检测带动功能性纺织品健康发展

自上世纪90年代以来,中国的功能性纺织品开发呈现出持续高涨的态势,并已对全球的纺织品市场产生重大影响。

目前,我国功能性纺织品的开发领域主要集中在内衣、家用纺织品和防护用纺织品等三个方面,涉及的功能包括抗菌防臭、远红外、抗紫外线、抗静电、防电磁辐射、拒油防水、负离子、放火阻燃、抗玷污、易去污、防水透湿、免烫 、高吸湿等。然而,目前行业面临着一大突出问题――检测难。

市场虽大 无奈检测困难

一项调查显示:在功能性纺织产品的消费人群中,买过防皱(免烫)整理产品占54%,买过拒水整理产品占31%,买过防污整理产品占25%,买过抗菌整理产品占4%。表示会再次购买的,防皱(免烫)整理占96%,拒水整理94%,防污整理占93%。这表明,功能性纺织品有良好的市场发展前景。

虽然需求巨大,然而,大多数功能性纺织品的性能消费者不能凭自己的视觉和触觉等进行判断,即看不见、摸不出和嗅不到,其功能的优劣程度,要靠一定测试方法和仪器才能进行评定。功能性纺织产品既没有色彩和图案那样直观的吸引力,又缺乏柔软飘逸等令人赏心悦目的质,只能在使用过程中慢慢品味其功效了。因此,其与其他纺织新产品一样,由于市场的不成熟,也呈现出了一哄而上、鱼龙混杂的局面,导致消费者的信任度下降。

近年来,虽然有一些科研机构、高校、标准化组织和企业开展了这方面的研究工作,并不断有一些成果面世,部分功能性评价方法也实现了标准化。但从总体上看,大部分功能性纺织品仍然缺少权威的、能被广泛接受的、经过充分科学论证的、简便易行的、重现性和准确性较高的功能性评价方法和标准。市场上王婆卖瓜式的吆喝成了消费者的主要信息来源,一些不法商家为了追求短期利益对这些高科技面料进行仿冒,真正的功能性纺织品面临珠混于鱼目的窘境,这对功能性纺织品市场的健康发展显然是不利的。

另一个不容忽视的问题就是功能性纺织品的生态安全性。众所周知,功能性纺织品的某些特殊功能,主要是通过在纤维材料中添加或在产品的后整理中使用某些具有特殊功能的化学物质来实现的。但目前在功能性纺织品上使用的这些化学物质有相当一部分并未经过严格的生态安全性能的评估,特别是未经过长期跟踪分析的安全风险评估。

典型功能的检测

抗紫外线

随着现代工业的发展,大气层中的臭氧层不断地遭到破坏,导致地表紫外线辐射量大增。紫外线是指太阳所发射的波长200～400nm的电磁波,它对人类皮肤能造成巨大的伤害。其中的UVA、UVB波段会助长黑色素生成,导致皮质老化,甚至造成白日稀⑵し舭┑炔”洹H缃,抗紫外线已成为人们习以为常的一种自我保护行为。日常生活中防晒产品层出不穷,防晒霜、晴雨伞、太阳镜等等,无不打上“UPFXX”的标识。然而,在户外特别是进行登山之类的活动,由于高山的海拔相对较高,紫外线的辐射相比平地上要强很多,这时候着装是人们抵抗紫外线辐射最直接的屏蔽物,因此,面料的防紫外线性能显得至关重要。

织物防紫外线的能力,主要取决于织物本身屏蔽紫外线的能力。屏蔽主要通过吸收光线和散射、反射来完成。影响织物防紫外线辐射性能的因素分别是织物结构、织物颜色以及漂白、染色等工艺处理。在一般情况下,吸收率和反射率增高,透过率就降低,防护性能就优越。

另外,短纤维优于长丝纤维,加工丝产品好于原丝产品,细纤维织物比粗纤维织物好,扁平异形织物优于圆形截面织物,机织物好于针织物。过测试我们发现,机织或针织结构越紧密UPF值越大。而在质地结构相同的情况下取一块浅色和一块深色面料,同时进行紫外线照射的测试,可以发现染色织物比未染色织物有更高的UPF值,并且织物颜色越深,其紫外线透过率越小,也就是说防紫外线能力越高。而织物的UVR吸收性能取决于织造过程中所采用的加工方法,如漂白、染色、施加消光剂等,这些加工过程都会对织物的UVR吸收性能产生作用。

为了使织物获得较好的防紫外性能,织物的后整理很重要。采用各种方法将无机和有机的紫外线整理剂分别或共同对纤维、纱线或织物进行处理,并使之牢固结合,这是较为传统的方法。除此之外,也可以采用纳米纺丝技术的方式。在切片聚合过程中,添加紫外线隔离因子(纳米氧化钛Ti02),使纤维及其制成的产品能有效地吸收紫外线,防止紫外线透过衣服,保护人体因紫外线过多照射而引起各种皮肤疾病。同时可以反射可视光线和红外线,降低太阳热辐射所造成的温升,保持衣服内部的凉爽感觉,让穿着更舒适与安全。这种方法具有抗紫外作用持久、永不消褪的特点。

防水透湿

人体由于运动以及新陈代谢,会通过皮肤表面蒸发水汽散热,如果这些水汽不能通过织物及时排出,就会在织物和皮肤之间产生高湿热区域,使人体感觉闷热不适。

织物的透水汽性是指气态水透过织物的能力。透水汽性与织物的原料,纱线的结构,织物组织结构及其紧密度等因素有密切的关系。当织物的一面所受水蒸气压力大于另一面时,水蒸气会透过织物。织物的透水汽按单位时间内透过水蒸气的量来表示的,它对人体的舒适和卫生影响甚大。目前,国际标准中对织物透水汽性的检测方法有很多,常用的有ASTME 96,BS 7209等,具体操作方法是:先将面料置于装有定量蒸馏水的透湿杯上,密封后称重,再放在标准规定的测试环境中(固定的温度,湿度以及气流速度),经过24小时后取出再称重,通过试样前后质量的损失来推算透过水蒸气的量。

防水透气织物是指水在一定压力下无法浸入织物,而人体散发的汗气能以水蒸气的形式通过织物传导到外界,从而避免汗气积聚冷凝在体表与织物之间,以保持穿着的舒适性。它是一种高技术、独具特色且极具实用性的功能性织物。防水对于面料行业来说并不是什么难题,关键是如何实现透气与其兼得并且实现超强防风。像雨衣、击剑服、登山服等要求不透水又不发闷,须采用微孔型织物或用传递水汽性能好的纤维制的织物。

防电磁辐射

电磁辐射已经成为继水、大气、噪声之后的第四大环境污染源。大量研究表明,电磁辐射对地球生物和人类的危害和影响已经远远超过了人们以往对它的认识。早期的防电磁辐射或抗电磁干扰研究和产品开发主要集中在军事、国防或工业领域。随着个人电脑、计算机网络通讯、移动电话、视听设备、微波炉等电子技术和产品的日益普及,电磁辐射对人们健康和生命安全的影响日益显现,开发和使用具有抗电磁辐射功能的纺织产品则是最简便和有效的手段之一。

电磁辐射是由不同波长和频率的多种类型的电磁波形成的,其频段范围可从3Hz到3×1012Hz不等。由于抗电磁辐射材料对不同频段的电磁辐射的反射和吸附能力各有不同,因此目前被采用的抗电磁辐射性能的测试方法也各不相同,必须根据抗电磁辐射材料的性质和实际用途加以选择。

防电磁辐射服装的防护方式有两种:一是用屏蔽面料直接制作的服装,另一是将屏蔽面料作为内衬或内胆制作在服装中。到目前为止,国内外尚无统一的针对抗电磁辐射纺织产品的功能评价测试方法和标准,市场上大量的抗电磁辐射纺织产品基本上都在沿用一些常规电磁屏蔽材料的性能测试方法。通常,抗电磁辐射产品可以用反射率R、透过率T、吸收率A和屏蔽效能SE来评价其抗电磁辐射的效果,其中采用最普遍的是屏蔽效能SE。研究表明,在低频时,材料的屏蔽效能主要取决于反射。由于电磁波的反射与材料表面的阻抗有关,因此,材料的导电性能越好,反射就越强,屏蔽效能就越高。而在高频时,屏蔽效能主要取决于电磁波在材料内部传播时的吸收损耗。这种吸收损耗与材料的厚度、电导率和磁导率有关。

完善测定制度 引导行业发展

将高科技运用于纺织品生产中已成为当今纺织品开发的主流, 新型纤维的应用和纺织技术的革新,使纺织品不仅美观、保暖,而且柔软富有弹性,并且发展了吸湿、透气、防雨、防风、防污、防霉、防蛀、抗紫外线、防辐射、抗静电、 保健、无霉和环保等多种功能。功能性纺织品已跳出传统形态,完全深入家用、装饰、医疗、环保、农业、建筑、地质、交通、工具、包装、休闲、防护等众多应用领域,且受到化工、汽车、机械、纺织装饰、服装等行业的高度重视。“未来的衣服能够按环境影响而向我们发出预警,例如内置全球卫星定位系统的衣服,能以光速交换数据的外套,或瞬间改变外貌的外套,Hans-Jurgen Hubner更预言纺织品能启动药物治疗。”著名功能性纺织品供应商Schoeller公司的CEO Hans-Jurgen Hubner说。

一项调查结果表明,全球消费者都喜爱不需要过多打理的服装,但不同国家的人对服装的某些具体功能偏好不同。抗皱和易于打理始终是全球消费者较为了解和期望获得的两项特性。此外,对于天然纤维,例如棉,消费者也表示出始终如一的喜爱。至于全球消费者认知度较低的,例如吸湿快干,防紫外线,除臭,抗菌也有一定市场。消费者不仅了解这些功能性并进一步转为购买行为。

我国功能性纺织品已经形成具有一定规模、品种相对齐全、功能日趋完善、发展相对稳定的产业格局,其研发和应用正向着多领域、多行业、多学科、产业化和产学研协同的方向发展,已涉及环保、医疗、卫生、矿业、热带农业、产业用纺织品、纳米、化工等领域。如电磁辐射、防护服装及其标准的研究、户外运动功能纺织品的开发、印染废水处理、天然染料及植物功能染料、镀银纤维、防蚊纺织品、功能性微胶囊、桑皮纤维、医用循环减压袜的研制等。相信随着产品开发的不断深入,功能性纺织品将是未来市场上的一支生力军。然而,令人尴尬的是,目前国内基本还没有专业专注于开发多功能纺织品的企业,功能性在很大程度上还处于被炒作概念的境地。

为了探讨我国功能性纺织品的发展之策,近日,第九届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会在江苏盛泽召开。对于功能性纺织品的检测方法和功能性评定标准,与会者认为,目前虽部分已制定,但是很不完善,有的缺少检测方法,有的缺少评定指标,急需配套完善。代表们建议,对已生产和应用但仍缺失标准的,要尽早研究出科学的检测方法和合理的评价指标,以指导企业生产,保证功能性产品的质量。“近3年要加快制定、修订纺织品的防静电、防螨、防霉、防紫外线、微磁场检测与评价等功能性标准,加强对纺织品的防虫蛀性能、防蚊性能、负离子性能、静电性能、抗渗水性测定和评价标准的研究制定。”

研讨会还出现了一个热点内容,那就是“仿生”技术在纺织中的研究和利用。例如通过将孔雀羽毛的结构色和动态色中的光子晶体应用于纺织品中,结合纳米仿生制备技术,人工模拟纳米结构单元,将该结构生色机理用于纺织纤维行业中,改变传统印染工艺,使纺织应用的新型“印染”颜色明亮且永不消失。