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井喷式增长的抗菌纺织品,哪些纺企拔了头筹?

来源 : 纺织科学研究 | 作者 : 纺织科学研究 | 时间 : 2020-08-01

突如其来的新冠肺炎疫情让人们对于生命健康有了新的认识,在“后疫情时代”愈发关注抗菌、抗病毒等新技术,对具有此类功能的纺织品也更加注重。而疫情发生以来,纺织企业也在不断加强抗菌、抗病毒功能纺织品的研发,帮助消费者筑起一道有效的“保护屏障”。

从纤维到终端应用

抗菌纤维

新乡化纤股份有限公司组织科研人员攻关,成功研制了超强高效抗菌再生纤维素纤维。国家纺织制品质量监督检验中心提供的检验报告显示,该抗菌纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率超过99%,远高出抗菌纤维国家标准的抑菌指标。该纤维是在纺丝原液中添加了绿色高效抗菌材料制作而成,纤维物理指标与常规纤维相同,用该纤维制作的面料耐洗涤,具有持久抗菌效果。

抗菌面料

南山智尚公司一直致力于高档男装面料的研发,不久前,其成功研发出全效抗菌羊毛面料能隔绝多种病毒细菌。羊毛纤维是一种天然的蛋白质纤维,更是纺织纤维中的佼佼者。(NASA)美国国家航空航天局公布的一项研究中,羊毛以其天然的高度透气性、抗异味、阻燃和自然调节温度等优势从众多材质中脱颖而出,被选为最适合宇航员在太空中贴身穿着的纤维。这款NanshanHealthcare抗菌羊毛面料采用对羊毛纱线的高新处理技术纺织而成。除保证羊毛面料产品独有的优势外,这款面料产品能够阻挡多种细菌,通过物理杀菌的方式达到AA级防护效果,且可安全接触皮肤。基于可持续性和绿色发展理念,该面料使用“绿色”生物环境友好型抗菌技术,并且具备高耐洗性,由其制成的衣物在洗涤20次以上仍可达到70%~90%持续、高效的抗菌能力。

南山智尚研发的高档男装面料

山东如意毛纺服装集团面对疫情积极研究新产品,推出了抗菌防护系列产品,包括抗菌抑菌面料、以及抗病毒西装等,其中银离子和石墨烯抗菌防病毒系列产品已实现客户打样和批量生产。

抗菌儿童服装

国内童装知名品牌(MarColor)马卡乐采用优可丝®安泰贝抗菌纤维,推出了一系列带有抗菌功能的儿童服装。此次合作是抗菌纤维在童装领域的全新应用,助力童装向更时尚、更环保、更安全的方向迈进。通过注射纺丝技术将优可丝®活性抗菌物质均匀分散在纤维表面及内部,通过减缓细菌真菌在纺织品表面的生存几率达到抑菌效果。该系列产品在保证穿着舒适度的前提下,同时具有良好的水洗后抗菌效果,经专业严格测试,水洗50次后依然保持高效抑菌。

抗菌家纺产品

受疫情影响,人们越来越注重日常消费品对健康的影响,具有抑菌抗菌效果的产品将成为消费者长期关注的方向。毛巾等作为生活中常用的纺织品,健康安全性越发受到关注。

孚日毛巾

安全与健康一直是孚日家纺注重的产品硬性指标之一,在疫情之前,孚日家纺不少产品就使用了抗菌面料,有的是在产品面料纤维表面均匀添加了纳米银抗菌助剂,使其能够有效抑制多种病菌,如大肠杆菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌,经第三方专业检测,有效抑菌率最高可达99%。而孚日旗下品牌生活购(LIFECO)以抗菌为主题,专做竹纤维抗菌毛巾。毛巾以天竹纤维、竹棉混纺产品为主,具有天然的抑菌效果,可以有效抑制大肠杆菌等,抑菌率达到90%以上。疫情爆发后,该企业加强健康抗菌产品线的布局,推出如抗菌乳胶枕、抗菌套件等更多产品。

抗菌纺织品分类

抗菌纺织品缘何能抗菌、抑菌?这要从该品类纺织品的分类说起。目前来看,抗菌纤维大致可分为两大类:天然抗菌纤维和人工抗菌纤维,也就是说有些纺织品自带抗菌功能,而另一些纺织品是人为赋予了其抗菌抑菌功能。

天然抗菌纤维

一些天然纤维本身具有抗菌功能,其抗菌作用强,具有线性大分子结构,常见的有竹纤维、麻纤维、甲壳素与壳聚糖纤维、海藻纤维等。

竹纤维

竹纤维毛巾

竹纤维可分为竹原纤维和竹浆纤维。竹原纤维是采用物理方法,利用纯天然物质的浸出液,通过浸、煮、软化等多道工序,去除木质素及杂质后制成的;竹浆纤维是采用化学的方法,用碱法水解及分段精漂工艺制成的。竹纤维的抗菌性是因为纤维中含的天然抗菌成分“竹醌”。生活中的大部分细菌都是阴性的,而竹纤维当中的醌是阳性的,当它们相遇时就会产生阴阳相克,并且醌还能破坏细菌的细胞壁,使细菌的生存能力减弱,从而减少细菌的数量。

中国是最早研究竹纤维的国家,吉林化纤集团旗下的河北吉藁化纤有限责任公司是竹浆纤维的创始者,其注册商标为“天竹”。疫情期间,吉林化纤集团联合天竹联盟产业链下游的纺织企业,共同研发生产出新型防护口罩,其过滤芯层由无纺布和熔喷布组成,防护层采用具有天然抑菌性的竹纤维,可以防细菌、雾霾、汽车尾气、粉尘等。

麻纤维

麻纤维如苎麻、汉麻、大麻、亚麻、罗布麻等都具有天然抗菌和抑菌防臭功能。麻纤维的抗菌抑菌作用主要通过两种方式:一是独特的纤维孔腔结构,二是纤维中的抗菌化学成分。

汉麻纤维中含有大麻酚、大麻二酚、四氢大麻酚、大麻酚酸等一些天然物质,这些物质对多种细菌有明显的杀灭与抑制作用。所以,由汉麻纤维制得的纺织品具有吸湿、快干、防霉、抑菌等功效。近年来,随着汉麻的产业化,国内多家公司相继推出了各自的汉麻纺织品。其中,雅戈尔集团推出了“汉麻世家”品牌高档时装;孚日集团、洁丽雅等企业采用汉麻纤维混纺纱研制并生产了汉麻毛巾、床上用品、装饰布等系列家纺和家居产品;浪莎集团开发了汉麻系列袜;李宁、探路者等研发了汉麻运动和户外服装及鞋靴产品系列等。

华纺工业大麻面料

工业大麻具有立体微孔结构,比表面积大,能够抑制厌氧菌的存活,同时含有大量的酚类物质,能够有效杀灭部分细菌和霉菌。华纺股份有限公司针对消费者在不同场景中的使用需求,选用100%工业大麻或者工业大麻与多种纤维混合的方式,开发了系列抗菌面料。例如,采用经纬色纱、合股纱线,与小提花组织搭配,可得到双面异效风格的面料。该面料立体感强、层次丰富、透气散热,适合制作凉席、盖毯等产品。

甲壳素与壳聚糖纤维

甲壳素是一种天然生物高分子聚合物,是自然界中少见的一种带正电荷的碱性多糖,广泛存在于节肢动物虾、蟹的外壳,贝类、软体动物的外壳和软骨等。壳聚糖是甲壳素在碱性条件下加热后脱去N-乙酰基后生成的,一般与其他纤维混纺。多数研究认为,壳聚糖的抑菌性主要来源于分子链上带正电荷的取代基氨基。一般细菌的细胞常带有负电荷,带正电的基团与细菌蛋白质结合后使其改性并使细菌被絮凝、聚沉,从而抑制其繁殖能力。因此,将壳聚糖纤维纯纺或者与其他纤维混纺得到的纺织材料,具有优越的抗菌性能。

海斯摩尔应用于毛巾产品

海斯摩尔是山东华兴纺织集团有限公司用蟹壳提取的高纯度壳聚糖为原料,经湿法纺丝得到的纤维,对抑制真菌的生长和繁殖具有特殊功效,可广泛应用于女性内衣、婴儿服装、军袜、战靴里料、床上用品、面膜、尿不湿、纱布、绷带等领域。Soft kiss品牌使用自虾蟹壳中提取出的壳聚糖改性抗菌因子(或壳聚糖纤维),融合现代纺织技术,织造出了天然抗菌护肤毛巾。

海藻纤维

海藻纤维是以海洋中含量巨大的海藻为原料,经精制提炼出海藻多糖以后,再通过湿法纺丝深加工技术制得的生物质再生纤维。海藻纤维中含有微量的乳酸或低聚物,这些物质有抑菌作用。以金黄色葡萄球菌为例,测评海藻纤维的抑菌性,发现海藻纤维的静菌活性值和杀菌活性值远高于合格值以上。

海藻纤维

据了解,青岛大学经过十多年的不断研发攻关,攻克了海藻纤维工业化生产的系列关键技术难题,在国际上首次实现了纺织服装用海藻纤维的自动化、规模化生产。基于青岛大学科研团队的研究成果,青岛源海新材料科技有限公司建立了海藻纤维生产线。疫情期间,青岛源海勇于担当,全力生产海藻纤维,为下游口罩企业提供生产原料,助力口罩企业生产防霉抑菌口罩。此外,魏桥纺织创新生产加工技术,解决了海藻纤维面料无盐无碱染色等关键技术,开发出抗菌亲肤的环保面料。

人工抗菌纤维

人工抗菌纤维可以通过共混纺丝法、复合纺丝法、接枝改性法、离子交换法、湿纺法和后整理法等方法在纤维中添加抗菌剂,从而使纤维获得抗菌功能。这些抗菌剂包括从植物中提取的天然抗菌成分,如天然矿石、金属离子、石墨烯等。

添加天然抗菌成分

近年来,一些含有抗菌成分的植物,如芦荟、板蓝根、茶叶、艾草、薄荷等被逐渐用来制作抗菌纤维。例如,青岛邦特纤维有限公司以天然菘蓝的根(板蓝根)为原料,萃取其中的主要有效成分生物碱类、有机酸类和多种氨基酸类等,制成板蓝根提取物(粉末状),然后进行超细粉碎,做成介于纳米级和微米级之间的超细粉体,作为抗菌材料,制作具有抗菌功能的板蓝根纤维。宜宾惠美纤维新材料股份有限公司从天然茶叶中萃取茶黄素、茶红素、茶褐素等多种茶多酚类物质,并将这些物质均匀分散在纺织纤维内部,制备出茶纤维。由于茶多酚的有效成分具有天然抑菌、防臭等功能,所以该纤维及其制成品具有良好的抑菌效果。魏桥纺织开发了艾维抗菌系列纱线及面料,其中提供抗菌功能的是艾草抗菌竹纤维。该纤维是将艾草抗菌萃取物添加到竹浆纤维内而制成的一种新型抗菌纤维。德国Zimmer公司以Lyocell纤维的加工工艺为基础,在纺丝溶液中加入很细的海藻,开发出一种Seacell的活性纤维。这些海藻物质的添加,使纤维对金属离子具有良好的吸附能力,从而使纤维具备良好的抗菌功能。

艾维抗菌系列面料

此外,一些来源于动物的天然抗菌物质也被用于制作抗菌纤维。例如,恒天海龙研发的羊毛蛋白改性再生纤维素纤维,富含氨基酸,具有良好的护肤性能,抑菌性能持久。纤维中的蛋白氨基酸类是主要的抗菌物质,蛋白中的NH3+通过影响营养物质运输,破坏细胞壁起到抑菌杀菌作用。宜宾惠美线业有限公司采用过硫酸钾作为引发剂,引发甲基丙烯磺酸钠和壳寡糖(低聚壳聚糖)发生接枝反应,并且接枝后的壳寡糖带有磺酸基团,能够与纤维上的羟基发生反应,从而制备壳寡糖粘胶抗菌纤维。

添加金属离子

银离子具有氧化作用,在日常生活中常用于杀菌消毒。带正电荷的银离子与细菌蛋白酶中带负电荷的巯基发生反应,蛋白酶因巯基的丧失而迅速失去活性,从而导致细菌无法进行分裂繁殖而被杀灭。山东联润新材料科技有限公司有两款银系抗菌纤维,一种是XT2银纤维,将纯银添加到聚酯纤维芯层制成一种具有持久防臭功能的纤维;另一种是磁控溅射银纤维,利用磁控溅射原理制备纳米银粒子,再沉积在涤纶纤维表面,使金属粒子与纤维附着结合,得到银纤维。鲁丰织染有限公司运用陶氏化学仙护盾抗菌技术和瑞士海屹科HeIQ技术,开发出一系列具有持久抗菌、安全舒适的抗菌面料。其中仙护盾技术采用了专利智能化银离子控释技术,将低浓度的银离子送达织物表面,并在存在有害细菌的情况下将其激活,有效杀灭和抑制会导致织物纤维产生异味、腐败、腐坏和褪色的有害细菌。

微量铜离子能够攻击细菌的细胞膜、核酸、酶,破坏细胞蛋白质造成细菌死亡或丧失分裂增殖能力。北京中纺优丝特种纤维科技有限公司采用独特的母粒造粒技术及纺丝技术,使纳米级铜离子牢固地镶嵌在高分子成纤聚合物基体中,制得锦纶基铜离子抗菌纤维,赋予了纤维“高效、持久、广谱”的抗菌、防霉、自洁等优越性能。浙江银瑜新材料股份有限公司采用共混纺丝方法制备出铜离子涤纶抗菌长丝,抗菌粒子尺寸约200~500nm,具有高抗菌活性和耐久性。魏桥纺织通过对棉纤维改性,降低棉纤维的纤维素结晶度,再将铜离子交联到棉纤维中,最终使得棉纤维具有抗菌功能,颠覆传统抗菌技术主要应用在化纤领域的局限性。

锌带正电荷,细菌细胞带负电荷,当两者靠近时,锌离子会被细菌负电荷吸引,进而穿透细菌细胞壁,细胞壁被破坏后造成细菌死亡无法繁殖。赛得利采用注射纺丝技术将锌系抗菌物质共混入纺丝液中,经湿法纺丝工艺制备出锌系抑菌再生纤维素纤维。该纤维原料来源于生物质,具有纤维素纤维的优良特性,同时采用锌系生态抑菌,抑菌效果持久兼具除臭功能。林茨(南京)粘胶丝线有限公司采用复合纺丝法将40%赛得利抗菌纤维、30%棉、30%聚丙烯腈纤维制成抑菌纱线,产品依然对细菌、真菌等微生物具有抑制作用,并且纱线强力、疵点及毛羽等指标的性能优越。

添加碳材料

圣泉集团石墨烯口罩

石墨烯,是从碳材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一层或多层原子厚度的二维晶体,拥有非常优异和独特的物理性能和化学性能。济南圣泉集团股份有限公司推出的石墨烯(生物质)复合聚酯纤维是采用生物质石墨烯与聚合物共混纺丝制得的,不仅具有抗菌功能,还具有抗静电、远红外、防紫外线等特性,可应用于内衣、家纺、医疗护理等领域。疫情期间,圣泉集团使用生物质石墨烯SS复合无纺布作为口罩的亲肤层,可以提高无纺布抑菌和吸附能力,让防护效果更好。经权威机构检测,圣泉集团自主研发生产的一次性生物质石墨烯口罩通过美国FDA认证,获得出口美国准入资质。常州恒利宝纳米新材料有限公司以天然石墨为原料经特殊工艺制备功能化石墨烯,经原位聚合制备石墨烯改性锦纶切片,再经熔融纺丝制得石墨烯(天然)聚酰胺6纤维。该纤维同样具有抗菌功能,可用于运动服装、内衣、袜子等。不久前,常州恒利宝与福建永荣锦江股份有限公司就石墨烯聚酰胺6达成全方位战略合作,助力科学技术转化为巨大生产力,将石墨烯新材料更多地应用到服装服饰领域。

竹炭也可以作为抗菌材料应用于抗菌产品的开发,泉州海天材料科技股份有限公司经过800℃以上的高温从天然竹子中煅烧出白竹炭,再研磨成超细纳米粉体,将其融入涤纶中,生产出具有抗菌效果的白竹炭纱线;进而按照一定比例和人造棉以及氨纶混纺织造而成白竹炭面料,具有抑菌除臭、发散负离子和抗紫外线、蓄热保温、低碳环保等功能和特色,可应用于内衣、衬衫、T恤、袜子、运动休闲装、毛巾、床上用品等领域。经检测,该面料水洗前抑制金黄色葡萄球菌生长达99.1%(抗菌A级);水洗50次仍可以抑制白色念珠菌(64%)和大肠杆菌(97%)的生长。

索尼用稻壳制成了一种拥有独特微观结构的多孔隙碳材料——Triporous™。由于具有3种不同尺寸的孔隙,Triporous™很容易吸附大分子物质,例如高分子量有机化合物,这些物质难以用常规活性炭吸附,同时Triporous™还能够高速吸附低分子量化合物。目前,索尼已经开始向纤维和服装行业授权Triporous™,开发的产品将使用Triporous FIBER™作为商标。Triporous FIBER™不仅除臭功能持续时间较长,还能解吸洗衣过程中吸附的颗粒,从而恢复除臭能力,同时其还具有抗菌和抑菌作用,如抑制莫拉氏菌之类的细菌,这类细菌是半干的衣服中难闻气味的来源。

添加天然矿物

太极石是一种天然矽晶石英矿石,主体成分为SiO2,富含钛、钾、锗等多种微量金属矿物元素。太极石股份有限公司将太极石粉体经分散包覆等工艺制成分散稳定的纳米太极石悬浮液,再通过低浓度注射添加技术,将太极石悬浮液与纤维素磺酸酯溶液按照一定的比例进行纺丝,制备出矿物质太极石再生纤维素纤维,具有远红外、抗紫外、抑菌等功能,在家纺、服装等领域应用广泛,目前已经与劲霸、九牧王、利郎、罗莱、梦洁、爱慕等品牌合作研发下游产品。

太极石纤维素纤维面料

IR微元素技术是一种复合无机抗菌技术,在天然纤维和纱线上,加载天然矿物抗菌元素,实现抗菌目标,属于纤维前处理技术。天然纤维本身就拥有柔软舒适性、耐久性、透气性、纯净性等优点,棉等天然纱线经IR微元素技术处理后,纤维则更加柔软舒适,棉产品也不易僵硬板结。灭菌原理是游离式杀菌,遇到细菌能够有效释放杀菌,破坏细菌的细胞膜、细胞壁和细胞核,实现彻底杀灭细菌。基于该项技术,华纺股份有限公司开发了高耐水洗全棉抗菌产品。IR微元素抗菌面料通过纤维改性使抗菌有效成分渗透到纤维素分子里面,再通过技术方法将抗菌成分紧密地结合在纤维素分子里面,使得面料具有优异持久的抗菌性能。

其他抗菌技术

如今,越来越多的研究和生产企业加入到抗菌纤维和纺织品的研发当中,他们开发出各种新型的抗菌技术,不断满足消费者对抗菌抑菌的需求。由天安集团与中国科学院微生物研究所共同研发的禾素纤维,是一种以PHBV为基材的纯生物基抗菌纤维。其以玉米淀粉制造的葡萄糖为主要原料,通过大量培养微生物,并提取微生物体内的一种聚酯(类似于哺乳动物的脂肪)——PHBV,然后通过熔融纺丝制得该新型纤维。抗菌机理为在与细菌接触后,破坏有害菌的细胞壁,抑制细菌滋生,从而真正达到抗菌防臭的功效。该纤维抗菌效果持久,不会因为使用次数的增加而显著降低,并可抵抗“超级细菌”——耐甲氧西林金葡菌。

疫情发生以来,香港新河控股公司研发的“活性氧胶囊”专利技术用于口罩和纺织品,可以有效地阻止细菌和病毒的传播。这一功能将为产品拓展一些新的应用领域,尤其是抗病毒纺织品、防病毒口罩和医用纺织品市场。据新河控股市场总监介绍,多次实验测试表明,使用“活性氧胶囊”技术处理的纺织品对多种病毒具有明显的杀灭作用,无论是对有包膜的病毒还是无包膜的病毒。“活性氧胶囊”技术是一种强氧化剂的缓释技术,可以在自然环境下缓慢释放高氧化能力的活性氧。该技术可以将抗病毒功能植入到纺织面料纤维中,带来持久的抑制杀灭病毒的效果,而且具有耐洗涤的特点。由于该产品的使用不需要借助任何粘合剂,所以基本不会影响面料的舒适度和柔软度,不仅适合医用防护领域,同时也适合时装休闲领域。

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责任编辑:吴万玉

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