防花粉紡織品及其檢測(cè)方法的研究進(jìn)展

張鵬++++黃楊+++++李衛(wèi)東++++毛志平++++徐紅

摘要

本文介紹了花粉過敏癥激增的原因，國(guó)內(nèi)外防花粉織物的發(fā)展?fàn)顩r及對(duì)防花粉紡織品性能檢測(cè)的研究進(jìn)展。總結(jié)出目前防花粉紡織品主要具有防靜電和拒水性能，防花粉性能檢測(cè)方法仍不完善，需要進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：花粉；過敏；防靜電；拒水性；檢測(cè)方法

1 引言

有些過敏體質(zhì)的人在吸入花粉后，體內(nèi)的被稱為IgE的免疫球蛋白與花粉中的植物蛋白相結(jié)合，釋放出過敏介質(zhì)——組織胺。組織胺能使人體毛細(xì)血管通透性增強(qiáng)，引起黏膜水腫、腺體分泌液增加及痰癢，繼而產(chǎn)生過敏性反應(yīng)[1]。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，花粉癥具有相當(dāng)高的發(fā)病率。美國(guó)花粉癥患者約有1500萬(wàn)人，最高發(fā)病區(qū)花粉癥患者占全部人口的10%以上。歐洲的花粉癥發(fā)病率約為20%，且預(yù)計(jì)在未來20年內(nèi)會(huì)有近35%的人患有花粉過敏癥。日本的發(fā)病率為12.5%[2]。我國(guó)的花粉癥發(fā)病率為0.5%～1%，高發(fā)病區(qū)達(dá)5%，并且有逐年遞增的趨勢(shì)[3]。

花粉既能夠通過空氣對(duì)流由呼吸道直接進(jìn)入人體，也可以先附著于紡織品表面再經(jīng)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入。這兩種傳播途徑都是在花粉進(jìn)入口鼻后，才會(huì)引起人體過敏反應(yīng)，但由于服裝覆蓋人體表面積的絕大部分，最易沾染花粉，既存在人體之間交叉?zhèn)魅镜目赡?，又影響服裝外觀質(zhì)量。因此有必要開發(fā)一種防花粉的織物，使花粉癥患者在穿著時(shí)不易粘附花粉，而粘附的花粉只要輕輕抖動(dòng)便會(huì)脫落， 從而減少花粉過敏反應(yīng)的發(fā)生。

2 防花粉紡織品作用原理及發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 防花粉紡織品作用原理

防花粉紡織品是一種對(duì)花粉具有弱吸附性和易脫落性的新型功能性紡織品?；ǚ垲w粒物與紡織品之間的吸附力大小主要與二者之間的靜電力、織物表面濕度和粗糙度有關(guān)[4]。若空氣中存在大量的花粉顆粒，織物摩擦帶電且產(chǎn)生的靜電極性與花粉帶電極性相反時(shí)，便會(huì)由于靜電引力而產(chǎn)生吸附。中性花粉則會(huì)在靜電作用下被極化，呈相反電性被吸附。空氣濕度較大時(shí)，在微粒與織物表面接觸的間隙里可產(chǎn)生水蒸氣的凝結(jié)，在間隙中形成的彎月面將增大微粒對(duì)紡織品表面的附著力。表面粗糙度對(duì)花粉吸附也有較大的影響。纖維本身表面的凹凸和織物特有的組織結(jié)構(gòu)，很容易沾藏花粉。針對(duì)以上三種影響因素，防花粉紡織品的加工方法主要有抗靜電整理、拒水整理和表面平整化三種。

2.2 防花粉紡織品發(fā)展現(xiàn)狀

2.2.1 單一功能化整理

早期的防花粉織物多為抗靜電紡織品。該類抗靜電紡織品常采用抗靜電劑來對(duì)紡織品進(jìn)行整理。抗靜電劑的主要作用是提高纖維表面的電導(dǎo)率[5]。因此要求抗靜電劑具有吸水性或具有可移動(dòng)的離子化基團(tuán)。日本東麗公司[6]在聚酯中配合基本上非相溶性的聚氧亞烷基系聚醚化合物與有機(jī)或無(wú)機(jī)的離子性化合物，生產(chǎn)出的單纖大于1.6dtex時(shí)，纖維具有抗靜電性。

盛發(fā)織染有限公司[7]通過微粒子化技術(shù)開發(fā)了一種成分為微膠囊納米分散型聚硅氧烷衍生物的防花粉附著整理劑。通過刮涂法使該整理劑工作液均勻分布而形成柔順且堅(jiān)固的樹脂薄膜層，并將面料纖維交織點(diǎn)處的微孔填平，有效地減少了花粉在面料上的粘附，從而減少戶外的花粉被帶入室內(nèi)，并且對(duì)已附著的花粉可輕易脫落去除。

2.2.2 多功能化整理

由于只具有單一功能的織物防花粉效果不佳，因此企業(yè)在研發(fā)防花粉織物產(chǎn)品時(shí)常常將兩種或三種功能綜合起來考慮。

帝人纖維株式會(huì)社提供了一種耐久性優(yōu)異的具有抗靜電性的聚酯超細(xì)纖維及其制造方法。該纖維為芯鞘型結(jié)構(gòu)，芯部為抗靜電聚酯，鞘部為共聚聚酯。通過向抗靜電性聚酯纖維中導(dǎo)入其他功能性助劑，可賦予抗靜電性聚酯超細(xì)纖維各種不同的功能。東麗酒伊織染（南通）有限公司[8]利用水性聚氨酯樹脂與纖維表面及水溶液的結(jié)合性能、乳化硅氧烷季銨鹽優(yōu)異的抗靜電性，在纖維表面形成連續(xù)的抗靜電薄膜，再進(jìn)行拒水處理，使抗靜電薄膜保護(hù)在拒水薄膜內(nèi)部，既賦予了織物拒水性能，又提高了織物抗靜電性能的持久性。盛虹集團(tuán)研發(fā)了一種防紫外、抗靜電、防花粉、防水多功能織物的整理辦法。該方法先將防紫外劑和抗靜電劑的混合溶液對(duì)織物浸軋整理后烘干，再以防水劑和防花粉附著劑的混合溶液進(jìn)行同樣處理。兩道工藝流程，賦予織物4種功能。上海嘉樂公司[9]研制了一種輕薄型防花粉面料，它具有雙面結(jié)構(gòu)，采用滌蓋棉編織工藝織造而成，正面為緊密光潔結(jié)構(gòu)的滌綸長(zhǎng)纖，反面為穿著舒適性較高的棉紗網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)。在織物的緊密光潔面上涂布有一層含抗靜電整理劑的抗靜電層。這種新型的輕薄型面料既具有良好的舒適性，又具有優(yōu)良的防靜電防粘附花粉的效果。

3 防花粉性能檢測(cè)方法研究進(jìn)展

防花粉性能檢測(cè)，可分為防花粉吸附性檢測(cè)和脫落性檢測(cè)兩種。防花粉吸附性測(cè)定的是花粉在空氣中飄散時(shí)對(duì)紡織品表面的吸附性能大小，脫落性是指吸附在紡織品上的花粉在織物抖動(dòng)過程中從織物上脫落性能的強(qiáng)弱。目前，日本和德國(guó)的企業(yè)對(duì)防花粉織物性能檢測(cè)制作了標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)于2013年發(fā)布了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。上海出入境檢驗(yàn)檢疫局對(duì)防花粉性能檢測(cè)做了大量研究。

3.1 國(guó)外檢測(cè)方法

日本東麗公司一般采用兩種方法對(duì)織物防花粉性進(jìn)行測(cè)試。一種是取30個(gè)7cm×7cm 布樣，在溫度為20℃、濕度為65%的環(huán)境中放置24h后，與1g的疑似花粉石松子一起放入聚乙烯袋中，再向袋中鼓入20L溫度為20℃、濕度為65%的空氣。將袋口封閉后，以1秒/次的速度將懸掛的聚乙烯袋上下?lián)u100次后，取出測(cè)試布樣。在布樣表面取3處進(jìn)行放大倍數(shù)為50的拍照，在照片的7.5cm×10cm的面積范圍內(nèi)統(tǒng)計(jì)疑似花粉的顆粒數(shù)。最后求3張照片中花粉顆粒數(shù)的平均值，然后與標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)樣本進(jìn)行比較評(píng)級(jí)。該方法所用樣品數(shù)量和花粉量較大，對(duì)樣品一定面積內(nèi)的花粉顆粒數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另一種方法是剪取5個(gè)4cm×4cm的樣品，在溫度20℃、濕度65%的環(huán)境中放置24h后，將其與0.05g的疑似花粉石松子和5個(gè)直徑為12mm的木制小球一同放入直徑97mm、高度166mm的聚乙烯制的1L的圓柱形硬質(zhì)瓶中。按照同樣的方法再另取三種面料的樣品放入另外三個(gè)相同的瓶中。將4個(gè)瓶子一起放到長(zhǎng)23cm、寬和深23cm的有軟木鑲在內(nèi)側(cè)的箱形裝置中。以1秒/次的轉(zhuǎn)速使之轉(zhuǎn)動(dòng)2min，取出樣品在顯微鏡下放大150倍后，觀察長(zhǎng)1.5mm、寬2mm的區(qū)域，求5個(gè)樣品的等級(jí)平均值，與標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)樣進(jìn)行比對(duì)評(píng)級(jí)，以此來表征該樣品的防花粉吸附性。endprint

德國(guó)海恩斯坦[10]科學(xué)家在研究室里進(jìn)行了花粉粘附性/防護(hù)性測(cè)試，后又模擬了花粉在空中的飄浮過程并研究其如何附著于紡織品上。此項(xiàng)測(cè)試的目的在于如何準(zhǔn)確測(cè)定紡織品在吸附、保存及釋放花粉方面的效果，以此來評(píng)估花粉癥患者對(duì)于防護(hù)紡織物的過敏性風(fēng)險(xiǎn)。但具體方法并未對(duì)外公布。

3.2 國(guó)內(nèi)檢測(cè)方法

我國(guó)對(duì)紡織品防花粉性能測(cè)定方面的文獻(xiàn)較少，目前國(guó)家也只公布了一種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 29864—2013《紡織品防花粉性能試驗(yàn)方法 氣流法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)織物一側(cè)施加氣流吸引作用使花粉透過織物落在濾紙上，根據(jù)氣流吸引前后濾紙的質(zhì)量變化計(jì)算花粉透過率，以此表征織物的防花粉性能。但該方法只適用于口罩織物及其制品。何秀玲[11]針對(duì)透氣性較差的織物如涂層織物、起絨織物等設(shè)計(jì)了一套花粉振動(dòng)裝置。在試樣表面均勻噴撒一定質(zhì)量花粉，將織物放在固定框內(nèi)并固定在裝置上，高空落錘使織物上的花粉受到?jīng)_擊振動(dòng)而脫落。用電腦顯微鏡拍攝統(tǒng)計(jì)振動(dòng)前后織物上的花粉個(gè)數(shù)，計(jì)算花粉脫落率，以此表征織物的防花粉性能?；ǚ弁高^率越大說明防花粉性能越差，花粉脫落率越大說明防花粉性能越佳。該方法適用范圍較小，且沒有表征防花粉吸附性。

4 展望

以上分析可知，防花粉紡織品作為新型功能紡織品在對(duì)花粉過敏癥患者健康防護(hù)方面發(fā)揮著重要作用。我國(guó)作為全球最大的紡織品生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，且隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，對(duì)防花粉紡織品的需求也越來越大。目前，對(duì)于該類紡織品性能機(jī)理方面的研究較少，現(xiàn)有的檢測(cè)方法仍存在諸多不足之處。如何更好地模擬花粉在空氣中對(duì)紡織品的吸附過程以及用什么指標(biāo)來更客觀地表征防花粉性能等級(jí)是我們檢測(cè)工作的研究重點(diǎn)。

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（作者單位：東華大學(xué)；上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院纖維檢驗(yàn)所）endprint