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纺织新科》园地/第九期——纳米/1 |
采用纳米材料进行功能涂层整理的方法
资料来源；俞行——化工科技研究总院技研所（联系电话3601332277）
对于棉、毛、丝、麻等天然纤维，尤其是其中的棉纤维来说，采用纳米材料进行功能化加工是近期内正在开发的新技术，现以赋予抗紫外线功能的整理为例，棉织物具有种种优点，是人们夏、秋季节首选的服装面料，但是从抗紫外线的角度末看，棉织物对UV-A和UV-B波长段的紫外线都有较高的透过率，同时这种缺点在棉化纤的混纺织物中也表现出来了，从图1可以看到紫外线波长在200-300nm时(即UV-C的全部和UV-B的大部分范围内)，涤棉祖平布的紫外线透过率为一平缓的曲线，数值仅为同类棉粗平布紫外线透过率的1/5， 在UV-A段涤棉粗平布的曲线虽有总剧上升，但平均数值也只是棉粗平布的1/2，
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图一、 棉、涤棉织物的紫外线透过率曲线 |
据此可见，以棉纤维为代表的天然纤维在抗紫外性能方面存在着不足，必须设法加以弥补，而象化纤 那样将紫外线屏蔽剂或吸收剂直接施加在纤维内部的方法，在这里是无法采用的，只能用后整理 的方法来弥补，采用纳米级功能材料进行抗紫外整理的优点则在于:l、选用的材料主要为无机超细粉末，具有耐紫外线照射、耐热、无毒、稳定性强等特点(如纳米级氧化锌本身就是一种医用抗菌剂，又兼有屏蔽紫外线波长范围宽的特性)；2、主要功能是将紫外线屏蔽、反射至织物以外，而不象有机类紫外线吸收剂那样通过选择性吸收，从而井将紫外线的能量转换择放在织物内部；3、不影响纺织品的色牢度、白度和强度等。类似的优点在纳米材科对棉织物和棉化纤混纺织物进行抗菌除臭整理、抗紫外线一抗红外线整理 (即凉爽化整理)、远红外反射保健整理、抗静电整理、阴燃整理等功能整理时也都明显地表现出来，这就为天然纤堆和天然纤维-化纤混纺织物采用纳米级材料进行功能整理的可行性以及确保这类整理与织物进一步印染或其它整理过程的相容性。
采用纳米功能材料进行整理的工艺正在随着市场需求进行开发，主要的方法根织物的用途不问而分为浸轧法和涂层法等，这里主要的技术关键是要根据棉或棉-化纤织物的特性和整理的目的，选用相应配套的分散剂、增稠剂、粘合剂、稳定剂、柔软剂等助剂以及合理的成浆工艺、浆料稳定技术等。
用浸轧法进行纳米材料整理时主要用于生产村衫、T恤、帽子、男女体闲服等要求穿着柔软、舒适的夏、秋服装面料，而用各类涂布机经后处理在织物表面形成柔软的功能性薄层的是涂层法，其可广泛适用于多种纤维，整理功能均匀、持久，效果理想，可用于加工产业用布、装饰用布等。
用纳米材料对天然纤维和天然-化纤混纺织物进行功能性整理是一项从原材料、工艺，选用设备到市场都正处于开拓阶段的事业，期待着有更多的企业和企业家来投入并创造出丰硕的成果。
附；纳米材料涂层织物的实物质量测试数据
测试报告一；抗紫外透过率
送样单位：西北大学化工部科技总院
样品名称：整理后布料
测试内容：材料对UVB的衰减能力
测试条件：UVB（波长290-300nm）辐照度50W/m2
测试指标：
1． 材料粒子在单位面积粘胶膜中分布质量G（g/m2）条件下的透过率η（%）
η=（E/E0）×100
E0——入射辐照度（W/m2）
E——透射辐照度（W/m2）
2． 测试结果
七号样品最好（0.09%），四号样品最差（4.27%）
测试单位：西北纺织学院纺织材料测试中心1998/3/25
测试报告二；抗紫外透过率
送样单位：科技总院，中国纺科院
样品名称：整理后布料
测试内容：材料对UVB的衰减能力
测试条件：UVB（波长290-300nm）辐照度50W/m2
测试指标：
3． 材料粒子在单位面积粘胶膜中分布质量G（g/m2）条件下的透过率η（%）
η=（E/E0）×100
E0——入射辐照度（W/m2）
E——透射辐照度（W/m2）
4． 测试结果
编号
透过率η（%）
01（白色）
0.4
02（白色）
0.3
测试单位：西北纺织学院纺织材料测试中心2000/3/10
测试报告三；抗红外透过率
送样单位：西北大学化工部科技总院
样品名称：整理后布料
测试内容：材料对红外线的衰减能力
测试条件：红外线辐射器（电压225伏）距离600毫米
测试指标：
1． 红外线的透过率η（%）
η=（E/E0）×100
E0——入射辐照度（W/m2）
E——透射辐照度（W/m2）
2． 布表面内外的温度及温度差
测试结果：
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样品编号 |
透过率η（%） |
温度 |
正反面温差（℃） |
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背面（℃） |
辐照面（℃） |
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01 |
10.74 |
49.5 |
51.6 |
2.1 |
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02 |
11.11 |
49.0 |
50.5 |
1.5 |
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03 |
11.11 |
49.3 |
51.4 |
2.1 |
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04 |
11.11 |
50.7 |
52.6 |
1.9 |
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05 |
11.30 |
49.1 |
51.3 |
2.2 |
|
06 |
11.11 |
48.0 |
50.9 |
2.9 |
|
07 |
10.74 |
51.5 |
52.6 |
1.1 |
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08 |
10.19 |
49.3 |
51.5 |
2.2 |
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09 |
9.26 |
46.0 |
49.9 |
3.9 |
涂层织物正反面温度差；
注；温度测试时，平衡时间为10分钟，用红外测温仪测试，涂层面正对红外光源。是为辐照面，布的反面不受光直接照射，是为背面。
测试报告四；织物抗菌测试
送检单位：化工科技总院
检测单位：北京医科大学微生物学系
检测样品：抗菌织物NO。47（纯棉布），NO。48（涤棉混纺布）NO。49（纯涤纶织物）
检测目的：上述样品对金葡萄球菌，大肠杆菌的抑菌作用。（定量试验）
（一） 实验材料
1． 菌株；金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，本室保存。
2． 培养基；为本室制备的营养琼脂
（二） 实验方法；按本室常规
（三） 实验结果（抗菌%）
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涂层处理后的纯棉布 |
涂层处理后的涤棉布 |
涂层处理后的纯涤纶布 |
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抗金葡菌 |
抗大肠杆菌 |
抗金葡菌 |
抗大肠杆菌 |
抗金葡菌 |
抗大肠杆菌 |
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未洗涤 |
80.2 |
78.0 |
84.3 |
82.4 |
87.6 |
88.2 |
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洗涤50次 |
74.4 |
70.6 |
82.1 |
80.6 |
86.2 |
87.0 |
空白对照洗涤前后两种菌落均长满。1999/11/18
编者按：
1．文中透过率测试数据，都没有空白对比样；诸如；未经涂层的半制品，涂了未加纳米材料的空白涂料的涂层样品。也没有介绍坯布组织规格，因此数据所表现的整理水平尚无从查考。
从本文的一张紫外线透过率图表可以看出波长300nm，棉粗平布透过率是18%，涤棉粗平布透过率是﹤3%，由此可见一般。
2．卫生整理效果；纯棉80%，洗后74%，没有达到安全保证。（2000/12/12）