纺织品抗菌防臭防霉后整理加工 综述

纺织品抗菌防霉防臭后整理加工综述
陈一飞沈培健嘉兴职业技术学院纺织环化系314000
摘要：介绍了微生物的种类及生长因素，阐述了抗菌防霉防臭后整理杀菌剂的杀菌机理及抗菌防臭加工后的检测。

关键词：纺织品抗菌防霉防臭后整理
1．前言
随着生活水平的日益提高，人们越来越重视生活的质量，希望能获得舒适快感的衣著，以及卫生健康的居住环境。

对于各种各样的纺织品的要求越来越高，特别是安全、安心、舒适、健康、卫生、清洁等“绿色”观念的形成，使纺织品的抗菌、防霉、防臭后整理加工愈发受到人们的重视。

近年来，抗菌研究的重点已经从保护纺织品免受细菌侵袭转移到保护环境和使纺织产品的使用者免受细菌侵袭。

消毒剂材料提供了一个几乎立即，但短期的除菌方法，而抗菌剂则设计成能够提供长效除菌功效的产品[1]。

对于涤纶、锦纶、腈纶等疏水性纤维，只需保护表面即可。

而棉、粘胶、天丝（Lyocell）等亲水性纤维，总是含有水分，故需进行更深层次的后整理。

2．微生物的种类及生长因素
我国南方地处亚热带气候，天气温暖潮湿，细菌、霉菌等微生物繁殖旺盛，物品易产生腐败、发霉、并释放臭味，使人类面邻不舒服的感觉，不但降低生活品质，而且还造成疾病。

一般而言，微生物对于人体服装的不良影响有：使纤维材料变色；纤维脆化分解，强力下降；易感染疾病；婴幼儿易得皮肤病；老年人易得褥疮。

为了达到安全、卫生耐久的抗菌、防霉、防臭的后整理加工，必须符合下列条件；卫生效果显著；能持久地固着在织物纤维上；对人的生理机能无影响；后整理加工不损伤纤维材料；后整理加工简单、便宜；无色、无臭但鉴别容易[2] 。

2．1微生物的种类
显微镜下的微细生物总称微生物。

微生物的侵害一般是指腐朽菌（担子菌）及霉菌，霉菌是指水中的鞭毛菌，陆地上的接合菌、子囊菌、半知菌。

抗菌防霉后整理主要针对半知菌、接合菌、子囊菌。

在自然界中真菌类微生物在空气、水中、土壤中大量存在。

一旦在纺织品上满足其生长发育条件就大量繁殖。

从而造成变色、污染劣化、变质等，产生腐败、发酵、及不舒服的臭味。

图一、生物界之微生物（——表示微生物，*表示霉菌）
根据微生物生长繁殖而造成的不良影响如下：臭味的影响，主要由黄色葡萄球菌、大肠杆菌、尿素分解菌造成；对身体的不良影响：香港脚（白藓菌）、褥疮、绿浓菌等；使纤维变色脆化的不良影响；变色（异霉菌）、脆化等；浮游在空气中，对人体的不良影响：青霉菌、黑皮霉菌等。

2． 2微生物的繁殖与生长因素
二分裂菌类最普遍的生殖方法为（1→2→4→8→16），许多菌体繁殖速度极快，每隔20—30分钟即分裂一次，形成新菌体。

微生物的发育、繁殖必须满足一定的环境条件：如营养、水分、氧气、温度、PH 值等。

（1）营养：微生物的细胞引进所吸收的各种营养物质，经氧化分解形成能量提供细
胞进行增殖。

此种营养主要有C 6H 12O 6、C 12H 22O 11、CO （NH 2）2、胨、NH 4+、NO 3-、酶以及P 、Mg 、Ca 、Co 、
Cu 等微量元素和维生素。

（2）水分：所有的微生物在缺少水分下均不能存活，故对于维生素纤维、蛋白质纤维（蚕丝、羊毛）等而言，由于其固有的回潮率很高，所以应特别注意深层次的后卫生整理。

（3）氧气：微生物根据所需氧的状况分为：好氧菌、厌氧菌及通性菌。

其中好氧菌的分解反应如下：
a 、有机物氧化
b 、细胞物质的合成
c 、细胞物质的氧化
厌氧菌的分解反映如下：
（4）温度：微生物通常生存温度范围为0—75℃，大部分为25—40℃。

（5）PH 值：微生物大部分的最适PH 值是7—7.5的中性至微碱性区域。

3． 抗菌防霉防臭剂的种类及杀菌机理
一般的抗菌防霉剂是指能阻止细菌及霉菌增殖或杀死细菌及霉菌的作用。

它的种类众多，其杀菌机理也不尽相同，主要分以下几类：
（1）、细胞质、细胞膜功能的阻碍主要包括：水杨酰替苯胺类、季胺类、脂肪族胺类、异硫氰酸盐类、咪唑啉类。

（2）DNA 生物合成的阻碍主要包括：2—苯骈咪唑胺基甲酸甲脂、1-（丁基胺甲酰）-2-苯骈咪唑胺基甲酸甲脂、1、2-双-（3-甲氧基羰基-2-硫代胺基甲酰胺）苯等有机物。

（3）氧化磷酸化的阻断剂主要包括：卤化酚类、硝基酚类、异硫氰酸盐类、4、5、6、7-四氯-2-三氟甲基苯骈咪唑等有机化合物。

（4）电子传递系的阻断物主要包括：硝基呋喃、羧基类、氧羧基类、3-（2、4-二氯苯基）-L-1-二甲基脲、三丁基锡化合物、4-氯丙酰替苯胺等。

(5)酶中巯基的阻害剂主要有：硫代三氯烷基化合物、四氯异钛青、二硫代二烷基胺基甲酸盐、三丁基锡化物、硫代异氰酰类、铜
化物、砷化合物、10，10’--氧基双酚氧基胂等[3]。

（6）形成螯合物主要包括：8-羟基喹啉、8-羟
基喹啉铜、二硫胺基甲酸酯类等化合物。

3．1细胞壁生物合成的阻断
一般的细胞由脂质、蛋白质等复合而成，外层被细胞膜包覆。

而细菌、丝状菌、高等植物等在细胞膜的外侧，还存在具有保护效果的细胞壁，以承受外界和内部的压力，并强化细胞。

细胞壁的成分主要有：纤维素、甲壳质、聚缩氨酸糖化物等。

细胞壁生物合成阻断剂就是阻碍破坏植物病原C x H y O z +O 2 酶 CO 2+H 2O+Q C x H y O z +NH 3+O 2 酶 新细胞质+CO 2+H 2O+Q 酶 细胞物质+O 2 CO 2+H 2O+NH 3+Q 酶 C x H y O z N w n （CHON ）+mCH 4+tCO 2+rH 2O
菌细胞壁之构成成分的生物合成，使细胞产生变形，破裂而导致病原菌死亡。

3． 2细胞膜生物合成的阻断及细胞膜构造的破坏
细胞膜长于细胞表面，膜层厚约70-100Å。

细胞膜具有细胞内外物质选择性渗透之功能。

通过酶的作用产生重要生化反应，在细胞分裂时也扮演重要角色。

细胞膜的主要成分为：蛋白质、脂质（类固醇）、卵磷脂、磷脂糖等构成。

细胞膜生物合成阻断剂，就是阻碍破坏细胞膜的构成成分的生物合成，特别是脂质的生物合成，以阻止细胞膜的生长，导致细胞死亡。

常用的有类固醇及卵磷脂生物合成阻断剂。

3．3 DNA 生物合成阻断及细胞分裂的阻断
各种生物细胞的染色体中均有脱氧核糖核酸DNA ，这种双螺旋结构担负着传递遗传基因的作用。

四种碱基A 、G 、T 、C 、依次排列，影响DNA 的特性。

通常细胞分裂时，以一条DNA 链节的模板进行复制，从而生成新的DNA 链节。

另外伴随着复制的过程，细胞质开始变化，从新的细胞膜的形成，而完成细胞分裂。

DNA 生物合成阻断剂，就是要阻止破坏DNA 的生物合成。

例如抗菌剂（Novobiocin ）能亲合DNA ，与复制过程中的合成酶形成复合体，阻止DNA 的复制。

而细胞分裂阻止剂，则是阻止细胞的分裂，抑制细胞分裂时纺锤体的形成，从而阻碍纺锤体的形成，达到阻碍细胞分裂。

3．4蛋白质生物合成的阻断
蛋白质不仅是生物体的主要构成物质，而且还是生物体内促成生化反应的酶的主要成分。

由于构成蛋白质的氨基酸的排列不同，而赋予多样性。

在细菌、霉菌中其蛋白质都有一定构造，一旦发生变性，其功能会丧失贻尽。

蛋白质生物合成阻断剂，就是阻断破坏蛋白质的合成路径，使生物生存必需的蛋白质无法合成，而导致其死亡。

3．5能量代谢的阻断
对于生物体而言维持生命所必须的各种物质的合成、化学反应、运动等均需要能量的供给。

而将糖类、脂类、蛋白质进行生物代谢能产生能量及ATP 。

其中还包括三羧酸循环（TCA ）、呼吸链氧化、氧化磷酸化等过程。

而能量代谢的阻断剂可分为三种：
（1）HS-酶的阻断
生物的能量代谢过程中，酶扮演着重要角色，如糖酵解（EMP ）、TCA 等均有酶的参与，而酶中大多含有-SH 基。

若能使酶-SH 活性消失，则能停止能量代谢。

从而使细菌不能获得ATP 。

目前的酶-SH 阻断主要针对巯基（-SH ）进行氧化、置换、附加、不溶化反应来降低酶-SH 的活性。

反应式如下：
a 、氧化反应：
b 、置换反应：
c 、附加反应：
d 、不溶化反应：
（
2）电子传递体系的阻断
自TCA 循环中被脱下的H ，随着电子传递体系的氧化-还原将电位较高的电子受容体依次还原，最后把酶还原并产生水，并获A TP 。

电子传递体系阻断剂，就是要阻断破坏呼吸链电子传递体系中电子的流动，使伴随的氧化磷酸化功能消失，导致生物无法获得ATP 而死亡。

（3）氧化磷酸化的阻断
呼吸链电子传递体系所产生的能量，存在于线粒体中，可由ATP 合成酶而获得ATP ，反应式如酶-SH + 电子受容酶-S-S 酶 + 还原型电子受容
酶-SH + R-X （烷基化剂） 酶-S-R + HX
酶-SH + -N=C=S （酶-S ）n M + nH +
酶-SH + M n+
下：ADP+H 3PO 4
ATP 合成酶 A TP+H 2O 氧化磷酸化的阻断，就是要阻止由呼吸链电子传递所产生的能量，使其不能提供氧化磷酸化反应，而无法获得A TP 。

例如PCP 及DNDC 等苯酚类，具有强烈的阻断功能。

4．防臭机理
解决除臭历来从两方面着手，一是消除臭源，二是附加香味。

其中最行之有效的办法是去除臭分子的来源，以获防臭的效果。

消臭机理主要有物理吸附和化学反应。

物理吸附存在再放出的问题，而化学反应，则应考虑化学药剂本身的安全性及反应后产品的有害性问题。

一般来说化学反应由于是配位键及共价键吸着，故臭分子不会再放出，所以是一种较好的除臭方法。

恶臭的主要来源为：
NH 3、H 2S 、CH 3-S-CH 3、CH 3-SH C 2H 5SH 等硫化物及氮化物。

过渡金属可与上述
分子形成配位键结合，特别是上述分子中均含有孤对电子对，故除臭效果极好。

另外过渡金属对SO 2、HCl 、Cl 2等也具一定效果。

5.抗菌防霉防臭后整理加工技术
目前在纺织品中应用最长效的抗菌剂主要有三种：即Triclosan 基产品，由瑞士汽巴公司生产其
商品名为I rgaguard 。

银基产品，也称AgION 技术，1995年开发成功，为日本公司生产[4]。

而硅氧
烷基产品最成功的要数美国道·考宁公司（Dow Corning ）生产的DC 5700有机硅接技抗菌整理剂。

棉布与DC 5700浸渍加工[5]，
加工时间（min ）：0，10,20,30,45,60
加工温度（℃）：20,40,60,80
加工浓度（o.w.f ）：0,1,2.5，5,10,15,20
6.抗菌防霉防臭后整理加工效果检测法:
采用标准菌种,即美国AATCC 测试方法90指定的金黄色葡萄球菌，广泛分布于自然界中。

为化脓性疾病、食物中毒、腐败酸臭、汗臭之原因菌。

利用菌类显色剂INT ，与正常存活的菌类反应，由于试验菌本身的酶具有还原作用能使显色剂INT 的结构发生改变，由无色变成红色，因而显色量愈多，表示存活菌类数量愈大，INT 结构如下：
[H]
将FDA肉汁于37℃下培养18-24小时的标准菌，用FDA肉汁加以稀释到475nm下测得其吸光度为0.7。

在50ml试管中加入10ml的生理盐水，将前已浸渍DC5700但加工条件不同的加工布（1.8X1.8mm2）加入试管中，后滴入0.1ml，吸光度为0.7的试验菌，转动并振荡5min后，立即加入0.05%的INT试剂2ml，经过15min后，以波长525nm测其吸光度即可得出结论。

其最佳加工为：温度40—80℃，时间为30—60min，PH为5—7，加工溶液浓度为5—10%o.w.f[6]。

7．结束语
如今抗菌防霉防臭后整理已不再只停留在袜子的加工上，而是扩展进入到运动衣、帽子、学生服、围裙、游泳衣、手术衣、手帕、安全帽内衬、毛巾、裤衩、窗帘、地毯、褥垫、衬布、盖布、墙纸、床单、睡衣、口罩、书包、帐篷、鞋子以及外科手术用品上。

参考文献
1.侯永善.染整工艺学(第二册)[M].北京:纺织工业出版社1985.157-160
2.Textile world[J]，2002，(2)：42-45
3.五味渊礼三."サンタ"一口二SS.N 防菌.防臭效果[J].加工技术Vol.17 No.7， 17-18
4. 荒井贤治. “抗菌防臭加工、消臭加工の现状” [J]纤维加工Vol.38 No.9. 26-28
5. 渡部七郎“纤维制品の抗菌加工” [J]加工技术Vol.17 No.7，.51-52
6. 弓削治. “抗菌防臭加工ほ施し太纤维制品の效果试验方法につしヽて” [J] 纤维科学Vol.27 No.II,37-39
作者简介：陈一飞.男.浙江海宁,1964-,大学，高级讲师.主要从事化学、染整工艺教学及染料性能、后整理等方面的研究.。