防蚊面料的制備

雷開鋒，盧琳娜，李婷婷，師冠淇，蘭秀妹，蒲 翠，李永貴

（閩江學(xué)院服裝與藝術(shù)工程學(xué)院，福建福州 350108）

蚊子在叮咬人的同時(shí)會(huì)傳播各種疾病[1]，嚴(yán)重影響人類生命健康。例如，2016年在巴西里約奧運(yùn)會(huì)期間，由蚊蟲引起的病毒寨卡肆虐巴西[2]，造成惡劣影響。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著人們生活水平的提高，戶外運(yùn)動(dòng)、野外宿營等已成為時(shí)尚，親近自然的生活方式使得人們對服裝不再僅僅滿足于御寒保暖的傳統(tǒng)功效[3]，具有防蚊效果的新型功能性紡織品越來越受消費(fèi)者歡迎[4]。然而，目前市面上帶有“防蚊”噱頭的紡織品價(jià)格高昂而防蚊效果卻差強(qiáng)人意，具有高效防蚊效果的紡織品開發(fā)技術(shù)還未成熟[5]，因此，迫切需要研究開發(fā)新型防蚊面料。

為了獲得防蚊效果好的面料，本研究采用防蚊整理劑JYK-PL100通過浸軋法處理純棉針織物，研究了整理工藝對面料防蚊效果的影響，確定了最佳防蚊整理工藝。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料及儀器

織物：純棉胚布（100%棉，150 g/m2）。藥品：防蚊整理劑JYK PL-100（上海潔宜康化工科技有限公司），變色硅膠（天津市大茂化學(xué)試劑廠）。

測試蚊子：淡色庫蚊（病媒監(jiān)測用品）。

儀器：HH-S6 型六孔水浴鍋、YG(B)216-Ⅱ織物透濕儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司），YMPOO1S-8 型小軋車（萊州元茂儀器有限公司），DHG-9070A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司），SW-12AⅡ型耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)機(jī)（常州第一紡織設(shè)備有限公司），防蚊實(shí)驗(yàn)框（自制）。

1.2 防蚊實(shí)驗(yàn)框

自制防蚊實(shí)驗(yàn)框如圖1所示。將兩個(gè)一樣大小的實(shí)驗(yàn)框邊緣都留出1 cm，將樣品織物剪為六塊，其中五塊樣品仔細(xì)包覆于實(shí)驗(yàn)框五個(gè)面層，在實(shí)驗(yàn)框的另一面貼上網(wǎng)紗以便觀察。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)步驟：面料→防蚊整理（配制防蚊整理溶液，一浸一軋，軋液率70%～80%）→干燥（80 ℃，15 min）→焙烘（140 ℃，2 min）→測試。

1.3.1 防蚊溶液的配制

按照浴比1∶10配制防蚊整理液。

1.3.2 防蚊面料的制備

將樣品織物于一定溫度的防蚊整理液中浸漬一段時(shí)間后取出，用小軋車軋壓，置于80 ℃烘箱中干燥15 min，在140 ℃下烘焙2 min制得防蚊面料。將該防蚊面料再次稱重，計(jì)算防蚊整理劑的附著量，并測試其防蚊效果。

1.4 測試

1.4.1 防蚊效果

將捕捉的20 只鮮活的蚊子放入自制實(shí)驗(yàn)框內(nèi)，觀察對照組（未經(jīng)過防蚊處理的面料）和實(shí)驗(yàn)組（防蚊面料）兩個(gè)實(shí)驗(yàn)框內(nèi)蚊子的活動(dòng)情況，并仔細(xì)記錄蚊子的全部擊落時(shí)間，以30 min 為限，超過30min 的樣品視為無效果。

1.4.2 吸濕性能

根據(jù)GB/T 9995—1997《紡織材料含水率和回潮率的測定 烘箱干燥法》測定。

1.4.3 透濕性能

根據(jù)GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性實(shí)驗(yàn)方法 第1部分：吸濕法》測定。

1.4.4 抗老化性能

根據(jù)ISO 105-B02-2014《紡織品色牢度實(shí)驗(yàn) 耐人造光色牢度：氙弧燈實(shí)驗(yàn)辦法》，委托福建華峰新材料有限公司測試中心進(jìn)行照射測試。實(shí)驗(yàn)條件：光輻照強(qiáng)度1.10 m2·nm，黑板溫度50 ℃，濕度40%，光源類型xe-2。

1.4.5 耐皂洗色牢度

根據(jù)GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度實(shí)驗(yàn) 耐皂洗色牢度》測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 經(jīng)防蚊整理后的面料的防蚊效果

通過觀察自制實(shí)驗(yàn)框中蚊子的活躍情況及擊落時(shí)間能夠判斷出面料的防蚊效果。如圖2所示，采用未經(jīng)過防蚊處理的面料包覆的實(shí)驗(yàn)框中，蚊子的初始活躍情況與30 min后的活躍情況沒有明顯差別。

圖2 未進(jìn)行防蚊整理的面料的防蚊效果

將棉布用25%的防蚊整理液在30 ℃處理15 min得到的防蚊面料，將其包覆于實(shí)驗(yàn)框上，見圖3。

圖3 經(jīng)防蚊整理后的面料的防蚊效果

觀察該實(shí)驗(yàn)框中蚊子的活動(dòng)情況，開始時(shí)蚊子非常活躍，5 min 后有蚊子被擊落，10 min 時(shí)處在活躍狀態(tài)的蚊子所剩無幾，30 min 時(shí)蚊子已被全部擊落。說明該防蚊面料具有良好的防蚊效果。

2.2 整理工藝對防蚊效果的影響

2.2.1 防蚊劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由圖4可知，在樣品浸漬溫度和浸漬時(shí)間相同（溫度30 ℃，時(shí)間15 min）的情況下，防蚊劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，擊蚊用時(shí)越短。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%之前，隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，擊蚊用時(shí)迅速減少，防蚊效果迅速提高；質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于25%時(shí)，隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高，擊蚊用時(shí)減少幅度變小，防蚊效果增加并不明顯。根據(jù)GB 18401—2003《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》，防蚊劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)一旦超過30%，驅(qū)蚊劑中的菊酯成分有害性增加，將影響防蚊面料的化學(xué)安全性。因此，選擇25%作為防蚊整理劑JYK PL-100 的最佳處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)，既能保證防蚊面料的安全性，又具有良好的防蚊功效。

圖4 防蚊劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對防蚊效果的影響

2.2.2 浸漬溫度

由圖5可知，在樣品防蚊劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)和浸漬時(shí)間相同（質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%，時(shí)間15 min）的情況下，隨著處理溫度升高，擊蚊用時(shí)呈現(xiàn)出先減少后增加的現(xiàn)象。30 ℃之前，擊蚊用時(shí)隨溫度升高持續(xù)減少；30 ℃左右時(shí)，擊蚊用時(shí)出現(xiàn)最小值；當(dāng)浸漬溫度超過30 ℃后，隨溫度升高，擊蚊用時(shí)反而逐漸增加，這是由于達(dá)到一定溫度后，防蚊整理劑中的有效成分揮發(fā)速度加快，導(dǎo)致留存于面料中的防蚊劑減少，面料的防蚊效果變差，擊蚊用時(shí)增加。因此，將浸漬溫度控制在30 ℃，既能保證防蚊效果，又能節(jié)約能源。

圖5 浸漬溫度對防蚊效果的影響

2.2.3 浸漬時(shí)間

由圖6可知，在保持防蚊劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)和浸漬溫度相同（質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%，溫度30 ℃）情況下，浸漬3 min時(shí)，面料開始具有防蚊效果，但此時(shí)擊蚊用時(shí)較久；隨浸漬時(shí)間延長，擊蚊用時(shí)顯著減少；浸漬時(shí)間達(dá)到15 min時(shí)，擊蚊用時(shí)達(dá)到最少，時(shí)長為10 min，此后再增加浸漬時(shí)間，擊蚊用時(shí)保持在10 min左右，不再減少。分析原因如下：當(dāng)浸漬時(shí)間為15 min 時(shí)，防蚊面料已充分吸收防蚊整理劑中的有效成分，達(dá)到飽和狀態(tài)，此時(shí)面料具有最佳防蚊效果。

圖6 浸漬時(shí)間對防蚊效果的影響

2.3 防蚊面料的服用性能分析

2.3.1 毒理性

將制備的防蚊面料直接附著于10名志愿者皮膚上，24 h內(nèi)均無過敏現(xiàn)象。根據(jù)《化學(xué)品毒性鑒定技術(shù)規(guī)范》及參考對防蚊整理劑JYK PL-100 的安全性能研究[6]，實(shí)驗(yàn)所用防蚊整理劑對皮膚屬弱致敏物質(zhì)，具有良好的安全性能，可用于與皮膚接觸的防蚊紡織品的開發(fā)。

2.3.2 吸濕與透濕性

測試樣品的吸濕性能，結(jié)果如表1所示。對比未處理面料和防蚊面料的回潮率可知，經(jīng)防蚊整理劑處理后，面料的回潮率有所降低，吸濕性能下降，但仍高于錦綸等化學(xué)纖維織物，一定程度上保留了天然紡織品的穿著舒適性。相比未處理面料，防蚊面料的透濕率減小，透濕性能有所下降，這可能是由于防蚊面料表面附著的防蚊整理劑填充了棉織物的縫隙，在一定程度上阻礙了水分進(jìn)出。

表1 吸濕與透濕性測試結(jié)果

2.3.3 抗老化性能

參照ISO-105-B02 測試標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行抗老化實(shí)驗(yàn)后再進(jìn)行防蚊效果的測試，結(jié)果如表2所示。由表2可知，擊蚊用時(shí)隨光照時(shí)長的延長而增加。由此可知，長時(shí)間日曬會(huì)影響面料的防蚊效果，曝曬7.5 h后，擊蚊用時(shí)幾乎延長了一倍，達(dá)到20.39 min，但此時(shí)防蚊面料仍具有防蚊效果。因此，該防蚊面料具有較好的抗老化性能。

表2 抗老化性能測試結(jié)果

2.3.4 耐水洗性能

如表3所示，隨著洗滌次數(shù)的增加，樣品質(zhì)量逐漸減少，擊蚊用時(shí)變長。前4次水洗，樣品質(zhì)量下降明顯，而之后的幾次水洗，差值逐漸減小，樣品質(zhì)量趨于穩(wěn)定。10次洗滌過程中，隨洗滌次數(shù)的增加，擊蚊用時(shí)雖然變長，但都在30 min以內(nèi)，面料仍具有防蚊效果。由此可見，本實(shí)驗(yàn)制備的防蚊面料具有良好的耐水洗性能。

表3 耐水洗性能測試結(jié)果

3 結(jié)論

（1）采用浸軋法對純棉針織物進(jìn)行防蚊整理，探索了防蚊整理劑JYK-PL100的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、處理溫度和浸漬時(shí)間對防蚊效果的影響，得出的最佳防蚊整理工藝為：防蚊整理劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%、處理溫度30 ℃、浸漬時(shí)間15 min，此條件下制備的防蚊面料的擊蚊用時(shí)在10 min左右，具有良好的防蚊功效。

（2）毒理性測試表明，該防蚊面料可直接用于接觸皮膚；該防蚊面料具有良好的耐水洗和抗老化性能；經(jīng)防蚊整理后面料的吸濕和透濕性能有所降低，但仍能滿足人體的舒適性要求。