防蟎工藝以及防蟎織物的開發
防蟎工藝以及防蟎織物的開發
在八十年代已有人從事織物防蟎抗菌整理的研究，在德國，Herst公司開始生產防蟎劑MITE，在瑞士Santized公司推出了織物防蟎劑Acitiguard AM87-12。在澳大利亞，ATCP公司推出防蟎劑Healthguard。在日本，防蟎抗菌織物實現了工業化生產，同時日本客商以防蟎抗菌劑客供的形式在中國大陸加工防蟎抗菌織物，有的客商要求直接加工床上用品三件套，抗菌防蟎成衣。在我國，已批量生產防蟎劑和防蟎抗菌織物供應國內外市場。
紡織品防蟎方法主要有三類：一是不讓蟎蟲繁殖，如殺蟎法、誘殺法。二是不讓蟎蟲接近，如驅避法。三是不讓蟎蟲侵入，如阻斷法。殺蟎法是重要的防蟎措施。其中，日曬、加熱、電磁波、紅外線等法可使織物幹燥，破壞蟎蟲的生活條件。當其含水量在10%以下時則會死亡。化學殺蟎也很重要，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。誘殺法是引誘蟎蟲然後殺滅，這種引誘有性經誘、食引誘、產卵引誘和信息素引誘等。驅避法是使用驅避劑，這是一些帶有使蟎蟲害怕的氣味和味道的物質，如使用驅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蟎蟲通過，也有些情況是使用驅避劑進一步強化這種阻斷效果。 和其它功能性織物一樣，使紡織品獲得防蟎功能的技術也是多種多樣的，防蟎織物的生產方法包括：功能纖維法、織物後整理法、高密織物法。下麵進行詳細介紹。 一、 功能纖維法 此方法是將防蟎整理劑添加到成纖聚合物中，經紡絲後製成防蟎纖維。 通過該方法可賦予纖維材料以防蟎性能。具體實施方法有兩種：一種是在聚合物聚合過程中添加防蟎整理劑，然後進行紡絲；另一種則是製成防蟎母粒，然後再和聚合物切片混合，在聚合物紡絲過程中將防蟎整理劑添加到纖維之中，對纖維進行化學改性。 開發防蟎纖維和防蟎絮棉多用後一種方法。 例如，將防蟎整理劑SCJ-999和與聚酯聚合物切片混合，得到構成皮層成分的聚合物(含SCJ-999 1-3%)。另一方麵，將聚對苯二甲酸乙二酯用作芯成分，與構成皮層成分的聚合物一起，經熔融複合紡絲後，再在125℃下熱處理20分鍾，從而製得具有防蟎效果的皮芯結構的複合纖維。 日本鍾紡公司以腈綸纖維為基材，在其處於凝膠狀態時塗以各種防蟎整理劑（苯酰胺化合物、除蟲菊、二苯醚或有機磷），使防蟎整理劑進入到纖維表層之下，提高了其防蟎性。帝三製藥公司是在未牽伸聚酯絲經防蟎處理後再進行加熱牽伸而製出了防蟎纖維。日本東麗公司在開發防蟎材料上頗有成效，防蟎聚酯纖維“Kepach-f”與具有防蟎功效的床墊“CLINIC FUTON”是其係列產品。“Kepach-f”所用的防蟎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出的“CLINIC FUTON”在日本市場上享有很高的聲譽。 開發者曾在第25屆日本兒童過敏學會上發表過一篇關於這種被褥抑蟎效果的論文。這項研究是針對涉及兒童哮喘症的22個家庭，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行對比試驗，這一試驗是在同一房間同時使用，幹燥、保管等條件相同，使用前後進行采蟎。結果，“CLINIC FUTON”被褥上的蟎蟲數比對比樣品的蟎蟲數少90%，證明了它的防蟎性。 另外據悉，有人分別將通過化學反應在腈綸纖維上接枝銅離子，並接上X-GL金黃C19H24N3+O基團製得的改性纖維和以同樣的方法通過化學反應在腈綸纖維上接枝銅離子，並接上X-GB藍C20H24N3+O基團製得的改性纖維以及其它纖維混合在一起，經過開鬆、鋪網等處理工序，製得具有防蟎效果的無紡織物。 現在北京潔爾爽高科技有限公司已經開發出了適用於丙綸及滌綸纖維的高效防蟎抗菌劑和防蟎抗菌母粒。並采用防蟎劑SCJ-998研製成功了具有防蟎和抗菌雙重效果的防蟎抗菌粘膠長絲，經中國疾病控製中心、中國人民解放軍軍事醫學研究院等有關權威測試機構測定，該纖維具有優異的防蟎抗菌性能：對蟎蟲驅避率達到99.9％以上，抗菌率達到99.9％以上。同時，該纖維還具有良好的安全性、耐久性和耐後加工性。 人們經常將防蟎化學纖維與天然纖維進行混紡，以兼顧天然纖維的舒適和防蟎性能。但是，普通天然織物的前處理一般都要經過燒堿精練、氯氧雙漂、強堿絲光等工序。由於所采用的防蟎整理劑可能不耐酸、堿或不耐氧化、還原等，所以由其製得的防蟎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，要做到既要考慮防蟎效果，又要兼顧防蟎纖維及織物的特點。否則，會直接影響到防蟎織物的防蟎效果。為了保證產品的防蟎效果，通常最後再以防蟎抗菌劑SCJ-998處理，以獲防蟎抗菌雙重效果。 二、織物後整理法 人體不斷地以汗漬、油脂、皮膚的脫落物的形式產生流體分泌物，在皮膚上為有機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境——潮濕和溫暖。蟎蟲能在不注意的情況下繁殖成千上萬，結果是降低了衛生感，產生了因微生物新陳代謝而來的不良氣味，甚至會產生皮膚感染。紡織品一般都在60℃下進行水洗，即使是細致地洗滌，看上去很清潔，但在這一溫度下蟎蟲和病菌仍存活。采用的抗菌防蟎處理劑整理織物具有抗菌防蟎的效果，剝奪了蟎蟲和細菌滋養條件，使其無法繁殖。 防蟎整理是用防蟎劑處理織物，從而使織物獲得防蟎性能、保持紡織品清潔衛生的加工工藝。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，降低公共環境的交叉感染率，使織物獲得衛生保健的新功能。防蟎整理織物可廣泛用於人們的內衣、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。 織物防蟎整理技術是現代醫學、精細化工與染整新技術相結合的邊緣技術。其關鍵問題是從化工方麵如何進行防蟎劑的分子結構設計和合成；從醫學方麵要研究該防蟎劑的效果和安全性等；從染整方麵要解決防蟎劑和纖維的結合以及對織物的牢度、強力、白度和透氣性的影響等。日本人尤其注意防蟎問題，並從20世紀80年代開始著手開發防蟎織物，先後有多種產品投放市場。東麗公司和東洋紡織公司 開發的防蟎織物均有良好效果。北京潔爾爽高科技有限公司是目前國內唯一批量生產織物防蟎劑的廠家，國內權威測試機構測試結果表明其防蟎抗菌整理後的織物無毒，對皮膚無過敏反應。對塵蟎、革蟎、恙蟎等的驅避率都大於93%，洗滌50次驅避率都大於85%，對防止皮膚瘙癢和哮喘病等有明顯效果。 防蟎後整理方法是將防蟎整理劑對織物進行後整理，從而達到防蟎效果。這是一種常規的技術，其實施方法有噴淋、浸軋、塗層等，該技術的關鍵在於防蟎整理劑的選擇和整理劑的配製。將防蟎劑裝入微膠囊，通過樹脂等成膜材料可以與織物粘合，將防蟎劑與有機矽氧烷等製成塗層液更便於使用……可謂方法多樣，這類後整理所用的防蟎劑有苯基酰胺、萘酚類化合物異冰片、硫氰酸乙酯等化學物質和除蟲菊提取物、桉樹油、柿澀等植物性物質。 此外，將防蟎整理劑分別溶解於“頁岩焦油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，充分攪拌成均一的防蟎整理劑乳液。再將此防蟎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行混合，得到防蟎處理液。防蟎處理液對織物的處理方法如下：將棉布和滌/棉（65：35）混紡布浸漬於防蟎處理液中，用軋車軋幹至帶液率為80%，然後在80℃下烘幹5分鍾，最後再在130℃下熱處理1分鍾。經過這樣的處理之後，能賦予纖維及其織物良好的防蟎效果。 據介紹，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蟎效果。聚酯共聚體經非離子或陰離子表麵活性劑在水中進行乳化分散後形成乳液。作為防蟎整理劑的異氰硫乙酸鹽經非離子或陰離子表麵活性劑在水中進行乳化分散後形成乳液。滌綸織物在通過浸軋（帶液率為80%）、幹燥（100℃）之後，再在180℃下熱處理2-4分鍾，以提高防蟎效果的耐洗性。 瑞士Santized公司開發了成衣抗皺防蟎整理工藝，其整理工序順序為麵料成衣加工、前處理洗水加工(酵洗)、烘幹(布pH6-7)、浸漬抗皺藥液(pH5±0.5)、脫水(60-80%濕度)、烘幹(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。然後進行防蟎處理，最後冷卻、包裝。目前國內大量使用的防蟎劑是SCJ-999和防蟎抗菌劑SCJ-998 (北京潔爾爽高科技有限公司)，其應用工藝分別是： A．防蟎劑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 防蟎蟲整理劑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（甩出溶液可重複使用） 織物 烘幹（70-100℃） 浸軋整理溶液（軋液率70-80%） —>焙烘（140℃，30秒，或120℃，2分鍾）——>成品 B. 防蟎抗菌劑SCJ-998 防蟎效果的測試方法 人類對蟎的研究雖然已有100多年的曆史，但對殺蟎或驅蟎的測試標準化工作確是近10年的事。目前國內從事織物防蟎性能測試的機構有中國人民解放軍軍事醫學科學院、北京潔爾爽高科技有限公司蟎蟲實驗室等。 紡織品上的蟎蟲數量的測定，傳統方法主要采用電清掃機吸引紡織製品(如床墊，被褥、地毯等)上的蟎蟲並統計其數量，此種方法操作麻煩，耗費時間，且不夠穩定。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]。為此應建立一種快速規範的統一方法與標準。1993年日本服裝製品質量性能對策協議會對防瞞織物開發情況調研基礎上，提出了《蟎蟲評價方法和標準》，1998年又提出《防蟎織物驅避蟎蟲的試驗方法》，進一步對蟎蟲、培養基、飼育條件和計算方法等作了嚴格的規定。2003年，中國農業部家藥檢定所頒布了《衛生殺蟲劑藥效試驗測試方法及評價》，其內容就包括“滅蟎和驅蟎藥效試驗方法和評價標準”〖農藥檢（生測）函2003年45號〗。地毯協會也提出了用於地毯的試驗方法。現將紡織品的防蟎(蟲)試驗方法歸納如表5所示。 表5 紡織品的防蟎試驗方法 效果評價 評定方法 試驗方法 評價標準 殺滅蟎蟲效果 以蟎蟲的死亡率評價 蟎蟲培育法 死亡率60-90%以上 殘渣接觸法(夾持法) 死亡率90%以上 螺旋管法 死亡率50-90%以上 驅避蟎蟲效果 以驅避率評價 大阪府立公共衛生研究所 驅避率70-90%以上 阻止侵入法 驅避率80%以上 地毯協會法 玻璃管法 誘引法 驅避率60%以上 其它 抑製蟎繁殖率評價 培養基混入法 繁殖抑製率60%以下 蟎蟲通過率評價 通過率測定法 一、試驗的蟎蟲種類: 測定防蟎蟲的效果，應選用對藥劑敏感性有顯著差異，以及容易從室內檢出的蟎蟲為原則，故可供試驗的蟎蟲為: 粉蛛蟎(Dermatophagoidae farinae，縮寫D.F) 普通穀蟎 (Tyrophagus putrescentiae，縮寫T.P) 南爪蟎(Chelacaropsis moorei，縮寫C.M) 二、防蟎試驗方法： 1.殺蟎試驗法 如上表所示，評價蟎蟲死亡率的方法有蟎蟲培殖法、殘渣接觸法和螺旋管法。這種殺蟎效力試驗條件簡單，因為是強製性地使試驗用蟎與檢測試樣直接接觸，因而容易確認藥劑用量與效力之間的關係，並且試驗結果波動性小。 ①蟎蟲培殖法：適用於測定紡織製品的防蟎功能，這種方法如下圖所示，將防蟎織物裁成直徑6cm的圓片，放入培養皿底部，放入一定數量的蟎蟲（100隻）和培養基，在一定時間後用顯微鏡觀察，求出蟎蟲死亡率。 培養皿 蟎蟲培養基（100mg） 防蟎織物 圖8 蟎蟲培殖法 ②殘渣接觸法：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隻蟎蟲，三麵用夾子夾住，以防蟎蟲逃逸，然後，在溫度25℃，相對濕度75%的條件下，放置24小時後，測定蟎蟲的死亡率。這種方法適用於防蟎劑的評價，也用於被麵和床單等，是日本厚生省規定的最基礎的殺蟎試驗法。 ③螺旋管法：是製取5ml容量的玻璃螺旋管，放入防蟎試樣200mg，放入一定數量的蟎蟲和培養基，在一定時間後，測蟎蟲的死亡率。 2.驅蟎試驗法 評價蟎蟲驅避率的方法，有大阪府立公共衛生研究所法、侵入阻止法、地毯協會法和玻璃管法。這類驅避效力試驗是由蟎蟲的行動決定的，試驗條件容易影響試驗結果。影響效力的因素很多，用藥量與防蟎效力之間的關係不能確切地表現出來，故有波動性。 ①如圖5大阪府公共衛生研究所法，這種方法適用於被麵、床單、無紡布等薄型麵料。將七隻塑料皿(內徑4cm高0.6cm)按圖所示擺放，要保證七隻皿的皿壁相互接觸，然後放在粘膠硬紙板上使其位置得以固定。在周圍6隻皿內間隔放置經過藥物處理和未經藥物處理(對照)的待測纖維或織物，使其鋪滿皿底並達約0.4cm厚，其上各放一直徑約2cm的綿紙片，紙片上麵各放試蟲飼料0.05g。在中心皿中放入試蟲約5000隻。將上述硬質紙板放進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，防止硬質紙板受潮，然後將容器蓋好。平底容器放迸25℃的恒溫箱中，使容器內保持25士l℃，相對濕度為75%，培養24h。恒溫處理後，取出周圍的六隻培皿，然後用食鹽水浮遊法，分別測定其蟎蟲數，再按下式計算其驅避率。 驅避率 = [1-（整理試樣上的蟎蟲總數/未整理試樣上的蟎蟲總數）]×100% ②阻止侵入法，這種方法適用於對地毯防蟎功能的評價。如下圖所示，取大小兩個塑料培養皿。大皿外徑90mm，高15mm，小皿外徑35mm，高10mm。大皿內放入有蟎蟲達10000隻的培養基，均勻分布。中間放小皿，小皿內放置切好的防蟎地毯試樣並放粉末飼料（沒有蟎蟲），用食鹽水調濕為75%RH。在25±1℃全暗條件的恒溫器內，飼育24小時，計算生存的蟎蟲數。用對比試樣進行同樣的試驗進行同樣的試驗。考慮試驗的波動，反複進行5次，用各試驗的活蟎合計值計算出驅避率， 驅避率（%）＝（對照區蟎蟲數－試驗區蟎蟲數）/對照區蟎蟲數。對於對比試樣，如果蟎蟲數不超過1000隻此試驗無效。 蟎蟲培養基 大培養皿 小培養皿 防蟎織物 粉末飼料（0.05g） 圖12 阻止侵入法 ③玻璃管法，這種方法適用於防蟎絮棉的評價。這一方法如圖所示，取長度為100mm，壁厚1mm，內徑為20mm的玻璃管一段，一側粘貼膠帶紙，均勻附著0.01克粉末飼料，先後塞入0.025克未加工棉（厚5mm）和0.04克防蟎絮棉（厚20mm）；在另一端40mm以內放入10000隻蟎蟲，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，求出驅避率。 玻璃管 粉末飼料 蟎蟲培養基 防蟎絮棉 高密度織物罩 未加工棉 圖13 玻璃管法 評價織物防蟎性能的方法還包括用培養基混入法測定蟎蟲增殖抑製率和用蟎蟲通過法求出通過率。後者比較簡單。前者測試是取兩個內徑3.3cm、高1cm的培養皿，分別放入防蟎織物和對比試驗，分別散布均勻的蟎蟲培養基100mg有蟎蟲100隻，在25℃、75%RH條件下放置一定時間後，測定兩試樣上的蟎蟲數，則可求出增殖抑製率。 三、耐久性試驗方法 防蟎纖維及防蟎織物必須具備耐久性。檢測防蟎耐久性的方法有水洗法和加速實驗法。水洗法就是按照一定的洗滌條件（可參照JIS L 0217 103），將防蟎纖維及其織物水洗規定的次數以後再測定處理後的防蟎效果。加速實驗法就是將防蟎織物在一定的處理條件下，進行加速實驗，如在日光照射下，在81℃的溫度下處理48小時，或者用耐曬牢度計（碳弧燈）在63℃下處理80小時等。
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