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新型纤维服装的洗涤与整烫

2008-10-23 00:00
中国商业联合会洗染专家委员会主任,中国服装集团公司总工程师,东华大学(原中国纺织大学)教授,国家服装行业生产力促进中心副主任    闻力生

    近代专门从事人体、服装、环境这三者之间相互关系的科学研究称之为服装工效字(ergonomics of clothing),不管如何研究,总是将服装放在一定的约束环境下,人体能够获得着装的舒适性作为第一目标、第一要求。随着全球经济增长,发达国家及发展中国家在服装的流行款式、流行色彩、流行面料、服装质地、服装品牌、服装价格、服装的洗涤维护、服装的合身性和服装的舒适性等方面的要求与选择也有所不同,据香港H.K.TDC市场调查反映,发达国家消费者已将服装的舒适性要求放在第一位,而将服装品牌、价格、洗涤维护等放在次要地位。发展中国家,例如我们国家的消费者尚处在将价格、品牌、质地、洗涤维护保养放在主要位置上,这是经济条件和对服装意识的综合结果。随着经济的发展,随着服装产品发展规律的发展,人们总是要趋向对服装要求同一性,这就是人体着装的舒适性。进入21世纪,对服装的所有研究与发展无不着眼于舒适性。服装是当代科学艺术文化载体,面料是服装的第一物质,因此服装的舒适性研究关键是服装面料的研究,但面料的本质是纤维,新型纤维是当代服装科学技术的最高反映。

    20世纪末和21世纪初,服装所用的新型纤维不管在天然纤维还是在化学纤维方面都有所创新、有所发明。在天然纤维中除了原有的动物、植物和矿物纤维外,发明了天然彩色棉纤维、免毛羊毛棉花纤维、大麻纤维、萝布麻纤维、甲壳纤维、陶瓷纤维、麦饭石纤维等;化学纤维除了原有的人造纤维、合成纤维外,发明了Tencel纤维、Modal纤维、TacTal纤维、AceTeT纤维、大豆蛋白纤维、蜘蛛蛋白纤维、牛奶纤维、竹纤维、金属纤维以及众多合成纤维的差别化、细旦化、复合化、功能化的纤维,如图。 

新型纤维服装的洗涤与整烫(图1)

    以上这些创新或发明的新型纤维主要着眼于做成服装后的舒适性、环保性和功能性来研究开发的,现着重介绍以下新型纤维的形成与特性,以及它们制成服装后的洗涤与整烫。 

    一、舒适性纤维及其服装

    1Tencel纤维——在我国称“天丝”。

    TENCEL是英国考陶尔兹公司生产的新一代再生纤维素纤维的商品名称,我们国内通常称木浆织物,其学名为“LYOCELL”,是国际人造纤维局“BISFA”命名的,英国考陶尔兹公司经过十年的努力,率先推出以溶剂法制造的“TENCEL”,并投入批量生产。

    TENCEL是采用溶剂法工艺将纤维直接溶解于化学溶液中,在短时间内即可得到纺丝原液,然后将纤维素溶液纺制成长丝或短纤维,再将纺丝工艺中用过的溶剂回收再利用。整个生产工艺是物理过程,完全不同于传统粘胶纤维的生产工艺化学过程。采用的化学溶剂是氧化胺(N—甲基吗啉氧化物NMMO)是一种无毒无腐蚀性的有机溶剂,它在室温下为水合晶结体,含水率为13.3%,熔点是76,生产过程中溶剂回收率99%,可以循环使用。因此整个纤维生产过程无毒无污染,它所用的原料主要是以木材为主的纤维素资源,可以不断自然再生,有些国家采用以人工营造速生阔叶树木作为原料基地,原料资源丰富,产品使用后的废品可以降解,不会对环境造成二次污染,所以“TENCEL”被纺织界称为二十一世纪的绿色纤维,用其制成的织物也被人们称为环保织物。环保产品符合当前社会文明发展的潮流,该织物已越来越深得人们的普遍认同,并受到特别重视,其发展的结果将取代污染严重的粘胶纤维。

    我们大家知道:涤纶纤维强度好,但吸湿性差,而粘胶纤维其吸湿好,但强度太差,TENCEL纤维同时具备了这两个纤维的优点,其强力接近涤纶纤维,又克服了粘胶纤维湿强差的缺点,其主要性能指标为:

 

吸湿性%

干强(CN/dtex

湿强(CN/dtex

粘胶纤维

13

2.5

1.1

 

0.4

4.5

4.3

TENCEL

11

4.3

3.9

    TENCEL纤维可纺性强和粘胶纤维一样,可纺长丝也可制短纤TENCEL是“友好纤维”,能和棉、麻、毛、绢丝、羊绒、涤纶等各种纤维进行混纺,制成不同规格的各种纱支,制成织物具有吸湿性好、抗静电、上色鲜艳、悬垂性好、手感柔软、布面光泽和顺、外观酷似真丝,是理想的高档服装面料。虽然由Tencel纤维所制作的服装缩水率低、尺寸稳定、吸湿、透气、悬垂飘逸、触感独特、穿着舒适,但作为纤维素纤维,它仍存在抗皱性能差,常需作防皱处理。Tencel纤维在190温度下受热30分钟,其强度及伸长率下降10%多,说明它有好的耐热性能,用高份量Tencel制作服装特别是经过树脂防皱处理的服装不宜干洗,而适宜水洗,其整烫温度拟控制在120140

    2Modal纤维——木代尔(摩代尔、模代尔)纤维。

    木代尔(modal)纤维是奥地利兰精公司生产的新一代纤维素纤维,木代尔(modal)纤维是由山毛榉木浆粕制成。浆粕的产生和纤维的产生是在对环境无大量污染的情况下进行的,所以是一种新型绿色纤维科技产品。

    Modal纤维的主体属天然纤维素纤维,它是采用对人体无害的有机溶剂在特定条件下,溶解天然纤维,再经过液流纺丝及后处理加工而形成的,其残液的排放对环境无害。Modal纤维取之于大自然,而后又可通过自然界的生物降解回归大自然,充分体现了它绿色环保再生的特性。

    木代尔(modal)纤维的优点是将天然纤维的豪华质感与人造纤维的实用性合二为一。它具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽。而且吸水透气性都优于棉,同时,可在传统的染整设备上进行加工。因此,木代尔(modal)纤维可采用其它纤维素纤维相同的染料。具有较高的上染率。织物颜色明亮、饱满、印花图案分色清晰。

    木代尔(modal)纤维的另一个特点是可与其他纤维混纺。如:羊毛、羊绒、棉、麻、丝、聚脂纤维等。一方面可以提高纱纺的强度,降低不均匀率。另一方面可以提升布料的品质,使面料能保持柔软、顺滑。充分呵护肌肤,使肌肤享受前所未有的舒适感觉,所以它号称“人的第二皮肤”。

    从最近一项对美国消费者调查研究中显示,80%的美国消费者对服装舒适性作为首选。而服装的舒适性又取决于三个主要感观因素。即热舒适、触觉舒适和压力舒适。木代尔(modal)吸湿性强,透气性好,因此符合热舒适的特点。同时木代尔(modal)产品因其手感柔软,舒爽有佳,所以国外同行一直为其良好的触觉感与压力舒适度津津乐道。实践证明,用木代尔(modal)生产的各类休闲服装,正以每年15%的递增速度畅销于美国市场。

    另据一份资料显示,在欧洲天丝和木代尔(modal)产品销量比约为17。可见木代尔(modal)产品销售已远远超过天丝销量。目前欧洲运用木代尔(modal)原料成功开发并生产各类内衣、浴巾、床上用品、时装面料等,市场占有率正逐年上升。

    木代尔(modal)纤维,进入我国市场虽有3年多时间,但其市场份额正在不断扩张。粘胶纤维、Modal纤维及棉纤,三者都属纤维素纤维,但在各项性能指标上,却存在着明显的差异,见下表:

粘胶

Modal

强力(cN/tex

26

35

28

湿强(cN/tex

13

19

30

湿模量(cN/tex/5%

3

6

5

吸湿率(%

81

75

42

    可见Modal具有高强力,纤维均匀的特点,湿强力约为干强力的59%,优于粘胶的性能,具有较好的可纺性与织造性。由于纯Modal原料形成的面料,松软、无骨架,并由于其原纤倾向,造成起绒现象,影响织物外观风格,所以常用Modal纤维与其他纤维进行混纺,制作面料与服装。它与棉、毛、丝、麻等混纺可改善它们的性能并提高视觉效果,制做针织、机织时装等。例如,用Modal与棉混纺,增强纤维间摩擦,减少Modal纤维异动;同时引入氨纶类弹力丝,增强产品弹性,消除Modal无骨架弊端。三种原料成份的协调配合,使得产品服用性能更加完美,可以作提花女装和T恤面料。

    用Modal混纺织物制作的服装也适宜于水洗,不适宜干洗,其整烫温度可控制在120140℃。

    3、大豆蛋白纤维——又称“天绒”。

    大豆蛋白质分子量大,形状为球状,要获得纤维必须分解球状,再加上其他工艺措施,才能获得纤维。从世界研制蛋白纤维的历史来看,1894年就有人在明胶液中加入甲醛进行纺丝,制成明胶纤维;1904TODTENHAWPT曾从牛乳中提取酪素纤维;1938年英国ICI公司研究花生蛋白质纤维;1939CDRN PRODUCT REFINING公司生产球蛋白纤维,商品名为VICRA ARDILENFIBRE1945年美国研制大豆纤维,取名叫做SOYLON,但该纤维强力差、色黄、无法产业化;近年来,日本东洋纺研制牛奶蛋白与丙烯腈接技而成;1996年美国Dupont公司研制玉米蛋白纤维,它是将玉米蛋白质溶解于溶剂醇中干法纺丝,当然也可以将球状蛋白溶解于浓碱中(PH值在11.312.7之间),然后加入甲醛或多聚羧酸类交联剂进行湿法纺丝;2000年美国“JAOCS”杂志上曾介绍戌二醛作交联剂的大豆高聚物纤维等等,以上这些研制,均未见有产业化成果。我国从豆渣中(含35%蛋白质)提取球蛋白,经过功能助剂改变球蛋白空间结构,然后经湿法纺丝而成,目前我国已有数千吨大豆蛋白纤维产业化生产。其生产工艺流程如下:豆渣浸泡→提取蛋白→纺丝溶液配制→过滤→湿法纺丝→热处理→交联→烘干→卷曲→热定型→切断。我国现在生产的大豆蛋白纤维纤长在38-76mm之间,细度在0.85-1.5D之间。

    大豆蛋白纤维具有非常好的可纺性、可织造性,可与棉、毛、丝、麻及合成纤维混纺、交织、制成各种不同一般的高档机织物面料和针织物面料。由于其蛋白纤维属性,具有可降解性,但其降解性时间又比牛奶蛋白纤维长(牛奶纤维降解周期短而应用受到一定限制),因此是绿色生态纤维的一种。大豆蛋白纤维做的服装,贴身穿着的内衣感到特别舒适。它具有优良的导湿性、保暖性、悬垂性、耐酸碱性、抗紫外线性以及柔软性等。由于大豆蛋白纤维和粘胶、羊毛类似,耐酸不耐碱,在进行水洗时,PH值不拟太大,中性偏上即可。又由于大豆蛋白纤维其耐热性能较差,特别是耐湿热性更差,所以洗涤后服装整烫温度控制较重要,一般可参考涤毛产品,温度控制在120左右为好。

    4、蛹蛋白纤维——其实是一种粘胶与蛹蛋白丝组成的复合纤维。

    蛹蛋白丝生产状况的好坏关键在于蚕蛹蛋白的提纯,首先对蚕蛹进行挑选,筛去死蚕、僵蚕和腐烂变质的蚕蛹,及时烘干,立即脱脂和温水洗漂,待蚕蛹完全溶胀以后再进行粉碎磨细和蛋白抽提,然后过滤、脱色、脱臭、漂洗、过滤、干燥,提取的蛋白质,称为蛹酪素(PC)。蛹蛋白纤维丝是由两种交聚物混合纺丝获得的,即蛹酪素(PC)是从蚕蛹中提纯的蛋白,含有18种氨基酸,分子量约为120万,溶于稀碱溶液,其溶液粘度稳定。粘胶中纤维素的分子量约为57万。从分子结构上所具有的功能看PC具有-COOH-NH-OH;纤维素有-OH,它们都是亲水基团,因而PC和纤维素两种高聚物有条件共混,达到共聚物改性的目的。将两种高聚物组分混合,借助粘胶人造丝设备进行湿法纺丝。由于两种结构差异大的高聚物,无论怎样混合,两种高聚物之间界面的作用力较薄弱,在凝固和拉伸过程中,粘度小的容易跑在纤维的外层。PC溶液的粘度较粘胶的粘度小得多,故纤维成形时,蛋白质能聚集在纤维的表面。所以说,蛹蛋白丝是综合利用高分子改性技术、化纤纺丝技术、生物工程技术将蚕蛹蛋白经特有的生产工艺配制成纺丝液,再同粘胶按比例共混纺丝,在特定的条件下形成的具有稳定皮芯结构的蛋白纤维,由于蛹蛋白液与粘胶的物理化学性质不同,使蚕蛹蛋白主要聚集在纤维表面。从蛹蛋白丝织物的测试分析来看,蛹蛋白丝集真丝和粘胶人造丝优点与一身,具有舒适性、亲肤性、染色鲜艳、悬垂性好等优点,其织物光泽柔和,手感滑爽,透湿、透气性好,作为纺织原料,其具有很好的织造性能和服用性能。

    由于蛹蛋白液与粘胶的物理化学性质的不同,其混合胶在经酸浴凝固再生时,蛋白质主要聚集在丝条的表层,因此,在穿着蛹蛋白丝织成的织物时,与人体直接接触的是蛋白质,具有蚕丝的与皮肤的相容性和保健性能。蛹蛋白丝是由十八种氨基酸组成的高蛋白纤维。这些氨基酸大多是生产营养剂,与人体皮肤的成份极为相似,其中丝氨酸、苏氨酸、亮氨酸等具有促进细胞新陈代谢,加速伤口愈合,防止皮肤衰老的功能;丙氨酸可防止阳光辐射及血蛋白球下降,对于防止皮肤瘙痒等皮肤病均有明显的作用;还对肩周炎、风湿性关节炎、胃炎和干性皮肤的滋润等均有保健作用。由于蛹蛋白丝是一种优良的纺织原料,可以与真丝一样,制成重绉、乔其、针织物和机织物,制成各类内衣、衬衫、T恤等服装。由于蛹蛋白丝的耐酸不耐碱,因此在碱性或高温环境中,蚕蛹蛋白容易受到破坏,从而影响丝条手感和服用性能。建议蛹蛋丝服装的洗涤、保养条件如下:

    ①不能用碱性洗涤剂清洗,应用中性皂、洗洁精或丝毛洗涤剂等中性洗涤剂。

    ②洗涤温度不大于50.

    ③不可用漂白性太强的洗涤剂。

    ④水洗时要随洗随浸,不可长时间浸泡;洗涤时要“轻洗”,以免起毛或裂口;洗涤完毕,轻轻压挤水分,切忌拧绞;洗后忌曝晒,应在阴凉通风处晾干。在小于120温度下整烫。

    5、海岛超细纤维——又称海岛绒、超真皮、仿麂皮。

    天然皮革由于其高强度、高弹性、高吸湿性,一直是作为高档服装面料,但天然皮革的致命弱点是回弹性小,易霉易蛀,加上动物皮的紧缺,所以高档的天然皮革发展一直受到制约。随着纺织和超细纤维技术的发展,有了仿皮革技术的发展,最早是人造革PVC技术,它是以天然或合成纤维为基布,在其表面涂覆聚氯乙烯或聚氨酯等合成树脂,再经热处理而成的。不管是聚氯乙烯PVC人造革,还是聚氨酯PVC人造革,由于它们的比重大、透湿性差、弹性差、表面发粘、低温变硬、易发生脆裂、卫生性能差,所以已不能应用于服装生产。后来人们发明了合成革,即PU革,它是用聚酯、聚酰胺等化学纤维,通过成网后针刺、缝合或粘接等工艺,制成无纺布基底,再在基布面涂覆聚氨酯等形成层面而成PU革,它的外观和性能接近真皮。PU革有普通无纺布基合成革和超细无纺布基合成革,利用海岛超细纤维制成的合成革,它的表面是聚氨酯形成的微细孔结构,同真皮的粒面层一样,底基是聚氨酯浸渍的海岛纤维无纺布层,成多孔结构,同真皮的网状层一样,这就是人们常说的超真皮、仿麂皮、海岛绒的实质。

    海岛型超细纤维,组成的匹配常用PET/PA,复合纤维在溶去海后,岛的单丝纤度在0.05d左右,与天然皮革所含蛋白纤维的粗细相当,因而目前该纤维大量用于生产仿皮革和高档绒类产品,所制成的仿皮革产品,手感好,外观与天然麂皮很难区别,而且其物理性能在撕破强力、弹性、透气性、色牢度等方面优于天然麂皮。这类高级人造麂皮既满足了人们穿着需求,又符合现代保护野生动物的要求,因而不论是用海岛型复合长丝制造的机织或针织绒类织物,还是以海岛纤维生产的无纺布为基布的人造麂皮类织物在发达国家深受广大消费者的欢迎。海岛纤维所制成的仿麂皮织物,可用来制作衬衣、外套和各类休闲服等。海岛超细纤维的超真皮产品在纤维束结构方面与皮革雷同,海岛纤维服装可与皮衣性能比较如表:

   

   

海岛超真皮

洗涤性能

水洗不易保型

水洗、石油干洗都易保型

染色性能

有局限性,染色不均

可染任意颜色

加工性能

出皮率低

大面积裁剪

服用性能

透气、柔顺、悬垂性

透气、柔顺、抑菌、防蛀

着装性能

挺括、高雅、耐折

绒感强、丰满

设计性能

小块拼接不匀称

等同面料设计

贮藏性能

须防霉防蛀

天然抗菌防蛀

   

100120立体整烫

120~140立体整烫

    二、环保性纤维及其服装

    从国际上讲,环保性(或生态、绿色)纺织品必须是通过ISO14000系列标准,特别是ISO14024生态标志的认证,以及通过OKO-Texstandard100检测的纺织品,并需有产品生态标签的认证才能算环保性纺织品。我们早已说过所谓环保绿色产品是其生命周期全过程中,符合特定环境保护要求,对生态环境无害或危害极小,对人类生存无害或危害极小,资源利用率最高,能耗最低的产品。如果服装是环保绿色产品的话,那么应该在它的生命周期全过程要保证无毒、无污染、易回收、重新使用或不妨碍环境的降解。例如,服装产品从它的纤维原料选择→纺织面料形成→服装结构工艺设计→服装生产加工→包装运输→销售→穿着消费→洗涤保养→再穿着→织补→废弃回收处理(再生或降解),这样一个全过程任何一个环节都要保持环保性是很难的,所以对产品的环保性出现了近代的绿色评价系统,来评判它的环保绿色程度,合理评判其环保性能的好与坏。

    现在市场上有称“21世纪绿色纤维”、“环保纤维”的品种多多,例如,TencelModal、蛹蛋白丝、萝布麻、大麻、大豆蛋白纤维、牛奶纤维、甲壳素纤维、天然彩色棉等等,其实这样叫法有的在于市场炒作而不在于环保绿色产品定义的严格性与科学性。如果从有机种植→抗虫基因生长→无污染纺纱织布整理→无污染成衣加工→无污染洗涤→回收再生与降解的全过程看,天然彩色棉纤维才能称得上是目前唯一的环保绿色产品。

    天然彩色棉是一种与生具有天然彩色的棉花。20世纪70年代以来,美国、苏联、秘鲁和埃及等国家开始研究天然彩色棉。90年代我国也加入了这一行列,从美国引进转基因彩色棉品种基础上,开发了三种彩色棉品种,分别是自然柔和的浅绿色、浅黄色和棕色。我国彩棉种植最多的省是新疆省,鉴于天然彩色棉的改良培育时间只有30多年的历史,因此其与普通白色细绒棉相比,还存在纤维品质较差,衣分率较低以及色调单一等问题。为此我国从一开始就把培育品种、提高品质为主的科技创新视为发展天然彩棉产业的基础。目前已有4个新品种通过新疆农作物品种审定委员会审定并分别命名为“新彩棉1234号”。其中新彩棉1号和2号为棕色,其纤维2.5%跨长为28.3-29.4mm,比强度为20.1-21.9CN/Tex,马克隆3.4-3.6,已完全达到普通白色细绒棉的优质水平。公司研发的4个品种已取得种子管理部门颁发的种子生产和经营许可证,到2002年彩棉种植面积已达25万亩以上新疆已成为我国最大的天然彩色棉花供应基地。以不同种类纱支彩棉色纱,如采用6s16 s21 sJ32 sJ40 sJ60 sJ80 s/2,通过与各种不同织纹组织合理有机组合设计,给人以舒适自然、典雅大方之感。各种天然彩色棉的织物层出不穷,例如:家纺类的床上用品(提花条、格色织及绣花),粗纱支的大提花线毯和毛巾系列,休闲男、女衬衫面料等。色织种类包括彩棉色织提花府绸、斜纹磨毛布、泡泡纱、牛津纺、牛仔布等。

    斜纹织物:以2/1斜纹、2/2斜纹为主,纱支可采用21 sJ32 s/2J40 s/2等风格有素色斜纹布,主要作裤料为主,棕纱、绿纱两色以邻近为主相搭配的斜纹条、格花型。最后做磨毛整理。显出色调朦朦胧胧,体现出温馨、典雅、大方的气质,面料柔软而丰厚,有仿毛质感,适合做休闲的男女衬衫、睡衣等。

    平纹变化织物:采用J32SJ40SJ60SJ80S/2S纱设计彩棉色织提花府绸风格织物,大都以平纹为基本织纹,采用通条、局部的各种提花组织,如用斜纹变化、缎纹、透空等织纹,同时配以不同深浅,不同比重的棕、绿纱排列出规则、不规则的变化,或利用织纹组织的特点与色纱相互交织出意想不到的变化花纹,从而达到远看有色彩,近看则有各自精细微妙、丰富多彩的韵味面料,适合各种休闲男女装、童装等。

    双轴提花色织面料:主要采用双轴剑杆织机织造,J32S平纹底,J32S /2纱做提花,工艺复杂,花型多样、活泼多变,酷似绣花。色泽调和、雅致,平静古朴之感,适合男、女休闲装、童装。

    但是,由于彩棉纤维次生胞壁薄,胞腔约占横截面1/2-1/3,因此尺寸稳定性差,收缩率大。在湿热或化学、机械处理时,易发生收缩和起皱变形。彩棉纤维中纤维素含量低,纤维长度短,因此强力低,可纺性差、易起毛。彩棉纤维的杂质含量约为14-18%,主要成分为以木脂素为主的蜡质脂肪,因此彩棉纤维吸水性差。彩棉的木脂素、微量金属和蛋白质含量与色素有关。彩棉中羟基、羰基、羧基、芳环等化合物的存在,不但与色素有关还与色素稳定性有关。控制PH值、温度、光照或螯合等条件,可调节色素发色程度,还可一定程度提高色素稳定性。

    彩棉坯布色差受推、吸电子基团的影响。当遇到吸电子的酸性基团时,共轭π键电子云密度降低,颜色变浅;随吸电子强度增加、颜色递减;当遇到电子的碱性基团时,共轭π键电子云密度升高,颜色变深;随推电子强度增加,颜色递增。

    中性水处理可使绿棉坯布变色。在温度<70时,色差小于1级;温度>70后色差大于2级。

    PH对绿棉坯布色差的影响较大、色差可以从14级。当PH4时,坯布呈黄红色;随PH升高,颜色逐渐向绿色过渡,当PH12时色光达到最绿值;当PH12时,色光返黄。当PH9时,坯布颜色对温度不敏感,当PH9时,随温度升高,色差加大。一定条件下,色素对PH的变化是可逆的。

    表面活性剂对彩棉坯布色差影响的顺序依次是:阳离子>非离子>阴离子。含有不同表面活性剂的洗衣粉可使坯布变色,色差24级,多数洗衣粉温度升高,色差减小。

    彩棉服装整烫温度控制可与白棉相同,控制在160180℃左右。

    三、功能性纤维及其服装

    服装从功能上来讲,除了装饰显示功能以外,主要是服装的一些特殊功能,这些功能对人体安全、健康及提高生活质量是有保证作用的。服装的特殊功能有气候适应功能,例如,陶瓷远红外纤维制作的保暖服装;卫生保健功能,例如,萝布麻纤维制作的防高血压服装、纳米抗菌防臭服装、甲壳素纤维的护肤服装等;防护功能,例如,防火阻燃服装、FD金属纤维或导电纤维PAN制作的永久性防静电防辐射服装等;救生功能,例如,芳纶或蜘蛛蛋白纤维、纳米石碳管纤维制作的防弹服装等;专业防护功能,例如,运动功能服装、防静电、防紫外线服装、拒油拒水服装、香味服装等。服装这些功能的获得,一般有三种方法:①纤维本身具有功能的,例如,甲壳素纤维、萝布麻纤维、蜘蛛蛋白纤维等。②利用充填法获得的功能纤维,例如,远红外纤维、纳米纤维等。③利用浸渍整理获得的功能纤维,例如,防火阻燃整理、抗菌防臭防蛀整理等。

    1、甲壳素纤维及其服装。

    甲壳素是一种动物纤维素,存在于虾、蟹、昆虫等甲壳动物的壳内和蘑菇、真菌等细胞膜内。作为一种动物纤维素,甲壳素早在100多年前就已被发现。但长期以来,由于其不溶于水,稀酸、稀碱和其它有机溶剂,人们一直把它当成废物丢弃而未加以利用。直到近40年来,特别是近10年来,它的优异功能才逐渐被人们所认识。

    将虾、蟹甲壳粉碎干燥后,经脱灰、去蛋白质等化学和生化处理后,可得到甲壳质粉末——一种以N-乙酰基-D-葡萄糖胺为基本单元的氨基多糖类高分子物质——壳聚糖。壳聚糖又称几丁聚糖,将其溶于适当的溶剂中,采用湿法纺丝工艺可制成甲壳素纤维。

    甲壳素纤维有高度的化学活性,从而具有良好的吸附性、粘结性、杀菌性和透气性等优良性能。用甲壳纤维制成的纺织品可以防治皮肤病,并能抗菌、防臭、吸汗保温,穿着也十分舒适。用甲壳素纤维制成的医用缝线,术后无需拆线,可自行被人体吸收。由于甲壳质分解酶中的溶菌酶浓度高,用甲壳素纤维制成的医用敷料可以使肉芽新生就产生胶原,对纤维芽细胞繁殖带来好处,临床上具有镇痛、止血和治愈效果。甲壳素纤维的原料采用人们废弃的虾、蟹壳类,不仅不对自然资源造成危害,而且可减少这类废弃物对环境的污染。甲壳素纤维废弃物可自然生物降解,对环境不会造成破坏。目前,甲壳素纤维也已实现批量生产,主要用于服装和医疗卫生领域。一项有关甲壳素纤维及其它相关产品开发的大型项目也在上海浦东张江生物医药高科技园区落户,不久就将结出硕果。

    由于甲壳素纤维具有抗菌、防霉、去臭、吸湿、保湿、柔软、染色性能好等优点,常用来制作内衣,例如,衬衫、文胸、婴儿服、抗菌裤、袜等。甲壳素纤维在酸中易发生分解,适宜中性水洗,整烫温度不宜太高。

    2、萝布麻纤维及其服装。

    萝布麻又名野麻、泽漆麻、野茶、红柳子、红花草,多年野生草本宿根植物,因在新疆的罗布平原生长极盛而得名。几乎只分布在新疆的塔里木河和孔雀河沿岸。据《本草纲目》、《救荒本草》记载,萝布麻有平心悸、止眩晕、消炎止咳、强心利尿之功效,代表现代医学成果的《中药大辞典》证明,萝布麻含有黄酮类化合物、强心甙、芸香甙、氨基酸、槲皮素等多种药物成份,具有清热利尿、平肝安神、镇咳平喘、降血压、降血脂、消炎、抗过敏等功能。用于预防和治疗高血压、冠心病、哮喘病、气管炎等疾病有较好的效果。

    萝布麻纤维被称为野生纤维之王,其纤维细度、强度、光泽、抗腐蚀能力均优于其它麻类纤维及天然纤维。麻类专家对萝布麻纤维的评价为“…运用细致的化学脱胶方法,提炼出柔软洁白而带丝光泽的纤维,其细度比苎麻细,拉力与苎麻接近或稍高,比棉纤维高46倍,唯整齐度差,弯曲少”。可以说,棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽为其物理性质的集中体现。

    根据中医“内病外治”的原理,萝布麻纤维中的有效成份,通过肌肤表层、穴位作用于经脉、脏腑、局部病灶,参与血液循环,疏通血管管道,恢复血管弹性,起到调节血压、降血脂,增加冠状动脉流量、强心、祛痰镇咳、增加肾上腺分泌、消炎、抗过敏等作用。由于萝布麻本身含有的药物成份,使得它具有一定的抑菌作用。另外,萝布麻纤维是天然的远红外发射材料,可改善人体微循环。

    萝布麻纤维的横截面是带沟槽的椭圆形,中间有一个椭圆形的气孔。萝布麻纤维的这种结构,使纤维具有吸汗、透气的功能,所以由萝布麻纤维做成的内衣具有清爽的感觉,又具有远红外功能,同时具备保暖的功能。

    萝布麻纤维经江苏微生物所分析检测,对大肠杆菌、白色念珠菌、金葡萄的抑制率达95%以上。萝布麻纤维制成的内衣具有明显的抑菌功能。由萝布麻面料缝制的内裤,治疗妇女外阴搔痒,清火效果明显,有效率达87.67%,另据日本测试,萝布麻内衣洗涤20次后,灭菌率仍达到76~84%,由萝布麻织成的袜子,对汗臭具有明显的除臭功能。

    萝布麻纤维服装的降压功能在94年得到上海高血压研究所的正式认定,在其前后,全国有30多家医院及研究部门进行过试验和认定,均认为效果较好,其平均有效率为86%

    正因为萝布麻具有以上特性,宜制作各类内衣,与皮肤接触穿着可有效发挥其功能。萝布麻耐碱、耐弱酸,水洗易干,整烫温度180~190

    3、蜘蛛蛋白纤维及其服装。

    蜘蛛丝属于一种蛋白纤维。通过对蜘蛛丝的解剖学研究,认为一般蜘蛛丝网包含三种类型的丝(有的蜘蛛能生产8种甚至更多类型的丝):扑捉丝(扑获猎物)、拉索丝或径向丝和园周网丝。扑捉丝蛋白在蜘蛛的鞭毛腺体中合成,而径向丝和园周丝蛋白则是在蜘蛛的壶腹腺中合成的。蜘蛛的腺体液离开蜘蛛身体后立即固化成蛋白纤维,固化后的蜘蛛丝不溶于水,并具有优良的性能。

    利用扫描电镜研究了蜘蛛丝的超分子结构,发现蜘蛛丝是由一些被称为原纤的纤维束组成,而原纤又是几个厚度为120nm的微原纤的集合体,微原纤则是由蜘蛛丝蛋白(spidroin)构成的高分子化合物。

    蜘蛛丝随处可见,但要对它进行性能测试则是很难的事情,而且蜘蛛的品种很多,不同品种不同类型的蜘蛛丝,其性能也有差异,一般说蜘蛛丝的直径约为几个微米(人发约为100微米),但强度特别大,据德国一个研究所对一种名叫Nephila clavipes热带蜘蛛的研究,其蜘蛛丝的直径为0.74-1.16dtex,强度为6.4-8.2cN/dtex,在湿态下伸长有所增加,而强度基本保持不变。有的报导说蜘蛛丝的强度可以比钢丝大5倍,而美国南部有一种被称为“黑寡妇”的蜘蛛,其强度比钢丝大10倍,另有报导则说蜘蛛丝的强度可以比杜邦的对位芳纶和联信的超高分子量聚乙烯纤维还要大。据美国拉提克士兵中心(Natick Solier Center)的研究,蜘蛛丝的抗紫外线辐射的能力极好,抗张模量可达400-450Gpa。在现有的有机纤维中,其耐火和耐热的性能是最好的,比间位芳纶高20倍。

    利用植物来生产蜘蛛丝蛋白。这种方法是将能生产蜘蛛丝蛋白的合成基因移植给植物,如花生、烟草和土豆等作物,使这些植物能大量生产类似与蜘蛛丝蛋白的蛋白质,然后将蛋白质提取出来作为生产仿蜘蛛丝的原料。如德国植物遗传与栽培研究所(Institut fur Pflanzengenetik und Kulturpflanzen Forschung Gates Leben)将能复制Nephila clavipes蜘蛛拉索丝的蜘蛛丝蛋白的合成基因移植给烟草和土豆,所培植出的转基因烟草和土豆含有可观数量的类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质,90%以上的蛋白质含有420-3600个碱基对,其基因编码与蜘蛛丝蛋白相似,这种基因重组的蜘蛛丝蛋白含于烟草和土豆的叶子中,也含于土豆的块茎中。由于这种经基因重组的蛋白质有极好的耐热性,使其提纯与精制手续简单而有效。

    蜘蛛丝有比芳纶还高的强度,计算表明,一根直径10nm的蜘蛛丝绳可以拦住一架正在飞行中的喷气式飞机,蜘蛛丝有吸收巨大能量的能力,又耐低温,同时它又是天然产品,是生物可降解的和可循环再生的材料,因而被世界各国普遍看好。它在军事方面可用蜘蛛丝做的防弹背心,比用芳纶做的性能还好。也可用于制造坦克和飞机的装甲,以及军事建筑物的“防弹衣”等。在航空航天方面,可用于结构材料、复合材料和宇航服装等。由这种纤维做的防弹服宜水洗,PH值不拟过大。

    4、纳米综合功能纤维及其服装。

    纳米技术在市场上炒作已有2年历史,但纳米技术的真正应用还要有1020年的时间,现在在纺织服装行业的纳米技术应用主要在纳米材料科学上。纳米材料是指尺寸在1100nm1nm=10-9m,即1/10亿米)的材料,相当纺织纤维粗细在0.00001旦尼尔~0.001旦尼尔之间。由于材料尺寸一小,其性质就不同于宏观物体了,所以纳米材料是介于宏观固体和分子之间的一种亚稳态物质。纳米材料具有很高活性的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效应,由于这些特性,纳米材料在纺织应用中可产生很多功能,例如:

    ①纳米ZnoTio2Cus在纺织上可作抗菌服装面料。

    ②纳米TiO2ZnoMgoAl2o3Feo、云母等可作防紫外线服装面料。

    ③纳米Sb2o3Mg(OH)2Al(OH)2等可作阻燃服装面料。

    ④纳米远红外陶瓷Zno2Zro2等可作保暖服装面料。

    ⑤纳米碳管纤维可作高导电、抗静电、高强度防弹服等。

    ⑥利用纳米二元协同界面理论开发拒油拒水服装面料等。

    这些纳米材料除了纳米碳管纤维美国今年刚刚能生产,并制造出具有传感器性能的聪明服装外,其它纳米材料大都与合成纤维如涤纶、丙纶、锦纶、腈纶等混合纺丝或通过整理获得各种功能的服装,如表:

纳米功能已开发品种

         

抗紫外纤维

T恤衫、衬衫、游泳衣、运动衫、休闲服

抗菌纤维

职业服装、内衣、衬衫、床上用品、儿童、老人服装、病员服装

导湿排汗纤维

内衣、内裤、职业服装、儿童、老人服装、床上用品

抗菌—抗螨纤维

医疗用布、内衣、内裤、病员、儿童、老人服装、鞋、袜材料、床上用品

抗红外纤维

衬衫、职业服装、休闲服、游泳衣、阿拉伯袍

阻燃纤维

职业服装、床上用品、装饰布、病员服、老人服装、窗帘、帐篷、野外及护林消防服、产业用布

远红外纤维

保健内衣、棉毛衫裤、袜子、床上用品

    采用纳米综合功能的织物及服装的获得,常用如下图的工艺方法,即浸渍整理之法:

新型纤维服装的洗涤与整烫(图2)

    由上可能,纳米多功能服装凡是直接由纳米纤维做的服装可以洗涤整烫,充填法所获得的纳米功能服装也可洗涤,唯有浸渍所获得的纳米功能服装是不耐洗涤的,至于这些服装的整烫,可按照合成纤维织物进行整烫。

    随着科学技术的不断发展,人们衣着科技也会不断发展,特别是服装用纺织纤维科学的发展,我们从事洗涤行业的人必须跟上日新月异发展的科技,熟悉新纤维、新面料、新服装知识,以便更好地搞好洗涤服务。

来源:网络

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