功能整理加工的发展趋势yd6809

戴瑾瑾   东华大学化学与化工学院

原载：2006全国纺织高新面料开发研讨会论文集

转载：浙江印染信息与技术2006/3-4；76-79

 

—、服用纺织品功能的演变

    服用纺织品最原始的功能是保护身体抵御寒冷和自然环境，后来开始追求美观或用来象征权力、地位，如古罗马时代，紫色是君王专用的色泽，而在中国黄袍一直是皇帝的特权。服装面料的功能经历了一系列的变化发展，现今流行面料更要求舒适、功能化。对面料的要求包括柔软性，皮肤舒适感和形态安定性等。

    一般而言，对纺织品功能整理有二种方法:物理法和化学法。

1、 物理整理

    主要是改进或恢复纤维潜在的优良品质，或赋予稳定的形态。

1·1  改进手感

    以消除纺织和染整加工中长期的拉伸作用而在纤维内产生的内应力，使纤维回复柔软本性的加工如Airo 1000处理，机械预缩，羊毛合纤织物罐蒸等。

1·2  形态稳定

    合纤织物热定形。羊毛织物洗呢、煮呢、热压等。棉织物拉幅、机械预缩可获得稳定的门幅和减少缩水，轧光电光产生光洁表面，叠层轧光产生更清晰的织纹，并改进手感。

2、 化学整理

2·1  柔软整理

    最常用的是柔软剂处理。以氨基硅油为代表，其作用是减少纤维间动态或静态摩擦作用，使纤维更易滑移而产生柔软的感觉。也可通过纤维细化来达到减少刚性的目的，如:

·涤纶碱减量；

·棉针织物纤维素酶洗；

     ·蛋白酶处理羊毛。

    纤维素纤维织物经液氯处理后，手感有明显的改进，效果持久。

2·2   防皱、免烫整理

    主要针对棉、麻等纤维素纤维织物。

2·2·1  超低甲醛整理剂

    以各类改性2D树脂为主。其商业应用的现状为:

      干态交联约占95%；

      潮态交联约占5%；

      湿态交联约占0.1%

    潮态交联可以生产最好的产品，但是要付出较高的费用，其工序为:浸轧交联剂→80℃烘干(织物剩余湿量8%-10%)→30-35℃堆置24小时→冰洗→烘干。

由于工序冗长，生产的可控性差，生产效率低。近来，Ciba公司和Monforts合作开发新项目——连续湿交联工艺[1]，并专门开发了整理设备。

         图1整理机组整体构造图

    该机组包括:

      ——带有J形箱的进布装置，

      ——预湿浸轧槽，

      ——空气通道，

      ——拉幅整纬器，

      ——拉伸单元，

      ——处理室，

      ——带J形堆布箱的落布架(出布速度约50m/min)。

    机组核心是干燥和停留部分，尤其是以下四个参数都得到很好的监测和控制:

      ——喷嘴处理的湿度，

      ——蒸发速率，

      ——室内气氛，

      ——残余湿度。

    该工艺是——种连续加工，生产效率高，工艺管理、过程控制可靠，可确保潮交联加工质量。

2·2·2  无甲醛整理剂

    以多元羧酸化合物为代表，仅少量使用。

2·2·3  合纤混纺

    合纤优良的回复性可以弥补纤维素纤维易起皱的缺点，如涤纶含量20-30%的涤/棉混纺织物可以获得树脂整理的效果。

2·3   阻燃整理

    目前，棉织物阻燃整理仍使用磷-氮类整理剂，以pyrovatex CP为最常见。Proben法(THPC，THPOH)阻燃整理对织物的强力影响小，手感亦较柔软，但加工的费用较高。涤纶则用含溴化合物可取得良好效果。

近年来，关于阻燃剂的致癌性和毒性问题，曾有过激烈争论[2]。经联合国卫生组织和国际性组织委托美国和西欧三家化学分析公司测定，对结果提出了报告，指出除锆系和铌系阻燃剂外，其他所有有机阻燃剂全部有致癌性(包括pyrovatex CP)，美国国会己研究在美国国土上禁止生产阻燃纺织品和禁止阻燃纺织品进入美国市场，欧盟也明确禁用阻燃剂。鉴于上述情况，急需开发新的能满足生态要求的阻燃剂。

二  服用纺织品功能整理新动向

    随着科学技术的快速发展，尤其是信息科技使生产效率化，人们面临着强大的工作压力身心容易感到疲劳，同时周围的环境污染也日趋严重，从健康的角度出发，对服用纺织品便提出了保健要求，如具有舒缓精神、清洁环境、保护肌肤等功能。

1、 清洁环境

    随着空气中负离子的保健功能不断为人们所认识，对负离子纺织品的研究日益受到重视。负离子纺织品用途广泛，不仅可用于内衣，服装，床单，被套，也可用于室内装璜，汽车内饰等，对这个专题杨栋樑教授已作了详尽的汇总[3]，有兴趣的读者可以参考。

2、香昧整理

上千年以前古代的人们就已经知道从天然香味植物中提取精油并用来治病，最早是将芳香植物蒸馏获得水溶液。19世纪开始就能将香精的重要成分分离。20世纪早期，—位法国化学家致力于研究香精的医学应用。—次在工作中，他的手臂严重烧伤，为减轻疼痛，他将烧伤的手臂浸到靠近的—个液体容器中，该液体内正好含有薰衣草精油，令人惊奇的是他的烧伤很快痊愈，而且不留疤痕。1928年，他首次在—篇文章中提出香芳疗法这—术语，并于1937年发表了—本专著。随后，相关的专著陆续问世[4]。

20世纪末到21世纪初，人们越来越热衷于天然产品的开发与应用，天然香精不仅用于医药·化妆品，香料等工业，还扩展到纺织品整理。这并不是说香精可以代替药，它仅是—种药物辅助剂，可提供很多生理和心理疾病的辅助治疗。

         表1   某些精油及其药用功效

精油种类

药效

松油

通过改变脑电渡使精神安定缓解压力。

玫瑰香精

松弛压力护肤法痘

柑橘香精

杀菌(尤其金黄色葡萄球菌)

柠檬香精

消毒杀菌增强循环系统

草莓和苹果香精

缓解压力

桉叶油

增进大脑活力集中思维对咽喉发炎、流感和咳嗽有疗效，缓解气喘，消毒杀菌。

薄荷香精

调节肠胃功能促进血液循环

薰衣草香精

改善消化功能，缓解抑郁，促进睡眠，治烫伤、虫咬，消肿。

茉莉香精

促进生理和心理的稳定消毒杀菌治疗抑郁症。

香茅醛精油

防止蚊子和昆虫叮咬

    由于上述精油都有较大的挥发性，用芳香剂整理纺织品的关键是持久性和缓释性。持久性指芳香剂能散发相当强度的香味，贮存时不被破坏，使用中能长期保留香味，且能耐反复洗涤。为获得缓释效果，一般把香精制成微胶囊，再借助适当的粘合剂或其他整理剂固着在纺织品上。

3、护肤效果加工[5,6]

    最有特色的是在服装面料(内衣)上施加含维生素的微胶囊，通过和皮肤间的摩擦，微胶囊中的维生素不断释出，达到滋养皮肤的目的。其中以VE效果最好。因VE是脂溶性的，可以为皮肤所吸收。VE具有抗氧化作用，还可以促进血液循环，抑制黑色素形成。日本Unitika公司推出用缓释VE整理的Activate加工，有良好的耐洗性。

    表2   Activate加工的全棉针织物的耐洗性

洗涤次数

VE残留率(%)

未洗

100

洗10次

72.7

洗30次

44.1

注：VE残留率用HPLC分析法测定

    此外，日本有关公司还推出用卵磷脂，卵壳膜等加工的纺织品。这种磷脂质转移到人体皮肤，能形成适于人类肌肤的皮膜，提高保湿性，控制静电发生，还兼有抗菌、防臭、抗紫外的功能。经磷脂质加工的布料，可缓和刺激物质对

肌肤的影响。

    以卵壳膜为原料制成的肌活性化纤维也已有生产性应用。伊藤忠等公司己开发了内衣、睡衣、童装等商品出售。

    4、瘦身效果的加工[5，6]

    据称某些芳香化合物能促进人体脂肪的燃烧。日本Unitika公司开发了几种具有瘦身效果的加工。

    Venus slim-G是在纺织品上施加含葡萄柚萃取成分的缓释整理剂，在穿着过程中，由于受到摩擦等外力作用，会不断发出葡萄柚的香味，刺激人体交感神经，促进体内脂肪分解，同时还使人情绪高昂。该加工适用于外衣面料。其整理效果持久，据称可耐20次家庭洗涤。

    Venus Slim-TA加工则是采用葵花油萃取精华处理，据称葵花油萃取精华具有控制人体对脂肪的吸收及提高脂肪分解酶活性的作用。此外，它还有抗氧化，促进血液循环的功效。

5、卫生整理

    卫生整理含二重意思：抗菌(细菌，真菌)和防臭。有关该专题已有多篇优秀的综述供参考[7-9]。日本东京都立产业研究所采用芥末开发防霉产品，用环糊精为载体，将芥末包复其中，应用于床上用品[5]。

    鉴于一些有机抗菌剂对人体或环境的不利影响，人们又开始转向无机抗菌剂，其中最有效的是银系抗菌剂。有人将粉碎到4nm左右的银粉施加到织物，细小的银粉可渗透到纤维内部，发挥抗菌作用[5]。

东华大学国家染整工程技术研究中心应用溶胶-凝胶对织物进行抗菌整理[10]，该法先用硅溶胶浸轧到棉织物上，通过适当处理，使之在织物上形成多孔结构的凝胶，再浸渍AgNO3溶液，使Ag+被包复到硅凝胶的孔隙中，其作用示意图为:

图2   溶胶-凝胶法原理示意图

●代表:抗菌剂、药物、染料、生物活性分子等

    经上述工艺处埋的织物有良好的抗菌作用，其耐洗性和Ag+浓度及处理条件有关。据测定，当硅溶胶处理的织物在0.3×10-3mol/L的AgNO3溶液中浸泡30分钟后，织物对大肠杆菌的抗菌能力达99.99%，经50次洗涤后，抗菌力仍保持99.55%。

众所周知，衣服、鞋袜等常会发出异味，这是因为某些细菌分解人体分泌物，如汗液，所产生的胺类物质造成,如果将细菌杀灭，则臭味就不会产生。所以防臭的有效途径是抗菌，但若采用一些有吸附能力的多孔材料，如泡沸石，环糊精，活性炭等处理织物，也有一定的防臭，防异味效果。

6、自清洁纺织品

    要维持纺织品不被沾污，我们最熟悉的就是拒污整理，即用含氟整理剂处理纺织品，形成低表面能的纤维表面，减少污垢沾附。这种方法有一定的防污效果，但如若由于摩擦，压力等作用，使处理织物沾上污垢，则很难清除。

香港理工大学开发的自清洁纺织品表面处理技术是一种更有效的途径[11]。该方法是利用溶胶-凝胶技术，将钛溶胶处理到织物上，在胶凝过程中，在织物上形成锐钛结构的钛凝胶。锐钛结构的Tio2在紫外线照射下，具有很强的氧化能力，可分解织物上的污垢，从而使织物保持清洁。

图3    自清洁机理示意图

    美国军队也已开发了一种能保持穿着数月不洗的军内衣，特别适合某种作战环境，如潜艇人员的穿着。该服装己作为军方正式装备，但目前暂不转入民用。

 参考文献

[1]K.V.Werach等，功能性衬衫和床用织物的生产设备和工艺参数，国防纺织学报，2005，No.10；33

[2]章杰，后配额时代禁用和限用的纺织化学品现状和对策，上海印染新技术交流研究会议文集，2005，10；97

[3]杨栋梁 王焕祥，负离子技术在纺织品上的应用近况，第六届全国印染后整理学术研究会议文集，2005，11；330

[4]  C. W. Kan, C. W. M. Yuan等, Aromatherapy in Textiles .Textile Asia, 2005，4；35

[5]建明 习慧，国际新型纺织印染产品的加工发展趋势，中国印染协会信息，2005，12；23

[6]建明 习慧，世界最新功能性面料解析，中国印染协会信息，2006，1；20

[7]杨栋梁，纺织品抑菌整理技术迸展的回顾(一)，全国染整新技术协作网简讯，第32期，2005，8；纺织品抑菌整理技术进展的回顾(二)，同上，第33期，2005，10

[8]刘学，纺织品抗菌生物整理的现状与展望，第六届全国印染后整理学术研讨会论文集，2005，11；287

[9] R. Purwar and M. Joshi, Recent developments in Antimicrobial finishing of Textiles Areview , AATCC Review, 2004，vol.4, No.3

[10]杨晓君 戴瑾瑾，溶胶-凝胶法制备抗菌织物的研究，第六届全国印染后整理学术研讨会论文集，2005，11；294

[11] J. H. Xin, Self-cleaning Textile Surface treatment using nanotechnology, Textile Asia,2005，11；60