前言
有關紡織品的防霉處理可以追溯到很久以前，那時人們用于制造紡織品的原料幾乎都是天然纖維。天然纖維易受微生物的侵襲，且易吸水，在適宜的條件下，天然纖維的大分子易被微生物酶水解而釋放出營養物質，從而使更多的微生物獲取營養而大量繁殖，最終造成紡織品的霉變、脆化，力學性能下降。合成纖維的大分子結構本身具有很強的抗菌性，但由于其在紡織染整加工過程中，會遇到各種助劑、整理劑的“侵蝕”，而幾乎所有的微生物都可以在經整理的紡織品上找到合適的營養源，一旦溫濕度適宜，也會大量繁殖。因微生物的酸性或堿性代謝產物會使聚合物降解，一旦進入大分子鏈內部，同樣會引起大分子的水解。
隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高，人們對紡織品的衛生功能提出了更高的要求。相對于自然界中的微生物而言，人的皮膚具有一種很好的營養基。脫落的皮屑、分泌的汗液以及適宜的溫濕度給細菌的繁殖提供了良好的環境。在一般的情況下，人們皮膚上的一些常駐菌起著保護皮膚免受致病菌危害的作用，但一旦微生物中的菌群失調，它們中的少量致病菌就會大量繁殖，并通過皮膚、呼吸道、消化道以及生殖道粘膜對人體造成危害。常見的如皮膚絲狀菌在皮膚分泌物較多且十分潮濕的條件下會迅速繁殖，造成菌群生態平衡的失調，侵入皮膚引起濕疹、腳癬和頭癬等。又如金黃色莆萄球菌會引起癤、癰、急性乳腺炎等，若侵入血液系統，能引起敗血癥。
紡織品在人體穿著過程中，會沾污很多汗液、皮脂以及其它各種人體分泌物，同時也會被環境中的污物所沾污，這些污物是各種微生物的良好營養源，尤其在高溫潮濕的條件下，成為各種微生物繁殖的良好環境。因此，在致病菌的繁殖和傳遞過程中，紡織品總是一個重要的媒體。由此，人們想到，若能賦予紡織品抗菌的功能，則不僅可以避免紡織品因微生物的侵蝕而受損，同時可以截斷紡織品傳遞致病菌的途徑、阻止致病菌在紡織品上的繁殖以及細菌分解織物上的污物而產生臭味(大多為有機酸類和胺類)并導致皮炎及其它疾病。
1.抗菌紡織品的發展
在二次世界大戰中，德軍采用季胺鹽浸漬方法處理各種軍服和戰地醫院的醫用紡織品，結果發現傷員的繼發性感染大大降低，由此引起人們對抗菌紡織品的極大興趣。50～60年代美國的衛生整理紡織品就已實現工業化生產，至70年代中期以后，日本的抗菌防臭紡織品也進入高速發展階段，而我國開展這方面的研究還只是近十年的事。
開發最早而且一直延續至今的紡織品抗菌防霉防臭處理方法是后整理的方法。這種方法得以普遍采用的原因在很大程度上是因為加工方便，并且可供選擇的抗菌劑范圍很廣。紡織品不管是原料纖維還是紗線或是織物甚至成衣均可通過后整理方式獲得抗菌功效。紡織品生產商可以很隨意地根據用戶或最終用途的需要選擇不同的抗菌劑生產具有不同抗菌特性的產品，但這種方法也存在著一個致命的弱點，那就是抗菌功效的耐久性不理想。對于必須經常洗滌的衣著、床上用品，經過若干次洗滌即失去抗菌效果。雖然有的用具有活性基團的抗菌劑與纖維交聯，但離持久或永久抗菌的要求仍相去甚遠。另外，對散纖維處理往往造成許多棉結，使后道加工難以進行。盡管如此，天然纖維由于難以通過纖維改性的方式獲得抗菌效果，故到目前為止，用天然纖維制成的紡織品的抗菌處理仍以后整理方式為主。
隨著化學纖維的迅速發展和在纖維消費領域中逐漸占居主導地位，各種純化纖或化纖與天然纖維的混紡產品已成為各類紡織品的主角。由于化學纖維較易化學改性因而轉向以纖維的高分子結構改性和共混改性的方法制取持久性抗菌纖維，其中以共混方式為主。早期的用于化纖共混紡絲的抗菌劑一般均為含金屬離子的復合物，其中有不少抗菌劑含重金屬離子。近年來，隨著人們環境意識的增強，重金屬離子對人體的生態毒性問題已逐漸引起人們的重視，抗菌效果好但毒性較大的含重金屬離子的抗菌劑已被逐漸淘汰，取而代之的是一些對人體無害的金屬氧化物、鹽或載負在無機非金屬化合物上的活性金屬離子作為合成纖維共混改性的主要抗菌劑，如含Ag沸石、Zn、Cu復合物和TiO２等。這類抗菌劑有廣譜抗菌效果，對人體無害，而且熱穩定性好，有利于共混紡絲。目前國際上(主要是日本)大多數抗菌合成纖維包括國內個別企業少量研制的抗菌纖維基本上都采用含銀沸石作為抗菌劑。此外，以濕紡或溶劑紡生產的抗菌醋酸纖維、抗菌粘膠纖維和抗菌腈綸纖維等也已出現，這些纖維在紡絲過程中以共混方式加入抗菌劑，故有持久的抗菌效果。但據報道，部分纖維所采用的抗菌劑仍存在部分毒性問題和抗菌譜不夠廣的缺陷。
2.抗菌纖維紡織品的抗菌機理.
抗菌纖維或紡織品的抗菌方式有溶出型和非溶出型之分。溶出型樣品中的抗菌劑可在培養基上在樣品的周圍擴散并形成抑菌環，在抑菌環內的細菌均會被殺滅并不再生長。非溶出型樣品周圍不會形成抑菌環，但與樣品接觸的細菌均被殺滅，細菌在樣品上無法存活、繁殖，這種方式亦稱吸附滅菌。
抗菌纖維或紡織品采用的抗菌劑各不相同，因而它們的抗菌處理亦各不相同，而且對不同菌類的殺滅作用也各有長短。其實，有關抗菌劑的抗菌機理的研究目前并不深入，但歸納起來不外乎有下面幾占：
(1)使細菌細胞內的各種代謝酶失活，從而殺滅細菌；
(2)與細胞內的蛋白酶發生化學反應，破壞其機能；
(3)抑制孢子生成，阻斷DNA的合成，從而抑制細菌生長；
(4)極大地加快磷酸氧化還原體系，打亂細胞正常的生長體系；
(5)破壞細胞內的能量釋放體系；
(6)阻礙電子轉移系統及氨基酸轉酯酶的生成；
(7)通過靜電場的吸咐作用，使細菌的細胞破壁而殺滅細菌。
3. AMF系列抗菌纖維的研制.
3.1抗菌劑的選擇.
目前通過共混方法用于熔融紡絲工藝生產抗菌纖維的抗菌劑一般都為無機添加劑，如含Ag、Zn、Cu、等金屬元素的無機化合物，其中最主要的是含Ag沸石。而其它有抗菌劑因熱穩定性差無法用于熔融紡絲，只偶見于PP紡絲，且未實現產業化。含Ag沸石雖已成功應用于PET、PP、PE／PP抗菌纖維的制備，但仍存在諸多問題，如：(1)因顆粒度難以真正達到納米級或粗細分布不勻，極易造成噴絲板堵塞或斷頭，給長時間穩定生產帶來不便并造成得率下降；(2)Ag離子易因氧化還原反應變色，影響產品質量；(3)Ag離子抗菌效果良好而抗真菌的效果尚有差距；(4)因是無機粉末，對添加量必須予以控制，使最終產品的抗菌率受到限制，不利于各種混紡產品的開發；(5)紡絲和染整工藝均需作相應的調整。
基于上述原因，我們在研究開發AMF系列抗菌纖維時，選擇了有機抗菌劑體系，并對抗菌劑的選擇提出了如下的原則：
(1)廣譜抗菌對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌(多種癬菌和霉菌)、放線菌等均具有良好的抗菌效果；
(2)安全無害，對人體及環境無生態毒性
(3)抗菌效率高；
(4)相容性好與成纖高聚物具有良好的相容性；
(5)耐熱穩定性好在熔融紡絲的高溫條件下不分解；
(6)對常規紡絲工藝無明顯影響；
(7)對纖維原有的機械物理性能和染色性能無影響；
(8)水溶性不良能耐常規反復水洗而不影響產品的抗菌效果。
很顯然，要同時滿足上述各項苛刻的要求，無論是在抗菌劑的選擇還是在整個研究開發過程中，都存在著相當大的技術難度，但經過數年攻關，上述要求都已在我們所開發的AMF系列抗菌纖維中得到滿足。
3.2關于抗菌防霉劑的安全性問題.
從嚴格意義上講，絕大多數的有機抗菌劑都屬于農藥的范疇，因而對纖維用抗菌劑的安全性問題必須實行嚴格的管制。在美國，抗菌劑的生產和推廣應用必須經聯邦環境保護廳嚴格的檢測后方允許注冊登記，而這些檢測將涉及近二十項安全性試驗，費時數年，耗資可達數百萬美元。而日本也有嚴格的審查制度，所有纖維用抗菌劑均須經過包括LD50、Ames試驗，小核試驗、亞急性毒性、慢性毒性和致癌性等在內的毒性試驗以及皮膚刺激、抗原性試驗等檢測后方可商品化。但對大多數國家(包括我國)來說并無如此嚴格的一整套制度，紡織品使用化學品(包括抗菌劑在內)的安全性問題并未完全解決。
早期廣泛使用的抗菌防霉劑PCP已被證實是對人體有致畸致癌作用的毒性化合物。而曾大量用作紡織品抗菌整理劑和纖維改性劑的有機金屬化合物和部分無機物含有多種重金屬離子。這些重金屬離子通過與人體接觸會被人體吸收，重金屬一旦為人體所吸收，則會傾向于累積于肝臟、骨骼、腎臟、心臟及腦中。當受影響的器官中重金屬累積至一定程度后便會對健康造成巨大的損害。此種情形對兒童尤為厲害，因為兒童對重金屬有較高的消化吸收能力。
在抗菌劑安全性評價中，急性毒性指標是最重要的，如LD50(引起半數受試動物死亡的劑量)、對皮膚、粘膜和眼睛的刺激等。其中LD50測定值又因染毒方式的不同而不同，些方式包括經口(消化道)、經皮(粘膜)、吸入(呼吸道)及肌肉注射等。按目前國際通行的毒性分級標準，大白鼠一次經口LD50(mg/kg)≤1為劇毒、1～50的為高毒、50～500的為中等毒、500～5000的為低毒、5000～1500的為實際無毒，而＞1500的則為基本無害。根據這一標準，目前用于纖維或紡織品的抗菌劑絕大部分屬于低毒或中等毒，但由于用在紡織品上的載荷量不同，實際對人體的危害程度可能很低或基本無害，但累積毒性問題仍不可忽視。
除急性毒性外，紡織品用抗菌劑的慢性毒性問題亦應引起足夠的重視。以前曾大量使用甚至目前仍在大量使用的部分抗菌防霉劑的慢性毒性問題仍很嚴重，如THDE(2，4，4′-三氯-2′-羥基二苯醚)，商品名SFR-1，其本身無毒性，對皮膚也無刺激，但因能與含氯漂白劑生成三種有毒性的氯化衍生物，并在受熱和紫外光作用下生成一種致癌物(四氯二氧雜環已烷)而對人體有害。又如目前仍在很多行業大量使用的BCA(α-溴代肉桂醛)有很高的致畸性，原來常用于纖維素纖維、腈綸和維綸織物。TBI(2-(4-噻唑基)苯并咪唑)是一種老牌的抗菌防霉劑，但其致畸性亦很嚴重。甚至據稱已在全球衛生洗滌用品中廣泛使用二十多年的著名的Irgasan DP300抗菌劑也有報道稱發現其有某些不良副作用而在服裝紡織品方面禁用。另外，在服裝面料應被禁用的還有2-(3，5-二甲基吡唑基)-4-羥基-6-苯基嘧啶等抗菌防霉劑。相對而言，由于目前以后整理方式對紡織品進行抗菌處理的產品仍占主導地位，選用的抗菌劑多而雜，帶來的毒性問題也就比較多。
4.3 AMF系列抗菌纖維的特點和品種.
抗菌纖維及紡織品發展到現在，無論在整理方式或纖維改性在抗菌效率、抗菌譜范圍、抗菌效果的耐久性、抗菌劑的安全性、纖維或織物的外觀及適用性等方面或多或少地存在一些問題，而由上海市合成纖維研究所研究開發的
AMF系列抗菌纖維在上述諸多問題上獲得了突破，歸納起來有如下特點：
(1)廣譜抗菌對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌(多種癬菌和霉菌)具有廣譜抗菌效果。
(2)抗菌率高對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、巨大芽胞桿菌、熒光假單胞桿菌、綠膿桿菌和枯草桿菌等多種細菌的抗菌率均在90%以上(按FZ/T01021-92標準)，達到憂異水平。對黑曲霉、黃曲霉、變色曲霉、桔青霉、綠色木霉、球毛殼霉、宛氏擬青霉和臘葉芽枝霉等霉菌的防霉效果測定，其長霉等級為0級(最好為0級，按BS6085-81標準評級)。另外，對石膏癬菌、孢子絲菌、鐵銹色小孢子菌，紅色癬菌和紫色癬菌等癬菌的抗癬效果測定也達0極(最好為0級，按BS6085-81標準評級)
(3)抗菌效果持久由于采用與纖維高分子材料相容性好、不溶于水的有機抗菌劑以共混性方式紡制，屬非溶出型抗菌纖維，具有永久的抗菌效果。經20次標準方式洗滌后，其抗菌率仍保持在90%以上，抗癬、防霉等級仍均為0級。
(4)對人體完全無害選用的有機菌劑經法定權威機構檢測，其急性經口毒性LD50(清結級昆明種子鼠)〉10000mg/kg，按毒性分級標準屬實無毒類。而按DS 31/121-93標準測得的人體皮膚平均刺激指數為0，按皮膚刺激強度評價標準分級屬無刺激性且對皮膚無致敏作用。
(5)適用性廣制得的抗菌纖維的各項機械物理性能指標與常規纖維無異，且纖維本身無色，容易為廣大用戶和消費者接受。由于采用共混紡絲方法，最終纖維產品可根據用戶的需求制成多種規格的長絲，短纖維和無紡布產品，適用性廣。
目前，AMF系列抗菌纖維已開發出滌綸、丙綸、錦綸、乙／丙復合、丙綸紡粘非織造布等五大系列，數十個長、短絲和非織造布等不同規格的品種批量供應市場，價格僅為進口同類產品的50%以下，深受廣大用戶的歡迎。
5.AMF系列抗菌纖維的應用及產品開發
AMF系列抗菌長絲產品可以廣泛用于針織內衣褲、運動服、襪子、各種裝飾織物、針織類面料、過濾織物、地毯、運動鞋內襯材料等。AMF系列抗菌短纖維可以與天然纖維混紡或純紡有于各種床上用品、家俱布、裝飾織物、衛生敷料、醫院專用床單、被褥、手術衣、醫生工作服、病員服、食品行業專用服裝、鞋用材料、手套以及各種內褲及服裝。各種丙綸紡粘法抗菌非織造布產品可廣泛用于各種用即棄的一次性衛生材料，如無菌手術衣、手術帽、口罩以及衛生包覆材料、敷墊(襯)、過濾材料等。另外，乙／丙復合(ES)低熔點復合抗菌纖維用于婦女衛生用品、尿片可以徹底解決許多婦女用品不衛生(細菌超標)的問題，防止細菌感染，使婦女衛生用品提高一個檔次。目前采用AMF系列抗菌纖維所開發的各種內衣褲、襪子、毛巾、床上用品、西服套、裝飾布、婦女衛生用品、一次性衛生用品和鞋用材料等已經面市，廣受消費者的歡迎。
6.結語
具有永久抗菌效果的安全型抗菌纖維及生產工藝的出現，為抗菌紡織品的發展開辟了一個全新的天地。隨著人們衛生和環境意識的增強、生活質量的提高，人們不僅對具有抗菌防臭功效的紡織品的需求量大大增加，而且對安全性和耐久性方面提出了更高的要求，而AMF系列抗菌纖維正是滿足高效、廣譜、安全、耐久和適用性廣的要求。可以預計，這種高技術含量的新型抗菌纖維產品在找準與市場的結合點后，必將獲得很大的發展，而新和品種也將不斷出現，以滿足廣大消費者和用戶的不斷增長的需要。
