Cleancool_纤维抗菌性能检测及安全性评述

2010年第 10期 检测与 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 Cleancool R纤维既改进了沟 槽状纤维截面的三维立体形状，大 幅度提高了产品的吸湿速干效果， 又在纤维内部加入了银基抗菌物 质，能迅速杀死引起汗臭味的金黄 色葡萄球菌以及其他有害病菌，如 肺炎杆菌、大肠杆菌等。同时，由于 其杀菌功能具有非溶出性特点，不 会伤害有益菌、 不会刺激感染皮 肤，可时刻保持肌肤的凉爽、清洁。 针对抗菌性能的评定，国内外 已制定出一系列的评价标准，并经 过多年的研究和发展进行了逐步 完善，常用的标准有 FZ/T 73023— 2006《抗菌针织品》、GB/T 20944— 2007《纺织品抗菌性能的评价》等， 但这些方法各有差异，适用范围不 同。 抗菌纺织品抗菌机理的不同， 在不同的抗菌测试方法下，有着相 去甚远的结果和评价。 1 抗菌的基本概念 抗菌是一个泛指名词，包括灭 菌、杀菌、消毒、抑菌、防霉、防腐等 （广义抗菌）。 抑菌和杀菌作用的总 和为抗菌（狭义抗菌）。 防止或抑制微生物生长繁殖 的作用叫做抑菌。 杀死微生物营养体和繁殖体 的作用叫做杀菌。 将物体上所有微生物（包括病 原菌和非病原菌）的繁殖体和芽孢 全部杀灭，叫灭菌。 灭菌方法很多， 主要有物理和化学两大类。 应用较 多的有高温高压灭菌法和化学药 物灭菌法。 只能杀灭一般病原微生物的方 法，叫消毒。消毒通常只对细菌的繁 殖体有效，而对芽孢无杀灭作用。具 有消毒作用的药物称为消毒剂。 防腐指采取一定措施防止物 品性能因微生物的破坏而下降的 过程和技术。 用以杀灭或抑制微生物生长 的制剂叫杀菌剂。 杀菌剂中的“杀 菌” 并不一定需要把微生物杀死。 大多数的杀菌剂对微生物只起到 抑制其生长和增值的效果；效果大 小取决于杀菌剂的浓度和杀菌时 间。 2 抑菌剂或防腐剂用于抑菌的药 物 银是人体组织内的微量元素 之一， 微量的银对人体是无害的， WHO 规定银对人体的安全值为 0.05 mg/kg以下， 饮用水中银离子 的限量为 0.05 mg/L。 银的抗菌机理主要为金属离 子作用和光催化作用。银的化学结 构决定了银具有较高的催化能力， 高氧化态银的还原势极高，足以使 CleancoolR纤维抗菌性能检测及 安全性评述 张复全，郭金福 （上海兴诺实业有限公司，上海 200233） 摘要：介绍了CleancoolR（康纶）纤维的吸湿速干、抗菌性能，概述了纺织品抗菌性能检测方法和安全 性的范畴。 重点论述了CleancoolR纤维的抗菌性能测试方法对比分析，不同的测试方法各有差异，适用范 围不同，抗菌纺织品不同的抗菌机理，在不同的抗菌测试方法下，有着相去甚远的结果和评价。 阐述了 CleancoolR纤维因兼具抗菌性能和吸湿速干的特点，宜选择菌液吸收法测试，CleancoolR纤维的非溶出性， 不但符合了FZ/T 73023—2006《抗菌针织品》的抑菌圈≤5 mm的规定，而且其抑菌圈为零，安全性佳。 关键词：检测与标准；CleancoolR纤维；吸湿排汗；抗菌性 中图分类号：TS 101.92+1 文献标志码：B 文章编号：1000-4033（2010）10-0058-04 作者简介：张复全（1963—），男，讲师。 主要从事纺织材料学教学及新型纺织品的研发工作。 58· · 2010年第 10期 检测与标准 其周围空间产生原子氧。原子氧具 有强氧化性，可以灭菌。 Ag+可以强 烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯 基（—SH），迅速与其结合在一起， 使蛋白酶丧失活性， 导致细菌死 亡。 当细菌被 Ag+杀后，Ag+又由细 菌尸体中游离出来，再与其他菌落 接触， 周而复始地进行上述过程， 这也是银杀菌持久性的原因。据测 定， 水中含 Ag+为 0.01 mg/L 时，就 能完全杀死水中的大肠杆菌，能保 持长达 90 天内不繁衍出新的菌 丛。 银的保健作用：白银有杀菌作 用，食物用银餐具盛放不易发酵变 酸； 银化合物可冶疗烧伤包敷伤 口。 Cleancool R纤维在纺丝中添 加了 0.3%～2.0%的纳米级的银粉 源，其杀菌、抑菌效果持久，对人体 无害，对皮肤无刺激性，具有很高 的化学稳定性和热稳定性，可以经 受 1 300 ℃高温，且不易变色；粉体 粒径小，粒度分布均匀，比表面积 大， 能永久地与高分子材料相结 合，化学稳定性好。在较宽的 pH值 范围内化学性能稳定，能经受表面 活性剂多次洗涤， 其抗菌力不下 降。 Cleancool R纤维具有很强的广 谱抗菌效果，对革兰氏阳性和革兰 氏阴性菌种都具有非常好的抗菌 效果，抗菌率达到 95％以上，对霉 菌也具有 80％以上的抑菌率。 3 纺织品抗菌性能测试方法 抗菌纺织品最重要的性能指 标是抗菌性， 其测试方法和评判有 许多，抗菌性的测试方法中，发展较 早的是日本和美国， 最有代表性且 应用较广的是美国的 AATCC 试验 法和日本的工业标准。 我国也已对 抗菌性纺织品提高了关注程度，相 继出台了 FZ/T 73023—2006 《抗菌 针织品》和 GB/T 20944—2007《纺 织品抗菌性能的评价》两项标准。 根据国内外学者的研究［1-3］，人 体皮肤表层存在 3 类菌群：常驻菌 群（保护人体免受有害微生物侵袭 的屏障）、过路菌群（致病菌或条件 致病菌）、共生菌群（对常驻菌群有 支持作用， 对过路菌群有抵抗作 用）。 这 3 类菌群与皮肤共同构成 一个动态平衡的微生态系统，一旦 平衡被打破，即可能导致皮肤感染 或其他疾病。 因而，在进行抗菌性 能的评价中，菌种的选择必须具有 科学性和代表性。 3.1 菌种选择 自然界和人体皮肤及黏膜上 分布最为广泛的菌种 ［4-6］如表 1 所 示。 金黄色葡萄球菌是无芽孢细 菌中抵抗力最强的致病菌，可作为 革兰氏阳性菌的代表。大肠杆菌分 布非常广泛，是革兰氏阴性菌的典 型代表。白色念珠菌是人体皮肤黏 膜常见的致病性真菌，对药物具有 敏感性，具真菌的特性，菌落酷似 细菌而不是细菌，但又不同于霉菌 （霉菌不可计数），具有酷似细菌的 菌落，易于计数观察，常作为真菌 的代表。黄曲霉、黑曲霉、球毛壳菌 则常作为霉菌的代表用于防霉性 能测试。 目前，大多数标准都选用金黄 色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠 菌分别作为革兰氏阳性菌、革兰氏 阴性菌和真菌的代表。而欧美发达 国家， 因其生活环境水准条件缘 故，往往将肺炎克莱伯氏菌作为革 兰氏阴性菌的典型代表。 3.2 测试方法 测试方法主要分为定性法和 定量法。 定性方法主要有晕圈法 （琼脂平板法、 琼脂平皿扩散法）、 平行划线法等。定量方法主要有奎 因法、吸收法、振荡法、转移法、转 印法等。 3.3 抗菌效果的结果表示 在抗菌效果的表示方法上，主 要有百分率和对数值两种表示方 法。 AATCC100 《纺织品抗菌测 试》、FZ/T 73023—2006 《抗菌针织 品》、GB/T 20944.3—2008 《纺织品 抗菌性能的评价》即是用百分率表 示抗菌活性，JIS L 1902—2002《纺 织制品抗菌活性和效率的测试》、 ISO20743—2007《抗菌整理纺织品 的抗菌性能测定》则是用对数值表 示抗菌活性 ；GB/T20944.2—2007 《纺织品抗菌性能的评价》 采用了 百分率和对数值两种方法表示抗 菌活性。 用百分率表示抗菌活性的相 对结果便于理解，但由于菌液是以 几何级数方式稀释的，用百分率表 示抗菌活性的高低会使样品的抗 菌性能的高低与最终计算出的百 分率不成平行的正比关系。由于未 规定评价基准，所得数据只有在较 高的百分比（>90%）或极低时（接 近 0）才有较好的重现性，而这并未 被一般人员所了解，检测结果容易 被人误解。 采用对数值来计算抑 （静）菌 活性值及杀菌活性值，并以此表示 抗菌性能，消除了以几何级数方式 稀释细菌带来的影响，并明确给出 了评价基准， 使评价结果更加可 表 1 自然界中存在的主要菌种 项目 分类 菌种 细菌 革兰氏 阳性菌 金黄色葡萄球菌、巨大芽孢 杆菌、枯草杆菌 革兰氏 阴性菌 大肠杆菌、荧光假单胞杆菌 真菌 霉菌 黑曲霉、黄曲霉、变色曲霉、 桔青霉、绿色木菌、球毛壳 菌、宛氏拟青霉 癣菌 白色念珠菌、 石膏样毛癣 菌、红色癣菌、紫色癣菌、铁 锈色小孢子菌、孢子丝菌 59· · 2010年第 10期 检测与标准 靠。 但是，用对数差值表示抗菌活 性不能一目了然地体现样品的相 对抗菌性能［7］。 另外 ，FZ/T 73023—2006 《抗 菌针织品》按不同的洗涤次数及对 应的抗菌性能（抑菌率），将抗菌针 织品分成 A 级、AA 级和 AAA 级 3 个抗菌等级，这种分级方式对 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 抗菌纺织品市场具有积极的意义， 但该分级方式缺乏足够的依据，同 时该标准推荐选用 3 种不同的定 量方法，并统一用抑菌率来评价不 同类型的抗菌产品，也缺乏科学性 和可比性，存在较大的争议［7］。 ISO20743—2007《抗菌整理纺 织品的抗菌性能测定》的 3 种定量 方法都采用抗菌值表示抗菌活性， 将方法的有效性直接引入抗菌活 性的表示公式，在验证方法有效性 的同时， 评定样品的抗菌活性，不 失为一种科学的表示方法。常用的 抗菌效果的表示公式如公式 1-公 式 5所示。 抑菌率=（Ct-Tt）/ Ct×100% （1） 抑菌值=lg Ct-lg Tt （2） 杀菌率=（C0-Tt）/ C0×100% （3） 杀菌值=lg C0-lg Tt （4） 抗菌值=（lg Ct-lg C0）-（lg Tt- lg T0）=F-G （5） 式中：C0为标准对照样接种后立即 洗脱；Ct为培养一定时间后测得的 活菌数平均值；T0为抗菌整理布样 接种后立即洗脱 ;Tt 为培养一定时 间后测得的活菌数平均值；F 为标 准对照样的细菌增长值；G为抗菌 整理布样的细菌增长值。 4 纺织品抗菌安全性 根据国内外抗菌纺织品技术 的发展经验，经抗菌处理的织物在 符合纺织品基本条件的前提下，还 应符合以下条件：能较好地抵抗微 生物在织物中的生长繁殖； 耐常 规洗涤；无特殊颜色和气味；对皮 肤无刺激性和致敏性；长期穿着不 应有任何毒副作用；不影响皮肤黏 膜的微生态平衡。 纺织品后整理所用的抗菌剂可 分为溶出型和非溶出型两大类 ［8］。 溶出型的抗菌剂用交联树脂固着 在纤维上， 抗菌物质缓释但不均 匀，此类产品抗菌效果虽好，但会 影响到皮肤层的菌类，所以无论从 安全性还是从织物抗菌作用的耐 久性考虑，这类抗菌剂不是最佳选 择。非溶出型抗菌剂则与纤维上的 羟基、 氨基起反应而与纤维结合， 稳定性强、缓释速度均匀，故只触 及织物纤维被污染的微生物，绝少 接触到皮肤黏膜，相应具有较高的 耐久性与安全性。 抗菌纺织品的穿着不应以破 坏人体皮肤黏膜的微生态环境为 前提，若长期穿用溶出大量抗菌药 物的纺织品，皮肤上的各种微生物 都被杀灭，皮肤的微生态平衡将遭 到破坏，就会对人体的健康安全带 来威胁。 因此，对人们长期穿用的 日用抗菌纺织品，不应与医疗用抗 菌织物产品混为一谈，片面强调产 品的杀菌（或抑菌）效果。 在 FZ/T 73023—2006《抗菌针 织品》中规定了用晕圈法评价抗菌 纺织品所用抗菌剂溶出安全性的 测试方法。一方面可对抗菌剂的溶 出性进行判断，另一方面为抗菌纺 织品的安全性提供判定依据。其中 规定：按照标准程序洗涤一次后测 试，若抑菌圈宽度>1 mm，可判定 为溶出型抗菌织物；反之，若抑菌 圈宽度≤1 mm 判定为非溶出型抗 菌织物，从而为选用合适的试验方 法提供依据。FZ/T 73023—2006《抗 菌针织品》 规定经洗涤一次后，用 晕圈法测试溶出性，要求抑菌圈宽 度不得大于 5 mm。 抗菌剂是生产抗菌织物的关 键，由于抗菌处理的纺织品与人体 密切接触，故应参照医学上的卫生 毒理检验数据判定抗菌剂是否合 格。 对于化学纤维及合成纤维材 料为主的织物，这类纤维材料抗菌 整理的难度较高，难以控制抗菌剂 的溶出性。 因而，原料型的银离子 抗菌化学纤维，其内在银源粉具有 良好的非溶出性及很高的化学稳 定性和热稳定性，可经受 1 300 ℃ 高温，且不易变色；粉体粒径小，粒 度分布均匀，比表面积大，能永久 地与高分子材料相结合，化学稳定 性好。 在较宽的 pH值范围内化学 性能稳定，能经受表面活性剂多次 洗涤，其抗菌力不下降，从而保证 了贴身衣物的安全性。 纺织品重金属的来源是其加 工时使用的部分染料与助剂，天然 纤维也可能来源于环境污染，除此 之外，一些用重金属成分制成的抗 菌剂的应用，会造成纺织品的重金 属污染。抗菌纺织品上含有的重金 属，多数属于游离状态，虽然其溶 出性并不高，但长期应用可能对人 体造成危害。 抗菌纺织品应符合《国家纺织 产品基本安全技术规范》 的规定， 甲醛含量、pH 值等考核指标应符 合生态纺织品的相关规定，这些都 是国家强制性标准条款内容，抗菌 纺织品也必须执行。一般由纺织品 生产厂家提供每批抗菌产品的相 关测试报告。 5 Cleancool R纤维的抗菌性的测 试方法和评价 Cleancool R纤维因其独有的原 料具有吸湿速干和抗菌除臭的功 能，比较适合用菌液吸收法来测试 其抗菌性能。 Cleancool R纤维内在 均匀分布的银离子，具有非溶出性 和缓慢迁移性， 若采用振荡法，其 60· · 2010年第 10期 检测与标准 测试数据的重现性不稳定，若用晕 圈法测试，则抑菌圈宽度为零。 在消毒学与临床抗菌素应用 的药物敏感性试验中 ［9-10］，评价是 否存在抗菌作用时，是以抑菌晕圈 大于 7 mm 判断为有抗菌作用，反 之则认为没有抗菌作用 。 FZ/T 73023—2006《抗菌针织品》标准中 规定日常用抗菌纺织品的抑菌圈 不得大于 5 mm， 这是一个经比较 而得到的结果，是目前掌握的各种 常用抗菌剂的品质，经平衡而确定 的数值，并没有严格的经过皮肤微 生态学试验所确认。虽然目前进行 了初步的试验 ［11］，结果给予了初步 的支持，但仅仅是开始。 从理论上说，日常用抗菌纺织 品的溶出性越小越理想，即抑菌圈 越小越理想。 Cleancool R纤维的持 续抗菌性能和非溶出性，符合 FZ/T 73023—2006《抗菌针织品》 A 级规 定，且抑菌圈为零，符合抑菌圈宽 度 ≤5 mm 的 规 定 ， 按 照 ISO 20743—2007《抗菌整理 纺织品抗 菌性能测定》 测试， 其抑菌率≥ 99%。 纺织品抗菌性能的测试方法 与实际穿着或其他应用、 洗涤方法 与实际应用尚有相当的距离 ， Cleancool R纤维纺织品， 用常规检 验方法连续洗涤 50次或以上，样品 放置 120 h后， 因纤维内在银离子 的平衡迁移，其表面被连续洗涤，使 水溶的银离子得到充分修补， 抗菌 性能的衰减也得到了恢复。 6 结束语 当前关于抗菌纺织品抗菌性 能的评价，存在着多种方法并行的 局面，因不同的标准，其方法不同， 试验条件各异，导致产品检测结果 相互间没有可比性，也导致了各企 业、各国之间的检测结果无法实现 互认。 ISO20743—2007《抗菌整理纺 织品的抗菌性能测定》的发布实施 有利于相关抗菌纺织品按照统一 的标准进行检测和比较，有利于促 进抗菌纺织品的国际互认，拓展国 内外市场。随着人们对抗菌纺织品 的深入了解和认知，人们不但开始 有针对性地、系统地来测试及评价 各类抗菌纺织品，而且，在制定和 完善抗菌标准时，尽可能涵盖到抗 菌纺织品的安全性。 另外，在关心纺织品抗菌性能 的同时，还应充分关注并逐步积累 纺织品用抗菌剂的毒理检验数据， 加强对细菌耐药性的研究，在确保 消费者安全的基础上，不断开发环 保、安全、高效、稳定的抗菌剂和抗 菌纺织品。 参考文献 ［1］康白 . 微生态学 ［M］.大连 ：大连出 版社，1988. ［2］熊德鑫 . 现代微生态学［M］. 北京： 中国科学技术出版社，2000. ［3］熊德鑫. 功能性纺织品与人体皮肤 的微生态平衡［J］. 针织工业，2006（8）： 13-18. ［4］高春朋，高铭，刘雁雁，等.纺织品抗 菌性能测试方法及标准［J］.染整技术， 2007，29（2）：38-42. ［5］赵雪，展义臻.抗菌纺织品的性能测 试方法［J］.上海毛麻科技，2009 （1）：31- 36. ［6］秘志刚，梁小荣，李铁忠 .纺织品抗 菌整理的评价和效果测试 ［J］.非织造 布，2007，15（2）:32-34. ［7］吴颖，王建平.功能性纺织品的评价 方法与标准化现状（一）［J］.印染，2007 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