医用防透视面料的研发与产业化yd20325

徐宏 李达 张正松

作者简介：徐宏 高级工程师，主要研究方向为纺织工程、医疗卫生用纺织品

作者单位：徐宏，中国纺织信息中心：李达、张正松，舟山欣欣化纤有限公司．

【摘要】本文在防透涤纶长丝的研发基础上，优化防透单纤维的截面结构，以及防透涤纶长丝的复合结构和规格；制得了防透涤纶短纤维与棉纤维等新肤性好的其他纤维的混纺纱线，由该纱线作为经纬纱织造、或由该纱线与防透涤纶长丝交织，制得兼顾防透视效果和服用舒适性、符合医护人员使用习惯的白色服装面料．解决了长期困扰的夏季衣着暴露的问题。

【关键词】防透视；复合结构纤维；TiO2纳水粉体；防透视涤纶纤维

【中图分类号】TSI55．6 文献标志码：A

目前绝大部分医院采用白色工作服，以白色表达和保障其洁净与卫生，从而提高诊疗环境中的洁净程度，实现对病员和医护人员的一种保护。但是目前白色工作服多为涤／棉混纺织物或纯棉织物，视觉遮蔽性较差，夏季相对轻薄的白色工作服极易暴露内衣和身体轮廓；如果为了提高遮蔽性而在工作服内加穿衬衣衬裤，则产生炎热难耐问题。针对这个问题，全国医疗卫生用纺织品科技推广中心与舟⋯ 斤欠欣化纤何限公司、浙江新建纺织有限公司成立项目组，通过采用防透涤纶短纤维与棉纤维混纺成纱后织造、或与防透涤纶长丝交织制成白色防透视面料，可为医务工作者提供防透视服装，改善医护人员和医院的整体形象。

具体思路是，在防透涤纶长丝的研发基础上，优化防透单纤维的截面结构以及防透涤纶长丝的复合结构和规格；并为适应目前防透纺织品尚未达到大批量生产需求的现状，研发由防透涤纶长丝FDY经集束和牵伸制得防透涤纶短纤维的生产装备与加工技术，为以后直接大批量纺制防透短纤维提供过渡性的生产方式；防透涤纶短纤维与棉纤维等亲肤性好的其他纤维混纺制成纱线，由该纱线作为经纬纱织造、或由该纱线与透涤纶长丝交织，制得兼顾视觉遮蔽效果和服用舒适性、符合医护人员使用习惯的白色服装面料。

1 国内外研究现状

纤维防透视加工最早采用单纤维细旦化技术及在此荩础上的截面异形化、多孔化和表面糙化等措施，效果有限，不能起到显著的防透效果。目前防透纤维，主要采用添加高折射率或高吸收率粉体的方法来实观，添加的粉体包括二氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钙、碳酸钙、硫化锌或碳黑等。

我国从2005年开始研究防透涤纶长丝及面料，并成功应用于海军士兵的衬衣、水兵服、夏裤、裙子以及军官礼服。其主要技术特征就是采用金红石型TiO2作为高折射率粉体，根据米氏散射定理和人眼对光波波长的敏感性选择确定TiO2颗粒的粒径分布，并采用菊瓣式复合纤维的喷丝板进行纺丝。这种防透涤纶长丝凡立丁面料自2007年以来一直装备海军士兵，并在2009年将防透涤纶长丝的细度和结构进行优化后应用于军官的夏季礼服，也得到良好的防透效果。

2 防透涤纶短纤维的研制及小批量加工生产线建设

2.1 防透涤纶长丝的改造

海军用防透涤纶长丝是双组分复合结构的仿毛涤纶长丝，利用双组分长丝的热收缩率差异形成皮层蓬松、芯层刚挺的仿毛结构，满足了军服面料需要兼顾良好弹性手感和刚挺风格的要求。

但是，单丝细度和复丝细度均较粗的仿毛防透涤纶长丝并不适合医卫服装等民用纺织品，夏季服装也不需要强调仿毛手感。而且长丝织物也不符合医用工作服的风格特征，如果采用长丝与短纤维纱交织的方法，则可以提高面料的悬垂性和视觉遮蔽效果，并且如果在经向采用长丝，在适当的捻度设计和定捻处理后，可以避免浆纱加工过程，简化加工工艺。

本文在原海军用356 dtex／144 f仿毛防透涤纶长丝生产的基础上，试制了356 dtex／156 f、330 dtex／184 f、230dtex／156 f、210 dtex／156 f不同规格不同结构的防透长丝。通过降低复丝和单丝细度，使复合结构防透仿毛涤纶长丝具有比军用防透长丝更柔软的手感，及通过增加复丝中的单丝根数，增加了界面，增加了反射和散射的机会，进一步提高了防透效果。

此外，针对不需要仿毛效果的织物，研制了单丝结构仍为菊瓣型复合结构，但复丝结构为单一纤维的DTY，其规格为300 dtex／156 f、l70 dtex／72 f、l67dtex／108 f、138 dtex／108 f、l11 dtex／72 f、83 dtex／72等。这种简单结构复丝的截面仍具有多界面、强散射的特征。

2.2 防透涤纶短纤维的研制

由于医用工作服面料多为短纤纱织物，材质多为涤棉织物或纯棉织物。短纤纱织物在手感上比较柔软，不会过于光滑，但抗皱性和悬垂性比长丝织物差。本文通过试制发现，经纱采用防透涤纶长丝、纬纱采用防透涤纶短纤维与棉纤维混纺而成的短纤纱，可兼顾以上各方面的性能要求。因此，进行了防透涤纶短纤维的研制。

防透涤纶短纤维的规格应该是棉型化纤。同时为了增加防透效果，应该选用在可顺利纺纱的前提下，适当降低防透涤纶短纤维的细度，以增加界面，增加反射和散射，从而增强视觉遮蔽效果。因此，本文设计的防透涤纶短纤维的规格为1.3 dtex×38 nlm。防透涤纶短纤维的截面形状如图l所示，可知其具有能从不同入射方向散射光线的功能性结构。

图1防透涤纶短纤维的截面结构

2.3 小批量加工生产线建设

防透涤纶短纤维的生产，在有足够大的需求量时，显然应该采用在普通涤纶短纤维生产线上，在纺丝螺杆之前加装注人防透母粒的注射器的办法来进行大批量的防透短纤维生产。但由于目前视觉遮蔽纺织品尚未形成大的需求，故应该采用过渡性的加工方法。即对防透涤纶长丝进行集束→上油→卷油→牵切的办法制成毛型防透涤纶短纤维条，或通过集束→上油→卷曲→切断的办法制成棉型防透涤纶散纤维。本文制得的棉型防透涤纶短纤维的性能指标如表1所示。

表1棉型防透涤纶短纤维指标

具体的工艺流程包括：集束架→上导丝架→下导丝架→八辊导丝机→浸油槽→第一七辊牵伸机→水浴牵伸槽→第二七辊牵伸机→蒸汽加热箱→第三七辊牵伸机→三辊叠丝机→张力架→蒸汽预热箱→卷曲机→皮带输送机→铺丝机→丝束定形机→曳引张力机→切断机→风送

系统→打包机。

3 医用夏季白色防透工作服面料的研制

为了适应医用工作服的传统风格，并兼顾穿着舒适性，本文开展了以含防透涤纶短纤维的短纤维混纺纱为主要原料的防透面料研发。试制过程中的典型样品如表2所示。其中还包括采用防透涤纶长丝为芯纱、外包棉纤维制成的包芯纱织物，以及防透长丝与含防透短纤的短纤纱交织织物。

表2短纤纱及长丝／短纤纱交织的防透面料典型试样织造工艺

上述含短纤维样品的视觉遮蔽级别均为4级，达到了良好的视觉遮蔽效果；在手感风格上比较接近医用工作服的传统面料，并且有较高的抗起毛起球等级(均为4级及以上)；含防透涤纶长丝的面料有更高的弹性恢复率，缓弹250°左右，要比纯短纤纱织物高20。；沸水收缩率均小于1.5％。2类织物的经向弯曲长度为2.25～2.30 cm，纬向弯曲长度为1.7～2.0 cm左右，手感软硬适中。但防透涤纶长丝为经纱且组织为2／1斜纹时，织物表面的化纤感较强。

表3 5#医用面料放样生产

表3所列为具有防透视功能的5#面料，在面密度上采用了偏轻设计。由于采用了防透涤纶且具有良好的视觉遮蔽效果，故可以降低面料的克重，使穿着者更加凉爽。因此，在纱支设计上也比1#、2#面料稍低；在经纬纱搭配上，为了与医院现在使用的织物风格更加一致，也采用了纬向是涤纶长丝的结构。5#面料以166 g／m2的克重获得4级防透等级，并具有超过11000 g／(m2·d)的透湿量以及超过95 mm／s的透气量，可以判断，其视觉遮蔽性和穿着舒适性可以满足医用工作服的使用要求。

4 结论

采用所研发的防透涤纶纤维为视觉遮蔽元素， 以防透涤纶短纤维与棉纤维混纺制备的短纤维纱以及防透涤纶长丝为原料，交织而成的夏季医用工作服面料，在克重低于原医用工作服面料的同时，具有良好的视觉遮蔽效果，新研发的防透视织物的防透视效果可达到同规格白色面料的2倍。同时可兼顾凉爽性和舒适性，手感风格符合医用夏季工作服的使用要求，并可望推广到其他夏季轻薄服装使用。

以高折射率粉体TiO2形成强散射的防透织物，因TiO2的存在，在实现视觉遮蔽效果的同时，具有降低阳光辐射下的升温程度、不经抗菌整理即可具有抗菌效果、以及抗紫外效果的功能。

参考文献

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