竹纖維織物抗菌整理研究

伍建國(guó)，劉艷麗

(1.江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院 材料技術(shù)系，廣東 江門 529090； 2.湖南工程學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，湖南 湘潭 411104)

竹纖維織物抗菌整理研究

伍建國(guó)1，劉艷麗2

(1.江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院 材料技術(shù)系，廣東 江門 529090； 2.湖南工程學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，湖南 湘潭 411104)

以抗菌劑RUCO-BAC MED和交聯(lián)劑HF按一定配比配制成整理液，采用浸軋法對(duì)竹纖維織物進(jìn)行抗菌后整理，并運(yùn)用暈圈法測(cè)試整理后織物的抗菌性。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)整理后的織物具有優(yōu)良的抗菌效果和耐洗性能，當(dāng)交聯(lián)劑用量為0 g/L時(shí)，抑菌圈的半徑最大。同時(shí)還就抗菌整理前后織物的物理性能進(jìn)行了對(duì)比研究，結(jié)果表明：整理前后織物的斷裂強(qiáng)力。耐摩擦色牢度變化較小。表明該整理劑適合竹纖維織物的抗菌整理。

抗菌劑；交聯(lián)劑；浸軋法；竹纖維織物；物理性能

隨著生態(tài)紡織品概念在全球范圍內(nèi)的推廣，綠色紡織品必將成為未來(lái)紡織品的主導(dǎo)消費(fèi)模式，它在提高人類生活質(zhì)量的同時(shí)，也會(huì)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響[1]。近年來(lái)，一種性能優(yōu)良的新型紡織纖維——竹纖維步入了綠色紡織品的行列，走進(jìn)了人們的生活。隨著生活水平的不斷提高，人們?nèi)找嬷匾曅l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，而紡織品又是細(xì)菌傳播的重要途徑，從而就使得抗菌織物越來(lái)越受到人們的關(guān)注，因此開發(fā)具有抗菌性的竹纖維織物具有重要的意義[2-5]。據(jù)報(bào)道，竹纖維的抗菌性并不像有關(guān)文獻(xiàn)[6]所述的具有很強(qiáng)的抗菌抑菌性，但經(jīng)抗菌整理后的竹纖維是一種理想的織物，因而抗菌性強(qiáng)的竹纖維織物將會(huì)成為未來(lái)人們的新寵[7-9]。

本研究主要對(duì)竹原纖維織物的抗菌與抑菌性及抗菌整理進(jìn)行了研究。采用德國(guó)生產(chǎn)的抗菌劑RUCOBAC MED對(duì)竹纖維織物進(jìn)行抗菌整理，通過浸軋法將抗菌劑與樹脂混合配成乳液，使織物充分浸漬，再通過軋、烘，使含有抗菌劑的樹脂附著于織物表面，從而使織物具有一定的抗菌性；進(jìn)而測(cè)試了織物的抗菌性、耐洗性、斷裂強(qiáng)力等性能。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 藥 品

抗菌劑RUCO-BAC MED，交聯(lián)劑HF，柔軟劑。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備

SW-12A+型耐水洗色牢度儀、Y571B型摩擦牢度儀，均為寧波紡織儀器廠生產(chǎn)。

1.3 整理工藝

1.3.1 抗菌整理

實(shí)驗(yàn)選取的織物材料為B007竹原纖維染色布，其規(guī)格為14 tex×14 tex/54×54。B003竹原纖維染色布，其規(guī)格為36 tex×36 tex/79×60(株洲苧麻紡織印染廠)。

抗菌劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %，交聯(lián)劑質(zhì)量濃度分別為0，1，2，3 g/L，浴比為1∶50，室溫下浸漬20 min，軋去水分，軋液率為70 %；80 ℃烘干，120 ℃烘焙2 min；15 g/L洗衣粉皂洗，80 ℃烘干。

1.3.2 柔軟整理

柔軟劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4 %，浴比為1∶50，室溫處理30 min，軋液率為70 %，80 ℃烘干。

1.3.3 酶處理

纖維素酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4 %，浴比1為1∶50，60 ℃處理30 min，軋去水分，80 ℃烘干。

2 性能測(cè)試

2.1 抗菌性能測(cè)試

牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的制備：用培養(yǎng)皿將稱取的牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉、瓊脂制備成培養(yǎng)基，用牛皮紙包扎好放入滅菌鍋，121 ℃滅菌20 min。

測(cè)試方法：采用“抑菌圈法”對(duì)織物的抗菌性能進(jìn)行定性測(cè)試[16]。試驗(yàn)菌種為大腸桿菌。將被測(cè)布樣剪成直徑為5 mm圓形。將培養(yǎng)皿劃分為4份，分別取布樣貼于瓊脂之上，蓋上培養(yǎng)皿，倒置于37 ℃的電熱恒溫培養(yǎng)箱，放置24～48 h后測(cè)量抑菌圈的大小。

2.2 耐洗性能測(cè)試

將試樣放在洗滌劑5 g/L(浴比1∶50)的溶液中，于40 ℃下洗滌10 min，然后用清水沖洗干凈，甩干，反復(fù)洗滌10次后，在80 ℃條件下烘干，測(cè)試織物的抗菌性能。

2.3 斷裂強(qiáng)力的測(cè)試

按GB/T 3923—1997《紡織品織物拉伸性能：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，取經(jīng)處理的竹原纖維織物30 cm×6 cm，在YG203織物強(qiáng)力儀上測(cè)定織物的強(qiáng)度。

2.4 耐摩擦色牢度測(cè)定

按GB 251—1995《評(píng)定沾色用灰色樣卡》等效于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 105/A03—1995《紡織品色牢度：評(píng)定沾色用灰色樣卡》評(píng)級(jí)，在Y571B型摩擦牢度儀進(jìn)行測(cè)定。

3 結(jié)果及討論

3.1 抗菌性

表1為RUCO-BAC MED抗菌劑用量是竹原纖維布重的5 %，并且在其他工藝條件相同的情況下，不同用量的交聯(lián)劑實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。本次實(shí)驗(yàn)以大腸桿菌為試驗(yàn)菌種，用暈圈法檢測(cè)其抗菌性能。

表1 交聯(lián)劑質(zhì)量濃度對(duì)竹原纖維織物抗菌性能的影響Tab.1 Effect of Dosage of Cross-linking Agent on Antibacterial Property of Bamboo Fiber Fabric

MED抗菌整理劑是一種特殊的雜環(huán)化合物，非離子，其反應(yīng)機(jī)理為通過處理沉淀于纖維內(nèi)部，并與纖維形成化學(xué)鍵，或用反應(yīng)性樹脂固著于纖維表面。其抗菌機(jī)理為徐徐溶出的藥物MED進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)，或破壞細(xì)胞膜、細(xì)胞壁，抑制核酸和蛋白質(zhì)的合成酶。當(dāng)交聯(lián)劑質(zhì)量濃度為0 g/L時(shí)，抗菌劑與纖維的直接親和力(分子間的范德華力、氫鍵、離子鍵等)實(shí)現(xiàn)抗菌分子和纖維分子的結(jié)合?？咕椢锿ㄟ^水洗的過程引起化學(xué)鍵斷裂并釋放抗菌劑，使其表面的抗菌劑含量維持在一定的水平，所以其溶出性比較大，故用暈圈法檢測(cè)的抑菌圈比較大。使用交聯(lián)劑時(shí)，當(dāng)交聯(lián)劑的質(zhì)量濃度為2 g/L時(shí)，織物的抗菌性能最好，但與交聯(lián)劑質(zhì)量濃度為0 g/L時(shí)相比抑菌圈的半徑較小。其原因可能是交聯(lián)劑的架橋作用，抗菌劑一方面依靠與纖維的直接親和力與纖維分子結(jié)合，另一方面借助交聯(lián)劑的架橋作用，將抗菌物質(zhì)、交聯(lián)劑、纖維分子三者以共價(jià)鍵結(jié)合，但由于抗菌物質(zhì)沒有完全實(shí)現(xiàn)與纖維分子以共價(jià)鍵結(jié)合，所以當(dāng)抗菌劑使用量較少時(shí)，其溶出性不太大，故其抑菌圈較小。

在相同條件下，B007竹纖維織物的抑菌圈半徑比B003竹纖維織物的抑菌圈半徑稍大些，這是因?yàn)锽007規(guī)格為14tex×14tex/54×54，而B003規(guī)格為36 tex×36 tex/79×60，纖維的密度大小與纖維的組成、大分子排列堆砌及纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)。從形態(tài)上看，密度是反映纖維內(nèi)部空隙空腔大小的一個(gè)指標(biāo)。密度越小，表明纖維內(nèi)部空隙越多。而纖維內(nèi)部空隙的大小直接影響纖維的吸收。當(dāng)織物的細(xì)度和密度比較小時(shí)，其纖維的空隙較多，抗菌劑對(duì)織物整理時(shí)滲透性較好，故B007竹纖維織物的抑菌圈較大。

3.2 織物的耐洗性能

表2為RUCO-BAC MED抗菌劑用量是竹原纖維布重的5 %，并且在其他工藝條件相同的情況下，織物耐洗性能測(cè)試結(jié)果。本次實(shí)驗(yàn)以大腸桿菌為試驗(yàn)菌種，用暈圈法檢測(cè)其抗菌性能。

從表2可以看出，竹原纖維織物經(jīng)過抗菌整理后其耐洗性較好，說(shuō)明抗菌劑MED抗水洗性能較好。而且在相同條件下加入交聯(lián)劑后的抗菌整理織物其耐洗性能都比較好，其原因?yàn)榭咕鷦㎝ED與纖維分子既有直接親和力，又有共價(jià)鍵結(jié)合，故抗菌物質(zhì)有控制地釋放溶出。經(jīng)過整理的織物能在一定的濕度下緩緩地釋放抗菌劑。

表2 交聯(lián)劑質(zhì)量濃度對(duì)抗菌整理織物耐水洗性能的影響Tab.2 Effect of Dosage of Cross-linking Agent on Washing Durability of Antibacterial Bamboo Fiber Fabrics

3.3 織物的物理性能

在RUCO-BAC MED抗菌劑質(zhì)量濃度量為竹原纖維布重的5 %，交聯(lián)劑質(zhì)量濃度為2 g/L時(shí)，對(duì)織物進(jìn)行抗菌整理，整理前后織物的斷裂強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 織物性能測(cè)試結(jié)果Tab.3 Performance of Bamboo Fiber Fabrics

從表3可以看出，織物經(jīng)整理后斷裂強(qiáng)力略有上升。這是由于抗菌整理劑相互交聯(lián)成膜與纖維牢固地取向、吸附、包覆在纖維表面，使纖維之間的摩擦系數(shù)下降，提高了織物的強(qiáng)力。

3.4 織物的耐摩擦色牢度

在RUCO-BAC MED抗菌劑質(zhì)量濃度為竹原纖維布重的5 %，交聯(lián)劑用量為2 g/L時(shí)，對(duì)織物進(jìn)行抗菌整理，測(cè)試整理前后織物的耐摩擦色牢度，結(jié)果見表4。

表4 染色牢度測(cè)試結(jié)果Tab.4 Color Fastness of Bamboo Fiber Fabrics

從表4可以看出，抗菌整理劑RUCO-BAC MED基本不影響織物染色的摩擦牢度。

3.5 柔軟劑與纖維素酶的試驗(yàn)結(jié)果

在RUCO-BAC MED抗菌劑質(zhì)量濃度為竹原纖維布重的5 %，交聯(lián)劑質(zhì)量濃度為2 g/L時(shí)，再用柔軟劑HF與纖維素酶進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表5。

從表5可以看出，經(jīng)過柔軟劑處理后的織物強(qiáng)力和纖維素酶處理的織物強(qiáng)力都會(huì)變差，但手感都比未整理的好。纖維素酶整理后的強(qiáng)力反而比用柔軟劑整理的要高，但手感比柔軟劑整理的差，分析是由于竹原纖維表面的殘膠比較多，酶在處理中只對(duì)表面的膠質(zhì)產(chǎn)生了作用，而柔軟劑能與纖維通過范德華力結(jié)合，提高了織物的彈性。

表5 整理劑對(duì)竹原纖維織物物理性能的影響Tab.5 Effect of Different Antibacterial Agent on Physical Properties of Bamboo Fiber Fabrics

4 結(jié) 論

1)竹纖維織物經(jīng)過RUCO-BAC MED抗菌整理后具有一定的抗菌功能，能在一定的環(huán)境下殺死細(xì)菌。

2)竹纖維織物經(jīng)抗菌整理后再經(jīng)過一定的洗滌，抗菌效果明顯下降，但經(jīng)過交聯(lián)劑處理后的竹纖維織物耐洗性比不加交聯(lián)劑的竹纖維織物好。

3)在同樣的條件下，經(jīng)抗菌整理后不同規(guī)格的竹纖維織物其抗菌效果不一樣，纖維細(xì)度和密度越小，抗菌劑RUCO-BAC MED越容易滲透，其抗菌效果越好。

4)經(jīng)過抗菌整理后竹纖維織物的強(qiáng)力、耐摩擦色牢度并沒有明顯的變化，說(shuō)明抗菌劑RUCO-BAC MED適合竹纖維織物的抗菌整理。

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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

伍建國(guó)(1964－ )，男，副教授，碩士，主要從事紡織品染整工藝的教學(xué)與研究。