抗螨蟲菱形網(wǎng)眼非織造布的研發(fā)和生產(chǎn)

王憶紅 劉紅國(guó) 洪雪梅 盧翠璇 張 玲

上海意東無紡布制造有限公司(中國(guó))

中國(guó)流行病學(xué)調(diào)查顯示，螨蟲是導(dǎo)致過敏性疾病的主要過敏源之一。螨屬于一種體型微小的門蛛形綱的節(jié)肢動(dòng)物，其體長(zhǎng)一般為0.1～0.5 mm，生命周期約100 d，但在適宜的環(huán)境下，其繁殖速度很快。螨蟲的種類有很多，其中在居室中發(fā)現(xiàn)的以塵螨為主，紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——FZ/T 62012—2009《防螨床上用品》的測(cè)定對(duì)象是塵螨(粉塵螨)[1]。

塵螨主要孳生在家庭居室中，被褥、床墊、枕頭、毛毯、地面都可成為它的窩點(diǎn)。它的食物包括粉塵和皮屑。

研究發(fā)現(xiàn)，過敏性鼻炎和呼吸氣管疾病主要是由過敏引起，而由螨蟲引起的過敏源則是粉塵螨及其排泄物和尸體。這種過敏源還會(huì)引起皮膚紅斑，腸道螨癥，甚至影響部分過敏患者睡眠質(zhì)量。螨蟲與人們的生活質(zhì)量息息相關(guān)，非織造產(chǎn)品最大的特點(diǎn)是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣，便于承載物質(zhì)，適合開發(fā)除螨產(chǎn)品。

1 除螨制劑

家庭中的防螨方式有很多種，主要包括經(jīng)常清洗家庭中的床上用品，如枕套、被套、床單；室內(nèi)多通風(fēng)，保持家庭環(huán)境干燥和清潔；用吸塵器和黏輥吸附床上的粉塵螨等。紡織產(chǎn)品的防螨性能(anti-mite)也稱抗螨、驅(qū)螨或除螨，指產(chǎn)品具有的驅(qū)避粉塵螨的能力。

社會(huì)的需求是產(chǎn)品研發(fā)的最大動(dòng)力。要去除螨蟲，首先需尋找合適的抑制物質(zhì)。資料顯示，單寧酸(又稱鞣酸)是合適的除螨抑制物質(zhì)。單寧酸具有很強(qiáng)的藥理和生物活性，它屬于水解類單寧，目前在日化、食品、醫(yī)藥等方面應(yīng)用廣泛。例如，人們將牛皮、豬皮等動(dòng)物皮用鞣酸進(jìn)行處理，通過鞣酸的化學(xué)處理，使皮中的可溶性蛋白質(zhì)凝固，用于制作止血?jiǎng)Ｓ秩纾?dāng)人被毒蛇咬傷后，可用鞣酸制劑對(duì)傷口進(jìn)行清洗，因?yàn)轺匪嶂苿┠芤种粕叨镜鞍椎幕钚裕瑢?duì)毒素有很強(qiáng)的解毒作用。據(jù)有關(guān)資料介紹，青柿子粉單寧能阻止細(xì)菌生長(zhǎng)，抑制糖苷轉(zhuǎn)移酶的活性及糖苷的合成，從而減少齲齒的形成。因此有的牙膏包含鞣酸制劑，日本已經(jīng)有相應(yīng)的產(chǎn)品。

單寧酸屬于葡萄糖酰基化合物，它的化合物結(jié)構(gòu)賦予其獨(dú)特的生理特性和化學(xué)特性。單寧酸與蛋白質(zhì)結(jié)合，可使生物體內(nèi)原生物質(zhì)凝固，抑制糖苷轉(zhuǎn)移酶的活性，從而抑制細(xì)菌、真菌和微生物的生長(zhǎng)，也能抑制螨蟲的生長(zhǎng)。可將單寧酸承載到一定結(jié)構(gòu)的非織造基布上，制成抗螨蟲紡織品。

單寧酸在五倍子植物中的含量較高，中國(guó)的西南、中南地區(qū)都盛產(chǎn)五倍子植物。中國(guó)五倍子產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的75%～90%，具有豐富的抑制物質(zhì)(單寧酸)來源，且其價(jià)格較低，便于產(chǎn)品推廣。

2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

單寧酸可作為合適的抑制物質(zhì)，但研發(fā)抗螨蟲紡織品還需對(duì)單寧酸處理液的配比，以及單寧酸的承載體紡織品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計(jì)，從而使單寧酸發(fā)揮最大的抗螨蟲效果。

經(jīng)多次試驗(yàn)獲得以下單寧酸處理液配置工藝。首先將單寧酸粉與水按照1∶26的質(zhì)量比混合，在混合液中加入0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的表面活性劑，以增加液體的表面張力，利于紡織品在單寧酸處理液中的浸潤(rùn)和吸濕。

采用長(zhǎng)1 mm的菱形小網(wǎng)眼水刺布，網(wǎng)眼間距為2 mm、面密度為55 g/m2、厚度為0.45 mm的網(wǎng)眼水刺非織造布。該水刺非織造布的原料配比是30%黏膠纖維和70%聚酯纖維，在經(jīng)過充分混合、梳理雜亂成網(wǎng)、預(yù)濕、正反水刺、后整理、干燥，卷繞形成水刺非織造布。水刺法加固纖維網(wǎng)原理與針刺相似，但加固方式不同，它是采用高壓產(chǎn)生的多股微細(xì)水射流噴射纖維網(wǎng)后，受托持網(wǎng)簾的反彈，再次穿插纖網(wǎng)。由此纖網(wǎng)的纖維在不同方向高速水流穿插的水力作用下產(chǎn)生位移、穿插、纏結(jié)和抱合，從而使纖網(wǎng)加固。水刺加固的纖網(wǎng)成品外觀更接近紡織品，具有強(qiáng)度高、起毛低、吸濕量高、吸濕速度快，手感柔軟和外觀易控制的特性。通過調(diào)整托網(wǎng)的空隙大小、空隙密度、材質(zhì)設(shè)計(jì)，可形成外觀上具有長(zhǎng)1 mm，網(wǎng)眼間距為2 mm的菱形小網(wǎng)眼水刺布。該網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)符合抗螨紡織品承載織物產(chǎn)品的要求，具有合適的吸濕與保濕程度。具有此結(jié)構(gòu)的非織造布在轉(zhuǎn)移了液體單寧酸后，可在菱形網(wǎng)眼上形成很薄的薄膜，可以更好地吸收單寧酸，使單寧酸的特殊氣味產(chǎn)生一種立體效應(yīng)，形成的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種細(xì)菌、真菌和微生物具有明顯的抑制能力。該產(chǎn)品經(jīng)日本購(gòu)買方檢測(cè)，具有抗螨蟲率達(dá)99.60%的性能，其具體性能結(jié)果如表1所示。其中初期過敏源溶液質(zhì)量濃度設(shè)定為100 ng/mL，實(shí)測(cè)值為116.53 ng/mL。通過對(duì)該結(jié)果進(jìn)行分析后認(rèn)為，其85%的抗螨效果由單寧酸的生理活性完成，15%的抗螨效果由菱形小網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的非織造布完成。

表1 螨蟲(粉塵螨) 過敏源(Der fl)質(zhì)量濃度降低率檢測(cè)結(jié)果

注：根據(jù)檢出范圍0.5 ng/mL和對(duì)照的過敏源質(zhì)量濃度124.87 ng/mL， 計(jì)算出降低率的上限是99.6%。

3 產(chǎn)品工藝流程

單寧酸具有收斂劑的作用，在護(hù)膚品行業(yè)被用于祛痘護(hù)膚品中，可達(dá)到緊致肌膚、祛除痤瘡的效果。盡管單寧酸可用于護(hù)膚品，其還是具有一定的副作用。眾所周知，單寧酸是一種化學(xué)物質(zhì)，化學(xué)組成復(fù)雜且具有較強(qiáng)的腐蝕性，雖然其本身毒性很小，但用量過度會(huì)產(chǎn)生副作用。因此在工藝上既要控制單寧酸的施加量，又要發(fā)揮它的最大作用。將單寧酸施加在小網(wǎng)眼水刺布上，可以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)綜合效應(yīng)。在確保較低副作用的前提下，為使單寧酸除螨作用最大化，本文設(shè)計(jì)并采用了圖1所示的工藝流程。

圖1 抗螨單寧酸菱形網(wǎng)眼非織造布工藝流程1—菱形網(wǎng)眼非織造布； 2—放布架； 3—對(duì)轉(zhuǎn)移輥；4—單寧酸液體； 5—烘箱；6—施加了單寧酸的抗螨蟲菱形網(wǎng)眼非織造布

抗螨單寧酸菱形網(wǎng)眼非織造布工藝流程的具體實(shí)施方式如下所述。首先，配制單寧酸液體，將無晶形粉末單寧酸以1∶26的比例濃解于水中，再加0.5%的表面活性劑，充分?jǐn)嚢杈鶆蚍湃虢n漕4(浸漬槽內(nèi)為單寧酸溶液)中。將菱形網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的非織造布1置于放布架2上，通過一對(duì)轉(zhuǎn)移輥3，在浸漬漕4中施加單寧酸液體，然后進(jìn)入烘箱5，形成成卷的抗螨蟲菱形網(wǎng)眼非織造布6。其中，轉(zhuǎn)移輥3下輥為金屬輥，上輥外層為橡膠輥。通過控制轉(zhuǎn)移輥的壓力和速度，可控制它的上液量。烘箱5溫度為125～135 ℃。所得產(chǎn)品目前主要出口至日本，用于作為榻榻米夾層中的除捕螨器。經(jīng)日方測(cè)試，除螨率高于99.60%。

4 產(chǎn)品性能

抗螨菱形網(wǎng)眼非織造布除具有優(yōu)異的抗螨性能，還具有較好的吸濕性和其他物理性能。其主要性能測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果

為確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，在各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 62012—2009，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了防螨床上用品的要求、檢測(cè)方法、判定規(guī)則、標(biāo)志和包裝。同時(shí)在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格按照上海意東無紡布制造有限公司通過的ISO 9001：2015質(zhì)量認(rèn)證體系執(zhí)行。

5 產(chǎn)品用途

抗螨菱形網(wǎng)眼非織造布產(chǎn)品可用作榻榻米夾層(作為捕螨器)，或床席背襯、床單背層，也可用于沙發(fā)，枕套、毛毯及席夢(mèng)思床墊。該抗螨非織造布在使用過程中可發(fā)揮非常有效的除螨作用，且可根據(jù)消費(fèi)者的需求開發(fā)出更加合理、美觀、舒適的抗螨產(chǎn)品。目前該產(chǎn)品已申請(qǐng)實(shí)用新型專利且已授權(quán)，專利名稱：抗螨蟲菱形網(wǎng)眼無紡布，專利號(hào)：ZL201520746026.0。