檢測帶動功能性紡織品健康發展

余　勇

自上世紀90年代以來,中國的功能性紡織品開發呈現出持續高漲的態勢,并已對全球的紡織品市場產生重大影響。

目前,我國功能性紡織品的開發領域主要集中在內衣、家用紡織品和防護用紡織品等三個方面,涉及的功能包括抗菌防臭、遠紅外、抗紫外線、抗靜電、防電磁輻射、拒油防水、負離子、放火阻燃、抗玷污、易去污、防水透濕、免燙 、高吸濕等。然而,目前行業面臨著一大突出問題——檢測難。

市場雖大 無奈檢測困難

一項調查顯示:在功能性紡織產品的消費人群中,買過防皺(免燙)整理產品占54%,買過拒水整理產品占31%,買過防污整理產品占25%,買過抗菌整理產品占4%。表示會再次購買的,防皺(免燙)整理占96%,拒水整理94%,防污整理占93%。這表明,功能性紡織品有良好的市場發展前景。

雖然需求巨大,然而,大多數功能性紡織品的性能消費者不能憑自己的視覺和觸覺等進行判斷,即看不見、摸不出和嗅不到,其功能的優劣程度,要靠一定測試方法和儀器才能進行評定。功能性紡織產品既沒有色彩和圖案那樣直觀的吸引力,又缺乏柔軟飄逸等令人賞心悅目的質,只能在使用過程中慢慢品味其功效了。因此,其與其他紡織新產品一樣,由于市場的不成熟,也呈現出了一哄而上、魚龍混雜的局面,導致消費者的信任度下降。

近年來,雖然有一些科研機構、高校、標準化組織和企業開展了這方面的研究工作,并不斷有一些成果面世,部分功能性評價方法也實現了標準化。但從總體上看,大部分功能性紡織品仍然缺少權威的、能被廣泛接受的、經過充分科學論證的、簡便易行的、重現性和準確性較高的功能性評價方法和標準。市場上王婆賣瓜式的吆喝成了消費者的主要信息來源,一些不法商家為了追求短期利益對這些高科技面料進行仿冒,真正的功能性紡織品面臨珠混于魚目的窘境,這對功能性紡織品市場的健康發展顯然是不利的。

另一個不容忽視的問題就是功能性紡織品的生態安全性。眾所周知,功能性紡織品的某些特殊功能,主要是通過在纖維材料中添加或在產品的后整理中使用某些具有特殊功能的化學物質來實現的。但目前在功能性紡織品上使用的這些化學物質有相當一部分并未經過嚴格的生態安全性能的評估,特別是未經過長期跟蹤分析的安全風險評估。

典型功能的檢測

抗紫外線

隨著現代工業的發展,大氣層中的臭氧層不斷地遭到破壞,導致地表紫外線輻射量大增。紫外線是指太陽所發射的波長200～400nm的電磁波,它對人類皮膚能造成巨大的傷害。其中的UVA、UVB波段會助長黑色素生成,導致皮質老化,甚至造成白內障、皮膚癌等病變。如今,抗紫外線已成為人們習以為常的一種自我保護行為。日常生活中防曬產品層出不窮,防曬霜、晴雨傘、太陽鏡等等,無不打上“UPFXX”的標識。然而,在戶外特別是進行登山之類的活動,由于高山的海拔相對較高,紫外線的輻射相比平地上要強很多,這時候著裝是人們抵抗紫外線輻射最直接的屏蔽物,因此,面料的防紫外線性能顯得至關重要。

織物防紫外線的能力,主要取決于織物本身屏蔽紫外線的能力。屏蔽主要通過吸收光線和散射、反射來完成。影響織物防紫外線輻射性能的因素分別是織物結構、織物顏色以及漂白、染色等工藝處理。在一般情況下,吸收率和反射率增高,透過率就降低,防護性能就優越。

另外,短纖維優于長絲纖維,加工絲產品好于原絲產品,細纖維織物比粗纖維織物好,扁平異形織物優于圓形截面織物,機織物好于針織物。過測試我們發現,機織或針織結構越緊密UPF值越大。而在質地結構相同的情況下取一塊淺色和一塊深色面料,同時進行紫外線照射的測試,可以發現染色織物比未染色織物有更高的UPF值,并且織物顏色越深,其紫外線透過率越小,也就是說防紫外線能力越高。而織物的UVR吸收性能取決于織造過程中所采用的加工方法,如漂白、染色、施加消光劑等,這些加工過程都會對織物的UVR吸收性能產生作用。

為了使織物獲得較好的防紫外性能,織物的后整理很重要。采用各種方法將無機和有機的紫外線整理劑分別或共同對纖維、紗線或織物進行處理,并使之牢固結合,這是較為傳統的方法。除此之外,也可以采用納米紡絲技術的方式。在切片聚合過程中,添加紫外線隔離因子(納米氧化鈦Ti02),使纖維及其制成的產品能有效地吸收紫外線,防止紫外線透過衣服,保護人體因紫外線過多照射而引起各種皮膚疾病。同時可以反射可視光線和紅外線,降低太陽熱輻射所造成的溫升,保持衣服內部的涼爽感覺,讓穿著更舒適與安全。這種方法具有抗紫外作用持久、永不消褪的特點。

防水透濕

人體由于運動以及新陳代謝,會通過皮膚表面蒸發水汽散熱,如果這些水汽不能通過織物及時排出,就會在織物和皮膚之間產生高濕熱區域,使人體感覺悶熱不適。

織物的透水汽性是指氣態水透過織物的能力。透水汽性與織物的原料,紗線的結構,織物組織結構及其緊密度等因素有密切的關系。當織物的一面所受水蒸氣壓力大于另一面時,水蒸氣會透過織物?？椢锏耐杆磫挝粫r間內透過水蒸氣的量來表示的,它對人體的舒適和衛生影響甚大。目前,國際標準中對織物透水汽性的檢測方法有很多,常用的有ASTME 96,BS 7209等,具體操作方法是:先將面料置于裝有定量蒸餾水的透濕杯上,密封后稱重,再放在標準規定的測試環境中(固定的溫度,濕度以及氣流速度),經過24小時后取出再稱重,通過試樣前后質量的損失來推算透過水蒸氣的量。

防水透氣織物是指水在一定壓力下無法浸入織物,而人體散發的汗氣能以水蒸氣的形式通過織物傳導到外界,從而避免汗氣積聚冷凝在體表與織物之間,以保持穿著的舒適性。它是一種高技術、獨具特色且極具實用性的功能性織物。防水對于面料行業來說并不是什么難題,關鍵是如何實現透氣與其兼得并且實現超強防風。像雨衣、擊劍服、登山服等要求不透水又不發悶,須采用微孔型織物或用傳遞水汽性能好的纖維制的織物。

防電磁輻射

電磁輻射已經成為繼水、大氣、噪聲之后的第四大環境污染源。大量研究表明,電磁輻射對地球生物和人類的危害和影響已經遠遠超過了人們以往對它的認識。早期的防電磁輻射或抗電磁干擾研究和產品開發主要集中在軍事、國防或工業領域。隨著個人電腦、計算機網絡通訊、移動電話、視聽設備、微波爐等電子技術和產品的日益普及,電磁輻射對人們健康和生命安全的影響日益顯現,開發和使用具有抗電磁輻射功能的紡織產品則是最簡便和有效的手段之一。

電磁輻射是由不同波長和頻率的多種類型的電磁波形成的,其頻段范圍可從3Hz到3×1012Hz不等。由于抗電磁輻射材料對不同頻段的電磁輻射的反射和吸附能力各有不同,因此目前被采用的抗電磁輻射性能的測試方法也各不相同,必須根據抗電磁輻射材料的性質和實際用途加以選擇。

防電磁輻射服裝的防護方式有兩種:一是用屏蔽面料直接制作的服裝,另一是將屏蔽面料作為內襯或內膽制作在服裝中。到目前為止,國內外尚無統一的針對抗電磁輻射紡織產品的功能評價測試方法和標準,市場上大量的抗電磁輻射紡織產品基本上都在沿用一些常規電磁屏蔽材料的性能測試方法。通常,抗電磁輻射產品可以用反射率R、透過率T、吸收率A和屏蔽效能SE來評價其抗電磁輻射的效果,其中采用最普遍的是屏蔽效能SE。研究表明,在低頻時,材料的屏蔽效能主要取決于反射。由于電磁波的反射與材料表面的阻抗有關,因此,材料的導電性能越好,反射就越強,屏蔽效能就越高。而在高頻時,屏蔽效能主要取決于電磁波在材料內部傳播時的吸收損耗。這種吸收損耗與材料的厚度、電導率和磁導率有關。

完善測定制度 引導行業發展

將高科技運用于紡織品生產中已成為當今紡織品開發的主流, 新型纖維的應用和紡織技術的革新,使紡織品不僅美觀、保暖,而且柔軟富有彈性,并且發展了吸濕、透氣、防雨、防風、防污、防霉、防蛀、抗紫外線、防輻射、抗靜電、 保健、無霉和環保等多種功能。功能性紡織品已跳出傳統形態,完全深入家用、裝飾、醫療、環保、農業、建筑、地質、交通、工具、包裝、休閑、防護等眾多應用領域,且受到化工、汽車、機械、紡織裝飾、服裝等行業的高度重視?！拔磥淼囊路軌虬喘h境影響而向我們發出預警,例如內置全球衛星定位系統的衣服,能以光速交換數據的外套,或瞬間改變外貌的外套,Hans-Jurgen Hubner更預言紡織品能啟動藥物治療。”著名功能性紡織品供應商Schoeller公司的CEO Hans-Jurgen Hubner說。

一項調查結果表明,全球消費者都喜愛不需要過多打理的服裝,但不同國家的人對服裝的某些具體功能偏好不同。抗皺和易于打理始終是全球消費者較為了解和期望獲得的兩項特性。此外,對于天然纖維,例如棉,消費者也表示出始終如一的喜愛。至于全球消費者認知度較低的,例如吸濕快干,防紫外線,除臭,抗菌也有一定市場。消費者不僅了解這些功能性并進一步轉為購買行為。

我國功能性紡織品已經形成具有一定規模、品種相對齊全、功能日趨完善、發展相對穩定的產業格局,其研發和應用正向著多領域、多行業、多學科、產業化和產學研協同的方向發展,已涉及環保、醫療、衛生、礦業、熱帶農業、產業用紡織品、納米、化工等領域。如電磁輻射、防護服裝及其標準的研究、戶外運動功能紡織品的開發、印染廢水處理、天然染料及植物功能染料、鍍銀纖維、防蚊紡織品、功能性微膠囊、桑皮纖維、醫用循環減壓襪的研制等。相信隨著產品開發的不斷深入,功能性紡織品將是未來市場上的一支生力軍。然而,令人尷尬的是,目前國內基本還沒有專業專注于開發多功能紡織品的企業,功能性在很大程度上還處于被炒作概念的境地。

為了探討我國功能性紡織品的發展之策,近日,第九屆功能性紡織品及納米技術應用研討會在江蘇盛澤召開。對于功能性紡織品的檢測方法和功能性評定標準,與會者認為,目前雖部分已制定,但是很不完善,有的缺少檢測方法,有的缺少評定指標,急需配套完善。代表們建議,對已生產和應用但仍缺失標準的,要盡早研究出科學的檢測方法和合理的評價指標,以指導企業生產,保證功能性產品的質量?！敖?年要加快制定、修訂紡織品的防靜電、防螨、防霉、防紫外線、微磁場檢測與評價等功能性標準,加強對紡織品的防蟲蛀性能、防蚊性能、負離子性能、靜電性能、抗滲水性測定和評價標準的研究制定?！?/p>

研討會還出現了一個熱點內容,那就是“仿生”技術在紡織中的研究和利用。例如通過將孔雀羽毛的結構色和動態色中的光子晶體應用于紡織品中,結合納米仿生制備技術,人工模擬納米結構單元,將該結構生色機理用于紡織纖維行業中,改變傳統印染工藝,使紡織應用的新型“印染”顏色明亮且永不消失。