防护类纺织品

Protecting Textiles

用于给穿着者提供防、保护功能的纺织品通常都结合功能整理或面料设计性,这些设计可帮助实现产品的最终用途。然而,实验室研究的对面料进行的防护整理却是为了保护面料本身抵御物理、化学和微生物的伤害以及在加工、运输、储存、使用以及过度使用过程中所受的损伤。

为什么要保护面料呢?简单地说,所有的纺织品都具有功能性――从袜子保护脚部的温暖到雨伞或遮阳棚带给人干爽――以及任何对最终消费者或供应链上的其他人有益的功能,

威胁

光照、空气和移动

织物在使用和储存的过程中暴露在多种环境威胁中。褶皱、撕裂以及移动过程中的磨损都会破坏织物的外观和性能。紫外线的照射会引起织物的褪色和物理性能的降低。化学和空气污染如臭氧、一氧化二硫和氧化硫会使纤维降解,也会引起颜色的改变。

“不论室外还是室内,所有的服装或工业纺织品都需要有一定的保护策略,以免受化学的、物理的和生物体的侵害。”Aegis Environments 的Curt White说。

污渍和异味

污渍和异味损害织物的美观性能,甚至会降低服装的舒适性。“异味会在根本上影响人体的舒适性、幸福感,甚至是健康。”Arch Chemicals的John D. Payne指出[1]。另外,污渍和异味是频繁洗涤和加强洗涤条件的原因,也降低了纺织品的功能性寿命。

污渍有一系列的来源,大部分不是油性的就是水性的。异味则可能来源于出汗、吸烟或烹饪。细菌、泥土和霉变则既产生异味也产生污渍,而且会进一步导致降解。

火和水

水分对一些纺织品的功能性有害。Peach State 实验室的Rick Sargent认为,拒水性能延长纺织品的寿命。“比如,空调的过滤网若变湿就失去了作用。水气还会促进微生物的生长。”

Mimi Cartee of Ciba Specialty Chemicals也同意水气会严重损害纺织品性能的观点。“水如果进入防弹背心的夹层,就会在层间聚集。在防弹背心越穿越重的同时,水会降解纤维,还会降低其使用寿命。”

在能量的另一端的火也能显著地伤害纺织品。在很多应用过程中,织物抵御火焰的能力是面料的重要性能之一。

运动和静止

White指出,除了使用的条件,纺织品还会在储存和运输中受到威胁。他讲述了在中国南部的一个鞋制造商的例子,他在雨季的时候通过海运出口了一批货物,然而到达目的港口的时候,货物已经由于真菌和细菌的繁殖生出了绿毛。运输和储存过程中还有其他的问题产生,包括由于塑料包装袋产生的苯酚气体而使白色服装变黄的现象。White说,每年都有因在运输或储存过程中的不断损坏而损失价值数百万美元的纺织品。而且不仅是有经济损失的风险,还有时间的损失、广告的损失、产品积压的风险、声誉的损失和市场份额的损失等。

防护

纺织品具有功能性的重要性是可使纺织品受到保护并延长织物的寿命。保护纺织品抵御所有可能威胁是一个极为复杂和代价很高的行为。“织物组织、纤维和后整理三个方面具有密切的联系。”Schoeller Textil USA的Tom Weinbender说,“它们要通力合作,必须时刻以实现最终的应用为目标。”不同的应用需要不同水平的保护和不同种类的功能整理。

抗菌整理

抗菌整理在很多不同的应用中很普遍。类似White所举的鞋类产品在雨季运输的例子,在这种情况下,纺织品的储存或正常使用都暴露在不同平常的水气或湿气条件下,这些都是有利于微生物活动的理想条件。

Thomson研究所的Glenn Runciman介绍:“在理想条件下,细菌数量每20 min就能增长一倍。”但并不是每种纺织品都被放置在细菌活动如此猖獗的环境中,而且细菌也并不是威胁织物的唯一微生物。有很多不同种类的抗菌整理适合不同的应用和不同水平的防护。

有时,抗微生物整理的应用也必须保持纺织品物理性能的完整性。据Thomson研究所的Dave Klein说,抗菌整理的应用包含防霉、防污和抗真菌、细菌和藻类。抗微生物的作用在这些应用中是必需的,如果失去了效果,会引起将来商品的召回或销售的损失。这些应用大部分涉及海事纺织品或其他用于户外纺织品,如防水布、遮篷、帐篷、船罩以及户外家具等。因此,这些应用中的抗菌整理必须能承受风化和泥土的侵蚀等暴露在户外的环境中可能遇到的威胁。

抗菌整理的另一个应用领域是医用,在这里抗菌的效果是关键的因素。据Payne说,很多医学上的应用都要求具有强大杀菌作用的抗菌性能,这样才能有助于快速形成无菌环境。而其他医学上的应用可能仅要求抗菌性能最大限度地减少环境中的微生物量。医用的整理特别需要有耐久性,以便承受工业洗涤中使用的高温和氯漂作用。

由来已久的应用领域如制服、旅馆和饭店的桌布等都同样有各自的对工业洗涤耐久性的需求。然而,这些应用对抗菌效果的要求仅是能控制污渍和异味,而不必维持一个无菌环境。但抗微生物的效果也要持续很长的一段时间。

在服装和家用纺织品中的应用,如运动装、家庭日用品、袜类、内衣、地毯和家居装饰材料都能应用抗微生物整理来控制异味和污渍。抗微生物的行为可能是抗细菌或抗真菌,且不需要特别强效或快速的反应。Payne说,抗微生物的效果将会服务于消费者对“清新”的追求,而控制异味,将减少附加的洗涤过程从而延长产品的使用生命力。整理效果要求具有耐护理性,如家庭洗涤对产品生命力的影响。

抗微生物整理也能应用于一次性纺织品中,如一次性的非织造纸巾。当其在湿态下为阻止微生物向食物或人体转移和降低微生物生长的风险而使用的时候,稀释剂量和效果对整理的耐久性很重要,同时要求整理具有强力的效果能阻止一系列广泛的微生物威胁。

防UV整理

紫外线(UV)防护整理也是很多应用中比较有用的。据克莱恩的Brad McClanahan说:“持续暴露在UV射线中会损害染料并引起褪色。”Cartee指出,暴露在大量的UV射线中也会使纺织纤维降解。因为防UV整理能防止褪色和纤维的降解,因而用在如遮篷和户外家具上是很有必要的。由于汽车也暴露在大量的UV辐射之下,对汽车的很多内饰纺织品的防护整理就显得很重要了。

窗帘和窗户遮盖物、地毯和家具装饰材料也能从UV防护中受益。尽管UV防护整理在户外服装和泳衣中的应用是为了保护穿着者免受过度的UV射线照射,但是这种整理也额外地保护了面料免于褪色和降解。

阻燃整理

与一些其他的整理不同,自从纺织品易燃性的法案被郑重立法后,阻燃整理并没有被广泛地应用。据Amitech的Mike Zavaglia说,有时法律所要求的对效果的强制性检验的价格很高。“规定要符合的新加利福尼亚垫套可燃性标准的全套的检测费用很可能要花费数千美元”。

纺织品阻燃整理的目的是阻止火焰的引燃或限制其蔓延。包括公共场所的窗帘、室内装饰材料和垫套,飞机座椅和其他交通工具的内饰材料等都被要求应用阻燃整理。加利福尼亚州颁布的新的法律也可能会增加对阻燃整理在消费者的室内装饰材料、床品以及床垫套上应用的规定。

尽管有很多办法可以满足法律的标准,但阻燃整理提供了一种相对于市场上现有的其他解决方案来讲不是很昂贵的方法,Zavaglia说,阻燃整理也拓展了可应用纤维的范围。“制造商只能将特定的阻燃整理剂用于某种纤维,

而不能用于其他纤维。”Cartee指出。

定型整理

某种要求额外的尺寸稳定性、抗磨性或外观记忆性的应用,如服装、帐篷面料或海事织物。免烫整理为一些织物提供抗皱性,而涂层则增加了耐磨性和抗起球性且增加了额外的尺寸稳定性。

控水整理

据McClanahan说:“拒水整理在纺织业的应用非常普遍,如室内装饰物、遮篷和海事遮盖物以及其他方面。”拒水整理不仅在预计会潮湿的条件下很重要,而且对经常暴露在高湿条件下的纺织品也很重要。在这些情况下,阻止水气的渗透也能阻止细菌和真菌的生长,因此能用于控制异味、防止变脏和变色以及可能的纤维降解。

其他的整理试图影响或控制水气而不是排斥,如用化学方法使聚酯具有天然的疏水性,使聚酯织物如天然纤维一样的具有水气传递性和透气性能。还有的应用是要求控制水分,目的是将其从人体芯吸出去,如运动装或袜子。

防护整理

水并不是唯一的需要设计后整理来排斥或控制的物质。由于很多污渍不是水性的就是油性的,很多拒污整理被设计为拒水基或拒油基的物质。“然而,也有某种医用整理也要求设计为拒乙醇基污渍。”Sargent说。

拒水性和拒油性污渍整理的应用包括服装、室内装饰和地毯。据3M的PaulJohnson说,拒污整理特别改善了纺织品的基底,使得液体或颗粒都不能渗入或使之很容易转移。这对纤维上的大块污渍特别重要,因为一旦污渍下沉,有时就不能移除它。“尼龙地毯尤其容易被酸性染料染色,这使其很容易被溢出的果味饮料弄脏。”Johnson指出。一些整理具有防污性――污物能很容易地移除――而一些增强的性能可提供排斥和释放功能的结合。

很多情况下,拒污整理,或一些所谓的织物防护,不仅是使纺织品的维护更加容易,也延长了纺织品的使用寿命。“防护能够延迟商品的‘变丑’时刻,”Johnson说,“到了那个时候,每个消费者都会认为作为使用目的产品已经不能接受了。”

护理

整理生产商、产品设计者和纺织品制造商的目的是让整理持续增强织物的效果而使商品的生命力提高。然而,在最终消费者那里,重要的是护理的考虑,即确保纺织品生命的效果。

遵守任何吊牌或标签上的洗标是很重要的。整理效果经常被其他的化学品所影响。根据Payne介绍,很多抗菌整理都会受到氯漂的反作用。干洗也可能影响到一些整理的效果。高温洗涤和烘干会破坏整理的回复,Weinbender提醒说,织物涂层和叠层会洗系统的高温破坏。

专家一致认为,面料的软化剂是很多功能整理的敌人。“面料软化剂对拒污和拒水性能有消极的影响,”Weinbender说,“在两次使用织物软化剂后,整理的功能将会近乎消失。织物软化剂还会对一些抗菌整理起到反作用。织物软化剂还能破坏整理织物的稳定性,使纤维变得松弛,进而使面料失去形状,耐磨性也降低。”

平衡

尽管纺织品整理的应用很有用,但是这些整理并不是免费的。“任何种类的整理都会给面料增加额外的成本,”Cartee说,“产品设计者要决定是否增加的功能性能成为成本增加的理由。”

除了在成本和性能间取得平衡,产品设计者和制造商还必须意识到提高一个方面的性能可能在其他方面失去另外一些性能,这是必然的。防火整理的化合物可能会影响纺织品的手感和颜色;免烫整理可能减弱织物的耐磨性;为改善耐磨性而采用的涂层技术可能会影响手感、透气性或织物克重。Weinbender说,拒水整理影响面料的粘合或结合性能,而拒污整理会影响面料的印染效果。防水整理通常导致织物对油性污物很敏感。相反的,为改善舒适性而对织物进行的亲水整理也会产生很多问题。“水会带来灰尘和污物,使面料更亲水也意味着你已经为微生物提供了一个良好的环境。”White说。

“产品设计者必须对这些问题有认识,”White说,“正确的纤维、正确的织物组织和正确的整理都听起来很简单,但是每个方面都充满了不同的选择和成本。保护纺织品是一门艺术也是一门科学,它要求关注组织原料的选择和适合商品所需性能的整理,且这种整理有能力实现产品所期望的生命力。”

参考文献:

[1] Payne, J. and H. Hyde, Proceedings,Textile Institute 83rd World Conference,Shanghai, May 2004.

(文章来源:)