针织面料功能性整理的新进展和应用


彭志忠 

(佛山市敬展纺织材料有限公司  广东佛山  528223)


摘  要:介绍当前针织面料功能性整理的发展趋势,对一些新型功能性整理的方法进行探讨,突出“人体一衣着一功能保健”系统特点,功能整理赋予针织面料良好的穿着服用性能,使其提升到功能性和舒适性相兼顾的层面上;功能性整理非常符合企业提高产品附加值和消费者需求的舒适健康理念。

关键词:功能性;功能整理;针织面料;应用工艺;发展趋势


前  言

随着人民生活水平的日益提高和人类文明进程的加快、科技的进步和社会生态环境的变化,人们对于衣食住行的要求已发生着质的改变;在追求美观、合体、舒适之外,面料的多功能性越来越多受到人们的重视和喜爱。功能性的面料不仅提升产品的品质和人们的穿衣舒适度及保健,而且提高产品的档次和附加值。

随着新型纤维和纺织品后整理加工的不断发展,功能性针织面料涉及的范围将越来越广,作为运动休闲服装或贴身内衣为主的针织面料,特殊新型功能主要体现在易去污整理、导湿凉爽速干、抗辐射以及舒适保湿、抗菌防臭整理、防蚊整理、保暖蓄热、护肤功能等方面,这样给染整行业乃至整个纺织业界带来了开发热潮和技术革命。

1.新型功能性整理加工

1.1 新型吸湿排汗易去污整理

吸湿排汗易去污整理是通过化学物质处理针织物面料,使纤维织物在穿着时具有良好的吸湿排汗和易去污性能,在洗涤时显示出其良好地容易去除油污的性能。目前市面上的吸湿排汗易去污面料选用的大多数是异形截面纤维、中空微多孔纤维、多层织物等。

对于吸湿性和服用性能较差的聚酯纤维,吸湿排汗易去污加工技术赋予它新的生命;涤纶的化学成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯,在无水和无二氧化碳条件下能与聚乙二醇发生接枝共聚反应,用对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、聚乙二醇嵌段共聚物作为涤纶织物的亲水型去污整理剂,该共聚物除具有表面活性剂的共性外,含有能结晶但不能形成纤维的聚对苯二甲酸乙二醇酯组分和醚组分;其中酯组分的结晶与涤纶分子组成单元的结晶形态相同,在高温下能发生共结晶反应;亲水性的醚组分则在纤维外层使涤纶表面具有亲水性质,起到抗静电和易去污作用,且耐洗性好。

通过染整加工的方法来完成表里异机能,进行棉织物纤维表面改质处理实现易去污整理;就运动类针织面料服装而言,一面以氟素化合物等进行织物表面改质,使其具有防水、防油、防污等功能;另一面经过处理后具有良好吸湿性或穿着舒适性,使织物的里层具备一定的湿度调节机能,达到提高纤维表面抗污性的目的,或使污染物疏松使其洗涤时易于去除;即简称为“单防单吸整理加工”;其主要的加工方式以面料涂层法结合浸轧法来完成,考虑到针织面料的织物结构,具有弹性又疏松不一的特点和目前国内涂层机刮刀要求的局限,可在圆网印花机上刮印进行表面改质,再利用浸轧法完成另一面的吸湿排汗加工。

1.2 舒适保湿机能整理

对针织内衣面料进行的新机能整理剂,目前主要有天然抗菌、吸湿发热、凉感、暖感、丝蛋白、甲壳质等产品,舒适保湿机能整理剂的原料均源自于天然植物提炼,以纺织后整理加工的方法,赋予织物保湿、清洁、舒适等功能的特性。

根据环境和人体肌肤的气候关系,接近或符合“衣服内气候”的要求,对于服装设计设想加工:春季——丝素保湿整理;夏季——凉感抗菌整理;秋季——护肤抗老化整理:冬季——热感保暖整理,其整理后的面料对肌肤温和、滋润,具有调节湿度、调理肌肤且兼顾抗菌除臭性能等功能。

1.2.1 丝素保湿整理

以丝胶蛋白氨基酸为主,针织内衣面料经蛋白质改性处理后,具有一定的抗皱性、伸缩性、蓬松性,夏天穿着出汗不粘身;由于纤维粘附的动物性蛋白氨基酸与人体皮肤蛋白组成相似,使衣物与皮肤亲和,赋予良好的吸湿和释放水分的功效,加工后面料附有一定的抗菌性。

1.2.2 凉感抗菌整理

源自于木糖醇吸收汗气发生吸热反应,降低皮肤表面温度,产生凉爽感,使汗气迅速排出,带走大量的热量,产生凉爽感,其中含有一定量的天然抗菌剂,可防止汗液中的微生物产生臭味。

1.2.3 护肤抗老化整理

以维他命A成分为主体,使针织内衣面料经抗老化处理后,纤维具有促进死去角质细胞的脱落,角质生成正常化,让皮肤更加平滑、富弹性。细胞间脂质最重要且比例最高的成分是维持肌肤滋润保湿的重要角色,是防止水分散失的天然保湿屏障,能增进皮肤细胞活力,依然具有一定的抗菌性。

1.2.4 热感保暖整理

源自于辣椒萃取物和甘菊萃取物以及唐辛子,可吸收可见光和红外线等外界热量,作为潜能贮存,一旦外界温度降低,胶囊开始发生相变,逐步固体化,放出潜能,提高人体表皮血流量的功能给人以温暖感;促进血液循环与新陈代谢,达到蓄热保暖效果。

1.3 纳米记忆机能整理

面料经过水溶性聚醚聚氨酯聚合物(即PU,其分子粒径小于100nm的纳米分散液)树脂整理,由于该PU结构上链接特殊的保护基,封闭了聚氨酯分子上的活性基团,使其处理时树脂进入纤维内部,在纤维内部起到湿态定形的效果;和纤维发生亲和反应,在纤维表面和纤维之间形成一层薄膜,赋予面料的拉伸强度高、弹性好、良好的回复角等,改善穿着性能的功效。

2.棉针织物防紫外线复合整理

过量紫外线的照射会使人黑色素增多、皮肤干燥、老化,严重时还可能诱发皮肤癌。因此,防紫外线纺织品越来越受到广大消费者的青睐。防紫外线整理剂可分为紫外线吸收剂(主要是吸收紫外线,将其能量转换为热能或波长较短的电磁波,从而达到防紫外线辐射目的)和紫外线反射剂(是利用陶瓷或金属氧化物等细粉与纤维或织物结合,增加织物表面对紫外线的反射和散射,从而起到防护作用)两类。

目前,用于棉织物的防紫外线整理剂大多为紫外线吸收剂,主要组分为苯并三唑类、二苯甲酮类和邻2羟基苯2二苯基三唑的衍生物。由于经过紫外线整理后,固着在纤维上的防紫外线整理剂对紫外线有吸收和反射作用,并进行能量交换,以热能或其他无害低能辐射将能量释放或消耗,避免染料产生光化学反应,织物整理后的防紫外线能力明显提高,日光色牢度也得以改善。

3.针织物远红外功能整理

远红外功能纺织品是具有高效远红外发射性能纺织品的简称,远红外纺织品主要有保暖功能(即保温功能)、保健功能和抗菌功能等。远红外纺织品由于添加了发射率高的远红外线辐射材料,利用生物体的热辐射,吸收、存贮外界向生物体辐射的能量,使生物体产生“温室效应”,阻止热量流失,起到良好的保温效果。

远红外纺织品吸收来自人体的红外波能量,并反馈给人体,提高了皮肤温度,从而达到蓄热保暖的目的。被皮肤吸收的热量通过介质传递和血液循环,使热能到达肌体组织,增加细胞活力,促进人体血液循环和新陈代谢,具有消除疲劳、恢复体力及对疼痛症状缓解的功能,提高人体免疫功能,对身体具有一定保健和辅助医疗作用。因此,远红外织物具有显著的保暖保健作用,适宜制作防寒织物、轻薄型的冬季服装。

目前开发的各种远红外纺织品主要采用将超细陶瓷粉末作为添加剂加入到纺丝液中制备远红外纤维,或者采用陶瓷粉末制成的整理剂对纺织品进行整理(浸渍、浸轧整理和涂层整理等工艺)。应用的陶瓷粉末主要有:金属氧化物(如Al2O3,TiO2,BaO,ZrO,SiO2等);金属碳化物(如SiC,TiC,ZrC等);金属氮化物(如BN,AlN,ZrN等)。纤维中微粒子的加入,使纤维表面出现多孔性,表面积增加,表面活性及表面状态的吸附、扩散等特性明显提高,使产品具有吸汗、除臭、杀菌等功能。利用这些特性可制作保健内衣、卫生、医疗用品等。

4.针织物抗菌整理

日常生活与工作中,人们极易接触到各种各样的微生物,有些微生物(如细菌、病毒、霉菌及真菌)严重威胁着人类的健康甚至生命,对人体产生巨大危害;因此,抗菌整理剂和抗菌卫生加工技术应运而生。

针织物由于多孔、疏松微结构,容易吸附各种杂质,给微生物的附着提供了条件,同时人类的体温、皮肤分泌的皮脂及汗液等物质给微生物提供了滋生和繁殖的营养物质。应用抗菌防臭剂整理的针织物具有抑制或杀灭细菌的新型功能,使其获得抗菌、防霉、防臭、保持清洁卫生等功能;其加工目的不仅是为了防止织物因为被微生物沾污而受到损伤,更重要的是为了防止传染疾病,保证人体的安全健康和穿着舒适,降低公共环境的交叉感染率,使针织物获得卫生保健的新功能。

5.新型磁性保健纺织品

磁场可用于治疗多种疾病,如高血压、高血脂、神经性头痛、神经衰弱、面肌痉挛、支气管炎、溃疡病、颈椎病、腰腿痛、急性腰扭伤、腰肌劳损、胆道结石、皮炎等。

随着社会的进步和人们生活质量的不断提高,保健成为追求的时尚,磁性化纤面料具有轻薄、柔软、磁性分布均匀等特点,对人体的健康保健起到了保驾护航的作用。

由于磁性化纤是采用熔融纺丝的工艺,将化纤纺丝过程中加入磁性材料,所以磁性化纤受限于采用合成纤维,满足不了市场上崇尚天然的理念。随着印染技术的迅猛发展,纺织涂料印花产品在不断推陈出新,功能整理技术和涂料印花巧妙相结合的应用,磁疗纺织品有了较大突破性发展。采用磁性印花方式制作磁性棉针织功能保健面料,磁性印花工艺和普通棉织物印花流程大致相同,它是将经过前处理练漂的织物进行磁性印花(磁性印花浆),然后烘干(100℃)再成品拉幅(热拉定型120~140℃温度),充磁后得到成品。

6.电磁屏蔽织物的新进展

在电子科技飞速发展的时代,一种新型的污染源(即电磁辐射)也随之产生。经研究表明,电磁辐射产生的累积效应和热效应会对人体健康产生较为严重的危害,它会诱发神经衰弱、失眠、高血压等疾病。当电磁波辐射达到一定强度时,它不仅会对人们的身体健康产生造成严重威胁,还能使正常工作的电子设备出现控制失灵等;因此,电磁屏蔽材料织物的研究得到人们广泛的关注。

电磁屏蔽是指对电场和磁场同时起屏蔽作用,当屏蔽材料发挥其屏蔽作用时,通过电磁波在屏蔽材料的表面被反射、吸收以及在其内部的反射等来实现电磁波衰减的。电磁屏蔽织物的作用原理就是防止电磁能量从织物外面传递到人体中,当电磁波辐射到织物表面后,电磁波能量会在其表面被反射衰减,没有被反射的电磁波能量进入织物的内部时被吸收衰减,从而达到屏蔽效果。

故对纤维或织物进行处理引入纳米材料和高聚物屏蔽材料,使织物表面形成类似于金属的导电层,从而具有较好的导电性,对人体起到了良好的防护作用,达到电磁屏蔽的功效。

6.1 电磁屏蔽功能织物制备

目前,电磁屏蔽织物主要制备方法有涂层法、金属混纺、化学镀法和磁控溅射镀法。

(1)涂层法

涂层法是电磁屏蔽织物制备的常用方法,将具有电磁屏蔽作用的屏蔽剂涂在织物表面上或者使用粘合剂将屏蔽材料粘涂在织物上,从而在织物上形成连续的导电层,使其具有电磁屏蔽性能。

(2)金属混纺法

金属混纺方法有:

a、将不锈钢纤维、铜纤维及银纤维等金属纤维先混纺成纱线,再根据针织工艺织成面料;

b、将普通纤维和导电材料先制成熔体,再由喷丝头细孔压出形成导电纤维,由这种导电纤维织成的面料不仅具有良好的屏蔽性能,而且具有良好的透气性、柔韧性、舒适性等服用性能。

采用金属混纺法制备的电磁屏蔽织物具有寿命长、成本低的特点,但其屏蔽效果较弱,特别是波长在高频率范围内屏蔽效能会下降。

(3)化学镀法

化学镀法是在不加电场的情况下,直接通过化学反应来实现薄膜沉积的过程;化学镀法包括活化、敏化两道流程,在含镍离子的溶液中,加入还原剂(硼氢化合物和次亚磷酸盐等),可在纤维表面析出金属镍;而实现多种金属复合镀可以应用先进的化学镀法,以银作催化剂为例,在织物上进行铜镍复合镀,不仅显著提高了纺织品的电磁屏蔽效果,还能使织物具有良好的抗静电性能,可减缓铜镀层的进一步氧化。

(4)磁控溅射镀法

磁控溅射方法是一种织物表面改性的新型技术,它具有装置性能稳定、操作控制方便、低温高速、环境友好等优点;磁控溅射技术通过选用不同的基材与金属靶材,也可以选用不同环境气体,在织物表面形成Cu、Ag、Ti、Al等金属导电薄膜,从而赋予纺织品良好的电磁屏蔽性能;镀铜钛金属薄膜织物具有结合牢度高、金属光泽、手感良好等特性,随着镀膜厚度的增加,镀膜织物的电磁屏蔽效果越好,当镀膜厚度超过240nm时,可以屏蔽99%以上的电磁波,还具有良好的抗菌性能。磁控溅射法不仅克服了其他方法存在的问题,而且制备的电磁屏蔽织物的纳米金属导电薄膜分布更加均匀致密,对电磁波具有更好的反射性,织物还保留了原有的服用性能。

7.高值化护肤保健面料

随着工业的发展,环境污染日益严重,大气中二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物等增加,对人体影响较大,造成过敏体质人数增多,因而皮肤护理功能整理引起人们重视,更多和皮肤接触的服装面料趋向于进行护肤保健功能整理。

护肤保健织物延伸了原有的概念,从面部护肤延伸到全身护肤,从一般性营养皮肤延伸到清洁卫生和舒适保健的水平。它是将与化妆品近似的护肤保健剂加工整理到织物上,随着高新技术成果不断融入纺织服装业中,护肤保健功能纺织品的种类也越来越齐全:滋润保湿、芳香透气散热性、防紫外线性、消臭抗菌性以及特殊的医疗保健功能等。护肤保健整理(如维生素、胶原蛋白、玻尿酸、芦荟保湿等护肤保健)赋予织物化妆品般的滋润、调理、保温及其他特殊功能的全面护理,使人们穿着的织物具有清洁、舒适、保健调理的特性。

7.1 维生素护肤保健整理

维生素E/C作为常用的药品兼营养保健品,将它作为护肤整理剂通过一定的方法整理在面料上,制成具有维生素E/C缓释功能的营养纺织品,满足人们对保健功能纺织品的需求,消费者穿着经过维生素E/C整理的面料,能使皮肤健康、富于弹性和光泽,对肌肤有良好的护理保健作用,增强了使用者的人体抵抗力和免疫力。

为保持其稳定的性状且具有一定的生理功效,将维生素E/C进行微胶囊化来提高其稳定性,避免与空气接触。纺织品护肤整理用维生素E/C微胶囊一般有两种类型:一种是开孔型微胶囊,壳上有许多微孔,当气温升高或穿着时体温作用使微孔扩大,维生素E/C因受热加速释放出来;反之,在存放过程时,由于温度变低而导致微孔收缩或紧闭,芯材释放速率变缓。第二种封闭性微胶囊,壁壳上无明显的微孔,在人们不穿着这种护肤整理的服装时,不释放芯材,只有在服用过程中通过挤压摩擦等作用,导致胶囊壁材破裂,释放出维生素E/C。

7.2 芦苓保湿护肤保健整理

芦荟作为集医药、美容、保健食品及观赏为一体的纯天然绿色植物,其具有丰富的生理活性与药理作用,如抗菌及消炎作用,芦荟中的蒽醌类化合物具有良好的抗菌作用,对很多细菌如大肠杆菌、金色葡萄糖球菌、变形杆菌等都有很好的抗性,其中芦荟苷和芦荟大黄素抗菌能力最强,而且芦荟苷的抗菌活性明显高于芦荟大黄素;保湿美容作用,芦荟含有多种天然营养成份,其中氨基酸和复合多糖物质构成了天然保湿因素,补充皮肤水份流失;防晒及抗氧化作用,芦荟中的天然蒽醌苷和蒽的衍生物具有很好的防晒和抗紫外线功能。

通过两种方式整理到纤维或面料上:第一,芦荟纤维是采用高科技手段将芦荟原液在纤维素纤维纺丝时加入而制成的功能性纤维,使纤维体内和外表均匀分布着纳米芦荟原液;芦荟纤维的化学和物理性能非常接近棉纤维,具有良好的可纺性,对人体具有保护皮肤、美容护肤、与皮肤亲和性好、吸湿透气穿着舒适等优点;第二,以芦荟萃取液为主要成分制成乳化液整理剂,通过后整理固着在织物上;因其具有良好的保湿性和抗菌性,多用于制作内衣、睡衣和婴儿用品。

7.3 胶原蛋白护肤保健整理

胶原蛋白是哺乳动物体内含量最丰富的蛋白质,约占体内蛋白质总量的25%~30%;广泛存在于动物的皮、骨、牙齿、肌腱、韧带和血管中,起着支撑器官、保护机体的重要功能,也是组成细胞间质的重要功能蛋白质。

胶原蛋白的生物学性质与功能主要表现:

a、低抗原性,与其他具有免疫原性的蛋白质相比,胶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,胶原的肽链发生水解而逐渐被打断,随即造成螺旋结构的破坏,致使胶原被蛋白酶彻底水解;

c、生物相容性,指胶原蛋白与宿主细胞及组织之间具有良好的相互作用,表现出相互影响的协调性。

由于其独特的理化性质、优良的生物相容性及良好的人体亲和性,将胶原蛋白保健整理应用在纤维或者面料(内衣、睡衣等)上,具有极优的护肤保健功效和巨大的经济效益。

8.结语

8.1 随着社会环境的变化,消费者生活水平的提高(越来越提倡绿色生活、健康生活的理念)和需求的多样化,对针织面料提出了诸多功能要求,以适应环境和生理需要的新趋势。

8.2 基于纺织面料功能性的整理发展和新材料的出现,针织面料的新型功能整理有了快速的飞跃,不仅提升产品的品质和人们的穿衣舒适体验度,也提高产品的档次和附加值;以舒适、易护理、保健、卫生防护等为主的功能整理已成为新时尚。

8.3 功能性针织面料的发展主要来自于功能性纤维和功能性物质中纳米技术的开发,以及面料后整理技术的应用;开发功能性针织面料的实践是个跨领域技术应用的结果,需要将纺织与相关领域有机地结合起来共同开发创新。

 

作者简介:

彭志忠,江西新余人,印染高级工程师,从事染整技术三十多年;致力于纺织染整、印花新技术研究及染化料应用技术管理等。

手  机:13922372675(微信同号)

E-mail:pengzhong7798@126.com


欢迎投稿
CTA中国纺织助剂月刊杂志投稿声明:
        (1)投稿文章一经采用,支付作者稿酬200元/篇(如优势产品应用、经验类总结文章等);
        (2)本刊投稿邮箱为
                 ctanet@163.com(公司)
                 350652029@qq.com(个人)
        (3)月刊杂志十余年投稿文章集结在网站和微信“专家投稿”栏目,感谢关注!

品牌推广咨询 020-84869930
请关注微信/视频号CTA666 抖音号CTA2007
浏览书橱,可翻阅电子杂志及产品资料!
  索 阅           投 稿           书 橱        更多杂志