纳米技术在功能纺织品中的开发和应用

《天津纺织科技》 2005年 第3期研究探讨

()

[摘 要] 式,[] ;功能纺织品;开发;应用

紫外线和可见光、红外线一样,可以被人体的皮肤吸收,并形成一定的生理效应。紫外线是高能辐射,有合成分子和破坏分子的双重效应,它可促进维生素D的合成、杀菌、进行光合作用,但同时也会造成皮肤损害、降低免疫功能,还可引起皮下血管的扩张、皮肤变红、生成红斑,形成皮炎。因此,如何有效的防止紫外线直接照到皮肤,逐渐成为人们生活品质的基本要求。对于户外活动的人们来说,仅仅靠常规织物屏蔽紫外线的能力是不够的。而抗紫外线纺织品是防止人体紫外线过量辐射的主要屏障,可有效地保护人体避免过量的紫外线辐射。2.1.2 抗紫外线的作用机理

1 前言

纳米技术是在纳米尺度内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性生产出具有特定功能产品的高新技术。它能在空间探索、医药、电子和计算机技术中发挥重要作用。近年来,纳米技术的发展很快,其产业应用领域也不断扩大。而在纺织行业中,纳米技术的应用主要是获得纺织品的新功能。

2 纳米技术在功能性纺织品中的开发

与应用

随着科学技术和人类生活水平的捉高,人们对健康和保护意识不断加强,同时对纺织品的要求也越来越高,功能纺织品即迎合了人们的需求。当前,世界各国均致力于功能纺织晶的开发与应用。而纳米技术为多功能、高技术纺织品的开发提高了广阔的前景和有效的途径。目前,应用纳米技术在抗紫外线型、抗菌除臭型、远红外线反射型、拒水防污型、阻燃型等功能纺织新产品中有了广泛的开发与应用。

2.1 抗紫外线纺织品

2.1.1 紫外线对人体的影响抗紫外线的作用机理就是利用能吸收和反射紫外线的遮蔽剂,通过对紫外线的吸收或者反射,来起到对人体的防护作用。紫外线吸收剂利用本身能吸收紫外线能量,并使之向低能量转化,从而消除紫外线对人体和织物的危害。光反射陶瓷或金属氧化物可增加紫外线的反射作用,防止透过。2.1.3 抗紫外线纺织品的加工方式

抗紫外线纺织品的加工是利用纳米ZnO、TiO2、SiO2作为遮蔽剂。生产方式主要

分为两大类,一类是将遮蔽剂混入到纺丝液中纺丝或是将遮蔽剂与纺丝液共同纺出皮芯

《天津纺织科技》 2005年 第3期结构的丝,得到具有抗紫外线辐射功能的纤维;另一类是用紫外线遮蔽剂通过浸渍或涂层的方法将防紫外线的功能附加到纺织品上。

2.1.4 抗紫外线纺织品的应用

防紫外线产品不仅应用于服装产品,如运动服装、休闲装、衬衣、长短裤等,而且还适宜应用于窗帘、篷布、等。所以,广阔的发展前景。2.2研究探讨

涂层整理法将纳米浆料在织物表面形成柔软的功能性涂层,其整理后的产品性能均匀、持久。

2.2.3 抗菌纺织品的应用

,。,应用于宾馆、、工厂等各个行业,满足人们对。2.3 远红外纺织品

2.3.1 远红外辐射对人体作用的机理

。具有卫生自洁的功能。随着人们生活水平的提高,人们对健康和保护意识的加强,抗菌纺织品必将成为服用纺织品升级的主要方向。2.2.1 纳米无机抗菌剂作用原理

纳米无机抗菌剂具有抗菌能力强,耐久性好、安全性高的特点。目前在纺织工业中应用最为广泛的有银系抗菌剂。银离子从载体中溶出后与细胞内蛋白质发生作用,破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性,从而使代谢受阻,达到抑菌效果。2.2.2 抗菌纺织品的生产方法2.2.2.1 添加法

将抗菌剂添加到成纤高聚物中制得抗菌纤维,从而纺织得到性能持久的抗菌织物。如中国纺织科学院研发中心开发出的纳米银系抗菌母粒系列产品较有代表性。以该母粒产品加工生产的抗菌涤纶纤维具有长效抗菌性。经百次以上洗涤仍能保持80%以上抗菌率。2.2.2.2 整理法

采用抗菌液对织物进行浸渍或涂覆,把抗菌剂固定在织物上。如纳米ZnO微粉具有优越的抗菌、消毒、除臭功能,因此把纳米氧化锌微粉制成功能剂对天然纤维进行后整理,会获得性能良好的抗菌织物,可使纺织品在服用过程中,抑制以汗和污物为营养源的微生物繁殖,保持衣服的卫生状态。还可采用

物理学把0.76~1000Λm区域的电磁波

称为红外线。红外线由发现到应用已经历了100多年的历史,其在纺织品上的应用,如一定组分的远红外陶瓷粉能吸收人体发射出来的热能,转化成向人体辐射一定波长范围的远红外线,其中以易被人体吸收的4~14Λm为主。由于热量在人体与红外线陶瓷粉层之间反复反射,减少了热量损失,从而提高了服装的保暖性。此外不同波长的红外线辐射人体各部位都会产生生理效应,使血管扩张,血流加速,改善局部血液循环,起到活化肌体、消除疲劳、调节自律神经等功能。这就是红外辐射对人体治疗作用的机理。2.3.2 远红外纺织品的生产方法

远红外纺织品的生产即是在纺织品中加入红外辐射能力较强的陶瓷粉,根据陶瓷粉的加入方式,可分为两种生产方法。一种是在某些化学纤维的纺丝液中加入一定量的陶瓷粉,制成远红外纤维,然后利用远红外纤维加工成远红外纺织品。另一种是在普通织物的表面涂以陶瓷粉,从而使织物具有辐射远红外线的能力。

2.3.3 远红外纺织品的应用

1991年,我国首先由天津推出具有远红外辐射功能的纺织品。目前,已相继开发多种远红外纺织品并且投放市场得到消费者的青睐。各种远红外纺织品的应用如下表。

(下转第31页)

《天津纺织科技》 2005年 第3期

[2]杨彩云杨俊霞产业用纺织品中国

产品开发

[3]钱程储才元非织造布1999,(3):14

纺织出版社1998年1月一版~16

DevelopmentofNewLightandThinCompositearmterial

BiHong-jun-iang

(YanchengInstituteTlogy(tileResearchInstitute)Abstract:inselectionofmaterial,productstructuredesign,pofropertyofnewlightandthincompositewarmthretentionmKeywords:lightandthin;composite;warmthretentionmaterial;design;test

(上接第21页)

远红外纺织品及其适应病症表

产品生发帽面膜枕巾护肩护肘护膝内衣床上用品

适应病症

脱发、斑秃、高血压、神经衰弱美容、消除黄褐斑、色素沉积、痤疮失眠、颈椎病、高血压、神经失调

肩周炎、偏头痛关节风湿痛各种膝关节痛症胃寒症、慢性支气管炎、高血压失眠、疲劳、紧张、神经衰弱

依据此超双亲技术可以大幅度提高

难染色面料的上染率、色牢度、鲜艳度和均匀度。

3 结语

纳米技术在纺织行业中的应用,使普通

纺织品赋予各种新功能,即可改善纺织品的服用性,提高产品的品质,又可较大地提高产品的附加值。随着我国纳米技术的发展和对其研究的不断深入,相信会生产出更好、更多功能的纺织品。

参考文献:

[1]王万秀.抗紫外线纺织品的应用研究.《第三届功能纺织品及纳米技术应用研讨会论文集》

[2]白玲.抗菌技术在纺织工业中的发展及应用.《纺织科学研究》2002,4

[3]靳颖.纳米材料及纳米技术在纺织品印染工业中的应用.《第三届功能纺织品及纳米技术应用研讨会论文集》

2.4 其它功能纺织品

2.4.1 经过超双疏纳米界面技术处理过的

纺织品,具有卓越的超疏水、超疏油性能。在织物表面形成犹如荷叶的疏水效果,这种面料制成的衣物不仅防水防油,同时,还仍保持原面料

的质地、手感、透湿等性能。

2.4.2 精纺毛织面料经过纳米技术处理,可

大幅度提高防缩性和抗皱性能。

2.4.3 经过超双亲纳米界面技术处理的化

纤面料,具有吸汗、透气、防静电功

能。使穿着舒适感明显改善。同时,

《天津纺织科技》 2005年 第3期研究探讨

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[摘 要] 式,[] ;功能纺织品;开发;应用

紫外线和可见光、红外线一样,可以被人体的皮肤吸收,并形成一定的生理效应。紫外线是高能辐射,有合成分子和破坏分子的双重效应,它可促进维生素D的合成、杀菌、进行光合作用,但同时也会造成皮肤损害、降低免疫功能,还可引起皮下血管的扩张、皮肤变红、生成红斑,形成皮炎。因此,如何有效的防止紫外线直接照到皮肤,逐渐成为人们生活品质的基本要求。对于户外活动的人们来说,仅仅靠常规织物屏蔽紫外线的能力是不够的。而抗紫外线纺织品是防止人体紫外线过量辐射的主要屏障,可有效地保护人体避免过量的紫外线辐射。2.1.2 抗紫外线的作用机理

1 前言

纳米技术是在纳米尺度内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性生产出具有特定功能产品的高新技术。它能在空间探索、医药、电子和计算机技术中发挥重要作用。近年来,纳米技术的发展很快,其产业应用领域也不断扩大。而在纺织行业中,纳米技术的应用主要是获得纺织品的新功能。

2 纳米技术在功能性纺织品中的开发

与应用

随着科学技术和人类生活水平的捉高,人们对健康和保护意识不断加强,同时对纺织品的要求也越来越高,功能纺织品即迎合了人们的需求。当前,世界各国均致力于功能纺织晶的开发与应用。而纳米技术为多功能、高技术纺织品的开发提高了广阔的前景和有效的途径。目前,应用纳米技术在抗紫外线型、抗菌除臭型、远红外线反射型、拒水防污型、阻燃型等功能纺织新产品中有了广泛的开发与应用。

2.1 抗紫外线纺织品

2.1.1 紫外线对人体的影响抗紫外线的作用机理就是利用能吸收和反射紫外线的遮蔽剂,通过对紫外线的吸收或者反射,来起到对人体的防护作用。紫外线吸收剂利用本身能吸收紫外线能量,并使之向低能量转化,从而消除紫外线对人体和织物的危害。光反射陶瓷或金属氧化物可增加紫外线的反射作用,防止透过。2.1.3 抗紫外线纺织品的加工方式

抗紫外线纺织品的加工是利用纳米ZnO、TiO2、SiO2作为遮蔽剂。生产方式主要

分为两大类,一类是将遮蔽剂混入到纺丝液中纺丝或是将遮蔽剂与纺丝液共同纺出皮芯

《天津纺织科技》 2005年 第3期结构的丝,得到具有抗紫外线辐射功能的纤维;另一类是用紫外线遮蔽剂通过浸渍或涂层的方法将防紫外线的功能附加到纺织品上。

2.1.4 抗紫外线纺织品的应用

防紫外线产品不仅应用于服装产品,如运动服装、休闲装、衬衣、长短裤等,而且还适宜应用于窗帘、篷布、等。所以,广阔的发展前景。2.2研究探讨

涂层整理法将纳米浆料在织物表面形成柔软的功能性涂层,其整理后的产品性能均匀、持久。

2.2.3 抗菌纺织品的应用

,。,应用于宾馆、、工厂等各个行业,满足人们对。2.3 远红外纺织品

2.3.1 远红外辐射对人体作用的机理

。具有卫生自洁的功能。随着人们生活水平的提高,人们对健康和保护意识的加强,抗菌纺织品必将成为服用纺织品升级的主要方向。2.2.1 纳米无机抗菌剂作用原理

纳米无机抗菌剂具有抗菌能力强,耐久性好、安全性高的特点。目前在纺织工业中应用最为广泛的有银系抗菌剂。银离子从载体中溶出后与细胞内蛋白质发生作用,破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性,从而使代谢受阻,达到抑菌效果。2.2.2 抗菌纺织品的生产方法2.2.2.1 添加法

将抗菌剂添加到成纤高聚物中制得抗菌纤维,从而纺织得到性能持久的抗菌织物。如中国纺织科学院研发中心开发出的纳米银系抗菌母粒系列产品较有代表性。以该母粒产品加工生产的抗菌涤纶纤维具有长效抗菌性。经百次以上洗涤仍能保持80%以上抗菌率。2.2.2.2 整理法

采用抗菌液对织物进行浸渍或涂覆,把抗菌剂固定在织物上。如纳米ZnO微粉具有优越的抗菌、消毒、除臭功能,因此把纳米氧化锌微粉制成功能剂对天然纤维进行后整理,会获得性能良好的抗菌织物,可使纺织品在服用过程中,抑制以汗和污物为营养源的微生物繁殖,保持衣服的卫生状态。还可采用

物理学把0.76~1000Λm区域的电磁波

称为红外线。红外线由发现到应用已经历了100多年的历史,其在纺织品上的应用,如一定组分的远红外陶瓷粉能吸收人体发射出来的热能,转化成向人体辐射一定波长范围的远红外线,其中以易被人体吸收的4~14Λm为主。由于热量在人体与红外线陶瓷粉层之间反复反射,减少了热量损失,从而提高了服装的保暖性。此外不同波长的红外线辐射人体各部位都会产生生理效应,使血管扩张,血流加速,改善局部血液循环,起到活化肌体、消除疲劳、调节自律神经等功能。这就是红外辐射对人体治疗作用的机理。2.3.2 远红外纺织品的生产方法

远红外纺织品的生产即是在纺织品中加入红外辐射能力较强的陶瓷粉,根据陶瓷粉的加入方式,可分为两种生产方法。一种是在某些化学纤维的纺丝液中加入一定量的陶瓷粉,制成远红外纤维,然后利用远红外纤维加工成远红外纺织品。另一种是在普通织物的表面涂以陶瓷粉,从而使织物具有辐射远红外线的能力。

2.3.3 远红外纺织品的应用

1991年,我国首先由天津推出具有远红外辐射功能的纺织品。目前,已相继开发多种远红外纺织品并且投放市场得到消费者的青睐。各种远红外纺织品的应用如下表。

(下转第31页)

《天津纺织科技》 2005年 第3期

[2]杨彩云杨俊霞产业用纺织品中国

产品开发

[3]钱程储才元非织造布1999,(3):14

纺织出版社1998年1月一版~16

DevelopmentofNewLightandThinCompositearmterial

BiHong-jun-iang

(YanchengInstituteTlogy(tileResearchInstitute)Abstract:inselectionofmaterial,productstructuredesign,pofropertyofnewlightandthincompositewarmthretentionmKeywords:lightandthin;composite;warmthretentionmaterial;design;test

(上接第21页)

远红外纺织品及其适应病症表

产品生发帽面膜枕巾护肩护肘护膝内衣床上用品

适应病症

脱发、斑秃、高血压、神经衰弱美容、消除黄褐斑、色素沉积、痤疮失眠、颈椎病、高血压、神经失调

肩周炎、偏头痛关节风湿痛各种膝关节痛症胃寒症、慢性支气管炎、高血压失眠、疲劳、紧张、神经衰弱

依据此超双亲技术可以大幅度提高

难染色面料的上染率、色牢度、鲜艳度和均匀度。

3 结语

纳米技术在纺织行业中的应用,使普通

纺织品赋予各种新功能,即可改善纺织品的服用性,提高产品的品质,又可较大地提高产品的附加值。随着我国纳米技术的发展和对其研究的不断深入,相信会生产出更好、更多功能的纺织品。

参考文献:

[1]王万秀.抗紫外线纺织品的应用研究.《第三届功能纺织品及纳米技术应用研讨会论文集》

[2]白玲.抗菌技术在纺织工业中的发展及应用.《纺织科学研究》2002,4

[3]靳颖.纳米材料及纳米技术在纺织品印染工业中的应用.《第三届功能纺织品及纳米技术应用研讨会论文集》

2.4 其它功能纺织品

2.4.1 经过超双疏纳米界面技术处理过的

纺织品,具有卓越的超疏水、超疏油性能。在织物表面形成犹如荷叶的疏水效果,这种面料制成的衣物不仅防水防油,同时,还仍保持原面料

的质地、手感、透湿等性能。

2.4.2 精纺毛织面料经过纳米技术处理,可

大幅度提高防缩性和抗皱性能。

2.4.3 经过超双亲纳米界面技术处理的化

纤面料,具有吸汗、透气、防静电功

能。使穿着舒适感明显改善。同时,


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