竹纖維在紡織品設(shè)計中的應用

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1. 江西服裝學院，江西 南昌 330201；2. 江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330201

2018年美國人口普查局公布世界人口已經(jīng)超過74億，每年消耗大量的紡織纖維。目前，紡織纖維的來源主要是天然纖維和化學纖維(包括合成纖維和再生纖維)兩大類[1]。天然纖維由于受到耕地面積的限制和生產(chǎn)成本的提高，其產(chǎn)量持續(xù)下降；化學纖維中的合成纖維主要以煤、石油和天然氣等非可再生資源為原料制成，其應用前景隨著這些非可再生資源的耗盡和部分合成纖維制品降解困難等問題，面臨諸多挑戰(zhàn)[2]。竹纖維是一種纖維素纖維，其生產(chǎn)及應用過程對環(huán)境造成的污染都較少，而且具有天然的抗菌性，非常契合目前綠色環(huán)保及功能化的消費理念[3]。此外，我國具有豐富的竹林資源，可以為竹纖維的生產(chǎn)提供原料保障。本文將介紹我國的竹纖維概況，概述竹纖維在紡織品中的應用，總結(jié)竹纖維的發(fā)展趨勢，以期為竹纖維的進一步研究及應用提供參考。

1 竹纖維的概況

竹纖維是一種綠色纖維，它是以竹子為原料，通過物理或化學的方法把纖維素從竹子中提取出來而形成的。烘燥、梳理、整理等后處理工序，不但可以提高竹纖維的可紡性，而且加工過程對人們賴以生存的環(huán)境造成的污染較少，其制品具有天然抗菌性及光澤優(yōu)良、吸濕放濕性能好、抗靜電等[4]。竹纖維按加工工藝不同主要分為竹原纖維、竹槳纖維和竹炭纖維三類。

1.1 竹原纖維

竹原纖維是一種新型環(huán)保綠色纖維，在GB/T 11951—1989《紡織品天然纖維術(shù)語》中被稱為天然纖維，也是一種可以“呼吸”的纖維[5]。竹原纖維是通過物理與機械手段相結(jié)合的方法，經(jīng)過預處理、脫膠、烘干、軟化及開纖等過程，去除竹子中的果膠、木質(zhì)素、半纖維素等雜質(zhì)，從竹子中分離出來的纖維[6]。其中，預處理的目的是將竹子形成較小的竹原纖維。

在電子顯微鏡下觀察竹原纖維，可以看到其橫截面中空，縱截面有裂痕，其縱向形態(tài)如圖1所示。中空和裂痕決定了竹原纖維具有良好的吸濕透氣和導濕性能，這使得竹原纖維紡織品具有較好的干爽舒適性。竹原纖維主要由纖維素組成，具有良好的抗菌能力和防紫外線性能。在國內(nèi)，竹原纖維的分類并未統(tǒng)一，一般按其用途分為紡織用竹原纖維和復合用竹原纖維。

圖1 竹原纖維縱向形態(tài)

1.2 竹槳纖維

竹槳纖維又名再生竹纖維，它的生產(chǎn)方式有黏膠纖維紡絲法和溶劑纖維紡絲法及濕法紡絲法等[7]。首先將竹子處理成竹片，然后通過化學手段處理竹片形成竹槳，再把竹漿加工成適合紡絲的竹漿粕，最后經(jīng)適當?shù)募徑z工藝制得竹漿纖維。

與竹原纖維相比，竹槳纖維的綠色環(huán)保性和保健性較差，但可紡性明顯提高。竹漿纖維的生產(chǎn)較多地采用黏膠纖維紡絲法。首先用硫酸鹽蒸煮竹漿；然后采用多段漂白工藝制備竹漿粕，其中的α-纖維素質(zhì)量分數(shù)達93%以上；接著用堿液和二硫化碳處理竹漿粕，使其溶解在NaOH溶液中形成黏膠溶液；最后通過濕法紡絲工藝制成竹漿纖維[8]。

1.3 竹炭纖維

竹炭纖維及面料制備工藝流程如圖2所示[9]。首先利用納米技術(shù)將竹炭微粉化，然后以黏膠為載體與竹炭微粉母?；旌希俳?jīng)傳統(tǒng)的黏膠纖維紡絲工藝流程得到竹炭纖維，后經(jīng)紡紗、織造制成面料。此外，在紡絲液內(nèi)添加不同顏色的母粒，可制備色彩多樣的竹炭纖維，這有效地拓展了其應用范圍。

圖2 竹炭纖維及面料制備工藝流程

竹炭纖維因有獨特的微孔結(jié)構(gòu)，具備除臭功能和超強的吸附能力，并且可吸收油煙味、異味、氨、甲醛、甲苯等對人類不利的物質(zhì)[10]。此外，竹炭纖維還具有優(yōu)良的抗菌防霉、發(fā)射遠紅外線、自動調(diào)節(jié)濕度、吸濕快干、抗靜電、抗電磁波輻射及抗起毛起球等性能[11]。

2 竹纖維在紡織品中的應用

竹纖維的面世對紡織領(lǐng)域具有非凡的意義，竹纖維紡織品的出現(xiàn)提升了人們的生活檔次。當今，越來越多的竹纖維應用于紡織品，包括服裝用紡織品(如內(nèi)衣)、家居用紡織品(如床上用紡織品)和產(chǎn)業(yè)紡織品(如繃帶、護士服、口罩等醫(yī)用紡織品)等[12]。

2.1 服裝用紡織品

隨著綠色環(huán)保的觀念逐漸深入人心，竹纖維在服裝用紡織品中的應用日益廣泛，其中以竹漿纖維純紡及其混紡或交織面料的應用最為廣泛。

2.1.1 服裝面料

竹纖維與其他纖維按不同比例進行混紡或交織，會改變服裝面料的性能及風格。竹纖維與棉纖維混紡不僅可滿足消費者追求自然的消費理念，還能有效改善竹纖維因剛性大不夠柔軟的缺點。竹纖維與滌綸混紡可提高面料的抗皺性、挺括性和保形性。竹纖維與大豆纖維混紡可有效提高服裝面料的光澤度、手感和可加工性。竹纖維與真絲混紡制得的服裝面料，染色性能好，穿著清涼、舒適，手感柔軟，而且改善了真絲面料不能機洗、抗皺性不佳、不挺括的缺點，適用于夏季服裝[13]。趙博等[14]將竹纖維和黏膠纖維的混紡紗與棉紗交織得到的交織彈力雙層面料，透氣吸濕性好，而且手感柔軟、豐滿。2002年5月29日北京夢狐服飾有限公司首次推出了綠色環(huán)保的竹纖維服裝，不但色牢度高而且顏色鮮艷，通過圖案花型和服裝款式的配合，有效增加了服裝的美感和時尚感。近年來，由于人們對竹纖維針織內(nèi)衣的青睞，竹纖維在針織服裝面料上的應用也越來越多。

2.1.2 鞋襪

在人們的日常生活中，鞋和襪是最容易生長細菌的衣物。因此，開發(fā)具有抗菌功能的鞋襪產(chǎn)品具有一定的市場前景。張赟琦等[15]設(shè)計了4種竹纖維/滌綸配比方案(即質(zhì)量比為0/100、10/90、20/80、30/70)，然后通過針刺加工制成鞋墊，其編號分別為D1、D2、D3、D4。測試結(jié)果表明，竹纖維能明顯改善鞋墊的透氣性及抗菌性，但鞋墊的力學性能變差，當竹纖維含量為30%時鞋墊的綜合性能較優(yōu)。4種配比方案下鞋墊的透氣性如圖3所示。

圖3 4種配比方案下鞋墊的透氣性

2.2 家居用紡織品

竹纖維具有柔軟順滑的特性，因此適合用于家居用紡織品面料設(shè)計。利用竹纖維的防紫外線、抗菌除臭及吸濕透氣等特點，開發(fā)生態(tài)環(huán)保的竹纖維家居用紡織品。

2.2.1 床上用紡織品

隨著生活質(zhì)量的提升，人們對床上用紡織品的要求除了保暖、容易洗滌、便于鋪蓋等日常需求外，還要求環(huán)保、舒適、保健和時尚等。其中竹漿纖維床上用紡織品的應用較廣泛，主要分為床品套件和被毯產(chǎn)品兩大類。床上用紡織品面料設(shè)計師通過纖維原料、紗線細度、紗線排列、織物組織和染整工藝等方面的配合，設(shè)計出各種具有不同特點的產(chǎn)品，如圖4所示。例如，利用竹漿纖維與亞麻混紡面料，可設(shè)計干爽透氣的床上用紡織品；利用竹漿纖維與蠶絲混紡面料，可設(shè)計檔次較高的床上用紡織品[16]。劉夢環(huán)等[17]分別采用環(huán)保型SANITEX AGS-200S型抗菌劑和NLD-02型阻燃劑整理竹纖維家用紡織品面料，得到了較好的防螨和阻燃效果。

2.2.2 巾類

日常生活中使用的竹纖維巾類產(chǎn)品有竹纖維浴巾、毛巾、方巾、廚巾及餐巾等。這類產(chǎn)品常以棉紗作為地紗和緯紗，竹纖維紗線作為毛圈而織成。竹纖維巾類產(chǎn)品在色澤和去油去污能力方面均優(yōu)于棉纖維巾類產(chǎn)品，且具有防霉保健及抑菌抗菌功能，在市場上表現(xiàn)出強勁的競爭力。山東豪盛集團是國內(nèi)首家開發(fā)竹纖維巾類產(chǎn)品的企業(yè)，設(shè)計開發(fā)的“巾品世家”品牌竹漿纖維巾類產(chǎn)品(圖5)在國內(nèi)市場上反響良好[18]。

圖5 “巾品世家”品牌竹漿纖維巾類產(chǎn)品

2.3 產(chǎn)業(yè)用紡織品

竹纖維紡織品具有經(jīng)濟環(huán)保、抗菌抑菌等特點，非常符合部分產(chǎn)業(yè)用紡織品的要求。

2.3.1 醫(yī)用紡織品

竹纖維已大量使用在口罩、繃帶、手套、紗布和護士服等醫(yī)用防護品中，主要利用其較高的抑菌能力和良好的親膚性。此外，竹纖維因具有較好的透氣性、吸濕性和抑菌性，在尿布、婦女衛(wèi)生巾、紙尿褲等一次性衛(wèi)生用品中也有一定的應用。周坤友等[19]采用竹纖維紗布層、棉纖維紗布層、抑菌層、促愈層和止血層復合形成多功能醫(yī)用繃帶，可以達到較好的抑菌止血和促進創(chuàng)傷愈合效果。目前還出現(xiàn)了竹纖維腰背護具，其利用竹炭纖維的吸濕排汗、蓄熱保暖、防霉抑菌的優(yōu)良性能。此外，采用竹炭纖維制成靠墊、坐墊，可以有效緩解因風濕關(guān)節(jié)炎誘發(fā)的坐骨神經(jīng)痛。

2.3.2 車飾紡織品

中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，每年需要大量的車飾產(chǎn)品。竹原纖維可以應用在汽車地毯、內(nèi)裝飾、安全帶和座椅面料(圖6)等設(shè)計中。此外，竹原纖維復合材料車飾產(chǎn)品除了具備防震、隔聲和隔熱功能，還有輕質(zhì)、高強度、高剛度等優(yōu)良性能，已經(jīng)成為汽車生產(chǎn)商開發(fā)車飾產(chǎn)品的新材料。

圖6 竹原纖維汽車座椅面料

3 結(jié)語

竹纖維在紡織品中的應用越來越廣泛，竹纖維紡織品具有廣闊的市場前景。目前，竹纖維主要應用在服裝和家居領(lǐng)域，在產(chǎn)業(yè)用紡織品中也有一定的應用。但竹纖維具有易變形、極易脆斷及抱合力差等缺點，需要與合成纖維混紡，以有效提升產(chǎn)品的耐磨性、彈性及挺括性等。竹纖維紡織品已從單一的功能化逐漸向兼具時尚、功能和科技的一體化設(shè)計發(fā)展。