家紡產(chǎn)品功能整理技術(shù)的研究進(jìn)展

夏德慧

(江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料技術(shù)系，廣東 江門 529090)

1 前 言

從滿足鋪鋪蓋蓋、遮遮掩掩、洗洗涮涮的日常生活需求，到適應(yīng)追求時(shí)尚、個(gè)性、保健等多功能的消費(fèi)風(fēng)格，家用紡織品這個(gè)紡織行業(yè)曾經(jīng)的配角正逐漸成為市場新寵。來自中國家用紡織品協(xié)會的統(tǒng)計(jì)，目前我國家用紡織品的人均消費(fèi)性支出是衣著消費(fèi)的7%，而發(fā)達(dá)國家衣著消費(fèi)與家用紡織品消費(fèi)支出基本持平，家用紡織品人均消費(fèi)每增加一個(gè)百分點(diǎn)，年需求就可增加300多億元[1]。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，隨著人們對家用紡織品消費(fèi)觀念的變化及家用紡織品設(shè)計(jì)水平及質(zhì)量的提高，家紡市場巨大的消費(fèi)潛能將被釋放出來。多種保健功能集一身的家用紡織品能夠保護(hù)身體免受外界不良環(huán)境的侵?jǐn)_，增強(qiáng)身體的各項(xiàng)機(jī)能?，F(xiàn)今有許多具有保健功能的紡織品已經(jīng)投入生產(chǎn)并大量銷售，如芳香家用紡織品、遠(yuǎn)紅外保健家用紡織品、藥物保健家用紡織品、以及納米家用紡織品等等。

2 家用紡織品芳香整理技術(shù)

科學(xué)研究證明，許多芳香劑具有鎮(zhèn)定、殺菌、保健作用。近年來，各大公司發(fā)明了芳香療法。芳香療法通過刺激大腦皮層，改變氣血運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到清除疲勞，提高身體免疫力等效果。

2.1 芳香整理加工原理

芳香療法是通過聞香方法進(jìn)行的，可以用森林浴等沐浴型，也可以對織物進(jìn)行改性，加入芳香劑。加香的家用紡織品是聞香的良好媒介。服裝、床單、手帕、圍巾等多種紡織品，逐漸發(fā)展成為一種醫(yī)療輔助的用品。通過膠囊化可以極大地延長留香時(shí)，并且膠囊化還會對香精起到保護(hù)作用，使其不受環(huán)境的影響而發(fā)生變質(zhì)。

經(jīng)過香精微膠囊整理的紡織品國外已有出售，如長筒襪、緊身衣、毛衣、領(lǐng)帶，具有安神催眠、殺菌消毒等功能的紡織品。也可以將含有香精微膠囊的纖維用于填塞床墊、枕頭、動(dòng)物形狀的布玩具中。

2.2 香精微膠囊制備方法

一般來說，制作香精微膠囊的方法有三種：化學(xué)法、物理化學(xué)法和物理機(jī)械法?；瘜W(xué)法有界面聚合法、原位聚合法和液體中硬化法；物理化學(xué)法有凝聚法、相分離法、粉末法以及熔融分散冷卻法等；機(jī)械加工法有噴霧干燥法、靜電合成法等。物理機(jī)械法是制成各種開孔型的香精微膠囊常用方法之一，而另一種方法是用絡(luò)合包埋法把香精分子吸附到β—環(huán)糊精分子的中空腔中，然后噴霧干燥，這類微膠囊主要靠吸附作用，緩釋性不好，留香時(shí)間不長[2]。

家用紡織品中直接接觸身體的如床單以香味接觸殺菌等綜合作用為宜，而象窗簾等紡織品以香味刺激作用為主，品質(zhì)優(yōu)良的低溫黏合劑能使微膠囊牢固地附著在織物上，具有良好的耐洗滌性能。

3 家用紡織品遠(yuǎn)紅外整理技術(shù)

波長為2.5～25 μm的紅外線稱之為遠(yuǎn)紅外線。世界上的任何物質(zhì)，只要溫度處于絕對溫度零度以上，都可以發(fā)射紅外線，但只有在常溫下遠(yuǎn)紅外線的發(fā)射率達(dá)到0.65以上的紡織品，才能稱為遠(yuǎn)紅外紡織品。遠(yuǎn)紅外紡織品主要分為兩大類：一是采用具有遠(yuǎn)紅外功能的天然或種植的纖維材料制成的紡織品，如麻類、草類的遠(yuǎn)紅外織物。另一類是采用遠(yuǎn)紅外的陶瓷粉末和高分子載體相結(jié)合的遠(yuǎn)紅外纖維制作的紡織品。

3.1 遠(yuǎn)紅外線整理作用機(jī)理

遠(yuǎn)紅外線紡織品能在接受外界能量之后，輻射出3～25 μm的遠(yuǎn)紅外光波，而4～14 μm的遠(yuǎn)紅外波長具有一定的滲透力，能夠深入皮下組織，引起生物體中偶極子和自由電荷在磁場作用下發(fā)生排序震動(dòng)進(jìn)而引發(fā)分子、原子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，于是產(chǎn)生了熱反應(yīng)，使皮下組織升溫，進(jìn)而改善微循環(huán)，加強(qiáng)了細(xì)胞的再生能力，提高了免疫細(xì)胞的吞噬能力，促進(jìn)生物體的代謝及生長發(fā)育。

關(guān)于遠(yuǎn)紅外線纖維的保健原理大致有兩種觀點(diǎn):一種觀點(diǎn)認(rèn)為遠(yuǎn)紅外纖維吸收太陽向宇宙輻射的能量99%集中在波長為0.3～3 μm的區(qū)域內(nèi)，其中紅外部分占48.3%，遠(yuǎn)紅外線纖維中陶瓷顆粒似的纖維能充分吸收太陽光中的短波能量并以全能釋放出來，從而具有保暖、保健的功能。 另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，由于陶瓷纖維傳導(dǎo)率極低而輻射率高，因此遠(yuǎn)紅外纖維可以將人體散發(fā)的熱量積蓄起來，再以遠(yuǎn)紅外的形式放出，以增加織物的保暖性。除此之外，遠(yuǎn)紅外紡織品還有抗菌消臭的功能，個(gè)別文獻(xiàn)還報(bào)道遠(yuǎn)紅外織物有分解脂肪的效果。

3.2 使用遠(yuǎn)紅外家用紡織品的注意事項(xiàng)

(1)不論何種遠(yuǎn)紅外產(chǎn)品，都要接觸皮膚，效果才能充分發(fā)揮。

(2)含有丙綸、滌綸的遠(yuǎn)紅外紡織品，不要曝曬和用熱水洗滌，以免變形、變質(zhì)。

(3)如遇到極個(gè)別的出現(xiàn)過敏、肢體發(fā)麻、血壓升高等現(xiàn)象，可停止使用，一般不會對身體造成傷害。

4 家用紡織品納米整理技術(shù)

4.1 納米技術(shù)在紡織印染加工中的作用

物質(zhì)顆粒尺寸進(jìn)入納米級后，具有優(yōu)良的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，導(dǎo)致其在催化、光電、熱學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)等方面顯示出特殊的性能，在紡織、化工、電子學(xué)等諸多方面顯示出重要的價(jià)值。纖維科學(xué)界利用納米粒子的獨(dú)特性能，將其加入高分子纖維材料中，獲得了多功能纖維。這已成為紡織或化纖領(lǐng)域重要的研究方向之一，并且相繼開發(fā)一系列具有高性能多功能的新概念化學(xué)纖維，形成纖維行業(yè)獨(dú)樹一幟的高新產(chǎn)業(yè)體系[3]。

目前，納米材料的制備方法有三種: 固相法、液相法和氣相法。固相法是在干燥的球磨機(jī)內(nèi)將粉末顆粒重復(fù)研磨，制得的顆粒粒徑較大約100 nm。液相法有沉淀法、噴霧法，水熱法、溶劑揮發(fā)分解法和溶膠—凝膠法等。溶解沉淀法制備的納米粒子粒徑較小，適于實(shí)驗(yàn)室少量制備。氣相法有低壓氣體中蒸發(fā)法、濺射法等離子法，激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉淀法等，主要適用于大量制備粒徑較小的納米微粒。

納米材料在紡織工業(yè)中目前主要用于生產(chǎn)功能性化纖原料和作為一種新的功能助劑從而開發(fā)相關(guān)的功能性產(chǎn)品或取代其他助劑。納米材料在功能性家用紡織品開發(fā)中的應(yīng)用，主要集中在利用一些金屬及氧化物的納米級粒子所具有的特性，通過一定的方法加工到纖維中或處理到織物中，使紡織品具有特殊功能。目前加工方法有共混紡絲法、后整理法和接枝法三種。

4.2 納米紫外線屏蔽整理技術(shù)

多種物質(zhì)對光線都具有屏蔽防護(hù)的作用，如Al2O3、ZnO、MgO、TiO2、SiO2、CaCO3、稀土等。當(dāng)這些物質(zhì)制成超細(xì)粉末，其微粒粒徑尺寸與光波波長相當(dāng)或更小時(shí)，由于尺寸效應(yīng)導(dǎo)致光吸收或反射顯著增強(qiáng)，又因其比表面積極大，表面能高，與高聚物共混時(shí)，很容易相互結(jié)合[4]。尤尼契克等大公司已經(jīng)開發(fā)了一批具有抗紫外線輻射的纖維。研究表明，ZnO、TiO2等透明或白色的氧化物作為染整助劑時(shí)不影響紡織品的色彩效應(yīng)[5]。

通常，超細(xì)納米顆粒有凝聚趨向，首先要將它制備成穩(wěn)定的分散液是其應(yīng)用技術(shù)上的難點(diǎn)。為了防止其凝聚對納米顆粒進(jìn)行表面改性，最便捷的方法是使納米顆粒表面吸附一層表面活性劑，可制成水分散產(chǎn)品和含黏合劑的兩種產(chǎn)品。國外效果較好的產(chǎn)品有日本住友水泥公司開發(fā)的ZW涂層液和ZE涂層液兩種商品。

4.3 納米抗菌除臭整理技術(shù)

無機(jī)復(fù)合納米抗菌粉體廣泛應(yīng)用于塑料、涂料、纖維等產(chǎn)品。其抗菌機(jī)理一是接觸反應(yīng)，即抗菌制品中的銀離子與細(xì)菌接觸反應(yīng)后，造成微生物固有成分破壞或產(chǎn)生功能障礙。當(dāng)菌體失去活性時(shí)，銀離子又會從菌體游離出來，重復(fù)進(jìn)行殺菌活動(dòng)，因此其抗菌效果持久[4]。二是光催化反應(yīng)，在光的作用下銀離子能起到催化活性中心的作用，激活水和空氣的氧，產(chǎn)生羥基自由基

(—OH)和活性氧離子(O2-)，活性氧離子具有很強(qiáng)的氧化能力，能在極短的時(shí)間內(nèi)破壞細(xì)菌的增殖能力而使細(xì)胞死亡，從而達(dá)到抗菌的目的。

目前主要的方法是將ZnO和TiO2等無機(jī)納米級粉體加入到紡絲中制成具有抗菌除臭的功能性纖維，如已工業(yè)化生產(chǎn)的抗菌丙綸、抗菌滌綸，將粉體分散到一定的助劑中，借助黏合劑的作用加工到纖維表面。經(jīng)ZnO納米材料處理的棉織物，對金黃葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌均有顯著抑制作用。另外就是利用氧化鋅以抗真菌，這種抗菌粉體在合成纖維中加入1%就具有良好的抗菌性。此外，納米材料還可以制成抗靜電、抗電磁輻射家用紡織品和遠(yuǎn)紅外功能紡織品。

5 結(jié) 語

生態(tài)環(huán)保、舒適健康、回歸自然將成為二十一世紀(jì)人們對家用紡織品追求的時(shí)尚，綠色健康家用紡織品未來有著巨大的市場需求，加大新型綠色功能化紡織品的研究開發(fā)力度, 將是環(huán)保時(shí)代賦予科研人員的歷史使命。

[1] 王樹根，馬新安.特種功能紡織品的開發(fā)[M].北京：中國紡織出版社, 2003.

[2] 羅艷，李春燕，陳小立,等.香味微膠囊整理織物的游離甲醛和留香效果[J].上海紡織科技，2001(10):44-46.

[3] 楊棟梁.納米技術(shù)在染整生產(chǎn)中的應(yīng)用探討[J].印染，2002(1): 37-40.

[4] 丁巧英，張幼珠.納米 TiO2與稀土復(fù)配物對真絲綢的防紫外和防黃變作用研究[J].印染助劑，2010，27(3): 8-10..

[5] Algaba I.，Riva A.In Vitro Measurement of the Ultrvaiolet protection Factor of Appare Textiles [J] .Coloration Technology，2002，185(2): 65-69.