拓宽开发针织新产品的重要途径

  188bet体育官网  林光兴

  随着人们生活需求和文化水平的日益提高,着装理念起了本质的变化。高档次、高品位、功能化、个性化、多样化、自然舒适、具有时尚感和艺术效果,是人们对服装的新要求。穿着柔软舒适合体、洗涤后保型性好、具有良好的透湿性且保温性能好的舒适型服装;对皮肤无刺激、具有保健防病、抗菌护肤等健身效果的功能型服装;安全卫生、无毒无污染的环保型服装;能模仿生命系统、对外界的变化(刺激)能够做出形状记忆、有热、光、颜色响应的智能型服装等,都是消费者对纺织行业新的要求。

 人们日益提高的穿着标准对针织服装提出了新的要求—开发功能性针织服装;而现今科技的发展亦为功能性针织物的开发提供了保证。功能性针织服装作为一种独特的产品,对舒适性的要求较高,怎样使功能性针织服既充分发挥功能,又尽可能提高舒适性,是我们在产品开发中不可忽视的一个重要问题。功能性针织服的主要开发途径:针织行业中成功地应用了聚合时添加、共混添加纳米材料的功能化纤维后,又出现了将其应用于功能棉、麻、毛等天然纤维的趋势,对织物进行后整理,从而将纳米材料在针织功能新产品中的应用扩宽到化学纤维、化学纤维—天然纤维和天然纤维的范围。

我们在研制单一功能织品的基础上将两种或多种功能复合于一种纺织品的研究与开发,新的发展趋势是“多种纤维添加、多种粉体复配,多种功能复合”。这些多功能的针织产品都具有较大的市场。

一、材料在抗紫外、抗红外、远红外、负离子、导电功能纺织品中的应用

1.1生活活性纤维针织产品的开发.生活活性纤维指保护人体不受微生物侵害或具有某种保健功能的纤维,其种类很多,有抗菌纤维(可开发抗菌袜、抗菌内衣、抗菌内裤、抗菌针织鞋衬和卫生巾及抗菌过滤材料等)、消臭纤维(可开发消臭内衣、内裤、短袜及消臭针织床单、地毯、窗帘、过滤材料等)、芳香纤维(可开发针织套衫、开襟衫、领带、围巾、睡衣、T恤、袜子、地毯、窗帘等)、生物吸收纤维(可开发针织内脏修补材料)、生物相容纤维(可开发针织人造血管、人工心脏瓣膜等)、药物纤维、生物降解纤维(在针织上可开发土工布、草皮种植网、防草网、防霜膜、农用地膜、渔网).

1.2 抗紫外线型纺织品

此类化纤包括的品种面很广, 涉及到涤纶、 腈纶、 尼龙和丙纶等, 我们已经批量地开发、生产了抗紫外线型涤纶、丙纶等产品..

 

1.3 反射红外线(含远红外反射)型纺织品

1.3.1 反射红外线应用的纳米粉体材料

此类纳米粉体材料是在远红外加热所使用的陶瓷粉体上开发出来的,根据应用的化纤品种和性能要求的不同, 通常采用三氧化二铝、氧化锆、氧化镁、二氧化硅、氧化锌、三氧化二锑等。为确保这类粉体的分散、相容性和功能化纤的可纺性,除了要控制它们的粒度, 还要对其进行表面改性等处理。

1.3.2远红外线反射功能化纤和纳米材料远红外后整理功能织物

该品种主要在中间保暖层中加入高科技功能性材料,如采用远红外涤纶纤维中植入纳米级镀银陶瓷粉体抗菌剂组成复合材料作为保暖层,它具有保温、抗菌、护肤、防病保健的功效。主要适合于老年人、需要改善人体微循环、防病保健人士。

保暖内衣是一种薄形保暖性好、贴身穿着舒适性好的功能性针织内衣,将保暖与保健相结合,引入远红外和负离子的功能性纤维,用于促进人体的微循环[4]。 

我们应用纳米材料对棉、毛 、羊绒及天然纤维-化纤进行远红外后整理,使此系列纤维及织物的保温性能较常规的织物有所提高,据测定:织物的保暖率一般可提高12%以上。

1.3.3远红外反射、抗红外线类纳米材料在后整理中的应用

纳米材料远红外纯棉、棉-化纤、丝绒、羊绒衫整理主要采用纳米远红外整理剂在针织品后整理过程中进行,形成纳米涂层,赋于织物以优异的保暖、保健、抗菌性能。经过整理后,织物的远红外发射率明显提高,织物的远红外发射率为84%,远红外温升性能达到了5.2℃。

对织物基本性能进行实验分析,结果表明:经过纳米远红外整理后,丝绒织物的强力、抗起毛、起球性能、悬垂性能等都比整理前有所改善,吸湿性能与整理前基本一致,保持了原有的风格特性。

1.3.4屏蔽中红外线型化纤

由于太阳光谱中,在500nm波长附近有一能量峰值,300nm-2μm波长范围内的光能占阳光总能量的95%以上,如能在抗紫外化纤的基础上, 将屏蔽的光线波长范围扩宽至200nm-5μm, 这样生产出的抗红外化纤(兼有抗紫外线的功能)或称为凉爽型化纤,应用这一系列功能的化纤以及应用这一类纳米材料对棉、棉-化纤织物,进行凉爽型后整理,可以用来制作的针织等纺织品有:T恤衫、衬衫、运动服、制服、游泳衣、 野外工作服等,同时,此类功能织物能够拓宽我国纺织品出口的销路。

1.4 负离子型纺织品

据研究,奇冰石是一种存在永久电极的晶体,具有热电和压电效应。当外界条件发生变化如温度、湿度差、空气对流、施加外压、摩擦时(即使是微小的变化),即引发电场,生成0.06安培左右的微弱电流(与人体生物电流相当)并在两极间形成较高的静电压。奇冰石纳米粉正是根据奇冰石晶体的性质,用高科技手段制成的一种超细粉末,主要有钠、钾、钙、铁、铝、硅、硼元素及其氧化物等构成。粉末比重为3~3.3,从而提高奇冰石颗粒的表面活性能,提高激发周围空气电离的能力,使被击下的电子附着于邻近的氧分子并使之转化为空气负离子,即氧离子。用离子式表示: O2+2e→O2-2。空气中的悬浮粒子在空气负离子的作用下,容易吸附、聚集、沉降,从而净化空气。人体吸收负离子后,对消除疲劳、保持清醒具有极大作用,同时它能促进新陈代谢,促进人体健康。

奇冰石纤维的主要用途将奇冰石纳米粉添加到涤纶中制成负离子纤维,该纤维的制成品如壁布、窗帘等,能源源不断地释放负离子,使人产生置身于大森林般的感觉;制成毛巾、服装、床单等具有保健和环保双功能。由于纤维中含有奇冰石纳米粉,纺制的纱线具有奇冰石纳米粉保健功能,而且由于采用母粒的形式添加到涤纶纤维中,不会因水而洗掉。

  二、无机抗菌剂、抗菌、抑菌、除臭型化纤及功能后整理纺织品

2.1我们周围的细菌时刻威胁着人类,据统计:1995年全世界因细菌传染造成1700万人死亡,占当年死亡总人数的32.7%,通常所说的抗菌包括了抑制、杀灭消除细菌分泌的毒素以及预防等内容。

2.2由于无机抗菌剂具有热稳性强、功能持久、安全可靠的特点,加之近年超微细技术的发展,能够批量生产亚微米及纳米级的无机抗菌剂,并可共混或复合引入化纤之中,确保了抗菌化纤的产业化。

   纳米二氧化钛、纳米氧化锌等光催化杀菌剂,表现出超过传统抗菌剂仅能杀灭细菌本身的性能。光催化抗菌剂能够将细菌及其残骸一起杀灭清除,同时能将细菌分泌的毒素也分解掉。

2.3  可以预见,在抗菌功能纤维大量应用的同时,针织物的抗菌卫生整理将会得到全面的发展。该项整理的重要目的不仅是为了防止针织物被微生物沾污而损伤,更重要的是为了保障消费者的卫生健康和穿着舒适。在“健康第一”的旗帜下,针织物(服装)的功能将从蔽体———美观,进化到健康清洁。同时,我们还应该看到,功能性的针织品已经跳出家纺服饰形态,并完全深入到装饰、医疗、环保、农业、建筑、地质、交通工具、包装、化工、汽车等领域。

抗菌化纤和抗菌后整理织物的除臭功能表现在:防止皮肤感染,消除病菌分泌的毒素和将汗液等转化为臭味物质的细菌,除去令人不愉快的臭味。纳米材料除臭功能是将我们周围的臭体物质消除掉。我们采用纳米抗菌材料生产的抗菌功能纤维及织物测试结果见表2。

三、纳米材料在导电、阻燃功能纺织品中的应用

3.1 导电型纳米粉体材料及导电化纤

在多种导电纤维中,性能较好的有:a以炭黑为导电物质的黑色导电化纤;b二氧化锡、氧化锌和二氧化钛等白色粉体材料为导电物质的白色导电化纤,后一色调的导电纤维主要用于制作防护服、工作服和装饰性导电材料,其色调优于黑色导电纤维,应用范围更为广泛。

导电纤维是一种在温度为20℃、相对湿度为65%的标准状态下质量比电阻为108Ω·g cm2以下的纤维,其消除和防止静电的性能远高于抗静电纤维.主要有金属纤维、碳纤维和有机导电纤维等,在针织上主要用于防尘工作服、抗静电内外衣及抗静电毛毯的制作,也可用于制作军事、航天方面的特殊产品.

3.2 阻燃纺织品用粉体材料

我国已于1998年9月1日开始实施《中华人民共和国消防法》,这有力地促进了我国阻燃纺织技术的发展。随着磷系阻燃剂的发展和对硅系、氨系阻燃剂的需求,加之小粒度阻燃剂易扩散、易随着、用量少等优点,纳米材料在阻燃纺织品方面的用途是十分明显的。

随着科学技术的发展,在众多场合对纺织品提出了阻燃的要求,在后整理过程中对织物进行阻燃整理存在着阻燃耐久性较差的问题,采用阻燃纤维可解决这一问题.目前常见的阻燃纤维有阻燃粘胶纤维、阻燃涤纶纤维、阻燃腈纶纤维、阻燃丙纶纤维等.阻燃粘胶纤维主要用于衣着上;阻燃涤纶纤维可用于家具布、帐幔、窗帘、地毯、汽车沙发布、睡衣、睡袋、工作服及床上用品上;阻燃腈纶纤维适宜有于华贵裘皮服装、高级绒毛玩具、窗帘、地毯、墙布、毛毯、围巾、衣料的生产中;阻燃丙纶纤维可用于沙发布、床上用品、地毯、壁毯、阻燃过滤布的生产中.

四、采用纳米材料生产功能性化纤及其织物的加工方法

4.1聚合时添加、母粒共混法和复合纺丝是应用纳米材料生产功能性化纤及其织物的主要加工方法。

聚合时添加的加工方法使粉体能够均匀分布在纤维中,纤维的功能稳定、性能表现均匀而持久,尤其是耐老化和耐洗涤性能;共混法适合于中、小型纺丝厂使用,这样可以在相同的设备中,多品种、多规格地生产系列化的功能化纤;复合纺丝法能够扩大功能化纤的品种,降低功能性添加剂的使用量,还可采用来生产功能化纤和织物。

4.2采用纳米材料对天然纤维、天然纤维-化纤进行功能织物后整理的生产方法根据织物的用途不同而分为浸轧法、吸尽法和涂层法等

用浸轧法进行纳米材料整理时主要用于生产内衣、内裤、T恤衫、多种运动服、男女休闲服等要求穿着柔软.舒适的服装,而用各类涂布机经后处理在织物表面形成柔软的功能性薄层的是涂层法,其可广泛适用于多种纤维, 整理功能均匀、持久,效果理想,可用于加工产业用布、装饰用布等。

将功能性物质制做在化学助剂中,对织物进行后整理时,在织物上浸轧这类功能性助剂,靠化学助剂提供的化学结合力将功能性物质固定在织物上。在织物上浸轧功能性助剂的方法可用于各种原料的针织服,包括天然纤维的针织服。这类针织服有很多类型,以保健性服装、防护性服装居多。抗菌内衣由于采用了助剂浸轧,功能性物质存在于织物表面,效果更好。但助剂浸轧法加工的产品,耐洗性不如功能性纤维针织服。

    五、针织新产品中应用纳米粉体材料的多种功能化纤和系列功能后整理织物前景的展望

在科学技术迅速发展和消费者生活质量不断提高的双重作用催化下,各种新型针织品原料如雨后春笋层出不穷,一方面给针织染整加工创造了广阔的天地,另一方面也给针织染整提出了新的课题甚至挑战。我们了解新型的针织原料,可以自如地、主动地把握针织品加工的先机与真谛。

在目前乃至今后的一段时间内,我们应该特别重视新型原料的染整加工研究,要做到下述两者的统一,即通过染整加工,最大可能地保持新型原料原有的风貌和特性,又能赋予新的特点和功能.

随着现代科技和人们生活水平的提高,进行改性的功能化纤都被提到开发和产业化的日程上来,同时,也开展了采用纳米材料对天然纤维和天然纤维-化纤混纺针织品进行的抗紫外线-抗红外线后整理(即凉爽化整理)、远红外反射、保健整理、抗菌、除臭整理、抗静电整理、阻燃整理等功能后整理,随着以上新材料、新技术在功能针织产品中的开发和使用,将进一步展示系列纳米材料在针织行业中极其广阔的应用前景。

通过功能纳米氧化物填充到纤维当中可制得各种差别化、功能化纤维,将赋予普通纤维特殊功能(高感性,高吸湿透湿、防污性,抗静电及导电性,抗菌性及消臭性,离子交换性,生物降解与相容性)而成为新一代化学纤维,或者采用化学、物理的方法,将功能性组分和高聚物复合成纤维,达到集多种功能于一体的效果。这一切将为纤维的发展带来了一场革命,这些特种功能纤维将满足人们日益追求的舒适、保健、环保、智能型服装的要求。高阻燃、高强防弹、隐身性纤维也将为军队服装和国防建设做出重要贡献。由于纳米技术可以应用于纺织机械,面料后整理等方面。随着纳米技术的深入开发,方便快捷的后整理技术必将引发纳米材料在纤维应用上的又一次革命,将为社会带来十分可观的经济效益,可大大提高我国纤维产业在国际市场的竞争力,这一领域的市场容量很大。

 

 

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