袁本振,荆柏华,李海亮
(1. 青岛市产品质量检验研究院,山东 青岛266071; 2.潍坊佳诚数码材料有限公司,山东 潍坊 262499)
随着科技的发展和生活水平的提高,纺织品遮体、保暖等基本功能已不能满足消费者日益增长的使用需求,因此,阻燃、抗菌、拒水、抗静电、防紫外线等功能性纺织品的研发逐渐受到重视,并成为研究的热点。功能性纺织品不仅能满足消费者多场景、个性化需求,而且可以提高产品附加值,深受市场青睐。与此同时,作为功能性纺织品质量保障的相关系列标准,也逐步建立,为企业、检测机构与市场监管部门提供技术支撑和规范性文件,助力功能性纺织品市场良性发展。
新冠肺炎病毒的高感染性、区域性疫情的反复发生,让人们愈加关注纺织品的抗菌抑菌性。目前,抗菌纺织品的生产主要分为纤维或纱线抗菌改性与织物抗菌整理两种形式,纤维或纱线抗菌改性是指将抗菌功能材料与纤维共混纺丝或通过功能性整理工艺使其附着于纤维或纱线表面,制得具有抗菌功能的纤维或纱线,再经过纺纱或织造,得到具有抗菌纺织品,其优点是抗菌时效较长、织物成型简单、对服用性能影响不明显。织物抗菌整理是指通过浸渍、喷涂、刮膜等后整理工艺,使抗菌功能材料附着于织物上的方法,具有工艺简单、适用性强的优点,但存在抗菌材料附着强度不高、抗菌时效有限、对织物服用性能影响较大的问题。因此,需根据使用要求,选择不同工艺制得的抗菌纺织品。
纺织品受到摩擦时,可能产生静电,尤其是化纤类产品,干燥环境中极易产生静电。日常生活中,静电会导致织物易吸附灰尘、绒毛、碎屑等细小颗粒,降低服装、家纺等产品的穿着体验;当织物带有较高静电荷时,甚至会产生电火花,在易燃易爆环境中易造成安全事故,威胁作业人员生命健康。因此,抗静电织物在民用及特种领域具有较高应用价值。目前,抗静电织物的主要生产方式分为直接织造法和后整理法,直接织造法即使用抗静电长丝或者纱线,如镀金属长丝、炭黑长丝。不锈钢纤维纱线等导电材料,直接进行织物的织造,使其具有抗静电的功能。后整理法则是使用抗静电整理剂、磁控溅射技术等后整理手段,使织物尤其是表面形成抗静电层,得到抗静电织物的方式。抗静电织物的抗静电性能主要有抗静电材料种类、抗静电材料含量、织物结构等因素影响,因此需要根据实际情况,按需选择。
阻燃纺织品是指由阻燃纤维或经阻燃整理制得的纺织品,根据极限氧指数的不同,一般分为易燃材料(极限氧指数<22),可燃材料(22≤极限氧指数<27)和难燃材料(极限氧指数≥27),阻燃纺织品能够实现离火自熄、不阴燃、不续燃,具有较好使用安全性。目前,高性能阻燃纤维主要有芳纶1313、聚酰亚胺纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维、芳砜纶纤维聚四氟乙烯纤维,常规阻燃纤维主要有阻燃涤纶、阻燃锦纶等。阻燃整理剂主要有无机硼系阻燃剂、无机磷系阻燃剂、金属氢氧化物类阻燃剂、卤系阻燃剂、有机磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等。
适量的紫外线可促进人体维生素D的合成,进而帮助骨骼发育,同时具有杀菌作用,但过量的紫外线会导致皮炎、角膜炎等疾病,严重时甚至会引发皮肤癌。降低紫外透过量的主要方式有提升织物对紫外线的吸收能力和对紫外线的反射及散射能力两种方式。目前,防紫外纺织品的制备方式主要有防紫外纤维织造和织物防紫外后整理两种方式,其中防紫外纤维是将紫外线吸收剂通过原位聚合或共混方式加入到合成纤维母粒或再生纤维纺丝液中,后纺丝得到,其防紫外效果较好的纤维,耐久性较高;织物防紫外后整理是将紫外线吸收剂制成整理液,采用常压吸尽法、浸轧法等后整理工艺实现织物的防紫外功能,与防紫外纤维制得的织物相比,其存在服用舒适性较差、使用周期较短的问题。
远红外纺织品可以发射远红外线,其热效应作用于人体可以提高局部温度,改善血液循环,具有一定的保健作用。远红外纺织品的制备方式主要有两种,一种是远红外纤维混纺织造,另一种方法是后整理法。第一种方法是将远红外陶瓷粉末与纺丝液或母粒共混后纺丝制得远红外纤维,然后使用该纤维制成。后整理法是将远红外功能材料、助剂等配置成后整理剂,然后对被整理的纺织品进行涂层、浸轧、喷雾等处理,使远红外功能材料负载在纤维或织物上,进而制得远红外织物。远红外纤维混纺织造制得的织物使用周期较长,服用性能大多优于后整理产品。
目前,国内用于评价织物抗菌性能的标准主要有GB/T 20944《纺织品 抗菌性能评价》系列标准,目前已发布的有第1部分:琼脂平皿扩散法、第2部分:吸收法和第3部分:振荡法,其中琼脂扩散法适用于机织物、针织物、非织造织物和其他平面织物,纤维、纱线等可参照执行,不适用于抗菌剂在试验琼脂上完全不扩散的试样,也不适用于抗菌剂与琼脂起反应的试样,不涉及抗菌产品安全性的评价[1];吸收法适用于羽绒、纤维、纱线、织物和制品等各类纺织产品,同样不涉及抗菌产品安全性的评价[2];振荡法适用于羽绒、纤维、纱线、织物,以及特殊形状的制品等各类纺织产品,尤其适用于非溶出型抗菌纺织产品,也不涉及抗菌产品安全性的评价[3]。
抗静电纺织品的评价标准主要为GB/T 12703《纺织品 静电性能试验方法》系列标准,目前已发布的有第1部分:电晕充电法,适用于纺织织物,不适用于涉及个体安全及静电放电敏感装置防护的服装和服装材料的评价[4];第2部分:手动摩擦法,适用于能够承受摩擦起电操作的各种成分和结构的织物,某些织物(如低强度或松结构的织物)可能不能承受本测试方法中的机械摩擦,或可能产生错误的结果,在此情况下可使用GB/T 12703.1中规定的方法进行测试,不适用于涉及个体安全及静电放电敏感装置防护的服装和服装材料的评价[5];第3部分:电荷量,适用于各类服装及其他纺织制品[6];第4部分:电阻率,适用于各类纺织织物,不适用于铺地织物[7];第5部分:旋转机械摩擦法,适用于能够承受摩擦带电操作的各种成分和结构的织物,不适用于评价涉及个体安全及静电放电敏感装置防护的服装和服装材料[8];第6部分:纤维泄漏电阻,适用于各类短纤维泄漏电阻的测定[9];第7部分:动态静电压,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[10];第8部分:水平机械摩擦法,适用于能够承受摩擦带电操作的各种成分和结构的织物,不适用于评价涉及个体安全及静电放电敏感装置防护的服装和服装材料[11]。
目前,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》,适用于测定各种类型的纺织品(包括单组分或多组分),如机织物、针织物、非织造布、涂层织物、层压织物、复合织物、地毯类等(包括阻燃处理和未经处理)的燃烧性能,仅用于测定在实验室条件下纺织品的燃烧性能,控制产品质量,而不能作为评定实际使用条件下着火危险性的依据,或只能作分析某特殊用途材料发生火灾时所有因素之一;GB/T 5455—2014《纺织品 燃烧性能试验 垂直法》,适用于各类织物及其制品;GB/T 8745—2001《纺织品 燃烧性能 织物表面燃烧时间的测定》,适用于表面具有绒毛(例如起绒、毛圈、簇绒或类似表面)的纺织织物;GB/T 8746—2009《纺织品 燃烧性能 垂直方向试样易点燃性的测定》,适用于各类单层或多层(如涂层、绗缝、多层、夹层和类似组合)纺织织物及其产业用制品,适用于评定在实验室控制条件下,纺织织物与火焰接触时的性能,但可能不适用于空气供给不足的场合或在大火中受热时间过长的情况;GB/T 14644—2014《纺织品 燃烧性能 45°方向燃烧速率测定》,适用于各类织物及其制品;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》,A 法适用于各类织物及其制品(A 法点不着的厚型纺织品的测定参见附录 A);B法适用于受热熔融的纱线和织物。
防紫外纺织品相关标准为GB/T 18830—2009《纺织品 防紫外线性能的评定》,根据标准规定,当UPF>40,且T(UVA)AV<5%时可称防紫外线产品。远红外纺织品相关标准为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》,其中GB/T 30127—2013规定。对于一般样品,远红外发射率不低于0.88,且远红外温升不低于1.4℃时,样品具有远红外功能,对于絮片类、非织造类、起毛绒类等疏松样品,远红外发射率不低于0.83,且远红外温升不低于1.7℃时,样品具有远红外功能。
纺织科学技术的发展带动了功能性纺织品研发及应用,同时由于消费者科学素养的提高,市场对功能性纺织品的认可接受程度也在不断提升,因此,功能性纺织品标准制修订也随着逐步完善。现阶段,功能性纺织品标准主要有三个发展方向:①完善检测方法。功能性纺织品大多为新型纺织材料,对其结构、性能、质量的测试表征手段需要使用过程中逐步探索完善,因此,标准的建立需要在明确检测方法、保证试验的准确性和可重复性的基础上进行;②做好标准推广。通过标准推广,可及时解决企业在生产、经营中遇到的技术难题,明确市场准入条件,进一步规范生产经营行为,规避产品质量风险,提升质量水平,同时,可帮助检测机构与市场监管部门更深入地掌握标准、使用标准;③标准国际化。功能性纺织品不同于传统纺织品,其推广使用并被市场认可需要一定的周期,因此,对于市场潜力大、收益前景高、技术含量高的功能性纺织品,其标准制定需从国内、国际两方面入手,不断增强我国标准的国际话语权。
功能性纺织品科技含量高、产品附加值高,深受市场青睐,其相关标准是功能性纺织品进入市场、指导企业生产、保障消费者权益的重要支撑,随着我国纺织领域的不断创新,功能性纺织标准在完善检测方法、做好标准推广、标准国际化等方面的工作愈加重要,有助于我国纺织领域标准水平的不断提升。