保健紡織品測試范文
時間:2023-10-26 17:30:53
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篇1
令人欣慰的是,為符合生態(tài)安全的要求,國內(nèi)外染料及助劑企業(yè)加大力度開發(fā)綠色環(huán)保型產(chǎn)品,在近期舉辦的2013年中國國際染料工業(yè)暨有機(jī)顏料、紡織化學(xué)品展覽會期間,“安全與環(huán)?!背蔀榱瞬蛔兊摹⒆钪匾闹黝},眾多企業(yè)重磅推出了符合環(huán)保要求的各類紡織用染化料和助劑產(chǎn)品,使我國在該領(lǐng)域取得了可喜的成績。
一、環(huán)保型紡織染料、助劑基本環(huán)保質(zhì)量指標(biāo)
環(huán)保型染料助劑有以下要求,即好的生物可降解性或可去除性;毒性小;游離甲醛的含量不超過限制值;無EH(環(huán)境激素)、DS(危險物質(zhì))、VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物);重金屬的含量不能超過限制值;不含有致癌芳香胺;可吸附有機(jī)鹵化物的含量不能超過限制值;不能含其它有害化學(xué)物質(zhì)。
二、常見不達(dá)標(biāo)項與解決措施
1、PH值
紡織品PH值要求一般是嬰兒及皮膚接觸類產(chǎn)品要求為4.0~7.5,非皮膚接觸類產(chǎn)品為4.0~9.0。造成PH值不達(dá)標(biāo)的主要原因多為酸、堿選用不當(dāng),中和不當(dāng)?shù)仍?,目前主要是通過高溫中和、洗水以及使用PH緩沖劑的方法來解決。
2、甲醛
甲醛在織物上的限量為75~300mg/kg,造成甲醛超標(biāo)的原因有很多,比如在染色、后整理過程中,使用了含有甲醛的涂料染色粘合劑、固色劑,或是所使用了受到甲醛污染的助劑等。另外,織物在存放、包裝以及運(yùn)輸?shù)确巧a(chǎn)過程中,也有可能引入甲醛,造成檢測樣品不達(dá)標(biāo)。
目前,紡織品中甲醛的超標(biāo)可以通過高溫過熱、洗水的方式來解決,也可以用乙烯脲、尿素等甲醛去除劑去除。使用甲醛捕捉劑也可去除織物上的殘留甲醛,一般用量在1~5%之間,與樹脂并用后,經(jīng)壓吸、絞干、預(yù)干再經(jīng)熱定型處理,可有效去除甲醛,且使用后不需再經(jīng)皂洗工藝。
3、色牢度不達(dá)標(biāo)
色牢度不達(dá)標(biāo)主要有以下幾項指標(biāo):耐唾液和汗水牢度、耐磨牢度、汗?jié)n色牢度與耐水牢度。造成織物色牢度不達(dá)標(biāo)的主要原因有:染料結(jié)構(gòu)及各類選擇、配伍不得當(dāng),使得染料分子與纖維之間結(jié)合力弱,導(dǎo)致染料對纖維的附著力差。另外由于纖維表面浮色所造成的紡織品色牢度不達(dá)標(biāo)的情況也時有發(fā)生。
提高色牢度主要是通過控制染色條件,使其達(dá)到染料上色要求,同時選用合適的助劑、固色劑等來提高織物的色牢度。如,利用固色劑分子中的季銨鹽、叔胺基團(tuán)與離子型染料中的陰離子基團(tuán)的離子鍵結(jié)合,使染料與固色劑形成不溶性的色淀從而降低其水溶性,提高織物的皂洗和白布沾色的牢度;利用固色劑分子中所含的基團(tuán),亞胺基和染料分子上的—OH、—NH2等原子形成配位鍵結(jié)合,形成配合物以提高織物的色牢度。而由于浮色所造成的色牢度不達(dá)標(biāo)的織物,可采用皂洗的方法去除纖維表面的浮色。
4、重金屬離子
紡織品檢測中所規(guī)定的重金屬種類主要有銻、砷、鎘、鎳等10種。2013年歐洲標(biāo)準(zhǔn)對的鎳檢測含量做了調(diào)整,調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)品級別I的新限量值為0.5mg/kg,產(chǎn)品級別II~I(xiàn)V為1.0mg/kg。
紡織品中引入重金屬有以下幾種可能:使用的紡絲油劑、漿料、固色劑M及防水劑CR中含有重金屬;如,阻燃劑三氧化二銻乳液含有大量汞離子,無機(jī)顏料使用過程中會引入鉻酸鉛、鉬鉻紅、鉬紅、鉻橙等元素,而活性、酸性、中性及直接染料使用過程中會引入鉻、鈷、鎳、銅等絡(luò)合物。另外,紡織品在儲存、運(yùn)輸過程中也有可能引入重金屬離子。
紡織品生產(chǎn)過中所引入的重金屬離子根據(jù)其種類的不同而采用相應(yīng)化學(xué)方法可以去除。如,重鉻酸鉀通過檸檬酸中和的方法去除;金屬絡(luò)合物通過抗壞血酸VC、聚丙烯酸、聚馬來酸酐中和的方法去除;使用濃度為2.0%~4.0%的重金屬離子去除劑,在40℃左右的條件下,浸泡45分鐘以上,清水洗滌5遍以上,可有效去除織物中的銻和鎘等離子。而在儲存、運(yùn)輸過程中所引入重金屬郭通過加強(qiáng)管理也是可以避免的。
5、APEO環(huán)境類激素
國際上公認(rèn)的70種環(huán)境激素(EH)中,紡織染整助劑中含有的種類占37%。其中,烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)在紡織品檢測中列數(shù)第一位,紡織品中APEO的含量一般為30~100mg/kg。其主要來自紡絲油劑、染色助劑及后整理工藝所用的化學(xué)試劑及助劑等。
紡織品中含有的APEO主要是在皂洗過程中添加去除劑,通過制定合適的皂洗工藝、皂洗次數(shù)清除吸附在纖維表面上的APEO。使用1.5%~2.0%范圍內(nèi)的APEO去除劑,水溫控制在40~60℃之間,邊加邊攪拌至產(chǎn)生泡沫為止,衣物和水的比例控制在1:20,浸泡45分鐘以上,再經(jīng)清水清洗可有效的去除織物上APEO的殘留。如,含APEO在5000ppm的原毛織物溶度為5~6g/L APEO去除劑溶液處理后,APEO殘留水平在100ppm以下,效果非常明顯。
6、多環(huán)芳烴
2013年紡織品環(huán)保檢測項中新增了8種多環(huán)芳烴(PAHa)成分進(jìn)行檢查。此外,在產(chǎn)品級別I中將現(xiàn)有苯并(a)芘極限量值調(diào)整為0.5mg/kg,所有其它PAHa的累計限量值調(diào)整為5mg/kg。
三、新型染料助劑產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)
作為國內(nèi)染化料助劑業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一,浙江閏土股份有限公司在本屆展會期間專題介紹了他們開發(fā)生產(chǎn)的新型染料和助劑產(chǎn)品,如高檔活性P型染料具有綠色環(huán)保、高溶解度、超高固色率和直接性等特點(diǎn),特深色活性染料RH系列可減少加料或者回修等染廠最大的環(huán)境問題等,一次準(zhǔn)RFT系列活性染料可一次性加入鹽堿,大大簡化染色工藝并縮短染色時長,增加一次準(zhǔn)成功率,上述這些染料產(chǎn)品已于2013年3月獲得了ECOPASSPORT質(zhì)量認(rèn)證證書,產(chǎn)品符合Oeko-Tex Standard 100標(biāo)準(zhǔn),成為了棉紡織品染色加工的首選產(chǎn)品之一;
在環(huán)保助劑領(lǐng)域,閏土公司開發(fā)了無醛固色劑SC-702,它能提高織物水洗牢度特別是大紅色的水洗牢度和汗?jié)n牢度,有些品種汗?jié)n牢度可提高2級,且不含甲醛、不含APEO;中和酸NV400為不揮發(fā)性有機(jī)酸,可達(dá)到中和透心,不會出現(xiàn)定型后pH值又升高的問題,有效地保證了布面pH不超標(biāo)。
篇2
摘要:隨著紡織科學(xué)的發(fā)展,紡織品呈現(xiàn)多元化的功能性,功能性紡織品的市場日臻熟,對檢測機(jī)構(gòu)的功能性測試要求也越來越高。本文介紹了防水性能、拒油性能、易去污性、吸濕速干性能、透濕透氣性能、保溫性、防紫外線及抗靜電的測試標(biāo)準(zhǔn),方便各企業(yè)和檢測工作者們查閱和學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞:功能性;紡織品;標(biāo)準(zhǔn)
1引言
功能性紡織品,是指除一般紡織品所具有的基本使用價值外,還具有某種或某些特殊功能的新型紡織品,是傳統(tǒng)紡織品與現(xiàn)代科技相結(jié)合的產(chǎn)物。如何科學(xué)地界定和評價功能性紡織品的這些“功能”,同時讓消費(fèi)者明白這些“功能”,引導(dǎo)企業(yè)與消費(fèi)者對“功能性紡織品”建立共同信任的關(guān)系,進(jìn)一步規(guī)范化市場,本文介紹了紡織品一些常見的功能性測試標(biāo)準(zhǔn)、測試原理、評價指標(biāo)、技術(shù)要求及適用范圍。
2功能性項目
功能性紡織品主要有防護(hù)功能型,如防水、拒油、防污等;衛(wèi)生保健功能型,如抗靜電、抗菌防臭、防螨蟲等;醫(yī)療和環(huán)保功能型,如遠(yuǎn)紅外、防紫外線等;舒適功能型,如免燙抗皺、吸濕速干、透濕透氣等。
2.1 防水性能
防水性能主要是指織物抵抗被水分潤濕和滲透的能力。織物防水性能的表征指標(biāo)有沾水等級、抗靜水壓、水滲透量等。其中,沾水等級越高,靜
測試 試樣后面放一張已稱重的吸水紙,將一定容量的水噴淋到試樣的繃緊表面。然后再重新稱量吸水紙,來測定滲水性并因此評定試樣的滲水性 適用于任何經(jīng)過或未經(jīng)防水或拒水整理的紡織織物,尤其適用于測量服裝織物的抗?jié)B透性
上述方法測試時應(yīng)注意:試樣應(yīng)具有代表性,取樣部位不應(yīng)有折皺或折痕。取樣后,盡量減少對試樣的處理,避免用力折疊。與水相接觸的測試面必須指定,因為不同的織物面會產(chǎn)生不同的結(jié)果。一般有拒水要求的產(chǎn)品的沾水等級不應(yīng)小于4級,有防雨功能要求的產(chǎn)品的耐靜水壓不小于13 kPa,有防暴雨功能要求的產(chǎn)品的耐靜水壓不小于35 kPa。
2.2 拒油性能
拒油性能的測試標(biāo)準(zhǔn)主要有國標(biāo)GB/T 19977―2005《紡織品 拒油性 抗碳?xì)浠衔镌囼灐泛兔罉?biāo)AATCC 118-2013《拒油性:抗碳?xì)浠衔镌囼灐?,兩種方法的測試原理大致相同,即將選取的不同表面張力的一系列碳?xì)浠衔飿?biāo)準(zhǔn)試液滴加在試樣表面,然后觀察潤濕、芯吸和接觸角的情況。
其中,GB/T 19977―2005適用于各類織物及其制品,特別適用于比較同一基布經(jīng)不同整理劑整理后的拒油效果,也可用于測定水洗和干洗處理對試樣拒油性的影響,不適用于評定試樣抗油類化學(xué)品的滲透性能。測試取20 cm× 20 cm的試樣3塊,所取試樣應(yīng)有代表性,包含織物上不同的組織結(jié)構(gòu)或不同的顏色。拒油等級以沒有潤濕試樣的試液最高編號表示,分為0~8九個等級,級數(shù)越高,試樣的拒油性能就越好,一般有拒油性要求的產(chǎn)品,拒油等級不應(yīng)小于4級。
2.3 易去污性能
紡織品易去污性能的測試標(biāo)準(zhǔn)主要有FZ/T 01118―2012《紡織品 防污性能的檢測和評價 易去污性》和AATCC 130-2010《去污性:油漬清除法》,二者都適用于評價各類紡織織物及其制品的抗污性能。
根據(jù)污物的清潔方法,F(xiàn)Z/T 01118―2012分為洗滌法和擦拭法,亦可根據(jù)雙方協(xié)議使用其他沾污物,但需在試驗報告中說明。值得大家注意的是,使用不同的沾污物和方法所得試驗結(jié)果不具有可比性。對于有易去污性要求的產(chǎn)品,一般要求其易去污性等級不小于3-4級,本白及漂白產(chǎn)品可降低半級。
2.4 吸濕速干性能
人體皮膚表面常常會由于運(yùn)動等原因而出汗,不論是停留在皮膚表面的液態(tài)汗,還是皮膚與服裝之間增加的濕氣,都會使人體感覺到不適。因此,紡織品吸濕速干性能的測定和評價就顯得尤為重要。
GB/T 21655.1―2008《紡織品 吸濕速干性的評定 第1部分:單向組合試驗法》是以吸水率、滴水?dāng)U散時間和芯吸高度來表征紡織品對液態(tài)汗的吸附能力,并以織物在規(guī)定空氣狀態(tài)下的水分蒸發(fā)速率和透濕量指標(biāo)來表征紡織品在液態(tài)汗?fàn)顮顟B(tài)下的速干性,該方法適用于各類紡織品及其制品吸濕速干性能的評價。
GB/T 21655.2―2009《紡織品 吸濕速干性的評定 第2部分:動態(tài)水分傳遞法》的評價指標(biāo)有:浸濕時間、吸水速率、最大浸濕半徑、液態(tài)水?dāng)U散速度、單向傳遞指數(shù)和液態(tài)水動態(tài)傳遞綜合指數(shù)。結(jié)果分為5個等級,其中5級程度最好,1級最差。該方法適用于各類紡織品及其制品,其他產(chǎn)品可參照采用。
AATCC 195-2012《紡織品液態(tài)水動態(tài)傳遞性能》以測量電導(dǎo)率的變化來評估紡織品液態(tài)水動態(tài)傳遞性能,適用于針織物、梭織物以及非織造織物。
2.5 透濕性能
透濕性是體現(xiàn)水蒸氣通過織物的能力的表征,是考核服裝產(chǎn)品舒適性能的重要指標(biāo)。紡織品透濕性能的測試標(biāo)準(zhǔn)有:GB/T 12704.1―2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分:吸濕法》和GB/T 12704.2―2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第2部分:蒸發(fā)法》。
GB/T 12704.1和GB/T 12704.2的測試原理大致相同,前者是將把盛有干燥劑并封以織物試樣的透濕杯,放置于規(guī)定溫度和濕度的密封環(huán)境中,根據(jù)一定時間內(nèi)透濕杯質(zhì)量的變化計算試樣透濕率、透濕度和透濕系數(shù)。后者是將干燥劑換成一定溫度的蒸餾水,其他相同。吸濕法適用于多種紡織織物,包括產(chǎn)業(yè)用織物、非織造布和其他可透氣的紡織制品。蒸發(fā)法分方法A(正杯法)和方法B(倒杯法),適用于厚度在10mm以內(nèi)的各類片狀織物。
GB/T 21295―2014《服裝理化性能的技術(shù)要求》規(guī)定有透濕要求的產(chǎn)品的透視率不小于2200g/(m2.24h)。
2.6 透氣性能
透氣性能是決定織物舒適與否的重要性能指標(biāo),是氣體對薄膜、涂層、織物等高分子材料的滲透性。隨著戶外運(yùn)動的時興,戶外運(yùn)動服裝的透氣性能成為大家關(guān)注的熱點(diǎn)之一,紡織品透氣性能常用的測試標(biāo)準(zhǔn)見表2。
上述方法的測試原理基本相同,即:在規(guī)定的壓差條件下,測定一定時間內(nèi)垂直通過試樣給定面積的氣流流量,計算出透氣率。FZ/T 81007―2012《單、夾服裝》對透氣率的要求為≥150 mm/s。
2.7 抗菌性能
抗菌紡織品的抗菌效果是評價此類產(chǎn)品的首要指標(biāo),其次是抗菌持久性和安全性??咕志眯允侵敢欢ù螖?shù)洗滌前、后,產(chǎn)品的抗菌效果對比;安全性是指產(chǎn)品對人體環(huán)境安全,不含有毒有害物質(zhì),應(yīng)進(jìn)行毒理性檢驗(急性毒性、皮膚刺激性和過敏性試驗),且應(yīng)符合GB18401《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》??咕徔椘房咕阅艿脑u價方法見表3。
FZ/T 73023―2006附錄D 抗菌針織品 適用于天然纖維、化學(xué)纖維以及混紡纖維制成的抗菌針織品,如針織內(nèi)衣、內(nèi)褲、運(yùn)動衣、襪子、帽子、泳裝等針織品以及各種針織面料 抑菌率、抑菌圈寬度
FZ/T 73023―2006按耐水洗次數(shù)及考核菌種的不同,將抗菌針織品分為A級、AA級和AAA級三個抗菌級別。供需雙方可根據(jù)產(chǎn)品用途,采用特定的測試菌種,亦可另行商定洗滌次數(shù)和抑菌率指標(biāo),但在檢測報告中應(yīng)注明。
2.8 保溫性能
紡織品的保溫性能一直比較受消費(fèi)者的關(guān)注,各企業(yè)應(yīng)對這一需求,開發(fā)出越來越多的新型保溫材料和產(chǎn)品,因此,對這一性能的紡織品檢測量也日益增多,目前,我們常用的保溫性能測試方法見表4。
ASTM D 1518-2014 棉絮體系熱阻測試方法 熱板法 適合于熱傳導(dǎo)性在0.1~1.5W/M2?K的棉絮和多層棉絮/織物集合體 熱阻
測試時,試樣正面向上,取樣3個。對于成品,需確保可以從成品中取得40cm×40cm的試樣;或者按照成品組合工藝制作40cm×40cm的組合樣品三塊,且應(yīng)具有代表性。一般對于有保溫性能要求的產(chǎn)品,要求保溫率≥30%。
2.9 防紫外線性能
近年來,紫外線對人類的影響越來越受到人們的關(guān)注。因此,有關(guān)紫外線防護(hù)織物和服裝的開發(fā)應(yīng)用越來越多,對這類紡織品的防紫外線功能的檢驗方法(見表5)也逐漸受到國內(nèi)外的關(guān)注。
BSEN 13758-1:2002 紡織品日光紫外線保護(hù)性能 第1部分:成衣織物的測試方法 通過測定在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下外穿織物的加權(quán)紅斑效應(yīng)的紫外線透射率來評定其紫外線防護(hù)特性,不適用于在一定距離內(nèi)提供保護(hù)的織物,如雨傘、遮陽物等
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18830―2009規(guī)定,當(dāng)樣品的UPF>40,且T(UVA)AV
2.10 抗靜電性能
靜電現(xiàn)象很常見,如生活中穿或脫衣服時出現(xiàn)火花、有針刺感,與人接觸時的“電擊”等。靜電的危害很大,影響人體健康,干擾人的情緒,某些特殊環(huán)境下還會引起火災(zāi)。紡織品靜電性能的評定方法有靜電壓半衰期法、電荷面密度法、電荷量法、電阻率法、摩擦帶電電壓法 (見表6)。
GB 12014―2009《防靜電服》要求A 級產(chǎn)品的帶電電荷量
除上述介紹的國家標(biāo)準(zhǔn)外,相關(guān)的抗靜電性能國際標(biāo)準(zhǔn)有:AATCC 76-2011《紡織物表面電阻率》、BS EN 1149-1:2006《防護(hù)服 靜電性能 第1部分:測量表面電阻率的試驗方法》和BS EN 1149-2:1997 《防護(hù)服 靜電性能 第2部分:測量通過材料電阻的試驗方法(垂直電阻)》。
2.11 免燙性能
考核紡織品免燙性能的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 18863―2002《免燙紡織品》,該標(biāo)準(zhǔn)適用于纖維素纖維及其與其他纖維的混紡、交織產(chǎn)品(纖維素含量75%)以及桑蠶絲產(chǎn)品(桑蠶絲含量70%以上),其他免燙紡織品可參照執(zhí)行。其質(zhì)量指標(biāo)包括洗滌干燥后外觀平整度、洗滌干燥后接縫外觀、洗滌干燥后褶裥外觀和水洗尺寸變化率,此外,對安全性能及強(qiáng)力都有特殊的要求。
2.12 阻燃性能
由于大多數(shù)紡織品都是易燃或可燃的,日常生活中的火災(zāi)隱患無所不在,因此阻燃紡織品的研發(fā)和性能測試以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定越來越受到社會的關(guān)注。常用的阻燃性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表7。
燃燒等級分為:1級(正常可燃性)、2級(中等可燃性)和3級(快速劇烈燃燒)。GB/T 21295―2014規(guī)定14歲及以下兒童睡衣?lián)p毀長度≤17.8cm,其他產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到1級要求。FZ/T 81001―2007《睡衣套》規(guī)定面料洗滌前后的燃燒性能應(yīng)達(dá)到1級要求,未達(dá)到1級要求但達(dá)到2級要求的產(chǎn)品,應(yīng)在產(chǎn)品使用說明中標(biāo)明“易燃產(chǎn)品,請謹(jǐn)慎使用”警示語,否則按不合格判定。
篇3
[關(guān)鍵詞]紡織品;設(shè)計;遺傳算法;應(yīng)用
中圖分類號:TS106 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)37-0247-02
引言
傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計主要憑借設(shè)計者的直覺和經(jīng)驗,缺乏客觀和科學(xué)性,若在設(shè)計中融入遺傳算法會改變以往隨意和片面的設(shè)計。遺傳算法是一種通過模擬自然化過程搜索最優(yōu)解的方法,其主要特點(diǎn)是直接對結(jié)構(gòu)對象進(jìn)行操作,不會受函數(shù)連續(xù)性和求導(dǎo)限定,具有內(nèi)在的隱并行性和全局尋優(yōu)能力。當(dāng)前該算法已經(jīng)廣泛滲透至多個領(lǐng)域,尤其在紡織品設(shè)計中能將感性設(shè)計和理性分析相結(jié)合,提高紡織品設(shè)計品質(zhì)和功能性。
1 混紡紗線性能研究
評定成紗等級的主要依據(jù)則是紗線的拉伸性能,主要包括強(qiáng)力和伸長兩個部分。紗線在拉伸過程中所能承擔(dān)的最大外力為紗線強(qiáng)力,能承擔(dān)縱向最大變形則為紗線伸長,也是評定織物的服用性能和堅牢性的重要指標(biāo)。采用電子單紗強(qiáng)力儀,預(yù)加張力為10cN,夾持距離為50cm,溫度20℃,相對濕度65%±5%。于測試前開啟預(yù)熱儀器,從一側(cè)紗桿上導(dǎo)出試樣,用強(qiáng)力儀夾持器夾持試樣一端,后用另一端用下夾持器夾緊,此時與采用與試樣相同的速度對試樣進(jìn)行定速拉伸到其斷裂。電壓信號會從強(qiáng)力儀上的測力傳感器中自動產(chǎn)生,之后由計算機(jī)處理后再測試每個比例的紗線,具體結(jié)果如表1所示。
導(dǎo)紗線斷裂和纖維性質(zhì)及結(jié)構(gòu)有關(guān),具體表現(xiàn)在:1)纖維細(xì)度;纖維較細(xì)較柔軟時相互之間會比較緊密,不易滑脫,紗截面中纖維根數(shù)也會增多,進(jìn)而提高成紗強(qiáng)度和斷裂伸長。2)纖維的摩擦性能;纖維間摩擦越大,滑脫組織增大的同時會提高成紗強(qiáng)度。3)纖維長度;紗線強(qiáng)度主要短于兩倍滑脫長度的短纖維存在,若長度一致度較高時會減少薄弱環(huán)節(jié),對紗線強(qiáng)度好和斷裂伸長的強(qiáng)度都起著重要的促進(jìn)作用。4)纖維強(qiáng)度;纖維強(qiáng)度的增大會帶動紗線強(qiáng)度的增大,自然而然斷裂伸長也越大。
2 混紡紡織品設(shè)計試驗
2.1 試驗方法
本文研究試驗共制作兩種纖維時,采取相同紡紗工藝,運(yùn)用兩種纖維紡織7種混紡比的混紡紗。具體如下:竹漿纖維(河北省化纖廠制作,規(guī)格1.65dtex×38mm)。棉紡纖維(本文研究實(shí)驗室自供的細(xì)絨棉)。兩種纖維線密度為28tex,捻度為62.4捻/10cm,混紡比為1/100、30/70、40/60、50/50、60/40、70/30、100/0.采用相同的參數(shù)織成7種結(jié)構(gòu)相同的混紡紗平織物。
2.2 試驗測試方法
本文試驗測試織物的透濕性參照GB/T12704-1991,測量織物透濕量采用LFY-216C,參照FZ-T01045-1996測定織物懸垂性,測定紗線耐磨性參照FZ/T01058-1999,采用YG811型織物懸垂性測定儀進(jìn)行測定。
2.3 試驗的工藝及設(shè)備
之所有采用不同的處理方式處理原料,不僅能減少纖維損傷,還能夠很好的節(jié)省原料,采用條魂法混合竹漿纖維和棉纖維,在自動的小樣織機(jī)上完成所有織物的紡織工藝,參與紡織和紡紗的主要設(shè)備有:A272型并條機(jī)、ASL-2000型自動的小樣織機(jī)、AS511A型細(xì)紗機(jī)、FA4001A型的粗紗機(jī)、A186型的梳棉機(jī)。
2.4 數(shù)據(jù)處理
采用遺傳算法優(yōu)化本文試驗工具,其中求解優(yōu)化模型采用Matlab遺傳算法工具箱。
3 遺傳算法在混紡紡織品設(shè)計中應(yīng)用
3.1 建立混紡比優(yōu)化模型
紡織品的結(jié)構(gòu)與功能主要由纖維、紗線和織物3個層次構(gòu)成,較為復(fù)雜。特選擇混紡比作為設(shè)計變量,有利于后續(xù)研究,其目標(biāo)函數(shù)也選取紗線耐磨性、織物懸垂性和織物透濕性等紡織品。在織造過程中有效減少斷頭來考察紡織品結(jié)構(gòu)對功能的影響,對紡織品加工都起著重要的參考作用。紡織品設(shè)計中可讓欣賞者產(chǎn)生視覺美感的一個重要因素是懸垂性,其良好的織物能夠形成光滑流暢的曲面造型。除了視覺上的感受,還注重穿在身上的舒適性,這就要考慮紡織品的透濕性。所以,本文研究試驗所選擇的紡織品從外觀美感及穿著舒適性等指標(biāo)作為優(yōu)化紡織品設(shè)計的目標(biāo)。為了建立優(yōu)化模型,以同樣的工藝條件紡織了混紡比為1/100、30/70、40/60、50/50、60/40、70/30、100/0 7種竹/棉混紡紗線并織成織物結(jié)構(gòu)完成相同的7塊平紋織物。本文則以這些織物探究混紡比對混紡紗線的織物透濕性、耐磨性及織物懸垂性。為了研究優(yōu)化模型,還研究了混紡比對織物的透濕性、懸垂性、紗線的耐磨性的影響,因而研究重點(diǎn)就逐漸演變成maxF(x)求解,F(xiàn)(x)可以表示為{F1(x),F(xiàn)2(x),F(xiàn)3(x),},其中x為決策變量,指竹漿纖維的混紡比,F(xiàn)1(x)指紗線的耐磨性,F(xiàn)2(x)指織物的懸垂性,F(xiàn)3(x)指織物的濕透性。對其懸垂性的測試可經(jīng)過染整加工的成品布來進(jìn)行測試,一個系列品種均可應(yīng)用,若要得出具有對比性的結(jié)果,需測試胚布,歸一化預(yù)處理試驗數(shù)據(jù),竹漿纖維混紡比和織物的透濕性、織物的懸垂性能、紗線的耐磨性能可通過對試驗曲線進(jìn)行擬合,采用Origin進(jìn)行擬合,具體函數(shù)表達(dá)公式如表2.
不同用途紡織品在性能方面也大有不同,在計算時要選擇相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行計算。如用于內(nèi)衣制造的紡織品首先考慮的就是其舒適性,需加大織物透濕性的加權(quán)系數(shù),可以適當(dāng)減少職務(wù)耐用性的加權(quán)系數(shù)。在例如用于外衣制造時,要注重織物的美感要求,可注重織物的懸垂性,而在設(shè)計工作服所需的織物時則重點(diǎn)考慮織物的耐用性能。在基于遺傳算法的紡織品的設(shè)計過程中,可通過加權(quán)系數(shù)的變化組織各個要素,以此實(shí)現(xiàn)不同預(yù)期紡織品的設(shè)計。本文研究主要是為了在設(shè)計中突出紡織品的舒適性、外觀美感及加工性能,以下三種不同方案則看通過對加權(quán)系數(shù)的調(diào)整后得出,具體方案如表3所示。
方案1為了在混紡織物的加工過程中具有較好的加工性能,因此其紗線耐磨性的加權(quán)系數(shù)最大。方案2的懸垂性能較好,為了紡織物具有較好的外觀,從而適用于外衣的設(shè)計制造。方案3增加織物透濕性的權(quán)重,擬用于貼身衣服設(shè)計,所以注重織物的舒適性。
3.2 基于遺傳算法的優(yōu)化計算
根據(jù)多目標(biāo)優(yōu)化模型的特點(diǎn)遺傳算法進(jìn)行計算,完成模型求解則通過MATLAB遺傳算法工具,以下為具體優(yōu)化過程:
3.2.1 編制目標(biāo)函數(shù)文件
Function z=dd2005(x)
F1=1.03343-0.4904*x-0.37755*x2;
F2=-0.96895+0.59331*x;
F3=0.73304+0.298*x
…………
…………
F=[F1 F2 F3]
z=coe*F
z=-z
3.2.2 變成調(diào)用主程序
opts=gaoptimset(‘P|otFcns’,{@gaplotbesff,@gaplotstopping});
FitnessFunction=@gemeration;
…………
[X,F(xiàn)val,exitFlag,Output]= ga(FitnessFunction,nunlber(MVariables,[],[],[],[],0,l,[],opts);
…………
…………
fprintf(7The best function value found was:%g\n’’,F(xiàn)val);
3.2.3 結(jié)果輸出
The number of generations was:51
The number of function evaluations Wag:1020
3.3 檢驗與評價
將計算得到的混紡比應(yīng)用至混紡品織品的計算,測試相應(yīng)的混紡比織物性能,判斷設(shè)計結(jié)果,全部織物織造方法相同,之后在對結(jié)果及所建立的數(shù)學(xué)模型測試結(jié)果進(jìn)行評價測試,具體結(jié)果如表4所示:
從上述結(jié)果中看出,優(yōu)化方案得到的紗線和織物性能實(shí)際測試值與數(shù)學(xué)模型得到的預(yù)測值結(jié)果大致相同,雖然含有一定的誤差,但都是不可在建模過程中不可避免的。有望通過增加試驗重復(fù)次數(shù)和改進(jìn)試驗方法來減少性能測試誤差。總而言之,實(shí)測值和預(yù)測值盡管在結(jié)果方面存有誤差,但兩者得到的預(yù)測值基本相同,可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)。
4 結(jié)語
綜上所述,本文通過遺傳算法確定混紡比的方案并將其應(yīng)用至紡織品設(shè)計制造中,建立混紡比與紗線耐磨性等數(shù)學(xué)模型,之后應(yīng)用遺傳算法對模型進(jìn)行求解,并評價和檢驗設(shè)計方案。結(jié)果表面,在紡織品設(shè)計中應(yīng)用遺傳算法可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計的隨意性和片面性,從經(jīng)驗設(shè)計逐漸過渡至科學(xué)設(shè)計,對今后紡織品設(shè)計理論和實(shí)踐都起著很好的參考作用。
參考文獻(xiàn)
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篇4
對抗菌纖維、抗菌劑作了簡要介紹,概括了目前市場上常用的抗菌纖維整理方法以及抗菌性能檢測方法,并對抗菌產(chǎn)品在紡織品上的應(yīng)用進(jìn)行簡略歸納,以期加深人們對抗菌纖維的了解。
關(guān)鍵詞:抗菌纖維;抗菌劑;抗菌整理;抗菌檢測
人體是微生物理想的生長環(huán)境,紡織品在穿著過程中會沾上汗液、皮脂屑等人體分泌物,這些都是微生物生長必需的營養(yǎng),紡織品的多孔式形狀也有利于微生物的附著, 因此,紡織品是細(xì)菌生長和繁殖的良好媒介[1]。通常情況下我們感覺不到細(xì)菌的存在和危害,但當(dāng)細(xì)菌過度繁殖后則會產(chǎn)生異味,并且可通過皮膚、呼吸道及血液對人體健康嚴(yán)生危害,甚至?xí)?dǎo)致皮炎及其他各種傳染病的發(fā)生。
這些年,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生活水平的提高,人們對于微生物影響人體健康的問題越來越重視,對自身的衛(wèi)生保健意識日益增強(qiáng),抗菌防臭、抑菌、消臭功能的紡織品受到了國內(nèi)外消費(fèi)者的歡迎。
據(jù)Textiles Intelligence的一份功能紡織品市場調(diào)研報告顯示,消費(fèi)者對抗菌紡織品的需求正在迅速上升??咕徔椘吩谙愇?、防止細(xì)菌滋生和減少皮膚傳染病等方面起著關(guān)鍵作用。該報告估計,紡織品抗菌劑的用量將以l5%的年增長率上升,成為紡織品市場上增長最快的功能添加劑之一[2]。
1 抗菌纖維簡介
抗菌纖維是一種功能性纖維,其具有阻斷疾病傳播、衛(wèi)生保潔和纖維自身性能的維護(hù)等作用。抗菌材料是指自身具有殺滅或抑制微生物功能的一類新型功能材料。在自然界中有許多物質(zhì)本身就具有良好的殺菌或抑制微生物的功能,如部分帶有特定基團(tuán)的有機(jī)化合物、一些無機(jī)金屬材料及其化合物、部分礦物質(zhì)和天然物質(zhì)。如甲殼素纖維:可以作為永久性整理劑,使織物耐水洗、耐摩擦,提高織物的堅牢度,減少縮率,并使織物具有滑爽光潔和挺括的手感與外觀[3]。
但目前抗菌材料更多是指通過添加一定的抗菌物質(zhì) (稱為抗菌劑), 從而使材料具有抑制或殺滅表面細(xì)菌能力的一類新型功能材料,如填充型抗菌纖維:將抗菌劑的超細(xì)粉末以一定比例加到化學(xué)紡絲液中進(jìn)行紡絲,降低用量,節(jié)約成本。由于抗菌劑進(jìn)入了纖維內(nèi)部,所以用此法制得的抗菌纖維耐水洗抗菌效果持久,通過濃度梯度的作用原理,抗菌劑源源不斷地溶到纖維表面[4]。
2 抗菌劑的種類
抗菌劑是一類具有抑菌和殺菌性能的新型助劑,它能夠在一定時間內(nèi),使某些微生物(細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等)的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學(xué)物質(zhì)。
不同品種的整理劑,其抗菌機(jī)理和作用方式不同??咕饔檬庆o菌作用和殺菌作用的綜合[5]。目前加工抗菌紡織品所用的抗菌劑主要有有機(jī)抗菌劑、無機(jī)抗菌劑和復(fù)合抗菌劑三大類。
2.1 有機(jī)抗菌劑
有機(jī)抗菌劑包括天然抗菌劑和化學(xué)合成有機(jī)抗菌劑兩大類。具體見表1。
有機(jī)抗菌劑短期具有殺菌力強(qiáng)、即效好、來源廣、種類多、價格低廉等優(yōu)點(diǎn),曾經(jīng)得到廣泛的使用,但在長期的使用過程中,人們發(fā)現(xiàn)這類抗菌劑具有一定的揮發(fā)性,毒性大,耐熱性較差,難以與纖維熔紡,且容易遷移,對于抗菌方面可能產(chǎn)生微生物耐藥性等,因此人們將注意力漸漸轉(zhuǎn)向無機(jī)類抗菌劑。
2.2 無機(jī)抗菌劑
無機(jī)抗菌劑主要分為金屬離子型和光催化型兩大類。具體見表2。
重金屬類抗菌劑在實(shí)際使用中,通常利用吸附或離子交換等方法,將重金屬離子固定在沸石、硅膠等載體上制成抗菌劑。光催化類抗菌劑是一種新發(fā)展的、具有廣闊應(yīng)用前景的抗菌劑。目前已逐步應(yīng)用于陶瓷制品、涂料、抗菌材料等方面。
2.3 復(fù)合類抗菌劑
為了克服無機(jī)抗菌劑毒性及有機(jī)抗菌劑易洗脫、耐熱性能的不足,采用有機(jī)或無機(jī)及親水性物質(zhì)復(fù)配的方式。在復(fù)配體系中,有機(jī)、無機(jī)抗菌劑等的固有抗菌活性可能會顯著提高。一般有機(jī)抗菌劑可以同親水性物質(zhì)形成共聚物。無機(jī)抗菌劑包括含銀、銅、鋅離子一種或多種的載體型抗菌劑,或采用具有光催化活性的無機(jī)金屬氧化物或硫化物如TiO2等[10]。
3 抗菌纖維以及織物的生產(chǎn)方法
抗菌纖維的加工主要是通過對纖維進(jìn)行各種處理,從而使纖維獲得抗菌活性的方式。抗菌防臭整理技術(shù)是一門牽涉面十分廣泛的學(xué)科,它涉及染整工程、化工、醫(yī)學(xué)及微生物學(xué)等多門學(xué)科。該技術(shù)是將抗菌防臭整理劑應(yīng)用于紡織品上,根據(jù)織物的用途給織物提供不同程度的抗菌功能[11]。
3.1 后整理法
采用抗菌液對纖維或織物進(jìn)行浸漬或涂覆,把抗菌劑固定在纖維上的方法。其中又分為:
表面涂層法:將抗菌劑與涂層劑配成溶液,對織物進(jìn)行涂層處理;
樹脂整理法:將抗菌劑溶解在樹脂中配成乳化液,將織物放在乳化液中充分浸漬,通過軋、烘等工藝,使其附于織物表面。
此方法加工簡便,可應(yīng)用此方法處理的織物種類多,天然纖維和合成纖維也都可以應(yīng)用。因此,目前的紡織品抗菌纖維加工過程中,此方法占70%。而后整理法的缺點(diǎn)則是:一是將抗菌有效成分附著在纖維及織物表面,制得的產(chǎn)品不耐洗,不持久;二是采用的抗菌劑大部分以有機(jī)抗菌劑中的季銨鹽類為主,該有機(jī)抗菌劑耐熱性差,且具有一定的毒性和揮發(fā)性。因此,人們開始逐漸重視通過對纖維進(jìn)行改性的方法生產(chǎn)出抗菌纖維。
3.2 纖維改性法
此方法主要是通過將化學(xué)纖維的高分子結(jié)構(gòu)改性或共混改性的方法,將抗菌劑添加到成纖高聚物中制得抗菌纖維,從而得到抗菌性能持久的織物,在這之中,又以共混改性的方法為主。該方法的原理是將抗菌劑在紡絲過程中加入到合成纖維中,從而要求采用的抗菌劑具有良好的熱穩(wěn)定性。采用該方法生產(chǎn)的抗菌纖維,由于抗菌劑均勻地分布在纖維內(nèi)部,抗菌性能持久,加工出的織物安全性高,耐洗滌,不產(chǎn)生抗藥性,所以應(yīng)用的范圍會越來越廣闊。
4 抗菌纖維的抗菌測試方法
篇5
醫(yī)用紡織品涵蓋面極廣,是“既可用于衛(wèi)生、健康和個人護(hù)理,也可用于外科手術(shù)的紡織制成品”。換句話說,醫(yī)用紡織業(yè)市場大而復(fù)雜,它包含了紡織品和無紡業(yè),由眾多產(chǎn)品類別和部門組成,且下設(shè)多個子部門。其產(chǎn)品形狀、尺寸和配置也多種多樣。諸如尿布和擦拭巾一類的市場價值本身就高達(dá)數(shù)十億美元;而外科植入品、研發(fā)項目和其他小規(guī)模生產(chǎn)則屬年銷售額低于10萬美元的產(chǎn)業(yè)。介于兩者間還能細(xì)分出多個領(lǐng)域。簡言之,該領(lǐng)域可分為兩大類:外用和內(nèi)用。
范圍廣用量大的外用品暴增
醫(yī)藥外用品市場廣闊而深入,其重要領(lǐng)域包括傷口護(hù)理、包扎、防菌和衛(wèi)生用品,絕大多數(shù)消費(fèi)者都很熟悉。就目前來看,業(yè)界產(chǎn)量越來越高,利潤卻相對較低,既有大眾品牌產(chǎn)品,也有仿制品,且諸多大型知名制造商均有出售。代表性產(chǎn)品在使用過程中可能接觸皮膚,也可能不接觸。產(chǎn)品因使用目的不同而具有不同的功能,但多數(shù)產(chǎn)品在進(jìn)入市場前,商家都會進(jìn)行測試和認(rèn)證。
眾所周知,傷口護(hù)理品可加速傷口愈合,預(yù)防感染,保護(hù)創(chuàng)傷、手術(shù)切口、刮傷、燒傷等功能。特定品牌品或非專利品包括繃帶和傷口敷料、打石膏所用的包扎材料和膏藥、醫(yī)用膠帶、紗布、填料和吸收墊等。包扎品主要為品牌產(chǎn)品,包括袖套、緊身衣、護(hù)腿襪和各類護(hù)套,用于固定傷口,遏制傷口惡化,輔助或限制受傷部位的運(yùn)動。其中,彈性紗線適用較多。因為它可結(jié)合織物的幾何結(jié)構(gòu),以在必要時產(chǎn)生并引導(dǎo)壓力。防菌用品主要包括用于醫(yī)院、衛(wèi)生機(jī)構(gòu)和手術(shù)室的防護(hù)服及紡織品,使其不會暴露在體液或空氣中,并能減少污染、感染等問題。手術(shù)需要的手術(shù)衣、手套、面罩、圍裙等物品,以及醫(yī)院和衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的毯子、床單、枕頭套、家具罩等也歸為此類。
迄今為止,日常外用品中的衛(wèi)生用具所占比重最大,且越來越大。它擁有巨大的市場份額,為品牌和非專利品業(yè)界帶來最大的市場。這些產(chǎn)品包括女性護(hù)理用品、衛(wèi)生巾、月經(jīng)墊、嬰兒尿布、成人失禁墊及各種揩拭布,旨在為人們提供更好、更便利的生活方式。衛(wèi)生產(chǎn)品通常主要由無紡布制成,結(jié)合了高技術(shù)聚合物和吸收性超強(qiáng)的纖維。
由于長期性因素,上述外用產(chǎn)品的使用率將有望持續(xù)增長,且充滿機(jī)遇。例如,隨著過去出生的人口接近老齡化,世界人口結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化,未來10年里成人尿布的銷售量可能會超過嬰兒尿布。人口老齡化導(dǎo)致全球醫(yī)院和醫(yī)療保健中心的數(shù)量增加,加上老年輔助中心(如輔助生活中心和高級社區(qū))的增多,他們將比前幾代更健康、更積極。
以精為主的治療性內(nèi)用產(chǎn)品
大量研究資金正投入到各醫(yī)用紡織品領(lǐng)域中,并用于指導(dǎo)各類活動。研究的焦點(diǎn)之一落在改善衛(wèi)生用品的一次性、可持續(xù)性和環(huán)境敏感性上。鑒于衛(wèi)生部門數(shù)量正與環(huán)境問題同速增長,安全和可持續(xù)處理將仍是關(guān)注重點(diǎn)。此外,為創(chuàng)建良好的可持續(xù)環(huán)境,防菌產(chǎn)品的可重用性、滅菌去污性和抗菌性也在深入研究中。其他項目包括進(jìn)一步開發(fā)吸收性更強(qiáng)的纖維技術(shù),改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計和舒適度,以及在供應(yīng)鏈中不斷尋求更具成本效益的加工技術(shù)。
治療性的內(nèi)用產(chǎn)品(或植入性產(chǎn)品)即以某種方式在人體內(nèi)進(jìn)行修護(hù)。與產(chǎn)量大、利潤低,且具有品牌可識別性的外用產(chǎn)品相反,這類產(chǎn)品多用于特殊用途,且年a量極低,其利潤相對較高。植入物包括縫線、心臟瓣膜、疝氣網(wǎng)、人工韌帶、血管移植物和人工關(guān)節(jié),傾向于高度專業(yè)化,完全基于績效和特定應(yīng)用。鑒于可植入物將嵌入人體內(nèi),每項裝置應(yīng)具有清晰明確的技術(shù)規(guī)格,或者說,至少在美國需要獲得廣泛認(rèn)可和審批手續(xù),符合質(zhì)量生產(chǎn)和可追溯性標(biāo)準(zhǔn)。此外,用于產(chǎn)品制造的任何原材料都必須獲得類似的資格證書和批準(zhǔn)。植入物由可再吸收或不可再吸收纖維制成??晌绽w維在聚合物中設(shè)計產(chǎn)生;這些聚合物具有分解性,能穿過人體或被人體吸收。相反,不可再吸收纖維在體內(nèi)不分解,植入后便是永久性填充物,除非術(shù)后人工移除。
植入組件是模仿身體自然結(jié)構(gòu),促進(jìn)使用過程中與人體快速融合。為模仿人體功能,這些組件根據(jù)各部位的精準(zhǔn)尺寸、彈性、孔隙率和其他特定身體條件進(jìn)行量身設(shè)計。植入物在使用周期內(nèi)應(yīng)具有生物相容性、無毒性、抗菌性和抗過敏性。所有植入品會經(jīng)過多項、細(xì)致的資格認(rèn)證和檢驗。多數(shù)情況下,生產(chǎn)前的產(chǎn)品鑒定周期可能長達(dá)幾年,所需費(fèi)用也非常昂貴。
內(nèi)外結(jié)合醫(yī)療產(chǎn)品
假體、矯形器和體外器械屬于醫(yī)療產(chǎn)品領(lǐng)域。雖說不能完全納入外用或內(nèi)用產(chǎn)品,但內(nèi)外相結(jié)合,仍屬改善人類生活的醫(yī)療器械。體外裝置基本上為機(jī)械過濾單元,主要以紡織品作為過濾介質(zhì),對重要器官起支撐作用。它包括用于襯托人工腎臟、肝臟裝置以及機(jī)械肺等的支撐物。假體裝置在代替身體缺陷部位的同時能滿足一定的身體機(jī)能需要。相比之下,矯正品主要為鞋墊、支架一類的矯正裝置,用于改善神經(jīng)肌肉或骨骼系統(tǒng)的功能特性。近年來,戰(zhàn)爭與沖突地區(qū)遭受的傷害使假肢得到越來越多的關(guān)注與推廣。許多新型假體裝置含有組合元件,能減輕重量,改善配合,增強(qiáng)功能。先進(jìn)紡織系統(tǒng)也可用于改善人體的神經(jīng)組織系統(tǒng)與裝置間的交接。
研發(fā)前景光明道路曲折
如前所述,醫(yī)療紡織品的資格認(rèn)證、審批和驗收的過程涉及領(lǐng)域廣、耗時長、成本高;因此,知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)極為重要,并需涉及供應(yīng)鏈的各個層面。而產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和相容性是任何可植入紡織醫(yī)療品的關(guān)鍵。接受者所遇到的任何問題都可能引發(fā)疾病、創(chuàng)傷甚至死亡,從而引發(fā)醫(yī)療糾紛、產(chǎn)品召回甚至更嚴(yán)重的后果。這些情況都可能帶來昂貴代價,處理起來也非常棘手。因此,研發(fā)這類醫(yī)用紡織品需要慎之又慎。
篇6
廢棄羊毛紡織品的來源主要有2個[1]:一是來自紡紗、織造和成品生產(chǎn)加工的各道工序;另一個來源是廢舊的紡織品,如穿舊的服裝、舊地毯、裝飾品等。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的紡織廢料有較高的回用價值,可以直接作為紡織原料,大多被工廠內(nèi)部回用。但廢棄紡織品的回收再利用工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。若能有效地將這些廢舊紡織品回收再利用,則可以節(jié)約大量的紡織原料,創(chuàng)造出新的經(jīng)濟(jì)價值,同時可減輕紡織工業(yè)對環(huán)境產(chǎn)生的污染。廢棄羊毛再利用一般有2種方法[2]:一是采用開松、清洗、篩選、紡織加工,形成可用紡織品的物理再利用方法;二是清洗、溶解,形成角蛋白液體提純利用或再生紡絲、紡織加工,形成紡織品的化學(xué)物理方法[3]。本文采用物理再利用法,選擇經(jīng)專業(yè)紡織廢料初加工廠清洗開松后的廢棄羊毛纖維作為原料進(jìn)行再利用加工。所用纖維強(qiáng)力低、長度及細(xì)度差異較大,可紡性差,為此,選用轉(zhuǎn)杯紡紡紗、劍桿織機(jī)織造、毛染整加工方法對廢棄羊毛纖維進(jìn)行再利用加工,針對原料適紡性、混紡配比、轉(zhuǎn)杯紡、后整理洗呢、起毛、縮絨等關(guān)鍵工序的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)和質(zhì)量攻關(guān),摸索出一套適合廢棄羊毛產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝技術(shù)及質(zhì)量控制方法,結(jié)果表明,半成品和成品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
1產(chǎn)品設(shè)計方案
通過市場調(diào)研認(rèn)為設(shè)計應(yīng)突出產(chǎn)品的柔軟、舒適風(fēng)格,以中厚偏薄、絨面織物為佳,品種選擇市場需求量較大的絨面和立絨產(chǎn)品,以麥爾登、立絨大衣呢、法蘭絨為主導(dǎo)產(chǎn)品。主要產(chǎn)品設(shè)計規(guī)格見表1??椢锝M織:麥爾登產(chǎn)品,為表現(xiàn)產(chǎn)品均勻細(xì)絨的風(fēng)格,采用1/1平紋組織;立絨大衣呢、法蘭絨,為便于起絨縮絨,表現(xiàn)產(chǎn)品的立絨風(fēng)格,采用2/1右斜紋組織。
2原料選擇
原料選擇專業(yè)紡織廢料初加工廠的產(chǎn)品,初步加工后的毛紡織廢料被開松成單纖維狀態(tài),可供進(jìn)一步紡紗使用。這類原料有穩(wěn)定的供應(yīng)渠道和供貨數(shù)量保證,同時專業(yè)化生產(chǎn)使原料的質(zhì)量能夠得到保證。使用時只要將開松后的纖維按顏色分類就可以根據(jù)不同品質(zhì)需要安排生產(chǎn)??紤]廢棄羊毛長度、細(xì)度差異大,雜質(zhì)多,影響紡紗及成品質(zhì)量。因此,需要混入一定的新毛、回毛以及粘膠纖維,以提高廢棄羊毛纖維的可紡性。各種原料的主要規(guī)格如表2所示。
3生產(chǎn)工藝流程選擇
3.1紡紗目前國內(nèi)生產(chǎn)廢棄羊毛產(chǎn)品沒有專用的工藝設(shè)備和工藝流程,國內(nèi)廢棄羊毛紡紗工藝流程一般采用粗梳毛紡和半精紡生產(chǎn)工藝,這2種生產(chǎn)系統(tǒng)均存在一定缺陷。為適應(yīng)廢紡原料長度短、強(qiáng)力低、纖維離散大的特點(diǎn);同時紡紗線密度能夠達(dá)到50tex以下,毛紗強(qiáng)力好,條干均勻,通過研究和試生產(chǎn)確定棉紡轉(zhuǎn)杯紡紗工藝流程為:廢棄羊毛織物回絲開松和毛清花梳棉并條2道轉(zhuǎn)杯紡紗(對麥爾登經(jīng)紗還要經(jīng)并線倍捻)毛紗。轉(zhuǎn)杯紡紗系統(tǒng)具有傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗不同的紡紗性能、紗線結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。一是適應(yīng)性強(qiáng),可以適應(yīng)紡制表面具有一定摩擦因數(shù)的各種再生纖維原料,適合長度、細(xì)度差異較大的再生纖維紡紗;二是成紗強(qiáng)力雖略低于環(huán)錠紗,但強(qiáng)力均勻度和條干均勻度都優(yōu)于環(huán)錠紗、質(zhì)量不勻率低、雜質(zhì)少、耐磨性好、伸長大和染色性好;三是工藝流程相對較短。
3.2織造劍桿織機(jī)具有品種適應(yīng)性強(qiáng),布面疵點(diǎn)少,坯布下機(jī)一等品率高的特點(diǎn)。比較適合廢羊毛纖維的織造生產(chǎn),因此,織造選用劍桿織機(jī)。工藝流程為:整經(jīng)穿筘劍桿織機(jī)坯布檢驗。
3.3染整常規(guī)染整工藝流程為:坯布生修縫筒縮呢洗呢脫水拉幅烘干中檢燙邊熟修輕蒸呢起毛剪毛起毛剪毛蒸呢成品檢驗。不同風(fēng)格的產(chǎn)品,采用不同的染整工藝流程。為了提高產(chǎn)品附加值,同時滿足消費(fèi)者對紡織服裝產(chǎn)品功能性、保健性等日益增長的需求,部分產(chǎn)品染整工藝流程中加入了紡織品功能性整理工藝。染整工藝盡可能的采用綠色生產(chǎn)工藝,染色盡量不使用酸性媒介染料,染料助劑選擇符合紡織品健康標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,減少染整污水排放量。
4主要上機(jī)工藝通過多次工藝上機(jī)試驗,完成關(guān)鍵機(jī)臺的上機(jī)工藝制定,能夠保證批量生產(chǎn)質(zhì)量要求。
4.1梳棉選用A186G梳棉機(jī),梳理廢毛纖維需要適當(dāng)減低刺輥和蓋板的速度以保護(hù)纖維不受損傷。錫林轉(zhuǎn)速330r/min;刺輥轉(zhuǎn)速800r/min,蓋板速度160mm/min,并適當(dāng)減小梳理隔距與除塵隔距。
4.2紡紗選用FA601B轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī),與常規(guī)棉紡轉(zhuǎn)杯紡紗工藝相比,降低轉(zhuǎn)杯速度,并將其控制在30000~45000r/min之間,捻度控制在600~680捻/m。針對紗線不同號數(shù)選擇合適直徑的紡杯和假捻盤,使紗線捻度均勻,降低紡紗斷頭率。
4.3織造選用FAST劍桿織機(jī),速度適當(dāng)降低,根據(jù)不同紗線品質(zhì)情況,純毛產(chǎn)品控制在300r/min左右,混紡產(chǎn)品可適當(dāng)提高。同時優(yōu)化織機(jī)上機(jī)工藝參數(shù),合理調(diào)節(jié)送經(jīng)卷取、打緯、儲緯器喂紗張力等,保證織造效率符合批量生產(chǎn)要求。由于廢棄羊毛纖維的紗線纖維較短,長度及細(xì)度離散較大,紗線毛羽多,因此,整經(jīng)時需采用上蠟措施,適當(dāng)上蠟可使毛紗表面光潔、摩擦因數(shù)降低。
4.4洗呢呢坯原料為廢棄回收短纖維,黏附的塵污較多,雖經(jīng)過一定處理,仍有部分殘留;纖維較短,在紡紗過程中為了改善紡紗性能而加入的油劑較多。相比常規(guī)粗紡毛織物的加工工藝,需加強(qiáng)呢坯的洗呢工藝,同時還要減少纖維損傷。因此,采用初洗、復(fù)洗、沖洗3次水洗方式,保證產(chǎn)品服用的安全性,并且在洗呢過程中,選用低溫、中性的工藝條件。
4.5縮呢選用MB061型縮呢機(jī),縮呢是染整加工的重要工序,坯布縮呢效果的好壞對成品實(shí)物質(zhì)量和產(chǎn)品風(fēng)格有著重要的影響。選擇合適的縮劑;適當(dāng)壓力,輕絨面產(chǎn)品壓力稍高,時間稍長;立絨產(chǎn)品壓力稍低,時間稍短。
4.6起毛選用MB331E滾筒式起毛機(jī),絨面、立絨類產(chǎn)品需要多次起毛,可使織物達(dá)到表面底絨豐滿,絨面順直的效果。起毛力隨起毛次數(shù)的增加而逐步提高,細(xì)絨2次,立絨3~4次;車速不宜過高,一般掌握在12m/min左右。
4.7剪毛選用MB373B型三刀剪毛機(jī),染整加工過程為使織物表面平整需要進(jìn)行織物表面剪毛,剪毛工藝螺旋刀與平刀隔距0.21~0.27mm(2~3張紙),車速12m/min,剪毛次數(shù)根據(jù)織物表面實(shí)際情況而定。
5產(chǎn)品性能測試與分析產(chǎn)品試制過程中對所生產(chǎn)的毛紗、織物進(jìn)行了各項技術(shù)性能指標(biāo)的測試,并對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,以便研究其工藝性能特性。
5.1毛紗性能測試對試紡的麥爾登、立絨大衣呢和法蘭絨產(chǎn)品所用的毛紗進(jìn)行了拉伸性能、條干均勻度、毛粒等物理指標(biāo)測試。INSTRON5582萬能強(qiáng)力機(jī)對紗線強(qiáng)力測試結(jié)果見表3。從表3可以看出:轉(zhuǎn)杯紡毛紗強(qiáng)力好于粗紡系統(tǒng)紡制的毛紗,全毛產(chǎn)品毛紗的強(qiáng)力雖然小于混紡毛紗,但是斷裂伸長比混紡毛紗高,因此紡紗及織造斷頭率較低。TG315條干均勻度測試分析儀對紗線條干及外觀疵點(diǎn)測試結(jié)果見表4。從表4可以看出:麥爾登、法蘭絨毛紗條干CV值、細(xì)節(jié)、粗節(jié)和毛粒數(shù)據(jù)均遠(yuǎn)好于混紡產(chǎn)品立絨大衣呢毛紗,其主要原因是全毛產(chǎn)品由于紡紗紗號低,采用的原料品質(zhì)好于混紡產(chǎn)品。因此,毛紗質(zhì)量好于混紡紗。
5.2織物力學(xué)性能測試由于廢棄羊毛的強(qiáng)力差、易起球,為了保證產(chǎn)品的正常使用,主要測試項目選擇織物拉伸性能和起毛起球性能測試。INSTRON5582萬能強(qiáng)力機(jī)對織物強(qiáng)力測試結(jié)果見表5。從表5可知,廢棄羊毛纖維生產(chǎn)的織物,經(jīng)過縮絨起毛等絨面后整理,緯向強(qiáng)力較差,但足以滿足服用性能要求,因此,織物具有較好的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率,同時具有良好的透氣性和懸垂性。YG502起毛起球儀對織物起毛起球測試結(jié)果為麥爾登3~4級,立絨大衣呢3級,法蘭絨3級。3個產(chǎn)品的起毛起球等級均符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
篇7
學(xué)校: 河南紡織高等專科學(xué)校
系別: 紡織工程系
班級: 商檢0701班
時間: 2008年-05月-23日---2008年-05月-29日
姓名: ** 學(xué)號: 24104124
實(shí)習(xí)單位: 項城市紡織有限公司(原棉實(shí)驗室)
單位評語:該生在調(diào)查過程中,深入實(shí)際,深入基層,勇于一線,發(fā)現(xiàn)問題,并積極調(diào)動腦力,研究問題,解決問題,踏實(shí)求效,勤奮自律。
人人都說大學(xué)是步入社會的最后一個加油站,為了充實(shí)自己,更好的了解社會,以便更好的為社會服務(wù),在大學(xué)的第一個社會實(shí)踐實(shí)習(xí)里,我走出校門,調(diào)查了紡織方面的情況,作此報告。
公司把我安排到了原棉實(shí)驗室實(shí)習(xí),和他們交流學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)我國棉花檢驗的方法是:以感官檢驗為主,儀器測試為輔。品級、長度、異性纖維和棉結(jié)以感官檢驗為準(zhǔn),馬克隆值、回潮率、雜質(zhì)和短纖維率以儀器測試為準(zhǔn)。檢驗的順序是:取樣—檢回潮率—檢含雜率—檢品級—檢長度—檢馬克隆值—檢異性纖維—檢棉結(jié)—檢短纖維率。
接著我由指導(dǎo)員帶著深入第一線,了解紗線的生產(chǎn)過程,流水線.由此我總結(jié)之:
幾種常見的功能性紡織品的加工整理方法
1、抗靜電織物
獲得抗靜電織物的方法主要有嵌織導(dǎo)電纖維法和織物表面整理法。采用嵌織導(dǎo)電纖維(與金屬絲共織)的方法可增強(qiáng)織物的抗靜電性,而且效果持久,同時還能改善織物的吸濕性以及防污性等; 織物表面整理法是對合成纖維織物進(jìn)行抗靜電樹脂整理,這些抗靜電劑覆蓋在織物表面,通過吸濕增加纖維的導(dǎo)電性能。
2、防水透濕織物
防水透濕織物的開發(fā)主要有高密度織造、織物涂層和微孔薄膜層壓復(fù)合3種方法,其中以聚四氟乙烯防水透濕層壓復(fù)合加工最為典型。由于聚四氟乙烯微孔薄膜具有一定的接觸角和微孔半徑,故有一定的耐水壓和透濕性能,采用雙向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜生產(chǎn)的層壓織物具有防水性、防風(fēng)性和透濕性等功能。
3、抗菌防臭織物
抗菌保健織物可采用共混紡絲法和后整理加工法進(jìn)行生產(chǎn)。共混紡絲法是在聚合階段、聚合終了或紡絲噴口前以及紡絲原液中將抗菌劑加入纖維中的方法;后整理加工法則是將抗菌劑熱固在纖維上,從而達(dá)到抗菌防臭的目的。
4、阻燃紡織品
篇8
關(guān)鍵詞:稀土;功能整理;抗菌劑;抗紫外線劑;熒光劑
中圖分類號:TS195.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Application of Rare Earth in Textile Functional Finishing
Abstract: This article focused on the application of rare earth in textile functional finishing, mainly including antibacterial deodorization finishing, anti-uv finishing, luminescent finishing and so on.
Key words: rare earth; functional finishing; antimicrobial agent; uv-proofing agent; luminescent agent
20世紀(jì)以來,稀土研究日益受到人們的關(guān)注。在紡織服裝領(lǐng)域,稀土被應(yīng)用于纖維制造、織物前處理、染色、后整理等各個工序中,取得了眾多成果。紡織品功能整理的目的是賦予織物某些特殊性能,研究者則陸續(xù)發(fā)現(xiàn),一些稀土化合物、稀土復(fù)配物及稀土配合物具有抗菌、防臭、抗紫外線、變色發(fā)光等功能。
1 稀土抗菌防臭整理
稀土抗菌防臭技術(shù)按其發(fā)展時間大致為為孕育期(上世紀(jì)60年代后期開始)、形成期(上世紀(jì)80年代到90年代中后期)和發(fā)展期(上世紀(jì)90年代后期至現(xiàn)在),已經(jīng)解決了稀土抗菌防臭整理織物的安全性及耐久性,成功地開發(fā)出各類稀土抗菌防臭劑。稀土復(fù)配物、稀土配合物抗菌劑近年來發(fā)展很快,尤其是集稀土特性和納米特性于一體的稀土納米抗菌材料,其開發(fā)及應(yīng)用已成為當(dāng)前的一個熱點(diǎn)。目前稀土抗菌制劑以其原料豐富,國產(chǎn)化率高、耐高溫(500 ℃以上)、成本低、殺菌效果好、長效抗菌、用途廣、無毒副作用等特點(diǎn)得以較為廣泛應(yīng)用。
1.1 稀土抗菌防臭機(jī)理
對于稀土的抑菌機(jī)理,目前尚沒有較好的解釋。不過,人們已逐漸從分子水平上來研究稀土的生物活性,已有文獻(xiàn)報道,稀土可與細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、酶、蛋白質(zhì)、DNA及RNA作用。此外,稀土離子與Ca2+半徑相似,與O、S、N等的絡(luò)合能力大于Ca2+,是Ca2+優(yōu)異的拮抗劑,這些可能與稀土的抑菌性有很大的關(guān)系。值得注意的是,稀土抗菌劑中多為稀土與無機(jī)物、有機(jī)物配合結(jié)構(gòu),綜合文獻(xiàn)報道,具有抑菌作用的稀土配合物,其有機(jī)配體多數(shù)是在環(huán)上含有羧基、羥基或磺酸基的芳香族化合物。有些稀土配合物的抗菌活性與配體相當(dāng),而多數(shù)稀土配合物的抗菌活性高于配體,后者是由于稀土與配體發(fā)生了協(xié)同作用。納米級稀土抗菌劑主要是利用了納米材料獨(dú)特的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng),容易穿過細(xì)胞膜,從而對紅細(xì)胞的脆性造成了破壞,可以抑制微生物的滋生,達(dá)到強(qiáng)烈殺菌的效果。
1.2 稀土抗菌防臭應(yīng)用進(jìn)展與前景
稀土抗菌劑的研究主要集中在簡單的稀土無機(jī)或者有機(jī)鹽類、稀土配合物(包括復(fù)配物)、納米級稀土制劑等 3 個方面。
等將稀土鈰離子用于羊毛織物的抗菌整理,結(jié)果表明:羊毛經(jīng)Ce3+處理后,羊毛對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率均達(dá)到90%以上,雖然其抑菌性強(qiáng),抑菌譜廣,但溶液的酸性較強(qiáng),作為外用抗菌劑不是很理想。
研究發(fā)現(xiàn)鈦鐵試劑和磺基水楊酸稀土配合物是潛在的殺菌、防臭藥物,因此稀土配合物不斷被合成出來,由于具有良好的廣譜抗菌性而被用作抗菌制劑研究與應(yīng)用。例如霍春芳等采用了濾紙片法、稀釋法考察了多種稀土鹽及其配合物對多種芽孢菌、普通革蘭氏陽性細(xì)菌及普通革蘭氏陰性細(xì)菌的抑菌活性,發(fā)現(xiàn)稀土鹽類及其配合物抑菌性強(qiáng)、抑菌譜廣,對生命力強(qiáng)的芽孢菌顯示了比對普通革蘭氏陽性及陰性細(xì)菌更好的強(qiáng)抑菌效果,且稀土配合物的抑菌效果較稀土鹽更好,從而得出稀土配合物是一類對芽孢菌有特效的抑菌劑。
王學(xué)智等人較早地在棉布和滌棉的整理中使用了稀土(Pr、Eu、Gd、Dy)氯化物與l,10-鄰菲羅琳、2,2-聯(lián)吡啶的三元固態(tài)配合物,使織物產(chǎn)生了較強(qiáng)的廣譜抗菌作用。張幼珠等采用硝酸鈰與8-羥基喹啉合成配合物作真絲織物抗菌防臭衛(wèi)生整理劑,所合成的稀土配合物有較強(qiáng)的廣譜抗菌性,對白色念珠菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的抑菌環(huán)直徑均大于20 mm。楊自芳等以天然高分子殼聚糖和稀土硝酸鹽為原料,制得一系列新型稀土殼聚糖配合物,實(shí)驗結(jié)果表明其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有很好的抑菌作用,且抑菌效果明顯優(yōu)于單獨(dú)的殼聚糖、稀土硝酸鹽。
也有人研究稀土復(fù)配(雙組份或多組分)抗菌整理劑,并取得較好效果。例如龍泓羽等選用四針狀氧化鋅晶須(T-ZnOw)作為主要成分并利用稀土元素可在T-ZnOw禁帶中產(chǎn)生附加能級擴(kuò)展光譜響應(yīng)范圍的性質(zhì),選用常見稀土元素La和Ce對T-ZnOw進(jìn)行改性,采用浸漬法使改性T-ZnOw均勻分布在活性碳纖維上,制備出一種具有可見光響應(yīng)的高性能廣譜抗菌性纖維。趙曉燕等用低溫射頻磁控濺射技術(shù),以TiO2/Nd、Nd/TiO2、TiO2/Nd/TiO2等 3 種方式,在PET非織造布表面沉積TiO2與稀土Nd相對含量不同的納米結(jié)構(gòu)復(fù)合薄膜,以寬化納米TiO2的吸收光譜,使其在可見光下也能具有較好的抗菌效果。陸斌等人利用分步浸漬法制備了Ce銀介孔復(fù)合無機(jī)抗菌劑,結(jié)果顯示,該抗菌劑仍然保持有序介孔結(jié)構(gòu),活性物種Ag以納米線狀穩(wěn)定存在于孔道內(nèi)。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn),樣品對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均有著優(yōu)良的抑殺效果。
近年來納米級稀土抗菌劑因其性能優(yōu)異而獲得較快發(fā)展。稀土納米抗菌劑一般是通過摻雜稀土金屬離子對納米載體(常用TiO2、ZnO等)進(jìn)行改性來制備。楊玲等采用納米ZnO為載體,按照不同摻雜比例制備了復(fù)合無機(jī)抗菌劑Ce4+/ ZnO,結(jié)果表明,摻雜稀土Ce4+明顯提高了納米ZnO的抗菌性。馮西寧等采用稀土對光觸媒(納米TiO2)進(jìn)行改性,將其負(fù)載在純棉織物上,試驗證明,在未經(jīng)水洗的條件下,采用浸軋工藝處理棉織物比采用涂覆工藝處理的抗菌性能和分解甲醛的效果更加優(yōu)越。劉雪峰等以納米銳鈦礦型TiO2粉體和硝酸鈰為原料,采用浸漬法制備了稀土元素鈰負(fù)載納米TiO2抗菌劑。結(jié)果表明鈰負(fù)載后,納米TiO2的反射光譜特性紅移到了500 nm,表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能,在光照下其抗菌機(jī)理為稀土激活光催化抗菌和鈰離子溶出抗菌的協(xié)同作用機(jī)理。武曉偉等也將稀土納米TiO2復(fù)合粉體在棉織物上的抗菌性能進(jìn)行研究,結(jié)果表明摻入稀土離子有利于提高納米TiO2抗菌性能;相同條件下,稀土納米TiO2抑菌率可達(dá)到100%,洗滌10次后抑菌率仍為100%。
國內(nèi)企業(yè)在稀土抗菌防臭制劑的開發(fā)上,已經(jīng)取得一定成績。逐步開發(fā)出多類具有抗菌、防霉、清香、保健等功能產(chǎn)品。經(jīng)過處理后的織物對多種革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌以及白色璉球菌等真菌有殺滅和抑制其生長的作用,耐洗性也顯著提高,某些經(jīng)30次標(biāo)準(zhǔn)洗滌后仍有明顯的抗菌和抑菌效果,并且對人體無毒、無過敏反應(yīng),因而具有優(yōu)良的衛(wèi)生保健作用。此外稀土作為一種抗菌劑,在使用的過程中是否會引起微生物耐藥性、是否會引起環(huán)境污染以及土壤生態(tài)失衡等,這些問題也值得關(guān)注。
2 稀土抗紫外線整理
紫外線是太陽光的重要組成部分,其能量約占日光總能量的6%,紫外線波長在190 ~ 400 nm之間。近年來人們越來越多地發(fā)現(xiàn)紫外線對人類的輻射日益增加,危害也日趨嚴(yán)重。因此,防紫外線整理也為功能性紡織品開發(fā)的重點(diǎn)之一。目前已見的相關(guān)報道,多為利用稀土-無機(jī)或稀土-有機(jī)復(fù)配制劑作為稀土紫外線反射劑和吸收劑對纖維或者織物進(jìn)行整理,可以獲得防紫外輻射效果。
2.1 稀土抗紫外線整理機(jī)理
紡織品要具有良好的抗紫外線效果關(guān)鍵在于阻礙紫外線與人體皮膚的接觸。目前,對于紡織品進(jìn)行抗紫外線整理的原理不外乎在于將紫外線吸收或者反射(屏蔽),吸收是將紫外光的能量予以轉(zhuǎn)換以熱能或其它形式的低能釋放消散,反射(屏蔽)是增加紡織品的反射性以防止紫外線透過。由于稀土其獨(dú)特的外電子層結(jié)構(gòu),顯示了豐富而又獨(dú)特的物理-化學(xué)特性。將稀土元素應(yīng)用于抗紫外線屏蔽劑或吸收劑,可以增加紫外線的反射率和吸收率,減小透過率。
自1942年Weissman發(fā)現(xiàn)不同β-二酮類銪配合物在吸收近紫外光后能發(fā)射三價銪離子的特征光譜后,人們越來越多地將研究重點(diǎn)放在稀土有機(jī)配合物發(fā)光及其能傳機(jī)理上。目前關(guān)于稀土在紡織品抗紫外線整理中的應(yīng)用主要有 3 種類型:一是單純稀土化合物如鈰的氧化物及其無機(jī)鹽,尤其超細(xì)納米級氧化鈰抗紫外性能已有報道;二是稀土摻雜入無機(jī)類屏蔽劑(如無機(jī)類的ZnO、TiO2)使用,這實(shí)際上是對無機(jī)類屏蔽劑研究的進(jìn)一步拓展;三是合成稀土有機(jī)配合物用作轉(zhuǎn)光劑來吸收紫外線能將波長在200 ~ 360 nm的紫外光吸收轉(zhuǎn)換為紅外光并轉(zhuǎn)換為紅外光應(yīng)用于抗紫外線整理。
2.2 稀土抗紫外線整理應(yīng)用進(jìn)展與前景
目前將稀土用在紡織品抗紫外線整理上的研究尚不多,但已有的研究結(jié)果表明無論是與無機(jī)類屏蔽劑混用還是制成稀土有機(jī)配合物單獨(dú)使用,都可賦予紡織品很好的抗紫外線性能,這進(jìn)一步拓寬了稀土在紡織品中的應(yīng)用。
尹桂波等用稀土Eu3+有機(jī)配合物轉(zhuǎn)光劑分別在薄、厚棉織物上進(jìn)行了涂層處理,并進(jìn)行抗紫外線測試,轉(zhuǎn)光劑用量在10 g/L時,薄棉布經(jīng)整理后UPF值提高了近10倍。王輝等采用原位合成法在棉織物的表面生成CeO2納米粒子,它們與棉織物的表面具有很強(qiáng)的化學(xué)鍵連接,對棉織物的抗紫外性能有明顯的提高,而且經(jīng)過多次水洗后仍然具有非常優(yōu)異的抗紫外功能。Duan W等首先用CeO2溶膠處理棉織物,然后再用十二氟庚-丙基-三甲氧基甲硅烷(DFT-MS)進(jìn)行改良。這種經(jīng)過改良的棉織物表面不僅防水性能好,而且抗紫外性能也強(qiáng)。戰(zhàn)秀梅等采用溶膠-凝膠法制備稀土摻雜納米TiO2并將其用于玻璃纖維樣品抗紫外性能的研究,結(jié)果表明摻雜2%CeO2、2%La2O3、1.2%Gd2O3時TiO2抗紫外性能均有明顯提高,其中摻雜2%CeO2的效果最佳。
丁巧英等用氯化鑭(LaCl3)與TiO2復(fù)配整理液作為紫外線屏蔽劑對真絲織物進(jìn)行浸漬整理,研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)浸漬后的真絲織物具有優(yōu)異的防紫外線和防黃變功能。也有人發(fā)明了一種稀土轉(zhuǎn)光非織造布,其中加入了銪、鋱、鑭有機(jī)轉(zhuǎn)光劑,具有很好的吸收紫外線效果。此外,有一種超細(xì)稀土復(fù)合屏蔽劑,可應(yīng)用于紡織品抗紫外線整理,該種產(chǎn)品融合了有機(jī)類和無機(jī)類抗紫外線屏蔽劑的優(yōu)點(diǎn),具有屏蔽性能優(yōu)異、低成本、長壽命的特點(diǎn),紫外線屏蔽率高于98%,成本比納米無機(jī)材料降低30%以上。
3 稀土發(fā)光變色整理
稀土因其特殊的電子層結(jié)構(gòu),具有一般元素?zé)o法比擬的光譜性質(zhì),在發(fā)光材料研究中備受青睞。根據(jù)光照射的性質(zhì)不同,發(fā)光纖維可分為自發(fā)光和蓄光兩種,蓄光纖維不僅具有發(fā)光功能,而且無毒、無害、無輻射,符合環(huán)保等相關(guān)使用要求,廣泛應(yīng)用于安全、裝飾服飾和防偽領(lǐng)域。稀土發(fā)光纖維就屬于蓄光發(fā)光纖維,是基于稀土長余輝發(fā)光材料與其他紡織材料復(fù)合而形成的一種特殊纖維。它是一類吸收太陽或人工光源所產(chǎn)生的光后發(fā)出可見光,而且在光吸收終止后仍可繼續(xù)發(fā)光的物質(zhì),不消耗電能,可以吸收儲存自然光,在黑暗中呈現(xiàn)明亮可辨的可見光,是一種儲能節(jié)能的清潔“低碳”材料。
3.1 稀土發(fā)光纖維的發(fā)光機(jī)理
稀土原子具有豐富的電子能級,具有末充滿的4f電子層,在 7 個4f軌道之間分布,所以可以產(chǎn)生多種能級的躍遷。當(dāng)受到可見光照射時,電子從基態(tài)或下能級躍遷至上能級,發(fā)生光的吸收,將光能儲存于纖維之中;沒有可見光時,電子從激發(fā)態(tài)上能級躍遷至下能級或基態(tài),將儲存于纖維之中的能量釋放出來,產(chǎn)生光的發(fā)射。稀土離子躍遷能級間的能量差不同,就能發(fā)出不同顏色的光。利用光色合成原理將三元色(紅、黃、藍(lán))色光進(jìn)行一定方式的組合,從而形成色澤豐富、絢麗多彩的效果。此外,原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間有一稱為陷阱能級的中間級,電子處于陷阱能級中的時間決定了發(fā)光材料能夠持續(xù)發(fā)光的時間長短。
3.2 稀土發(fā)光整理應(yīng)用進(jìn)展與前景
從研發(fā)稀土夜光粉開始,我國稀土發(fā)光紡織品研究工作已經(jīng)開展近20年,且近年來發(fā)展很快。
常用的稀土長余輝發(fā)光材料均由稀土激活,已經(jīng)開發(fā)出來的新型稀土夜光材料有硫化物系列、硫氧化物體系、硅酸鹽、硅鋁酸鹽、磷酸鹽及稀土有機(jī)配合物系列等,但最主要的是堿土金屬鋁酸鹽體系和硫化物體系兩大類型。近年來,人們將研究目光更多集中在稀土鋁酸鹽上,堿土金屬鋁酸鹽體系蓄光材料主要是稀土Eu2+的鋁酸鹽熒光體系列,SrAl2O4∶Eu2+型鋁酸鍶熒光體、SrAl2O4∶Eu2+、Dy3+型鋁酸鍶熒光體、Sr4Al14O25∶Eu2+、Dy3+型鋁酸鍶熒光體、CaAl2O4∶Eu2+、Nd3+型鋁酸鈣熒光體等 4 種比較常見。這些稀土夜光粉是以鋁酸鍶或鋁酸鈣為母體結(jié)晶,添加稀土元素銪(Eu2+)作為激活劑,并添加鏑(Dy3+)或釹(Nd3+)等中重稀土作輔助激活劑,發(fā)射光從藍(lán)-綠,峰值在520 nm左右,具有發(fā)光亮度高、余輝時間特別長、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫等特點(diǎn)。
葛明橋等人較早對稀土鋁酸鹽夜光絲進(jìn)行了研制,開發(fā)出彩色光稀土夜光新型高科技功能纖維,并投入工業(yè)化生產(chǎn)。該纖維的組成主要由90% ~ 97%的紡絲原料與3% ~10%的彩色光蓄光型夜光材料組成。其中,紡絲原料為聚酯或聚丙烯或聚酰胺,彩色光蓄光型夜光材料由Sr(NO3)2、Al(NO3)3?9H2O、Eu2O3、Dy2O3及25% ~ 35%的無機(jī)透明彩色料組成。這種纖維在沒有可見光的條件下會發(fā)出各種色光,且光的亮度也有多種。經(jīng)過多年實(shí)驗證明,在纖維用長余輝發(fā)光材料中以 SrAl2O4∶Eu2+、Dy3+發(fā)光性能最佳。
稀土夜光纖維具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,如機(jī)織面料、針織面料、刺繡、裝飾品等。在產(chǎn)品設(shè)計中選用夜光絲和普通絲相互搭配,不但可以降低成本,還突出了夜光絲的功能性和裝飾性效果,使產(chǎn)品新穎美觀。此外,夜光絲還可以在夜間應(yīng)急、建筑裝潢、交通運(yùn)輸、航空航海等領(lǐng)域廣泛使用。
4 稀土其他功能整理
稀土在織物功能整理中的應(yīng)用除以上 3 種外,還有應(yīng)用于抗靜電、阻燃、抗皺整理的少量研究報道。一般都是稀土與其他物質(zhì)混用,其水溶膠或樹脂經(jīng)軋烘焙工藝整理到織物上,賦予織物抗靜電、阻燃、抗皺、增白等功效。
5 稀土織物功能整理加工方法
稀土制劑抗菌防臭、抗紫外線、變色發(fā)光等整理,其加工方法大致相同。主要分為纖維內(nèi)混入法和后處理加工法,前者又分為熔融法和溶液法。
5.1 纖維內(nèi)混入法
纖維內(nèi)混入法是將稀土制劑混入纖維中,可以在高聚物聚合階段,也可在聚合結(jié)束后加入;可以在聚合物熔融過程的噴絲之前加入混合,也可在紡絲原液中混入。例如在抗菌腈綸纖維加工過程中,在高聚物聚合階段,可以采用接枝共聚方法將有機(jī)稀土抗菌劑混入纖維中;再如對于耐熱性較高的無機(jī)稀土抗菌劑可以采用采用熔融紡絲時混入;也可以直接將稀土發(fā)光變色材料與聚合物進(jìn)行共輥熔融紡絲,或把稀土發(fā)光材料分散在能和紡絲高聚物混熔的樹脂載體中制成母粒,然后再混入聚酯、尼龍、聚丙烯等高聚物中進(jìn)行熔融紡絲。
5.2 后處理加工法
后處理加工法是以浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法將稀土助劑物質(zhì)附在纖維上。例如,為了提高抗菌功能織物的耐洗性,常用樹脂或借反應(yīng)性基團(tuán)把稀土抗菌制劑固著在纖維上;再如,將稀土發(fā)光材料溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲校缓笈c樹脂液等粘合劑混和制成發(fā)光色漿,將纖維或織品在這種漿液中進(jìn)行涂層處理,得到具有光感性質(zhì)的發(fā)光纖維;對于抗紫外線整理,一般采用粉體狀、乳液狀、溶膠態(tài)或納米尺度稀土制劑通過后處理方法加工。后處理加工法簡單易行,所占的比例近年來上升也很快,但是存在耐洗牢度差等弊端。
6 結(jié)束語
當(dāng)前功能性紡織品日益受到關(guān)注,特別是近年來研制開發(fā)的很多新型功能紡織品不僅應(yīng)用在紡織服裝領(lǐng)域,同時還已經(jīng)廣泛應(yīng)用到多個行業(yè)領(lǐng)域,相信稀土借助其獨(dú)特理化性能,在未來的應(yīng)用前景將更加廣闊。
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篇9
山東省青島新概念生物科技有限公司最新研制出新概念“6+1竹絲軟席”,此產(chǎn)品由繼棉、麻、毛、絲后第五大天然纖維――竹纖維制成,含有60%竹纖維和40%玉米纖維,完美體現(xiàn)功效疊加的效果,達(dá)到科學(xué)配置。
竹纖維――是一種新型纖維,以中國特有的瓷竹、毛竹為原料,經(jīng)過蒸煮、水解提煉而成。由于產(chǎn)生負(fù)離子,釋放氧氣,自身具有天然、綠色、抗菌的功能,是真正的“生態(tài)纖維”,屬重大科技突破,具有獨(dú)特的四大保健功能:
1、 柔軟光滑,似綾羅綢緞
竹纖維單位細(xì)度細(xì),手感柔軟滑爽,色彩亮麗,具有特有的絲絨感。韌性好、耐磨性強(qiáng),有獨(dú)特的回彈性,橫縱強(qiáng)度均勻。
2、 吸濕透氣,冬暖夏涼
竹纖維的橫截面上布滿橢圓型空隙,便于水分傳輸,空氣流通,可以在瞬間吸收并蒸發(fā)大量水分。天然橫截面的高度中空,被業(yè)內(nèi)專家譽(yù)為“會呼吸”的纖維,還稱為“纖維皇后”。竹纖維紡織品,夏秋季節(jié)使用清涼、透氣;冬春季節(jié)使用蓬松、舒適又能排除體內(nèi)多余的熱氣和水分,使人不上火、不發(fā)燥。
3、 天然抗菌,呵護(hù)生活
經(jīng)全球最大的檢測、測試和認(rèn)證機(jī)構(gòu)SGS檢測,竹纖維制品上的細(xì)菌在24小時內(nèi)殺死率較高。
4、抗紫外線、有益身體健康
經(jīng)中國科學(xué)院上海物理研究所檢測證明,竹纖維織物對200―400mm的紫外線透過率幾乎為零,而這一波長對人體傷害最大,會導(dǎo)致人體出現(xiàn)皮膚潰爛、紅腫、瘙癢等癥狀,嚴(yán)重的還會出現(xiàn)皮膚癌。竹纖維制品含有酪氨酸和維生素E以及SE、GE等多種具增進(jìn)健康的微量元素。
玉米纖維――即聚乳酸短纖,簡稱為PLA。經(jīng)測試,由其制成的織物具有優(yōu)良的形態(tài)穩(wěn)定性,富有疏水性,對皮膚不發(fā)粘,無任何刺激性。其三大保健功能:
1、 極佳的皮膚接觸性,手感、懸垂感和柔軟度極佳;
篇10
第一秘訣:不含偶氮。早在2002年,上海紅富士家紡公司就在國內(nèi)同行業(yè)中率先提出不含偶氮印染,與美國杜邦公司合作生產(chǎn)“360°防螨墻”健康睡眠床品,在市場消費(fèi)者中引起強(qiáng)烈關(guān)注。紅富士家紡公司由此踏上“生態(tài)家紡品牌之路”。
據(jù)介紹,偶氮染料是合成染料中品質(zhì)最多的一類,廣泛用于多種天然和合成纖維的染色和印花著色,偶氮染料中有20多種芳香胺類物質(zhì),此類物質(zhì)是致癌物,長期接觸,危害健康。
第二秘訣:低甲醛。許多消費(fèi)者只看重床品的花型花色好不好看,現(xiàn)今的床品花型都很豐富,好看,但重視花型只是一方面,更應(yīng)該重視床品的健康與安全。許多人不知道,一些漂亮的花型面料與印染有關(guān),有些面料中函甲醛,國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是成年人小于75毫升、兒童小于20毫升,紅富士公司印染嚴(yán)格控制在10毫升左右,這在業(yè)內(nèi)目前還是第一家做到。
第三秘訣:PH值。安全健康的床品面料對PH值也有控制要求,PH值在5-6.5之間屬中性,在此之外的面料都是不合格的。紅富士面料一直將PH值控制在這個范圍印染,用于親膚的染化來生產(chǎn),因此面料手感好,柔軟舒適,具有親膚特點(diǎn),觸感舒服。
第四秘訣:不縮水。如何做到不縮水,這是面料在印染中需要解決的工藝問題,紅富士采用先進(jìn)的預(yù)縮工藝處理,尺寸變化率達(dá)到先進(jìn)水平,做到產(chǎn)品不縮水。
第五秘訣:不褪色。多年來紅富士采用先進(jìn)印染工藝,色牢度達(dá)到優(yōu)等品4級,每批次產(chǎn)品經(jīng)過濕磨牢度和干磨牢度測試均達(dá)到優(yōu)等品要求,產(chǎn)品保持色澤鮮艷不褪色。
第六秘訣:不起球。紅富士擁有自己的印染廠——幸福紡織科技公司,擁有4個火口燒毛,用正反兩面火口燒,因此能做到面料不起球,但有的廠家面料只通過一個火口燒,很難做到不起球。
第七秘訣:不上漿。紅富士產(chǎn)品印染不上漿,重點(diǎn)關(guān)注面料棉紗的等級,用等級好的棉紗面料,看上去與使用后的兩種效果是一致的。
第八秘訣:亞健康。如何有效解決亞健康狀態(tài)?紅富士研發(fā)生產(chǎn)了有機(jī)鍺床品,其原理通過納米級微膠囊技術(shù)植入纖維,被人體有效吸收后,促進(jìn)血紅細(xì)胞生成,促進(jìn)血液循環(huán),進(jìn)而促進(jìn)人們精神面貌的改變。通過有機(jī)鍺床品睡眠后,神清氣爽,工作積極性也大為通過,對生活的熱情更足了,人生的幸福感油然而生。
第九秘訣:維生素。現(xiàn)代人為了追求美好的生活,追求年輕美麗,總是舍得花錢尋找各種各樣的方式讓自己保持年輕美麗的容貌。紅富士針對這一人群也開發(fā)了維生素床品,通過納米級微膠囊技術(shù)植入纖維表層面,為人體在睡眠中有效地吸收了維生素中E、C,可以抗老化,達(dá)到皮膚美白效果。但花錢卻很少,只要幾十到幾百元買一套床品即可,愛的女性對維生素床品尤為情有獨(dú)鐘,頗受她們的喜愛。
第十秘訣:護(hù)脊枕。其實(shí)睡覺與床品有關(guān),尤其是枕頭。人體的頭、頸、脊等部位存在不平衡關(guān)系,一定程度上造成睡眠不好的客觀因素。紅富士研發(fā)生產(chǎn)的護(hù)脊枕,是根據(jù)力學(xué)和人體工程學(xué)原理設(shè)計,配合專利技術(shù)一次成型,具有合適頸椎曲度的枕形,護(hù)脊枕枕體的后端為后腦部,其前設(shè)有向上凸起的頸椎部,頸椎部前為肩背部延伸段,其特征在于兩者之間為頸上部斜弧坡。這種結(jié)構(gòu)非常合理,完全按人體工程學(xué)設(shè)計,將人體的頭、頸、脊找到合理的平衡,促進(jìn)了人體血液的循環(huán),有效第緩解了人的肌理系統(tǒng),減緩了壓力。根據(jù)不同人群制定生產(chǎn)不同規(guī)格大小的護(hù)脊枕,便于攜帶,出差旅行或住旅館帶在身邊非常方便。
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