DOI:10.19333/j.mfkj.20200304805
韩㊀雪1，周小红1，马正升2
(1.浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)，浙江杭州㊀310018;
2.上海洁宜康化工科技有限公司，上海㊀200335)
㊀㊀摘㊀要：针对夏季炎热，易遭蚊虫骚扰的问题，文章采用2种研究方法制备防蚊凉感多功能面料，一是使用防蚊整理剂JYK PL-100采用一浸一轧的整理方式对自带凉感性能的云母涤纶面料进行防蚊整理，二是使用鲁道夫RUCO-THERM CMB-A凉感整理剂采用一浸一轧的整理方式对普通涤纶面料进行凉感整理后再进行防蚊整理，并在此基础上对不同工艺下防蚊和凉感功能的差异及变化情况进行探讨㊂实验结果表明：经第1种研究方法制备的防蚊凉感整理多功能面料，导热系数对比原材料降低0.001W/(m㊃K)，凉感性能稳定，防蚊虫叮咬率提高至85%以上，防蚊效果显著；经第2种研究方法制备的防蚊凉感整理多功能面料，导热系数对比原材料提升0.005~ 0.008W/(m㊃K)，凉感性能提升，防蚊虫叮咬率从50%提升至85%以上，防蚊效果亦显著㊂
关键词：云母涤纶面料；普通涤纶面料；凉感整理；防蚊整理
中图分类号:TS156㊀㊀㊀㊀文献标志码:A
Preparation of anti-mosquito and cool finishing
multifunctional fabrics
HAN Xue1,ZHOU Xiaohong1,MA Zhengsheng2
(1.College of Textile Science and Engineering(International Institute of Silk),Zhejiang
Sci-Tech University,Hangzhou,Zhejiang310018,China;2.Shanghai Jieyikang
Chemistry Industry Technology Co.Ltd,Shanghai200335,China)
Abstract:To solve the problems of hotness and harassment from mosquitoes in the summer,anti-mosquito and cool multifunctional fabrics were developed by two research methods.One method was to use the anti-mosquito finishing agent JYK PL-100with one dip one rolling method to endow cool perceptual anti-mosquito on mica polyester fabrics,the second method was to use Rudolf RUCO-THERM CMB-A cool feeling finishing agent with one dip one rolling method to endow cool feeling on the ordinary polyester fabric,and then finishing for anti-mosquito function,and then the diff
erences and changes of anti-mosquito and cool sense function under different processes were discussed.The results showed that compared with the raw materials,the thermal conductivity of the multi-functional fabric prepared by the first research method was reduced by0.001W/(m㊃K),the cooling ability was stable and the mosquito control effect was significant with the mosquito bite prevention rate increased to more than85%.The thermal conductivity of the multi-functional fabric prepared by the second research method was increased by0.005~0.008W/(m㊃K),the cooling sensibility is improved,and the mosquito prevention effect is also significant with the mosquito bite prevention rate increased from50%to more than85%.
Keywords:mica polyester fiber fabric;ordinary polyester fabric;cool finishing;anti-mosquito finishing
收稿日期:2020-03-30
第一作者：韩雪，硕士生，主要研究方向为现代纺织技术㊁新产品研究与开发㊂
通信作者：周小红，教授，博士，主要研究方向为现代纺织技术新产品方面,E-mail:zhouxh314@163㊂秸秆发酵剂
㊀㊀夏季蚊虫肆虐，用衣物来防止蚊虫叮咬是常见方法，但夏季穿上较多的衣物，易产生闷热不适㊂
针对夏季常见的2个关键难题，研究人员给出了不同的答案㊂美国Buzz Off公司研究了一款经氯菊酯处理制得的防虫制服，这款防虫制服，经水洗测试发现水洗牢度较好,25次水洗后仍有良好的驱蚊效果[1]㊂上海洁宜康化工科技有限公司成功研制了以氯菊酯为防蚊有效成分的JYK-PL100防蚊卫生整理剂[2]，经皮肤变态反应试验证实其对人体安全无毒㊂魏桥纺织优选锦纶和涤纶2种材质的云母凉感涤纶与粘胶㊁棉和Coolmax四管道异型聚酯纤维进行混纺，采用环锭纺或紧密纺，开发出新型凉感纱线，并用该纱线织造了一系列家纺套件㊁夏凉被㊁服装面料，面料检测凉感值达到0.328W/cm2，超过了FTTS-FA-019‘织物瞬间凉感验证规范“中评价织物具有接触瞬间凉感功能的指标：机织物大于0.17 W/cm2[3]㊂程梦[4]使用安徽美科迪智能微胶囊科技有限公司生产的相变材料凉感微胶囊对棉织物进行凉感整理并取得了较好的凉感效果，采用相变材料凉感整理剂用二浸二轧的方式对棉织物进行凉感整理工艺探讨，最终工艺为，黏合剂PH-CF1的条件下，微胶囊占浆料质量分数的50%，黏合剂与微胶囊的质量比为1ʒ2，在80ħ下预烘5min，在
150ħ下焙烘4min，涂层厚度为4.35mm㊂
综合目前的研究成果来看，研究人员对防蚊或凉感织物的研究甚多，但对防蚊凉感复合功能织物的研究却微乎其微㊂本文主要研究内容为机织物和针织物防蚊凉感复合功能织物的制备，并对所制备织物的防蚊与凉感功能进行了适当的评价㊂
1㊀实㊀验
1.1㊀实验材料
基础实验材料选用机织面料和针织面料2种，机织面料选用相同规格自行织造的的涤纶平纹机织面料和云母涤纶平纹机织面料，试样编号为w1和w2, w1原材料普通涤纶来源于杭州利远轻纺有限公司, w2原材料为含5%云母的涤纶，来源于太仓舫柯纺织品有限公司；针织面料选用相似规格的涤纶鸟眼针织面料和云母涤纶鸟眼针织面料，试样编号为z1和z2㊂4种面料具体规格及导热系数如表1所示㊂
表1㊀织物基本规格及导热系数
试样编号颜
面密度/
(g㊃m-2)厚度/mm
织物密度
经密/(根㊃
(10cm)-1)纬密/(根㊃
(10cm)-1)横密/(线圈㊃
(10cm)-1)纵密/(线圈㊃
(10cm)-1)
线密度/
dtex导热系数/
(W㊃(m㊃K)-1)
w1白135.40.330320400--176.70.064 w2白129.40.300320400--171.70.074 z1白130.00.890--70220830.053 z2灰155.00.538--165170830.082
㊀㊀裁取尺寸为22cmˑ22cm的平纹机织面料w1㊁鸟眼针织面料z1㊁凉感平纹机织面料w2㊁凉感鸟眼针织面料z2若干进行相关实验㊂
1.2㊀实验试剂及仪器
malaki paul试剂：凉感整理剂RUCO-THERM CMB-A(鲁道夫化工有限公司)㊁防蚊整理剂JYK-PL100㊁牢度促进
剂JYK FIX-ET(上海洁宜康化工科技有限公司)㊂凉感整理剂RUCO-THERM CMB-A由鲁道夫化工有限公司研制，其包含一种以无味的薄荷醇生物为成分的高效冰感活性组分，此活性组分可作用于皮肤冷感接受系统，从而保持长久凉感㊂防蚊整理剂JYK-PL100由上海洁宜康化工科技有限公司开发研制，具有良好的驱蚊效果且无毒无害[8]㊂配合使用牢度促进剂JYK FIX-ET可增强后整理织物的水洗牢度，使驱蚊效果更持久[9]㊂
仪器:P-AO型立式小轧车(厦门瑞比精密机械有限公司)㊁MINI-TENTER连续式定型烘干机(新瑞开发科技有限公司)㊂
1.3㊀凉感整理
1.3.1㊀整理方法
一浸一轧(浴比1ʒ20，轧余率70%)ң焙烘(温度和时间随方案改变)㊂
1.3.2㊀整理方案
根据鲁道夫化工有限公司RUCO-THERM CMB-A凉感整理剂推荐的整理工艺，将凉感整理剂质量浓度设定在20~80g/L范围内，烘干温度选择100~140ħ，烘干时间选择2~6min㊂根据正交试验规则，将凉感整理剂质量浓度的3个水平设计为20㊁50㊁80g/L，烘干温度3个水平设计为100㊁120㊁140ħ，烘干
时间3个水平设计为2㊁4㊁6min㊂凉感整理各因素与水平见表2㊂机织平纹面料凉感整理后试样编号记为w1-1~w1-9，针织鸟眼面料凉感整理后试样编号记为z1-1~z1-9㊂
表2㊀凉感整理正交试验因素与水平表
水平凉感整理剂质量浓度
A /(g㊃L -1)
烘干温度B /ħ烘干时间C /min
12010022
50
1204380
140
6
1.4㊀防蚊整理
整理方法：一浸一轧(防蚊整理剂JYK PL -100质量浓度5g /L㊁牢度促进剂JYK FIX -ET 质量浓度
6g /L，浴比1ʒ20，轧余率80%)ң预干燥(80ħ,
5min)ң焙烘(140ħ,2min)㊂
1.5㊀凉感性能测试
导热系数可表征材料导热能力的强弱㊂定义为在稳定传热条件下，材料两侧存在温差，在单位时间内通过单位面积的热量，单位是W /(m㊃K )或W /(m ㊃ħ)㊂数值越大表示材料导热性能越好，凉感性能越强㊂从物理学角度分析，织物导热系数是决定织物与皮肤接触瞬间冷暖感的主要因素，导热系数越大，瞬间接触时热流量就越大，织物凉感就越强[10]，本文用导热系数对凉感性能进行表征㊂
导热系数测试方法包括稳态的平板法㊁保护热
板法和非稳态的热线法和瞬态平面热源法，其中瞬态平面热源法可快速㊁高效㊁精确地测定材料的导热系数㊁热扩散系数以及体积比热容等热物性参数[11]㊂本文采用Hot Disk 热常数分析仪瞬态平面热源法测试试样的导热系数，测试方法参照GB∕T 32064 2015‘建筑用材料导热系数和热扩散系数
瞬态平面热源测试法“执行㊂
1.6㊀防蚊性能测试
1.6.1㊀测试装置与材料
自行设计制作防蚊功能测试装置，由双层蚊帐和防蚊试验箱组成㊂双层蚊帐：内径120cm，外径155cm，高190cm，蚊帐网眼密度纵向大于16孔/
(5cm)，横向大于16孔/(5cm)，材质为涤纶；防蚊
试验箱：长㊁宽㊁高均为220cm，六面包覆防蚊面料,
其中一面中部留有1个10cm ˑ10cm 孔洞，方便蚊虫进入，双层蚊帐实物见图1㊂
实验委托浙江省疾病预防控制中心进行测试，采用白纹伊蚊为3~5日龄成虫，未吸血，雌性㊂小白鼠需健康成年㊂温度(26ʃ1)ħ，相对湿度(60ʃ10)%㊂
1.6.2㊀试验步骤
将50只未吸血的白纹伊蚊雌蚊放入已关闭门的双层蚊帐内账中，封闭内帐，如图1所示㊂待白纹伊蚊恢复正常活动后，在帐内中央放置包覆防蚊面料的防蚊试验箱，箱底中部固定1只成年小白鼠㊂静置24h 后用电动吸蚊器吸取帐内所有蚊虫,-20ħ下冷冻㊂在解剖镜下观察其吸血情况，记录吸血蚊虫和未吸血蚊虫的数量㊂
图1㊀双层蚊帐
以未处理织物为对照试样测试防蚊试样的防蚊
效果，用式(1)计算所有面料的防蚊虫叮咬率[12]，参照GB /T 30126 2013‘纺织品防蚊性能的检测和
评价“测试驱避率[13]，用式(2)计算防蚊(整理)
效果㊂
R 1=
A
S ˑ100%(1)R 2=B -C
B
ˑ100%(2)式中:R 1为防蚊虫叮咬率,%;A 为未吸血蚊虫数，只;S 为总蚊虫数，只;R 2为防蚊(整理)效果,%;B
为对照组吸血蚊虫数，只;C 为实验组吸血蚊虫数，只㊂
2㊀实验结果及分析
2.1㊀凉感整理测试结果及数据分析
凉感整理平纹机织面料导热系数测试结果如表3所示㊂
由表3可见，平纹机织面料导热系数的影响因素从大到小为：凉感整理剂质量浓度>烘干温度>烘干时间㊂最佳工艺为：凉感整理剂质量浓度80g /L，烘干温度140ħ，烘干时间4min，该面料为w 1-9，导热系数为0.074W /(m ㊃K)，较整理前的导热系数
0.064W /(m ㊃K)有明显增大㊂这是因为对于平纹面料，组织交织紧密，烘干温度和烘干时间对面料的厚度及紧度影响较低，对静止空气量的影响较小，凉感整理剂质量浓度起到影响织物导热系数大小的关键作用㊂
凉感整理后鸟眼针织面料导热系数测试结果如表4所示㊂可见，鸟眼针织面料导热系数影响因素从大到小为：烘干温度>凉感整理剂质量浓度>烘干
㊀㊀㊀表3㊀凉感整理后平纹机织面料导热系数极差与方差分析
试样编号A B C
导热系数/ (W㊃(m㊃K)-1)
w1-11110.071 w1-21220.071 w1-31330.072 w1-42120.072 w1-52230.072 w1-62310.072 w1-73130.073 w1-83210.073 w1-93320.074 K10.2140.2160.216
K20.2170.2170.218
K30.2210.2180.217
R10.0710.0720.072
R20.0720.0720.073
R30.0740.0730.072
R0.00230.00080.0002
方差86ˑ10-78.5ˑ10-74.3ˑ10-7
显著性检验62.7 6.2 3.1
表4㊀凉感整理后鸟眼针织面料导热系数极差与方差
试样编号A B C
导热系数/ (W㊃(m㊃K)-1)
z1-11110.054
来电显示电话机
z1-21220.058
z1-31330.058
z1-42120.057
z1-52230.058
z1-62310.058
z1-73130.058
z1-83210.058
z1-93320.060
K10.1700.1690.170
K20.1730.1740.174
K30.1760.1760.175
R10.0570.0560.057
R20.0580.0580.058
R30.0590.0590.058
R0.00200.00220.0015
方差 5.9ˑ10-67.9ˑ10-64.4ˑ10-6
显著性检验 5.2 6.9 3.9
时间，得出最佳工艺应为：凉感整理剂质量浓度80g/L，烘干温度140ħ，烘干时间6min，按照该工艺对防蚊试样进行制备，测得其导热系数为0.060 W/(m㊃K-1)，试样编号为z1-10㊂对于鸟眼针织面料，面料空隙较大，组织较为松散，在烘干条件下，温度越高，织物收缩能力越高，织物紧度越大，相应织物厚度越小，纤维之间的抱合程度越高，静止空气越少[13]，导致导热系数越高㊂
2.2㊀防蚊整理结果及数据分析
对原面料及经凉感整理较优工艺的面料进行防蚊整理，其试样编号设定为W2m,W1-9m,Z2m,Z1-10m
㊂对防蚊整理后的自带凉感的云母涤纶平纹机织面面料w2m㊁鸟眼针织面料z2m，普通涤纶平纹机织面料凉感整理平纹机织面料w1-9m㊁普通鸟眼针织面料z1-9m进行防蚊功能和凉感功能的评价，原面料面密度及导热系数如表5所示㊂
表5㊀防蚊整理试样规格
试样编号织物原样
面密度/
(g㊃m-2)导热系数/
(W㊃(m㊃K)-1) w2凉感平纹机织面料129.40.074
w1-9凉感整理平纹机织面料138.40.074
保鲜膜切割盒z2凉感鸟眼针织面料150.00.082
z1-10凉感整理鸟眼针织面料123.70.060
测试防蚊整理实验组试样和对照组试样测试的蚊虫吸血数和未吸血数，计算防蚊虫叮咬率和防蚊(整理)
效果，并列出各面料的导热系数，防蚊整理效果如表6所示㊂
表6㊀防蚊整理测试结果
试样编号
吸血
蚊虫数
未吸血
蚊虫数
防蚊虫
皮带架
叮咬率/
%
防蚊整
理效果/
%
导热系数/
(W㊃(m-1㊃K)) w2m4469276.50.073 w1-9m6448873.90.072 z2m6448875.00.081 z1-10m5459080.00.058 w2173366--
w1232754--
z2242652--
z1252550--由表6可见，凉感纤维机织面料㊁针织面料，凉感整理机织面料㊁凉感整理针织面料经防蚊整理后，防蚊虫叮咬率显著提高，试样编号为w2m㊁w1-9m㊁z2m㊁z1-10m织物的防蚊虫叮咬率分别为92%㊁88%㊁88%㊁90%，防蚊整理效果皆达到70%以上㊂
表6列出试样w2m㊁w1-9m㊁z2m㊁z1-10m的导热系数，与表5防蚊整理前试样w2㊁w1-9㊁z2㊁z1-10的导热
系数对比，发现防蚊整理对导热系数的影响可忽略不计㊂
3㊀结㊀论
通过对防蚊凉感面料的制备进行探讨，得出结论如下:
①平纹机织面料的最佳整理工艺为：凉感整理剂质量浓度80g/L，烘干温度140ħ，烘干时间4min㊂②鸟眼针织面料的最佳整理工艺为：凉感整理剂质量浓度80g/L，烘干温度140ħ，烘干时间6min㊂
③防蚊整理对普通涤纶织物和凉感纤维织物防蚊效果的作用显著，防蚊整理对织物的导热系数的影响可忽略不计㊂
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