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針織面料功能性整理的新進展和應用


彭志忠 

(佛山市敬展紡織材料有限公司  廣東佛山  528223)


摘  要:介紹當前針織面料功能性整理的發展趨勢,對一些新型功能性整理的方法進行探討,突出“人體一衣著一功能保健”系統特點,功能整理賦予針織面料良好的穿著服用性能,使其提升到功能性和舒適性相兼顧的層面上;功能性整理非常符合企業提高產品附加值和消費者需求的舒適健康理念。

關鍵詞:功能性;功能整理;針織面料;應用工藝;發展趨勢


前  言

隨著人民生活水平的日益提高和人類文明進程的加快、科技的進步和社會生態環境的變化,人們對于衣食住行的要求已發生著質的改變;在追求美觀、合體、舒適之外,面料的多功能性越來越多受到人們的重視和喜愛。功能性的面料不僅提升產品的品質和人們的穿衣舒適度及保健,而且提高產品的檔次和附加值。

隨著新型纖維和紡織品后整理加工的不斷發展,功能性針織面料涉及的范圍將越來越廣,作為運動休閑服裝或貼身內衣為主的針織面料,特殊新型功能主要體現在易去污整理、導濕涼爽速干、抗輻射以及舒適保濕、抗菌防臭整理、防蚊整理、保暖蓄熱、護膚功能等方面,這樣給染整行業乃至整個紡織業界帶來了開發熱潮和技術革命。

1.新型功能性整理加工

1.1 新型吸濕排汗易去污整理

吸濕排汗易去污整理是通過化學物質處理針織物面料,使纖維織物在穿著時具有良好的吸濕排汗和易去污性能,在洗滌時顯示出其良好地容易去除油污的性能。目前市面上的吸濕排汗易去污面料選用的大多數是異形截面纖維、中空微多孔纖維、多層織物等。

對于吸濕性和服用性能較差的聚酯纖維,吸濕排汗易去污加工技術賦予它新的生命;滌綸的化學成分是聚對苯二甲酸乙二醇酯,在無水和無二氧化碳條件下能與聚乙二醇發生接枝共聚反應,用對苯二甲酸二甲酯、乙二醇、聚乙二醇嵌段共聚物作為滌綸織物的親水型去污整理劑,該共聚物除具有表面活性劑的共性外,含有能結晶但不能形成纖維的聚對苯二甲酸乙二醇酯組分和醚組分;其中酯組分的結晶與滌綸分子組成單元的結晶形態相同,在高溫下能發生共結晶反應;親水性的醚組分則在纖維外層使滌綸表面具有親水性質,起到抗靜電和易去污作用,且耐洗性好。

通過染整加工的方法來完成表里異機能,進行棉織物纖維表面改質處理實現易去污整理;就運動類針織面料服裝而言,一面以氟素化合物等進行織物表面改質,使其具有防水、防油、防污等功能;另一面經過處理后具有良好吸濕性或穿著舒適性,使織物的里層具備一定的濕度調節機能,達到提高纖維表面抗污性的目的,或使污染物疏松使其洗滌時易于去除;即簡稱為“單防單吸整理加工”;其主要的加工方式以面料涂層法結合浸軋法來完成,考慮到針織面料的織物結構,具有彈性又疏松不一的特點和目前國內涂層機刮刀要求的局限,可在圓網印花機上刮印進行表面改質,再利用浸軋法完成另一面的吸濕排汗加工。

1.2 舒適保濕機能整理

對針織內衣面料進行的新機能整理劑,目前主要有天然抗菌、吸濕發熱、涼感、暖感、絲蛋白、甲殼質等產品,舒適保濕機能整理劑的原料均源自于天然植物提煉,以紡織后整理加工的方法,賦予織物保濕、清潔、舒適等功能的特性。

根據環境和人體肌膚的氣候關系,接近或符合“衣服內氣候”的要求,對于服裝設計設想加工:春季——絲素保濕整理;夏季——涼感抗菌整理;秋季——護膚抗老化整理:冬季——熱感保暖整理,其整理后的面料對肌膚溫和、滋潤,具有調節濕度、調理肌膚且兼顧抗菌除臭性能等功能。

1.2.1 絲素保濕整理

以絲膠蛋白氨基酸為主,針織內衣面料經蛋白質改性處理后,具有一定的抗皺性、伸縮性、蓬松性,夏天穿著出汗不粘身;由于纖維粘附的動物性蛋白氨基酸與人體皮膚蛋白組成相似,使衣物與皮膚親和,賦予良好的吸濕和釋放水分的功效,加工后面料附有一定的抗菌性。

1.2.2 涼感抗菌整理

源自于木糖醇吸收汗氣發生吸熱反應,降低皮膚表面溫度,產生涼爽感,使汗氣迅速排出,帶走大量的熱量,產生涼爽感,其中含有一定量的天然抗菌劑,可防止汗液中的微生物產生臭味。

1.2.3 護膚抗老化整理

以維他命A成分為主體,使針織內衣面料經抗老化處理后,纖維具有促進死去角質細胞的脫落,角質生成正?;?,讓皮膚更加平滑、富彈性。細胞間脂質最重要且比例最高的成分是維持肌膚滋潤保濕的重要角色,是防止水分散失的天然保濕屏障,能增進皮膚細胞活力,依然具有一定的抗菌性。

1.2.4 熱感保暖整理

源自于辣椒萃取物和甘菊萃取物以及唐辛子,可吸收可見光和紅外線等外界熱量,作為潛能貯存,一旦外界溫度降低,膠囊開始發生相變,逐步固體化,放出潛能,提高人體表皮血流量的功能給人以溫暖感;促進血液循環與新陳代謝,達到蓄熱保暖效果。

1.3 納米記憶機能整理

面料經過水溶性聚醚聚氨酯聚合物(即PU,其分子粒徑小于100nm的納米分散液)樹脂整理,由于該PU結構上鏈接特殊的保護基,封閉了聚氨酯分子上的活性基團,使其處理時樹脂進入纖維內部,在纖維內部起到濕態定形的效果;和纖維發生親和反應,在纖維表面和纖維之間形成一層薄膜,賦予面料的拉伸強度高、彈性好、良好的回復角等,改善穿著性能的功效。

2.棉針織物防紫外線復合整理

過量紫外線的照射會使人黑色素增多、皮膚干燥、老化,嚴重時還可能誘發皮膚癌。因此,防紫外線紡織品越來越受到廣大消費者的青睞。防紫外線整理劑可分為紫外線吸收劑(主要是吸收紫外線,將其能量轉換為熱能或波長較短的電磁波,從而達到防紫外線輻射目的)和紫外線反射劑(是利用陶瓷或金屬氧化物等細粉與纖維或織物結合,增加織物表面對紫外線的反射和散射,從而起到防護作用)兩類。

目前,用于棉織物的防紫外線整理劑大多為紫外線吸收劑,主要組分為苯并三唑類、二苯甲酮類和鄰2羥基苯2二苯基三唑的衍生物。由于經過紫外線整理后,固著在纖維上的防紫外線整理劑對紫外線有吸收和反射作用,并進行能量交換,以熱能或其他無害低能輻射將能量釋放或消耗,避免染料產生光化學反應,織物整理后的防紫外線能力明顯提高,日光色牢度也得以改善。

3.針織物遠紅外功能整理

遠紅外功能紡織品是具有高效遠紅外發射性能紡織品的簡稱,遠紅外紡織品主要有保暖功能(即保溫功能)、保健功能和抗菌功能等。遠紅外紡織品由于添加了發射率高的遠紅外線輻射材料,利用生物體的熱輻射,吸收、存貯外界向生物體輻射的能量,使生物體產生“溫室效應”,阻止熱量流失,起到良好的保溫效果。

遠紅外紡織品吸收來自人體的紅外波能量,并反饋給人體,提高了皮膚溫度,從而達到蓄熱保暖的目的。被皮膚吸收的熱量通過介質傳遞和血液循環,使熱能到達肌體組織,增加細胞活力,促進人體血液循環和新陳代謝,具有消除疲勞、恢復體力及對疼痛癥狀緩解的功能,提高人體免疫功能,對身體具有一定保健和輔助醫療作用。因此,遠紅外織物具有顯著的保暖保健作用,適宜制作防寒織物、輕薄型的冬季服裝。

目前開發的各種遠紅外紡織品主要采用將超細陶瓷粉末作為添加劑加入到紡絲液中制備遠紅外纖維,或者采用陶瓷粉末制成的整理劑對紡織品進行整理(浸漬、浸軋整理和涂層整理等工藝)。應用的陶瓷粉末主要有:金屬氧化物(如Al2O3,TiO2,BaO,ZrO,SiO2等);金屬碳化物(如SiC,TiC,ZrC等);金屬氮化物(如BN,AlN,ZrN等)。纖維中微粒子的加入,使纖維表面出現多孔性,表面積增加,表面活性及表面狀態的吸附、擴散等特性明顯提高,使產品具有吸汗、除臭、殺菌等功能。利用這些特性可制作保健內衣、衛生、醫療用品等。

4.針織物抗菌整理

日常生活與工作中,人們極易接觸到各種各樣的微生物,有些微生物(如細菌、病毒、霉菌及真菌)嚴重威脅著人類的健康甚至生命,對人體產生巨大危害;因此,抗菌整理劑和抗菌衛生加工技術應運而生。

針織物由于多孔、疏松微結構,容易吸附各種雜質,給微生物的附著提供了條件,同時人類的體溫、皮膚分泌的皮脂及汗液等物質給微生物提供了滋生和繁殖的營養物質。應用抗菌防臭劑整理的針織物具有抑制或殺滅細菌的新型功能,使其獲得抗菌、防霉、防臭、保持清潔衛生等功能;其加工目的不僅是為了防止織物因為被微生物沾污而受到損傷,更重要的是為了防止傳染疾病,保證人體的安全健康和穿著舒適,降低公共環境的交叉感染率,使針織物獲得衛生保健的新功能。

5.新型磁性保健紡織品

磁場可用于治療多種疾病,如高血壓、高血脂、神經性頭痛、神經衰弱、面肌痙攣、支氣管炎、潰瘍病、頸椎病、腰腿痛、急性腰扭傷、腰肌勞損、膽道結石、皮炎等。

隨著社會的進步和人們生活質量的不斷提高,保健成為追求的時尚,磁性化纖面料具有輕薄、柔軟、磁性分布均勻等特點,對人體的健康保健起到了保駕護航的作用。

由于磁性化纖是采用熔融紡絲的工藝,將化纖紡絲過程中加入磁性材料,所以磁性化纖受限于采用合成纖維,滿足不了市場上崇尚天然的理念。隨著印染技術的迅猛發展,紡織涂料印花產品在不斷推陳出新,功能整理技術和涂料印花巧妙相結合的應用,磁療紡織品有了較大突破性發展。采用磁性印花方式制作磁性棉針織功能保健面料,磁性印花工藝和普通棉織物印花流程大致相同,它是將經過前處理練漂的織物進行磁性印花(磁性印花漿),然后烘干(100℃)再成品拉幅(熱拉定型120~140℃溫度),充磁后得到成品。

6.電磁屏蔽織物的新進展

在電子科技飛速發展的時代,一種新型的污染源(即電磁輻射)也隨之產生。經研究表明,電磁輻射產生的累積效應和熱效應會對人體健康產生較為嚴重的危害,它會誘發神經衰弱、失眠、高血壓等疾病。當電磁波輻射達到一定強度時,它不僅會對人們的身體健康產生造成嚴重威脅,還能使正常工作的電子設備出現控制失靈等;因此,電磁屏蔽材料織物的研究得到人們廣泛的關注。

電磁屏蔽是指對電場和磁場同時起屏蔽作用,當屏蔽材料發揮其屏蔽作用時,通過電磁波在屏蔽材料的表面被反射、吸收以及在其內部的反射等來實現電磁波衰減的。電磁屏蔽織物的作用原理就是防止電磁能量從織物外面傳遞到人體中,當電磁波輻射到織物表面后,電磁波能量會在其表面被反射衰減,沒有被反射的電磁波能量進入織物的內部時被吸收衰減,從而達到屏蔽效果。

故對纖維或織物進行處理引入納米材料和高聚物屏蔽材料,使織物表面形成類似于金屬的導電層,從而具有較好的導電性,對人體起到了良好的防護作用,達到電磁屏蔽的功效。

6.1 電磁屏蔽功能織物制備

目前,電磁屏蔽織物主要制備方法有涂層法、金屬混紡、化學鍍法和磁控濺射鍍法。

(1)涂層法

涂層法是電磁屏蔽織物制備的常用方法,將具有電磁屏蔽作用的屏蔽劑涂在織物表面上或者使用粘合劑將屏蔽材料粘涂在織物上,從而在織物上形成連續的導電層,使其具有電磁屏蔽性能。

(2)金屬混紡法

金屬混紡方法有:

a、將不銹鋼纖維、銅纖維及銀纖維等金屬纖維先混紡成紗線,再根據針織工藝織成面料;

b、將普通纖維和導電材料先制成熔體,再由噴絲頭細孔壓出形成導電纖維,由這種導電纖維織成的面料不僅具有良好的屏蔽性能,而且具有良好的透氣性、柔韌性、舒適性等服用性能。

采用金屬混紡法制備的電磁屏蔽織物具有壽命長、成本低的特點,但其屏蔽效果較弱,特別是波長在高頻率范圍內屏蔽效能會下降。

(3)化學鍍法

化學鍍法是在不加電場的情況下,直接通過化學反應來實現薄膜沉積的過程;化學鍍法包括活化、敏化兩道流程,在含鎳離子的溶液中,加入還原劑(硼氫化合物和次亞磷酸鹽等),可在纖維表面析出金屬鎳;而實現多種金屬復合鍍可以應用先進的化學鍍法,以銀作催化劑為例,在織物上進行銅鎳復合鍍,不僅顯著提高了紡織品的電磁屏蔽效果,還能使織物具有良好的抗靜電性能,可減緩銅鍍層的進一步氧化。

(4)磁控濺射鍍法

磁控濺射方法是一種織物表面改性的新型技術,它具有裝置性能穩定、操作控制方便、低溫高速、環境友好等優點;磁控濺射技術通過選用不同的基材與金屬靶材,也可以選用不同環境氣體,在織物表面形成Cu、Ag、Ti、Al等金屬導電薄膜,從而賦予紡織品良好的電磁屏蔽性能;鍍銅鈦金屬薄膜織物具有結合牢度高、金屬光澤、手感良好等特性,隨著鍍膜厚度的增加,鍍膜織物的電磁屏蔽效果越好,當鍍膜厚度超過240nm時,可以屏蔽99%以上的電磁波,還具有良好的抗菌性能。磁控濺射法不僅克服了其他方法存在的問題,而且制備的電磁屏蔽織物的納米金屬導電薄膜分布更加均勻致密,對電磁波具有更好的反射性,織物還保留了原有的服用性能。

7.高值化護膚保健面料

隨著工業的發展,環境污染日益嚴重,大氣中二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物等增加,對人體影響較大,造成過敏體質人數增多,因而皮膚護理功能整理引起人們重視,更多和皮膚接觸的服裝面料趨向于進行護膚保健功能整理。

護膚保健織物延伸了原有的概念,從面部護膚延伸到全身護膚,從一般性營養皮膚延伸到清潔衛生和舒適保健的水平。它是將與化妝品近似的護膚保健劑加工整理到織物上,隨著高新技術成果不斷融入紡織服裝業中,護膚保健功能紡織品的種類也越來越齊全:滋潤保濕、芳香透氣散熱性、防紫外線性、消臭抗菌性以及特殊的醫療保健功能等。護膚保健整理(如維生素、膠原蛋白、玻尿酸、蘆薈保濕等護膚保?。┵x予織物化妝品般的滋潤、調理、保溫及其他特殊功能的全面護理,使人們穿著的織物具有清潔、舒適、保健調理的特性。

7.1 維生素護膚保健整理

維生素E/C作為常用的藥品兼營養保健品,將它作為護膚整理劑通過一定的方法整理在面料上,制成具有維生素E/C緩釋功能的營養紡織品,滿足人們對保健功能紡織品的需求,消費者穿著經過維生素E/C整理的面料,能使皮膚健康、富于彈性和光澤,對肌膚有良好的護理保健作用,增強了使用者的人體抵抗力和免疫力。

為保持其穩定的性狀且具有一定的生理功效,將維生素E/C進行微膠囊化來提高其穩定性,避免與空氣接觸。紡織品護膚整理用維生素E/C微膠囊一般有兩種類型:一種是開孔型微膠囊,殼上有許多微孔,當氣溫升高或穿著時體溫作用使微孔擴大,維生素E/C因受熱加速釋放出來;反之,在存放過程時,由于溫度變低而導致微孔收縮或緊閉,芯材釋放速率變緩。第二種封閉性微膠囊,壁殼上無明顯的微孔,在人們不穿著這種護膚整理的服裝時,不釋放芯材,只有在服用過程中通過擠壓摩擦等作用,導致膠囊壁材破裂,釋放出維生素E/C。

7.2 蘆苓保濕護膚保健整理

蘆薈作為集醫藥、美容、保健食品及觀賞為一體的純天然綠色植物,其具有豐富的生理活性與藥理作用,如抗菌及消炎作用,蘆薈中的蒽醌類化合物具有良好的抗菌作用,對很多細菌如大腸桿菌、金色葡萄糖球菌、變形桿菌等都有很好的抗性,其中蘆薈苷和蘆薈大黃素抗菌能力最強,而且蘆薈苷的抗菌活性明顯高于蘆薈大黃素;保濕美容作用,蘆薈含有多種天然營養成份,其中氨基酸和復合多糖物質構成了天然保濕因素,補充皮膚水份流失;防曬及抗氧化作用,蘆薈中的天然蒽醌苷和蒽的衍生物具有很好的防曬和抗紫外線功能。

通過兩種方式整理到纖維或面料上:第一,蘆薈纖維是采用高科技手段將蘆薈原液在纖維素纖維紡絲時加入而制成的功能性纖維,使纖維體內和外表均勻分布著納米蘆薈原液;蘆薈纖維的化學和物理性能非常接近棉纖維,具有良好的可紡性,對人體具有保護皮膚、美容護膚、與皮膚親和性好、吸濕透氣穿著舒適等優點;第二,以蘆薈萃取液為主要成分制成乳化液整理劑,通過后整理固著在織物上;因其具有良好的保濕性和抗菌性,多用于制作內衣、睡衣和嬰兒用品。

7.3 膠原蛋白護膚保健整理

膠原蛋白是哺乳動物體內含量最豐富的蛋白質,約占體內蛋白質總量的25%~30%;廣泛存在于動物的皮、骨、牙齒、肌腱、韌帶和血管中,起著支撐器官、保護機體的重要功能,也是組成細胞間質的重要功能蛋白質。

膠原蛋白的生物學性質與功能主要表現:

a、低抗原性,與其他具有免疫原性的蛋白質相比,膠原蛋白的免疫原性非常低;

b、可生物降解性,在蛋白酶的作用下,膠原的肽鏈發生水解而逐漸被打斷,隨即造成螺旋結構的破壞,致使膠原被蛋白酶徹底水解;

c、生物相容性,指膠原蛋白與宿主細胞及組織之間具有良好的相互作用,表現出相互影響的協調性。

由于其獨特的理化性質、優良的生物相容性及良好的人體親和性,將膠原蛋白保健整理應用在纖維或者面料(內衣、睡衣等)上,具有極優的護膚保健功效和巨大的經濟效益。

8.結語

8.1 隨著社會環境的變化,消費者生活水平的提高(越來越提倡綠色生活、健康生活的理念)和需求的多樣化,對針織面料提出了諸多功能要求,以適應環境和生理需要的新趨勢。

8.2 基于紡織面料功能性的整理發展和新材料的出現,針織面料的新型功能整理有了快速的飛躍,不僅提升產品的品質和人們的穿衣舒適體驗度,也提高產品的檔次和附加值;以舒適、易護理、保健、衛生防護等為主的功能整理已成為新時尚。

8.3 功能性針織面料的發展主要來自于功能性纖維和功能性物質中納米技術的開發,以及面料后整理技術的應用;開發功能性針織面料的實踐是個跨領域技術應用的結果,需要將紡織與相關領域有機地結合起來共同開發創新。

 

作者簡介:

彭志忠,江西新余人,印染高級工程師,從事染整技術三十多年;致力于紡織染整、印花新技術研究及染化料應用技術管理等。

手  機:13922372675(微信同號)

E-mail:pengzhong7798@126.com


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