茶多酚在真丝织物抗菌整理中的应用yd18602

张俊1,2 1、苏州经贸职业技术学院， 江苏苏州215009；2、苏州市数码印花纺织品工程技术中心， 江苏苏州215009

收稿日期：2015-04-20

基金项目：江苏省科技厅自然科学基金(BK20130344)；苏州市应用基础研究计2J(SYG201333)；江苏省高等学校大学生实践创新训练计划(2叭4126850lOY)；2O14年江苏省教育厅“青蓝工程”资助

作者简介：张俊(1979-)，男，副教授，工学博士，研究方向为新型纤维染整工艺开发及其功能改性.

原载：印染助剂2015/6；33-36

【摘要】 探讨了茶多酚(TP)对真丝织物的抗菌功能，茶多酚为环保型化合物，用于真丝的抗菌整理效果良好，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率可达81.9％和84.3％.茶多酚抗菌整理最佳工艺为：茶多酚用量5％(omf)，pH=3.5，90℃恒温处理90 min后再用硫酸铝钾（3 g／L)90℃恒温处理30 min，水洗，烘干.茶多酚用量和整理织物的K／S值呈现较好的线性关系，但用量大于5％(omf)时，抑菌率增加不明显.处理后的真丝织物在水洗20次后仍具有较好的抗菌效果.

【关键词】 整理；茶多酚；抗菌；真丝

【中图分类号】TQ610.4 文献标识码：B 文章编号：1004-0439(2015)06-0033-04

真丝织物具有色泽柔和、吸湿透气、柔软滑爽的风格，深受人们的喜爱.但真丝织物在使用过程中，会滋生各种各样的细菌等微生物，这些微生物有些对人体是有害的，在适合的环境及条件下能迅速生长繁殖，影响人体健康.

茶多酚是从茶叶中分离出来的一种绿色天然、对人体有多种益处的酚类化合物，可分为黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等.其中以黄烷醇类儿茶素最为重要，占多酚类总量的60％～80％；儿茶素类主要由表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯（ECG）和没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等4种物质组成[1].茶多酚具有较好的抗菌及抗辐射作用[2]，国内外的一些研究人员研究了茶多酚在棉、蚕丝、羊毛等纤维上的染色，也研究了抗紫外及抗菌等功能[3-6]，但对真丝织物上的抗菌整理应用研究相对较少.研究茶多酚在真丝织物上的功能整理，为开发天然环保的真丝高档产品，提供了一个研究思路.

1 试验

1.1 材料及仪器

材料：真丝电力纺(58 g／m2)；茶多酚TP-98(茶多酚含量98％，其中儿茶素含量75％，安徽省歙县茶叶生物碱厂)，大肠杆菌、金黄色葡萄球菌(苏州大学)，磷酸氢二钠、柠檬酸、乙酸、十二水硫酸铝钾(化学纯，苏州名宇化工有限公司)，去离子水.仪器：常温振荡染色机（瑞比染色试机有限公司)，HB902型紫外线测试仪，HH-8恒温水浴锅，JA1003电子精密天平，M6型小样定型烘干机.

1.2 抗菌整理

将织物在5％茶多酚溶液(pH=3.5，用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节)中90℃恒温处理70 min，水洗，100℃烘干.再将织物在硫酸铝钾溶液(3g/ L)中90℃恒温处理30 min，水洗，100℃烘干.并以此工艺为基础，分别调整pH、整理温度、整理时间、硫酸铝钾及茶多酚的用量，测试及分析抗菌效果.

1.3 测试

抗菌性能(抑菌率)：采用GB／T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》测试.抗菌耐洗性：采用FZ/T 73023-2006(抗菌织物》测试[7].

2 结果与讨论

2.1 pH

茶多酚在酸性环境中较稳定，且真丝织物具有耐酸不耐碱的特点，因此，整理液pH测试范围为2-7，茶多酚用量为5％(omf)，90℃恒温处理90 min后，水洗，烘干，再用硫酸铝钾(3 g／L)在9O℃恒温处理30 min，水洗，烘干，整理效果见图1.

■-金黄色葡萄球菌；●-大肠杆菌

图1 pH对抗菌性能的影响

由图l可知，茶多酚整理液在pH=2~7时，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均呈现先上升再缓慢下降的趋势.在pH=3.5时，抗菌性能最好，原因是在此等电点pH条件下，茶多酚的酚羟基和真丝中的羟基、羧基等形成了较多的氢键[8]，茶多酚作用在织物上的量最大，整理后抗菌效果最好；但pH高于3.5时，织物上茶多酚的作用效果逐渐减小，抗菌性能稍有下降.因此，整理液的pH确定为3.5较适宜.

2.2 整理温度

茶多酚用量为5％(omf)，pH=3.5，分别在20-100℃恒温处理90 min后，水洗，烘干，再用硫酸铝钾(3 g／L)在90℃恒温处理30 min，水洗，烘干，结果如图2所示.

■-金黄色葡萄球菌；●-大肠杆菌

图2 整理温度对抗菌性能的影响

从图2中可以看出，随着整理温度的升高，抑菌率逐渐增加，在90℃以上时，抑菌率变化不大.这是由于整理采用的是茶多酚先上染，再用硫酸铝钾处理织物，因此在处理阶段，温度升高有利于茶多酚更多地上染纤维，在9O℃达到一个饱和吸附状态，再升高温度，茶多酚吸附基本不变，在硫酸铝钾的作用下固着后，织物上的茶多酚越多，抑菌率越高.因此，整理温度控制在90℃较适宜.

2.3 整理时间

茶多酚用量为5％(omf)，pH=3.5，在90℃恒温处理30-120 min，水洗，烘干，再用硫酸铝钾(3 g／L)在90℃恒温处理30 min，水洗，烘干，结果如图3所示.

●-金黄色葡萄球菌；●-大肠杆菌

图3 整理时间对抗菌性能的影响

从图3可以看出。整理时间从30 min至120 min，抑菌率呈现逐渐上升的趋势，但在整理时间大于90min后，变化开始趋缓，抑菌率提升不多.这时茶多酚已基本达到吸附平衡状态，即使再延长整理时间，茶多酚也无法更多地吸附在织物上，在硫酸铝钾作用下，固着在织物上的茶多酚变化不大，抑菌率提升有限.因此，整理时间为90 min较适宜.

2-4 硫酸铝钾用量

硫酸铝钾在茶多酚的抗菌整理中主要起络合剂的作用，茶多酚在络合剂的作用下固着在纤维上.茶多酚用量为5％(omf)，pH=3.5，在90℃恒温处理90 min后，水洗，烘干，再用硫酸铝钾(1-6 g／L)在90℃恒温处理30 min，水洗，烘干，结果如图4所示.

●-金黄色葡萄球菌；●-大肠杆菌

图4 硫酸铝钾用量对抗菌性能的影响

从图4可以看出，络合剂硫酸铝钾的用量增加，茶多酚整理的抑菌效果也增加，但用量大于3 g／L时，抑菌率变化趋于缓和.说明硫酸铝钾用量为3 g／L时，织物上的茶多酚在铝离子的络合下与纤维结合，茶多酚已基本完成络合，再增加硫酸铝钾的用量，也不能增加织物上茶多酚的量，抑菌率变化不大.因此，硫酸铝钾用量为3 g／L较适宜.

2.5 茶多酚(TP)用量

调整茶多酚用量为l％～6％(omf)，pH=3.5，在90℃恒温处理90 min后，水洗，烘干，再用硫酸铝钾(3 g/L)在90℃恒温处理30 min，水洗，烘干，测试效果见图5.

■-金黄色葡萄球菌；●-大肠杆菌

图5 茶多酚用量对抑菌性能的影响

从图5可看出，随着茶多酚(TP)用量的增加，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果逐渐增加；当茶多酚用量大于4％(omf)时，抑菌率大于70％；继续增加茶多酚用量，在5％(omf)时，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率较好；大于5％以后，抑菌率变化逐渐趋缓，抗菌效果提升有限.茶多酚用量小于5％时，硫酸铝钾在真丝织物上形成的配位键逐渐增加[3]，抑菌效果也逐渐增加，但大于5％后，茶多酚与真丝织物、硫酸铝钾之间结合的量趋于饱和，增加茶多酚用量对抑菌性能影响不大，因此，茶多酚用量为5%(omf)较适宜.为了进一步研究茶多酚用量与抗菌性能的关系，分别测试不同用量茶多酚整理后织物的K／S值及对应的抑菌率，并就K／S值与茶多酚用量之间的变化趋势进行了线性分析，结果见图6和图7.

■-金黄色葡萄球菌；●-大肠杆菌

图6 茶多酚用量对K／S值的影响

■-金黄色葡萄球菌；●-大肠杆菌

图7 K／S值与茶多酚抑菌率的关系图

从图6可看出，茶多酚整理后的K／S值与茶多酚用量存在较好的线性关系，方程为y=0.452 6x+0.916，R²=0.984 3.在图7中，抑菌率随着K／S值增大而逐渐增加，但K／S值增加至一定程度，也就是茶多酚用量增加至一定程度时，抑菌率变化趋缓.从图6和图7中的数据可分析出：茶多酚用量在5％(omf)时，整理的真丝织物具有较好的抗菌效果，此后再增加茶多酚用量，对抑菌率的影响不大.

2.6 水洗对抗菌性能的影响

整理工艺为：茶多酚用量为5％(omf)，pH=3.5。90℃恒温处理90 min后，水洗，烘干，再用硫酸铝钾(3 g／L)90℃恒温处理30 min，水洗，烘干.处理好的织物进行多次水洗试验，测试其耐水洗效果，结果见表1.

从表1l中可知，水洗次数增加，真丝织物的抑菌率逐渐下降，但在水洗20次时，还有较好的抑菌效果，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为71.5％和73.7％.水洗50次后抗菌性能稍差，低于70％.

表l 抗菌性能的耐水洗性能

3 结论

(1)茶多酚用于真丝织物的抗菌整理最佳工艺为：茶多酚用量为5％(omf)，pH=3.5,90 ℃恒温处理90 min，水洗，烘干，用硫酸铝钾(3 g／L)90℃恒温处理30 min,水洗，烘干.大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为8 1.9％和84.3％，抑菌效果较好.

(2)茶多酚用量和整理织物的K／S值呈现较好的线性关系，抑菌率随着茶多酚用量增加而逐渐增大，但用量大于5％(omf)时，抑菌率增加不明显.

(3)茶多酚整理的真丝织物，水洗20次时仍保持较好的抗菌效果，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于70％.耐水洗性能较好.

参考文献：

[l]杨诚，唐人成.蚕丝的茶多酚媒染性能[J].印染，2010(8)：11-15.

[2]唐裕芳，张妙玲，冯波，等.茶多酚抑菌活性研究[J]，浙江林学院学报,2005.22(5)：553-557.

[3]黄旭明，王燕，蔡再生.茶叶染料对真丝绸媒染染色性能初探[J]印染助剂.2006，23(5)：37-39.

[4]TANG R C,TANG H，YANG C，Adsorption isolherms and mordant dyeing properties of tea polyphenols on wool silk and nylon[J].Industrial and Engineering Chemistry Researeh 2010,49(19);8 894-8 901.

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[6]钱红飞.茶多酚在蚕丝染色中的应用与抗紫外线性能[J].纺织学报，2012(2)：68-72.

[7]AATCC Technical Manual.American association of textile chemists and colorists[M]North Carolina;Research Triangle Park.2003.

[8]陈艳妹，赵建平.茶多酚在棉织物上的抗菌整理研究[J].印染助剂，2010，27(12)：16-18.