抗菌型材料在家具及室內(nèi)裝飾中的應(yīng)用研究

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

(1.北京林業(yè)大學(xué)木質(zhì)材料科學(xué)與應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2北京林業(yè)大學(xué)木材科學(xué)與工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；3.北京林業(yè)大學(xué)林業(yè)生物質(zhì)材料與能源教育部工程研究中心，北京 100083）

抗菌型材料在家具及室內(nèi)裝飾中的應(yīng)用研究

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

(1.北京林業(yè)大學(xué)木質(zhì)材料科學(xué)與應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2北京林業(yè)大學(xué)木材科學(xué)與工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；3.北京林業(yè)大學(xué)林業(yè)生物質(zhì)材料與能源教育部工程研究中心，北京 100083）

隨著人們環(huán)保意識(shí)和健康意識(shí)的增強(qiáng)，家具及室內(nèi)裝飾材料的抗菌性能越來(lái)越受到人們的重視?？咕筒牧鲜窃诒３衷行阅芑A(chǔ)上增加殺菌或抑菌效果的功能性材料，使抗菌制品具有自潔抗菌功能。本文闡述了抗菌涂料、抗菌人造板、抗菌金屬、抗菌陶瓷和抗菌織物等五種最常見(jiàn)的家具及室內(nèi)裝飾材料的抗菌原理及功能特點(diǎn)，并對(duì)其發(fā)展進(jìn)行了展望。

抗菌；裝飾材料；抗菌家具；抗菌材料

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷的壯大，環(huán)境污染導(dǎo)致各種細(xì)菌病毒日益威脅著人類的健康。現(xiàn)代人平均90%的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)的，人類頻繁接觸的家具與室內(nèi)裝飾材料成為細(xì)菌和微生物的主要傳播媒介，特別是公用部件更易引起交叉感染。因此，在健康衛(wèi)生的現(xiàn)代消費(fèi)理念的驅(qū)動(dòng)下，抗菌制品產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出旺盛的需求態(tài)勢(shì)。在上個(gè)世紀(jì)八十年代，日本就在電器、建材、服裝、包裝材料等產(chǎn)品中運(yùn)用了防霉抗菌技術(shù)，并將產(chǎn)品是否抗菌作為進(jìn)入市場(chǎng)的標(biāo)志[1]。雖然我國(guó)的抗菌產(chǎn)品出現(xiàn)較晚，但目前已進(jìn)入地板、玻璃、潔具、涂料等家具及室內(nèi)裝飾產(chǎn)品抗菌化全面發(fā)展的態(tài)勢(shì)，在未來(lái)將擁有巨大的潛在市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展前景。

1　抗菌型家具與室內(nèi)裝飾材料的定義

抗菌型家具與室內(nèi)裝飾材料是在滿足原有家具與室內(nèi)裝飾部件的功能和質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，選擇具有抗菌效果的功能性材料，通過(guò)抑制材料表面細(xì)菌的繁殖或接觸殺滅材料表面的細(xì)菌，使產(chǎn)品具有自潔抗菌功能，達(dá)到長(zhǎng)期衛(wèi)生、安全自潔的目的[2]，其抗菌性能通過(guò)在家具與室內(nèi)裝飾部件表面或原料中加入抗菌劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。

抗菌劑的作用包括抑菌和殺菌兩種方式，其中抑菌是防止或抑制微生物生長(zhǎng)繁殖，殺菌是殺死微生物營(yíng)養(yǎng)體和繁殖體的過(guò)程。目前常用的抗菌劑分為有機(jī)抗菌劑、無(wú)機(jī)抗菌劑、天然抗菌劑、高分子抗菌劑四大類[3]。不同家具類型在實(shí)現(xiàn)抗菌性能時(shí)使用的方法也不盡相同。如凳類、桌類、柜類等硬體家具需對(duì)表面進(jìn)行抗菌處理；休閑椅、床、沙發(fā)等軟體家具需要對(duì)原材料進(jìn)行抗菌劑的浸漬、噴涂來(lái)實(shí)現(xiàn)抗菌。

2　抗菌室內(nèi)裝飾材料類型

2.1抗菌涂料

涂料是通過(guò)不同工藝涂覆在被保護(hù)或被裝飾的物體表面，形成粘附、牢固、連續(xù)并具有一定強(qiáng)度的固體薄膜的材料，按照涂料成膜物質(zhì)和分散狀態(tài)可分為粉末涂料、溶劑型涂料、水性涂料、高能射線固化涂料等。涂料在室內(nèi)裝飾中既有防護(hù)、裝飾或特殊功能，其中具有抗菌功能的涂料稱為抗菌涂料，是通過(guò)添加抗菌劑混合制成。

目前，抗菌涂料所用抗菌劑成分有天然抗菌劑、有機(jī)抗菌劑和無(wú)機(jī)抗菌劑三大類[4]。天然抗菌劑是人類最早使用的抗菌劑，主要包括從紅瓜葉、血莧葉、魔芋等植物的提取物，目前殼聚糖、甲殼素得到了重點(diǎn)應(yīng)用。但因其來(lái)源復(fù)雜、生產(chǎn)成本高昂、使用壽命短、穩(wěn)定性差等問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模市場(chǎng)化生產(chǎn)，在涂料應(yīng)用中受到一定限制。有機(jī)抗菌劑主要有醇類、酚類、季胺鹽類、雙胍類、有機(jī)胺類、吡啶類、異噻唑啉酮類等。有機(jī)抗菌劑具有來(lái)源豐富、不易變色、短期抑菌效果強(qiáng)等特點(diǎn)，但也存在使用壽命短、不耐熱、易分解、毒性強(qiáng)的缺點(diǎn)。

無(wú)機(jī)抗菌劑是含有抗菌性的金屬離子如汞、銀、銅、鉻、鋅及其化合物制得的抗菌劑。無(wú)機(jī)抗菌劑具有緩釋長(zhǎng)效、廣譜抗菌、性能穩(wěn)定、抗菌率高等特點(diǎn)，主要有銀系和氧化物型兩大類抗菌劑。1994年，日本品川首次將無(wú)機(jī)抗菌劑添加到涂料中。隨后，美國(guó)的桑基集團(tuán)公司、聯(lián)合技術(shù)公司、西安抗菌制品公司、日本的住友水泥公司、平板玻璃公司都分別研制并生產(chǎn)出許多新型載銀抗菌涂料。但銀系抗菌劑中銀離子性質(zhì)不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)變成棕色的氧化銀或經(jīng)紫外線催化還原成黑色單質(zhì)銀，不僅降低了涂料抗菌性，而且還限制了其在白色或淺色涂料中的應(yīng)用。不過(guò)無(wú)機(jī)抗菌劑仍有著廣闊的發(fā)展前景。

2.2抗菌人造板

人造板作為重要的裝飾和結(jié)構(gòu)材料，在室內(nèi)裝飾中應(yīng)用廣泛。人造板的基材以木材最為常見(jiàn)。木材是樹(shù)木生長(zhǎng)的產(chǎn)物，樹(shù)木是有生命的有機(jī)體，由細(xì)胞構(gòu)成。木材的細(xì)胞壁主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素3種成分構(gòu)成的，因此木材容易受到昆蟲(chóng)、微生物如霉菌、變色菌和腐朽菌的侵蝕而發(fā)生霉變、變色、腐朽，引起木材材質(zhì)松軟、顏色變化、容易剝落，因此對(duì)木質(zhì)材料進(jìn)行抗菌處理十分必要。

在目前的研究中，最常見(jiàn)的方法是使用納米二氧化鈦、銀離子作為抗菌劑，通過(guò)對(duì)薄木的改性或在膠黏劑或浸漬紙表面添加具有抗菌功能的無(wú)機(jī)金屬漿料制成飾面人造板的方式來(lái)達(dá)到抗菌效果。研究表明，抗菌人造板的抗菌率能達(dá)到94%以上，并有著廣譜、穩(wěn)定、持久的抗菌性能[5]。

2.3抗菌陶瓷

抗菌陶瓷是一種新型環(huán)境保護(hù)型功能材料，它在保持陶瓷制品原有功能的基礎(chǔ)上，增加了殺菌、自潔和光催化降解的功能，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、餐飲、衛(wèi)浴等空間[6-7]?？咕沾芍破吩诮ㄖ褪覂?nèi)裝修領(lǐng)域有著很大的潛力，需求量與日俱增。日本最大的制瓷公司INAX和TOTO所生產(chǎn)的產(chǎn)品98%都使用的是抗菌陶瓷?？咕吞沾刹粌H可以抑制表面細(xì)菌的生長(zhǎng)，減少尿堿的累積，消除人體多糖產(chǎn)生的有色污垢，起到自潔的效果。由于陶瓷在燒制或使用過(guò)程中常會(huì)遇到高溫，有機(jī)抗菌劑和生物抗菌劑不適用于陶瓷制品，目前應(yīng)用在抗菌陶瓷中的抗菌劑主要是無(wú)機(jī)抗菌劑。我國(guó)作為陶瓷生產(chǎn)大國(guó)，陶瓷生產(chǎn)有著悠久的歷史，抗菌陶瓷必將有著廣闊的市場(chǎng)前景。

2.4抗菌金屬

金屬具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和加工性能，因此被廣泛應(yīng)用于廚房器具、衛(wèi)生潔具、家電設(shè)備及公共環(huán)境設(shè)施中。目前，僅不銹鋼器皿制品的全國(guó)年消耗量就達(dá)到50萬(wàn)噸，銷售額約150億元。金屬制品在使用過(guò)程中易粘附灰塵、油污、水漬，從而滋生細(xì)菌[8]。隨著人們認(rèn)知水平和科學(xué)技術(shù)的提高，人們希望金屬制品在保持原有功能的基礎(chǔ)上同時(shí)具有抗菌功能，因此，抗菌金屬材料應(yīng)運(yùn)而生。

目前抗菌金屬材料主要分為合金型抗菌金屬材料、表面涂層型抗菌金屬材料和復(fù)合型抗菌金屬材料。合金型抗菌金屬材料應(yīng)用最廣泛的為不銹鋼材料，根據(jù)添加具有抗菌功能的金屬類型不同可分為加銅抗菌不銹鋼，加銀不銹鋼和加鈰不銹鋼。表面涂層型抗菌金屬材料是在不傷害本體材料性能的前提下，通過(guò)溶膠—凝膠法、電鍍、化學(xué)鍍、等離子體表面處理、滲入法、表面復(fù)合處理等工藝使金屬表面具有抗菌功能。復(fù)合型抗菌金屬材料是將具有抗菌性能的金屬板和不銹鋼復(fù)合而成。例如日本愛(ài)知制鋼公司和深海金屬株式會(huì)社合作開(kāi)發(fā)出5層復(fù)合抗菌不銹鋼，用它制成的刀片不僅確保了刀刃的鋒利，還具備更好的抗菌性能。

2.5抗菌織物

抗菌纖維及織物是指對(duì)細(xì)菌、真菌及病毒等微生物有殺滅或抑制作用的纖維或織物[9]。在室內(nèi)環(huán)境中，床上用品、沙發(fā)、窗簾、壁布等制品的基材均使用的是纖維織物，因此抗菌織物的發(fā)展極大地提高了人們的生活質(zhì)量和健康水平。

抗菌織物的制備有兩種方法：一是以抗菌纖維直接織成抗菌織物，二是通過(guò)后期處理將抗菌劑固定在纖維上。在目前的抗菌織物制備中，后整理法約占生產(chǎn)量的70%。抗菌纖維的制備方法是通過(guò)化學(xué)接枝技術(shù)、物理改性技術(shù)或復(fù)合紡絲技術(shù)使纖維本身具有抗菌功能?？咕笳硎潜砻嫱繉?、樹(shù)脂整理、微膠囊法等方法將抗菌劑涂飾或浸漬在織物上，使織物具有抗菌功能。

3　結(jié)語(yǔ)

目前抗菌型家具及室內(nèi)裝飾材料的研發(fā)已涉及到生活的各個(gè)方面，但材料生產(chǎn)企業(yè)仍未對(duì)家具的抗菌化生產(chǎn)做全面的策略性安排，對(duì)抗菌技術(shù)的應(yīng)用還需要時(shí)間。市場(chǎng)上材料的抗菌性能難以得到權(quán)威認(rèn)證，良莠不齊，消費(fèi)者很難分辨[10]。不過(guò)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活品質(zhì)和健康水平有了更高的要求，未來(lái)，家具及室內(nèi)裝飾材料的抗菌化將是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

（責(zé)任編輯：賀 輝）

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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

國(guó)家林業(yè)局948項(xiàng)目(2015-4-51)

林琳(1989—),女,博士研究生,研究方向:家具與室內(nèi)裝飾工程,郵箱:13381448456@163.com

郭洪武(1965—),男,博士,副教授,研究方向:家具與室內(nèi)工程.郵箱:ghw5052@163.com

引文格式:林琳,高欣,劉毅,等.抗菌型材料在家具及室內(nèi)裝飾中的應(yīng)用研究[J].家具與室內(nèi)裝飾,2015,(12):50-51.