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織物防螨整理的研究

發布時間:2014/07/15

  

                作者   商成杰   北京潔爾爽高科技有限公司 總經理 高級工程師

      摘要:本文主要介紹了防螨紡織品的防螨原理和生產方法,重點陳述了防螨的整理工藝,還對防螨紡織品的測試方法進行了闡述。

      關健詞:螨蟲,防螨,防螨整理劑,后整理,工藝,測試

  1. 前言

我國人體螨蟲的感染率相當高,有的報道甚至稱感染率可達到98%以上。人體對螨蟲的感染并無免疫性,因此不管任何人群的年齡和民族,均可能被感染。螨蟲寄居于床墊、被褥、衣物以及貓、鼠等小動物的身體上。據有關部門監測,在我國城市居家環境中存活的螨類共有16種之多,螨蟲分布以地毯最多,其次為棉被、床墊、枕頭、沙發等。調查發現,臺灣地區75%住家中都充斥著塵螨,室內每克灰塵隱藏著一萬只以上的塵螨,遠高于誘發過敏氣喘所需要的每克灰塵含有100-1000只以上塵螨的濃度。

人體每天脫落的皮屑,足夠喂飽100萬只螨蟲,現代居室內的溫度和濕度更適宜于螨蟲的生長和繁殖。室內螨蟲能存活約四個月,在此期間它能產生200倍于體重的糞便,并孵下達300個卵,造成室內過敏源在很短時間劇速增加,對環境造成很大污染。螨蟲是一種對人體健康十分有害的生物,它能傳播病毒、細菌,并可引起出血熱、皮炎、毛囊炎、疥癬等多種疾病。螨蟲大多寄生在毛囊皮脂腺內,吸取細胞內營養物質以及皮脂腺分泌物,破損損傷正常細胞。由于蟲體的機械刺激、蟲體排泄物的化學性刺激,螨蟲寄生的部位可引發毛囊擴大、血管擴張周圍細胞浸潤、纖維組織增生,同時可以引起過敏反應使皮膚出現紅色斑、丘疹、肉芽腫、膿皰和瘙癢等現象。

螨蟲的排泄物極其干燥,又能分裂成若干個小顆粒,它們極其輕微,可漂浮在空氣中。這些經過分解的微小顆粒,通過人的走動、鋪床疊被、打掃房屋等飛揚于空氣之中。螨蟲排泄物及其殘骸等是強烈的變應原,會引起全身性變態反應,包括變應性哮喘、變應性鼻炎、變應性濕疹、皮炎、變應性蕁麻疹等過敏性疾病。致喘蛋白是螨蟲腸內分泌的消化液,其效力十分強烈強大,只能通過控制螨蟲的數量來預防。2003年全球哮喘防治策略(GINA)委員會提出全球哮喘病人估計有3億,2000年我國兒童哮喘患病率為0.5-3%,初步估計中國有1000萬左右的哮喘兒童,全國共有2500萬左右的哮喘病人,而2000年國內在27城市調查兒童哮喘患病率較1990年上升70%左右,有的大城市則上升了一倍還多。據資料顯示,有60%的哮喘病人對塵螨抗原會產生過敏反應,80%的兒童哮喘起因于塵螨抗原過敏。這是由于兒童接觸被褥、床墊、毛毯、地毯、布玩具時也接觸了螨蟲,如趴著睡覺或滾著玩耍時會直接吸入螨蟲,糞便及其尸體。國外的大量臨床研究也發現,兒童早期時家庭中塵螨過敏原的暴露程度與后來發展成哮喘的兒童之間是密切相關的。

防螨整理(Mite resist finishes)是紡織染整技術和醫學、化工的新型交叉學科。鑒于國內這方面的專門報導不多,本文將各種防螨措施做一歸納,并其中重點介紹了防螨織物的防螨原理、方法、工藝及效果評價方法,并同時論述了防螨織物的進展情況。

二、防螨的原理及方法

紡織品防螨方法主要有三類:一是殺滅螨蟲,本方法是重要的防螨措施,即應用物理方法或化學方法將螨蟲殺滅。物理方法如日曬、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。化學殺螨法也很重要,如使用除蟲菊提取物、脫氫醋酸、芳香族碳酸酯,二苯基醚等。二是驅避螨蟲,即使用驅避劑將螨蟲驅走,這是一些帶有螨蟲害怕的氣味或味道的物質。驅避螨蟲有觸覺、嗅覺、味覺驅避之分。目前使用的有機驅避劑的作用機理如除蟲菊酯系是通過接觸,作用于螨蟲的神經系統,而甲苯酰胺系驅避劑是通過氣化,作用于螨蟲嗅覺器官。嗅覺是應用揮發性物質,例如信息素(pheromone);味覺如有機酸等。但較多的驅避螨蟲是應用嗅覺與味覺的復合作用。另外,對于無機驅避劑則并非靠其蒸發性而起到防螨作用,而是接觸性驅避的效果。各種驅避劑對驅避螨蟲的效果不同,其驅避螨蟲效果的大小順序如下:酰胺、亞胺>酯、內酯 醇、苯酚>醚、縮醛>酸>酐>鹵化物、硝基化合物>胺、氰等。三是阻斷螨蟲。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避劑進一步強化這種阻斷效果。

此外,由于殺蟲劑殺死的害蟲遺骸,也是過敏反應變應原,所以驅避機理具有較大優點。為使消費者有安全感,在防螨加工上,有些公司已經開發了強調驅避性能的藥劑。這種被開發的藥劑有幾種,有單獨使用的和兩種以上拼用產生協同效果的。在確認有效的防螨加工劑中,主要有酰胺系化合物、氰酸鹽系化合物、芳香族化合物(羧酸酯類)、冰片衍生物系列。這些防螨助劑應具備以下基本條件:

  1. 對塵螨有高度活性;

  2. 防螨效果好且能承受加工條件 (如熱等)

3. 無臭味;不降低織物的強力、手感、吸濕性、透氣

4. 與其它助劑的配伍性好;

5. 加工后無色變現象;

6. 耐久性好,即耐洗滌和耐氣候性良好;

7. 天然纖維和合成纖維都適用。

8. 安全性

通過對防螨整理劑進行包括口服急性毒性、致突變性實驗和皮膚刺激性實驗在內的多重檢查,以確認其安全性。要求防螨整理劑必須不影響人體的生理功能,安全性好,尤其是對有變異性體質的人群和嬰幼兒的皮膚刺激性為陰性。同時還要求,經防螨處理的纖維或織物在后道紡織、染整加工、使用過程中不能產生有毒的化合物。

三、防螨織物的生產方法

和其它功能性織物一樣,使針織品獲得防螨功能的技術方法也是多種多樣的,防螨織物的生產方法包括:功能纖維法、織物后整理法、高密織物法。下面進行詳細介紹。

1、 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,對纖維進行化學改性。 開發防螨纖維和防螨絮棉多用后一種方法。

2、織物后整理法   

防螨后整理方法是將防螨整理劑對織物進行后整理,從而達到防螨效果。這是一種常規的技術,其實施方法有噴淋、浸軋、涂層等,該技術的關鍵在于防螨整理劑的選擇和整理劑的配制。常用的方法有().在防螨化合物上接枝可與纖維結合的活性基團;(2).通過交聯劑實現防螨化合物上的反應性基團與纖維的結合;(3).在將防螨劑裝入微膠囊,通過樹脂、涂層劑等成膜材料可以與織物的結合。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、硫氰酸乙酯等化學物質和除蟲菊提取物、桉樹油、柿澀等植物性物質。

3、高密織物法

這種方法源自塑料薄膜,但塑料薄膜不能透氣,有悶感。通過高密織物本身來達到防螨效果,此種方法為隔離方法。這種方法主要是依靠織物本身編織緊密或具有的微孔結構而防止螨蟲的侵入或穿透織物,但不能驅避或殺滅螨蟲。如用這種高密織物制做床單,床單上的螨蟲不能進入床單下的床墊,但螨蟲仍可依靠人體的分泌物等生存繁殖。

四、防螨效果的測試方法

人類對螨的研究雖然已有一百多年的歷史,但對殺螨或驅螨的測試標準化工作確是近十年的事。目前國內從事織物防螨性能測試的機構有中國人民解放軍軍事醫學科學院、中國疾病控制中心、中國醫學檢驗中心和北京潔爾爽高科技有限公司螨蟲實驗室等。

測定紡織品上螨蟲數量的傳統方法采用吸塵器清掃紡織制品(如床墊,被褥、地毯等)表面上的塵埃,然后統計計算螨蟲的數量,此種方法操作麻煩,且不夠穩定。近年來一些國家為了規范和促進防螨織物的發展,建立了防螨性能測定的方法和標準。如1993年日本服裝制品質量性能對策協議會對防螨織物開發情況調研基礎上,提出了《螨蟲評價方法和標準》,1998年又提出《防螨織物驅避螨蟲的試驗方法》,進一步對螨蟲、培養基、飼育條件和計算方法等作了明顯的規定。日本室內織物性能評價協會制定了防螨加工標準,要求地毯、被褥、被單和罩類的驅避率(侵入阻止法、玻璃管法)或增殖抑制率(增殖抑制試驗)為50%以上。日本地毯協會也提出了用于地毯的試驗方法。在日本,最具有代表性的殺螨試驗法和驅螨試驗法是日本紡織檢查協會提出的JSIF B 011-2001《防螨性能(驅避試驗、花瓣法)試驗方法》和JSIF B 012-2001防螨性能(增殖抑制試驗、混入培養基法)試驗方法;20014月,法國標準化協會制定了《NF G39-011-2001 紡織品特性具有防螨特性的織物和聚合材料.防螨性能的評價方法及特征》。

北京潔爾爽高科技有限公司承擔了國家發展與改革委員會2006年下達的制修訂國家標準計劃項目《紡織品防螨性能的評定》,完成了行業標準FZ/T 01100-2008 《紡織品 防螨性能評價》,2009年該標準升格為國家標準GB/T 24253-2009《紡織品 防螨性能的評價》。中國已成為世界上少數幾個擁有防螨紡織品標準的國家之一。

北京潔爾爽高科技有限公司還起草制定了GB/T 20944.1-2007《紡織品抗菌性能的評價》、GB/T 24346-2009《紡織品防霉性能的評價》、《GB/T 30126-2013紡織品 防蚊性能的檢測和評價》和《FZ/T 01116-2012 紡織品 磁性能的檢測和評價》等國家標準及行業標準,這五個標準的實施對于規范和防螨、抗菌、防霉等健康紡織品的發展,保護生產者和消費者的利益,引導我國功能紡織品走向世界先進水平具有重要的促進作用。

五、防螨整理的工藝

本實驗采用后整理方法,防螨劑選用中國著名品牌企業北京潔爾爽高科技有限公司生產的抗菌防螨整理劑SCJ-998,它對人體無毒,安全環保,對織物的白度、色光、強力、手感和透汽性無不良影響。而且價格低廉,使用方便,適用于純棉、羊毛、粘纖、滌棉等織物的防螨抗菌整理。如生產具有防螨、抗菌、防臭功能的床上用紡織品、內衣、毛巾、地毯、室內裝飾用品、空氣過濾材料及軍用紡織品等。我們經過大量試驗,篩選出最佳工藝,取得良好效果。

1.工藝流程

織物→漂染→烘干→浸軋防螨抗菌溶液(軋液率75%) →烘干(80-100→高溫拉幅(150×30秒,或120×4分鐘)。

2.工藝配方:(以軋液率70%為例)

防螨抗菌整理劑SCJ-998A  50/

防螨抗菌整理劑SCJ-998B 20/

防螨抗菌整理劑SCJ-998C(50%) 20/

3.化料操作:(以配制100升溶液為例)

首先在化料桶內加入大約80升水,接著加入SCJ-998A 5Kg,攪拌,然后加入SCJ-998B 2Kg, 再加入SCJ-998C(50%) 2Kg, 快速攪拌,再加入非離子柔軟劑SCG(或陽離子柔軟劑S-960)2 Kg,最后加水至100升,攪拌均勻。

.測試及結果

經過SCJ-998防螨處理的織物經軍事醫學科學院、中國醫學檢驗中心、中國疾病預防控制中心、日本紡織檢查協會、ITS、北京潔爾爽高科技有限公司螨蟲實驗室等多家單位測試應用證明:具有明顯的防螨、抗菌、防臭、防霉作用,對塵螨的驅避率高達99%,對接觸織物的MRSA、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、淋球菌(國內流行株)、淋球菌(國際標準耐藥株)、肺炎桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、枯草桿菌、蠟狀芽胞桿菌、白色念珠菌、絮狀表皮癬菌、石膏樣毛癬菌、紅色毛癬菌、青霉菌、黑曲霉菌等有害菌的抑菌率高達99%以上,高度耐干洗和水洗;對皮膚無刺激性、無過敏反應,無毒,無致畸性,無致突變性,無潛在致癌性,不含甲醛和重金屬離子等有害物質,符合環保要求;能有效地預防沙眼、淋病、盆腔炎、呼吸器官感染等疾病的傳染,對防治腳癬、股癬、濕疹、癤癰、汗臭、腳臭、皮膚騷癢有顯著效果。

防螨抗菌整理劑SCJ-998(北京潔爾爽高科技有限公司生產)的防螨原理為:SCJ-998上帶有的活性基團可與纖維上的-OH-NH-形成共價鍵,使防螨抗菌處理后的織物具有優異的耐洗滌性;SCJ-998帶有的抗菌基團作用于細菌的細胞膜,使細胞膜缺損,通透性增加,細胞內的胞漿物外漏,也可阻礙細菌蛋白質的合成,造成菌體內核蛋白體的耗盡,從而導致細菌死亡;SCJ-998帶有的抗菌基團還選擇性地作用于真菌細胞膜的麥角固醇,使細胞膜通透性改變,導致細胞內的重要物質流失,而使真菌死亡。同時SCJ-998在織物表面形成防蟲藥膜,對螨蟲等具有高效、快速的驅避防蟲效果。SCJ-998具有良好的安全性、廣譜高效的防螨抗菌性和優異的耐洗滌性。

六、結論

近年來,生物安全事件頻頻發生,提高了廣大消費者對生物危害的認識,人們對紡織品的要求由傳統的實用和美觀趨向更重視安全和衛生。螨蟲等大量滋生于家用紡織品中,并引起疾病的傳播,螨蟲危害成為人們關心的環境衛生問題。防蟎紡織品可以顯著降低塵蟎濃度,有效防止與塵螨有關皮膚病的發生。隨著國家標準GB/T 24253-2009《紡織品防螨性能的評價》的實施和產品質量監督工作的加強,防螨紡織品將具有良好的發展前景。


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