抗菌涂料所用抗菌剂成分有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三大类[4]。天然抗菌剂是人类最早使用的抗菌剂，主要包括从红瓜叶、血苋叶、魔芋等植物的提取物，目前壳聚糖、甲壳素得到了重点应用。但因其来源复杂、生产成本高昂、使用寿命短、稳定性差等问题，难以实现大规模市场化生产，在涂料应用中受到一定限制。有机抗菌剂主要有醇类、酚类、季胺盐类、双胍类、有机胺类、吡啶类、异噻唑啉酮类等。有机抗菌剂具有来源丰富、不易变色、短期抑菌效果强等特点，但也存在使用寿命短、不耐热、易分解、毒性强的缺点。

无机抗菌剂是含有抗菌性的金属离子如汞、银、铜、铬、锌及其化合物制得的抗菌剂。无机抗菌剂具有缓释长效、广谱抗菌、性能稳定、抗菌率高等特点，主要有银系和氧化物型两大类抗菌剂。1994年，日本品川首次将无机抗菌剂添加到涂料中。随后，美国的桑基集团公司、联合技术公司、西安抗菌制品公司、日本的住友水泥公司、平板玻璃公司都分别研制并生产出许多新型载银抗菌涂料。但银系抗菌剂中银离子性质不稳定，易转变成棕色的氧化银或经紫外线催化还原成黑色单质银，不仅降低了涂料抗菌性，而且还限制了其在白色或浅色涂料中的应用。不过无机抗菌剂仍有着广阔的发展前景。

2.2抗菌人造板

人造板作为重要的装饰和结构材料，在室内装饰中应用广泛。人造板的基材以木材最为常见。木材是树木生长的产物，树木是有生命的有机体，由细胞构成。木材的细胞壁主要是由纤维素、半纤维素和木质素3种成分构成的，因此木材容易受到昆虫、微生物如霉菌、变色菌和腐朽菌的侵蚀而发生霉变、变色、腐朽，引起木材材质松软、颜色变化、容易剥落，因此对木质材料进行抗菌处理十分必要。

在目前的研究中，最常见的方法是使用纳米二氧化钛、银离子作为抗菌剂，通过对薄木的改性或在胶黏剂或浸渍纸表面添加具有抗菌功能的无机金属浆料制成饰面人造板的方式来达到抗菌效果。研究表明，抗菌人造板的抗菌率能达到94%以上，并有着广谱、稳定、持久的抗菌性能[5]。

2.3抗菌陶瓷

抗菌陶瓷是一种新型环境保护型功能材料，它在保持陶瓷制品原有功能的基础上，增加了杀菌、自洁和光催化降解的功能，被广泛应用于医院、餐饮、卫浴等空间[6-7]。抗菌陶瓷制品在建筑和室内装修领域有着很大的潜力，需求量与日俱增。日本最大的制瓷公司INAX和TOTO所生产的产品98%都使用的是抗菌陶瓷。抗菌型陶瓷不仅可以抑制表面细菌的生长，减少尿碱的累积，消除人体多糖产生的有色污垢，起到自洁的效果。由于陶瓷在烧制或使用过程中常会遇到高温，有机抗菌剂和生物抗菌剂不适用于陶瓷制品，目前应用在抗菌陶瓷中的抗菌剂主要是无机抗菌剂。我国作为陶瓷生产大国，陶瓷生产有着悠久的历史，抗菌陶瓷必将有着广阔的市场前景。

2.4抗菌金属

金属具有良好的机械强度和加工性能，因此被广泛应用于厨房器具、卫生洁具、家电设备及公共环境设施中。目前，仅不锈钢器皿制品的全国年消耗量就达到50万吨，销售额约150亿元。金属制品在使用过程中易粘附灰尘、油污、水渍，从而滋生细菌[8]。随着人们认知水平和科学技术的提高，人们希望金属制品在保持原有功能的基础上同时具有抗菌功能，因此，抗菌金属材料应运而生。

目前抗菌金属材料主要分为合金型抗菌金属材料、表面涂层型抗菌金属材料和复合型抗菌金属材料。合金型抗菌金属材料应用最广泛的为不锈钢材料，根据添加具有抗菌功能的金属类型不同可分为加铜抗菌不锈钢，加银不锈钢和加铈不锈钢。表面涂层型抗菌金属材料是在不伤害本体材料性能的前提下，通过溶胶—凝胶法、电镀、化学镀、等离子体表面处理、渗入法、表面复合处理等工艺使金属表面具有抗菌功能。复合型抗菌金属材料是将具有抗菌性能的金属板和不锈钢复合而成。例如日本爱知制钢公司和深海金属株式会社合作开发出5层复合抗菌不锈钢，用它制成的刀片不仅确保了刀刃的锋利，还具备更好的抗菌性能。

2.5抗菌织物

抗菌纤维及织物是指对细菌、真菌及病毒等微生物有杀灭或抑制作用的纤维或织物[9]。在室内环境中，床上用品、沙发、窗帘、壁布等制品的基材均使用的是纤维织物，因此抗菌织物的发展极大地提高了人们的生活质量和健康水平。

抗菌织物的制备有两种方法：一是以抗菌纤维直接织成抗菌织物，二是通过后期处理将抗菌剂固定在纤维上。在目前的抗菌织物制备中，后整理法约占生产量的70%。抗菌纤维的制备方法是通过化学接枝技术、物理改性技术或复合纺丝技术使纤维本身具有抗菌功能。抗菌后整理是表面涂层、树脂整理、微胶囊法等方法将抗菌剂涂饰或浸渍在织物上，使织物具有抗菌功能。

3　结语

目前抗菌型家具及室内装饰材料的研发已涉及到生活的各个方面，但材料生产企业仍未对家具的抗菌化生产做全面的策略性安排，对抗菌技术的应用还需要时间。市场上材料的抗菌性能难以得到权威认证，良莠不齐，消费者很难分辨[10]。不过随着经济的发展，人们对生活品质和健康水平有了更高的要求，未来，家具及室内装饰材料的抗菌化将是行业发展的必然趋势。

（责任编辑：贺 辉）

[1]小方.抗菌涂料与抗菌家具[J].家具,2004,(5):31-32.

[2]张文娟.家具抗菌化是大势所趋[N].政府采购信息报,2007-07-20007.

[3]杨磊,赖景鹏.纳米银抗菌家具的应用前景[J].家具,2009,(5):36-38.

[4]殷海荣,林社宝,田宇宏,等.抗菌陶瓷的研究进展[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2008,(6):768-774.

[5]邵青,黄旦光,杨魁.抗菌涂料研究新进展[J].材料导报,2008,(3):60-62.

[6]杨舒英,林琳,杨诺.核心家庭厨房设计原则[J].家具与室内装饰,2015,(6):24-25.

[7]迟恺.环保型速生材地板基材的增强和抗菌处理研究[D].南京:南京林业大学,2012.

[8]林琳,杨舒英,柯清,等.我国铝合金型材家具的发展研究[J].家具与室内装饰,2015,(10):78-79.

[9]季君晖.抗菌纤维及织物的研究进展[J].纺织科学研究,2005,(2):1-8.

[10]佘之蕴,黄宝莹,赵明桥,等.家具产品中生物污染物检验技术的研究[J].家具与室内装饰,2013,(9):106-107.

Preliminary Study on Application of Antibacterial Furniture and Interior Decoration Materials

With the increase of people's awareness of environmental protection and health consciousness, the antibacterial performance of the furniture and interior decoration materials is more and more important. Antibacterial material is a kind of functional material, which adds bactericidal or bacteriostatic effect on the basis of original performance. This paper describes the antibacterial principle and functional features of five kinds of the most common furniture and interior decoration materials, such as antibacterial coatings, antibacterial panel, antibacterial stainless steel, Antibacterial ceramic and antibacterial fabric, and the prospects for its development.

Antibacterial; Decoration materials; Antibacterial furniture; Antibacterial materials

TS664.01；TU238+.2.

A

1006-8260(2015)12-0050-02

国家林业局948项目(2015-4-51)

林琳(1989—),女,博士研究生,研究方向:家具与室内装饰工程,邮箱:13381448456@163.com

郭洪武(1965—),男,博士,副教授,研究方向:家具与室内工程.邮箱:ghw5052@163.com

引文格式:林琳,高欣,刘毅,等.抗菌型材料在家具及室内装饰中的应用研究[J].家具与室内装饰,2015,(12):50-51.