防螨工艺以及防螨织物的开发
防螨工艺以及防螨织物的开发
在八十年代已有人从事织物防螨抗菌整理的研究，在德国，Herst公司开始生产防螨剂MITE，在瑞士Santized公司推出了织物防螨剂Acitiguard AM87-12。在澳大利亚，ATCP公司推出防螨剂Healthguard。在日本，防螨抗菌织物实现了工业化生产，同时日本客商以防螨抗菌剂客供的形式在中国大陆加工防螨抗菌织物，有的客商要求直接加工床上用品三件套，抗菌防螨成衣。在我国，已批量生产防螨剂和防螨抗菌织物供应国内外市场。
纺织品防螨方法主要有三类：一是不让螨虫繁殖，如杀螨法、诱杀法。二是不让螨虫接近，如驱避法。三是不让螨虫侵入，如阻断法。杀螨法是重要的防螨措施。其中，日晒、加热、电磁波、红外线等法可使织物干燥，破坏螨虫的生活条件。当其含水量在10%以下时则会死亡。化学杀螨也很重要，如使用除虫菊提取物异冰片、脱氢醋酸、芳香族碳酸酯，二苯基醚等。诱杀法是引诱螨虫然后杀灭，这种引诱有性经诱、食引诱、产卵引诱和信息素引诱等。驱避法是使用驱避剂，这是一些带有使螨虫害怕的气味和味道的物质，如使用驱避剂苯基酰胺芳香族羧酸酯和β－萘酚为代表。第三种方法阻断法是采用致密的织物不让螨虫通过，也有些情况是使用驱避剂进一步强化这种阻断效果。 和其它功能性织物一样，使纺织品获得防螨功能的技术也是多种多样的，防螨织物的生产方法包括：功能纤维法、织物后整理法、高密织物法。下面进行详细介绍。 一、 功能纤维法 此方法是将防螨整理剂添加到成纤聚合物中，经纺丝后制成防螨纤维。 通过该方法可赋予纤维材料以防螨性能。具体实施方法有两种：一种是在聚合物聚合过程中添加防螨整理剂，然后进行纺丝；另一种则是制成防螨母粒，然后再和聚合物切片混合，在聚合物纺丝过程中将防螨整理剂添加到纤维之中，对纤维进行化学改性。 开发防螨纤维和防螨絮棉多用后一种方法。 例如，将防螨整理剂SCJ-999和与聚酯聚合物切片混合，得到构成皮层成分的聚合物(含SCJ-999 1-3%)。另一方面，将聚对苯二甲酸乙二酯用作芯成分，与构成皮层成分的聚合物一起，经熔融复合纺丝后，再在125℃下热处理20分钟，从而制得具有防螨效果的皮芯结构的复合纤维。 日本钟纺公司以腈纶纤维为基材，在其处于凝胶状态时涂以各种防螨整理剂（苯酰胺化合物、除虫菊、二苯醚或有机磷），使防螨整理剂进入到纤维表层之下，提高了其防螨性。帝三制药公司是在未牵伸聚酯丝经防螨处理后再进行加热牵伸而制出了防螨纤维。日本东丽公司在开发防螨材料上颇有成效，防螨聚酯纤维“Kepach-f”与具有防螨功效的床垫“CLINIC FUTON”是其系列产品。“Kepach-f”所用的防螨剂是特殊的季胺盐化合物与特定的除虫菊提取物的混合物。用“Kepach-f”与高密织物配合而开发出的“CLINIC FUTON”在日本市场上享有很高的声誉。 开发者曾在第25届日本儿童过敏学会上发表过一篇关于这种被褥抑螨效果的论文。这项研究是针对涉及儿童哮喘症的22个家庭，分别使用“CLINIC FUTON”被褥和100%聚酯被褥，由患儿及其兄弟姐妹和父母进行对比试验，这一试验是在同一房间同时使用，干燥、保管等条件相同，使用前后进行采螨。结果，“CLINIC FUTON”被褥上的螨虫数比对比样品的螨虫数少90%，证明了它的防螨性。 另外据悉，有人分别将通过化学反应在腈纶纤维上接枝铜离子，并接上X-GL金黄C19H24N3+O基团制得的改性纤维和以同样的方法通过化学反应在腈纶纤维上接枝铜离子，并接上X-GB蓝C20H24N3+O基团制得的改性纤维以及其它纤维混合在一起，经过开松、铺网等处理工序，制得具有防螨效果的无纺织物。 现在北京洁尔爽高科技有限公司已经开发出了适用于丙纶及涤纶纤维的高效防螨抗菌剂和防螨抗菌母粒。并采用防螨剂SCJ-998研制成功了具有防螨和抗菌双重效果的防螨抗菌粘胶长丝，经中国疾病控制中心、中国人民解放军军事医学研究院等有关权威测试机构测定，该纤维具有优异的防螨抗菌性能：对螨虫驱避率达到99.9％以上，抗菌率达到99.9％以上。同时，该纤维还具有良好的安全性、耐久性和耐后加工性。 人们经常将防螨化学纤维与天然纤维进行混纺，以兼顾天然纤维的舒适和防螨性能。但是，普通天然织物的前处理一般都要经过烧碱精练、氯氧双漂、强碱丝光等工序。由于所采用的防螨整理剂可能不耐酸、碱或不耐氧化、还原等，所以由其制得的防螨纤维及织物对染整工艺就会有一些特殊要求。这样就要求在染整加工过程中，要做到既要考虑防螨效果，又要兼顾防螨纤维及织物的特点。否则，会直接影响到防螨织物的防螨效果。为了保证产品的防螨效果，通常最后再以防螨抗菌剂SCJ-998处理，以获防螨抗菌双重效果。 二、织物后整理法 人体不断地以汗渍、油脂、皮肤的脱落物的形式产生流体分泌物，在皮肤上为有机微生物提供了最佳滋生场所。在织物与皮肤间有微生物繁殖的理想环境——潮湿和温暖。螨虫能在不注意的情况下繁殖成千上万，结果是降低了卫生感，产生了因微生物新陈代谢而来的不良气味，甚至会产生皮肤感染。纺织品一般都在60℃下进行水洗，即使是细致地洗涤，看上去很清洁，但在这一温度下螨虫和病菌仍存活。采用的抗菌防螨处理剂整理织物具有抗菌防螨的效果，剥夺了螨虫和细菌滋养条件，使其无法繁殖。 防螨整理是用防螨剂处理织物，从而使织物获得防螨性能、保持纺织品清洁卫生的加工工艺。其目的不光是为了保持织物清洁，更重要的是为了防止传染疾病，保证人体的安全健康和穿着舒适，降低公共环境的交叉感染率，使织物获得卫生保健的新功能。防螨整理织物可广泛用于人们的内衣、毛巾、浴巾、床单、被套、毛毯、装饰织物、地毯、空气过滤材料等，具有重大的社会效益。 织物防螨整理技术是现代医学、精细化工与染整新技术相结合的边缘技术。其关键问题是从化工方面如何进行防螨剂的分子结构设计和合成；从医学方面要研究该防螨剂的效果和安全性等；从染整方面要解决防螨剂和纤维的结合以及对织物的牢度、强力、白度和透气性的影响等。日本人尤其注意防螨问题，并从20世纪80年代开始着手开发防螨织物，先后有多种产品投放市场。东丽公司和东洋纺织公司 开发的防螨织物均有良好效果。北京洁尔爽高科技有限公司是目前国内唯一批量生产织物防螨剂的厂家，国内权威测试机构测试结果表明其防螨抗菌整理后的织物无毒，对皮肤无过敏反应。对尘螨、革螨、恙螨等的驱避率都大于93%，洗涤50次驱避率都大于85%，对防止皮肤瘙痒和哮喘病等有明显效果。 防螨后整理方法是将防螨整理剂对织物进行后整理，从而达到防螨效果。这是一种常规的技术，其实施方法有喷淋、浸轧、涂层等，该技术的关键在于防螨整理剂的选择和整理剂的配制。将防螨剂装入微胶囊，通过树脂等成膜材料可以与织物粘合，将防螨剂与有机硅氧烷等制成涂层液更便于使用……可谓方法多样，这类后整理所用的防螨剂有苯基酰胺、萘酚类化合物异冰片、硫氰酸乙酯等化学物质和除虫菊提取物、桉树油、柿涩等植物性物质。 此外，将防螨整理剂分别溶解于“页岩焦油A”溶剂，以山梨酸溶胶2942S、庚烷溶胶100和十二烷基苯磺酸钙作为乳化剂，充分搅拌成均一的防螨整理剂乳液。再将此防螨整理剂乳液剂与聚丙烯腈树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸乙酯的乳胶液进行混合，得到防螨处理液。防螨处理液对织物的处理方法如下：将棉布和涤/棉（65：35）混纺布浸渍于防螨处理液中，用轧车轧干至带液率为80%，然后在80℃下烘干5分钟，最后再在130℃下热处理1分钟。经过这样的处理之后，能赋予纤维及其织物良好的防螨效果。 据介绍，还可以利用异氰硫乙酸盐的乳液与聚酯共聚体的乳液同浴处理来获得具有耐久性的防螨效果。聚酯共聚体经非离子或阴离子表面活性剂在水中进行乳化分散后形成乳液。作为防螨整理剂的异氰硫乙酸盐经非离子或阴离子表面活性剂在水中进行乳化分散后形成乳液。涤纶织物在通过浸轧（带液率为80%）、干燥（100℃）之后，再在180℃下热处理2-4分钟，以提高防螨效果的耐洗性。 瑞士Santized公司开发了成衣抗皱防螨整理工艺，其整理工序顺序为面料成衣加工、前处理洗水加工(酵洗)、烘干(布pH6-7)、浸渍抗皱药液(pH5±0.5)、脱水(60-80%湿度)、烘干(100-110℃以下，10-20%湿度)、定型压熨(140℃20s)、入焙烘炉前检查、炉焙烘(145、155℃×5、15min)、冷却及包装。然后进行防螨处理，最后冷却、包装。目前国内大量使用的防螨剂是SCJ-999和防螨抗菌剂SCJ-998 (北京洁尔爽高科技有限公司)，其应用工艺分别是： A．防螨剂SCJ-999 ①. 工艺配方： 浓度（克/升） 织物 用剂 棉、丝、毛织物 涤棉、化纤织物 防螨虫整理剂SCJ-999 20-40 30-60 低温固着剂SCJ-939 20-40 30-60 ②、工艺流程： 浸渍—>脱水（甩出溶液可重复使用） 织物 烘干（70-100℃） 浸轧整理溶液（轧液率70-80%） —>焙烘（140℃，30秒，或120℃，2分钟）——>成品 B. 防螨抗菌剂SCJ-998 防螨效果的测试方法 人类对螨的研究虽然已有100多年的历史，但对杀螨或驱螨的测试标准化工作确是近10年的事。目前国内从事织物防螨性能测试的机构有中国人民解放军军事医学科学院、北京洁尔爽高科技有限公司螨虫实验室等。 纺织品上的螨虫数量的测定，传统方法主要采用电清扫机吸引纺织制品(如床垫，被褥、地毯等)上的螨虫并统计其数量，此种方法操作麻烦，耗费时间，且不够稳定。如在草垫(席)和毛毯上吸尘，所有的家用吸尘器，一次吸尘的除尘率在20%以下，五次吸尘的除尘率在60%以下，这种情况在长毛绒毛毯上尤为明显[17]。为此应建立一种快速规范的统一方法与标准。1993年日本服装制品质量性能对策协议会对防瞒织物开发情况调研基础上，提出了《螨虫评价方法和标准》，1998年又提出《防螨织物驱避螨虫的试验方法》，进一步对螨虫、培养基、饲育条件和计算方法等作了严格的规定。2003年，中国农业部家药检定所颁布了《卫生杀虫剂药效试验测试方法及评价》，其内容就包括“灭螨和驱螨药效试验方法和评价标准”〖农药检（生测）函2003年45号〗。地毯协会也提出了用于地毯的试验方法。现将纺织品的防螨(虫)试验方法归纳如表5所示。 表5 纺织品的防螨试验方法 效果评价 评定方法 试验方法 评价标准 杀灭螨虫效果 以螨虫的死亡率评价 螨虫培育法 死亡率60-90%以上 残渣接触法(夹持法) 死亡率90%以上 螺旋管法 死亡率50-90%以上 驱避螨虫效果 以驱避率评价 大阪府立公共卫生研究所 驱避率70-90%以上 阻止侵入法 驱避率80%以上 地毯协会法 玻璃管法 诱引法 驱避率60%以上 其它 抑制螨繁殖率评价 培养基混入法 繁殖抑制率60%以下 螨虫通过率评价 通过率测定法 一、试验的螨虫种类: 测定防螨虫的效果，应选用对药剂敏感性有显著差异，以及容易从室内检出的螨虫为原则，故可供试验的螨虫为: 粉蛛螨(Dermatophagoidae farinae，缩写D.F) 普通谷螨 (Tyrophagus putrescentiae，缩写T.P) 南爪螨(Chelacaropsis moorei，缩写C.M) 二、防螨试验方法： 1.杀螨试验法 如上表所示，评价螨虫死亡率的方法有螨虫培殖法、残渣接触法和螺旋管法。这种杀螨效力试验条件简单，因为是强制性地使试验用螨与检测试样直接接触，因而容易确认药剂用量与效力之间的关系，并且试验结果波动性小。 ①螨虫培殖法：适用于测定纺织制品的防螨功能，这种方法如下图所示，将防螨织物裁成直径6cm的圆片，放入培养皿底部，放入一定数量的螨虫（100只）和培养基，在一定时间后用显微镜观察，求出螨虫死亡率。 培养皿 螨虫培养基（100mg） 防螨织物 图8 螨虫培殖法 ②残渣接触法：亦称夹子法，如下图所示，用药剂处理滤纸，裁成一定大小，对折成为10×10㎝的纸片，中间放入30只螨虫，三面用夹子夹住，以防螨虫逃逸，然后，在温度25℃，相对湿度75%的条件下，放置24小时后，测定螨虫的死亡率。这种方法适用于防螨剂的评价，也用于被面和床单等，是日本厚生省规定的最基础的杀螨试验法。 ③螺旋管法：是制取5ml容量的玻璃螺旋管，放入防螨试样200mg，放入一定数量的螨虫和培养基，在一定时间后，测螨虫的死亡率。 2.驱螨试验法 评价螨虫驱避率的方法，有大阪府立公共卫生研究所法、侵入阻止法、地毯协会法和玻璃管法。这类驱避效力试验是由螨虫的行动决定的，试验条件容易影响试验结果。影响效力的因素很多，用药量与防螨效力之间的关系不能确切地表现出来，故有波动性。 ①如图5大阪府公共卫生研究所法，这种方法适用于被面、床单、无纺布等薄型面料。将七只塑料皿(内径4cm高0.6cm)按图所示摆放，要保证七只皿的皿壁相互接触，然后放在粘胶硬纸板上使其位置得以固定。在周围6只皿内间隔放置经过药物处理和未经药物处理(对照)的待测纤维或织物，使其铺满皿底并达约0.4cm厚，其上各放一直径约2cm的绵纸片，纸片上面各放试虫饲料0.05g。在中心皿中放入试虫约5000只。将上述硬质纸板放进大小适中的平底容器中的架条上，如图6所示，在平底容器底部存有饱和食盐水充分浸润的脱脂棉，架条放在脱脂棉上，防止硬质纸板受潮，然后将容器盖好。平底容器放迸25℃的恒温箱中，使容器内保持25士l℃，相对湿度为75%，培养24h。恒温处理后，取出周围的六只培皿，然后用食盐水浮游法，分别测定其螨虫数，再按下式计算其驱避率。 驱避率 = [1-（整理试样上的螨虫总数/未整理试样上的螨虫总数）]×100% ②阻止侵入法，这种方法适用于对地毯防螨功能的评价。如下图所示，取大小两个塑料培养皿。大皿外径90mm，高15mm，小皿外径35mm，高10mm。大皿内放入有螨虫达10000只的培养基，均匀分布。中间放小皿，小皿内放置切好的防螨地毯试样并放粉末饲料（没有螨虫），用食盐水调湿为75%RH。在25±1℃全暗条件的恒温器内，饲育24小时，计算生存的螨虫数。用对比试样进行同样的试验进行同样的试验。考虑试验的波动，反复进行5次，用各试验的活螨合计值计算出驱避率， 驱避率（%）＝（对照区螨虫数－试验区螨虫数）/对照区螨虫数。对于对比试样，如果螨虫数不超过1000只此试验无效。 螨虫培养基 大培养皿 小培养皿 防螨织物 粉末饲料（0.05g） 图12 阻止侵入法 ③玻璃管法，这种方法适用于防螨絮棉的评价。这一方法如图所示，取长度为100mm，壁厚1mm，内径为20mm的玻璃管一段，一侧粘贴胶带纸，均匀附着0.01克粉末饲料，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以内放入10000只螨虫，用高密度织物封住端口。将这一玻璃管在25℃、（75±5）%RH的全暗条件下放置48小时，求出驱避率。 玻璃管 粉末饲料 螨虫培养基 防螨絮棉 高密度织物罩 未加工棉 图13 玻璃管法 评价织物防螨性能的方法还包括用培养基混入法测定螨虫增殖抑制率和用螨虫通过法求出通过率。后者比较简单。前者测试是取两个内径3.3cm、高1cm的培养皿，分别放入防螨织物和对比试验，分别散布均匀的螨虫培养基100mg有螨虫100只，在25℃、75%RH条件下放置一定时间后，测定两试样上的螨虫数，则可求出增殖抑制率。 三、耐久性试验方法 防螨纤维及防螨织物必须具备耐久性。检测防螨耐久性的方法有水洗法和加速实验法。水洗法就是按照一定的洗涤条件（可参照JIS L 0217 103），将防螨纤维及其织物水洗规定的次数以后再测定处理后的防螨效果。加速实验法就是将防螨织物在一定的处理条件下，进行加速实验，如在日光照射下，在81℃的温度下处理48小时，或者用耐晒牢度计（碳弧灯）在63℃下处理80小时等。
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