家纺产品功能整理技术的研究进展

2011-04-10夏德慧

化纤与纺织技术 2011年4期

夏德慧

(江门职业技术学院材料技术系，广东江门 529090)

1 前言

从满足铺铺盖盖、遮遮掩掩、洗洗涮涮的日常生活需求，到适应追求时尚、个性、保健等多功能的消费风格，家用纺织品这个纺织行业曾经的配角正逐渐成为市场新宠。来自中国家用纺织品协会的统计，目前我国家用纺织品的人均消费性支出是衣着消费的7%，而发达国家衣着消费与家用纺织品消费支出基本持平，家用纺织品人均消费每增加一个百分点，年需求就可增加300多亿元[1]。业内人士预测，随着人们对家用纺织品消费观念的变化及家用纺织品设计水平及质量的提高，家纺市场巨大的消费潜能将被释放出来。多种保健功能集一身的家用纺织品能够保护身体免受外界不良环境的侵扰，增强身体的各项机能。现今有许多具有保健功能的纺织品已经投入生产并大量销售，如芳香家用纺织品、远红外保健家用纺织品、药物保健家用纺织品、以及纳米家用纺织品等等。

2 家用纺织品芳香整理技术

科学研究证明，许多芳香剂具有镇定、杀菌、保健作用。近年来，各大公司发明了芳香疗法。芳香疗法通过刺激大脑皮层，改变气血运行状态，从而达到清除疲劳，提高身体免疫力等效果。

2.1 芳香整理加工原理

芳香疗法是通过闻香方法进行的，可以用森林浴等沐浴型，也可以对织物进行改性，加入芳香剂。加香的家用纺织品是闻香的良好媒介。服装、床单、手帕、围巾等多种纺织品，逐渐发展成为一种医疗辅助的用品。通过胶囊化可以极大地延长留香时，并且胶囊化还会对香精起到保护作用，使其不受环境的影响而发生变质。

经过香精微胶囊整理的纺织品国外已有出售，如长筒袜、紧身衣、毛衣、领带，具有安神催眠、杀菌消毒等功能的纺织品。也可以将含有香精微胶囊的纤维用于填塞床垫、枕头、动物形状的布玩具中。

2.2 香精微胶囊制备方法

一般来说，制作香精微胶囊的方法有三种：化学法、物理化学法和物理机械法。化学法有界面聚合法、原位聚合法和液体中硬化法；物理化学法有凝聚法、相分离法、粉末法以及熔融分散冷却法等；机械加工法有喷雾干燥法、静电合成法等。物理机械法是制成各种开孔型的香精微胶囊常用方法之一，而另一种方法是用络合包埋法把香精分子吸附到β—环糊精分子的中空腔中，然后喷雾干燥，这类微胶囊主要靠吸附作用，缓释性不好，留香时间不长[2]。

家用纺织品中直接接触身体的如床单以香味接触杀菌等综合作用为宜，而象窗帘等纺织品以香味刺激作用为主，品质优良的低温黏合剂能使微胶囊牢固地附着在织物上，具有良好的耐洗涤性能。

3 家用纺织品远红外整理技术

波长为2.5～25 μm的红外线称之为远红外线。世界上的任何物质，只要温度处于绝对温度零度以上，都可以发射红外线，但只有在常温下远红外线的发射率达到0.65以上的纺织品，才能称为远红外纺织品。远红外纺织品主要分为两大类：一是采用具有远红外功能的天然或种植的纤维材料制成的纺织品，如麻类、草类的远红外织物。另一类是采用远红外的陶瓷粉末和高分子载体相结合的远红外纤维制作的纺织品。

3.1 远红外线整理作用机理

远红外线纺织品能在接受外界能量之后，辐射出3～25 μm的远红外光波，而4～14 μm的远红外波长具有一定的渗透力，能够深入皮下组织，引起生物体中偶极子和自由电荷在磁场作用下发生排序震动进而引发分子、原子的无规则运动加剧，于是产生了热反应，使皮下组织升温，进而改善微循环，加强了细胞的再生能力，提高了免疫细胞的吞噬能力，促进生物体的代谢及生长发育。

关于远红外线纤维的保健原理大致有两种观点:一种观点认为远红外纤维吸收太阳向宇宙辐射的能量99%集中在波长为0.3～3 μm的区域内，其中红外部分占48.3%，远红外线纤维中陶瓷颗粒似的纤维能充分吸收太阳光中的短波能量并以全能释放出来，从而具有保暖、保健的功能。另一种观点认为，由于陶瓷纤维传导率极低而辐射率高，因此远红外纤维可以将人体散发的热量积蓄起来，再以远红外的形式放出，以增加织物的保暖性。除此之外，远红外纺织品还有抗菌消臭的功能，个别文献还报道远红外织物有分解脂肪的效果。

3.2 使用远红外家用纺织品的注意事项

(1)不论何种远红外产品，都要接触皮肤，效果才能充分发挥。

(2)含有丙纶、涤纶的远红外纺织品，不要曝晒和用热水洗涤，以免变形、变质。

(3)如遇到极个别的出现过敏、肢体发麻、血压升高等现象，可停止使用，一般不会对身体造成伤害。

4 家用纺织品纳米整理技术

4.1 纳米技术在纺织印染加工中的作用

物质颗粒尺寸进入纳米级后，具有优良的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，导致其在催化、光电、热学、力学、电磁学等方面显示出特殊的性能，在纺织、化工、电子学等诸多方面显示出重要的价值。纤维科学界利用纳米粒子的独特性能，将其加入高分子纤维材料中，获得了多功能纤维。这已成为纺织或化纤领域重要的研究方向之一，并且相继开发一系列具有高性能多功能的新概念化学纤维，形成纤维行业独树一帜的高新产业体系[3]。

目前，纳米材料的制备方法有三种: 固相法、液相法和气相法。固相法是在干燥的球磨机内将粉末颗粒重复研磨，制得的颗粒粒径较大约100 nm。液相法有沉淀法、喷雾法，水热法、溶剂挥发分解法和溶胶—凝胶法等。溶解沉淀法制备的纳米粒子粒径较小，适于实验室少量制备。气相法有低压气体中蒸发法、溅射法等离子法，激光诱导化学气相沉淀法等，主要适用于大量制备粒径较小的纳米微粒。

纳米材料在纺织工业中目前主要用于生产功能性化纤原料和作为一种新的功能助剂从而开发相关的功能性产品或取代其他助剂。纳米材料在功能性家用纺织品开发中的应用，主要集中在利用一些金属及氧化物的纳米级粒子所具有的特性，通过一定的方法加工到纤维中或处理到织物中，使纺织品具有特殊功能。目前加工方法有共混纺丝法、后整理法和接枝法三种。

4.2 纳米紫外线屏蔽整理技术

多种物质对光线都具有屏蔽防护的作用，如Al2O3、ZnO、MgO、TiO2、SiO2、CaCO3、稀土等。当这些物质制成超细粉末，其微粒粒径尺寸与光波波长相当或更小时，由于尺寸效应导致光吸收或反射显著增强，又因其比表面积极大，表面能高，与高聚物共混时，很容易相互结合[4]。尤尼契克等大公司已经开发了一批具有抗紫外线辐射的纤维。研究表明，ZnO、TiO2等透明或白色的氧化物作为染整助剂时不影响纺织品的色彩效应[5]。

通常，超细纳米颗粒有凝聚趋向，首先要将它制备成稳定的分散液是其应用技术上的难点。为了防止其凝聚对纳米颗粒进行表面改性，最便捷的方法是使纳米颗粒表面吸附一层表面活性剂，可制成水分散产品和含黏合剂的两种产品。国外效果较好的产品有日本住友水泥公司开发的ZW涂层液和ZE涂层液两种商品。

4.3 纳米抗菌除臭整理技术

无机复合纳米抗菌粉体广泛应用于塑料、涂料、纤维等产品。其抗菌机理一是接触反应，即抗菌制品中的银离子与细菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当菌体失去活性时，银离子又会从菌体游离出来，重复进行杀菌活动，因此其抗菌效果持久[4]。二是光催化反应，在光的作用下银离子能起到催化活性中心的作用，激活水和空气的氧，产生羟基自由基

(—OH)和活性氧离子(O2-)，活性氧离子具有很强的氧化能力，能在极短的时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。

目前主要的方法是将ZnO和TiO2等无机纳米级粉体加入到纺丝中制成具有抗菌除臭的功能性纤维，如已工业化生产的抗菌丙纶、抗菌涤纶，将粉体分散到一定的助剂中，借助黏合剂的作用加工到纤维表面。经ZnO纳米材料处理的棉织物，对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌均有显著抑制作用。另外就是利用氧化锌以抗真菌，这种抗菌粉体在合成纤维中加入1%就具有良好的抗菌性。此外，纳米材料还可以制成抗静电、抗电磁辐射家用纺织品和远红外功能纺织品。