防花粉纺织品及其检测方法的研究进展

张鹏++++黄杨+++++李卫东++++毛志平++++徐红

摘要

本文介绍了花粉过敏症激增的原因，国内外防花粉织物的发展状况及对防花粉纺织品性能检测的研究进展。总结出目前防花粉纺织品主要具有防静电和拒水性能，防花粉性能检测方法仍不完善，需要进一步研究。

关键词：花粉；过敏；防静电；拒水性；检测方法

1 引言

有些过敏体质的人在吸入花粉后，体内的被称为IgE的免疫球蛋白与花粉中的植物蛋白相结合，释放出过敏介质——组织胺。组织胺能使人体毛细血管通透性增强，引起黏膜水肿、腺体分泌液增加及痰痒，继而产生过敏性反应[1]。在一些发达国家，花粉症具有相当高的发病率。美国花粉症患者约有1500万人，最高发病区花粉症患者占全部人口的10%以上。欧洲的花粉症发病率约为20%，且预计在未来20年内会有近35%的人患有花粉过敏症。日本的发病率为12.5%[2]。我国的花粉症发病率为0.5%～1%，高发病区达5%，并且有逐年递增的趋势[3]。

花粉既能够通过空气对流由呼吸道直接进入人体，也可以先附着于纺织品表面再经呼吸系统进入。这两种传播途径都是在花粉进入口鼻后，才会引起人体过敏反应，但由于服装覆盖人体表面积的绝大部分，最易沾染花粉，既存在人体之间交叉传染的可能，又影响服装外观质量。因此有必要开发一种防花粉的织物，使花粉症患者在穿着时不易粘附花粉，而粘附的花粉只要轻轻抖动便会脱落， 从而减少花粉过敏反应的发生。

2 防花粉纺织品作用原理及发展现状

2.1 防花粉纺织品作用原理

防花粉纺织品是一种对花粉具有弱吸附性和易脱落性的新型功能性纺织品。花粉颗粒物与纺织品之间的吸附力大小主要与二者之间的静电力、织物表面湿度和粗糙度有关[4]。若空气中存在大量的花粉颗粒，织物摩擦带电且产生的静电极性与花粉带电极性相反时，便会由于静电引力而产生吸附。中性花粉则会在静电作用下被极化，呈相反电性被吸附。空气湿度较大时，在微粒与织物表面接触的间隙里可产生水蒸气的凝结，在间隙中形成的弯月面将增大微粒对纺织品表面的附着力。表面粗糙度对花粉吸附也有较大的影响。纤维本身表面的凹凸和织物特有的组织结构，很容易沾藏花粉。针对以上三种影响因素，防花粉纺织品的加工方法主要有抗静电整理、拒水整理和表面平整化三种。

2.2 防花粉纺织品发展现状

2.2.1 单一功能化整理

早期的防花粉织物多为抗静电纺织品。该类抗静电纺织品常采用抗静电剂来对纺织品进行整理。抗静电剂的主要作用是提高纤维表面的电导率[5]。因此要求抗静电剂具有吸水性或具有可移动的离子化基团。日本东丽公司[6]在聚酯中配合基本上非相溶性的聚氧亚烷基系聚醚化合物与有机或无机的离子性化合物，生产出的单纤大于1.6dtex时，纤维具有抗静电性。

盛发织染有限公司[7]通过微粒子化技术开发了一种成分为微胶囊纳米分散型聚硅氧烷衍生物的防花粉附着整理剂。通过刮涂法使该整理剂工作液均匀分布而形成柔顺且坚固的树脂薄膜层，并将面料纤维交织点处的微孔填平，有效地减少了花粉在面料上的粘附，从而减少户外的花粉被带入室内，并且对已附着的花粉可轻易脱落去除。

2.2.2 多功能化整理

由于只具有单一功能的织物防花粉效果不佳，因此企业在研发防花粉织物产品时常常将两种或三种功能综合起来考虑。

帝人纤维株式会社提供了一种耐久性优异的具有抗静电性的聚酯超细纤维及其制造方法。该纤维为芯鞘型结构，芯部为抗静电聚酯，鞘部为共聚聚酯。通过向抗静电性聚酯纤维中导入其他功能性助剂，可赋予抗静电性聚酯超细纤维各种不同的功能。东丽酒伊织染（南通）有限公司[8]利用水性聚氨酯树脂与纤维表面及水溶液的结合性能、乳化硅氧烷季铵盐优异的抗静电性，在纤维表面形成连续的抗静电薄膜，再进行拒水处理，使抗静电薄膜保护在拒水薄膜内部，既赋予了织物拒水性能，又提高了织物抗静电性能的持久性。盛虹集团研发了一种防紫外、抗静电、防花粉、防水多功能织物的整理办法。该方法先将防紫外剂和抗静电剂的混合溶液对织物浸轧整理后烘干，再以防水剂和防花粉附着剂的混合溶液进行同样处理。两道工艺流程，赋予织物4种功能。上海嘉乐公司[9]研制了一种轻薄型防花粉面料，它具有双面结构，采用涤盖棉编织工艺织造而成，正面为紧密光洁结构的涤纶长纤，反面为穿着舒适性较高的棉纱网眼结构。在织物的紧密光洁面上涂布有一层含抗静电整理剂的抗静电层。这种新型的轻薄型面料既具有良好的舒适性，又具有优良的防静电防粘附花粉的效果。

3 防花粉性能检测方法研究进展

防花粉性能检测，可分为防花粉吸附性检测和脱落性检测两种。防花粉吸附性测定的是花粉在空气中飘散时对纺织品表面的吸附性能大小，脱落性是指吸附在纺织品上的花粉在织物抖动过程中从织物上脱落性能的强弱。目前，日本和德国的企业对防花粉织物性能检测制作了标准。我国于2013年发布了相关标准。上海出入境检验检疫局对防花粉性能检测做了大量研究。

3.1 国外检测方法

日本东丽公司一般采用两种方法对织物防花粉性进行测试。一种是取30个7cm×7cm 布样，在温度为20℃、湿度为65%的环境中放置24h后，与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温度为20℃、湿度为65%的空气。将袋口封闭后，以1秒/次的速度将悬挂的聚乙烯袋上下摇100次后，取出测试布样。在布样表面取3处进行放大倍数为50的拍照，在照片的7.5cm×10cm的面积范围内统计疑似花粉的颗粒数。最后求3张照片中花粉顆粒数的平均值，然后与标准等级样本进行比较评级。该方法所用样品数量和花粉量较大，对样品一定面积内的花粉颗粒数进行统计费时费力。另一种方法是剪取5个4cm×4cm的样品，在温度20℃、湿度65%的环境中放置24h后，将其与0.05g的疑似花粉石松子和5个直径为12mm的木制小球一同放入直径97mm、高度166mm的聚乙烯制的1L的圆柱形硬质瓶中。按照同样的方法再另取三种面料的样品放入另外三个相同的瓶中。将4个瓶子一起放到长23cm、宽和深23cm的有软木镶在内侧的箱形装置中。以1秒/次的转速使之转动2min，取出样品在显微镜下放大150倍后，观察长1.5mm、宽2mm的区域，求5个样品的等级平均值，与标准等级样进行比对评级，以此来表征该样品的防花粉吸附性。endprint

德国海恩斯坦[10]科学家在研究室里进行了花粉粘附性/防护性测试，后又模拟了花粉在空中的飘浮过程并研究其如何附着于纺织品上。此项测试的目的在于如何准确测定纺织品在吸附、保存及释放花粉方面的效果，以此来评估花粉症患者对于防护纺织物的过敏性风险。但具体方法并未对外公布。

3.2 国内检测方法

我国对纺织品防花粉性能测定方面的文献较少，目前国家也只公布了一种相关标准。GB/T 29864—2013《纺织品防花粉性能试验方法 气流法》标准规定，对织物一侧施加气流吸引作用使花粉透过织物落在滤纸上，根据气流吸引前后滤纸的质量变化计算花粉透过率，以此表征织物的防花粉性能。但该方法只适用于口罩织物及其制品。何秀玲[11]针对透气性较差的织物如涂层织物、起绒织物等设计了一套花粉振动装置。在试样表面均匀喷撒一定质量花粉，将织物放在固定框内并固定在装置上，高空落锤使织物上的花粉受到冲击振动而脱落。用电脑显微镜拍摄统计振动前后织物上的花粉个数，计算花粉脱落率，以此表征织物的防花粉性能。花粉透过率越大说明防花粉性能越差，花粉脱落率越大说明防花粉性能越佳。该方法适用范围较小，且没有表征防花粉吸附性。

4 展望

以上分析可知，防花粉纺织品作为新型功能纺织品在对花粉过敏症患者健康防护方面发挥着重要作用。我国作为全球最大的纺织品生产国和出口国，且随着我国经济的快速发展，人民生活水平的逐步提高，对防花粉纺织品的需求也越来越大。目前，对于该类纺织品性能机理方面的研究较少，现有的检测方法仍存在诸多不足之处。如何更好地模拟花粉在空气中对纺织品的吸附过程以及用什么指标来更客观地表征防花粉性能等级是我们检测工作的研究重点。

参考文献：

[1]陶爱林，何韶衡.花粉过敏原分子生物学研究动态[J].中华微生物学和免疫学杂志，2003（08）：81-82.

[2]Editoral.Grasspollen：trendsandpredition[J].Clinical and Experimental Allergy，1999，29：735-738.

[3]叶世泰，张金谈，乔秉善，等.中国气传和致敏花粉[M].北京：科学出版社，1988：1-5.

[4]徐则川，吴志明. 减少涂层表面粉尘附着的初步探索[J]. 红外技术，1997（02）：26-29.

[5]许兰杰，郭昕.提高织物防静电性能的途径和方法[J].四川丝绸，2007 （3）：27-29.

[6]中岛卓，镰田大史.抗静电超细纤维及其制造方法：中国，CN 200980155537 [P].2011-12-18.

[7]顾浩，杨文龙，杨皓，等.一种防花粉附着整理剂的应用方法：中国，CN201610680294 [P].2016-10-06.

[8]黄中权，钱琴芳，张建芳，等.一种防紫外、抗静电、防花粉、防水织物整理方法：中国，CN 200810019512.7 [P].2008-07-23.

[9]杜方东，杨建国，党高峰，等.一种轻薄防花粉整理面料：中國，CN 201220171307 [P].2012-12-19.

[10]喻蕊清.德国科学家开发出抗花粉纺织品及其检测方法[J].中国纤检，2016（08）：121.

[11]何秀玲.花粉在织物上脱落性能的测试方法[J].棉纺织技术，2013（8）：35.

（作者单位：东华大学；上海市质量监督检验技术研究院纤维检验所）endprint