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1、- 1 -高耐洗高耐洗涤涤性抗菌棉性抗菌棉纱纱的制的制备备和工和工艺艺研究研究 董红霞 （上海洁宜康化工科技有限公司，上海，200333) 摘要：摘要： 本文采用新型抗菌整理剂 JYK ABDO-100，通过对多种抗菌处理工艺进行了试验，得到了 可制备具有高抗菌性能和耐洗涤性的适当抗菌处理工艺，即：皂洗水洗 抗菌（抗菌整 理剂 JYK ABDO-100：3g/L，5030min）固色（FIX-ET：2g/L， 5020min）柔软 （SA-120：3g/L; 4020min）挤水烘干（100） 。处理得到的抗菌棉纱的抗菌率均大 于 99.9%，经 5 次 AATCC 135-2004 洗涤之后
2、，抗菌率仍均大于 99.9%，并通过 JIS L-1902 2008 的抗菌标准，产品已大量出口。 关键词：关键词：抗菌；棉纱；耐洗涤；工艺研究 引言引言 随着工业的迅速发展和人民生活水平的提高,人们对生活质量要求越来越高，对环 境与自我健康日益重视，因此抗菌纺织品已逐渐受到消费者喜爱。抗菌纺织品的应用范 围广泛，如家纺产品、袜类产品、内衣、运动服、室内装饰品、特殊工作服和医院、食 品加工和制药工作服、病号服以及包装材料。从“非典”爆发以来的几年间，国际和国内 市场上对抗菌类纺织品的消费需求量都一直保持良好的发展势头。棉纤维是纺织品中应 用量最大的一种纤维，棉纤维及其织物的抗菌处理对于人们的生
3、活水平的提高和改善具 有重要的意义。 目前纺织品，尤其是棉织物的抗菌处理大多集中在后整理工序，通过浸轧（浸渍）、 焙烘的工艺来完成，加工的方式也主要是以面料为主，在棉纱上成功进行抗菌整理的报 道比较少，而达到高耐洗涤抗菌处理的报道则更少。本文采用具有广谱抗菌性能和安全 性能的新型抗菌整理剂 JYK ABDO-100，通过优化抗菌处理工艺和严格控制生产操作， 研制和生产出了具有高耐洗性的抗菌棉纱，已经通过了 AATCC 100-2004 和 JIS L 1902- 2008 的双重标准检测，产品远销欧美等国。1 试试 验验1.1、试验材料与设备、试验材料与设备 纱线：纱线：40S/2 全棉色纱（
4、市售） ； 助剂：助剂：抗菌整理剂 JYK ABDO-100、固色剂 JYK FIX-ET（上海洁宜康）； 柔软剂 SA 120（市售） ；酒精（市售、工业级） ；醋酸（99.8%，工业级）等。 仪器和设备：仪器和设备：AD-24 型常温振荡小样机（广东精湛染整设备厂有限公司） ； Datacolor SF600X 型测色配色仪；Setra EL-410 型电子天平（无锡衡宏） UV-2802PC 紫外可见分光光度计（尤尼克（上海）仪器有限公司） ； SW-12 型耐洗色牢度试验机（无锡纺织仪器厂） ； Y571B 型耐摩擦色牢度试验仪（温州纺织仪器厂） ； Y802N 型恒温烘箱（常州第二纺
5、织机械厂） ； 1.2、后处理工艺（活性染色后处理，染色部分略）、后处理工艺（活性染色后处理，染色部分略） 1.2.1 皂洗水洗 抗菌（抗菌整理剂 JYK ABDO-100:5030min） 固色（FIX- ET:2g/L：5020min）柔软（柔软剂：4020min）挤水 烘干（100） 。1.2.2 皂洗水洗 固色（FIX-ET:2g/L; 5020min）抗菌（抗菌整理剂 JYK ABDO-100：5030min）柔软（柔软剂：4020min）挤水 烘干（100） 。 1.2.3 皂洗水洗 固色（FIX-ET: 2g/L;5020min）柔软（柔软剂:4020min） 抗菌（抗菌整理剂
6、JYK ABDO-100:5030min）挤水 烘干（100） 。- 2 -1.2.4 皂洗水洗 固色（FIX-ET:2g/L;5020min）柔软、抗菌同浴处理（抗菌整 理剂 JYK ABDO-100、柔软剂: 5030min）挤水烘干（100） 。 1.3、测试方法、测试方法 1.3.1 抗菌性能的测定（送抗菌性能的测定（送 SGS 检测，按检测，按 AATCC 100-2004 执行）执行） 根据产品最终市场的不同，抗菌性能的检测采用如下两种标准进行：AATCC 100- 2004 和 JIS L-1902-2008（定量法：菌液吸收法） 。 1.3.2 抗菌剂的固着率抗菌剂的固着率 取
7、抗菌处理之前和之后的抗菌处理液和抗菌残液，分别用酒精稀释 100 倍，并在 200-400nm 紫外光范围内的最大吸收波长处测定处理液和残液的吸光度，并按如下公式 计算抗菌剂在棉纱上的固着率： 固着率（A0A1）/A0100 其中:A0:处理液在最大吸收波长处的吸光度；A1:处理液残液在最大吸收波长处的吸光度。1.3.3 抗菌耐洗性测试抗菌耐洗性测试 送 SGS 上海分公司检测，按照 AATCC 100-2004 和 JIS L1902-2008 两种测试标准 测试试样的抗菌性能。洗涤方法按 AATCC 135-2004，进行水洗 5 次，具体水洗条件如 下：（1）A（i） ，在，在 4lb
8、的负荷和的负荷和 85的温度下机洗，正常循环，滚筒烘干。的温度下机洗，正常循环，滚筒烘干。 1.3.4 耐洗色牢度，按耐洗色牢度，按 AATCC 61-2007 执行执行 1.3.5 耐摩擦色牢度，按耐摩擦色牢度，按 AATCC 8-2007 执行执行 1.3.6 柔软性柔软性 对于抗菌处理后的成品纱线进行手感评定，用 15 级表示，1 为最差，5 级为最 好。2 结果与讨论结果与讨论 2.1 抗菌处理工艺的选择抗菌处理工艺的选择 采用 4 组规格为 40S/2 经过染色的灰色棉纱线，分别按照 1.2.1、1.2.2、1.2.3 和 1.2.3 的后处理工艺进行处理，经织袜机织成针织物后，然后
9、送至 SGS 上海分公司按照 1.3.1 和 1.3.3 的检测方法分别测试 4 组织物的抗菌率、5 次水洗后的抗菌率，具体测试结果 见下表。 表 2.1 不同后处理工艺的抗菌率比较 抗菌率（）抗菌率（）未水洗未水洗5 次水洗次水洗抗菌处理抗菌处理 工艺工艺金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 ATCC 6538 克雷伯氏肺炎杆菌克雷伯氏肺炎杆菌 ATCC 4352金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 ATCC 6538 克雷伯氏肺炎杆菌克雷伯氏肺炎杆菌 ATCC 43521.2.199.999.999.999.91.2.299.999.989.397.11.2.397.698.285.789.61.2.49
10、5.898.184.588.3 从上表的结果来看，经先抗菌再固色和柔软的工艺处理的棉纱的抗菌率及经 5 次水 洗后的抗菌率都大于 99.9，抗菌性能及耐洗涤性十分优良，满足对抗菌性能和耐洗涤 性能均要求极高的客户的要求。 经先固色再抗菌和柔软的工艺处理的棉纱的抗菌率大于 99.9，但水洗 5 次后抗菌 率降低较明显，尤其是对金黄色葡萄球菌的抗菌率还低于 90%，不能满足对抗菌性能 和耐洗涤性能均要求极高的客户的要求。 经后面两种后处理工艺处理的抗菌棉纱的抗菌率均较低，完全不能满足客户的高要- 3 -求，所以本文决定采用 1.2.1 的工艺对棉纱进行抗菌处理。 经分析，由于抗菌整理剂 JYK A
11、BDO-100 是高分子的抗菌剂，主要是采用吸附的 方式进入棉纤维内部以及包覆在纱线的表面，如果在进行抗菌处理之前，先行进行其它 的处理，纱线的表面已经附着上其它的化合物，则将直接减少棉纱或棉纤维对抗菌剂的 吸附和吸收，进而影响到棉纱的抗菌性能和耐洗性能。棉纱经过柔软整理后由于在表面 吸附有机硅，表面张力比较小，阻止了对抗菌剂的吸附和吸收；如抗菌和柔软同浴处理 会形成两者竞争吸附的态势，抗菌剂吸附的量也有限，造成抗菌剂的大量浪费，而且会 影响到纱线的手感；先进行抗菌处理再进行固色、柔软，则可以使抗菌剂优先吸附在纱 线的表面和纤维的内部，抗菌剂在纱线表面和纤维内部的吸附量可以达到饱和，同时之 后
12、的固色工序会进一步使抗菌剂固着在纱线的表面，保证了抗菌的耐洗性，但对后面的 手感会有一定的影响，需要筛选和优化柔软工艺。 2.2、抗菌剂用量的确定、抗菌剂用量的确定 按照 1.2.1 的后处理工艺，在不同的抗菌剂用量下，进行抗菌棉纱的处理，处理后 的抗菌率测试结果如下表所示： 表 2.2 不同抗菌剂用量时的抗菌性能比较 抗菌率（）抗菌率（）未未 水水 洗洗5 次次 水水 洗洗抗菌剂用量抗菌剂用量 （%，owf）金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 ATCC 6538 克雷伯氏肺炎杆菌克雷伯氏肺炎杆菌 ATCC 4352金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 ATCC 6538 克雷伯氏肺炎杆菌克雷伯氏肺炎杆菌
13、ATCC 43522.595.297.578.380.5399.999.999.999.9499.999.999.999.9 从上表看出，抗菌剂的用量低于 3.0%（owf）时，抗菌棉纱的抗菌率和洗涤之后的 抗菌率均较低，不能满足客户的高要求。 当抗菌剂用量达到 3.0%（owf）时，抗菌棉纱的抗菌率和耐洗涤性能均十分优良 （99.9%），满足客户的高要求。当用量超过 3.0%（owf）时，抗菌棉纱的抗菌率和 耐洗涤性能均大于 99.9%。满足客户的要求。但是从成本和手感等各方面综合考虑， 确定抗菌剂用量为 3.0%（owf）。 2.3、 抗菌剂的固着率抗菌剂的固着率 按照 1.3.2 的测试
14、方法对抗菌处理之前和之后的抗菌处理液和残液进行吸光度测试，其中 A0：0.666，A1：0.214，从而得到抗菌剂的固着率为 67.9%，这说明抗菌整理剂 JYK ABDO-100 对棉纱具有较高的固着率。 2.4、抗菌处理对色光的影响、抗菌处理对色光的影响 分别采用灰色、黄褐色、卡其色、藏青色和黑色等颜色的色纱按照 1.2.1 的工艺进 行抗菌后处理，并采用 Datacolor SF600X 型测色配色仪测试处理前后纱线的变色等级， 测试结果见表 2.3。 表 2.3 抗菌处理对棉纱色光的影响颜色颜色 评定评定灰色灰色黄褐色黄褐色卡其色卡其色藏青色藏青色黑色黑色变色等级/级4.5444.54
15、评判结果合格合格合格合格合格表 2.3 中数据说明，经抗菌处理后的棉纱的色光未发生明显变化，对色光没有影响。- 4 -2.5、抗菌处理对各种色牢度的影响、抗菌处理对各种色牢度的影响 将 2.4 中经过抗菌处理前后的棉纱按 1.3.4 和 1.3.5 的方法进行耐摩擦色牢度和耐洗 色牢度的测试，测试结果见表 2.4。 表 2.4 抗菌处理前后对纱线色牢度的影响 灰色灰色黄褐色黄褐色卡其色卡其色藏青藏青黑色黑色牢度牢度 颜色颜色前前后后前前后后前前后后前前后后前前后后干摩4.54.5444.543.5444耐摩擦色牢度湿摩4444443.53.53.53原样变色44444.54.54444棉沾44
16、4.54.5444444耐洗色 牢度毛沾44444.54.54.54.544 从表 2.4 可知，棉纱经过抗菌处理前后的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度基本没有变化， 这可能是抗菌处理后在纱线表面形成包覆，对纱线表面的染料形成一定的保护层，抗菌 剂和活性染料之间无强的作用力，染料不会发生明显的泳移现象，故各项摩擦色牢度和 耐洗涤色牢度基本不受影响；抗菌剂本身的颜色遮盖力极低，也不影响棉纱本身的变色 牢度。 2.6、抗菌处理对棉纱及其织物手感的影响、抗菌处理对棉纱及其织物手感的影响 将藏青色和黑色棉纱采用 1.2.1 的抗菌处理工艺进行抗菌处理，并与常规未经抗菌 处理的棉纱进行比较，结果发现手感较硬、较涩，经分析这主要是由于抗菌整理剂 JYK ABDO-100 优先吸附于纱线的表面阻碍了柔软剂的吸附，同时由于抗菌整理剂 JYK ABDO-100
