纺织品服装的功能性及其检测标准

2015-04-18贺志鹏

纺织科学与工程学报 2015年4期

贺志鹏

(1.中国纺织信息中心，北京100742;2.中国纺织工业联合会检测中心，北京100025)

随着人类生活水平的提高，对于纺织品服装等已经从最初的遮体、保温等最基本的服用性能要求逐渐提升到了功能纺织品的高度。此外，如今纺织品在石油、化工、航天等各个领域的应用也需要通过对纺织品进行特殊的整理赋予其功能性来满足行业应用需求。同时，功能性的赋予给纺织品带来了极大的附加值，早已成为当前纺织品研究的重要课题。

1 功能纺织品服装的定义及功能性分类

功能纺织品服装是指通过物理、化学或两者相结合以及生物方法等处理手段，使外观和内在品质获得提高并被赋予某种特殊功能的纺织品服装等产品。常见纺织品服装功能性有阻燃、抗菌、防紫外线、抗静电、防辐射、负离子、远红外等。

2 纺织品服装的功能性及其测试方法

2.1 拒水拒油功能

这里所说的拒水功能和通常意义上的防水功能是有明显区别的。具有拒水功能的纺织品既具有良好的拒水性，又具有透气和透湿性，织物的手感和风格不受影响，只有在水压相当大的情况下织物才会发生透水现象。防水是在织物表面涂布一层不透气的连续薄膜，如橡胶等，即使在外界水压作用下也有高的抗水渗透能力，但往往不透气和不透湿，穿着也不舒适。主要应用于风雨衣、雨伞、遮盖布等纺织品。近年了，随着人类对于服装穿着舒适性要求的不断提高，一种新的“防水透湿”功能性产品逐渐走入了人们视野，其介于防水整理和拒水整理之间，兼具二者优点，既防水又透气，但加工工艺较为复杂。

目前国内相关评价标准主要有:GB/T 4744－2013《纺织品防水性能的检测和评价静水压法》(修改采用ISO 811)，GB/T 4745－2012《纺织品防水性能的检测和评价沾水法》(修改采用 ISO 4920)和GB/T 23321－2009《纺织品防水性水平喷射淋雨试验》(修改采用ISO 22958)。从各标准的名称及适用范围可知3项国家标准均适用于防水功能产品的评价，其中GB/T 23321－2009的适用范围中提到适用于各种经过及未经过防水(或拒水)后整理的纺织织物，但其测试方法也仅局限于防水性能的测试，并未提及其透气和透湿性能;其它两项标准均未提及拒水功能，范围明确提出仅适用于测定织物的防水性能。此外AATCC 35《抗水性淋雨测试》与AATCC 42《抗水性冲击渗水性测试》的测试范围中虽然提及了适用于拒水整理的织物，但同国标一样，单一的指标并不能完整评价其拒水性能。可见当前标准中专门针对拒水性能的测试及评价标准尚属空白，尚需要多项不同的相关标准配合测试方可。

拒油性则有GB/T 19977－2005《纺织品拒油性抗碳氢化合物试验》(修改采用ISO 14419)。此外还有AATCC 118《拒油性抗碳氢化合物测试》等标准。

2.2 抗菌卫生功能

抗菌卫生整理是利用对人体安全的抗菌整理剂，通过物理的或化学方法施加于织物上，使织物获得抗菌、抑菌，防霉、防臭、保持清洁卫生的加工。其目的是使纺织品服装在服用过程中，抑制以汗和污物为营养源的微生物繁殖，同时防止由此释放的气味、防止传染疾病、降低公共环境的交叉感染，防止织物被微生物侵蚀降低使用价值。

常用抗菌整理效果评价方法主要有GB/T 20944.1－2007《纺织品抗菌性能评价第1部分:琼脂平皿扩散法》(参考:ISO 20645)，GB/T 20944.2－2007《纺织品抗菌性能评价第2部分:吸收法》(参考:ISO/DIS 20743)和 GB/T 20944.3－2008《纺织品抗菌性能评价第3部分:振荡法》。琼脂扩散法适用于机织物、针织物、非织造物和其他平面织物;吸收法适用于羽绒、纤维、纱线、织物和制品等各类纺织品;振荡法适用于羽绒、纤维、纱线和织物，及特殊形状的制品等各类纺织品，尤其适用于非溶出型抗菌纺织品。琼脂平皿扩散法通过抑菌带宽度来表征抗菌效果，后两种通过抑菌率来表达。除此之外，还有AATCC 100《纺织材料抗菌整理剂的评价》，AATCC 147《纺织材料抗菌性能评价:平行条纹法》，AATCC 174《地毯抗菌性能的评价》以及ASTM E 2149－01《动态接触条件下非溶出性抗菌剂抗菌活性测定的标准试验方法》和JIS L 1902《纺织品抗菌性能及抗菌效果试验》。

防霉整理是抑制或杀死真菌，GB/T 24346－2009《纺织品防霉性能的评价》规定了采用培养皿法和悬挂法测定和评价纺织的防霉性能，此外，在GB/T 20944.3－2008《纺织品抗菌性能评价第3部分:振荡法》方法中试验测试菌种有真菌(白色念珠菌)，国外标准有AATCC 30《抗真菌活性:纺织品防腐和防霉性能评价》。

防臭性能的检测同样并无专门的标准，在国家强制标准GB 18401－2010《国家纺织产品基本安全技术规范》中有涉及异味的检测，采用嗅觉法。

2.3 抗静电功能

纺织品之间或与其他物体摩擦时，可能带电。而织物带电后易吸污沾土、缠裹身体，影响服用。此外，织物带有较高静电荷时，甚至会产生火花放电，在易燃易爆环境中穿着时容易造成事故。具有抗静电功能的纺织品服装其机理一是抑制静电产生，二是增加纤维对电荷的传导作用，消除静电的积累，两者互有联系。

GB/T 12703－2008《纺织品静电性能的评价》中提供了7种测试方法，包括静电压半衰期法，电荷面密度法，电荷量法，电阻率法，摩擦带点电压法，纤维泄露电阻以及动态静电压法。其中电荷量法适用于各类服装及其他纺织制品，其他产品可参照执行;纤维泄露电阻法适用于各类短纤维泄露电阻的测定;动态静电法适用于纺织厂各道工序中纺织材料和纺织器材静电性能的测定，其他方法适用于各类纺织品但不适用于铺地织物。铺地织物国内尚无相应的评价方法，国外有ISO 6353《纺织铺地物静电习性评价法行走试验》，ISO 10965《纺织铺地物电阻的测定》以及AATCC 134《地毯的静电效应》等。GB/T 30131－2013《纺织品服装系统静电性能的评定穿着法》提供了服装系统静电性能的评价方法。此外，AATCC 115《织物静电吸附:织物与金属测试》则用于评价特定织物由于静电荷产生而引起的相对吸附性，AATCC 84《纱线的电阻》用来测定以天然纤维或再生纤维纺织纱线的电阻，日本标准则有JIS L 1094《机织物和针织物的静电性测试方法》。

2.4 防紫外功能

适度的紫外线照射对人体是有益的，它能促进维生素D的合成→促进钙、磷在体内的吸收→帮助骨骼生长发育;杀菌、消炎作用。但过度的紫外线照射容易引起角膜炎、结膜炎，诱发皮癌、人的免疫能力下降。臭氧层破坏1%，到达地球表面的紫外线增加2%，皮肤癌发病率增加4%，人的免疫能力下降。

减少紫外线透过量途径主要有两种:一是增加织物对紫外线的吸收;二是增强织物对紫外线反射和散射。紫外线防护性能通常用紫外防护系数UPF表征(即纺织品对紫外线的防护能力)，其定义为紫外线对未防护皮肤的平均辐射量与经被测试织物遮挡后紫外线平均辐射量的比值。UPF值越高，表示防护能力越强。根据国家标准GB/T 18830－2009《纺织品防紫外线性能的评定》，当UPF＞40，且T(UVA)AV＜5%时可称防紫外线产品。此外，国内还有 SN/T 2558.1－2010《进出口功能性纺织品性能检验规范第1部分:防紫外线性能》检验检疫标准，国外标准有AATCC 183《紫外辐射通过织物的透过或阻挡性能》，EN 13758.1《纺织品日光紫外线防护性能服装面料试验方法》;澳大利亚/新西兰标准AS/NZS 4399《日光防护服评定和分级》，主要用于确定紧贴于皮肤的防护纺织品、服装和其他防护用品(如帽子)的紫外线透射率，同时提出了对抗紫外线辐射标签的要求，是测试方法与标签要求结合为一体的标准。

2.5 阻燃功能

阻燃纺织品服装指由阻燃纤维制成的纺织品或经阻燃整理，不同程度地降低了可燃性，在燃烧过程中能显著延缓其燃烧速率，不会起明焰燃烧，并在离开火焰后能迅速自熄，停止燃烧，无阴燃、续燃现象，具有不易燃烧性能的纺织品服装。

国内现行阻燃测试标准有GB/T 5454－1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》(非等效采用ISO 4589)，GB/T 5455－1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》(非等效采用JIS 1091)，GB/T 8745－2001《纺织品燃烧性能织物表面燃烧时间的测定》(等效采用 ISO 10047)，GB/T 8746 －2009《纺织品燃烧性能垂直方向试样易点燃性的测定》(修改采用ISO 6940)以及GB/T 14644－2014《纺织品燃烧性能 45°方向燃烧速率测定》和GB/T 14645－2014《纺织品燃烧性能45°方向损毁面积和接焰次数的测定》。根据不同的测试方法，以上标准适用范围和测试目的以及测试指标各有不同，其中GB/T 5455－1997明确提出用于测定各种阻燃纺织品的阻燃性能，其余则无此规定。此外，日本标准还有JIS L 1917《织物表面闪燃的燃烧性试验方法》。

2.6 护肤功能

纺织品服装作为人体的“第二层皮肤”，尤其是贴身织物其功能整理逐渐被人所重视，国内外许多科研机构开发了许多以动物类和植物类为主的整理剂，对织物进行护肤整理特殊加工。如深海鲛鱼油具有保湿、滋润与保护等功能;胶原蛋白可以补充皮肤各层所需的营养，使皮肤中胶原活性增强，有滋润皮肤等功能;芦荟具有保湿、消炎、止痒、抗过敏、软化皮肤、抑汗防臭等功效。

但目前国内外尚无相关专门针对纺织品服装的类似检测方法来评价经护肤整理后织物的功能特性。只有散见于相关研究论文的一些测试方法，如对试样进行吸收水分和释放水分的测试，评价整理后织物的保湿效果，分别将处理前与处理后的织物包覆于手臂，测试皮肤表面含水率的变化来评价其对皮肤的抗皱效果等。

2.7 芳香功能

芳香整理纺织品不仅可以让人从心理上感到愉悦，而且可以起到医疗保健作用。芳香整理离不开植物精油，它以挥发的形式散发出香味。其具有净化空气与杀菌、提供细胞营养、平衡身心、免疫功能以及天然的防腐特质等特性。

芳香整理的持久性国内外也尚无相应的测试标准，由于当前芳香整理采用微胶囊整理工艺较多，因此研究人员通常采用将整理后的织物经有机溶剂萃取，此时精油会溶解于相应的有机溶剂，并通过测定吸光光度的方法来进行评价。

2.8 防蚊虫功能

蚊虫除直接叮刺吸血、骚扰睡眠外，更严重的是传播多种疾病。因此，防蚊虫整理受到野外作业人员、露营者和军人等的欢迎。经过防蚊整理的服装，由于具有蚊虫厌恶的气味，蚊虫便不愿在含有驱蚊剂的地方多做停留，从而发挥驱避作用。

GB/T 30126－2013《纺织品防蚊性能的检测和评价》国家标准采用驱避法和强迫接触法测定防蚊性能，需要对蚊虫进行培养，其中驱避法需要将试样赋予人体或供血器上，此法需先进行攻击力测试，测试合格方可进行下一步试验。

2.9 防蛀功能

羊毛在各种天然纤维中是一种深受人们喜爱的天然蛋白质纤维，但在储存和服用期间，羊毛及其制品易发生蛀蚀。纯毛织物，特别是纯毛地毯最易被蛀蚀，食毛的蛀虫很多，大致有两类，一类是鳞翅目蛾蝶类的衣蛾;另一类是鞘翅目甲虫类的皮蠢虫。它们以角蛋白质为食料，每年4－10月是最活跃时期，但其在干燥低温或阳光照射下则很难生存。如果在制品的生产过程中，使其具有抑制和杀死蛀虫的性能，使蛀虫不能在织物上生存，便能达到防蛀的目的。

近期研究制定并批准发布的国家标准GB/T 29776－2013《纺织品防虫蛀性能的测定》(等同采用ISO 3998)规定了某些蛀虫幼虫的防蛀性能测试方法，是将选定的蛀虫幼虫放置于已知质量的控制样和试样上，14天后，以试样的质量损失、损害程度和幼虫的成活情况来进行综合评定的。

2.10 防过敏功能

过敏是一种机体的变态反应，是人对正常物质(过敏源)的一种不正常的反应，当过敏原接触到过敏体质的人群才会发生过敏。其中皮肤过敏最常见。目前防过敏整理尚处于研究阶段，商品化的整理剂较少，同时由于过敏原的多样性，一种整理剂达到的效果实属有限。其中，尘螨便是一种过敏源，尘螨个小，肉眼不可见(长约0.33mm)，喜欢温暖潮湿的环境，主要以人的皮屑为食，床上被褥里最多，在整理床铺、抖搂被褥时最易引发症状。GB/T 24253－2009《纺织品防螨性能的评价》规定了使用驱避法和抑制法对防螨性能进行评价，此外，国外标准有AATCC 194《纺织品在长期测试条件下抗室内尘螨性能的评价》。

此外，花粉作为一种过敏源，也备受关注，GB/T 29864－2013《纺织品防花粉性能试验方法气流法》提供了一种测试方法，主要用于口罩织物及其制品的测试。

2.11 远红外功能

远红外纺织品作为集蓄热保温、保健和抗菌功能于一体的产品而备受关注，从20世纪80年代开始，世界各国的科研人员便开始对其进行研究。远红外纺织品是将远红外陶瓷与纺织品有效地融合后，可在很宽的波长范围内吸收环境或人体发射出的电磁波，并辐射出波长在2.5μm～30μm的远红外线，具备促进血液循环，调节新陈代谢，减小水分子缔合度和提高细胞活性的功能纺织品。

根据检索资料显示国外尚无与远红外纺织品相关的检测标准，国内有关标准有4项，即FZ/T 64010－2000(2014)《远红外纺织品》、GB/T 18319－2001《纺织品红外蓄热保暖性的试验方法》、GB/T 30127－2013《纺织品远红外性能的检测和评价》以及CAS 115－2005《保健功能纺织品》。检测方法主要有温升法、发射率法和人体实验法三种。此外，研究人员应用较多的还有热阻CLO值法、传热系数法和不锈钢锅法等。

2.12 防辐射功能

在电子技术与电磁波应用技术高速发展的同时，也带来了电磁波污染。电磁场污染源主要包括两大类，即自然电磁场与人工电磁场源。电磁辐射污染对人体的危害主要有:是心血管病、糖尿病、癌突变的主要诱因;对人体生殖系统、内脏器官、神经系统、免疫系统会造成危害，例如研究表明低频微波辐射对男性生殖健康有一定的影响;电磁辐射可导致孕妇流产、不育、胎儿畸形等病变;电磁辐射直接影响儿童发育、骨髓发育，导致视力下降等;电磁辐射可使性功能下降，女性内分泌紊乱等。

目前，国内外尚无此项检测标准，各地方和企业有自己的测试方法，中国纺织工业联会会检测中心制定有中国流行面料技术要求 TM 8.1防辐射织物测试方法—测试窗法和TM 8.2防辐射服装测试方法—仿真法。

2.13 负离子功能

随着健康和环保的理念逐渐深入人心，人们对纺织品提出了更高的要求，具有卫生保健及环保功能的负离子功能纺织品日益受到关注，其产品应用非常广泛，其对人体的呼吸系统、神经系统、血液系统以及免疫系统均有良好作用，此外，还有祛除异味、抑菌、抗菌、除尘等作用。

见诸报道的负离子测试方法主要有开放式法(手撮法、静置法)，封闭式法(测定室法、测试箱法、平磨法、悬垂摆动式测试法)。国家标准GB/T 30128－2013《纺织品负离子发生量的检测和评价》采用平磨法进行测试。此外，国内有建材行业的JC/T 1016－2006《材料负离子发生量测试方法》可供参考，国外有由日本“机能性ION协会”组织专家研发制造的测量仪器和测量方法蓝本《空気中のイオン密度测定方法》，已制定为JIS规格(日本国标)于2006年11月20日公布。

2.14 防污、易去污功能

防污是指纺织品在使用过程中不会被水性污垢和油性污垢所润湿造成沾污，也不会因静电原因而吸附于的尘埃或微粒纤维或织物表面;易去污，是指织物一旦沾污后，污垢在正常的洗涤条件下容易洗净，而且织物在洗涤液中不会吸附洗涤液中的污物而变灰。

目前国内相关测试标准主要有GB/T 30159－2013《纺织品防污性能的检测和评价》，GB/T 19977－2005《纺织品拒油性抗碳氢化合物试验》和FZ/T 01118－2012《纺织品防污性能的检测和评价易去污法》，其中GB/T 30159包括两部分:耐沾污性和易去污性，国外有AATCC 118《拒油性抗碳氢化合物测试》，AATCC 130:2010《去污性:油渍清除法》和ISO 14419:2010《纺织品拒油性抗碳氢化合物试验》。

除以上所介绍的功能之外，一些常见的研究较为深入的如抗皱功能，以及尚在研究的新型整理功能如凉爽整理功能、防刺痒整理功能等在此文中未涉及到。

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