葛爱雄，张旭东，赵艳娇，郝天琪，邢 宇，汪君英

1.新兴际华（北京）材料技术研究院有限公司，北京 100000；2.际华集团股份有限公司系统工程中心，北京 100160；3.博富科技股份有限公司，江苏昆山 215300；4.浙江新建纺织有限公司，浙江绍兴312000

0 前言

随着新冠疫情的爆发及国家对其采取的系列应对措施，抗菌纺织品再次成为了市场卖点，也成为当下研究热点[1]。军队属性特殊，执行任务环境复杂，极端环境下对日常生活用品尤其贴身防护产品要求高，因此，抗菌纺织产品及其可靠性、安全性的研制成为首要任务。研发军用抗菌纺织品对保障个人健康和维持部队战斗力具有重要的现实意义。

我国军队于2001年首次正式列装“01裤衩”和“01弹力袜”两个抗菌产品，两个品种均为纳米银系抗菌丙纶/棉混纺产品。由于银系抗菌丙纶抗菌能力不足，需对棉进行抗菌整理，以实现广谱抗菌性能及防臭性能。若抗菌剂使用量较大，会导致产品使用初期个别敏感体质人员偶有局部皮肤过敏现象。从实际使用效果看，产品初期抗菌性能明显，但多次洗涤后抗菌性能下降。

2010年代后期，我军改进并装备了“07夏袜”、“07 冬袜”和“07 裤衩”。其中，“07 夏袜”和“07 裤衩”为银系抗菌锦纶/汉麻/棉纤维混纺，“07冬袜”与“01 弹力袜”技术方案相同。从部队试穿反馈建议看，产品外观设计较2001年产品有所改善，但抗菌效果并无明显改善，且共性问题仍然存在，即银为重金属，银离子一旦进入人体后难以代谢，存在安全隐患。因此，开发符合军用使用环境的安全性新型抗菌产品迫在眉睫。

依据“十四五”规划建议，为扩大原料的绿色抗菌剂使用占比，经调研发现氧化锌来源广泛、价格低廉、耐高温（不分解、不变色）、无毒无害，已被广泛应用于纺织领域[2-4]。常见的纳米氧化锌抗菌纤维主要有抗菌涤纶纤维、抗菌锦纶纤维、抗菌羽绒和抗菌再生纤维素纤维等[5]。多项研究表明，纳米氧化锌抗菌剂处理后的抗菌涤纶纤维，其内部的纳米氧化锌在高温条件下不会迁移到纤维表面而发生大量损失[6]，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌仍有90%以上的抗菌率，综合性能已全面超越传统的抗菌材料。此外，涤纶纤维表面的营养物质含量低于棉纤维等天然纤维，易生细菌数量少、存活时间短，能进一步增强抗菌性能[7]，但其舒适性不如棉纤维。本文针对抗菌涤纶/棉纤维混纺织物，开发了军用抗菌面料，以期应用于军需床上用品领域。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料采用抗菌涤纶纤维和棉纤维。抗菌涤纶纤维经抗菌涤纶母粒纺丝而成。针对床上用品的使用要求，采用涤纶长丝和短纤两种抗菌纤维，通过与棉纤维混纺达到抗菌、吸湿、改善皮肤触感以及基本强度等要求。

抗菌剂：纳米氧化锌。

试剂：氢氧化钠，分析纯；磷酸氢二钠，分析纯；磷酸二氢钾，分析纯。

1.2 织物组织

抗菌涤纶纤维与棉纤维的混纺比为50/50，具体规格及设计预设效果见表1。

表1 织物规格及设计预设效果

1.3 生产工艺

采用分散/还原染料体系，平幅轧染工艺。

生产试验及测试表明，氧化锌抗菌纤维可以耐受常规染整加工，对抗菌性能无明显影响。为尽可能达到较高的色牢度和颜色稳定性，采用分散/还原染料体系，平幅轧染工艺。结果表明，其生产工艺与普通涤棉织物相同，适于批量生产。

1.4 测试方法

1.4.1 理化性能测试

研发面料的断裂强力采用GB/T 3923.1—2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》，耐洗色牢度采用GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》标准中规定方法进行测试。

1.4.2 抗菌性能测试

取一定活性的革兰氏阳性菌：金黄色葡萄球菌（ATCC 6538）；革兰氏阴性菌：大肠杆菌（ATCC 29522）；真菌：白色念珠菌（ATCC 10231）。

灭菌的肉汤于（37±1）℃培养20～24 h，量取适量培养好的接种菌悬液，并将其稀释成1×109～5×109cfu/mL 待用，抑菌率及抗菌耐久性测试参照FZ/T 73023—2006《抗菌针织品》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 外观效果及触感分析

4种规格织物的实物及编号图片见图1。1#为平纹织物，2#为人字斜纹织物，3#为小提花织物，4#为交织斜纹织物。1~3#拟作为被罩、枕套面料，为浅棕绿色；4#拟作为床单面料，为白色。

图1 4种织物规格实物图

以目测法进行评测，按美观程度由高到低排序，依次为2#、4#、3#、1#。其中，2#人字纹布面平整，花纹清晰；4#交织条纹条道偏小，布面平整度不如2#；3#小提花纹路不清，特色显现不明显；1#平纹外观较为普通。

这4 种规格织物按触感舒适程度由高到低排序依次为2#、1#、4#、3#。其中，2#人字纹细腻滑爽、触感舒适；1#平纹外观平整、较舒适、手感偏硬；4#交织条纹条道细腻滑爽，触感较为舒适；3#小提花手感较为粗糙。综上所述，2#织物外观与触感评测结果最为突出。

2.2 物理性能指标分析

4种织物物理性能指标测试结果见表2。

表2 4种织物物理性能测试结果

3#小提花织物因经纬结构不同导致经纬向强力差异较大外，其他物理性能指标均较理想。

2.3 色牢度性能指标分析

4种织物色牢度性能测试结果见表3。

表3 色牢度性能测试结果

4种织物的耐热压色牢度、耐洗色牢度、耐汗渍色牢度和耐干色牢度均为4-5级，耐湿摩擦牢度3-4级。若染后皂洗、还原清洗不够充分，织物表面可能存在少许沾色。染料在水洗和干摩擦状态下不产生明显脱落，可正常使用；在水洗湿摩擦状态下会发生少许颜色脱落现象。

2.4 抑菌率效果分析

4种织物水洗50次的抑菌率测试结果见表4。

表4 四种织物水洗50次的抑菌率测试结果

测试结果显示，抑菌率均为AAA 级，满足相关标准。其中，4#交织条纹织物的抑菌率最高。其直接使用了抗菌长丝涤纶纤维，并且表面没有被棉纤维覆盖，较多抑菌纤维本体存在于织物表面。本文采用氧化锌抗菌剂，在纺丝前将其混入母粒中，属于非溶出型抑菌方式，纺丝加工成织物后仅对直接接触纤维的菌落发挥抑菌作用。该种抑菌原理目前较为倡导，可以避免织物成为传播病菌的媒介，同时，不会破坏健康皮肤表面原有菌落状态的平衡，有助于维持人体抵抗力。2#人字纹织物的白色念珠菌抑菌率为72%，相对其他品种的抑菌率较低，其原因与纱线及织物自身结构有关。

3 结论

（1）本文研制的抗菌涤纶/棉纤维混纺织物的抑菌率达到国家标准AAA级。

（2）采用氧化锌为抗菌剂，能够实现抑菌和保障人体安全的双重效果。

（3）2#人字纹织物试样的触感评测结果最好，为最佳外观和触感款式。

（4）4#交织条纹织物的抑菌率最好，这说明抗菌纤维较多暴露在织物表面的织物结构更利于提高抑菌性能。