功能性纺织品测试

2016-08-15 百科 阅读:

功能性纺织品测试(一)
纺织品主要功能性检测项目简介

纺织品主要功能性检测项目简介

1. 防水性测试,主要有3种方法,如下:

 喷淋法,方法ISO 4920,结果为沾水级别,1-5级,级别越高拒水性越好; 静水压法,方法ISO 811,结果为渗水压力,mmH2O,值越大防渗水越好; 模拟雨淋法,方法AATCC 35,结果为渗水量,克g,值越小防渗水越好。

2. 透湿性测试,主要有3种方法,如下:

 吸湿法,方法ASTM E96,Method A,结果为g/m2/24h,值越大透湿性越好; 蒸发法,方法ASTM E96,Method B(正杯)、BW(倒杯),结果同上。

3. 防油污测试,主要有2种方法,如下:

 拒油性,方法AATCC 118,结果为拒油等级,1-8级,级别越高拒油性越好; 易去污性,方法AATCC 130,结果为易去污等级,1-5级,级别越高越好。

4. 防静电测试,主要有3种方法,如下:

 半衰期法,方法GB/T 12703,方法 A,结果为衰减时间,秒s,值越小越好; 电荷面密度法,方法GB/T 12703,方法 C,结果电量,μC/m2,值越小越好; 表面电阻法,方法AATCC 76,结果为表面电阻Ω,值越大约好。

5. 透气性测试,方法ISO 9237,结果为L/min/cm2(mm/s),值越大透气性越好;

6. 防紫外线测试,方法AATCC 183,结果为紫外线防护系数(UPF),值越大防护性越好;

7. 吸水性测试,方法JIS L1907,结果为水柱被芯吸的高度,厘米cm,值越大吸水性越好;

8. 抗菌测试,方法AATCC 100,结果用抑菌率表示,值越大表示抗菌效果越好;【功能性纺织品测试】

9. 其它功能性,如保暖性、防辐射、远红外、负离子等。

功能性纺织品测试(二)
功能纺织品测试

功能纺织品测试

功能纺织品:

指除有常规的装饰、保暖等基本功能外,还具有保健、防保等特殊功能的纺织品,

如远红外纺织品、防紫外纺织品、甲壳素织物、防螨织物、磁疗产品、维生素织物、抗菌织物等。

上世纪九十年代以来,随着国内外科研机构及企业在功能性纤维材料上研究与应用

技术的日趋成熟,这些新技术被大量地应用于功能纺织品的研发制造当中,使之成为国内功能纺织品开发的热点,对大众健康产业的发展做出了贡献。

 抗菌纺织品:

【功能性纺织品测试】

在自然界物质循环消长过程中,细菌存在极为广泛“纤维织物不可避免地也会附着

很多细菌,其数量依环境条件和纤维种类不同,分别在103~108/cm2据统计,每1g棉纤维上约有1000万~5000万个细菌”如果条件适宜,这些细菌就会迅速繁殖“尤其在每1g含有汗渍量为20%的脏衣服,含湿量为80%的条,24h后细菌可增长10倍以上”这些细菌轻则使皮肤发生过敏,重则危及人体健康“为此,人类企盼健康,追求舒适的愿望不断增加,抗菌织物也就作为卫生功能织物和保健功能织物适应社会的需求而发展。

 定义:

加载抗菌材料的一类纺织品,运用其自身的物化特性,通过杀灭、抑制或妨

碍微生物生长繁殖能力的过程,使其达到清洁卫生的作用。

 加工方法:

 对织物进行抗菌后整理

抗菌后整理一般采用浸轧法、喷淋法、浸渍法、涂层法等工艺,将抗菌剂施加到

织物上,或使抗菌剂包容在纤维表面的薄膜内,或使抗菌剂接枝在纤维表面的活性基上,都能提高抗菌效果和洗涤耐久性。可使用棉、毛等天然纤维材料,也可以是涤纶、锦纶、腈纶等合成纤维材料。

 把抗菌剂纺入纤维内部

抗菌纤维是在抗菌后整理的基础上发展的,鉴于抗菌后整理织物的溶出安全

性、洗涤耐久性和织物风格上的不足,抗菌纤维织物有抗菌性好、安全性好、耐久性好和服用性好的优点。

 抗菌织物按抗菌功效作用分为:

 普通抗菌织物

 高抗菌织物

抗菌功能评价指标【功能性纺织品测试】

抗菌纺织品标准

 AATCC100试验法

 JISL1902-8(1998)定量试验法【功能性纺织品测试】

 奎因法

 JISZ2911抗霉菌试验法

 HALO法:抑菌晕(圈)试验法,AATCC90法是其代表

 土埋法:AATCC30试验法

 美国道康宁公司开发的振荡烧瓶法Shake Flask method

 1996年卫生部颁布了GB15979-19955

《一次性使用卫生用品卫生标准》

 抗菌检测方法

 溶出性、非溶出性抗菌织物按照晕圈法进行判断。

 溶出性抗菌织物按照吸收法检测。

 非溶出性抗菌织物按照振荡法检测 。

 试验菌株应由国家级菌种保藏管理中心提供。

 试验中使用的洗涤剂按GB/T 8629 的要求配制。

 试验中的洗涤程序按照标准进行洗涤。

 (抗菌织物试样洗涤试验方法)

 D2.1提示

本方法参照GB/T 8629、日本标准JIS L 0217 中103进行制定。

 D2.2 设备和材料

 D2.2.1 洗衣机:家用洗衣机。

 D2.2.2 洗涤剂:按照GB/T 8629附录B无磷ECE和IEC标准洗涤剂中的规定配制。

 D2.2.3 垫洗织物:由若干块两层100%的涤纶针织物或涤棉混纺机织物组成,其单位面积质量约为试验织物单位面积质量相近(±25%),每块尺寸为30±3cm×30±3cm,两层织物的边缘应缝合在一起。

【功能性纺织品测试】

 D2.3 洗涤条件及程序

 D2.3.1 洗涤程序参照日本标准JIS L 0217 中103方法执行。

 D2.3.2 在家用洗衣机中使用GB/T 8629附录B所规定的洗涤剂0.2%(即2g/l)及自来水,浴比1:30,水温40℃±3℃,投入试样,洗涤5min。然后,于常温下用清水清洗。

 D2.3.3 第一遍清洗2min,捞出织物,脱水30s,然后,于常温下用清水进行第二遍清洗。

 D2.3.4 第二遍清洗2min,捞出织物,脱水30s。

 D2.3.5 上述D2.3.2,D2.3.3,D2.3.4三步为一个循环,计为洗涤1次。重复这三个步骤,直到预定的洗涤次数。为防止残留的洗涤剂干扰抗菌测试,注意最后一次洗涤采用大量的清水将其彻底清除,脱水后,织物按GB/T 8629中的干燥程序进行烘干,方可用于抗菌性能测试。

 产品

 抗菌防臭防霉面料

 抗菌防臭内衣裤

 抗菌防臭袜

 抗菌毛巾浴巾

 纳米抗菌纺织品

防紫外纺织品

定义:

可以反射紫外光或吸收高能量紫外光转化为热能或低辐射能,以达到释放或消耗紫外光作用,并对人体皮肤无刺激和过敏反应,也不影响纺织品色泽、强力、白度、手感的一类纺织品。

 涤纶的抗紫外性能最好,因为在涤纶分子结构中的苯环具有吸收紫外线的作用。在化纤中锦纶(尼龙)、粘胶(人造棉、人造丝)抗紫外性能均不佳。在天然纤维中,如夏季穿着的纯棉或真丝服装,抗紫外能力甚小。

 另外,面料的防紫外性能还与面料的组织结构有关。一般织物越厚,抗紫外性能越好,这是容易理解的。但是有的较薄的织物只要经过防紫外处理,就能具有较好的抗紫外性能,所以夏季服装不必以加厚来达到防晒效果。织物的致密度由于挡光能力不同,抗紫外性能也不同,如针织物比机织物要疏松,抗紫外性能就不如机织物。在机织物中平纹织物孔隙率大于斜纹,斜纹又大于缎纹,所以缎纹织物的抗紫外性能最好。

 服装面料的颜色也影响其抗紫外性能,以涤纶织物试验为例:黑色的紫外线透过率为5 %;藏青、红、深绿、紫色透过率为5%~10%;绿、淡红、淡绿、白色透过率为15%~20 %。所以深色织物的紫外光的透过率小,防紫外性能比浅色织物好。

 防紫外纺织品标准:

 由全国纺织工业标准化研究所负责起草的GB/T 18830-2002《纺织品防紫外线性能的评定》于2002年发布,并于2003年2月1日实施.

 测试方法:

 直接法(变色褪色法、照射人体法)

 仪器法

 注:

直接法客观性不够,可重复性差;仪器法采用光谱辐射,应用测试仪器进行测试计算。

仪器法作为客观公正的测试手段已被人们所接受,国外已将其写入标准中。  测试仪器:

目前应用较为普遍的仪器有2种:

 紫外线强度计

 分光光度计

 紫外线强度计是采用特定波段的紫外线(主峰波长为297nm)照射织物,测定织物的紫外线透过率; 分光光度计法是采用紫外分光光度计作为辐射源,产生一定波长范围280nm~400nm)的紫外线照射到织物上,然后用积分球收集透过织物的各个方向上的辐射通量,计算出紫外线透射比。紫外线透射比越小,表明织物隔断紫外线效果越好。

 分光光度计法可检测各个不同波长下的透射比!是目前国际上最流行和通用的方

法,澳大利亚 /新西兰标准、 英国标准、美国AATCC标准、欧盟标准以及国际标准化组织的最新标准提案均采用分光光度计法, 我国国家标准也采用了该方法。

 评价防紫外线性能指标

 紫外线透射比

 紫外线遮挡率

 紫外线防护系数

 穿透率

 UVR透射比:有试样时的UV透射辐射通量和无试样时的UV透射辐射通量之比。又常分为UVA和UVR透射比。

 UVR遮挡率(或阻断率)计算公式为:遮挡率=1-透射比

 紫外线防护系数UPF(ultraviolet protection factor):UPF是不使用防护品时计算出的紫外线辐射效应与使用防护品时计算出的紫外线辐射效应的比值。

 穿透率: UPF值的倒数。

 上述指标中, UVR透射比和UVR遮挡率是从两个不同的角度进行描述,但实质相同。 UPF和穿透率也是角度不同,实质一样。其中UPF是目前国外较多的评价织物防紫外性能的指标,化妆品的防晒指标也是采用类似的防晒系数SPF(sun protection factor)。

因此,在国家标准中将UPF值与UVA透射比一起作为评价防紫外线性能的指标,规定为UPF值大于80,UVA透射比不大于5%,与国际接轨。

 防紫外整理:

目前对织物进行防紫外线整理分为两种:

 使用紫外线吸收剂对织物进行后处理。

 利用陶瓷微粉与纤维结合,增加表面对紫外线的反射和散射作用,以防紫外线透过织物损害人体皮肤,其中没有光能的转化作用。这些陶瓷粉包括高岭土、碳酸钙、氧化铁、氧化锌、氧化亚铅等。经实验对310-370nm波长原紫外线的反射或防护效果,以氧化锌和氧化亚铅为好。这些陶瓷粉加入纤维中,织成织物经合理的染整加工,所得织物的屏蔽率达90%以上 .

【功能性纺织品测试】

产品

功能性纺织品测试(三)
纺织品性能检测

GB18401全项、纤维含量、尺寸稳定性、色牢度等

一般6-8个工作日 加急3-4个工作日

面料、服装、家纺、装饰材料、生态纺织品等

近年来,纺织品相关的法规纷杂繁多,作为权威的国家认可的第三方检测机构,通用全球检测技术积极关注相关的检测法规及动向,针对不同的纺织品提供不同的检测方案。针对各类纺织品,中心主要提供以下简称项目:

【具体检测项目】

纱线和纤维测试:纤维细度、纤维直径、纤维线密度、长丝纱纤度(细度)等 色牢度测试:耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐干洗色牢度、耐水色牢度等

尺寸稳定性:水洗尺寸稳定性、洗涤后外观、干洗尺寸稳定性等

结构分析:织物密度(机织物)、织物密度(针织物)、编织密度系数、纱线支数等 功能性测试项目:防水性测试、吸水性、防静电测试、防紫外测试、抗菌、透气性测试等

其他测试项目:拉链强力、拉链耐用度、色差评定、白度、洗唛建议等等

成分和其他分析:gb18401检测、纤维成分、水份含量、甲醛含量、pH值测试、气味量度等

商城质量检测:商城指定认可合作机构,可提供服装和纺织品的相关检测,检测报告作为淘宝/京东/天猫商城入驻的凭证。

【特殊检测项目】

偶氮化合物检测

富马酸二甲酸酯检测

PAEO检测

全氟辛烷磺酸盐检测

纺织品色牢度检测

【涉及检测样品】

各种纤维成分面料:棉、麻、毛、丝、涤纶、粘胶、氨纶、锦纶、CVC等 各种结构面料:机织、针织、天鹅绒、灯芯绒、法兰绒、蕾丝、涂层织物等 成衣类:外衣、裤子、裙子、毛衫、t恤、棉衣、羽绒服等

家纺:床单、棉被、床罩、毛巾等

装饰用品:窗帘、桌布、墙布

其他:生态纺织品

功能性纺织品测试(四)
国内外功能性家用纺织品测试技术及标准的发展与应用

  摘要:近年来,随着人们消费水平的提高和消费需求的多样化,功能性家纺产品发展迅速。然而,从其功能评价的角度来看,相关的检测技术和标准化的发展相对滞后。本文从市场对家纺产品的主要功能性需求,如防螨、抗菌、防蚊虫、抗皱、防水、防油、易去污、抗紫外线、抗静电和远红外等方面,介绍了国内外功能性家纺产品的检测技术和标准的发展现状,并对相关的方法进行了比较,指出了在功能性家纺产品测试方法标准发展中的不足之处,并提出相关建议。

  关键词:功能性家纺产品;测试技术;标准
  中图分类号:TS107.7 文献标志码:A
  Development and Application of Testing Technologies and Standards at Home and Abroad for Functional Home Textiles
  Abstract: In recent years, with the raise of people’s consumption level and diversification of consumer demand, functional home textiles have got rapid development. However, from the view of evaluating their functions, developments of related testing technologies and standards are hysteretic relatively. This article introduced developing status of functional home textiles in testing technologies and standards at home and abroad based on market demand on main functions of home textiles, such as anti-mite, anti-bacteria, antimosquitoes, anti-crease, water repellency, oil repellency, soil release, resistance to ultraviolet, antistatic and far-infrared radiation properties. Shortages in developing testing method and standards of functional home textiles were pointed out by comparing related standards and some suggestions were threw out.
  Key Words: functional home textiles; testing technology; standard
  近年来,随着人们生活水平的提高和城镇化进程的加快,家用纺织品及家纺行业呈现出稳定、快速的发展态势。如今的家用纺织品不仅已经跳出了装饰、实用的功能范畴,更是在时尚、流行和个性化方面增添了不少新的元素,并且在家纺产品的功能性开发方面,创新势头方兴未艾。
  然而,当消费者面对琳琅满目的功能性家纺产品时,却往往显得有些无所适从。一方面,对不断推出的功能性家纺产品具有强烈的购买欲望,另一方面也对商家所宣传的产品所具有的各种功能心存疑虑。造成这种局面的主要原因在于某些不实或夸大的宣传所带来的负面效应对消费者信心的打击,但同时也与标准滞后、功能性验证手段相对缺乏以及消费者对功能性家纺产品的原理和实际效用不甚了解密切相关。
  有鉴于此,本文针对目前功能性家纺产品开发领域比较关注的防螨、抗菌、防蚊虫、抗皱、防湿拒水、防油易去污、防紫外线、抗静电和远红外等方面的功能,介绍国内外相关的检测方法和标准,供读者参考。
  1 防螨功能的评价
  1.1 防螨性能试验方法
  对于家纺产品的螨虫问题,人们并不陌生。有关防螨性能的评价目前主要有两种试验方法:杀螨和驱螨试验。杀螨试验是在一定时间内,以试样致螨虫死亡的比率(击倒率)作为评价指标的测试方法;而驱螨试验则是通过观察试样驱逐、抑制螨虫的情况,以驱逐率、抑制率作为评价指标的测试方法。
  目前,在防螨测试方法的标准化方面,日本开发的较早,测试方法类型和种类也比较完善,如JSIF B 010《防螨性能(趋避实验、玻璃管法)实验方法》、JSIF B 011《防螨性能(趋避实验、花瓣法)实验方法》、JSIF B 012《防螨性能(增殖抑制实验、混入培养基法)实验方法》、JIS L 1920《纺织品抗家庭尘螨效果的试验方法》。法国也有其国家标准NF G 39-011《纺织品特性 具有抗螨特性的织物和聚合材料 抗螨功效的特性和测量》。2003年我国农业部颁布了《卫生杀虫剂药效试验测试方法及评价》,其中包括《灭螨和驱螨药效试验方法和评价标准》。之后,我国又相继于2009年推出了国家推荐性标准GB/T 24253― 2009《纺织品 防螨性能的评价》和行业标准和FZ/ T 62012 ― 2009《防螨床上用品》。
  1.2 家纺产品的防螨性能测试方法比较
  目前适用于家纺产品防螨性能测试的标准主要有AATCC 194《纺织品在长期测试条件下抗室内尘螨性能的评价》、GB/T 24253《纺织品 防螨性能的评价》、FZ/T 62012《防螨床上用品》和大阪府立公共卫生研究所法。而行业标准FZ/T 62012是目前国内唯一一个针对家纺产品的防螨测试标准,大阪府立公共卫生研究所法同GB/T 24253中的趋避法很相似。   1.2.1 防螨测试原理
  上面提到的 3 种测试方法的原理很相似。将试样和对照样分别放在培养皿内,在规定条件下同时与螨虫接触。经过一定时间的培养后,对试样培养皿内和对照样培养皿内存活的螨虫数量进行计数,根据所采用的实验方法计算螨虫驱避率或螨虫抑制率,评价防螨效果。
  1.2.2 防螨测试技术条件
  这 3 个标准的测试技术条件如表 1 所示。1.2.3 防螨效果的评价
  关于防螨效果的评价,AATCC 194不提供防螨效果评价的等级,FZ/T 62012的防螨效果评价等级如表 2 所示,GB/T 24253的如表 3 和表 4 所示。
  2 抗菌功能的评价
  现有的纺织品抗菌性能测试方法同样适用于家纺产品的抗菌性能测试。从选用的菌种上来看,通常选用金黄色葡萄球菌作为革兰氏阳性菌的代表、大肠杆菌作为革兰氏阴性菌的代表,而白色念珠菌则作为真菌的代表。纺织品抗菌性能测试方法主要有定性测试方法、半定量测试方法和定量测试方法。
  2.1 抗菌性能的定性测试
  目前用于纺织品抗菌性能测试的定性方法主要有美国的AATCC 90《纺织材料抗菌性能的评价:琼脂平皿法》、AATCC 30《抗真菌活性:纺织品防腐和防霉性能评价》、日本的JIS Z 2911《抗霉性试验方法》以及中国的GB/T 20944.1《纺织品 抗菌性能的评价 第一部分:琼脂平皿扩散法》等。定性测试方法主要是通过在培养基上接种测试菌,然后放入被测织物试样,经一定时间在一定条件下培养后,用肉眼观察与织物试样接触或周边的培养基上接种菌的生长情况,从而判断被测样品的抗菌性能。这类定性方法的优点是费用低、速度快;缺点是不能对样品的抗菌活性给出定量的评价结果,且主要适用于溶出型的抗菌产品。
  2.2 抗菌性能的半定量测试
  纺织品抗菌性能的半定量测试目前应用得比较多的是平行划线法,可相对快速、方便地给出被测样品抗菌性能的半定量结果,其代表性的测试标准是美国的AATCC 147《纺织材料抗菌活性评价:平行划线法》。该方法是将测试菌种以平行划线的方法接种在培养皿中的营养琼脂平板上,形成5 条平行的条纹,再将样品垂直于划线方向放置在琼脂平板上,并轻轻挤压,使其与琼脂表面紧密接触,在一定的温度下放置一定时间,然后观察划线部位的测试菌种的繁殖情况,测量在划线与试样接触的边缘所形成的抑菌区宽度,并以此来表征试样的抗菌能力。该方法同样不能给出被测样品确切的抗菌性能数值,但可作为有效的半定量测试手段对被测样品的抗菌性进行大致的判断。该方法仅适用于溶出型抗菌产品,完全不适用于非溶出型抗菌产品。
  2.3 抗菌性能的定量测试
  目前纺织品抗菌性能的定量测试方法采用得最多的是烧瓶振荡法和吸收法。烧瓶振荡法是通过纺织品在菌液中的振荡,使细菌与纺织品所含有的抗菌剂接触,根据振荡前后菌液中所含活菌个数的变化,作为抗菌性能的主要指标;而吸收法则是将含有规定浓度的菌液滴加于抗菌纺织品试样和不含抗菌剂的对照样上,在规定条件下培养一定时间后,对培养前后的试样和对照样分别用规定的洗脱液进行洗涤,之后再对洗脱液中的活菌记数,通过对比培养前后活菌个数的变化来评价抗菌性能。
  现有的纺织品抗菌性能定量测试方法的标准主要包括美国的AATCC 100《纺织材料抗菌整理剂的评价》、ASTM E 2149 《动态接触条件下固定抗菌剂抗菌活性测定的标准试验方法》,日本的JIS L 1902《纺织制品抗菌活性和效率的测试》,我国的FZ/T 01021《织物抗菌性能试验方法》、GB/T 20944.2 《纺织品 抗菌性能的评价 第二部分:吸收法》和改良的奎因(Quinn)法等。定量测试方法的优点是定量、准确、客观,缺点是时间长、费用高。
  3 防蚊功能的评价
  2013年12月17日,国家质监总局正式发布了国家推荐性标准GB/T 30126 ― 2013《纺织品 防蚊性能的检测和评价》,并将于2014年12月1日起正式实施。而在此之前,我国还没有专门针对纺织品防蚊效果的测试标准,纺织品防蚊整理效果测试主要借鉴或参照农业部起草的几个标准,如GB 13917.1《农药 登记用卫生杀虫剂室内药效试验及评价 第1部分:喷射剂》、GB/T 17322.10《农药 登记卫生用杀虫剂的室内药效评价 驱避剂》和GB 13917.3《农药 登记卫生用杀虫剂室内药效试验方法 小型烟雾剂及烟雾片的室内药效测定方法》。
  新的GB/T 30126不仅规定了采用驱避法和强迫接触法测定纺织品防蚊性能的方法,并对防蚊性能的评价等级进行了规范,适用于机织物、针织物、非织造布等纺织品。
  驱避法的原理是将具有一定攻击力的蚊虫置于有试样的空间内,其中试样附于人体或供血器上,计数在规定时间内蚊虫在被测试样和对照样表面停落数,以驱避率来评价织物的防蚊性能,评级等级如表 5 所示。
  强迫接触法是将蚊虫置于有试样的空间内,压缩空间迫使蚊虫接触试样,计数在规定时间内被击倒的蚊虫数和死亡的蚊虫数,以击倒率和杀灭率来评价织物的防蚊性能,评级等级如表 6 和表 7 所示。
  4 抗皱功能的评价
  4.1 外观平整度法
  对家纺产品的抗皱性能测定,多采用洗可穿的外观平整度法。比如AATCC 124、AATCC 88B、AATCC 88C、AATCC 143、ISO 15487和GB/T 18863。这些测试方法从原理上来说,都是将纺织品洗涤后,对照评级样卡或评级样照对洗后纺织品的各项外观性能进行评级。   美标系统在抗皱性能评价上常用的有 4 个标准,分别为AATCC 124《织物经多次洗涤后的外观平整度》、AATCC 88B《织物经多次家庭洗涤后的接缝平整度》、AATCC 88C《织物经多次家庭洗涤后的褶裥保持性》和AATCC 143《服装及其它纺织制品经多次家庭洗涤后的外观》,其中前 3 个适用于织物,而AATCC 143适用于服装。同AATCC 143类似,ISO 15487也适用于服装,并可评价多次洗涤之后的面料平整度、接缝平整度和褶裥保持性。
  GB/T 18863《免烫纺织品》则根据免烫纺织品的特点和整理加工现状,规定了免烫纺织品的定义、分类、质量要求、试验方法、检验规则和包装标准。同其他国外标准相比,GB/ T 18863不仅考核了免烫性能指标(外观平整度、接缝外观、褶裥外观和尺寸变化率),还考核了健康卫生要求(pH值和甲醛)和因整理而损失的服用性能指标(断裂强力、撕破强力或顶破强力)。同GB/T 18863配套使用的还有 3 个实验方法标准,它们分别是GB/T 13769 《纺织品 评定织物经洗涤后外观平整度的试验方法》、GB/T 13770 《纺织品 评定织物经洗涤后褶裥外观的试验方法》和GB/T 13771 《纺织品 评定织物经洗涤后接缝外观平整度的试验方法》。
  从技术要求上来说,仅GB/T 18863提供了质量指标的技术要求,其他国外标准均没有提供。但通常商业标准对外观平整度、接缝外观、褶裥外观的要求为3.5级。
  4.2 折痕回复性
  家纺产品的抗皱性能还可以从面料本身的折痕回复性上来考核,有折皱回复角测定法和折皱回复外观法两种。
  相关的折皱回复角测定测试标准有AATCC 66《机织物折痕回复:回复角 》、ISO 2313《纺织品 用回复角表示的水平折叠试样的折痕回复性的测定》、GB/T 3819《纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》和BS EN 22313 《纺织品用回复角表示的水平折叠试样的折痕回复性的测定》等。其测试原理为:将折叠后的试样压在某一质量重物下一定时间后,悬置于一测定回复角的仪器上一段时间,并最终测量试样的回复角。回复角越大,说明面料受压后,回复到平整状态的能力越强,抗皱性能越好。
  而折皱回复外观法的测试标准有AATCC 128《织物折痕回复性 外观评价法 》和 ISO 9867《纺织品 织物折皱回复性的评定 外观法》。其测试原理为:试样放置于AATCC折皱仪上(图1),释放重锤并压在螺旋下降的试样上,压置于试样上一段时间后,使试样产出折皱。垂直悬挂24 h后,同标准样卡比较,对试样折皱进行评级。1级最差,5级最好。
  5 防湿、拒水、防油和防污功能的评价
  5.1 防湿性能的测试
  防湿性的测试方法主要是喷淋法,用于评价织物表面的沾湿性能。如ISO 4920《织物 抗表面沾湿(喷淋试验)性的测定》、AATCC 22《拒水性能测试:喷淋法》、 GB/T 4745《纺织品 防水性能的检测和评价 沾水法》等。测试原理是将一定量的水由喷嘴从某一高度上喷淋到呈45°角固定的试样上,然后同标准图片比较,进行评级,级别越高说明织物的防湿性越好。
  5.2 拒水性能的测试
  常用的拒水性能测试方法是美国的AATCC 193《抗润湿性:防水/乙醇溶液试验》,其具体测试方法是:用不同比例的水和异丙醇配成0 ~ 8级溶液,不同级别的溶液具有不同的表面张力。从1级溶液开始,将溶液滴在试样上,观察润湿、芯吸和其接触角,若无润湿和芯吸现象,再滴更高一级的溶液在试样上,直到面料在(10±2)s内发生明显的润湿或芯吸现象,记录下此时的溶液级数。级数越高,说明面料的拒水性越好。
  5.3 防油性能的测试
  防油测试标准主要有AATCC 118《拒油性: 抗碳氢化合物测试》、ISO 14419《纺织品 拒油性 耐碳氢化合物试验》和GB/T 19977《纺织品 拒油性 抗碳氢化合物试验》。其原理是选取不同表面张力的一系列碳氢化合物标准试液滴在试样表面,30 s内观察润湿、芯吸和接触角情况。拒油等级以没有润湿试样的试液最高编号表示。等级越高,说明织物的防油性能越好。
  5.4 易去污性能的测试
  目前常用的易去污检测方法标准有AATCC 130《易去污性:油渍清除法》、FZ/T 01118《纺织品 防污性能的检测和评价 易去污性》和FZ/T 14021《防水、防油、易去污、免烫印染布》的附录A《易去污测试方法》。这些标准方法的原理很相似,将一定量的污物施加在织物表面后洗涤织物,对比洗涤后织物沾污部分和未沾污部分的色差变化。表 8 对比了这 3 个标准的测试方法。
  2013年12月,中国国家标准化管理委员会发布了GB/T 30159.1 ― 2013《纺织品 防污性能的检测和评价 第1部分:耐沾污性》,此标准将于2014年10月15日正式实施。不同于易去污和防油测试,该测试标准给出了 2 种测定纺织品耐沾污性的试验方法,即液态沾污法和固态沾污法,并给出了耐沾污性的评价指标。液态沾污法是将高盐稀态发酵酱油(老抽)或花生油0.05 mL滴加在水平放置的试样表面,30 s后以约45°观察液滴在试样表面的润湿、芯吸和接触角情况,根据沾污状态等级描述评定试样液态污物的沾污程度。等级描述共有 5 级,其中,1级耐沾污性最差,5 级最好。实验结果为 3 ~4 级及以上时,则认为该样品具有耐液态污物沾污性。
  固态沾污法是将试样固定在装有规定的固态污物的试验筒中,翻转实验筒使试样与污物充分接触,通过变色灰卡比较试样沾污部位与未沾污部位的色差,评定试样耐固态污物的沾污程度。实验结果的色差级数为 3 ~ 4 级及以上时,则认为该样品具有耐固态污物沾污性。   6 抗紫外功能的评价
  常用的纺织品抗紫外线性能的检测标准有澳大利亚/新西兰的AS/NZS 4399《日光防护服评定和分级标准》,美国标准AATCC 183《纺织品透射或阻隔紫外线的性能测试》、ASTM D 6544《紫外线透射测试前纺织品指标规程》、 ASTM D 6603《紫外线防护纺织品标签指南》,欧盟标准EN13758-1《纺织品 日光紫外线防护性能 第 1 部分:服装面料的测试方法》、EN13758-2《纺织品 日光紫外线防护性能 第2部分:服装的分类和标记》和中国标准GB/T 18830《纺织品 防紫外线性能的评定》。
  这些标准的测试原理相近,均采用单色或多色的紫外线辐射试样,探测器由光电倍增管组成,将信号放大并处理,输入计算机进行处理。根据收集的总光谱透射射线,测定总光谱透射比,并计算试样的UPF值。对于防紫外性能的评价,GB/T 18830中规定:样品UPF>40,且T(UVA)AV<5%时,可称为“防紫外线产品”,并规定了防紫外线产品的标签标示内容,为我国防紫外线产品的测试和标示提供了指导规范。EN13758-2对防紫外产品的技术要求和标签要求同国标的类似。同样,AS/NZS 4399中也规范了出口澳洲抗紫外线产品的UPF要求,具体如表 9 所示,另外还规定了标签中需要包含的内容。
  7 抗静电功能的评价
  目前,适用于家纺产品抗静电性能检测的标准有美国的AATCC 76《纺织品表面电阻试验方法》,英国的BS EN1149《防护服 静电性能 第1部分表面电阻(试验方法和要求)》,德国的DIN 54345-1 1992《纺织品检验:静电性能-电阻值的测定》,中国的GB/T 22042 《服装 防静电性能 表面电阻率试验方法》、GB/T 22043 《服装 防静电性能 通过材料的电阻(垂直电阻)试验方法》和GB/T 12703《纺织品 静电性能的评定》。其中,AATCC 76、BS EN 1149-1 、DIN 54345-1、GB/T 22042和GB/T 22043均采用电阻率法。GB/T 12703共有 7 个部分,分别为:第 1 部分:静电压半衰期;第 2 部分:电荷面密度;第 3 部分:电荷量;第 4 部分:电阻率;第 5 部分:摩擦带电电压;第 6 部分:纤维泄露电阻;第 7 部分:动态静电压。
  从商业检验层面来说,由于表面电阻法测试原理简单,测试数据稳定,得到了较好的应用。而国标的很多其它方法中,由于涉及摩擦过程,通用性和数据稳定性较差,实际应用很少。另外,不同的抗静电检测方法中,由于测试原理和技术条件并不相同,因而测试结果没有可比性,这也是其它抗静电测试方法没有得到广泛应用的原因之一。
  另外,即便是表面电阻法,不同的测试环境,对测试结果也有很大的影响。比如:AATCC 76中通常选用的相对湿度为20%,BS EN 1149-1中则采用了25%±5%的相对湿度,DIN 54345-1采用了25%的相对湿度,而GB/T 12703第 4 部分采用了35%±5%的相对湿度。由于环境湿度对测试结果影响很大,所以这些不同标准的测试结果也无严格的可比性。目前,我国尚无专门针对家纺产品的抗静电性能的评价方法标准。
  8 远红外功能的评价
  远红外功能性纺织品是我国功能性纺织品开发中较早实施的。目前,我国对远红外纺织产品的检测标准主要有FZ/ T 64010《远红外纺织品》和GB/T 30127《纺织品远红外性能的检测和评价》,其中GB/T 30127的实施日期为2014年12月1日。同FZ/T 64010相比,GB/T 30127考核了远红外发射率和温升 2 项指标。
  远红外发射率的测定原理是将标准黑板体与试样先后置于热板上,依次调节热板表面温度使之达到规定温度;光谱响应范围覆盖 5 ~ 14 μm波段的远红外辐射测量系统分别测定标准黑体板和试样覆盖在热板上达到稳定后的辐射强度,通过计算试样与标准黑板体的辐射强度之比,从而求出试样的远红外发射率。温升的测定则是远红外辐射源以恒定辐射强度照试样一定时间后,测定试样表面的温度升高值。
  对于一般样品,若试样的远红外发射率不低于0.88,且远红外辐射温升不低于1.4 ℃时,样品具有远红外性能;对于絮片类、非织造类、其毛绒类等疏松样品,远红外发射率不低于0.83,且远红外辐射温升不低于1.7 ℃,则样品具有远红外性能。
  9 结语
  除了上述功能性家纺产品之外,目前市场上还有芳香型家纺产品和负离子家纺产品,国内外对此并没有相应的检测标准。一方面是由于这类产品的量总体上还不多;二是在如何真实体现使用者的实际感受上,应该采用何种技术手段来进行测试尚有疑虑;三是如何给出一个科学合理的评价标准尚有难度。
  事实上,功能性纺织产品的开发已经走过了近30年的历程,但发展过程并非一帆风顺。首先,由于对所声称的各种功能缺乏科学合的理评价手段,相应的测试方法和标准的开发相对滞后,使得一些假冒伪劣产品和虚假宣传充斥市场,不仅误导了消费,也使功能性纺织产品的正常开发受到牵连;二是到目前为止,消费者对大部分功能性纺织产品的各种功能的实际感受与市场的宣传存在一定的距离,某些夸大性的宣传反而使消费者心存疑虑。因此,及时研究、制订和实施科学合理的功能性家用纺织品的测试评价标准对于促进功能性家纺产品的健康发展具有积极的意义。此外,由于功能性家纺产品的开发在很大程度上是基于某些化学物质的使用,因而,对这些化学物质在使用过程中可能导致的生态安全问题必须引起足够的重视,而这些正是目前在功能性纺织产品开发中经常被忽视的问题。
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功能性纺织品测试(五)
针织内衣功能性检测技术

  摘要:本文对针织内衣的传统检测项目做了简单介绍,重点介绍了针织内衣功能性检测的现有标准和抗菌、智能调温、远红外、磁功能等功能的最新检测技术,指出了功能性针织内衣的发展方向和趋势,并对功能性针织内衣检测的发展提出了几点建议。

  关键词:针织内衣;检测;功能性;远红外;智能调温
  中图分类号:TS187+.4 文献标志码:A
  1 针织内衣的发展趋势
  针织内衣是指用针织面料做成的、与人体表面皮肤直接接触的针织服装,包括紧身胸衣、乳罩、掐腰、连胸紧身衣、背心式衬裙、短腰等许多种类。由于其手感柔软、富有弹性,且穿着适体,长久以来深受人们的喜爱,因此针织内衣又有“人体第二肌肤之称”。
  进入21世纪,针织工艺设备和染整后处理技术得到了很大的进步,新型材料的应用也更加多样化,因此,很多具有特种功能的针织内衣应运而生,如抗菌内衣、保暖内衣、远红外内衣等。如在2013中国功能性纺织品技术创新与应用研讨会上,国内首款自洁内衣――康纶航天内衣首次亮相。这款内衣宣称自洁、抗菌、防臭、吸湿排汗等功效,可有效抑制MRSA、NDM-1、H1N1三大病菌。
  目前市场上销售的功能性针织内衣可谓五花八门,包括整形美体、保暖调温、抗菌保健等等,各公司对功能性内衣的研究也在如火如荼的进行。有的塑身针织内衣还增加了养生保健功能的宣传,宣称可以加速血液循环、增强免疫或保护脊椎、防止腰酸背痛。有的塑身针织内衣甚至打起了“磁疗”的招牌,宣称能疏通经络、消炎止痛、活血化瘀、加速微循环、提高免疫能力。但是这些功能性针织内衣的效果是否真的如商家所宣扬的那样呢?这就需要有专业的检测技术手段来进行检验。
  2 针织内衣常规的检测项目介绍
  针织内衣常规的检测项目一般有纤维成分和含量、染色牢度、洗涤性能、物理性能、外观质量和安全性能等,具体检测方法和执行标准见表1。
  3 针织内衣功能性检测技术介绍
  3.1保暖功能性检测
  目前,市场上销售最多的功能性针织内衣是保暖内衣。关于针织保暖内衣的检测,主要依据FZ/T 73016―2000《针织保暖内衣(絮片类)》和FZ/T 73022―2004《针织保暖内衣》标准。前者对絮片类保暖内衣的保温率、透气率和透湿量等指标做出了规定,而后者规定了针织保暖内衣的保温率。国外对于针织内衣保暖性的检测标准有ISO11092:1993、ASTM F1868―09等标准。
  吸湿发热针织内衣是市场上新出现的一种保暖针织内衣。吸湿发热针织内衣的发热原理是利用纤维的高吸湿性将水分子吸收到纤维表面,将水分子的动能转化为热能释放出来,从而起到主动发热的作用。目前的主要处理方法是对纤维进行高亲水化处理,包括引入亲水性基团、增加纤维的裂缝或微孔而增加纤维的比表面积、在纤维内部添加或在纤维表面涂覆吸湿发热材料颗粒等。我国于2010年制订了FZ/T 73036《吸湿发热针织内衣》标准,对吸湿发热针织内衣的最高升温值和30min内平均升温值做出了明确规定。但是,该标准的不足之处是没有考核吸湿发热性能的耐久性。若产品本身是通过后整理方法获得吸湿发热性能,那么其耐久性的考核也是不可缺少的。
  3.2抗菌功能性检测
  一般而言,纺织品的抗菌功能可以通过两种途径获得,一种是先制得抗菌纤维,然后再制得各种抗菌织物;另外一种方法是通过后处理的手段使纺织品获得抗菌效果。天然的竹原纤维确实有抗菌效果,但是也要含量较多才会有效。市面上的纺织品所采用的大部分是竹浆纤维,基本没有抗菌效果。
  纺织品的抗菌功能测试目前已发展的较为成熟,分为定量和定性测试方法。主要有ISO 20645《纺织织物抗菌活性的测定琼脂平皿扩散试验》、ISO/DIS 20743《纺织品抗菌整理产品抗菌活性的测定》、AATCC Test Method 100(菌数测定法)、AATCC Test Method 90(晕圈法)、AATCC Test Method 124(平行划线法)、JIS Z 2911(抗微生物性实验法)、JIS L 1902(纺织品抗菌活性剂效果测试)、GB/T 20944《纺织品抗菌性能的评价》(包括琼脂平皿扩散法、吸收法和振荡法)等。
  抗菌针织内衣产品可以根据需要,选择一种或几种方法进行抗菌功能测试。我国行业标准FZ/T 73023―2006《抗菌针织品》规定了4种测试方法,即奎因法、吸收法、振荡法和晕圈法,是参照上述国外标准并作出了适当的改进。其中晕圈法可用于判定测定织物是否为溶出型抗菌织物。另外,CAS 115―2005《保健功能纺织品》也规定了纺织品抗菌性能的测试方法。
  3.3生理舒适性功能性检测
  针织内衣的舒适性包括客观舒适性和主观舒适性。由于主观舒适性的评价因人而异,目前还没有统一的评价方法。客观舒适性主要是指热湿舒适性,一般是用针织内衣的热阻、湿阻和透气率来衡量。
  关于针织内衣的热阻、湿阻和透气率的测试,我国和欧美目前都有相应的标准。如GB/T 11048《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》、GB/T 5453《纺织品织物透气性的测定》、ISO 9237、ASTM D737、BS 7209、ASTM E96/E96M、ISO 11092、ASTM F1868等。上述标准的测试对象都是指向面料,不能精确反映针织内衣穿着在人体上时整衣的生理舒适性能。
  GB/T 18398―2001《服装热阻测试方法暖体假人法》测定针织内衣的热阻是将针织内衣穿着在假人上,通过假人皮肤上的温度传感器进行测量,而且假人能够维持静止站立和动态步行两种姿势,步速为30~60步/min。暖体假人符合人体解剖生理特点,能模拟人体表面温度分布,可进行与人体有关的热学研究,也是进行针织内衣隔热值试验研究的理想测试设备,它可以接受任何试验条件,由于没有生理、心理因素的影响,试验结果稳定,误差较小,测量精确合理。这种假人的缺点是不能模拟人体出汗条件下针织内衣的热阻。   3.4智能调温功能性检测
  智能调温功能一般是通过使用相变调温材料来实现的。自然界的物质以气、固、液等3个状态存在,在一定条件下,物质在这3个状态之间的转变称为相变。在这一过程中,存在吸热或放热的现象。相变材料就是一种利用相变潜热来储能和放能的化学材料,是智能调温纺织品的重要组成部分。将相变材料加入到纺织纤维中一般有浸渍法、复合法纺丝法和微胶囊法等3种方法。
  关于相变调温针织内衣的温度调节性能,目前还没有统一的测试方法与标准。相变材料的科学研究工作经常用到的方法是热分析法,包括差热分析法(DTA)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)。DSC是针对性的测量方法,用于测量相变材料吸热和放热的相转变点、熔点、结晶点和温度变化的范围,并可提供热转变中的能量损耗。TGA用于测量微胶囊中相变材料的热应力。但是这些方法对于实际的检测工作却不太适用。因为在实际的检测工作中,只需要直观的了解该智能纺织品随环境温度变化保持自身温度稳定的能力。
  Youngmi Park等人在研究相转变材料制成的服装的性能时,采用了一种新的测试仪器,人体服装环境模拟器HCE(human clothing environment simulator)。该仪器由以下几个部分组成:温度控制单元,出汗热板(模拟人体皮肤,保持温度在33℃),两个环境控制舱(温度分别为《30~18)±0.5)℃、((10~50)±0.5)℃),相对湿度RH(30%~98%)±2%),数据记录系统,发汗装置。该HCE装置设有3个温度和湿度感应器,不仅可以测试单个样品,还可以模拟人体的穿衣习惯,测试穿着两件或3件服装时每件服装的性能。在测试期间,温度和湿度感应器实时测定温度Tmi和湿度RHmi,并将数据通过数据记录系统记入计算机。测试时先将织物置于(35±0.5)℃、(50%±5%)的环境下,10 min后喷洒1.2mL的汗液(模拟人体出汗),再过30min后将织物置于(-10±0.5)℃的环境下30min。以Tmi和RHmi分别对时间作图,就能清楚的看到服装在穿着环境变化过程中的性能。
  该方法具有直观、准确的特点,能够真正模拟服装在穿着过程中的服用性能,不仅适用于智能调温针织内衣产品的检测,也适用于其他保暖服装和防风服的检测。
  3.5远红外功能性检测
  关于远红外针织内衣产品的检测,目前可供选用的有以下3个标准:FZ/T 64010―2000《远红外纺织品》、GB/T 18319―2001《纺织品红外蓄热保暖性的试验方法》和CAS 115―2005《保健功能纺织品》。
  国际上通用的方法是采用测定法向发射率的方法来测定针织内衣产品的远红外功能。FZ/T 64010~HCAS 115也采用测定法向发射率的方法。此外,CAS 115还规定了生物微循环血流量变化率测定法和生物组织微循环灌注改善评价方法。其中,法向发射率测定方法可以衡量远红外针织内衣产品的保暖效果,而生物微循环血流量变化率测定法和生物组织微循环灌注改善评价方法可以衡量远红外针织内衣产品的保健功能,如促进血液循环等。
  法向发射率的测试方法涉及到参照黑体的选择问题,但是自然界是不存在绝对黑体的,只能选择近似的黑体,因此不同的测试仪器选择的参照黑体的近似程度是不同的,这就对实验结果造成了一定的误差。生物微循环血流量变化率测定法和生物组织微循环灌注改善评价方法都需要用到小白鼠来进行试验,不符合当今生态环保的潮流。
  Yu Guan和Yi Zhang采用近红外光谱对远红外聚丙烯纤维和聚酯纤维进行定性分析,使用的主要仪器是近红外分析仪。其方法是首先使用近红外分析仪分别扫描聚丙烯纤维和聚酯纤维,获得它们的标准红外光谱图,然后采用PLS(部分最小二乘法)方法进行拟合,分别建立聚丙烯纤维和聚酯纤维的定性分析模型。将被测试纤维的红外光谱图和已知的标准模型进行比较,判定该纤维是否为远红外纤维。
  这种模型的回归系数大干0.96,具有一定的预测稳定性,而且使用方便快速。但是这种模型的建立需要对大量的纤维进行扫描,以保证模型的精度。
  3.6磁功能性检测
  磁性纤维是近来流行的一种纤维,宣称可以疏通经络、消炎止痛、活血化瘀、加速微循环等。15~50 Gs的磁感应强度是对人体有益的,在这个磁感应强度下,磁力线能穿透的织物厚度是有限的,因此磁性纤维比较适合应用于贴身衣物,如针织内衣。
  目前,关于磁性针织内衣的检测还没有形成统一的方法和标准,主要是以磁通量大小来衡量产品的磁性强弱。CAS 115在附录C中规定了磁场强度的测定方法,该方法适用于测定加载永磁体的磁性针织内衣织物表面磁感应强度,采用霍尔探头感应织物内永磁体在其表面的磁感应强度。附录D是磁物数量及分布评价表。
  但是该标准也存在不完善的地方。随着科学技术的发展,目前的磁性纺织品和早期的具有磁性功能的纺织品已经有了很大差别,早期的具有磁性功能的纺织品是将磁性材料如磁条、磁片或磁块缝制在纺织品上。而随着科学技术的发展,目前磁性纤维主要是通过共混纺丝、化学物理改性、表面合成、定位合成等方法制得含有磁性材料的纤维,然后对纤维进行充磁使之获得磁性。所以CAS 115规定的测试方法已经不再适用于当前的磁性针织内衣产品的检测。
  因此,制定评价磁性针织内衣性能的检测标准就显得非常紧迫。笔者认为可以从以下几个方面来考核针织内衣的磁功能:(1)功能性:评估磁性纤维对人体血液流动的影响,判定是否有或者在何种条件下有促进血液循环的作用;(2)安全性:规定合适的磁感应强度。磁感应强度太大对人体有损伤,磁感应强度太小亦不能起到作用;(3)耐久性:评估在保持产品效果的同时产品的耐洗涤次数。
  4 结束语
  随着科学技术的发展,纺织品的功能化发展迅速,其在针织内衣上的应用也越来越广泛。这些功能能够满足人们新的穿衣理念,因此其市场前景会越来越好,同时也会向着生态、环保、多功能、跨领域的方向发展。笔者从检测角度出发认为,相关职能部门应注重针织内衣功能性检测的时效性,及时制定针对产品功能性检测的相关标准,加快标准更新,缩短标准更新周期,应考核功能性材料的安全性;建立针织内衣功能性检测的科学标准体系,规范国内针织内衣市场。

功能性纺织品测试(六)
功能性纺织产品开发模式

  摘要:本文主要通过分析服用纺织品和防护用纺织品的多功能整理技术的发展趋势,阐述了功能性纺织产品的开发思路和模式。

  关键词:纺织品;功能整理;创新技术;趋势
  中国分类号:TS195.6 文献标志码:A
  Development Modes of Functional Finishing Textiles
  Abstract: Based on the analysis of developing trends of muti-functional finishing technology for apparel fabric and protective textiles, this paper expounded the modes and ideas for developing functional textiles.
  Key words: textile fabrics; functional finishing; innovation technology; trend
  功能性纺织面料,是指面料除了自身的服用、装饰等属性外,通过运用新技术赋予其一种或几种特殊的性能,如防水透气、抗菌、消臭、防紫外等。
  随着科技的发展和生活水平的提高,环保、安全、健康的消费理念逐渐深入人心,消费者对纺织品的功能要求有了本质的变化,更加注重面料的舒适性、功能性和保健性。纺织面料的发展趋势有舒适化、时尚化、环保化、多元化、多功能化。功能纺织品逐渐成为当今纺织品的主要发展趋势之一,而且单一功能的产品已经不能满足市场需求,吸湿速干、杀菌抑菌、阻燃、抗静电、防紫外线、防电磁辐射等多种功能的复合化、细特、超细特化及高仿真系列产品都将会受到消费者的青睐。
  纺织面料的竞争将成为新型纤维、高科技加工装备和环保染化料的竞争,其中,结合新型纤维和高科技加工设备并达到一定环保效果的纺织品功能整理技术成为开发重点。
  1 染整加工开发功能纺织品的思路
  1.1 纺织面料舒适性整理思路
  舒适性是纺织面料尤其是服用纺织品永恒的需求。对服用纺织面料进行舒适性整理,主要从 4 个方面入手:视觉、嗅觉、触觉和穿觉。视觉方面包括色、光、图和样式;嗅觉方面,如芳香整理和除臭整理等;触觉整理,如柔软、蓬松整理等;穿觉整理,指的是人体和服装之间环境的湿热平衡状态控制,如吸湿透气整理、易去污整理、表里异机能整理、舒适保湿机能整理等。
  1.1.1 从视觉入手
  面料流行趋势主要是通过色彩和图案来表达的,它们最能反映消费者的消费心理和文化诉求,满足消费者的个性化需求。比如牛仔面料的各种怀旧视觉效果,可以通过各种水洗整理工艺实现;朦胧感和奢华感的烂花织物,配合相应的不同原材料和后整理工艺也可以实现多种风格独特的效果;配合相应的织物组织结构,运用泡沫立体印花、多彩染色、泡沫整理等多种复合工艺,可以实现织物表面的多彩炫色、异质化效果,细腻多样的纹理。
  比如时尚变幻花呢系列采用轧光整理技术,形成明暗相间的花型图案,随着光线照射的不同角度,会呈现出变幻莫测的花纹。
  1.1.2 从嗅觉入手
  人体的汗液、皮肤分泌物、护理品的残留、微生物的繁殖都会产生的异味,影响纺织品在穿着时的服用性能,这可通过芳香整理、防臭整理来消除异味。
  微胶囊芳香整理是将天然芳香精油包覆在微胶囊内,通过特殊后整理工艺把微胶囊牢固、均匀地施加在面料上。目前应用较多的香料是薰衣草、薄荷等,研究者通过多元羧酸交联法,以聚丙烯酸作为交联剂将β-CD接枝到棉织物上,β-CD包合香精或药物,可赋予织物更多功能,如香料的释放等。
  采用天然抗菌消臭植物的提取物整理织物,开发抗菌、消臭环保功能性纺织品有重要意义。比如从绿茶、芦荟、竹叶、杨梅树皮和柑橘皮等 5 种植物提取抗菌效果的提取物整理涤纶织物。研究发现绿茶提取物(茶多酚)、芦荟提取物整理织物具有较好的抗菌效果。
  1.1.3 从触觉入手
  手感整理技术可根据面料的自身特性以及未来的用途,进行多种不同的、有针对性的整理设计,如孩童服饰的手感方面强调松软、丝滑、亲肤;职业装强调更多的是柔弹、有质感;宴会裙装则强调飘逸、蓬软;休闲装侧重的是滑糯、有张力感。
  液氨整理技术能提高面料的水洗外观、改善手感、增强面料稳定性、提升色织面料品质。磨毛面料多用于冬季衬衫面料,通过磨毛整理,高支高密色织面料会有类似桃皮绒效果,手感柔滑。
  有机硅类柔软剂在染整后整理加工中将会有很大的发展空间。比如为了获得持久的回弹性和柔软的手感,欧美和日本正在竞相开发棉超柔软剂,重点研究改性有机硅类柔软剂。道康宁携手东麒纺织科技有限公司推出的天鹅绒整理、超弹手感、水晶手感、干爽手感等一系列产品都是利用了有机硅分子的特性并在其改性的基础上,根据纤维本身特性和消费者需求,有针对性地将其他化学品复配整理,从而产生不同手感和风格。
  1.1.4 从穿觉入手
  服装设计领域提出“人体-衣着-环境”系统理念,即纺织面料介于人体和环境之间,作为平衡身体与环境热交换的一种“媒介”,既要防护外界环境中的风、霜、雨、雪,又要使人体产生的热与湿气、汗水适当地转移出去,因此面料本身及其对于热、湿、空气的传递能力是影响穿着舒适性的重要因素;其次,皮肤与衣着之间的狭小空间称为“衣服内气候”,其温度、湿度、气流变化必须维持在很小的范围内,在这样的范围之内,穿着的舒适性就会体现出来。防水透气面料一般是通过涂层、复合等特殊技术将防水透气膜处理到一定密度的织物上。
  未来防水透气织物研究开发的重点是降低成本,开发出更具舒适性和功能性的织物。防水透气整理已经不再是把化学助剂简单地涂抹在面料上,而是将添加方法、效果处理与服用者的舒适性相结合,理论和功能上都具有了创新性和实用性。   1.2 防护用纺织品多功能整理思路
  防护用纺织品是指能保护穿着者免受各种环境因素造成的伤害的一类纺织品。关于纺织面料安全防护功能整理的研究热点,近阶段主要集中在三防整理、易去污整理、抗菌防霉整理、防辐射整理、阻燃整理、抗静电整理这几个方面。
  1.2.1 三防整理(拒水、拒油、自清洁)的研究思路
  (1)纺织面料表面改性
  通过对纺织面料表面改性,使之同时兼具优异的拒水、拒油、易去污等性能,是目前相对成熟、易于产业化的加工方法。拒水拒油剂多以具有高表面活性、高化学稳定性、高热稳定性、憎水憎油的含氟整理剂为主,比如杜邦的Teflon?面料,具备优异的防水防油性能,残留物可以轻松擦去或用清洁的棉布吸干。该技术适用于棉、合纤服装、家用纺织品及户外运动休闲服装等。
  研究者庄伟等人在无醇溶胶-凝胶体系中,以甲基三甲氧基硅烷为前驱体,氨水为催化剂,十六烷基三甲氧基硅烷为添加剂,在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠作用下,制备了改性纳米SiO2水溶胶,并将其成功应用于棉织物的超疏水整理,构筑了无氟耐久性超疏水表面,之后用添加2%正硅酸四乙酯(TEOS)制得改性SiO2水溶胶,整理后棉织物具有耐久的拒水效果,皂洗20次后,棉织物的接触角和滚动角分别可达141.5°和25.0°,沾水评级75分,工艺简便,成本低廉,方便应用,可适用于涤纶、棉、锦纶、羊毛等。
  (2)纺织面料种植金属氧化物
  通过在纺织面料表面附着TiO2、ZnO等具有光氧化催化能力的光催化剂,这类光催化剂在紫外线或阳光的照射下能释放出电子,与空气中的氧气发生反应,产生具有强氧化能力的氧自由基,能使沾附在纺织面料上的有机污垢氧化降解,最终形成CO2和H2O。
  (3)改变纺织面料表面结构
  通过仿生学原理改变纺织面料的表面结构,使之形成微乳状突出表面的“荷叶结构”赋予“荷叶效应”,从而赋予纺织面料优异的拒水拒油效果,是制造具有自清洁效能纺织面料有效途径。
  Xue等研究者使用带有氨基的APTS修饰SiO2颗粒整理棉织物,再通过GPTMS环氧基功能化的SiO2颗粒进行整理,从而在织物表面形成微纳米粗糙表面。疏水整理同时用了硬脂酸和全氟十二烷基三氯硅烷(PFTDS)作为疏水剂。
  具有良好生物兼容性的绿色环保型织物整理剂将是未来的主导开发领域。由于低表面能物质是制备超疏水表面的必需原料,而目前主要使用的含氟化合物价格昂贵,很难短时间内生物降解。氟碳拒水整理剂单体全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)是潜在的致癌物质,在整理过程中和整理后会释放有毒氟化物,危害人体和环境。
  三防整理的热点是开发高效无氟防水整理剂及超疏水表面的构建,研究热点中的焦点是超疏水的持久耐用性以及防油性能的提高。
  1.2.2 抗菌防霉整理的研究思路
  抗菌防霉整理除应用于纺织面料抗菌处理外,还可用于农业生产中杀灭虫害、工业中的循环水处理、医疗卫生中的疾病预防、军事中的伤口抗感染处理以及日常用品中等。一些特殊的抗菌剂,如有机硅季铵和季鏻盐,用于织物抗菌处理的同时,还能够赋予织物良好的吸水性、吸汗性、柔软性、平滑性、回弹性、防静电性。
  (1)常见抗菌剂
  长期以来国内外开发抗菌整理功能纺织品一直选用 3种典型的细菌(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌)进行抗菌试验。我国已在部分领域的抗菌服装上,通过检测这 3 种细菌来确定服装的抗菌效果,旨在提高和调整我国抗菌纺织品的适用性。
  由表 1 可见,已被开发的抗菌整理剂有多种,主要有重金属离子(Ag+)、光催化性金属氧化物(TiO2)、聚铵盐、三氯新(C12H7Cl3O2)、壳聚糖等,这些抗菌剂通过不同的抗菌机理,都具有广谱抗菌性,但是也分别存在各自的一些缺点,比如Cu2+离子影响织物色泽,有机系列抗菌剂毒性大、耐热性差、易于迁移并且会使细菌产生耐药性,甚至可能会损伤纤维。
  (2)可再生抗菌剂
  卤胺结构和过酸结构杀菌而失去活性后,可通过简单的漂白或氧化过程,赋予纺织面料可再生的抗菌性(代表性的抗菌剂和再生机制)。可应用于涤纶、棉、尼龙等纤维制品。
  目前市场上大多数采用溶出型载银无机抗菌剂及非溶出型天然抗菌剂壳聚糖。具有更全面优良性能的新型抗菌剂亟待开发。开发新型可再生植物源抗菌剂将会是未来抗菌剂发展的方向之一。
  1.2.3 抗静电整理研究思路
  抗静电织物作为一类重要的智能材料已引起国内外材料界的广泛关注,其研究和开发方兴未艾,并在服装、传感器及产业等方面具有良好的应用前景。
  抗静电整理作用机制主要基于两方面:(1)表面离子化。整理剂受纤维表面层含水的作用,发生电离,形成导电功能,从而降低静电的积聚;(2)定向排列。疏水基吸附于织物表面,而亲水基却向外排列成一层吸水层,从而提高导电性,具有抗静电效果。
  纳米技术和纳米材料的发展为抗静电产品提供了新的途径和思路。纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米三氧化二铁等氧化物,具有抗静电功能,将其溶胶整理在织物上,可在涤纶纤维表面形成一层连续的导电薄膜,具有散逸电荷的功能,使织物具有良好的抗静电性能。
  国内目前大量使用的主要是聚丙烯酸酯类和聚醚酯类,季媛等人用聚醚酯物PEE和脂肪长链类化合物J进行复配生成一种新型的抗静电整理剂PEEJ。这种整理剂对整理后的抗静电性能会有所提高,而且在很大程度上改善了织物的手感和其他服用性能。
  壳聚糖具有其他单一抗静电整理剂(如烷基磷酸酯、季胺盐型抗静电剂TM、SN等)所不具有的优异性能,常用于丙纶、涤纶、毛织物的抗静电整理,是一种天然碱性多糖,无毒、无害、可生物降解、生物相容性好,具有良好的抗菌性,是理想的环保型织物功能整理剂。   1.2.4 防辐射整理研究思路
  目前对于防紫外线整理较广泛的是用紫外线屏蔽剂对织物进行浸轧或涂层,达到防护效果。理想的紫外吸收剂大多具有共轭结构和氢键,吸收紫外线后能转成热能、荧光和磷光。为提高整理效果的耐久性,通常可采用微胶囊技术,将吸收剂装入微胶囊中,再进行后整理。
  将紫外吸收剂分子结构引入到染料分子结构中,是一种新的提高染料的光牢度和紫外整理的新方法。将二苯甲酮、苯基三嗪、苯并三唑、水杨酸酯等紫外吸收基团引入染料发色体中,便可得抗紫外功能染料。紫外吸收染料由于兼具着色与抗紫外整理双重功能,可实现染整的同步进行,并且提高染料发色体的光牢度,因此紫外吸收染料的研究也得到了染料化学工作者的广泛关注。
  1.2.5 无卤、无甲醛阻燃整理研究思路
  近年来世界各国都对交通工具(飞机、动车、高铁、游艇、巴士等)、公共场所室内装饰、日用家俱用的纺织品的防火、阻燃性能做了严格的规定,出台了各种标准。由于含卤阻燃剂存在环境问题,无机阻燃剂添加量大,国内多家公司通过产学研合作开发出集碳源、气源、酸源于一体的新型三位一体膨胀型阻燃剂、无卤无甲醛的磷-氮系阻燃剂。
  含磷阻燃剂和含氮阻燃剂都有可能替代含卤阻燃剂,但是阻燃效果有待提升。世界各国要求生产和进口的纺织品无毒、无污染,中国作为一个纺织品出口大国,应该朝着低烟、低毒、无卤、高效新型绿色环保阻燃剂的方向发展。
  阚道远等人以自制P-N系膨胀型阻燃剂为原料,与结晶Ⅱ型聚磷酸铵、水性聚丙烯酸酯复合制成环保的阻燃涂层胶,并用于涤纶织物的阻燃涂层整理,该阻燃涂层胶对涤纶织物具有优良的阻燃效果,集炭源、酸源、气源于一体的自制阻燃剂具有较好的阻燃作用,且无传统聚磷酸铵复配体系吸湿或“白霜”等问题,是一种经济环保的阻燃助剂。
  国外有研究者在聚酯聚合过程中或纺丝熔体中加入纳米层状硅酸盐材料来改性聚酯材料的燃烧性能。国内中科院化学研究所也展开了这方面的研究工作,并取得了一定的成就,聚合物纳米复合材料展现出了美好的发展前景。
  2.2 功能纺织品开发的技术思路
  功能纺织品的开发是纺织品开发的重要部分,在纺织品一般功能的基础上强化或附加一项或多项特殊功能是功能纺织品开发的具体任务。开发功能纺织品,使纺织品的某项或多项功能被强化或其他某项或多项功能被附加于纺织品中,可以通过不同的技术思路实现。
  2.2.1 功能性纤维是功能性纺织品的基础
  纤维是构成纺织品的基础材料,纤维的性能影响纺织品的功能,纤维的性能也需要通过纺织品的具体形式来表现。功能性纤维按其属性可分 4 类:物理性功能纤维、化学性功能纤维、物质分离性功能纤维、生物适应性功能纤维等。
  直接利用功能纤维,通过纺织产品的纱线、组织结构设计、外观形状设计来开发功能纺织品。可以全部使用功能纤维,也可以用功能纤维与其他纺织纤维混纺或交织的方式。采用功能纤维与其他纺织纤维混纺或交织时,要考虑织物的类型、织物的组织结构对纺织品性能的影响等等。
  2.2.2 染整加工是功能性纺织品开发的关键
  前面已述及,常规纺织品通过染整加工进行化学与物理的整理可赋予各种功能,开发功能纺织品。纺织面料功能整理新技术主要体现如下 3 个特征:
  (1)单功能到多功能。如从简单防水、抗皱、阻燃等单功能整理,发展到目前同时具有防水、防油、防皱、易去污等多功能复合整理。
  (2)小批量到即时化。传统意义上的小批量、多品种加工过程向即时化生产、一次准确化生产过程转变。
  (3)传统技术到高新技术。从简单的整理技术发展到多重技术复合、高新技术融合,如低温等离子体处理技术、微波、超声波在发展加工中的应用等。
  国内纺织品消费市场正处于稳步上升期,为了适应微利时代纺织品市场的竞争需要,在产品开发和技术创新过程中,染整企业应该在密切关注市场动态、科技发展趋势,结合公司具体发展情况,通过“政产学研用”结合进行技术攻关。清洁生产、绿色环保、舒适健康是纺织面料及后整理技术发展的大趋势。参考文献
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功能性纺织品测试

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