防螨工藝以及防螨織物的開發(fā)
防螨工藝以及防螨織物的開發(fā)
在八十年代已有人從事織物防螨抗菌整理的研究，在德國，Herst公司開始生產(chǎn)防螨劑MITE，在瑞士Santized公司推出了織物防螨劑Acitiguard AM87-12。在澳大利亞，ATCP公司推出防螨劑Healthguard。在日本，防螨抗菌織物實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)日本客商以防螨抗菌劑客供的形式在中國大陸加工防螨抗菌織物，有的客商要求直接加工床上用品三件套，抗菌防螨成衣。在我國，已批量生產(chǎn)防螨劑和防螨抗菌織物供應(yīng)國內(nèi)外市場。
紡織品防螨方法主要有三類：一是不讓螨蟲繁殖，如殺螨法、誘殺法。二是不讓螨蟲接近，如驅(qū)避法。三是不讓螨蟲侵入，如阻斷法。殺螨法是重要的防螨措施。其中，日曬、加熱、電磁波、紅外線等法可使織物干燥，破壞螨蟲的生活條件。當(dāng)其含水量在10%以下時(shí)則會死亡�；瘜W(xué)殺螨也很重要，如使用除蟲菊提取物異冰片、脫氫醋酸、芳香族碳酸酯，二苯基醚等。誘殺法是引誘螨蟲然后殺滅，這種引誘有性經(jīng)誘、食引誘、產(chǎn)卵引誘和信息素引誘等。驅(qū)避法是使用驅(qū)避劑，這是一些帶有使螨蟲害怕的氣味和味道的物質(zhì)，如使用驅(qū)避劑苯基酰胺芳香族羧酸酯和β－萘酚為代表。第三種方法阻斷法是采用致密的織物不讓螨蟲通過，也有些情況是使用驅(qū)避劑進(jìn)一步強(qiáng)化這種阻斷效果。 和其它功能性織物一樣，使紡織品獲得防螨功能的技術(shù)也是多種多樣的，防螨織物的生產(chǎn)方法包括：功能纖維法、織物后整理法、高密織物法。下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。 一、 功能纖維法 此方法是將防螨整理劑添加到成纖聚合物中，經(jīng)紡絲后制成防螨纖維。 通過該方法可賦予纖維材料以防螨性能。具體實(shí)施方法有兩種：一種是在聚合物聚合過程中添加防螨整理劑，然后進(jìn)行紡絲；另一種則是制成防螨母粒，然后再和聚合物切片混合，在聚合物紡絲過程中將防螨整理劑添加到纖維之中，對纖維進(jìn)行化學(xué)改性。 開發(fā)防螨纖維和防螨絮棉多用后一種方法。 例如，將防螨整理劑SCJ-999和與聚酯聚合物切片混合，得到構(gòu)成皮層成分的聚合物(含SCJ-999 1-3%)。另一方面，將聚對苯二甲酸乙二酯用作芯成分，與構(gòu)成皮層成分的聚合物一起，經(jīng)熔融復(fù)合紡絲后，再在125℃下熱處理20分鐘，從而制得具有防螨效果的皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維。 日本鐘紡公司以腈綸纖維為基材，在其處于凝膠狀態(tài)時(shí)涂以各種防螨整理劑（苯酰胺化合物、除蟲菊、二苯醚或有機(jī)磷），使防螨整理劑進(jìn)入到纖維表層之下，提高了其防螨性。帝三制藥公司是在未牽伸聚酯絲經(jīng)防螨處理后再進(jìn)行加熱牽伸而制出了防螨纖維。日本東麗公司在開發(fā)防螨材料上頗有成效，防螨聚酯纖維“Kepach-f”與具有防螨功效的床墊“CLINIC FUTON”是其系列產(chǎn)品�！癒epach-f”所用的防螨劑是特殊的季胺鹽化合物與特定的除蟲菊提取物的混合物。用“Kepach-f”與高密織物配合而開發(fā)出的“CLINIC FUTON”在日本市場上享有很高的聲譽(yù)。 開發(fā)者曾在第25屆日本兒童過敏學(xué)會上發(fā)表過一篇關(guān)于這種被褥抑螨效果的論文。這項(xiàng)研究是針對涉及兒童哮喘癥的22個(gè)家庭，分別使用“CLINIC FUTON”被褥和100%聚酯被褥，由患兒及其兄弟姐妹和父母進(jìn)行對比試驗(yàn)，這一試驗(yàn)是在同一房間同時(shí)使用，干燥、保管等條件相同，使用前后進(jìn)行采螨。結(jié)果，“CLINIC FUTON”被褥上的螨蟲數(shù)比對比樣品的螨蟲數(shù)少90%，證明了它的防螨性。 另外據(jù)悉，有人分別將通過化學(xué)反應(yīng)在腈綸纖維上接枝銅離子，并接上X-GL金黃C19H24N3+O基團(tuán)制得的改性纖維和以同樣的方法通過化學(xué)反應(yīng)在腈綸纖維上接枝銅離子，并接上X-GB藍(lán)C20H24N3+O基團(tuán)制得的改性纖維以及其它纖維混合在一起，經(jīng)過開松、鋪網(wǎng)等處理工序，制得具有防螨效果的無紡織物。 現(xiàn)在北京潔爾爽高科技有限公司已經(jīng)開發(fā)出了適用于丙綸及滌綸纖維的高效防螨抗菌劑和防螨抗菌母粒。并采用防螨劑SCJ-998研制成功了具有防螨和抗菌雙重效果的防螨抗菌粘膠長絲，經(jīng)中國疾病控制中心、中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)研究院等有關(guān)權(quán)威測試機(jī)構(gòu)測定，該纖維具有優(yōu)異的防螨抗菌性能：對螨蟲驅(qū)避率達(dá)到99.9％以上，抗菌率達(dá)到99.9％以上。同時(shí)，該纖維還具有良好的安全性、耐久性和耐后加工性。 人們經(jīng)常將防螨化學(xué)纖維與天然纖維進(jìn)行混紡，以兼顧天然纖維的舒適和防螨性能。但是，普通天然織物的前處理一般都要經(jīng)過燒堿精練、氯氧雙漂、強(qiáng)堿絲光等工序。由于所采用的防螨整理劑可能不耐酸、堿或不耐氧化、還原等，所以由其制得的防螨纖維及織物對染整工藝就會有一些特殊要求。這樣就要求在染整加工過程中，要做到既要考慮防螨效果，又要兼顧防螨纖維及織物的特點(diǎn)。否則，會直接影響到防螨織物的防螨效果。為了保證產(chǎn)品的防螨效果，通常最后再以防螨抗菌劑SCJ-998處理，以獲防螨抗菌雙重效果。 二、織物后整理法 人體不斷地以汗?jié)n、油脂、皮膚的脫落物的形式產(chǎn)生流體分泌物，在皮膚上為有機(jī)微生物提供了最佳滋生場所。在織物與皮膚間有微生物繁殖的理想環(huán)境——潮濕和溫暖。螨蟲能在不注意的情況下繁殖成千上萬，結(jié)果是降低了衛(wèi)生感，產(chǎn)生了因微生物新陳代謝而來的不良?xì)馕叮踔習(xí)a(chǎn)生皮膚感染。紡織品一般都在60℃下進(jìn)行水洗，即使是細(xì)致地洗滌，看上去很清潔，但在這一溫度下螨蟲和病菌仍存活。采用的抗菌防螨處理劑整理織物具有抗菌防螨的效果，剝奪了螨蟲和細(xì)菌滋養(yǎng)條件，使其無法繁殖。 防螨整理是用防螨劑處理織物，從而使織物獲得防螨性能、保持紡織品清潔衛(wèi)生的加工工藝。其目的不光是為了保持織物清潔，更重要的是為了防止傳染疾病，保證人體的安全健康和穿著舒適，降低公共環(huán)境的交叉感染率，使織物獲得衛(wèi)生保健的新功能。防螨整理織物可廣泛用于人們的內(nèi)衣、毛巾、浴巾、床單、被套、毛毯、裝飾織物、地毯、空氣過濾材料等，具有重大的社會效益。 織物防螨整理技術(shù)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、精細(xì)化工與染整新技術(shù)相結(jié)合的邊緣技術(shù)。其關(guān)鍵問題是從化工方面如何進(jìn)行防螨劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合成；從醫(yī)學(xué)方面要研究該防螨劑的效果和安全性等；從染整方面要解決防螨劑和纖維的結(jié)合以及對織物的牢度、強(qiáng)力、白度和透氣性的影響等。日本人尤其注意防螨問題，并從20世紀(jì)80年代開始著手開發(fā)防螨織物，先后有多種產(chǎn)品投放市場。東麗公司和東洋紡織公司 開發(fā)的防螨織物均有良好效果。北京潔爾爽高科技有限公司是目前國內(nèi)唯一批量生產(chǎn)織物防螨劑的廠家，國內(nèi)權(quán)威測試機(jī)構(gòu)測試結(jié)果表明其防螨抗菌整理后的織物無毒，對皮膚無過敏反應(yīng)。對塵螨、革螨、恙螨等的驅(qū)避率都大于93%，洗滌50次驅(qū)避率都大于85%，對防止皮膚瘙癢和哮喘病等有明顯效果。 防螨后整理方法是將防螨整理劑對織物進(jìn)行后整理，從而達(dá)到防螨效果。這是一種常規(guī)的技術(shù)，其實(shí)施方法有噴淋、浸軋、涂層等，該技術(shù)的關(guān)鍵在于防螨整理劑的選擇和整理劑的配制。將防螨劑裝入微膠囊，通過樹脂等成膜材料可以與織物粘合，將防螨劑與有機(jī)硅氧烷等制成涂層液更便于使用……可謂方法多樣，這類后整理所用的防螨劑有苯基酰胺、萘酚類化合物異冰片、硫氰酸乙酯等化學(xué)物質(zhì)和除蟲菊提取物、桉樹油、柿澀等植物性物質(zhì)。 此外，將防螨整理劑分別溶解于“頁巖焦油A”溶劑，以山梨酸溶膠2942S、庚烷溶膠100和十二烷基苯磺酸鈣作為乳化劑，充分?jǐn)嚢璩删坏姆莉韯┤橐�。再將此防螨整理劑乳液劑與聚丙烯腈樹脂、聚酯樹脂、聚氨基甲酸乙酯的乳膠液進(jìn)行混合，得到防螨處理液。防螨處理液對織物的處理方法如下：將棉布和滌/棉（65：35）混紡布浸漬于防螨處理液中，用軋車軋干至帶液率為80%，然后在80℃下烘干5分鐘，最后再在130℃下熱處理1分鐘。經(jīng)過這樣的處理之后，能賦予纖維及其織物良好的防螨效果。 據(jù)介紹，還可以利用異氰硫乙酸鹽的乳液與聚酯共聚體的乳液同浴處理來獲得具有耐久性的防螨效果。聚酯共聚體經(jīng)非離子或陰離子表面活性劑在水中進(jìn)行乳化分散后形成乳液。作為防螨整理劑的異氰硫乙酸鹽經(jīng)非離子或陰離子表面活性劑在水中進(jìn)行乳化分散后形成乳液。滌綸織物在通過浸軋（帶液率為80%）、干燥（100℃）之后，再在180℃下熱處理2-4分鐘，以提高防螨效果的耐洗性。 瑞士Santized公司開發(fā)了成衣抗皺防螨整理工藝，其整理工序順序?yàn)槊媪铣梢录庸�、前處理洗水加�?酵洗)、烘干(布pH6-7)、浸漬抗皺藥液(pH5±0.5)、脫水(60-80%濕度)、烘干(100-110℃以下，10-20%濕度)、定型壓熨(140℃20s)、入焙烘爐前檢查、爐焙烘(145、155℃×5、15min)、冷卻及包裝。然后進(jìn)行防螨處理，最后冷卻、包裝。目前國內(nèi)大量使用的防螨劑是SCJ-999和防螨抗菌劑SCJ-998 (北京潔爾爽高科技有限公司)，其應(yīng)用工藝分別是： A．防螨劑SCJ-999 ①. 工藝配方： 濃度（克/升） 織物 用劑 棉、絲、毛織物 滌棉、化纖織物 防螨蟲整理劑SCJ-999 20-40 30-60 低溫固著劑SCJ-939 20-40 30-60 ②、工藝流程： 浸漬—>脫水（甩出溶液可重復(fù)使用） 織物 烘干（70-100℃） 浸軋整理溶液（軋液率70-80%） —>焙烘（140℃，30秒，或120℃，2分鐘）——>成品 B. 防螨抗菌劑SCJ-998 防螨效果的測試方法 人類對螨的研究雖然已有100多年的歷史，但對殺螨或驅(qū)螨的測試標(biāo)準(zhǔn)化工作確是近10年的事。目前國內(nèi)從事織物防螨性能測試的機(jī)構(gòu)有中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、北京潔爾爽高科技有限公司螨蟲實(shí)驗(yàn)室等。 紡織品上的螨蟲數(shù)量的測定，傳統(tǒng)方法主要采用電清掃機(jī)吸引紡織制品(如床墊，被褥、地毯等)上的螨蟲并統(tǒng)計(jì)其數(shù)量，此種方法操作麻煩，耗費(fèi)時(shí)間，且不夠穩(wěn)定。如在草墊(席)和毛毯上吸塵，所有的家用吸塵器，一次吸塵的除塵率在20%以下，五次吸塵的除塵率在60%以下，這種情況在長毛絨毛毯上尤為明顯[17]。為此應(yīng)建立一種快速規(guī)范的統(tǒng)一方法與標(biāo)準(zhǔn)。1993年日本服裝制品質(zhì)量性能對策協(xié)議會對防瞞織物開發(fā)情況調(diào)研基礎(chǔ)上，提出了《螨蟲評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)》，1998年又提出《防螨織物驅(qū)避螨蟲的試驗(yàn)方法》，進(jìn)一步對螨蟲、培養(yǎng)基、飼育條件和計(jì)算方法等作了嚴(yán)格的規(guī)定。2003年，中國農(nóng)業(yè)部家藥檢定所頒布了《衛(wèi)生殺蟲劑藥效試驗(yàn)測試方法及評價(jià)》，其內(nèi)容就包括“滅螨和驅(qū)螨藥效試驗(yàn)方法和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”〖農(nóng)藥檢（生測）函2003年45號〗。地毯協(xié)會也提出了用于地毯的試驗(yàn)方法。現(xiàn)將紡織品的防螨(蟲)試驗(yàn)方法歸納如表5所示。 表5 紡織品的防螨試驗(yàn)方法 效果評價(jià) 評定方法 試驗(yàn)方法 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 殺滅螨蟲效果 以螨蟲的死亡率評價(jià) 螨蟲培育法 死亡率60-90%以上 殘?jiān)佑|法(夾持法) 死亡率90%以上 螺旋管法 死亡率50-90%以上 驅(qū)避螨蟲效果 以驅(qū)避率評價(jià) 大阪府立公共衛(wèi)生研究所 驅(qū)避率70-90%以上 阻止侵入法 驅(qū)避率80%以上 地毯協(xié)會法 玻璃管法 誘引法 驅(qū)避率60%以上 其它 抑制螨繁殖率評價(jià) 培養(yǎng)基混入法 繁殖抑制率60%以下 螨蟲通過率評價(jià) 通過率測定法 一、試驗(yàn)的螨蟲種類: 測定防螨蟲的效果，應(yīng)選用對藥劑敏感性有顯著差異，以及容易從室內(nèi)檢出的螨蟲為原則，故可供試驗(yàn)的螨蟲為: 粉蛛螨(Dermatophagoidae farinae，縮寫D.F) 普通谷螨 (Tyrophagus putrescentiae，縮寫T.P) 南爪螨(Chelacaropsis moorei，縮寫C.M) 二、防螨試驗(yàn)方法： 1.殺螨試驗(yàn)法 如上表所示，評價(jià)螨蟲死亡率的方法有螨蟲培殖法、殘?jiān)佑|法和螺旋管法。這種殺螨效力試驗(yàn)條件簡單，因?yàn)槭菑?qiáng)制性地使試驗(yàn)用螨與檢測試樣直接接觸，因而容易確認(rèn)藥劑用量與效力之間的關(guān)系，并且試驗(yàn)結(jié)果波動(dòng)性小。 ①螨蟲培殖法：適用于測定紡織制品的防螨功能，這種方法如下圖所示，將防螨織物裁成直徑6cm的圓片，放入培養(yǎng)皿底部，放入一定數(shù)量的螨蟲（100只）和培養(yǎng)基，在一定時(shí)間后用顯微鏡觀察，求出螨蟲死亡率。 培養(yǎng)皿 螨蟲培養(yǎng)基（100mg） 防螨織物 圖8 螨蟲培殖法 ②殘?jiān)佑|法：亦稱夾子法，如下圖所示，用藥劑處理濾紙，裁成一定大小，對折成為10×10㎝的紙片，中間放入30只螨蟲，三面用夾子夾住，以防螨蟲逃逸，然后，在溫度25℃，相對濕度75%的條件下，放置24小時(shí)后，測定螨蟲的死亡率。這種方法適用于防螨劑的評價(jià)，也用于被面和床單等，是日本厚生省規(guī)定的最基礎(chǔ)的殺螨試驗(yàn)法。 ③螺旋管法：是制取5ml容量的玻璃螺旋管，放入防螨試樣200mg，放入一定數(shù)量的螨蟲和培養(yǎng)基，在一定時(shí)間后，測螨蟲的死亡率。 2.驅(qū)螨試驗(yàn)法 評價(jià)螨蟲驅(qū)避率的方法，有大阪府立公共衛(wèi)生研究所法、侵入阻止法、地毯協(xié)會法和玻璃管法。這類驅(qū)避效力試驗(yàn)是由螨蟲的行動(dòng)決定的，試驗(yàn)條件容易影響試驗(yàn)結(jié)果。影響效力的因素很多，用藥量與防螨效力之間的關(guān)系不能確切地表現(xiàn)出來，故有波動(dòng)性。 ①如圖5大阪府公共衛(wèi)生研究所法，這種方法適用于被面、床單、無紡布等薄型面料。將七只塑料皿(內(nèi)徑4cm高0.6cm)按圖所示擺放，要保證七只皿的皿壁相互接觸，然后放在粘膠硬紙板上使其位置得以固定。在周圍6只皿內(nèi)間隔放置經(jīng)過藥物處理和未經(jīng)藥物處理(對照)的待測纖維或織物，使其鋪滿皿底并達(dá)約0.4cm厚，其上各放一直徑約2cm的綿紙片，紙片上面各放試蟲飼料0.05g。在中心皿中放入試蟲約5000只。將上述硬質(zhì)紙板放進(jìn)大小適中的平底容器中的架條上，如圖6所示，在平底容器底部存有飽和食鹽水充分浸潤的脫脂棉，架條放在脫脂棉上，防止硬質(zhì)紙板受潮，然后將容器蓋好。平底容器放迸25℃的恒溫箱中，使容器內(nèi)保持25士l℃，相對濕度為75%，培養(yǎng)24h。恒溫處理后，取出周圍的六只培皿，然后用食鹽水浮游法，分別測定其螨蟲數(shù)，再按下式計(jì)算其驅(qū)避率。 驅(qū)避率 = [1-（整理試樣上的螨蟲總數(shù)/未整理試樣上的螨蟲總數(shù)）]×100% ②阻止侵入法，這種方法適用于對地毯防螨功能的評價(jià)。如下圖所示，取大小兩個(gè)塑料培養(yǎng)皿。大皿外徑90mm，高15mm，小皿外徑35mm，高10mm。大皿內(nèi)放入有螨蟲達(dá)10000只的培養(yǎng)基，均勻分布。中間放小皿，小皿內(nèi)放置切好的防螨地毯試樣并放粉末飼料（沒有螨蟲），用食鹽水調(diào)濕為75%RH。在25±1℃全暗條件的恒溫器內(nèi)，飼育24小時(shí)，計(jì)算生存的螨蟲數(shù)。用對比試樣進(jìn)行同樣的試驗(yàn)進(jìn)行同樣的試驗(yàn)。考慮試驗(yàn)的波動(dòng)，反復(fù)進(jìn)行5次，用各試驗(yàn)的活螨合計(jì)值計(jì)算出驅(qū)避率， 驅(qū)避率（%）＝（對照區(qū)螨蟲數(shù)－試驗(yàn)區(qū)螨蟲數(shù)）/對照區(qū)螨蟲數(shù)。對于對比試樣，如果螨蟲數(shù)不超過1000只此試驗(yàn)無效。 螨蟲培養(yǎng)基 大培養(yǎng)皿 小培養(yǎng)皿 防螨織物 粉末飼料（0.05g） 圖12 阻止侵入法 ③玻璃管法，這種方法適用于防螨絮棉的評價(jià)。這一方法如圖所示，取長度為100mm，壁厚1mm，內(nèi)徑為20mm的玻璃管一段，一側(cè)粘貼膠帶紙，均勻附著0.01克粉末飼料，先后塞入0.025克未加工棉（厚5mm）和0.04克防螨絮棉（厚20mm）；在另一端40mm以內(nèi)放入10000只螨蟲，用高密度織物封住端口。將這一玻璃管在25℃、（75±5）%RH的全暗條件下放置48小時(shí)，求出驅(qū)避率。 玻璃管 粉末飼料 螨蟲培養(yǎng)基 防螨絮棉 高密度織物罩 未加工棉 圖13 玻璃管法 評價(jià)織物防螨性能的方法還包括用培養(yǎng)基混入法測定螨蟲增殖抑制率和用螨蟲通過法求出通過率。后者比較簡單。前者測試是取兩個(gè)內(nèi)徑3.3cm、高1cm的培養(yǎng)皿，分別放入防螨織物和對比試驗(yàn)，分別散布均勻的螨蟲培養(yǎng)基100mg有螨蟲100只，在25℃、75%RH條件下放置一定時(shí)間后，測定兩試樣上的螨蟲數(shù)，則可求出增殖抑制率。 三、耐久性試驗(yàn)方法 防螨纖維及防螨織物必須具備耐久性。檢測防螨耐久性的方法有水洗法和加速實(shí)驗(yàn)法。水洗法就是按照一定的洗滌條件（可參照J(rèn)IS L 0217 103），將防螨纖維及其織物水洗規(guī)定的次數(shù)以后再測定處理后的防螨效果。加速實(shí)驗(yàn)法就是將防螨織物在一定的處理?xiàng)l件下，進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)，如在日光照射下，在81℃的溫度下處理48小時(shí)，或者用耐曬牢度計(jì)（碳弧燈）在63℃下處理80小時(shí)等。
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