轧烘焙”工艺设备在纺织品功能性后整理中的应用研究

微胶囊功能整理技术在纺织品加工中的应用作者：杨继兵来源：《中国新技术新产品》2019年第09期摘要：微胶囊功能整理在纺织品中多采用浸轧法、涂层法和浸渍法等进行加工整理，有芳香、防虫、防紫外线、抗菌和调温等微胶囊整理，功能持久缓释。

该文介绍了阻燃整理微胶囊、芳香整理微胶囊、变色整理微胶囊、蓄热调温整理微胶囊和抗菌整理微胶囊在纺织品加工中的应用。

关键词：微胶囊；功能整理技术；纺织品加工中图分类号：TS19 文献标志码：A0 引言微胶囊技术是一种将微量的固体、液体、气体包裹在高分子成膜材料内的微型包装技术，得到的微小粒子即微胶囊。

微胶囊内包裹物质的原有性质不变，在加工、使用的过程中，通过外部压力、温度、摩擦、pH值、燃烧、酶的作用，微胶囊破裂，包裹物质散放出来，可以达到预期的效果，避免直接作用于纺织品，产生不足、缺陷。

微胶囊技术在纺织品的实际加工中已取得广泛应用，具体如下。

1 阻燃整理微胶囊的应用阻燃整理微胶囊的芯材是阻燃剂。

卤素、有机磷系阻燃剂是传统的阻燃剂，其在高温下燃烧，会挥发出大量的毒性物质，象烟雾、其他有毒气体等，会对人体健康造成严重危害；部分阻燃剂耐热性不高，不亲近纤维，很多难以在纤维上附着，或者不溶于水，在对此类阻燃剂进行加工时需要将其先在有机溶剂中进行溶解处理，在应用时存在不少弊端。

在纺织品上直接使用阻燃剂进行加工，会降低面料的悬垂性及柔软性，影响纺织品的手感。

而在纺织品中使用微胶囊阻燃剂，可以使织物获得较为理想的阻燃效果。

以混纺织物的阻燃整理为例，通常情况下，需要使用2种阻燃剂对棉/涤混纺织物的进行整理，而这两种阻燃剂不能混合溶解，需要单独进行处理，因此，加工工序多、杂、麻烦。

随着微胶囊技术的研发与推广，可以通过将阻燃剂微囊化一次性整理2种阻燃剂，能够大大地缩短工艺时间，降低生产成本。

在使用微胶囊阻燃剂时，只需要将这2种微胶囊阻燃剂溶解在水中形成悬浮液，接着经过轧车压轧，最后进行烘焙处理就能制成阻燃效果良好的纺织品。

第３１卷㊀第４期２０２３年７月现代纺织技术ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｘｔｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ.３１ꎬＮｏ.４Ｊｕｌ.２０２３ＤＯＩ:１０.１９３９８∕ｊ.ａｔｔ.２０２３０２００１用于上浆整理的４种防霉剂性能比较及其应用李㊀颖１ꎬ符㊀晔２ꎬ虞一浩２ꎬ彭亦康２ꎬ高玉洁１ꎬ戚栋明１ꎬ吴金丹１(１.浙江理工大学绿色低碳染整技术浙江省工程研究中心ꎬ杭州㊀３１００１８ꎻ２.浙江凯瑞博科技股份有限公司ꎬ浙江湖州㊀３１３０００)㊀㊀摘㊀要:为解决织物在织造和存放时发霉的问题ꎬ选用活性组分分别为碘丙炔基正丁胺甲酸酯(ＩＰＢＣ)㊁吡啶硫酮锌(ＺＰＴ)㊁辛基异噻唑啉酮(ＯＩＴ)㊁氯化银(ＡｇＣｌ)的４种防霉剂ꎬ以产黄青霉和杂色曲霉为试验菌种ꎬ通过最小杀菌浓度(ＭＢＣ)试验对比防霉剂的抑菌性能ꎮ结果表明:ＡｇＣｌ的ＭＢＣ值最小ꎬ即杀菌能力最强ꎬ其次是ＩＰＢＣ和ＯＩＴꎬＺＰＴ的最大ꎮ将上述４种防霉剂添加到３种常见的浆料(丙烯酸酯类㊁聚乙烯醇类㊁淀粉类)中ꎬ抑菌圈㊁浆料黏度和Ｚｅｔａ电位(ζ)等测试结果证明:浆料性质是影响防霉剂扩散的主要因素ꎻ其中ꎬＯＩＴ与３种浆料的配伍性最好ꎬ市场应用价值最高ꎮ最后ꎬ通过上浆整理的方法将防霉剂应用到织物上ꎬ对整理织物的表面形貌㊁接触角㊁防霉等级等进行分析ꎬ结果表明:通过浸轧上浆处理ꎬ防霉剂可以均匀附着在织物表面使织物获得防霉能力ꎻ浆料的黏度和亲疏水性对上浆整理后织物的防霉性能影响显著ꎮ研究结果可为防霉上浆整理的工程应用提供参考ꎮ关键词:织物防霉剂ꎻ上浆整理ꎻＯＩＴꎻＩＰＢＣꎻＺＰＴꎻ浆料中图分类号:ＴＳ１９５.２㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００９￣２６５Ｘ(２０２３)０４￣０１９２￣０９收稿日期:２０２３０２０３㊀网络出版日期:２０２３０３２１基金项目:浙江省重点研发计划项目(２０２１Ｃ０１０７７)作者简介:李颖(１９９４ )ꎬ女ꎬ江苏盐城人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事纺织品功能整理方面的研究ꎮ通信作者:吴金丹ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｗｕｊｉｎｄａｎ＠ｚｓｔｕ.ｅｄｕ.ｃｎ㊀㊀经纱在织机上织造时ꎬ需要预先进行上浆处理ꎬ其目的是增加纱线强度㊁提高耐磨性ꎬ以提高纱线的可织性ꎮ未经上浆的经纱往往会在织造过程中发生纱身起毛㊁结构松散甚至纱线断头的现象ꎻ其中ꎬ纱身起毛还可能引起经纱粘连ꎬ开口不清ꎬ形成织疵ꎬ严重时还可能导致织造过程难以进行[１]ꎮ然而ꎬ由于浆料中的淀粉㊁油脂㊁蛋白质等物质的存在ꎬ上浆后的织物在长期存储过程中易发生霉变[２]ꎮ尤其在梅雨季节ꎬ织物更易产生难以清除的霉斑ꎬ造成产品品质下降ꎬ使纺织企业承担重大的经济损失ꎮ由此可见ꎬ对织物进行防霉处理十分重要ꎮ降低环境湿度㊁切断营养源㊁添加防霉剂均可减缓霉菌繁殖ꎬ其中ꎬ在浆料中添加防霉剂是可操作性好㊁成本低㊁能耗小的织物防霉策略之一ꎮ在浆料中添加防霉剂是工厂常用的方法ꎬ例如在纺织浆料中添加二萘酚或苯并咪唑氨基甲酸甲酯(多菌灵)实现纱线或织物的防霉整理ꎮ但二萘酚在使用时需要使用氢氧化钠加热溶解ꎬ加热挥发时有刺激性气体产生ꎬ对人体有害ꎬ且易升华ꎬ配伍性差[３]ꎻ苯并咪唑氨基甲酸甲酯虽毒性略低ꎬ但在高湿度条件下对毛霉㊁根霉㊁交链孢霉无效[４]ꎮ也有文献报道以双氯酚为主要成分的复配防霉剂ＮＬ￣４ꎬ比初期的两款防霉剂亲水性好ꎬ配伍性高ꎬ防霉效力高于二萘酚[５]ꎮ同期还有以五氯酚钠为主要成分的ＭＩ￣１９７ꎬ其最小抑菌浓度低于二萘酚ꎬ易操作配伍性好ꎬ在实际使用中１％的质量分数可以保持棉涤坯布４个月不发霉[６]ꎬ但其毒性大ꎬ有酚刺激性气味ꎬ用者很少[５]ꎮ因此ꎬ防霉剂的广谱防霉效果㊁环境毒性ꎬ及其与浆料的配伍性是防霉工艺实施所需要考虑的关键因素ꎮ不同种类的纱线ꎬ所用浆料也不同ꎬ优选适用于不同纱线的防霉剂至关重要ꎮ碘丙炔基正丁胺甲酸酯(ＩＰＢＣ)㊁吡啶硫酮锌(ＺＰＴ)㊁辛基异噻唑啉酮(ＯＩＴ)㊁银离子均为常见的低毒环保的防霉剂ꎬ但这几种防霉剂多用于后整理工艺ꎬ在前加工工艺中的应用鲜有报道ꎮ本文选用了分别含上述４种活性成分的商业化防霉整理剂ꎬ以两种常见的霉菌(产黄青霉和杂色曲霉)为模型菌ꎬ系统研究上述４种不同防霉剂的防霉活性ꎮ进一步地将防霉剂添加到３种常用的浆料(丙烯酸酯类㊁聚乙烯醇(ＰｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌꎬＰＶＡ)类㊁淀粉类)中ꎬ并通过浆料黏度㊁ζ电位㊁纤维形貌㊁亲水性等表征手段深入探讨防霉剂和浆料的配伍性及其在纤维上的附着性ꎬ并通过抑菌圈试验等手段对其防霉性能进行比较ꎬ以期获得最有应用价值的浆料ꎬ为不同类型织物的防霉整理策略提供指导ꎮ由于纱线上浆在实验室中不易获得固定的增重量ꎬ操作有难度ꎬ且在后续防霉试验中很难判断霉菌生长面积ꎬ故本文采用织物代替纱线进行上浆整理ꎬ为织造时防霉上浆整理提供技术支持ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀实验材料ａ)材料:精练后的锦纶布ꎬ４８ｇ∕ｍ２ꎻ精练后的涤纶布ꎬ１００ｇ∕ｍ２ꎻ均由浙江凯瑞博科技股份有限公司提供ꎮ精练后的纯棉布ꎬ１５０ｇ∕ｍ２ꎬ实验室自备ꎮ丙烯酸酯类浆料ꎬ型号ＨＷ￣２００ꎬ主要成分为丙烯酸酯共聚物ꎬ固含量为２０％ꎬ购自江阴好和化工有限公司ꎮＰＶＡ类浆料ꎬ型号ＪＳ￣６８ꎬ主要成分为ＰＶＡꎬ平均聚合度为８８７ꎬ醇解度为９３.３％ꎬ购自嘉兴市吉兴化工有限公司ꎮ玉米淀粉ꎬ购自本地商店ꎮｂ)菌种:产黄青霉和杂色曲霉ꎬ购自上海保藏生物技术中心ꎮｃ)防霉剂Ｉ:活性组分为ＩＰＢＣꎬ活性物质量分数为３０％ꎬ淡黄色透明液体ꎻ防霉剂ＩＩ:活性组分为ＺＰＴꎬ活性物质量分数为４８％ꎬ白色乳液ꎻ防霉剂ＩＩＩ:活性组分为ＯＩＴꎬ活性物质量分数为４５％ꎬ透明液体ꎻ防霉剂ＩＶ:活性组分为氯化银(ＡｇＣｌ)ꎬ活性物质量分数为１.５％ꎬ白色乳液ꎮ其中防霉剂Ｉ㊁ＩＩ㊁ＩＩＩ购自托尔专用化学品(镇江)有限公司ꎬ防霉剂ＩＶ购自广东赞誉防霉科技有限公司ꎮｄ)培养基:马铃薯培养基(ＰＤＡ)ꎬ购自上海博微生物科技有限公司ꎮ含糖无机盐培养基:葡萄糖３０ｇꎬ琼脂粉２０ｇꎬ硫酸铵３.０ｇꎬ磷酸二氢钾２.５ｇꎬ磷酸氢二钾２.０ｇꎬ硫酸镁０.２ｇꎬ硫酸亚铁０.１ｇꎬ配成１０００ｍＬ的培养基ꎮＲＰＭＩ１６４０培养液ꎬ购自ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ(ＢｉｏＩｎｄ)公司ꎮｅ)试剂:氯化钠和丙二醇(分析纯)ꎬ均为市售ꎮ１.２㊀研究方法１.２.１㊀霉菌孢子悬浮液的制备参照ＧＢ∕Ｔ２４３４６ ２００９«纺织品防霉性能的评价»中对孢子悬浮液处理的方法ꎮ用接种环从斜面培养基上取出产黄青霉和杂色曲霉菌种ꎬ置于马铃薯培养基上ꎬ于２８ħ㊁湿度９５％的条件下培养１０ｄꎮ在长满霉菌的培养基上滴１０ｍＬ生理盐水ꎬ随后吸取含孢子的生理盐水置于三角锥瓶中ꎬ加入玻璃珠ꎬ塞上棉塞ꎬ在振荡培养箱中振荡２~３ｈ(２８ħꎬ１５０ｒ∕ｍｉｎ)ꎬ使成团的霉菌孢子分散ꎮ随后ꎬ孢子液用快速定性滤纸过滤除去菌丝碎片㊁琼脂块和孢子团ꎮ以４０００ｒ∕ｍｉｎ的速度离心已过滤的孢子液ꎬ去除上清液ꎬ用５０ｍＬ无菌水洗涤沉淀再离心ꎬ洗涤３次后置于冰箱中保存备用ꎮ采用血球计数板法测定孢子数量ꎬ经稀释使孢子悬浮液浓度为１~５ˑ１０６个∕ｍＬꎮ１.２.２㊀最小杀菌浓度(ＭＢＣ)试验将防霉剂Ｉ㊁ＩＩ㊁ＩＩＩ㊁ＩＶ溶于丙二醇中ꎬ超声２０ｍｉｎꎬ配置成活性物质量浓度为２０ｍｇ∕ｍＬ的防霉液ꎮ参照美国临床标准化委员会(ＣＬＳＩ)提出的对丝状真菌的药物敏感方案ꎬ采用微量稀释法测定防霉剂对产黄青霉㊁杂色曲霉的ＭＢＣꎮ首先ꎬ在９６孔板每个测试孔内加１００μＬＲＰＭＩ１６４０培养液ꎬ第一列每孔加入１００μＬ防霉剂溶液ꎬ混匀后取出１００μＬ加入第二列每孔ꎮ以此类推ꎬ直到第１０列每孔中取出１００μＬ弃去ꎮ第１１列为阳性对照ꎬ只加入１００μＬ培养液ꎻ１ １１列每孔加入供试菌液１００μＬꎮ第１２列为阴性对照ꎬ只加入１００μＬ培养液和１００μＬ防霉剂ꎬ不加菌液[７]ꎮ将培养板放到振荡器上震荡混匀ꎬ取培养后的混合液１００μＬ滴入含糖无机盐培养基中ꎬ并于２８ħꎬ９５％湿度条件下培养７~１０ｄꎬ记录未长菌落的最小浓度ꎮ本试验中防霉剂溶液质量浓度依次为１０.０００㊁５.０００㊁２.５００㊁１.２５０㊁０.６２５㊁０ ３１３㊁０.１５６㊁０.０７８㊁０.０３９㊁０.０２０ｍｇ∕ｍＬꎮ１.２.３㊀抑菌圈试验将防霉剂Ｉ㊁ＩＩ㊁ＩＩＩ㊁ＩＶ分别加入丙二醇或３种不同的浆料中ꎬ使之质量分数为０.２％ꎬ搅拌分散均匀ꎮ打孔器打出直径为６.０ｍｍ的空白圆形滤纸片ꎬ滴上２０μＬ质量分数为０.２％的防霉液ꎬ在无菌环境中自然风干ꎬ每组３个平行样ꎮ在直径为９ｃｍ的培养皿中倾注２０ｍＬ左右灭菌后的含糖无机盐培养基ꎮ待培养基水平静置凝固后ꎬ接种１００μＬ霉菌孢子悬浮液ꎬ涂布均匀后备用ꎮ将自然风干后的滤纸圆片贴在培养基表面ꎬ放置于２８ħꎬ９５％湿度的３９１第４期李㊀颖等:用于上浆整理的４种防霉剂性能比较及其应用培养箱中培养７ｄꎮ试验结束后用游标卡尺测量抑菌圈的直径并拍照ꎮ对照样为空白样和丙二醇样[８]ꎮ１.２.４㊀织物防霉整理工艺根据设计配方ꎬ上浆整理工艺如下:配制相应试验用防霉浆料(将防霉剂按一定比例加入到浆料中)ꎬ再将织物试样剪成２ｇ左右的小样ꎬ分别将其置于防霉浆料中ꎮ采用一浸一轧法对织物进行整理ꎬ轧车压力０.３６ＭＰａꎬ使防霉剂均匀分布于织物上ꎬ经１３０ħ条件烘焙２~３ｍｉｎ后备用ꎮ同时ꎬ记录并计算织物的上浆率ꎮ上浆率为上浆后经纱的干浆重对上浆前原经纱干重的百分比ꎮ１.２.５㊀防霉整理织物的防霉等级评价防霉试验方法参照ＧＢ∕Ｔ２４３４６ ２００９«纺织品防霉性能的评价»中的培养皿法ꎬ此方法适用于各类织物及其制品ꎮ将上浆整理后的织物剪裁成３ｃｍˑ３ｃｍ的小方块ꎬ经１２１ħ㊁１０３ｋＰａ高压蒸汽条件灭菌２０ｍｉｎ后备用ꎮ在含糖无机盐培养基表面放上一片试样ꎬ吸取１ｍＬ的孢子悬浮液均匀分配接种到整个试样表面ꎬ每组３个平行样ꎮ同时取３片无防霉剂试样作为对照样进行相同操作ꎮ把已接种的试验样㊁对照样放在恒温恒湿培养箱中ꎬ在２８ħ㊁９５％湿度条件下培养７ｄꎮ试验结束后ꎬ将样品从恒温恒湿培养箱中取出ꎬ用肉眼从正面或侧面观察试样表面霉菌生长情况ꎻ如有必要ꎬ可用显微镜进行检查ꎮ防霉效果评价标准如表１所示ꎮ表１㊀防霉效果评价Ｔａｂ.１㊀Ａｎｔｉ￣ｍｉｌｄｅｗｅｆｆｅｃｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎ长霉情况防霉等级在放大镜下无明显长霉０霉菌生长稀少或局部生长ꎬ在样品表面的覆盖面积小于１０％１霉菌在样品表面的覆盖面积达到或超过１０％且小于３０％２霉菌在样品表面的覆盖面积达到或超过３０％且小于６０％３霉菌在样品表面的覆盖面积达到或超过６０％４１.２.６㊀测试与表征浆料的黏度试验(旋转流变仪ꎬＡｎｔｏｎＰａａꎬＭＣＲ５２型):对３种浆料进行黏度测试ꎮ浆料质量分数为１０％ꎬ体积为５０ｍＬꎮ设定温度为２５ħꎬ剪切速率为１∕ｓꎮζ电位测试(Ｚｅｔａ电位测试仪ꎬＢｒｏｏｋｈａｖｅｎꎬＰＡＬＳ型):对浆料进行ζ电位测试ꎮ浆料质量分数为１０％ꎬ体积为２０ｍＬꎮ扫描电子显微镜测试(ＳＥＭꎬＣａｒｌＺｅｉｓｓꎬＧｅｍｉｎｉ５００型):先对织物进行镀金处理ꎬ再在１５ｋＶ加速电压下进行测试ꎬ拍摄锦纶织物的表面形貌ꎬ并通过能谱分析技术拍摄元素Ｍａｐｐｉｎｇ图ꎮ织物接触角测试(ＣＡꎬ克吕士科学仪器有限公司ꎬＤＳＡ￣２０型):首先将４种防霉剂分别加入３种浆料中ꎬ通过浸轧烘焙的方法将丙烯酸酯类防霉浆料上浆在锦纶织物上ꎬ将ＰＶＡ类防霉浆料上浆在涤纶织物上ꎬ将淀粉类防霉浆料上浆在棉织物上ꎮ上浆处理后的１２块织物和３种原布进行接触角测试ꎮ２㊀结果与分析２.１㊀防霉剂的抑菌性能(ＭＢＣ试验)ＭＢＣ是指杀死９９.９％的供试微生物时所需的最低药物浓度ꎬ是定量表征防霉剂自身的杀菌能力的方法之一ꎮＭＢＣ值越小ꎬ表明防霉剂的抗菌防霉能力越高ꎮ经过７ｄ的恒温恒湿培养ꎬ４种防霉剂ＭＢＣ试验结果见图１ꎮ可以发现ꎬ针对产黄青霉和杂色曲霉ꎬ相同防霉剂的ＭＢＣ相同ꎮ防霉剂ＩＶ的ＭＢＣ值最小ꎬ为０.１５６ｍｇ∕ｍＬꎻ其次是防霉剂Ｉ和防霉剂ＩＩＩꎬ均为０.３１３ｍｇ∕ｍＬꎻ防霉剂ＩＩ的ＭＢＣ值最大ꎬ为２.５００ｍｇ∕ｍＬꎮ因此ꎬ两种霉菌对防霉剂的敏感程度从大到小依次为:防霉剂ＩＶ㊁防霉剂ＩＩＩ㊁防霉剂Ｉ㊁防霉剂ＩＩꎮ霉菌对防霉剂的敏感程度在一定程度上表示了霉菌对防霉剂的耐受程度(类似于细菌对药物的耐药性)ꎬ敏感度越高ꎬ耐受程度越低[９]ꎮ４种防霉剂所含活性物质的防霉作用机理不同ꎮＩＰＢＣ对霉菌㊁酵母菌和藻类有很强的抑制杀灭作用[１０￣１１]ꎬ其作用机理是通过分子上的碘和微生物细胞中酶活性部位的巯基或羟基进行反应ꎬ从而造成酶失去活性ꎬ最终引起微生物死亡[１２]ꎮＺＰＴ抑制微生物生长的途径包括降低细胞内腺嘌呤核苷三磷酸(ＡＴＰ)水平㊁影响细菌蛋白质合成㊁阻碍细胞内质子泵运输及破坏细胞膜结构等ꎮ此外ꎬＺＰＴ分子的偶极结构提供了一个伪氨基基团(类似于磺胺类药物)ꎬ可抑制微生物产生叶酸[１３]ꎮ多种机制协同作用使得微生物对ＺＰＴ产生耐药性的可能性降低ꎮＯＩＴ具有可靠的广谱杀菌活性ꎬ具有高效低毒㊁ｐＨ应用范围广等优点ꎮ其扩散进入细胞内后ꎬ缺电子的硫原子与含有亲核基团的成分反应ꎬ如含有巯基４９１ 现代纺织技术第３１卷㊀㊀㊀㊀㊀图１㊀不同防霉剂对产黄青霉和杂色曲霉的最小杀菌质量浓度Ｆｉｇ.１㊀Ｍｉｎｉｍｕｍｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉｆｕｎｇａｌａｇｅｎｔｓａｇａｉｎｓｔｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｍａｎｄａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ的蛋白质㊁酶或者氨基酸等ꎬ削弱其活性ꎬ干扰细胞代谢并导致其死亡[１４]ꎮ而ＡｇＣｌ是通过溶出的Ａｇ＋破坏细胞膜㊁降低酶活性㊁干扰微生物ＤＮＡ合成ꎬ使微生物丧失分裂增殖能力而死亡ꎮ由于防霉剂机理的不同ꎬ对霉菌的作用效果不同ꎬ所以ＭＢＣ也不同ꎮ该结果为防霉剂的使用浓度提供了指导ꎬ后续实验中ꎬ为保证单因素分析并综合４种防霉剂的ＭＢＣ值ꎬ选用的防霉剂使用质量分数统一为０.２％ꎮ２.２㊀防霉剂混合浆料的抑菌性能针对不同类型的纱线ꎬ通常选用不同的浆料ꎮ淀粉大分子具有支链结构其且含有多个羟基ꎬ具有较强的极性ꎬ对天然纤维粘附性能好ꎻＰＶＡ浆料大分子内含有一定量的乙酰基团ꎬ由于结构相似ꎬ有助于提高它和涤纶纤维粘合界面上的次价力ꎻ而丙烯酸酯类浆料中包含的丙烯酸与锦纶纤维之间能形成强有力的氢键缔合ꎬ有助于浆料在纤维上的附着ꎮ根据这些特点ꎬ选用淀粉类浆料㊁ＰＶＡ类浆料㊁丙烯酸酯类浆料分别作为棉㊁涤纶㊁锦纶的上浆浆料ꎮ本文通过测定抑菌圈直径判断防霉剂混合浆料对产黄青霉和杂色曲霉的抑菌性能(见图２)ꎮ与浆料混合后ꎬ防霉剂Ｉ和防霉剂ＩＩＩ针对两种霉菌的抑菌效果仍然维持在较高水平ꎬ与ＭＢＣ结果一致ꎮ其中ꎬ产黄青霉的抑菌圈试验中ꎬ混合了防霉剂ＩＩＩ的丙烯酸酯类浆料㊁ＰＶＡ类浆料㊁淀粉浆料的抑菌圈直径分别为２１.３㊁３０.３ｍｍ和４０.０ｍｍ(培养皿直径有限ꎬ培养板上没有长出菌ꎬ此处以培养皿最大直径作为测试结果)ꎮ但与ＭＢＣ结果不同的是ꎬ防霉剂ＩＶ在３种浆料中抑菌圈直径仅为１３.０㊁１３.７ｍｍ和５.０ｍｍꎬ抑菌效果较差ꎮ可能的原因是ꎬ尽管防霉剂ＩＶ的杀菌能力强ꎬ但与浆料混合后ＡｇＣｌ固体颗粒被浆料包裹ꎬ阻碍其与霉菌的接触和Ａｇ＋的溶出ꎬ进而影响其抑菌性能ꎮ总之ꎬ对比４种防霉剂ꎬ防霉剂ＩＩＩ在３种浆料中的抑菌圈直径均为最大ꎬ抑菌效果最佳ꎮ图２㊀不同防霉成分在不同浆料中的抑菌圈直径Ｆｉｇ.２㊀Ｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｃｉｒｃｌｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉｆｕｎｇａｌａｇｅｎｔｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｉｎｇａｇｅｎｔｓ５９１第４期李㊀颖等:用于上浆整理的４种防霉剂性能比较及其应用另一方面ꎬ不同浆料对４种防霉剂抑菌能力的影响也不同ꎮ对于防霉剂Ｉ㊁ＩＩＩꎬ在淀粉浆中抑菌圈直径突增至４０.０ｍｍꎬ显著大于其与丙烯酸酯类浆料㊁ＰＶＡ类浆料的混合物的抑菌圈ꎮ而防霉剂ＩＩ㊁ＩＶ则呈现相反的趋势ꎻ其中ꎬ防霉剂ＩＶ在淀粉浆料中ꎬ针对产黄青霉和杂色曲霉的抑菌圈直径分别仅有５.０ｍｍ和５.３ｍｍꎮ由此可见ꎬ相较于其他两种浆料ꎬ淀粉浆料对防霉剂ＩＶ的抑菌效果的发挥产生负面影响ꎮ为了进一步研究浆料和防霉剂的配伍性ꎬ对浆料的性状(黏度和ζ电位)进行分析ꎮ浆料的黏度会影响其与防霉剂的混合均匀性及活性组分的扩散行为ꎮ为此ꎬ首先测定了浆料在剪切速率为１ｓ－１时的黏度ꎮ从图３(ａ)中看到淀粉浆料的黏度最大ꎬ明显高于合成高分子类浆料ꎮ这是因为淀粉大分子含有多个羟基ꎬ具有较大的分子间作用力ꎮ此外ꎬ浆料的ζ电位可能会影响防霉剂在浆料中的稳定性ꎬ从而影响防霉效果ꎮ为此ꎬ进一步测定了３种浆料的ζ电位ꎮ如图３(ｂ)所示ꎬ丙烯酸酯类浆料和ＰＶＡ类浆料的ζ电位显示为负值ꎬ且ＰＶＡ类浆料的电位值高于丙烯酸酯类浆料ꎻ淀粉类浆料几乎不带电ꎬ这是由于淀粉浆料在使用时需要加热糊化ꎬ糊化后的淀粉胶体粒子不带电ꎮ由实验结果推测ꎬ高黏度㊁不带电的亲水淀粉浆料有利于其与防霉剂复合及活性成分的扩散ꎬ使抑菌圈增大ꎮ然而ꎬ对于防霉剂ＩＩ和ＩＶꎬ其活性成分是Ｚｎ２＋和Ａｇ＋ꎬ淀粉中糖单元中的羟基可以和金属离子络合ꎻ且淀粉分子通过氢键作用发生卷曲ꎬ形成左手单螺旋的圆筒形腔体结构[１５]ꎬ可以作为一种主体分子与金属离子发生包结络合作用[１６]ꎮ因此ꎬ防霉剂ＩＩ和ＩＶ与淀粉浆料复合后ꎬ抑菌效果变差ꎮ研究防霉剂在浆料中的效果十分重要ꎬ同时也应考虑成本来综合评估其应用的价值ꎮ从市场价格看ꎬ防霉剂ＩＶ单价为１８００元∕ｋｇꎬ是防霉剂ＩＩＩ的３０倍ꎬ是防霉剂Ｉ和ＩＩ的１２和１８倍ꎬ防霉剂ＩＶ的抑菌能力最好ꎬ但高昂的成本和在浆料中扩散受限影响其顺利应用ꎻ防霉剂ＩＩＩ的价格最低ꎬ综合在浆料中的防霉表现ꎬ其市场应用价值最高ꎮ㊀㊀㊀㊀㊀图３㊀不同纺织浆料的黏度和不同纺织浆料的ζ电位Ｆｉｇ.３㊀ＶｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｘｔｉｌｅｓｉｚｉｎｇａｇｅｎｔｓａｎｄＺｅｔａｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｘｔｉｌｅｓｉｚｉｎｇａｇｅｎｔｓ２.３㊀防霉整理织物的防霉性能２.３.１㊀防霉整理织物的表面形貌在上浆过程中ꎬ轧棍产生的压力使防霉浆液与纤维的距离更加接近ꎬ并加速浆料扩散ꎻ借助于纤维之间毛细管作用ꎬ浆料润湿并粘附于纤维表面ꎬ烘干后在纤维之间形成粘合性的胶层ꎮ防霉剂在织物表面的均匀分布是其发挥有效防霉功能的前提ꎮ为此ꎬ以锦纶织物为例ꎬ采用扫描电镜观察四种不同防霉浆料在织物表面的形貌ꎮ如图４所示ꎬ锦纶Ｉ㊁ＩＩ㊁ＩＩＩ㊁ＩＶ分别代表使用防霉剂Ｉ㊁ＩＩ㊁ＩＩＩ㊁ＩＶ整理过的锦纶ꎬ４种防霉浆料均能均匀粘附在织物表面ꎬ对锦纶纤维的形貌无显著影响ꎮ进一步地ꎬ采用Ｘ射线能谱分析防霉浆料上浆后的锦纶织物的表面元素分布ꎮ其中ꎬＩ元素㊁Ｚｎ元素㊁Ｓ元素和Ａｇ元素分别是防霉剂Ｉ㊁ＩＩ㊁ＩＩＩ㊁ＩＶ的特征元素ꎮ如图４所示ꎬ上述４种元素均匀分布于锦纶纤维上ꎬ表明本文所采用的上浆整理工艺可满足后续织物防霉实验ꎮ６９１ 现代纺织技术第３１卷图４㊀４种经防霉剂上浆整理过的锦纶织物的ＳＥＭ图及元素分布Ｆｉｇ.４㊀ＳＥＭｄｉａｇｒａｍａｎｄｅｌｅｍｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｎｙｌｏｎｆａｂｒｉｃｓｓｉｚｅｄｗｉｔｈａｎｔｉｆｕｎｇａｌａｇｅｎｔｓ２.３.２㊀防霉整理织物的表面亲水性材料表面的亲疏水性可能对其与霉菌之间的相互作用产生影响ꎮ图５是３种未处理的原布与１２种上浆整理过的防霉织物的水接触角ꎮ如图５(ａ)所示ꎬ３种未处理的原布的亲水性从小到大依次为:锦纶㊁涤纶和棉ꎮ经过防霉上浆整理后ꎬ丙烯酸酯类浆料和ＰＶＡ类浆料对锦纶和涤纶的接触角改变并不大ꎬ而淀粉浆料整理过的棉布的亲水性显著增加ꎮ此外ꎬ防霉剂的种类对上浆织物亲疏水性的影响较小ꎬ表明织物表面亲水性的变化主要由浆料性质决定ꎮ㊀㊀㊀㊀㊀图５㊀未处理原布与防霉处理织物的接触角Ｆｉｇ.５㊀Ｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄｆａｂｒｉｃｓａｎｄａｎｔｉ￣ｍｉｌｄｅｗｓｉｚｉｎｇｆｉｎｉｓｈｅｄｆａｂｒｉｃｓ２.３.３㊀防霉剂整理织物的防霉等级评价将防霉剂通过上浆整理工艺应用在织物上ꎬ通过防霉等级来评判防霉剂的防霉效果ꎮ防霉等级越低ꎬ防霉效果越好ꎮ该方法可直接可观地反映出防霉剂在实际使用时对织物的效用ꎮ本文选用的防霉剂质量分数均为０.２％ꎬ试验浆料为丙烯酸酯类浆料㊁ＰＶＡ类浆料㊁淀粉类浆料ꎬ分别上浆在锦纶织物㊁涤纶织物和棉织物上ꎮ所获得的防霉整理织物的防霉等级评价见表２ꎮ４种防霉剂在不同浆料中应用于不同织物时的防霉等级评价照片如图６所示ꎮ７９１ 第４期李㊀颖等:用于上浆整理的４种防霉剂性能比较及其应用图６㊀４种防霉剂在不同浆料中应用于不同织物时的防霉等级评价照片Ｆｉｇ.６㊀Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍｉｌｄｅｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｇｒａｄｅｓｏｆａｎｔｉｆｕｎｇａｌａｇｅｎｔｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｂｒｉｃｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｉｎｇａｇｅｎｔｓ表２㊀防霉剂在不同浆料中应用于不同织物时的防霉等级Ｔａｂ.２㊀Ｍｉｌｄｅｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｇｒａｄｅｓｏｆａｎｔｉｆｕｎｇａｌａｇｅｎｔｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｂｒｉｃｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｉｎｇａｇｅｎｔｓ织物类型浆料类型防霉剂产黄青霉∕级杂色曲霉∕级锦纶丙烯酸酯类浆料Ｉ３４ＩＩ３４ＩＩＩ４１ＩＶ４４无４４涤纶ＰＶＡ类浆料Ｉ２０ＩＩ００ＩＩＩ００ＩＶ０１无４４棉淀粉类浆料Ｉ００ＩＩ００ＩＩＩ００ＩＶ００无４４㊀㊀注:锦纶的平均上浆率为２.７％ꎬ涤纶的平均上浆率为３％ꎬ棉的平均上浆率为３.５％ꎻ无防霉剂为对照样ꎮ从表２可知ꎬ棉布的防霉等级最低ꎬ表明防霉能力最强ꎬ且防霉剂种类的影响不显著ꎮ可能原因是棉布所用的淀粉浆料黏度大ꎬ纱线浸入浆液时ꎬ粘附在纱线上浆液量越多[１７]ꎮ棉布上浆率最高ꎬ使用淀粉浆料使防霉剂在织物上的附着量最大ꎮ另一方面ꎬ淀粉浆料上浆整理后的织物亲水性最好ꎬ有利于织物吸水及防霉剂活性物质的扩散ꎬ因此织物的防霉效果最好ꎮ对于ＰＶＡ上浆整理的涤纶而言ꎬ织物上浆率仅略高于丙烯酸酯类ꎬ但均能达到较好的防霉效果ꎮ这是因为ＰＶＡ分子富含羟基ꎬ浆料层易水化溶胀而使防霉剂扩散ꎮ而丙烯酸酯类浆料上浆整理的锦纶的防霉等级最高ꎬ表明防霉能力最差ꎮ其可能原因是丙烯酸酯类浆料黏度最小ꎬ上浆率最低ꎬ导致防霉浆料在锦纶上的附着量最低ꎮ同时ꎬ锦纶的分子结构接近蛋白质纤维ꎬ本身亲水性介于棉和涤纶之间ꎬ利于微生物繁殖ꎮ综上所述ꎬ４种防霉整理剂整理后的锦纶的防霉能力最差ꎻ在相同的防霉剂使用浓度下ꎬ织物的防霉性能主要由织物和浆料种类决定ꎮ如不考虑市场价格昂贵的防霉剂ＩＶꎬ则棉布的防霉应用成本约在０.１０元∕ｍ２ꎬ涤纶的防霉８９１ 现代纺织技术第３１卷应用成本约为０.０５元∕ｍ２ꎬ为了更高的市场应用价值ꎬ可以考虑将几种防霉剂复配以降低使用浓度和成本ꎬ同时也可达到扩大抗菌谱㊁减少环境危害的作用ꎮ３㊀结㊀论本文将４种防霉剂添加到３种常见的浆料中进行配伍性研究ꎬ通过上浆整理的方法将防霉剂应用到织物上ꎬ探究防霉剂在织物上的分布并讨论其防霉性能ꎬ得到的主要结论如下:ａ)ＩＰＢＣ㊁ＺＰＴ㊁ＯＩＴ㊁ＡｇＣｌ防霉剂对产黄青霉和杂色曲霉均有一定的抑菌效果ꎮＡｇＣｌ防霉剂的抑菌能力最强ꎬ对两种霉菌的ＭＢＣ值均为０.１５６ｍｇ∕ｍＬꎬ其次是ＩＰＢＣ和ＯＩＴꎬ均为０.３１３ｍｇ∕ｍＬꎻＺＰＴ的ＭＢＣ值最大ꎬ为２.５００ｍｇ∕ｍＬꎮｂ)不同防霉剂在不同浆料中的防霉表现不同ꎮＩＰＢＣ和ＯＩＴ与浆料的混合物抑菌圈最大ꎬ说明两者与浆料的配伍性较好ꎮ相较于丙烯酸酯类和ＰＶＡ浆料ꎬ淀粉浆料显著促进ＩＰＢＣ和ＯＩＴ的抑菌效果ꎬ但降低了ＺＰＴ和ＡｇＣｌ防霉剂抑菌能力的发挥ꎮ这可能是因为后两者的活性成分Ｚｎ２＋和Ａｇ＋与淀粉胶体形成络合物有关ꎮｃ)通过上浆浸轧法ꎬ使用含防霉剂浆料对织物进行上浆整理ꎮ防霉剂在织物表面分布均匀ꎬ其亲水性改变主要由浆料种类决定ꎮ涤纶和棉织物均表现出良好的防霉性能ꎮ这可能与ＰＶＡ和淀粉浆料黏度较大㊁亲水性好有关ꎮｄ)丙烯酸酯类上浆的锦纶表现出较差的防霉效果ꎬ表明需要利用更高浓度的单组分防霉剂对锦纶进行防霉处理ꎮ本文为防霉上浆整理的工程放大应用提供了思路和方向ꎬ为复配防霉剂应用于上浆整理提供了研究基础ꎮ从环保㊁成本的角度考虑ꎬ今后也可以尝试使用几种防霉剂进行复配来解决织物防霉的问题ꎮ参考文献:[１]宋孝浜.高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究[Ｄ].苏州:苏州大学ꎬ２００６.ＳＯＮＧＸｉａｏｂａｎｇ.ＳｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｙｏｆＳｉｚｉｎｇＰｒｅｓｓｕｒｅＦｏｒｃｅａｎｄＳｉｚｉｎｇＥｆｆｅｃｔ[Ｄ].Ｓｕｚｈｏｕ:ＳｏｏｃｈｏｗＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２００６.[２]武海良ꎬ沈艳琴.防霉剂防霉力测试方法及常用防霉剂性能[Ｊ].甘肃轻纺科技ꎬ１９９６(１):１５￣１７.ＷＵＨａｉｌｉａｎｇꎬＳＨＥＮＹａｎｑｉｎ.Ａｎｔｉ￣ｍｉｌｄｅｗｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｃｏｍｍｏｎａｎｔｉ￣ｍｉｌｄｅｗａｇｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＧＡＮＳＵＱＩＩ￣ＮＧＦＡＮＧＫＥＪＩꎬ１９９６(１):１５￣１７.[３]荀金龙ꎬ孙昌琛ꎬ李建军.现成浆料的研究和应用[Ｊ].山东纺织科技ꎬ１９９４ꎬ３５(３):７￣１２.ＸＵＮＪｉｎｌｏｎｇꎬＳＵＮＣｈａｎｇｃｈｅｎꎬＬＩＪｉａｎｊｕｎ.Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｐａｒｅｄｐｕｌｐ[Ｊ].ＳｈａｎｄｏｎｇＴｅｘｔｉｌｅＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ１９９４ꎬ３５(３):７￣１２.[４]马振瀛ꎬ吴小梅.一种有效的纺织品防霉剂:苯骈咪唑氨基甲酸甲酯[Ｊ].上海纺织科技ꎬ１９８１ꎬ９(１):１６￣１９.ＭＡＺｈｅｎｙｉｎｇꎬＷＵＸｉａｏｍｅｉ.Ａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｅｘｔｉｌｅｆｕｎｇｉｃｉｄｅ:Ｂｅｎｚｏｉｍｉｄａｚｏｌｅｃａｒｂａｍａｔｅｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ[Ｊ].ＳｈａｎｇｈａｉＴｅｘｔｉｌｅＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ１９８１ꎬ９(１):１６￣１９. 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前烘后烘的作用引言概述：前烘后烘是一种常用的烘干工艺，它在不同的行业中都有重要的应用。

无论是食品加工、纺织工业还是化工领域，前烘后烘都发挥着重要的作用。

本文将从五个大点来详细阐述前烘后烘的作用，包括提高生产效率、改善产品质量、节约能源、保护环境和延长设备寿命。

正文内容：1. 提高生产效率1.1 去除水分：前烘后烘可以去除产品中的水分，从而减少产品的重量，提高生产效率。

1.2 加速反应：一些化学反应需要在干燥的条件下进行，前烘后烘可以加速反应速率，提高生产效率。

1.3 减少加工时间：通过前烘后烘，可以减少产品加工的时间，提高生产效率。

2. 改善产品质量2.1 去除杂质：前烘后烘可以去除产品中的杂质，提高产品的纯度和质量。

2.2 提高均匀性：前烘后烘可以使产品温度均匀分布，避免出现产品局部过热或过冷的情况，提高产品质量。

2.3 保持形状：一些产品在潮湿的条件下容易变形，通过前烘后烘可以保持产品的形状，提高产品质量。

3. 节约能源3.1 降低烘干温度：前烘后烘可以通过去除产品中的水分，降低烘干温度，从而减少能源的消耗。

3.2 提高热能利用率：前烘后烘可以提高热能的利用率，减少能源的浪费。

3.3 优化烘干工艺：通过前烘后烘，可以优化烘干工艺，减少能源的使用量，实现节能效果。

4. 保护环境4.1 减少废气排放：前烘后烘可以减少废气的排放，降低对环境的污染。

4.2 减少废水排放：通过前烘后烘，可以减少废水的排放，保护水资源。

4.3 减少废物产生：前烘后烘可以减少产品中的水分含量，降低废物的产生量，减少对环境的负荷。

5. 延长设备寿命5.1 避免腐蚀：前烘后烘可以去除产品中的水分，减少对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命。

5.2 减少磨损：通过前烘后烘，可以降低产品对设备的磨损，延长设备的寿命。

5.3 提高设备稳定性：前烘后烘可以使产品的温度、湿度等参数稳定，减少对设备的冲击，提高设备的稳定性。

总结：前烘后烘是一种重要的烘干工艺，它在提高生产效率、改善产品质量、节约能源、保护环境和延长设备寿命等方面发挥着重要的作用。

收稿日期:2002-09-11作者简介:谢光银(1965-),男,副教授,主要从事纺织品设计、检测和纺织材料的科研与教学工作。

纺织品的功能整理及功能整理剂谢光银,张　辉,沈兰萍,尉　霞(西安工程科技学院,陕西西安　710048)摘　要:对功能整理的特点、要求和方法,以及部分功能整理剂的使用特性作了简要介绍。

关键词:纺织品;功能整理;整理剂中图分类号:TS19516 文献标识码:A 文章编号:1008-0643(2003)02-0054-041　纺织品功能整理的要求和方法纺织品的功能整理是为了满足纺织品的某些特殊使用要求而赋予纺织物优良的使用、安全、外观等性能的特殊整理加工方法。

多功能整理剂则是随化学、生物医学、高分子复合材料学、光化学、热力学、电学、生态学等多学科技术的发展而发展起来的一类功能整理剂。

由于纺织品的功能整理是针对纺织品某些特定的性能的,因而目的性强,效果好,产品的附加值也高。

纺织品经功能性整理后,其使用目的和范围明确,也深受消费者欢迎。

功能性纺织品的应用范围较为广泛,如用作生物医学的组织和器官;用于预防医学的抗菌防病,保健美容的理疗塑身;特种行业的阻燃,防静电,高低温防护;家居环境改善,吸尘防噪,妇幼生理卫生,杀螨防污,拒油拒水,各类射线防护等等。

并且,从发展来看,功能性纺织品的整理内容和应用范围还在不断扩大,正逐渐渗透到普通产品的生产与整理过程中。

111　功能整理的要求11111　具有良好的环保特性功能性纺织品的生产不能对生态环境造成影响。

有害物溢出,有害气体和污水的排放,会直接造成土壤与地下水污染,造成自然生态环境的恶化和生物种群失调或消灭。

这些都是世界环境保护组织和各国政府所不允许的。

对各类化学助剂不但要研究其近期生态影响力,还要研究其长效生态影响力,确保其永久的安全性。

因此,在功能性纺织品整理过程中,应尽量采用生物可降解助剂,以确保环境安全。

11112　生产操作的安全性在生产过程中应尽量避免特殊操作,防止给操作人员造成显性或隐性的生理和心理伤害。