一种基于植物精油的防蚊虫棉袜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于植物精油的防蚊虫棉袜及其制备方法，属于纺织材料技术领域。
背景技术
蚊子除叮刺吸血、骚扰睡眠外，还会传播疟疾、乙型脑炎、登革热、丝虫病、黄热病、黑热病等疾病。由于蚊子对人类的健康造成很大危害，所以预防蚊虫叮咬的研究一直受到广泛重视，对织物进行防蚊整理可有效预防蚊虫传播的疾病。很多化学物质可以预防蚊虫叮咬，但大多为WHO禁用药物。目前防蚊织物多以避蚊胺(DEET)，除虫菊酯等合成驱避剂，通过一定的方法整理到织物。由于合成驱避剂长期以来大量使用，已造成蚊虫抗药性不断提高，不但效果逐年下降，而且会引起神经系统症状以及皮肤损伤，还会对儿童造成过敏反应，所以越来越多的科技工作者把注意力转移到天然植物基驱避剂上。
利用天然植物精油直接对服装面料进行驱蚊/灭虫后整理虽然具有高效、便捷的特点，但是在驱蚊/灭虫效果的持久性方面存在较大的缺陷。将天然植物精油制备成驱蚊/灭虫微胶囊再对服装面料进行驱蚊/灭虫后整理，虽然在一定程度上提高了驱蚊/灭虫效果的持久性，但在穿着过程中驱蚊/灭虫微胶囊会脱落，导致服装面料的驱蚊/灭虫效果下降。因此，如何改善精油微胶囊与面料之间的结合性能是现有防蚊虫织物的关键所在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于植物精油的防蚊虫棉袜及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于植物精油的防蚊虫棉袜，包括：
棉袜本体；
混合整理剂，所述混合整理剂由下列重量份物质组成：
45～50份均质基体液；
10～15份微胶囊颗粒；
3～5份混合酶制剂；
25～30份去离子水；
所述微胶囊颗粒为以植物本体与氯化钠溶液蒸馏提取的精油为芯材，将壳聚糖溶液与明胶溶液为壁材，经喷雾干燥制备而成，所述均质基体液为芦荟果肉均质成凝胶液并与乙醇溶液混合，旋转蒸发后再与丝胶蛋白溶液搅拌混合并均质处理，得均质基体液。本发明技术方案采用天然植物精油作为防蚊虫的主要材料，由于采用的精油材料为天然植物提取的具有驱蚊、灭虫效果的酮类、醇类、酯类及其他生物碱类等植物提取剂进行驱蚊、灭虫，这些天然植物的次生代谢物质不仅具有良好的驱蚊/驱蚊、灭虫效果，且不会在蚊虫体内积累而产生抗药性，易降解，对环境安全无公害。
所述混合酶制剂为按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份淀粉酶、1～2份果胶酶、0.5～1.0份脂肪酶、1～2份纤维素酶和0.5～1.0份角质酶搅拌混合制备而成。
所述植物本体包括新鲜生姜、百里香、艾草中的一种或多种的混合物。
一种基于植物精油的防蚊虫棉袜的制备方法，具体制备步骤为：
(1)取植物本体并置于气流粉碎机中粉碎处理，收集粉碎颗粒并取去离子水、粉碎颗粒、氯化钠溶液置于水蒸气蒸馏装置中，搅拌混合并蒸馏处理，收集蒸馏乳浊液并静置，取上层油浴并干燥，收集得精油混合提取液；
(2)将壳聚糖溶液与明胶溶液混合作为壁材，精油混合提取液为芯材，混合均质并喷雾干燥，收集得微胶囊颗粒；本发明技术方案通过将精油材料制备成微胶囊材料，使其在实际使用过程中可以缓慢释放提高传统精油负载防蚊虫时效性不佳的问题。
(3)取芦荟果肉并均质成凝胶液，将凝胶液与乙醇溶液搅拌混合并保温反应，收集分散液并旋转蒸发，得旋蒸液，再将旋蒸液与丝胶蛋白溶液搅拌混合并均质处理，收集得均质基体液；
(4)按重量份数计，分别取均质基体液、微胶囊颗粒、混合酶制剂和去离子水搅拌混合并超声分散，收集分散浆液并将棉袜置于分散浆液内，经二浸二轧后并干燥焙烘、静置，即可制备得所述的基于植物精油的防蚊虫棉袜。本发明技术方案在整理过程中添加复合酶材料对材料进行酶解处理，由于对棉质纤维进行低温初步酶解处理，能够最大程度地将淀粉浆、果胶、蜡质等杂质水解除去，因此织物能够获得很好的毛效，同时由于材料经过酶解处理，其内部被酶解形成凹凸不平的孔道结构，微胶囊材料在负载填充过程中，对材料进行有效的包覆，从而提高棉质材料在实际使用过程中与精油微胶囊的结合强度，从而提高精油材料防蚊虫的长效性能。
步骤(2)所述喷雾干燥为控制喷雾干燥进风温度为120℃，风量为3m3/min，进料转速为17rpm，喷雾干燥。
步骤(3)所述的旋转蒸发为在35～40℃下旋转蒸发至原体积的1/8；
步骤(4)所述的二浸二轧并干燥焙烘为按轧余率为65～70％，将轧完的棉袜置于75～85℃下干燥25～30min，再按3℃/min升温至120～125℃，保温焙烘3～5min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明技术方案采用天然植物精油作为防蚊虫的主要材料，由于采用的精油材料为天然植物提取的具有驱蚊、灭虫效果的酮类、醇类、酯类及其他生物碱类等植物提取剂进行驱蚊、灭虫，这些天然植物的次生代谢物质不仅具有良好的驱蚊/驱蚊、灭虫效果，且不会在蚊虫体内积累而产生抗药性，易降解，对环境安全无公害；
(2)本发明技术方案通过将精油材料制备成微胶囊材料，使其在实际使用过程中可以缓慢释放提高传统精油负载防蚊虫时效性不佳的问题；
(3)本发明技术方案在整理过程中添加复合酶材料对材料进行酶解处理，由于对棉质纤维进行低温初步酶解处理，能够最大程度地将淀粉浆、果胶、蜡质等杂质水解除去，因此织物能够获得很好的毛效，同时由于材料经过酶解处理，其内部被酶解形成凹凸不平的孔道结构，微胶囊材料在负载填充过程中，对材料进行有效的包覆，从而提高棉质材料在实际使用过程中与精油微胶囊的结合强度，从而提高精油材料防蚊虫的长效性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
取新鲜生姜、百里香、艾草并置于气流粉碎机中粉碎处理，收集粉碎颗粒并按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份粉碎颗粒、6～8份质量分数1％氯化钠溶液置于水蒸气蒸馏装置中，搅拌混合并蒸馏处理，收集蒸馏乳浊液并静置6～8h，取上层油浴并用无水硫酸钠干燥，收集得精油混合提取液；按质量比1:2，将壳聚糖溶液与明胶溶液混合搅拌，待搅拌混合25～30min后，收集混合溶液作为壁材，再取精油混合提取液为芯材，按芯材与壁材质量比为1:1，将其混合并置于均质机中均质处理20～30min，收集混合浆液并置于喷雾干燥装置中，控制喷雾干燥进风温度为120℃，风量为3m3/min，进料转速为17rpm，喷雾干燥并收集得微胶囊颗粒；取新鲜芦荟并将其洗净并去皮，收集芦荟果肉并均质成凝胶液，按质量比1:3，将凝胶液与质量分数60％乙醇溶液搅拌混合并置于75～85℃下保温反应25～30min，收集分散液并置于35～40℃下旋转蒸发至原体积的1/8，得旋蒸液；按质量比1：8，将旋蒸液与质量分数3％丝胶蛋白溶液搅拌混合并均质处理，收集得均质基体液；按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份淀粉酶、1～2份果胶酶、0.5～1.0份脂肪酶、1～2份纤维素酶和0.5～1.0份角质酶搅拌混合制备得混合酶制剂。按重量份数计，分别称量45～50份均质基体液、10～15份微胶囊颗粒、3～5份混合酶制剂和25～30份去离子水搅拌混合并置于200～300W下超声分散10～15min，收集分散浆液并将棉袜置于分散浆液内，经二浸二轧，控制轧余率为65～70％，随后将轧完的棉袜置于75～85℃下干燥25～30min，再按3℃/min升温至120～125℃，保温焙烘3～5min后，静置冷却至室温，即可制备得所述的基于植物精油的防蚊虫棉袜。
实施例1
取新鲜生姜并置于气流粉碎机中粉碎处理，收集粉碎颗粒并按重量份数计，分别称量45份去离子水、10份粉碎颗粒、6份质量分数1％氯化钠溶液置于水蒸气蒸馏装置中，搅拌混合并蒸馏处理，收集蒸馏乳浊液并静置6h，取上层油浴并用无水硫酸钠干燥，收集得精油混合提取液；按质量比1:2，将壳聚糖溶液与明胶溶液混合搅拌，待搅拌混合25min后，收集混合溶液作为壁材，再取精油混合提取液为芯材，按芯材与壁材质量比为1:1，将其混合并置于均质机中均质处理20min，收集混合浆液并置于喷雾干燥装置中，控制喷雾干燥进风温度为120℃，风量为3m3/min，进料转速为17rpm，喷雾干燥并收集得微胶囊颗粒；取新鲜芦荟并将其洗净并去皮，收集芦荟果肉并均质成凝胶液，按质量比1:3，将凝胶液与质量分数60％乙醇溶液搅拌混合并置于75℃下保温反应25min，收集分散液并置于35～40℃下旋转蒸发至原体积的1/8，得旋蒸液；按质量比1：8，将旋蒸液与质量分数3％丝胶蛋白溶液搅拌混合并均质处理，收集得均质基体液；按重量份数计，分别称量45份去离子水、1份淀粉酶、1份果胶酶、0.5份脂肪酶、1份纤维素酶和0.5份角质酶搅拌混合制备得混合酶制剂。按重量份数计，分别称量45份均质基体液、10份微胶囊颗粒、3份混合酶制剂和25份去离子水搅拌混合并置于200W下超声分散10min，收集分散浆液并将棉袜置于分散浆液内，经二浸二轧，控制轧余率为65％，随后将轧完的棉袜置于75℃下干燥25min，再按3℃/min升温至120℃，保温焙烘3min后，静置冷却至室温，即可制备得所述的基于植物精油的防蚊虫棉袜。
实施例2
取新鲜生姜、百里香并置于气流粉碎机中粉碎处理，收集粉碎颗粒并按重量份数计，分别称量45份去离子水、10份粉碎颗粒、6份质量分数1％氯化钠溶液置于水蒸气蒸馏装置中，搅拌混合并蒸馏处理，收集蒸馏乳浊液并静置6h，取上层油浴并用无水硫酸钠干燥，收集得精油混合提取液；按质量比1:2，将壳聚糖溶液与明胶溶液混合搅拌，待搅拌混合25min后，收集混合溶液作为壁材，再取精油混合提取液为芯材，按芯材与壁材质量比为1:1，将其混合并置于均质机中均质处理25min，收集混合浆液并置于喷雾干燥装置中，控制喷雾干燥进风温度为120℃，风量为3m3/min，进料转速为17rpm，喷雾干燥并收集得微胶囊颗粒；取新鲜芦荟并将其洗净并去皮，收集芦荟果肉并均质成凝胶液，按质量比1:3，将凝胶液与质量分数60％乙醇溶液搅拌混合并置于80℃下保温反应27min，收集分散液并置于37℃下旋转蒸发至原体积的1/8，得旋蒸液；按质量比1：8，将旋蒸液与质量分数3％丝胶蛋白溶液搅拌混合并均质处理，收集得均质基体液；按重量份数计，分别称量47份去离子水、1份淀粉酶、2份果胶酶、0.7份脂肪酶、1份纤维素酶和0.7份角质酶搅拌混合制备得混合酶制剂。按重量份数计，分别称量47份均质基体液、12份微胶囊颗粒、4份混合酶制剂和27份去离子水搅拌混合并置于250W下超声分散12min，收集分散浆液并将棉袜置于分散浆液内，经二浸二轧，控制轧余率为67％，随后将轧完的棉袜置于80℃下干燥27min，再按3℃/min升温至122℃，保温焙烘4min后，静置冷却至室温，即可制备得所述的基于植物精油的防蚊虫棉袜。
实施例3
取新鲜艾草并置于气流粉碎机中粉碎处理，收集粉碎颗粒并按重量份数计，分别称量50份去离子水、15份粉碎颗粒、8份质量分数1％氯化钠溶液置于水蒸气蒸馏装置中，搅拌混合并蒸馏处理，收集蒸馏乳浊液并静置8h，取上层油浴并用无水硫酸钠干燥，收集得精油混合提取液；按质量比1:2，将壳聚糖溶液与明胶溶液混合搅拌，待搅拌混合30min后，收集混合溶液作为壁材，再取精油混合提取液为芯材，按芯材与壁材质量比为1:1，将其混合并置于均质机中均质处理20～30min，收集混合浆液并置于喷雾干燥装置中，控制喷雾干燥进风温度为120℃，风量为3m3/min，进料转速为17rpm，喷雾干燥并收集得微胶囊颗粒；取新鲜芦荟并将其洗净并去皮，收集芦荟果肉并均质成凝胶液，按质量比1:3，将凝胶液与质量分数60％乙醇溶液搅拌混合并置于85℃下保温反应30min，收集分散液并置于40℃下旋转蒸发至原体积的1/8，得旋蒸液；按质量比1：8，将旋蒸液与质量分数3％丝胶蛋白溶液搅拌混合并均质处理，收集得均质基体液；按重量份数计，分别称量50份去离子水、2份淀粉酶、2份果胶酶、1.0份脂肪酶、2份纤维素酶和1.0份角质酶搅拌混合制备得混合酶制剂。按重量份数计，分别称量50份均质基体液、15份微胶囊颗粒、5份混合酶制剂和30份去离子水搅拌混合并置于300W下超声分散15min，收集分散浆液并将棉袜置于分散浆液内，经二浸二轧，控制轧余率为70％，随后将轧完的棉袜置于85℃下干燥30min，再按3℃/min升温至125℃，保温焙烘5min后，静置冷却至室温，即可制备得所述的基于植物精油的防蚊虫棉袜。
实施例4
取新鲜艾草并置于气流粉碎机中粉碎处理，收集粉碎颗粒并按重量份数计，分别称量50份去离子水、15份粉碎颗粒、8份质量分数1％氯化钠溶液置于水蒸气蒸馏装置中，搅拌混合并蒸馏处理，收集蒸馏乳浊液并静置8h，取上层油浴并用无水硫酸钠干燥，收集得精油混合提取液；按质量比1:2，将壳聚糖溶液与明胶溶液混合搅拌，待搅拌混合30min后，收集混合溶液作为壁材，再取精油混合提取液为芯材，按芯材与壁材质量比为1:1，将其混合并置于均质机中均质处理20～30min，收集混合浆液并置于喷雾干燥装置中，控制喷雾干燥进风温度为120℃，风量为3m3/min，进料转速为17rpm，喷雾干燥并收集得微胶囊颗粒；取新鲜芦荟并将其洗净并去皮，收集芦荟果肉并均质成凝胶液，按质量比1:3，将凝胶液与质量分数60％乙醇溶液搅拌混合并置于85℃下保温反应30min，收集分散液并置于40℃下旋转蒸发至原体积的1/8，得旋蒸液；按重量份数计，分别称量50份均质基体液、15份微胶囊颗粒和30份去离子水搅拌混合并置于300W下超声分散15min，收集分散浆液并将棉袜置于分散浆液内，经二浸二轧，控制轧余率为70％，随后将轧完的棉袜置于85℃下干燥30min，再按3℃/min升温至125℃，保温焙烘5min后，静置冷却至室温，即可制备得所述的基于植物精油的防蚊虫棉袜。
取本发明技术方案实施例1、实施例2和实施例3与实施例4(对照组)进行试验对比。
实验步骤：
参照农业部发布的关于3个卫生杀虫剂的标准和防蚊效果评价的国家标准，设计驱蚊效果测试装置，规格为1.5m×1.5m×0.8m。
将测试装置设置三个大小均等的腔室，分别用隔板隔开，其中最左边腔室放置本发明实施例1、实施例2和实施例3的样品，在最右侧腔室放置空白棉袜样品，控制样品结构大小和重量均等，从中间腔室腔将30只淡色库蚊放入，抽掉隔板，10分钟后观察两侧腔室蚊子停留数量，的蚊子停留的只数，按公式计算防蚊棉袜对蚊虫的驱避率：
驱避率＝(N右-N左)/(N右+N左)×100％
公式中：N右表示右侧腔中蚊子数；
N左表示左腔中的蚊子数。
参考GB/T5713-1997《纺织品色牢度实验耐水色牢度》，模拟家庭洗涤过程，洗涤方法如下：家用洗衣粉5g/L，浴比1:40，温度25℃，时间5min。并按照节的测试方法测试防蚊真丝织物的驱蚊效果。其中实施例4为未添加混合酶制剂制备的棉袜。
表1性能对照表
由上表可知，本发明制备的驱蚊棉袜和对照组对比，具有优异的驱蚊性能和耐水洗强度，这说明本发明方案中所述方案是可行的，即本发明技术方案通过将精油材料制备成微胶囊材料，使其在实际使用过程中可以缓慢释放提高传统精油负载防蚊虫时效性不佳的问题，同时在整理过程中添加复合酶材料对材料进行酶解处理，由于对棉质纤维进行低温初步酶解处理，能够最大程度地将淀粉浆、果胶、蜡质等杂质水解除去，因此织物能够获得很好的毛效，同时由于材料经过酶解处理，其内部被酶解形成凹凸不平的孔道结构，微胶囊材料在负载填充过程中，对材料进行有效的包覆，从而提高棉质材料在实际使用过程中与精油微胶囊的结合强度，从而提高精油材料防蚊虫的长效性能。
