江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 南通 226007

抗菌阻燃整理對蘆薈改性黏膠纖維/棉混紡織物舒適安全性能的影響*

馬順彬陸艷陳彪劉嬋薛貝貝

江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 南通 226007

為研究抗菌阻燃整理對蘆薈改性黏膠纖維/棉混紡織物舒適安全性能的影響，設(shè)計(jì)并織造了一款蘆薈改性黏膠纖維/棉混紡織物，并對該織物抗菌阻燃整理前后的透氣性、透濕性、阻燃性、吸水性及抗菌性等進(jìn)行測試。結(jié)果表明：經(jīng)抗菌阻燃整理后，蘆薈改性黏膠纖維/棉混紡織物的透氣率和吸水率減少，透濕量增加，垂直燃燒損毀長度減少，抑菌值和抑菌率均高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。認(rèn)為：經(jīng)過抗菌阻燃整理后，蘆薈改性黏膠纖維/棉混紡織物的透濕性、阻燃性和抗菌性變好。

蘆薈改性黏膠纖維/棉混紡織物，透氣性，透濕性，阻燃性，吸水性，抗菌性

蘆薈改性黏膠纖維(以下簡稱蘆薈纖維)以其優(yōu)異的吸濕性、懸垂性等受到專家學(xué)者的廣泛關(guān)注，用其開發(fā)家用和服用紡織品已取得一定的成就，如王一群[1]采用棉/蘆薈纖維混紡紗線開發(fā)了大提花床品面料，趙博[2]采用蘆薈纖維/Coolplus/棉混紡紗開發(fā)了防羽布等。但有關(guān)抗菌阻燃整理對蘆薈纖維織物性能的影響研究還未見報道。

本文以蘆薈纖維/棉(50/50)混紡紗為經(jīng)緯紗，設(shè)計(jì)織造了一款蘆薈纖維/棉混紡織物，并對該織物進(jìn)行抗菌阻燃整理，測試并分析了整理前后蘆薈纖維/棉混紡織物的透氣性、透濕性、吸水性、阻燃性及抑菌性能，以期為開發(fā)高檔、舒適、安全的抗菌阻燃蘆薈纖維織物提供參考，促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品提檔升級。

1 織物規(guī)格與預(yù)處理

經(jīng)緯紗均采用蘆薈纖維/棉(50/50)混紡紗，組織結(jié)構(gòu)為平紋?？棾傻奶J薈纖維/棉混紡織物的規(guī)格為幅寬148 cm、經(jīng)緯紗線密度14.8 tex，經(jīng)紗密度433根/(10 cm)、緯紗密度276根/(10 cm)。

為避免蘆薈纖維/棉混紡織物坯布上的漿料及雜質(zhì)影響測試結(jié)果，需先對坯布進(jìn)行退漿處理，再在符合GB/T 6529—2008《紡織品 調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣中，對退漿處理后的蘆薈纖維/棉混紡織物進(jìn)行預(yù)調(diào)濕和調(diào)濕，以確保測試結(jié)果更為準(zhǔn)確。

2 抗菌阻燃整理

采用的抗菌防臭整理劑ATB9800和阻燃劑FPK8002皆由赫特國際集團(tuán)(上海公司)提供。

先在少量軟水中加入一定量的阻燃劑FPK8002，充分?jǐn)嚢?，并用稀燒堿溶液調(diào)節(jié)pH值至弱酸性；再加入當(dāng)前溶液體積80%的水，加入一定量的抗菌防臭整理劑ATB9800，攪拌，并用水稀釋至規(guī)定刻度。最終獲得阻燃劑FPK8002濃度為170 g/L、抗菌防臭整理劑ATB9800濃度為30 g/L的浸軋液。

整理工藝：蘆薈纖維/棉混紡織物→浸軋(二浸二軋，軋液率60%～80%)→烘干(溫度100 ℃，時間1～2 min，具體以烘干為準(zhǔn))→焙烘(溫度160 ℃，時間3 min)→水洗→烘干。

3 性能測試

3.1透氣性

按照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》標(biāo)準(zhǔn)，使用YG461D數(shù)字式織物透氣量儀測定織物的透氣率。蘆薈纖維/棉混紡織物測試面積為20 cm2，壓降為100 Pa。

3.2透濕性

按照GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗(yàn)方法 第1部分：吸濕法》標(biāo)準(zhǔn)，使用 YG301-Ⅱ型電腦式織物透濕儀測定織物的透濕率。

整理前和整理后的織物各剪取3塊試樣并編號，每塊試樣直徑70 mm。試驗(yàn)箱內(nèi)溫度(38±2)℃，相對濕度(90±2)%。先將不蓋杯蓋的試驗(yàn)組合體(由試樣、干燥劑、透濕杯及附件組成)水平置于試驗(yàn)箱內(nèi)，平衡1 h后取出并立即將對應(yīng)的杯蓋蓋上，一起放入硅膠干燥器中平衡30 min，硅膠干燥器中溫度控制在20 ℃左右，然后逐一稱取試驗(yàn)組合體含杯蓋質(zhì)量。稱取質(zhì)量后，為避免因長時間僅使用上層干燥劑致使干燥效果減弱，試驗(yàn)過程中應(yīng)輕微振動杯中干燥劑，使干燥劑上下充分混合。移除杯蓋后，快速將不蓋杯蓋的試驗(yàn)組合體放回試驗(yàn)箱內(nèi)，1 h后取出并立即將對應(yīng)的杯蓋蓋上，于20 ℃左右的硅膠干燥器中平衡30 min后，再逐一稱取試驗(yàn)組合體含杯蓋的質(zhì)量。最后計(jì)算透濕率：

(1)

式中：WVT——透濕率，g/(m2·24 h)；Δm——同一試驗(yàn)組合體含杯蓋2次稱取的質(zhì)量之差，g；A——有效試驗(yàn)面積，此處取值0.002 83 m2；t——試驗(yàn)時間，h。

3.3阻燃性

按照GB/T 5455—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 垂直法》標(biāo)準(zhǔn)，采用YG815B型織物垂直燃燒測試儀，測定織物的垂直燃燒損毀長度。

準(zhǔn)備尺寸為300 mm×80 mm的測試樣，長邊應(yīng)與織物的經(jīng)向或緯向平行。沿經(jīng)向及緯向各準(zhǔn)備5塊 整理前和整理后蘆薈纖維/棉混紡織物試樣。要求經(jīng)向試樣不能取自同一片經(jīng)紗，緯向試樣不能取自同一片緯紗。在規(guī)定的燃燒箱里用規(guī)定的火源點(diǎn)燃12 s。重錘質(zhì)量為113.40 g。

3.4吸水性

按照GB/T 21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評定 第1部分 單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》標(biāo)準(zhǔn)，采用YG871L毛細(xì)管效應(yīng)儀測定吸水率。

整理前和整理后的蘆薈纖維/棉混紡織物各裁取5塊試樣，每塊試樣的尺寸至少為10 cm×10 cm。 先將試樣完全浸潤在GB/T 6682—2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三級水中，5 min后取出并使其自然平展地垂直懸掛，讓試樣吸收的水分自然下滴。當(dāng)2滴水滴落的時間間隔超過30 s時，即認(rèn)為試樣自然滴水，此時立即用鑷子取出試樣稱取質(zhì)量。計(jì)算試樣的吸水率：

(2)

式中：B——吸水率，%；m0——浸潤前試樣質(zhì)量，g；m——認(rèn)為試樣自然滴水時的試樣質(zhì)量，g。

3.5抗菌性能

按照GB/T 20944.2—2007《紡織品 抗菌性能的評價 第2部分：吸收法》標(biāo)準(zhǔn)，采用Shimadzu UV-1201型紫外分光光度計(jì)，測定織物的抗菌性能。測試選擇的3個菌種分別為大腸埃希菌(ATCC 8099)、金黃色葡萄球菌(ATCC 6538)、白色念珠菌(ATCC 10231)。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取樣要求，試樣取樣應(yīng)避開折痕及疵點(diǎn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，先將試樣剪成適當(dāng)大小，每塊試樣質(zhì)量在(0.40±0.05)g。準(zhǔn)備抗菌性能待測試樣3個和對照樣6個，其中3個對照樣用于接種細(xì)菌后立即測定細(xì)菌數(shù)，其余3個對照樣和3個待測試樣用于細(xì)菌接種并培養(yǎng)后再測定細(xì)菌數(shù)。計(jì)算抑菌值和抑菌率：

抑菌值=lgCt-lgTt

(3)

(4)

式中:Ct——3個對照樣接種并培養(yǎng)18～24 h后測得的細(xì)菌數(shù)的平均值；Tt——3個待測試樣接種并培養(yǎng)18～24 h后測得的細(xì)菌數(shù)的平均值；

4 測試結(jié)果

蘆薈纖維/棉混紡織物經(jīng)抗菌阻燃整理前后的透氣率、透濕率、垂直燃燒損毀長度、吸水率歸納于表1中，抗菌性能測試結(jié)果見表2。

表1 抗菌阻燃整理前后蘆薈纖維/棉混紡織物的

注：其中透氣率、透濕率、吸水率等3項(xiàng)指標(biāo)由南通市紡織產(chǎn)品質(zhì)量檢測所有限公司檢測，整理前織物檢測報告編號為16157434，整理后織物檢測報告編號為16157433

表2 抗菌阻燃整理前后蘆薈纖維/棉混紡織物抗菌性能測試結(jié)果

注：抗菌性由廣東省微生物分析檢測中心檢測，檢測報告編號為2016FM7325R01

5 結(jié)果分析

5.1透氣性

透氣性影響織物的穿著舒適性(如保暖、透通等)，還影響織物(如降落傘、安全氣囊等)的使用性能。因此，透氣性對織物性能而言有著重要的意義。夏季襯衫應(yīng)具有良好的吸濕透氣性，這樣才能保持涼爽；冬季外衣用織物透氣性應(yīng)較小，這樣衣服中才能儲存較多的靜止空氣，提高保暖性。

影響織物透氣性的因素較多，如測試樣的面積、壓降、織物中的孔隙(大小與多少)等，其中織物中的孔隙又與纖維性狀、紗線性狀、織物經(jīng)緯紗密度、織物組織結(jié)構(gòu)、織物類型及后整理等因素有關(guān)[3]361-363。本文在保持蘆薈纖維/棉混紡織物其他因素不變的情況下，僅考慮后整理對蘆薈纖維/棉混紡織物透氣性的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)抗菌阻燃整理后，蘆薈纖維/棉混紡織物中的孔隙變小并減少，這是因?yàn)榭咕莱粽韯〢TB9800和阻燃劑FPK8002一部分黏著在蘆薈纖維/棉混紡織物表面，一部分浸透至紗線內(nèi)部，故而使蘆薈纖維/棉混紡織物的透氣性下降[4]30。表1中，抗菌阻燃整理前后，蘆薈纖維/棉混紡織物透氣率從608 mm/s降低到377 mm/s，降低了38.0%。

5.2透濕性

消費(fèi)者對織物透濕性能要求也很高，因?yàn)橥笣裥灾苯雨P(guān)系到織物的舒適性及衛(wèi)生性能[3]361-363。織物的透濕性與纖維的吸濕性密切相關(guān)。本文織造的蘆薈纖維/棉混紡織物，棉纖維的回潮率為8.5%，蘆薈纖維的回潮率為12.5%[5]。從表1可以看出，整理前蘆薈纖維/棉混紡織物的透濕率高達(dá)8 950 g/(m2·24 h)，整理后蘆薈纖維/棉混紡織物的透濕率增加到10 080 g/(m2·24 h)，提高了12.6%。究其原因在于，盡管經(jīng)抗菌阻燃整理后，抗菌防臭整理劑ATB9800和阻燃劑FPK8002使蘆薈纖維/棉混紡織物中的孔隙變小并減少，但抗菌防臭整理劑ATB9800和阻燃劑FPK8002中含有較多的親水性基團(tuán)，這增加了蘆薈纖維/棉混紡織物的吸濕性，且后者影響大于前者，故整理后蘆薈纖維/棉混紡織物的透濕性能提高[6-7]。

5.3阻燃性

織物阻止延續(xù)燃燒的特性稱為阻燃性。表1中，蘆薈纖維/棉混紡織物的垂直燃燒損毀長度從整理前的300 mm減少到整理后的143 mm，降低了52.3%。這是因?yàn)?，進(jìn)行抗菌阻燃整理時，抗菌防臭整理劑ATB9800和阻燃劑FPK8002使蘆薈纖維/棉混紡織物中的紗體更加緊密、紗線縫隙更少，織物中的孔隙變小并減少，故而導(dǎo)致整理后蘆薈纖維/棉混紡織物透氣性和透濕性下降，同時也使得氧氣飽和度下降；另外，阻燃劑FPK8002可加速纖維的脫水炭化過程，使可燃性氣體減少，整理后蘆薈纖維/棉混紡織物阻燃性能提高[4]31。

5.4吸水性

吸水率與纖維親水性基團(tuán)的多少直接相關(guān)。相同的織物結(jié)構(gòu)下，纖維中親水性基團(tuán)越多，則織物的吸水性越好。表1中，整理前蘆薈纖維/棉混紡織物的吸水率為128%，整理后蘆薈纖維/棉混紡織物的吸水率為124%。這是因?yàn)榻?jīng)抗菌阻燃整理后，抗菌防臭整理劑ATB9800和阻燃劑FPK8002中的活性基團(tuán)與棉纖維、蘆薈纖維中的羥基形成共價鍵，使纖維中的親水性基團(tuán)被封閉，故而影響了蘆薈纖維/棉混紡織物的吸水率。

5.5抗菌性

根據(jù)GB/T 20944.2—2007《紡織品 抗菌性能的評價 第2部分：吸收法》中對抗菌效果評價的規(guī)定：當(dāng)抑菌值≥2.0或抑菌率≥99%時，織物具有良好的抗菌效果。故從表2可以看出，整理后蘆薈纖維/棉混紡織物的抑菌值均大于2.0，其中對金黃色葡萄球菌(ATCC 6538)的抑菌值大于6.4，且抑菌率均大于99%，抑菌值和抑菌率均高于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，說明整理后蘆薈纖維/棉混紡織物具有良好的抗菌效果。這主要是抗菌防臭整理劑ATB9800與棉纖維、蘆薈纖維中的羥基形成了共價鍵，故而能固定在纖維上，賦予了蘆薈纖維/棉混紡織物良好的抗菌性能。

6 結(jié)語

蘆薈纖維/棉混紡織物經(jīng)抗菌阻燃整理后：

(1)透氣率從608 mm/s降低到377 mm/s，降低了38.0%；

(2)透濕率從8 950 g/(m2·24 h)增加到10 080 g/(m2·24 h)， 提高了12.6%；(3)垂直燃燒損毀長度減少，從300 mm減少到143 mm；

(4)吸水率從128%降低到124%，稍有所降低。

(5)抑菌值和抑菌率均高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，織物具有良好的抗菌效果。

[1] 王一群. 棉/蘆薈纖維色織大提花床品面料的開發(fā)[J].

上海紡織科技，2015，43(9)：50-51.

[2] 趙博. 蘆薈纖維/Coolplus/棉混紡防羽布產(chǎn)品開發(fā)[J].紡織科技進(jìn)展，2013(3)：42-44.

[3] 朱紅.紡織材料學(xué)[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1987.

[4] 馬順彬，蔡永東.滌棉混紡交織物阻燃性能研究[J].棉紡織技術(shù)，2015，43(1).

[5] 張立峰，陳貴翠，劉華.蘆薈纖維絹絲棉氨綸包芯紗的紡制[J].棉紡織技術(shù)，2014，42(5)：52-54，69.

[6] 封勤華.載銀硅丙乳液的制備及對棉針織物抗菌研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2011.

[7] 徐超武.FR-C阻燃劑用于棉織物阻燃整理的研究[J].棉紡織技術(shù)，2015，43(8)：64-67.

Effects of antibacteria and flame resistance finishing on comfortable and safety properties of the aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric

MaShunbin，LuYan，ChenBiao，LiuChan，XueBeibei

Jiangsu College of Engineering and Technology, Nantong 226007, China

In order to study the effects of antibacteria and flame resistance finishing on the comfortable and safety properties of the aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric, one kind of aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric was designed and woven. The fabric’s properties before and after the antibacteria and flame resistance finishing like air permeability, water vapor permeability, flame resistance, water absorption and antibacterial property were tested. The results showed that，after the antibacteria and flame resistance finishing, the air permeability and water absorption decreased, while water vapor transmission increased，the length of the vertical burning damage decreased, and the bacteriostatic value and the bacteriostasis rate were higher than the standard. It was considered that, after the antibacteria and flame resistance finishing, the water vapor permeability，the flame resistance and the antibacterial property of the aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric were all turn to be better.

aloe modified viscose fiber/cotton blended fabric, air permeability, water vapor permeability, flame resistance, water absorption, antibacterial property

本 刊 理 事 單 位

本 刊 理 事 單 位

*2016年南通科技局市應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(GY12016033)；2015年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技指導(dǎo)性項(xiàng)目(2015064)；江蘇省先進(jìn)紡織工程技術(shù)中心項(xiàng)目(蘇政辦發(fā)2014[22]號)；南通市新型纖維材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(CP12014003)；南通市航空工程公共技術(shù)服務(wù)平臺(CP22014001)

2017-02-24

馬順彬，男，1978年生，副教授，主要從事紡織專業(yè)教學(xué)工作

TS195.6

：A

1004-7093(2017)0042-04