陳 鳳，葛 玲，劉金抗，袁 燕

（紫羅蘭家紡科技股份有限公司，江蘇 南通 226300）

隨著生活水平不斷提高，人們更加注意居住環(huán)境，對(duì)衛(wèi)生、保健方面也日益重視，抗菌防螨紡織品也越來越受人們關(guān)注。國內(nèi)外傳統(tǒng)的抗菌防螨紡織品一般通過浸軋、浸漬后整理工藝將功能整理劑整理到織物上，常用的抗菌整理劑有納米銀、季銨鹽、光觸媒、殼聚糖等，常用的防螨整理劑多為脫氧醋酸類、芳香族羧酸酯類、有機(jī)磷系等。運(yùn)用抗菌防螨整理劑不僅可以殺死細(xì)菌和螨蟲，還可能會(huì)破壞人體本身的菌群平衡。另外，紡織品是直接與人體接觸的，所以整理劑的安全性能也尤為重要。

紫羅蘭家紡科技股份有限公司對(duì)生態(tài)抗菌防螨紡織品進(jìn)行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)益生菌可以作為抗菌防螨整理劑應(yīng)用于紡織產(chǎn)品中，起到抗菌防螨的作用。益生菌本身是一種有益菌，其繁殖速度非?？?，當(dāng)益生菌繁殖到高峰時(shí)，產(chǎn)品的耐洗效果就會(huì)明顯提高。隨著消費(fèi)者使用產(chǎn)品時(shí)間的延長(zhǎng)，抗菌防螨效果更好，實(shí)現(xiàn)了抗菌防螨的生態(tài)化。

1 益生菌抗菌防螨機(jī)理

益生菌通過與體表引起皮膚健康問題的有害菌及螨蟲競(jìng)爭(zhēng)食物鏈，消除有害菌和螨蟲的生存空間，進(jìn)而達(dá)到抑制有害菌及螨蟲生長(zhǎng)的目的；益生菌的代謝會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸，使皮膚處于弱酸性狀態(tài)，包括醋酸、檸檬酸和乳酸，皮膚最佳狀態(tài)就是弱酸性狀態(tài)，但弱酸性狀態(tài)不利于有害菌生長(zhǎng)；益生菌在繁殖過程中可以產(chǎn)生具有抗菌作用的物質(zhì)，如過氧化氫、肽類細(xì)菌素，這些物質(zhì)對(duì)致病菌有明顯的抑制作用；益生菌除了能抑制有害菌的生長(zhǎng)，還能抑制螨蟲的生長(zhǎng)。螨蟲最主要的食物是人的皮脂、皮屑，而這也是益生菌的食物。益生菌通過競(jìng)爭(zhēng)空間和資源可以有效抑制螨蟲的生長(zhǎng)。

2 益生菌功能性家紡產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)研究

2.1 技術(shù)研究路線

本研究開發(fā)了一種益生菌功能性家紡面料，采用益生菌作為抗菌防螨整理劑。益生菌作為一種有益菌，本身不耐高溫且存活期較短，受周圍環(huán)境影響較大，比較脆弱。因此，運(yùn)用微膠囊技術(shù)解決該技術(shù)難題，即先將有益生菌包裹在微膠囊內(nèi)，使其得以微膠囊化，然后選用優(yōu)質(zhì)的樹脂黏合劑依托自主設(shè)計(jì)的加養(yǎng)設(shè)備，以負(fù)壓閃爆加養(yǎng)的方式附著在面料上，同時(shí)利用微膠囊優(yōu)良的緩釋性能，通過外力的摩擦、搓揉，使微膠囊的囊壁受到破損，進(jìn)而將益生菌逐漸釋放出來。采用該技術(shù)制成的益生菌抗菌防螨家紡面料不僅具有良好的抗菌性、防螨性和貯藏穩(wěn)定性，還較好地解決了益生菌不耐高溫、存活期短的問題，增強(qiáng)了抗氧化性能，使益生菌的抗菌防螨效果更持久。技術(shù)研究路線如圖1所示。

圖1 益生菌功能性家紡產(chǎn)品技術(shù)研究路線

2.2 益生菌微膠囊制備技術(shù)

微膠囊化是利用天然或合成的高分子成膜材料，將分散均勻的固體微粒、液體或氣體包覆形成微小固體顆粒的技術(shù)。其中，包裹在微膠囊內(nèi)部的物質(zhì)被稱為芯材，微膠囊外部的包覆膜被稱為壁材[1]。理想的微膠囊壁材應(yīng)方便易得、安全衛(wèi)生，與益生菌有良好的生物相容性、成膜性和穩(wěn)定性。

采用陶土為壁材，運(yùn)用真空冷凍干燥法制備益生菌微膠囊。真空冷凍干燥法是通過將益生菌與壁材的混合液凍結(jié)，使冰在真空條件下升華，達(dá)到干燥的目的，可分為冷凍、升華干燥和解吸干燥3個(gè)階段[2]。真空冷凍干燥法是在低溫下進(jìn)行的，而陶土是一種具有良好可塑性的黏土，具有優(yōu)異的抗凍融特性，而陶磚可以在﹣45 ℃環(huán)境下凍融50次不出現(xiàn)裂痕[3]。因此，可以采用陶土作為制備益生菌微膠囊的壁材，具體方法如下。

2.2.1 益生菌培養(yǎng)

為工業(yè)化直投發(fā)酵，培養(yǎng)國家認(rèn)可的益生菌菌種3個(gè)屬、11個(gè)種，計(jì)143株，所收錄的益生菌11個(gè)種均為可用于保健食品行業(yè)生產(chǎn)的菌種，并且保證菌種的菌株活性。

2.2.2 初步冷凍濃縮活性益生菌

采用0 ℃離心脫水濃縮或者直接在﹣10 ℃冷凍真空環(huán)境干燥益生菌原液，控制每克益生菌含量在100億株，加入微膠囊壁材。為了提高益生菌的休眠效果，選用陶土為壁材進(jìn)行益生菌微膠囊包裹，攪拌均勻，使壁材和菌液均勻混合后，運(yùn)用凍干粉技術(shù)進(jìn)行冷凍真空干燥，得到完全干燥的凍干料后，再在低溫﹣10 ℃環(huán)境下進(jìn)行氣流粉碎到4 000目，得到益生菌低溫休眠微膠囊。

2.2.3 益生菌休眠

由于益生菌被微膠囊包裹，同時(shí)也是陶土包裹，每個(gè)微膠囊是一個(gè)單獨(dú)的隔離體，微膠囊內(nèi)部環(huán)境相對(duì)干燥，益生菌處于相對(duì)休眠狀態(tài)，直至微膠囊外界環(huán)境適宜菌種生長(zhǎng)，微膠囊內(nèi)的益生菌才會(huì)對(duì)外生長(zhǎng)擴(kuò)張，“感染”外界，而微膠囊內(nèi)部依然儲(chǔ)存活性菌種。

2.3 自主研發(fā)的負(fù)壓閃爆功能性整理技術(shù)

2.3.1 微膠囊的附著劑調(diào)和

微膠囊整理劑的配制：采用微膠囊凍干粉和納米黏合材料，按照一定比例常溫混合，具體為向4 kg納米微膠囊凍干粉中加入95 kg含20.00% 50 nm樹脂的納米樹脂液體，混合得到微膠囊質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.00%的益生菌整理劑。

2.3.2 負(fù)壓閃爆后整理

自主研發(fā)的負(fù)壓閃爆設(shè)備在負(fù)壓狀態(tài)下將紡織品纖維間隙中的氣體抽走，同時(shí)通過負(fù)壓-常壓瞬間轉(zhuǎn)換閃爆，使功能性試劑突破液體表面張力，深入纖維間隙，顯著提高功能介質(zhì)在被處理靶向物質(zhì)的表面附著均勻度。因此，采用該設(shè)備可以將益生菌微膠囊均勻、牢固地壓入織物內(nèi)部，使其功效持久。

負(fù)壓閃爆裝置主要由霧化合成器、活塞式抽真空裝置、開關(guān)閥、噴霧頭4個(gè)部分組成，通過管道依次連接組成，將開關(guān)閥設(shè)置于活塞式抽真空裝置和噴霧頭之間，具體操作步驟為：（1）通過負(fù)壓噴霧器的活塞式抽真空裝置，使管道內(nèi)部形成真空環(huán)境；（2）將益生菌整理劑、交聯(lián)劑與水混合液通過超聲波高頻振蕩，整體霧化為微米級(jí)噴霧，此時(shí)開關(guān)閥呈開啟狀態(tài)；（3）開啟電磁閥，艙外空氣通過空氣濾芯進(jìn)入艙體，2 s內(nèi)平衡艙體內(nèi)外壓力，利用內(nèi)外強(qiáng)大的壓力差所形成的負(fù)壓，使功能試劑瞬間充分滲透到織物表面及內(nèi)部；（4）當(dāng)產(chǎn)生的益生菌整理劑噴霧質(zhì)量濃度達(dá)到3 g/L且充滿整個(gè)管道與噴頭時(shí)，將開關(guān)閥閉合；（5）由無菌操作人員將坯布平放于織物傳送帶上；（6）利用內(nèi)外壓力差所形成的負(fù)壓及機(jī)械外力，將益生菌整理劑噴霧均勻地噴涂在家居用品表面；（7）將噴霧吸附過的家居用品在80 ℃環(huán)境下烘干之后，在140 ℃環(huán)境下高溫拉幅50 s定形。

采取上述負(fù)壓閃爆的新型壓養(yǎng)方式，可顯著提高功能試劑與被處理靶向物質(zhì)的黏附牢度和表面均勻附著度，消除附著盲點(diǎn)，功能試劑滲透率在90.00%以上，降低功能試劑用量70.00%，提高生產(chǎn)效率。

3 性能研究

對(duì)采用以上技術(shù)制備得到的益生菌功能性家紡面料進(jìn)行性能檢測(cè)，包括抗菌性能、防螨性能、耐水洗色牢度、抗起毛起球性等性能[4-5]。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20944.3—2008《紡織品 抗菌性能的評(píng)價(jià) 第3部分：振蕩法》檢測(cè)對(duì)大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24253—2009《紡織品 防螨性能的評(píng)價(jià)》規(guī)定的抑制法執(zhí)行，檢測(cè)對(duì)粉塵螨的抑螨率。因?yàn)橐嫔峭ㄟ^和有害菌生存競(jìng)爭(zhēng)掠奪食物等生存機(jī)會(huì)來抑制有害菌的，其抗菌機(jī)理和防螨機(jī)理有別于傳統(tǒng)整理劑的作用機(jī)理，所以將稀釋培養(yǎng)的時(shí)間區(qū)別于國標(biāo)，定為8天，給益生菌繁殖的時(shí)間。測(cè)試結(jié)果：對(duì)大腸埃希菌的抑菌率達(dá)到84.65%，對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率達(dá)到82.10%，抑螨率達(dá)到80.39%。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》，面料耐水洗色牢度達(dá)到4級(jí)；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4802.2—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測(cè)定 第2部分：改型馬丁代爾法》，面料抗起毛起球性達(dá)到5級(jí)。

4 結(jié)語

本研究選用益生菌作為生態(tài)抗菌防螨整理劑，研究益生菌微膠囊制備技術(shù)和負(fù)壓閃爆后整理技術(shù)，開發(fā)具有抗菌防螨功能的家紡面料。經(jīng)檢測(cè)，產(chǎn)品具有較好的抗菌防螨性能，物理性能優(yōu)異，符合紡織品國標(biāo)的要求，具有廣泛的適用性。