徐 奕，周衡书，刘晋夫，钟文燕

(1.湖南工程学院纺织服装学院，湖南 湘潭 411104；2.湖南省新型纤维面料及加工工程技术研究中心，湖南 益阳 413000;3.湖南莎丽袜业股份有限公司，湖南 益阳 413000)

天然系抗菌纺织品的开发进展

徐 奕1,2，周衡书1,2，刘晋夫2，3，钟文燕1，2

(1.湖南工程学院纺织服装学院，湖南 湘潭 411104；2.湖南省新型纤维面料及加工工程技术研究中心，湖南 益阳 413000;3.湖南莎丽袜业股份有限公司，湖南 益阳 413000)

归纳了天然系抗菌纺织品具备安全性高，对人体无毒害、无刺激，环保性能好等诸多优势。从天然系抗菌纤维、天然系抗菌染料和天然系抗菌剂三个方面，详细论述了天然系抗菌纺织品的抗菌原理以及开发进展，生产工艺复杂和产品耐热性差是天然系抗菌纺织品生产面临的主要难题。

天然系 抗菌纺织品 开发 进展

在人们的生产生活中不可避免地接触到各种病毒、细菌和真菌等微生物，这些微生物不仅污染环境，而且还导致许多疾病的产生，严重的威胁了人类的身心健康。随着人们生活品质的提高和卫生意识的不断增强，抗菌问题受到了人们的高度重视，而纺织品作为人不可或缺的必需品，是这些微生物的良好生存之地，同时也是疾病的重要传播源。在这些前提下，抗菌纺织品应运而生，在消除异味、防止细菌滋生和减少皮肤传染病等方面满足了广大消费者的需求。

目前，抗菌纺织品可分为三类：天然系、无机系和有机系。区别于无机系和有机系，天然系抗菌纺织品的高安全性，对人体无刺激、无毒害，环保性能好，使其成为了抗菌纺织品开发和应用的首选。

1 国内外研究进展[1-3]

最早使用的抗菌纺织品可以追溯到4000年前的古埃及，他们使用的是抗菌植物浸渍布匹，从而保存木乃伊。现代抗菌纺织品的研究则以Domag的研究为起点，1935年Domag报告了用季铵盐处理后的服装具有抗菌的功能。第二次世界大战时，德国人用季铵盐处理军服降低了伤员的感染率。直到1950年，抗菌织物才在民用产品中开始推广。

抗菌纺织品大致经历了三个发展阶段。 第一阶段是从1955年 至1965 年，称为抗菌纺织品的孕育时期，许多人开始认识到抗菌纺织品的可行性和实用价值，积极参与研究开发工作，抗菌纺织品“Sanitized”开始投放市场。第二阶段是从1965年至1975年，称为抗菌纺织品的应用时期，应用前期，抗菌纺织品的抗菌效果是人们追求的重点，当时用于抗菌纺织品的抗菌剂主要是有机金属化合物类、氯代酚以及含硫化合物类等强抗菌性化学物质，这些抗菌剂在抗菌纺织品用量虽然较少，但效果显著；应用后期，人们开始关注抗菌纺织品的安全性，美国的环保局和食品医药局最先发现部分有机金属化合物以及含硫化合物会破坏人体的细胞和组织，从而引起皮肤炎症和皮肤斑疹，同时也开始了对抗菌剂的安全性进行检验。接着日本也在1973年制定了关于抗菌纺织品安全性能的有关规定，并实施食品、药品、生活用品、纺织品等安全性检验，停止使用部分有机金属化合物类有害物质。针对抗菌强度和对人体安全的矛盾为第二阶段的主要发展方向，研发安全性高的抗菌纺织品也成为了下一阶段的重点。第三阶段始于1973年美国Dow Corning公司的DC -5700 型抗菌剂的开发成功，耗资高达一亿美元以上，与此同时，DC -5700 型抗菌剂的开发成功也使得抗菌与安全两种性能同时得到社会的认可。1975年得到美国环境保护局和食品医药局的批准，开始投放市场。这一阶段称为抗菌纺织品的发展时期，各种新型抗菌剂及制备工艺不断涌现。从此，抗菌纺织品开始了稳步发展。尤其是在1980年以后，国内开始大量对于抗菌纺织品进行研究。1990年至今，抗菌纺织品领域的研究重点转变为以纤维加工方式赋予最终织物抗菌性能，替代以后整理工艺为主的抗菌织物产品，抗菌纤维和织物的耐洗涤性能进一步提高。

2 天然系抗菌纺织品的性能特点

2.1 高度的安全性

天然系抗菌纺织品就是本着成分天然、安全性高，因此天然系抗菌纺织品具有高度的安全性。

2.2 资源的多样性

天然系抗菌纺织品是将天然成分从纺织品成形的各个工艺中选择性添加，其种类繁多，有天然抗菌纤维、天然植物染料、天然抗菌剂，这些就涵盖了动植物、微生物以及矿物，因此来源较为广泛。

2.3 高效而广谱的抗菌性

天然系抗菌纺织品不仅对金色葡萄球菌、大肠杆菌等细菌有良好的抗菌效果，也对黑曲霉、毛霉菌等霉菌有抗菌效果，大部分对皮肤真菌也有抗菌效果，天然动物类抗菌性甚至对耐药性细菌也有抗菌效果。同时，很多天然抗菌物质的微量存在便能灭杀霉菌类微生物。

2.4 绿色环保

天然系抗菌纺织品均使用的是天然抗菌物质，丢弃和排放后的抗菌物质会自然分解，不会产生有害物质，更不会对环境造成污染。

3 天然系抗菌纺织品的抗菌机理及进展

3.1 天然抗菌纤维

3.1.1 麻类纤维

麻类纤维的抗菌机理有两个方面：第一，麻类纤维中含有的麻甾醇、鞣质等有效的天然抗菌物质，这些抗菌物质的微量存在足以灭杀霉菌类微生物；第二，纤维韧皮部的木质素是一种网络结构，纤维表面粗糙，有许多裂缝和孔洞，内表面积大、孔隙多，许多裂缝和孔洞的内部和外部的纤维纵向和横向分布连接，富含氧气使厌氧菌无法生存[4]。

目前，北京麻世纪流行面料研发有限公司开发了一种包芯麻纱线并将其与高纱支麻纱线混纺应用于内衣[5-6]；江苏芗菲服饰有限公司将莫代尔、罗布麻、甲壳素按5：4：1的比例进行合股开发了一种罗布麻多纤混纺针织面料，并将其应用于夏季服装[7]；苏州摩维天然纤维材料公司开发了一种蚕丝麻纤维混合填充芯料，并将其应用于被子的填充[8]。

3.1.2 竹纤维

竹纤维由于工艺不同分为竹原纤维和竹浆纤维。竹纤维的强度高、弹性好,具有很好的耐磨性和悬垂性[9]。竹子在其生长过程中无需任何农药，竹子依然没有受到虫蛀，也没有腐烂，就是因为竹子自身含有一种名为“竹醌”的抗菌物质。

目前，南通锦悦服装设计有限公司将竹纤维面料和中药材纤维面料以棉线连接固定开发了竹纤维保健枕套[10]；纯维卫生用品有限公司将竹纤维无纺布用于卫生巾开发了一种竹纤维抗菌卫生巾[11]；湖南莎丽袜业股份有限公司将自己开发的一种全竹纤维应用于袜子[12]。

3.1.3 甲壳素纤维

甲壳素分子中有带正电的氨基，氨基会吸附细菌,使细菌细胞壁膜蛋白变性,阻碍细菌生长；同时,甲壳素苷键断裂,阻止细菌内外物质的传递,使细菌内部组织外露而死亡。因此，甲壳素具有极佳的抗菌性能[13]。

目前，山东滨州亚光毛巾有限公司将棉纱外表设有环形甲壳素纤维层开发了甲壳素纤维抗菌毛巾[14]；苏艺强发明了一种甲壳素纤维纸尿片，是将甲壳素纤维作为亲水无纺布内层从而达到亲肤抗菌的功效[15]；紫罗兰家纺科技股份有限公司将甲壳素纤维与涤纶短纤一定的比例混合作为枕芯开发了一种甲壳素纤维保健枕，解决了全涤枕芯有异味等问题[16]。

3.2 天然抗菌植物染料

天然抗菌植物染料不仅颜色种类繁多而且其成份也多样化，抗菌机制也因此不同。如姜黄中含有的姜黄素是一种很强的抗氧化剂，从而达到抗菌的目的；大黄中含有的大黄素等是蒽醌衍生物；板蓝中的有效成分是多种色胺酮类化合物；黄连(黄色)主要抑菌成分为黄连素(小檗碱)[17]； 黄芩(黄色)的有效成分是多种黄酮类化合物；石榴皮中含有多种抗菌活性物质，主要包括鞣质(多酚)、黄酮类、糖苷、生物碱和有机酸等[18]；紫草中的有效抗菌成分是紫草素类化合物。

目前，祝洪哲发明了纯天然中草药植物染料加工的生态自洁护肤面料，是将大黄、板蓝，姜黄等作为染料上染麻纤维、棉纤维等纤维素纤维再经过特殊工艺整理以后的面料[19]；盐城纺织职业技术学院对改性后的莫代尔纤维、牛奶纤维采用大黄染料进行媒染染色，并将纤维混纺制成纱线应用于抗菌、保健内衣面料中[20]。

3.3 天然抗菌剂

通过提取天然物质中有效的抗菌成分作为天然抗菌剂，并将其加入到纺织品的工艺过程中，从而得到天然的抗菌纺织品。

3.3.1 天然动物类抗菌剂

天然动物类抗菌剂是通过提取动物体内的有效抗菌活性物质，如甲壳素和壳聚糖、蛋白质类、高分子糖类等，其来源也十分丰富。目前较为广泛研究应用的动物源抗菌剂是壳聚糖和蛋白质类。蛋白质类大部分是提取的昆虫抗菌性蛋白质，它是纺织工业利用生物技术的一个方面，从昆虫中分离出的抗菌蛋白约有150种以上，昆虫对环境适应能力很强，对细菌、病毒等微生物的侵袭有很强的抵抗力。从它们体内分泌出的抗菌性蛋白质不仅具有耐热性、广谱的抗菌性，同时对耐药性病菌也有一定作用。

3.3.2 天然植物类抗菌剂

天然植物类抗菌剂不仅种类繁多而且其结构也多样化，因此其作用机制也各不相同，其作用机制主要包括以下几种：破坏或者能够降解病原菌细胞壁；破坏细胞质膜以及膜蛋白质结构，使细胞内容物泄露；使细胞质发生凝聚；减弱质子运动力。但每一种作用机制并不都是独立进行，可能会相互影响相互作用，其中任何一种机制的反应都可能会受到另一种机制的反应物或产物的影响[21]。

3.3.3 天然微生物类抗菌剂

天然微生物类抗菌剂是通过提取微生物中的抗菌活性物质，包括微生物自身的代谢产物。由于不同种的微生物的代谢产物其抗菌作用不同，使得天然微生物类抗菌剂在实际应用中并不广泛。目前，天然微生物类抗菌剂多用于抗生素中，尚未在纺织品领域的实际应用中使用。

3.3.4 天然矿物类抗菌剂

天然矿物类抗菌剂来源于矿物质中的有效抗菌成分，有胆矾，雄黄等。胆矾能够抑制化脓性球菌、痢疾杆菌和沙门氏菌等细菌的生长；雄黄能够灭杀多种皮肤真菌、肠道致病菌等。矿物被广泛作为药物类应用，但是尚未作为抗菌纺织品在实际生活中应用。日本目前推出了一款名为“Melma”纤维的加工方法，该方法是将天然矿物粉碎成粉末，并将其固着于纤维内部。用这种方法生产的纺织品具有皮肤保护功能，织物特性良好，而且对过敏症有良好的阻挡效果[22]。

4 存在的主要问题及发展趋势

天然系抗菌纺织品虽然来源广泛，且资源价格相对低廉，但是天然系抗菌纺织品的工艺过程相对较为复杂，有些抗菌物质会在工艺过程中被破坏，降低了抗菌物质活性，且大部分天然抗菌物质的耐热性相对较差。

我国天然系抗菌纺织品目前仍然处于前期探索阶段，远没有达到饱和状态，在很长一段时期内，天然系抗菌纺织品的独特优势将使其在我国保持高速发展状态，并且进一步朝着国际化的方向发展。生产工艺复杂和产品耐热性差是天然系抗菌纺织品生产面临的主要难题。

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[6] 北京麻世纪流行面料研发有限公司.一种麻面料内衣：中国，204058787U[P]. 2014-12-31.

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DevelopmentProgressofNaturalAntibacterialtextile

XUYi1,2,ZHOUHeng-shu1,2,LIUJin-fu2,3,ZHONGWen-yan1,2

(1. School of Textile and Garments, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104;2. Hunan Provincial New Fiber Fabric and Processing Technology Research Center, Yiyang, 413000;3.Hunan Shali Hosiery Co., Ltd, Yiyang 413000)

The advantages of natural antimicrobial textile were summarized such as high safety, no toxicant, no stimulation to the human body and environment-friendly property. The antibacterial principles and development progress of natural antibacterial textile were discussed in detail from three aspects: natural antibacterial fibers, natural antibacterial dyes and natural antibacterial agents, the complex production process and poor heat resistance property of the products were the main problems of natural antimicrobial textile production.

natural series antibacterial textile development, progress

2017-09-05

徐奕(1993-)，女，硕士研究生，研究方向：纺织材料与纺织品设计。

周衡书(1967-)，教授，硕士生导师。

TS106,TS195

A

1008-5580(2017)04-0134-04