余　勇

自上世紀(jì)90年代以來,中國的功能性紡織品開發(fā)呈現(xiàn)出持續(xù)高漲的態(tài)勢,并已對全球的紡織品市場產(chǎn)生重大影響。

目前,我國功能性紡織品的開發(fā)領(lǐng)域主要集中在內(nèi)衣、家用紡織品和防護(hù)用紡織品等三個(gè)方面,涉及的功能包括抗菌防臭、遠(yuǎn)紅外、抗紫外線、抗靜電、防電磁輻射、拒油防水、負(fù)離子、放火阻燃、抗玷污、易去污、防水透濕、免燙 、高吸濕等。然而,目前行業(yè)面臨著一大突出問題——檢測難。

市場雖大 無奈檢測困難

一項(xiàng)調(diào)查顯示:在功能性紡織產(chǎn)品的消費(fèi)人群中,買過防皺(免燙)整理產(chǎn)品占54%,買過拒水整理產(chǎn)品占31%,買過防污整理產(chǎn)品占25%,買過抗菌整理產(chǎn)品占4%。表示會(huì)再次購買的,防皺(免燙)整理占96%,拒水整理94%,防污整理占93%。這表明,功能性紡織品有良好的市場發(fā)展前景。

雖然需求巨大,然而,大多數(shù)功能性紡織品的性能消費(fèi)者不能憑自己的視覺和觸覺等進(jìn)行判斷,即看不見、摸不出和嗅不到,其功能的優(yōu)劣程度,要靠一定測試方法和儀器才能進(jìn)行評定。功能性紡織產(chǎn)品既沒有色彩和圖案那樣直觀的吸引力,又缺乏柔軟飄逸等令人賞心悅目的質(zhì),只能在使用過程中慢慢品味其功效了。因此,其與其他紡織新產(chǎn)品一樣,由于市場的不成熟,也呈現(xiàn)出了一哄而上、魚龍混雜的局面,導(dǎo)致消費(fèi)者的信任度下降。

近年來,雖然有一些科研機(jī)構(gòu)、高校、標(biāo)準(zhǔn)化組織和企業(yè)開展了這方面的研究工作,并不斷有一些成果面世,部分功能性評價(jià)方法也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。但從總體上看,大部分功能性紡織品仍然缺少權(quán)威的、能被廣泛接受的、經(jīng)過充分科學(xué)論證的、簡便易行的、重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性較高的功能性評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。市場上王婆賣瓜式的吆喝成了消費(fèi)者的主要信息來源,一些不法商家為了追求短期利益對這些高科技面料進(jìn)行仿冒,真正的功能性紡織品面臨珠混于魚目的窘境,這對功能性紡織品市場的健康發(fā)展顯然是不利的。

另一個(gè)不容忽視的問題就是功能性紡織品的生態(tài)安全性。眾所周知,功能性紡織品的某些特殊功能,主要是通過在纖維材料中添加或在產(chǎn)品的后整理中使用某些具有特殊功能的化學(xué)物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。但目前在功能性紡織品上使用的這些化學(xué)物質(zhì)有相當(dāng)一部分并未經(jīng)過嚴(yán)格的生態(tài)安全性能的評估,特別是未經(jīng)過長期跟蹤分析的安全風(fēng)險(xiǎn)評估。

典型功能的檢測

抗紫外線

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,大氣層中的臭氧層不斷地遭到破壞,導(dǎo)致地表紫外線輻射量大增。紫外線是指太陽所發(fā)射的波長200～400nm的電磁波,它對人類皮膚能造成巨大的傷害。其中的UVA、UVB波段會(huì)助長黑色素生成,導(dǎo)致皮質(zhì)老化,甚至造成白內(nèi)障、皮膚癌等病變。如今,抗紫外線已成為人們習(xí)以為常的一種自我保護(hù)行為。日常生活中防曬產(chǎn)品層出不窮,防曬霜、晴雨傘、太陽鏡等等,無不打上“UPFXX”的標(biāo)識。然而,在戶外特別是進(jìn)行登山之類的活動(dòng),由于高山的海拔相對較高,紫外線的輻射相比平地上要強(qiáng)很多,這時(shí)候著裝是人們抵抗紫外線輻射最直接的屏蔽物,因此,面料的防紫外線性能顯得至關(guān)重要。

織物防紫外線的能力,主要取決于織物本身屏蔽紫外線的能力。屏蔽主要通過吸收光線和散射、反射來完成。影響織物防紫外線輻射性能的因素分別是織物結(jié)構(gòu)、織物顏色以及漂白、染色等工藝處理。在一般情況下,吸收率和反射率增高,透過率就降低,防護(hù)性能就優(yōu)越。

另外,短纖維優(yōu)于長絲纖維,加工絲產(chǎn)品好于原絲產(chǎn)品,細(xì)纖維織物比粗纖維織物好,扁平異形織物優(yōu)于圓形截面織物,機(jī)織物好于針織物。過測試我們發(fā)現(xiàn),機(jī)織或針織結(jié)構(gòu)越緊密UPF值越大。而在質(zhì)地結(jié)構(gòu)相同的情況下取一塊淺色和一塊深色面料,同時(shí)進(jìn)行紫外線照射的測試,可以發(fā)現(xiàn)染色織物比未染色織物有更高的UPF值,并且織物顏色越深,其紫外線透過率越小,也就是說防紫外線能力越高。而織物的UVR吸收性能取決于織造過程中所采用的加工方法,如漂白、染色、施加消光劑等,這些加工過程都會(huì)對織物的UVR吸收性能產(chǎn)生作用。

為了使織物獲得較好的防紫外性能,織物的后整理很重要。采用各種方法將無機(jī)和有機(jī)的紫外線整理劑分別或共同對纖維、紗線或織物進(jìn)行處理,并使之牢固結(jié)合,這是較為傳統(tǒng)的方法。除此之外,也可以采用納米紡絲技術(shù)的方式。在切片聚合過程中,添加紫外線隔離因子(納米氧化鈦Ti02),使纖維及其制成的產(chǎn)品能有效地吸收紫外線,防止紫外線透過衣服,保護(hù)人體因紫外線過多照射而引起各種皮膚疾病。同時(shí)可以反射可視光線和紅外線,降低太陽熱輻射所造成的溫升,保持衣服內(nèi)部的涼爽感覺,讓穿著更舒適與安全。這種方法具有抗紫外作用持久、永不消褪的特點(diǎn)。

防水透濕

人體由于運(yùn)動(dòng)以及新陳代謝,會(huì)通過皮膚表面蒸發(fā)水汽散熱,如果這些水汽不能通過織物及時(shí)排出,就會(huì)在織物和皮膚之間產(chǎn)生高濕熱區(qū)域,使人體感覺悶熱不適。

織物的透水汽性是指氣態(tài)水透過織物的能力。透水汽性與織物的原料,紗線的結(jié)構(gòu),織物組織結(jié)構(gòu)及其緊密度等因素有密切的關(guān)系。當(dāng)織物的一面所受水蒸氣壓力大于另一面時(shí),水蒸氣會(huì)透過織物?？椢锏耐杆磫挝粫r(shí)間內(nèi)透過水蒸氣的量來表示的,它對人體的舒適和衛(wèi)生影響甚大。目前,國際標(biāo)準(zhǔn)中對織物透水汽性的檢測方法有很多,常用的有ASTME 96,BS 7209等,具體操作方法是:先將面料置于裝有定量蒸餾水的透濕杯上,密封后稱重,再放在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試環(huán)境中(固定的溫度,濕度以及氣流速度),經(jīng)過24小時(shí)后取出再稱重,通過試樣前后質(zhì)量的損失來推算透過水蒸氣的量。

防水透氣織物是指水在一定壓力下無法浸入織物,而人體散發(fā)的汗氣能以水蒸氣的形式通過織物傳導(dǎo)到外界,從而避免汗氣積聚冷凝在體表與織物之間,以保持穿著的舒適性。它是一種高技術(shù)、獨(dú)具特色且極具實(shí)用性的功能性織物。防水對于面料行業(yè)來說并不是什么難題,關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)透氣與其兼得并且實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)防風(fēng)。像雨衣、擊劍服、登山服等要求不透水又不發(fā)悶,須采用微孔型織物或用傳遞水汽性能好的纖維制的織物。

防電磁輻射

電磁輻射已經(jīng)成為繼水、大氣、噪聲之后的第四大環(huán)境污染源。大量研究表明,電磁輻射對地球生物和人類的危害和影響已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人們以往對它的認(rèn)識。早期的防電磁輻射或抗電磁干擾研究和產(chǎn)品開發(fā)主要集中在軍事、國防或工業(yè)領(lǐng)域。隨著個(gè)人電腦、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊、移動(dòng)電話、視聽設(shè)備、微波爐等電子技術(shù)和產(chǎn)品的日益普及,電磁輻射對人們健康和生命安全的影響日益顯現(xiàn),開發(fā)和使用具有抗電磁輻射功能的紡織產(chǎn)品則是最簡便和有效的手段之一。

電磁輻射是由不同波長和頻率的多種類型的電磁波形成的,其頻段范圍可從3Hz到3×1012Hz不等。由于抗電磁輻射材料對不同頻段的電磁輻射的反射和吸附能力各有不同,因此目前被采用的抗電磁輻射性能的測試方法也各不相同,必須根據(jù)抗電磁輻射材料的性質(zhì)和實(shí)際用途加以選擇。

防電磁輻射服裝的防護(hù)方式有兩種:一是用屏蔽面料直接制作的服裝,另一是將屏蔽面料作為內(nèi)襯或內(nèi)膽制作在服裝中。到目前為止,國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的針對抗電磁輻射紡織產(chǎn)品的功能評價(jià)測試方法和標(biāo)準(zhǔn),市場上大量的抗電磁輻射紡織產(chǎn)品基本上都在沿用一些常規(guī)電磁屏蔽材料的性能測試方法。通常,抗電磁輻射產(chǎn)品可以用反射率R、透過率T、吸收率A和屏蔽效能SE來評價(jià)其抗電磁輻射的效果,其中采用最普遍的是屏蔽效能SE。研究表明,在低頻時(shí),材料的屏蔽效能主要取決于反射。由于電磁波的反射與材料表面的阻抗有關(guān),因此,材料的導(dǎo)電性能越好,反射就越強(qiáng),屏蔽效能就越高。而在高頻時(shí),屏蔽效能主要取決于電磁波在材料內(nèi)部傳播時(shí)的吸收損耗。這種吸收損耗與材料的厚度、電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率有關(guān)。

完善測定制度 引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展

將高科技運(yùn)用于紡織品生產(chǎn)中已成為當(dāng)今紡織品開發(fā)的主流, 新型纖維的應(yīng)用和紡織技術(shù)的革新,使紡織品不僅美觀、保暖,而且柔軟富有彈性,并且發(fā)展了吸濕、透氣、防雨、防風(fēng)、防污、防霉、防蛀、抗紫外線、防輻射、抗靜電、 保健、無霉和環(huán)保等多種功能。功能性紡織品已跳出傳統(tǒng)形態(tài),完全深入家用、裝飾、醫(yī)療、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、建筑、地質(zhì)、交通、工具、包裝、休閑、防護(hù)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域,且受到化工、汽車、機(jī)械、紡織裝飾、服裝等行業(yè)的高度重視?！拔磥淼囊路軌虬喘h(huán)境影響而向我們發(fā)出預(yù)警,例如內(nèi)置全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衣服,能以光速交換數(shù)據(jù)的外套,或瞬間改變外貌的外套,Hans-Jurgen Hubner更預(yù)言紡織品能啟動(dòng)藥物治療?！敝δ苄约徔椘饭?yīng)商Schoeller公司的CEO Hans-Jurgen Hubner說。

一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果表明,全球消費(fèi)者都喜愛不需要過多打理的服裝,但不同國家的人對服裝的某些具體功能偏好不同?？拱櫤鸵子诖蚶硎冀K是全球消費(fèi)者較為了解和期望獲得的兩項(xiàng)特性。此外,對于天然纖維,例如棉,消費(fèi)者也表示出始終如一的喜愛。至于全球消費(fèi)者認(rèn)知度較低的,例如吸濕快干,防紫外線,除臭,抗菌也有一定市場。消費(fèi)者不僅了解這些功能性并進(jìn)一步轉(zhuǎn)為購買行為。

我國功能性紡織品已經(jīng)形成具有一定規(guī)模、品種相對齊全、功能日趨完善、發(fā)展相對穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)格局,其研發(fā)和應(yīng)用正向著多領(lǐng)域、多行業(yè)、多學(xué)科、產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的方向發(fā)展,已涉及環(huán)保、醫(yī)療、衛(wèi)生、礦業(yè)、熱帶農(nóng)業(yè)、產(chǎn)業(yè)用紡織品、納米、化工等領(lǐng)域。如電磁輻射、防護(hù)服裝及其標(biāo)準(zhǔn)的研究、戶外運(yùn)動(dòng)功能紡織品的開發(fā)、印染廢水處理、天然染料及植物功能染料、鍍銀纖維、防蚊紡織品、功能性微膠囊、桑皮纖維、醫(yī)用循環(huán)減壓襪的研制等。相信隨著產(chǎn)品開發(fā)的不斷深入,功能性紡織品將是未來市場上的一支生力軍。然而,令人尷尬的是,目前國內(nèi)基本還沒有專業(yè)專注于開發(fā)多功能紡織品的企業(yè),功能性在很大程度上還處于被炒作概念的境地。

為了探討我國功能性紡織品的發(fā)展之策,近日,第九屆功能性紡織品及納米技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)在江蘇盛澤召開。對于功能性紡織品的檢測方法和功能性評定標(biāo)準(zhǔn),與會(huì)者認(rèn)為,目前雖部分已制定,但是很不完善,有的缺少檢測方法,有的缺少評定指標(biāo),急需配套完善。代表們建議,對已生產(chǎn)和應(yīng)用但仍缺失標(biāo)準(zhǔn)的,要盡早研究出科學(xué)的檢測方法和合理的評價(jià)指標(biāo),以指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn),保證功能性產(chǎn)品的質(zhì)量?！敖?年要加快制定、修訂紡織品的防靜電、防螨、防霉、防紫外線、微磁場檢測與評價(jià)等功能性標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)對紡織品的防蟲蛀性能、防蚊性能、負(fù)離子性能、靜電性能、抗?jié)B水性測定和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定?！?/p>

研討會(huì)還出現(xiàn)了一個(gè)熱點(diǎn)內(nèi)容,那就是“仿生”技術(shù)在紡織中的研究和利用。例如通過將孔雀羽毛的結(jié)構(gòu)色和動(dòng)態(tài)色中的光子晶體應(yīng)用于紡織品中,結(jié)合納米仿生制備技術(shù),人工模擬納米結(jié)構(gòu)單元,將該結(jié)構(gòu)生色機(jī)理用于紡織纖維行業(yè)中,改變傳統(tǒng)印染工藝,使紡織應(yīng)用的新型“印染”顏色明亮且永不消失。