功能性紡織品的性能及測(cè)試方法

摘要：

簡(jiǎn)要介紹了幾種常見(jiàn)的功能性紡織品的發(fā)展概況及性能，針對(duì)紡織品的特殊功能性總結(jié)了國(guó)內(nèi)的檢測(cè)方法，為紡織品的功能性檢測(cè)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：功能性紡織品；防紫外；抗菌；阻燃；檢測(cè)方法

功能性紡織品一般指超出傳統(tǒng)意義上紡織品的保暖、遮蓋和美化功能之外的具有其他特殊功能的紡織品[1]。如防紫外線、吸濕速干、抗菌防臭、防蚊蟲(chóng)、阻燃、防皺免燙、拒水拒油、香味、磁療、紅外線負(fù)離子保健等林林總總的功效中的一種或幾種。功能性紡織品一般通過(guò)兩種方式制取，一是利用功能性纖維來(lái)制備功能性紡織品，功能性纖維相對(duì)于傳統(tǒng)的纖維也被稱為“新纖維”，是從特殊的材質(zhì)中提取物質(zhì)并紡絲加工，它不僅具有常規(guī)纖維所具有的功能，還兼有一些特殊功能，如甲殼素纖維是從蝦和蟹的殼中提取紡絲的，該纖維兼具抗菌和保濕的功效。二是對(duì)紡織品進(jìn)行后整理以獲取特殊功能性，主要有浸軋法和涂層法。紡織品在進(jìn)行功能性后整理時(shí)，所需助劑及工藝必須具有良好的環(huán)保特性、生產(chǎn)操作安全性及終產(chǎn)品無(wú)毒副作用，且終產(chǎn)品要有良好的功能持久性。

功能性紡織品種類(lèi)較多，關(guān)于特殊功能性的檢測(cè)也應(yīng)運(yùn)而生，下面對(duì)幾種較為常見(jiàn)的功能性紡織品的性能及檢測(cè)做些簡(jiǎn)述。

1防紫外線紡織品的性能及測(cè)試方法

近些年來(lái)，工業(yè)的發(fā)展造成臭氧層的破壞，到達(dá)地面的輻射日漸增多，過(guò)量的紫外線照射會(huì)對(duì)人的眼睛、皮膚和免疫系統(tǒng)造成一定的傷害，因此紡織品的防紫外線性日益受到重視。當(dāng)紫外線照射到織物上時(shí)，一部分被吸收，一部分穿透織物的纖維（包括從織物的空隙中透過(guò)），還有一部分被反射[2]。透過(guò)織物的紫外線越多，對(duì)人體造成的傷害就越大。因此，提高防紫外線性能的主要途徑是增強(qiáng)織物對(duì)紫外線的吸收和反射能力，從而減少其透過(guò)量，目前應(yīng)用比較多的途徑是增強(qiáng)織物對(duì)紫外線的吸收能力。

經(jīng)過(guò)后整理方式處理過(guò)的織物對(duì)280nm~400nm波段的紫外線一般都有較強(qiáng)的吸收和屏蔽性能，對(duì)人體有較好的防護(hù)能力。目前市面上用得較多的防紫外線整理劑有三氮雜苯衍生物和雜環(huán)化合物類(lèi)物質(zhì)，這種類(lèi)型的整理劑在化學(xué)結(jié)構(gòu)上對(duì)紫外線吸收能力強(qiáng)，頗受廠家青睞。另外，織物的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)對(duì)紫外線防護(hù)性能也有一定的影響。通常滌綸和羊毛的防紫外線性能比棉織物要好，因?yàn)闇炀]織物中的苯環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)紫外線有一定的吸收作用。越緊密的織物防紫外線性能越好，因?yàn)樽贤饩€很難透過(guò)孔隙率非常小的織物，且深色織物比淺色織物有較好的防紫外線性能。

織物防紫外線性能的測(cè)試方法主要采用分光光度計(jì)法。該法是采用紫外分光光度計(jì)作為輻射源，產(chǎn)生一定波長(zhǎng)范圍（280nm~400nm)的紫外線照射到織物上，然后用積分球收集透過(guò)織物的各個(gè)方向上的輻射通量，計(jì)算出紫外線透射比。紫外線透射比越小，表明織物隔斷紫外線效果越好，目前用得比較多的評(píng)價(jià)織物防紫外線性能的指標(biāo)是紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值，它是指不使用防護(hù)品時(shí)計(jì)算出的紫外線輻射效應(yīng)與使用防護(hù)品時(shí)計(jì)算出的紫外線輻射效應(yīng)的比值[3]。UPF值越高，織物的防紫外線性能越好，化妝品的防曬指標(biāo)也是采用類(lèi)似的防曬系數(shù)SPF值。

我國(guó)現(xiàn)采用GB/T18830—2009《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了織物防紫外線性能的試驗(yàn)方法，防護(hù)水平的表示、評(píng)定和標(biāo)識(shí)。該標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試時(shí)均質(zhì)樣品需取4塊，非均質(zhì)樣品按顏色或結(jié)構(gòu)至少取2塊。按照測(cè)試的光譜透射比，分別計(jì)算UVA和UVB平均透射比和平均UPF值，無(wú)論是均質(zhì)還是非均質(zhì)材料，以所測(cè)試樣中低的UPF值作為試樣的UPF值。按該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，當(dāng)樣品的UPF值>40，且透射比T(UVA)AV<5%時(shí)，可稱為“防紫外線產(chǎn)品”。

2抗菌紡織品的性能及測(cè)試方法

在自然界物質(zhì)循環(huán)消長(zhǎng)過(guò)程中，細(xì)菌存在極為廣泛，纖維織物不可避免地也會(huì)附著很多細(xì)菌，其數(shù)量依環(huán)境條件和纖維種類(lèi)不同，分別在103個(gè)/cm2~108個(gè)/cm2。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每克棉纖維上約有1000萬(wàn)~5000萬(wàn)個(gè)細(xì)菌，如果條件適宜，這些細(xì)菌就會(huì)迅速繁殖。在含有大量汗?jié)n的臟衣服上，24h后細(xì)菌可增長(zhǎng)10倍以上，這些細(xì)菌輕則使皮膚發(fā)生過(guò)敏，重則危及人體健康[3]。為此，人類(lèi)企盼健康、追求舒適的愿望不斷增加，抗菌織物也就作為衛(wèi)生功能織物和保健功能織物適應(yīng)社會(huì)的需求而迅速發(fā)展起來(lái)。

對(duì)織物進(jìn)行抗菌后整理可得到抗菌紡織品，后整理一般采用浸軋烘干的工藝，有的抗菌劑也可與染色同浴以增強(qiáng)織物的色牢度。目前市面上用得較多的甲殼素抗菌劑主要用在纖維素纖維上，其帶有的活性基團(tuán)可與纖維素纖維上的羥基、胺基形成共價(jià)鍵牢固結(jié)合，而其抗菌原理則是破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，由于胞內(nèi)滲透壓是胞外滲透壓的20～30倍，因此細(xì)胞膜破裂，胞漿物外泄。這樣也就終止了微生物的代謝過(guò)程，使微生物無(wú)法生長(zhǎng)和繁殖。而有機(jī)硅季銨鹽類(lèi)抗菌劑則是滌綸產(chǎn)品應(yīng)用較多的一類(lèi)抗菌劑，這類(lèi)產(chǎn)品在高溫時(shí)進(jìn)入滌綸纖維的孔穴并牢固附著于纖維內(nèi)部，其具有良好的安全性，可高效去除織物上的細(xì)菌、真菌和霉菌，保持織物清潔，并能防止細(xì)菌再生和繁殖。

抗菌紡織品分溶出型和非溶出型，溶出型的紡織品上的抗菌劑在水溶液中容易析出，而非溶出型則難溶出?？咕椢锇纯咕πё饔梅譃槠胀咕椢锖透呖咕椢?，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)和中國(guó)保健協(xié)會(huì)共同發(fā)布的CAS115—2005《保健功能紡織品》中給出了抗菌織物對(duì)不同菌種的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

CAS115—2005《保健功能紡織品》中給出了抗菌織物的抗菌檢測(cè)方法，根據(jù)暈圈法定性判定抗菌材料是否為溶出型抗菌織物。為防止抗菌織物在加工過(guò)程中殘留的浮離化學(xué)物質(zhì)的干擾，用于試驗(yàn)的織物試樣均應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行一次洗滌后測(cè)試。將已各洗滌一次的標(biāo)準(zhǔn)空白試樣、抗菌織物試樣或非抗菌的同類(lèi)織物試樣，按要求的規(guī)格各取5~6塊。在平皿內(nèi)置有培養(yǎng)基，將試樣平貼在涂有菌液的培養(yǎng)基上，倒置平皿，根據(jù)菌種的不同在一定的溫度和時(shí)間下放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。測(cè)量抑菌圈的寬度以判定試樣是否為溶出型抗菌織物。對(duì)同一試樣至少做三次平行測(cè)試，取均值。抑菌圈寬度D＞1mm，可判定為溶出型抗菌織物；若抑菌圈寬度D≤1mm，則可判定為非溶出型抗菌織物。

3阻燃紡織品及測(cè)試方法

隨著各類(lèi)民用和產(chǎn)業(yè)用紡織品消費(fèi)量的迅速增加，特別是各種室內(nèi)裝飾、艙內(nèi)裝飾織物（窗簾、帷幕、地毯）和床上用品需求量的日益增加，由紡織品引起的火災(zāi)也不斷增加。20世紀(jì)60年代，日本、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就對(duì)紡織品的阻燃整理提出了要求，并制定了各類(lèi)紡織品的阻燃標(biāo)準(zhǔn)，從紡織品的種類(lèi)和適用場(chǎng)所限制非阻燃織物[3]。表2列舉了中國(guó)和美國(guó)對(duì)阻燃性能的技術(shù)規(guī)定。

所謂阻燃是指降低材料在火焰中的可燃性，減緩火焰的蔓延速度，使它在離開(kāi)火焰后能很快自熄，不再自燃。

阻燃的基本原理是減少熱分解過(guò)程中可燃性氣體的生成和阻礙氣體燃燒過(guò)程中的基本反應(yīng)[4]。吸收燃燒區(qū)域中的熱量，稀釋和隔離空氣，對(duì)阻止燃燒也有一定的作用。通常用極限氧指數(shù)LOI來(lái)表示纖維及織物的阻燃性能。極限氧指數(shù)（LOI）為樣品在氮、氧混合氣體中保持燭狀燃燒所需氧氣的小體積百分?jǐn)?shù)，極限氧指數(shù)越高，則維持燃燒所需的氧氣濃度越高，即越難燃燒。不燃纖維的極限氧指數(shù)在35及以上，難燃纖維為26~34，可燃纖維為20~26，易燃纖維的極限氧指數(shù)低于20。

GB/T5455—1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種阻燃紡織品阻燃性能的測(cè)試方法，其測(cè)試原理是：將一定尺寸的試樣置于規(guī)定的燃燒器下點(diǎn)燃，測(cè)試在達(dá)到規(guī)定的點(diǎn)燃時(shí)間后，試樣的續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間和損毀長(zhǎng)度[5]。續(xù)燃時(shí)間指在規(guī)定的測(cè)試條件下，移開(kāi)（點(diǎn)）火源后材料持續(xù)有焰燃燒的時(shí)間。陰燃時(shí)間指在規(guī)定的測(cè)試條件下，當(dāng)有焰燃燒終止后或者移開(kāi)點(diǎn)火源后，材料持續(xù)無(wú)焰燃燒的時(shí)間。損毀長(zhǎng)度指在規(guī)定的測(cè)試條件下，在規(guī)定的方向上材料損毀面積的大距離。續(xù)燃時(shí)間和陰燃時(shí)間越短，損毀長(zhǎng)度越短，表示樣品的阻燃性能越好。

當(dāng)人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自身和周?chē)h(huán)境安全的時(shí)候，紡織品的阻燃性能已成為重要的安全性指標(biāo)。有些國(guó)家將服裝面料的阻燃性能納入國(guó)民消防安全法規(guī)，制定了嚴(yán)格的阻燃法規(guī)，對(duì)紡織品的阻燃性能作出明確規(guī)定。

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[4]蔣耀興，姚桂芬.紡織品檢驗(yàn)學(xué)[M].北京:中國(guó)紡織出版社,2008.

[5]GB/T5455—1997紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法[S].

（作者單位：宿遷市纖維檢驗(yàn)所）

來(lái)源：中國(guó)纖檢雜志

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