保健纺织品测试范文

导语：如何才能写好一篇保健纺织品测试，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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令人欣慰的是，为符合生态安全的要求，国内外染料及助剂企业加大力度开发绿色环保型产品，在近期举办的2013年中国国际染料工业暨有机颜料、纺织化学品展览会期间，“安全与环保”成为了不变的、最重要的主题，众多企业重磅推出了符合环保要求的各类纺织用染化料和助剂产品，使我国在该领域取得了可喜的成绩。

一、环保型纺织染料、助剂基本环保质量指标

环保型染料助剂有以下要求，即好的生物可降解性或可去除性；毒性小；游离甲醛的含量不超过限制值；无EH（环境激素）、DS（危险物质）、VOC（挥发性有机化合物）；重金属的含量不能超过限制值；不含有致癌芳香胺；可吸附有机卤化物的含量不能超过限制值；不能含其它有害化学物质。

二、常见不达标项与解决措施

1、PH值

纺织品PH值要求一般是婴儿及皮肤接触类产品要求为4.0～7.5，非皮肤接触类产品为4.0～9.0。造成PH值不达标的主要原因多为酸、碱选用不当，中和不当等原因，目前主要是通过高温中和、洗水以及使用PH缓冲剂的方法来解决。

2、甲醛

甲醛在织物上的限量为75～300mg/kg，造成甲醛超标的原因有很多，比如在染色、后整理过程中，使用了含有甲醛的涂料染色粘合剂、固色剂，或是所使用了受到甲醛污染的助剂等。另外，织物在存放、包装以及运输等非生产过程中，也有可能引入甲醛，造成检测样品不达标。

目前，纺织品中甲醛的超标可以通过高温过热、洗水的方式来解决，也可以用乙烯脲、尿素等甲醛去除剂去除。使用甲醛捕捉剂也可去除织物上的残留甲醛，一般用量在1～5%之间，与树脂并用后，经压吸、绞干、预干再经热定型处理，可有效去除甲醛，且使用后不需再经皂洗工艺。

3、色牢度不达标

色牢度不达标主要有以下几项指标：耐唾液和汗水牢度、耐磨牢度、汗渍色牢度与耐水牢度。造成织物色牢度不达标的主要原因有：染料结构及各类选择、配伍不得当，使得染料分子与纤维之间结合力弱，导致染料对纤维的附着力差。另外由于纤维表面浮色所造成的纺织品色牢度不达标的情况也时有发生。

提高色牢度主要是通过控制染色条件，使其达到染料上色要求，同时选用合适的助剂、固色剂等来提高织物的色牢度。如，利用固色剂分子中的季铵盐、叔胺基团与离子型染料中的阴离子基团的离子键结合，使染料与固色剂形成不溶性的色淀从而降低其水溶性，提高织物的皂洗和白布沾色的牢度；利用固色剂分子中所含的基团，亚胺基和染料分子上的—OH、—NH2等原子形成配位键结合，形成配合物以提高织物的色牢度。而由于浮色所造成的色牢度不达标的织物，可采用皂洗的方法去除纤维表面的浮色。

4、重金属离子

纺织品检测中所规定的重金属种类主要有锑、砷、镉、镍等10种。2013年欧洲标准对的镍检测含量做了调整，调整标准为产品级别I的新限量值为0.5mg/kg，产品级别II～IV为1.0mg/kg。

纺织品中引入重金属有以下几种可能：使用的纺丝油剂、浆料、固色剂M及防水剂CR中含有重金属；如，阻燃剂三氧化二锑乳液含有大量汞离子，无机颜料使用过程中会引入铬酸铅、钼铬红、钼红、铬橙等元素，而活性、酸性、中性及直接染料使用过程中会引入铬、钴、镍、铜等络合物。另外，纺织品在储存、运输过程中也有可能引入重金属离子。

纺织品生产过中所引入的重金属离子根据其种类的不同而采用相应化学方法可以去除。如，重铬酸钾通过柠檬酸中和的方法去除；金属络合物通过抗坏血酸VC、聚丙烯酸、聚马来酸酐中和的方法去除；使用浓度为2.0%～4.0%的重金属离子去除剂，在40℃左右的条件下，浸泡45分钟以上，清水洗涤5遍以上，可有效去除织物中的锑和镉等离子。而在储存、运输过程中所引入重金属郭通过加强管理也是可以避免的。

5、APEO环境类激素

国际上公认的70种环境激素（EH）中，纺织染整助剂中含有的种类占37%。其中，烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）在纺织品检测中列数第一位，纺织品中APEO的含量一般为30～100mg/kg。其主要来自纺丝油剂、染色助剂及后整理工艺所用的化学试剂及助剂等。

纺织品中含有的APEO主要是在皂洗过程中添加去除剂，通过制定合适的皂洗工艺、皂洗次数清除吸附在纤维表面上的APEO。使用1.5%～2.0%范围内的APEO去除剂，水温控制在40～60℃之间，边加边搅拌至产生泡沫为止，衣物和水的比例控制在1：20，浸泡45分钟以上，再经清水清洗可有效的去除织物上APEO的残留。如，含APEO在5000ppm的原毛织物溶度为5～6g/L APEO去除剂溶液处理后，APEO残留水平在100ppm以下，效果非常明显。

6、多环芳烃

2013年纺织品环保检测项中新增了8种多环芳烃（PAHa）成分进行检查。此外，在产品级别I中将现有苯并（a）芘极限量值调整为0.5mg/kg，所有其它PAHa的累计限量值调整为5mg/kg。

三、新型染料助剂产品不断涌现

作为国内染化料助剂业的领军企业之一，浙江闰土股份有限公司在本届展会期间专题介绍了他们开发生产的新型染料和助剂产品，如高档活性P型染料具有绿色环保、高溶解度、超高固色率和直接性等特点，特深色活性染料RH系列可减少加料或者回修等染厂最大的环境问题等，一次准RFT系列活性染料可一次性加入盐碱，大大简化染色工艺并缩短染色时长，增加一次准成功率，上述这些染料产品已于2013年3月获得了ECOPASSPORT质量认证证书，产品符合Oeko-Tex Standard 100标准，成为了棉纺织品染色加工的首选产品之一；

在环保助剂领域，闰土公司开发了无醛固色剂SC-702，它能提高织物水洗牢度特别是大红色的水洗牢度和汗渍牢度，有些品种汗渍牢度可提高2级，且不含甲醛、不含APEO；中和酸NV400为不挥发性有机酸，可达到中和透心，不会出现定型后pH值又升高的问题，有效地保证了布面pH不超标。

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摘要：随着纺织科学的发展，纺织品呈现多元化的功能性，功能性纺织品的市场日臻熟，对检测机构的功能性测试要求也越来越高。本文介绍了防水性能、拒油性能、易去污性、吸湿速干性能、透湿透气性能、保温性、防紫外线及抗静电的测试标准，方便各企业和检测工作者们查阅和学习。

关键词：功能性；纺织品；标准

1引言

功能性纺织品，是指除一般纺织品所具有的基本使用价值外，还具有某种或某些特殊功能的新型纺织品，是传统纺织品与现代科技相结合的产物。如何科学地界定和评价功能性纺织品的这些“功能”，同时让消费者明白这些“功能”，引导企业与消费者对“功能性纺织品”建立共同信任的关系，进一步规范化市场，本文介绍了纺织品一些常见的功能性测试标准、测试原理、评价指标、技术要求及适用范围。

2功能性项目

功能性纺织品主要有防护功能型，如防水、拒油、防污等；卫生保健功能型，如抗静电、抗菌防臭、防螨虫等；医疗和环保功能型，如远红外、防紫外线等；舒适功能型，如免烫抗皱、吸湿速干、透湿透气等。

2.1 防水性能

防水性能主要是指织物抵抗被水分润湿和渗透的能力。织物防水性能的表征指标有沾水等级、抗静水压、水渗透量等。其中，沾水等级越高，静

测试 试样后面放一张已称重的吸水纸，将一定容量的水喷淋到试样的绷紧表面。然后再重新称量吸水纸，来测定渗水性并因此评定试样的渗水性 适用于任何经过或未经防水或拒水整理的纺织织物，尤其适用于测量服装织物的抗渗透性

上述方法测试时应注意：试样应具有代表性，取样部位不应有折皱或折痕。取样后，尽量减少对试样的处理，避免用力折叠。与水相接触的测试面必须指定，因为不同的织物面会产生不同的结果。一般有拒水要求的产品的沾水等级不应小于4级，有防雨功能要求的产品的耐静水压不小于13 kPa，有防暴雨功能要求的产品的耐静水压不小于35 kPa。

2.2 拒油性能

拒油性能的测试标准主要有国标GB/T 19977―2005《纺织品 拒油性 抗碳氢化合物试验》和美标AATCC 118-2013《拒油性：抗碳氢化合物试验》，两种方法的测试原理大致相同，即将选取的不同表面张力的一系列碳氢化合物标准试液滴加在试样表面，然后观察润湿、芯吸和接触角的情况。

其中，GB/T 19977―2005适用于各类织物及其制品，特别适用于比较同一基布经不同整理剂整理后的拒油效果，也可用于测定水洗和干洗处理对试样拒油性的影响，不适用于评定试样抗油类化学品的渗透性能。测试取20 cm× 20 cm的试样3块，所取试样应有代表性，包含织物上不同的组织结构或不同的颜色。拒油等级以没有润湿试样的试液最高编号表示，分为0～8九个等级，级数越高，试样的拒油性能就越好，一般有拒油性要求的产品，拒油等级不应小于4级。

2.3 易去污性能

纺织品易去污性能的测试标准主要有FZ/T 01118―2012《纺织品 防污性能的检测和评价 易去污性》和AATCC 130-2010《去污性：油渍清除法》，二者都适用于评价各类纺织织物及其制品的抗污性能。

根据污物的清洁方法，FZ/T 01118―2012分为洗涤法和擦拭法，亦可根据双方协议使用其他沾污物，但需在试验报告中说明。值得大家注意的是，使用不同的沾污物和方法所得试验结果不具有可比性。对于有易去污性要求的产品，一般要求其易去污性等级不小于3-4级，本白及漂白产品可降低半级。

2.4 吸湿速干性能

人体皮肤表面常常会由于运动等原因而出汗，不论是停留在皮肤表面的液态汗，还是皮肤与服装之间增加的湿气，都会使人体感觉到不适。因此，纺织品吸湿速干性能的测定和评价就显得尤为重要。

GB/T 21655.1―2008《纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分：单向组合试验法》是以吸水率、滴水扩散时间和芯吸高度来表征纺织品对液态汗的吸附能力，并以织物在规定空气状态下的水分蒸发速率和透湿量指标来表征纺织品在液态汗状状态下的速干性，该方法适用于各类纺织品及其制品吸湿速干性能的评价。

GB/T 21655.2―2009《纺织品 吸湿速干性的评定 第2部分：动态水分传递法》的评价指标有：浸湿时间、吸水速率、最大浸湿半径、液态水扩散速度、单向传递指数和液态水动态传递综合指数。结果分为5个等级，其中5级程度最好，1级最差。该方法适用于各类纺织品及其制品，其他产品可参照采用。

AATCC 195-2012《纺织品液态水动态传递性能》以测量电导率的变化来评估纺织品液态水动态传递性能，适用于针织物、梭织物以及非织造织物。

2.5 透湿性能

透湿性是体现水蒸气通过织物的能力的表征，是考核服装产品舒适性能的重要指标。纺织品透湿性能的测试标准有：GB/T 12704.1―2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法》和GB/T 12704.2―2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第2部分：蒸发法》。

GB/T 12704.1和GB/T 12704.2的测试原理大致相同，前者是将把盛有干燥剂并封以织物试样的透湿杯，放置于规定温度和湿度的密封环境中，根据一定时间内透湿杯质量的变化计算试样透湿率、透湿度和透湿系数。后者是将干燥剂换成一定温度的蒸馏水，其他相同。吸湿法适用于多种纺织织物，包括产业用织物、非织造布和其他可透气的纺织制品。蒸发法分方法A（正杯法）和方法B（倒杯法），适用于厚度在10mm以内的各类片状织物。

GB/T 21295―2014《服装理化性能的技术要求》规定有透湿要求的产品的透视率不小于2200g/（m2.24h）。

2.6 透气性能

透气性能是决定织物舒适与否的重要性能指标，是气体对薄膜、涂层、织物等高分子材料的渗透性。随着户外运动的时兴，户外运动服装的透气性能成为大家关注的热点之一，纺织品透气性能常用的测试标准见表2。

上述方法的测试原理基本相同，即：在规定的压差条件下，测定一定时间内垂直通过试样给定面积的气流流量，计算出透气率。FZ/T 81007―2012《单、夹服装》对透气率的要求为≥150 mm/s。

2.7 抗菌性能

抗菌纺织品的抗菌效果是评价此类产品的首要指标，其次是抗菌持久性和安全性。抗菌持久性是指一定次数洗涤前、后，产品的抗菌效果对比；安全性是指产品对人体环境安全，不含有毒有害物质，应进行毒理性检验（急性毒性、皮肤刺激性和过敏性试验），且应符合GB18401《国家纺织产品基本安全技术规范》。抗菌纺织品抗菌性能的评价方法见表3。

FZ/T 73023―2006附录D 抗菌针织品 适用于天然纤维、化学纤维以及混纺纤维制成的抗菌针织品，如针织内衣、内裤、运动衣、袜子、帽子、泳装等针织品以及各种针织面料 抑菌率、抑菌圈宽度

FZ/T 73023―2006按耐水洗次数及考核菌种的不同，将抗菌针织品分为A级、AA级和AAA级三个抗菌级别。供需双方可根据产品用途，采用特定的测试菌种，亦可另行商定洗涤次数和抑菌率指标，但在检测报告中应注明。

2.8 保温性能

纺织品的保温性能一直比较受消费者的关注，各企业应对这一需求，开发出越来越多的新型保温材料和产品，因此，对这一性能的纺织品检测量也日益增多，目前，我们常用的保温性能测试方法见表4。

ASTM D 1518-2014 棉絮体系热阻测试方法 热板法 适合于热传导性在0.1～1.5W/M2・K的棉絮和多层棉絮/织物集合体 热阻

测试时，试样正面向上，取样3个。对于成品，需确保可以从成品中取得40cm×40cm的试样；或者按照成品组合工艺制作40cm×40cm的组合样品三块，且应具有代表性。一般对于有保温性能要求的产品，要求保温率≥30%。

2.9 防紫外线性能

近年来，紫外线对人类的影响越来越受到人们的关注。因此，有关紫外线防护织物和服装的开发应用越来越多，对这类纺织品的防紫外线功能的检验方法（见表5）也逐渐受到国内外的关注。

BSEN 13758-1：2002 纺织品日光紫外线保护性能 第1部分：成衣织物的测试方法 通过测定在标准状态下外穿织物的加权红斑效应的紫外线透射率来评定其紫外线防护特性，不适用于在一定距离内提供保护的织物，如雨伞、遮阳物等

国家标准GB/T 18830―2009规定，当样品的UPF>40，且T（UVA）AV

2.10 抗静电性能

静电现象很常见，如生活中穿或脱衣服时出现火花、有针刺感，与人接触时的“电击”等。静电的危害很大，影响人体健康，干扰人的情绪，某些特殊环境下还会引起火灾。纺织品静电性能的评定方法有静电压半衰期法、电荷面密度法、电荷量法、电阻率法、摩擦带电电压法 （见表6）。

GB 12014―2009《防静电服》要求A 级产品的带电电荷量

除上述介绍的国家标准外，相关的抗静电性能国际标准有：AATCC 76-2011《纺织物表面电阻率》、BS EN 1149-1：2006《防护服 静电性能 第1部分：测量表面电阻率的试验方法》和BS EN 1149-2：1997 《防护服 静电性能 第2部分：测量通过材料电阻的试验方法（垂直电阻）》。

2.11 免烫性能

考核纺织品免烫性能的产品标准为GB/T 18863―2002《免烫纺织品》，该标准适用于纤维素纤维及其与其他纤维的混纺、交织产品（纤维素含量75%）以及桑蚕丝产品（桑蚕丝含量70%以上），其他免烫纺织品可参照执行。其质量指标包括洗涤干燥后外观平整度、洗涤干燥后接缝外观、洗涤干燥后褶裥外观和水洗尺寸变化率，此外，对安全性能及强力都有特殊的要求。

2.12 阻燃性能

由于大多数纺织品都是易燃或可燃的，日常生活中的火灾隐患无所不在，因此阻燃纺织品的研发和性能测试以及相关标准的制定越来越受到社会的关注。常用的阻燃性能测试标准见表7。

燃烧等级分为：1级（正常可燃性）、2级（中等可燃性）和3级（快速剧烈燃烧）。GB/T 21295―2014规定14岁及以下儿童睡衣损毁长度≤17.8cm，其他产品应达到1级要求。FZ/T 81001―2007《睡衣套》规定面料洗涤前后的燃烧性能应达到1级要求，未达到1级要求但达到2级要求的产品，应在产品使用说明中标明“易燃产品，请谨慎使用”警示语，否则按不合格判定。

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[关键词]纺织品；设计；遗传算法；应用

中图分类号：TS106 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0247-02

引言

传统产品设计主要凭借设计者的直觉和经验，缺乏客观和科学性，若在设计中融入遗传算法会改变以往随意和片面的设计。遗传算法是一种通过模拟自然化过程搜索最优解的方法，其主要特点是直接对结构对象进行操作，不会受函数连续性和求导限定，具有内在的隐并行性和全局寻优能力。当前该算法已经广泛渗透至多个领域，尤其在纺织品设计中能将感性设计和理性分析相结合，提高纺织品设计品质和功能性。

1 混纺纱线性能研究

评定成纱等级的主要依据则是纱线的拉伸性能，主要包括强力和伸长两个部分。纱线在拉伸过程中所能承担的最大外力为纱线强力，能承担纵向最大变形则为纱线伸长，也是评定织物的服用性能和坚牢性的重要指标。采用电子单纱强力仪，预加张力为10cN，夹持距离为50cm，温度20℃，相对湿度65%±5%。于测试前开启预热仪器，从一侧纱杆上导出试样，用强力仪夹持器夹持试样一端，后用另一端用下夹持器夹紧，此时与采用与试样相同的速度对试样进行定速拉伸到其断裂。电压信号会从强力仪上的测力传感器中自动产生，之后由计算机处理后再测试每个比例的纱线，具体结果如表1所示。

导纱线断裂和纤维性质及结构有关，具体表现在：1）纤维细度；纤维较细较柔软时相互之间会比较紧密，不易滑脱，纱截面中纤维根数也会增多，进而提高成纱强度和断裂伸长。2）纤维的摩擦性能；纤维间摩擦越大，滑脱组织增大的同时会提高成纱强度。3）纤维长度；纱线强度主要短于两倍滑脱长度的短纤维存在，若长度一致度较高时会减少薄弱环节，对纱线强度好和断裂伸长的强度都起着重要的促进作用。4）纤维强度；纤维强度的增大会带动纱线强度的增大，自然而然断裂伸长也越大。

2 混纺纺织品设计试验

2.1 试验方法

本文研究试验共制作两种纤维时，采取相同纺纱工艺，运用两种纤维纺织7种混纺比的混纺纱。具体如下：竹浆纤维（河北省化纤厂制作，规格1.65dtex×38mm）。棉纺纤维（本文研究实验室自供的细绒棉）。两种纤维线密度为28tex，捻度为62.4捻/10cm，混纺比为1/100、30/70、40/60、50/50、60/40、70/30、100/0.采用相同的参数织成7种结构相同的混纺纱平织物。

2.2 试验测试方法

本文试验测试织物的透湿性参照GB/T12704-1991，测量织物透湿量采用LFY-216C，参照FZ-T01045-1996测定织物悬垂性，测定纱线耐磨性参照FZ/T01058-1999，采用YG811型织物悬垂性测定仪进行测定。

2.3 试验的工艺及设备

之所有采用不同的处理方式处理原料，不仅能减少纤维损伤，还能够很好的节省原料，采用条魂法混合竹浆纤维和棉纤维，在自动的小样织机上完成所有织物的纺织工艺，参与纺织和纺纱的主要设备有：A272型并条机、ASL-2000型自动的小样织机、AS511A型细纱机、FA4001A型的粗纱机、A186型的梳棉机。

2.4 数据处理

采用遗传算法优化本文试验工具，其中求解优化模型采用Matlab遗传算法工具箱。

3 遗传算法在混纺纺织品设计中应用

3.1 建立混纺比优化模型

纺织品的结构与功能主要由纤维、纱线和织物3个层次构成，较为复杂。特选择混纺比作为设计变量，有利于后续研究，其目标函数也选取纱线耐磨性、织物悬垂性和织物透湿性等纺织品。在织造过程中有效减少断头来考察纺织品结构对功能的影响，对纺织品加工都起着重要的参考作用。纺织品设计中可让欣赏者产生视觉美感的一个重要因素是悬垂性，其良好的织物能够形成光滑流畅的曲面造型。除了视觉上的感受，还注重穿在身上的舒适性，这就要考虑纺织品的透湿性。所以，本文研究试验所选择的纺织品从外观美感及穿着舒适性等指标作为优化纺织品设计的目标。为了建立优化模型，以同样的工艺条件纺织了混纺比为1/100、30/70、40/60、50/50、60/40、70/30、100/0 7种竹/棉混纺纱线并织成织物结构完成相同的7块平纹织物。本文则以这些织物探究混纺比对混纺纱线的织物透湿性、耐磨性及织物悬垂性。为了研究优化模型，还研究了混纺比对织物的透湿性、悬垂性、纱线的耐磨性的影响，因而研究重点就逐渐演变成maxF（x）求解，F（x）可以表示为{F1（x），F2（x），F3（x），}，其中x为决策变量，指竹浆纤维的混纺比，F1（x）指纱线的耐磨性，F2（x）指织物的悬垂性，F3（x）指织物的湿透性。对其悬垂性的测试可经过染整加工的成品布来进行测试，一个系列品种均可应用，若要得出具有对比性的结果，需测试胚布，归一化预处理试验数据，竹浆纤维混纺比和织物的透湿性、织物的悬垂性能、纱线的耐磨性能可通过对试验曲线进行拟合，采用Origin进行拟合，具体函数表达公式如表2.

不同用途纺织品在性能方面也大有不同，在计算时要选择相应的加权系数进行计算。如用于内衣制造的纺织品首先考虑的就是其舒适性，需加大织物透湿性的加权系数，可以适当减少职务耐用性的加权系数。在例如用于外衣制造时，要注重织物的美感要求，可注重织物的悬垂性，而在设计工作服所需的织物时则重点考虑织物的耐用性能。在基于遗传算法的纺织品的设计过程中，可通过加权系数的变化组织各个要素，以此实现不同预期纺织品的设计。本文研究主要是为了在设计中突出纺织品的舒适性、外观美感及加工性能，以下三种不同方案则看通过对加权系数的调整后得出，具体方案如表3所示。

方案1为了在混纺织物的加工过程中具有较好的加工性能，因此其纱线耐磨性的加权系数最大。方案2的悬垂性能较好，为了纺织物具有较好的外观，从而适用于外衣的设计制造。方案3增加织物透湿性的权重，拟用于贴身衣服设计，所以注重织物的舒适性。

3.2 基于遗传算法的优化计算

根据多目标优化模型的特点遗传算法进行计算，完成模型求解则通过MATLAB遗传算法工具，以下为具体优化过程：

3.2.1 编制目标函数文件

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 变成调用主程序

opts=gaoptimset（‘P|otFcns’，{@gaplotbesff，@gaplotstopping}）；

FitnessFunction=@gemeration；

…………

[X，Fval，exitFlag，Output]= ga（FitnessFunction，nunlber（MVariables，[]，[]，[]，[]，0，l，[]，opts）；

…………

…………

fprintf（7The best function value found was：%g＼n’’，Fval）；

3.2.3 结果输出

The number of generations was：51

The number of function evaluations Wag：1020

3.3 检验与评价

将计算得到的混纺比应用至混纺品织品的计算，测试相应的混纺比织物性能，判断设计结果，全部织物织造方法相同，之后在对结果及所建立的数学模型测试结果进行评价测试，具体结果如表4所示：

从上述结果中看出，优化方案得到的纱线和织物性能实际测试值与数学模型得到的预测值结果大致相同，虽然含有一定的误差，但都是不可在建模过程中不可避免的。有望通过增加试验重复次数和改进试验方法来减少性能测试误差。总而言之，实测值和预测值尽管在结果方面存有误差，但两者得到的预测值基本相同，可实现优化设计目标。

4 结语

综上所述，本文通过遗传算法确定混纺比的方案并将其应用至纺织品设计制造中，建立混纺比与纱线耐磨性等数学模型，之后应用遗传算法对模型进行求解，并评价和检验设计方案。结果表面，在纺织品设计中应用遗传算法可以弥补传统设计的随意性和片面性，从经验设计逐渐过渡至科学设计，对今后纺织品设计理论和实践都起着很好的参考作用。

参考文献

[1] 吕志军，杨建国，项前等.基于遗传算法参数优化的纱线质量预测技术[J].东华大学学报（自然科学版），2012，38（5）：519-523.

[2] 封丽冬.基于系统方法的混纺纺织品设计研究探讨[J].科学导报，2014，（2）：100-100，101.

[3] 李金.磁性纤维混纺纱线的混纺比优化及织物舒适性研究[D].天津工业大学，2011.

[4] 金关秀.基于人工智能的纺织技术开发新途径[J].纺织科技进展，2013，（3）：11-14.

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对抗菌纤维、抗菌剂作了简要介绍，概括了目前市场上常用的抗菌纤维整理方法以及抗菌性能检测方法，并对抗菌产品在纺织品上的应用进行简略归纳，以期加深人们对抗菌纤维的了解。

关键词：抗菌纤维；抗菌剂；抗菌整理；抗菌检测

人体是微生物理想的生长环境，纺织品在穿着过程中会沾上汗液、皮脂屑等人体分泌物，这些都是微生物生长必需的营养，纺织品的多孔式形状也有利于微生物的附着， 因此，纺织品是细菌生长和繁殖的良好媒介[1]。通常情况下我们感觉不到细菌的存在和危害，但当细菌过度繁殖后则会产生异味，并且可通过皮肤、呼吸道及血液对人体健康严生危害，甚至会导致皮炎及其他各种传染病的发生。

这些年，随着经济的发展与生活水平的提高，人们对于微生物影响人体健康的问题越来越重视，对自身的卫生保健意识日益增强，抗菌防臭、抑菌、消臭功能的纺织品受到了国内外消费者的欢迎。

据Textiles Intelligence的一份功能纺织品市场调研报告显示，消费者对抗菌纺织品的需求正在迅速上升。抗菌纺织品在消除异味、防止细菌滋生和减少皮肤传染病等方面起着关键作用。该报告估计，纺织品抗菌剂的用量将以l5%的年增长率上升，成为纺织品市场上增长最快的功能添加剂之一[2]。

1 抗菌纤维简介

抗菌纤维是一种功能性纤维，其具有阻断疾病传播、卫生保洁和纤维自身性能的维护等作用。抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌或抑制微生物的功能，如部分带有特定基团的有机化合物、一些无机金属材料及其化合物、部分矿物质和天然物质。如甲壳素纤维：可以作为永久性整理剂，使织物耐水洗、耐摩擦，提高织物的坚牢度，减少缩率，并使织物具有滑爽光洁和挺括的手感与外观[3]。

但目前抗菌材料更多是指通过添加一定的抗菌物质 （称为抗菌剂）， 从而使材料具有抑制或杀灭表面细菌能力的一类新型功能材料，如填充型抗菌纤维：将抗菌剂的超细粉末以一定比例加到化学纺丝液中进行纺丝，降低用量，节约成本。由于抗菌剂进入了纤维内部，所以用此法制得的抗菌纤维耐水洗抗菌效果持久，通过浓度梯度的作用原理，抗菌剂源源不断地溶到纤维表面[4]。

2 抗菌剂的种类

抗菌剂是一类具有抑菌和杀菌性能的新型助剂，它能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。

不同品种的整理剂，其抗菌机理和作用方式不同。抗菌作用是静菌作用和杀菌作用的综合[5]。目前加工抗菌纺织品所用的抗菌剂主要有有机抗菌剂、无机抗菌剂和复合抗菌剂三大类。

2.1 有机抗菌剂

有机抗菌剂包括天然抗菌剂和化学合成有机抗菌剂两大类。具体见表1。

有机抗菌剂短期具有杀菌力强、即效好、来源广、种类多、价格低廉等优点，曾经得到广泛的使用，但在长期的使用过程中，人们发现这类抗菌剂具有一定的挥发性，毒性大，耐热性较差，难以与纤维熔纺，且容易迁移，对于抗菌方面可能产生微生物耐药性等，因此人们将注意力渐渐转向无机类抗菌剂。

2.2 无机抗菌剂

无机抗菌剂主要分为金属离子型和光催化型两大类。具体见表2。

重金属类抗菌剂在实际使用中，通常利用吸附或离子交换等方法，将重金属离子固定在沸石、硅胶等载体上制成抗菌剂。光催化类抗菌剂是一种新发展的、具有广阔应用前景的抗菌剂。目前已逐步应用于陶瓷制品、涂料、抗菌材料等方面。

2.3 复合类抗菌剂

为了克服无机抗菌剂毒性及有机抗菌剂易洗脱、耐热性能的不足，采用有机或无机及亲水性物质复配的方式。在复配体系中，有机、无机抗菌剂等的固有抗菌活性可能会显著提高。一般有机抗菌剂可以同亲水性物质形成共聚物。无机抗菌剂包括含银、铜、锌离子一种或多种的载体型抗菌剂，或采用具有光催化活性的无机金属氧化物或硫化物如TiO2等[10]。

3 抗菌纤维以及织物的生产方法

抗菌纤维的加工主要是通过对纤维进行各种处理，从而使纤维获得抗菌活性的方式。抗菌防臭整理技术是一门牵涉面十分广泛的学科，它涉及染整工程、化工、医学及微生物学等多门学科。该技术是将抗菌防臭整理剂应用于纺织品上，根据织物的用途给织物提供不同程度的抗菌功能[11]。

3.1 后整理法

采用抗菌液对纤维或织物进行浸渍或涂覆，把抗菌剂固定在纤维上的方法。其中又分为：

表面涂层法：将抗菌剂与涂层剂配成溶液，对织物进行涂层处理；

树脂整理法：将抗菌剂溶解在树脂中配成乳化液，将织物放在乳化液中充分浸渍，通过轧、烘等工艺，使其附于织物表面。

此方法加工简便，可应用此方法处理的织物种类多，天然纤维和合成纤维也都可以应用。因此，目前的纺织品抗菌纤维加工过程中，此方法占70%。而后整理法的缺点则是：一是将抗菌有效成分附着在纤维及织物表面，制得的产品不耐洗，不持久；二是采用的抗菌剂大部分以有机抗菌剂中的季铵盐类为主，该有机抗菌剂耐热性差，且具有一定的毒性和挥发性。因此，人们开始逐渐重视通过对纤维进行改性的方法生产出抗菌纤维。

3.2 纤维改性法

此方法主要是通过将化学纤维的高分子结构改性或共混改性的方法，将抗菌剂添加到成纤高聚物中制得抗菌纤维，从而得到抗菌性能持久的织物，在这之中，又以共混改性的方法为主。该方法的原理是将抗菌剂在纺丝过程中加入到合成纤维中，从而要求采用的抗菌剂具有良好的热稳定性。采用该方法生产的抗菌纤维，由于抗菌剂均匀地分布在纤维内部，抗菌性能持久，加工出的织物安全性高，耐洗涤，不产生抗药性，所以应用的范围会越来越广阔。

4 抗菌纤维的抗菌测试方法

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医用纺织品涵盖面极广，是“既可用于卫生、健康和个人护理，也可用于外科手术的纺织制成品”。换句话说，医用纺织业市场大而复杂，它包含了纺织品和无纺业，由众多产品类别和部门组成，且下设多个子部门。其产品形状、尺寸和配置也多种多样。诸如尿布和擦拭巾一类的市场价值本身就高达数十亿美元；而外科植入品、研发项目和其他小规模生产则属年销售额低于10万美元的产业。介于两者间还能细分出多个领域。简言之，该领域可分为两大类：外用和内用。

范围广用量大的外用品暴增

医药外用品市场广阔而深入，其重要领域包括伤口护理、包扎、防菌和卫生用品，绝大多数消费者都很熟悉。就目前来看，业界产量越来越高，利润却相对较低，既有大众品牌产品，也有仿制品，且诸多大型知名制造商均有出售。代表性产品在使用过程中可能接触皮肤，也可能不接触。产品因使用目的不同而具有不同的功能，但多数产品在进入市场前，商家都会进行测试和认证。

众所周知，伤口护理品可加速伤口愈合，预防感染，保护创伤、手术切口、刮伤、烧伤等功能。特定品牌品或非专利品包括绷带和伤口敷料、打石膏所用的包扎材料和膏药、医用胶带、纱布、填料和吸收垫等。包扎品主要为品牌产品，包括袖套、紧身衣、护腿袜和各类护套，用于固定伤口，遏制伤口恶化，辅助或限制受伤部位的运动。其中，弹性纱线适用较多。因为它可结合织物的几何结构，以在必要时产生并引导压力。防菌用品主要包括用于医院、卫生机构和手术室的防护服及纺织品，使其不会暴露在体液或空气中，并能减少污染、感染等问题。手术需要的手术衣、手套、面罩、围裙等物品，以及医院和卫生机构的毯子、床单、枕头套、家具罩等也归为此类。

迄今为止，日常外用品中的卫生用具所占比重最大，且越来越大。它拥有巨大的市场份额，为品牌和非专利品业界带来最大的市场。这些产品包括女性护理用品、卫生巾、月经垫、婴儿尿布、成人失禁垫及各种揩拭布，旨在为人们提供更好、更便利的生活方式。卫生产品通常主要由无纺布制成，结合了高技术聚合物和吸收性超强的纤维。

由于长期性因素，上述外用产品的使用率将有望持续增长，且充满机遇。例如，随着过去出生的人口接近老龄化，世界人口结构将发生变化，未来10年里成人尿布的销售量可能会超过婴儿尿布。人口老龄化导致全球医院和医疗保健中心的数量增加，加上老年辅助中心（如辅助生活中心和高级社区）的增多，他们将比前几代更健康、更积极。

以精为主的治疗性内用产品

大量研究资金正投入到各医用纺织品领域中，并用于指导各类活动。研究的焦点之一落在改善卫生用品的一次性、可持续性和环境敏感性上。鉴于卫生部门数量正与环境问题同速增长，安全和可持续处理将仍是关注重点。此外，为创建良好的可持续环境，防菌产品的可重用性、灭菌去污性和抗菌性也在深入研究中。其他项目包括进一步开发吸收性更强的纤维技术，改进产品设计和舒适度，以及在供应链中不断寻求更具成本效益的加工技术。

治疗性的内用产品（或植入性产品）即以某种方式在人体内进行修护。与产量大、利润低，且具有品牌可识别性的外用产品相反，这类产品多用于特殊用途，且年a量极低，其利润相对较高。植入物包括缝线、心脏瓣膜、疝气网、人工韧带、血管移植物和人工关节，倾向于高度专业化，完全基于绩效和特定应用。鉴于可植入物将嵌入人体内，每项装置应具有清晰明确的技术规格，或者说，至少在美国需要获得广泛认可和审批手续，符合质量生产和可追溯性标准。此外，用于产品制造的任何原材料都必须获得类似的资格证书和批准。植入物由可再吸收或不可再吸收纤维制成。可吸收纤维在聚合物中设计产生；这些聚合物具有分解性，能穿过人体或被人体吸收。相反，不可再吸收纤维在体内不分解，植入后便是永久性填充物，除非术后人工移除。

植入组件是模仿身体自然结构，促进使用过程中与人体快速融合。为模仿人体功能，这些组件根据各部位的精准尺寸、弹性、孔隙率和其他特定身体条件进行量身设计。植入物在使用周期内应具有生物相容性、无毒性、抗菌性和抗过敏性。所有植入品会经过多项、细致的资格认证和检验。多数情况下，生产前的产品鉴定周期可能长达几年，所需费用也非常昂贵。

内外结合医疗产品

假体、矫形器和体外器械属于医疗产品领域。虽说不能完全纳入外用或内用产品，但内外相结合，仍属改善人类生活的医疗器械。体外装置基本上为机械过滤单元，主要以纺织品作为过滤介质，对重要器官起支撑作用。它包括用于衬托人工肾脏、肝脏装置以及机械肺等的支撑物。假体装置在代替身体缺陷部位的同时能满足一定的身体机能需要。相比之下，矫正品主要为鞋垫、支架一类的矫正装置，用于改善神经肌肉或骨骼系统的功能特性。近年来，战争与冲突地区遭受的伤害使假肢得到越来越多的关注与推广。许多新型假体装置含有组合元件，能减轻重量，改善配合，增强功能。先进纺织系统也可用于改善人体的神经组织系统与装置间的交接。

研发前景光明道路曲折

如前所述，医疗纺织品的资格认证、审批和验收的过程涉及领域广、耗时长、成本高；因此，知识产权保护极为重要，并需涉及供应链的各个层面。而产品的质量、性能和相容性是任何可植入纺织医疗品的关键。接受者所遇到的任何问题都可能引发疾病、创伤甚至死亡，从而引发医疗纠纷、产品召回甚至更严重的后果。这些情况都可能带来昂贵代价，处理起来也非常棘手。因此，研发这类医用纺织品需要慎之又慎。

篇6

废弃羊毛纺织品的来源主要有2个［1］:一是来自纺纱、织造和成品生产加工的各道工序;另一个来源是废旧的纺织品，如穿旧的服装、旧地毯、装饰品等。生产过程中产生的纺织废料有较高的回用价值，可以直接作为纺织原料，大多被工厂内部回用。但废弃纺织品的回收再利用工作还远远不够。若能有效地将这些废旧纺织品回收再利用，则可以节约大量的纺织原料，创造出新的经济价值，同时可减轻纺织工业对环境产生的污染。废弃羊毛再利用一般有2种方法［2］:一是采用开松、清洗、筛选、纺织加工，形成可用纺织品的物理再利用方法;二是清洗、溶解，形成角蛋白液体提纯利用或再生纺丝、纺织加工，形成纺织品的化学物理方法［3］。本文采用物理再利用法，选择经专业纺织废料初加工厂清洗开松后的废弃羊毛纤维作为原料进行再利用加工。所用纤维强力低、长度及细度差异较大，可纺性差，为此，选用转杯纺纺纱、剑杆织机织造、毛染整加工方法对废弃羊毛纤维进行再利用加工，针对原料适纺性、混纺配比、转杯纺、后整理洗呢、起毛、缩绒等关键工序的技术要点进行了技术和质量攻关，摸索出一套适合废弃羊毛产品生产的工艺技术及质量控制方法，结果表明，半成品和成品质量符合标准要求。

1产品设计方案

通过市场调研认为设计应突出产品的柔软、舒适风格，以中厚偏薄、绒面织物为佳，品种选择市场需求量较大的绒面和立绒产品，以麦尔登、立绒大衣呢、法兰绒为主导产品。主要产品设计规格见表1。织物组织:麦尔登产品，为表现产品均匀细绒的风格，采用1/1平纹组织;立绒大衣呢、法兰绒，为便于起绒缩绒，表现产品的立绒风格，采用2/1右斜纹组织。

2原料选择

原料选择专业纺织废料初加工厂的产品，初步加工后的毛纺织废料被开松成单纤维状态，可供进一步纺纱使用。这类原料有稳定的供应渠道和供货数量保证，同时专业化生产使原料的质量能够得到保证。使用时只要将开松后的纤维按颜色分类就可以根据不同品质需要安排生产。考虑废弃羊毛长度、细度差异大，杂质多，影响纺纱及成品质量。因此，需要混入一定的新毛、回毛以及粘胶纤维，以提高废弃羊毛纤维的可纺性。各种原料的主要规格如表2所示。

3生产工艺流程选择

3.1纺纱目前国内生产废弃羊毛产品没有专用的工艺设备和工艺流程，国内废弃羊毛纺纱工艺流程一般采用粗梳毛纺和半精纺生产工艺，这2种生产系统均存在一定缺陷。为适应废纺原料长度短、强力低、纤维离散大的特点;同时纺纱线密度能够达到50tex以下，毛纱强力好，条干均匀，通过研究和试生产确定棉纺转杯纺纱工艺流程为:废弃羊毛织物回丝开松和毛清花梳棉并条2道转杯纺纱(对麦尔登经纱还要经并线倍捻)毛纱。转杯纺纱系统具有传统环锭纺纱不同的纺纱性能、纱线结构和特点。一是适应性强，可以适应纺制表面具有一定摩擦因数的各种再生纤维原料，适合长度、细度差异较大的再生纤维纺纱;二是成纱强力虽略低于环锭纱，但强力均匀度和条干均匀度都优于环锭纱、质量不匀率低、杂质少、耐磨性好、伸长大和染色性好;三是工艺流程相对较短。

3.2织造剑杆织机具有品种适应性强，布面疵点少，坯布下机一等品率高的特点。比较适合废羊毛纤维的织造生产，因此，织造选用剑杆织机。工艺流程为:整经穿筘剑杆织机坯布检验。

3.3染整常规染整工艺流程为:坯布生修缝筒缩呢洗呢脱水拉幅烘干中检烫边熟修轻蒸呢起毛剪毛起毛剪毛蒸呢成品检验。不同风格的产品，采用不同的染整工艺流程。为了提高产品附加值，同时满足消费者对纺织服装产品功能性、保健性等日益增长的需求，部分产品染整工艺流程中加入了纺织品功能性整理工艺。染整工艺尽可能的采用绿色生产工艺，染色尽量不使用酸性媒介染料，染料助剂选择符合纺织品健康标准的产品，减少染整污水排放量。

4主要上机工艺通过多次工艺上机试验，完成关键机台的上机工艺制定，能够保证批量生产质量要求。

4.1梳棉选用A186G梳棉机，梳理废毛纤维需要适当减低刺辊和盖板的速度以保护纤维不受损伤。锡林转速330r/min;刺辊转速800r/min，盖板速度160mm/min，并适当减小梳理隔距与除尘隔距。

4.2纺纱选用FA601B转杯纺纱机，与常规棉纺转杯纺纱工艺相比，降低转杯速度，并将其控制在30000～45000r/min之间，捻度控制在600～680捻/m。针对纱线不同号数选择合适直径的纺杯和假捻盘，使纱线捻度均匀，降低纺纱断头率。

4.3织造选用FAST剑杆织机，速度适当降低，根据不同纱线品质情况，纯毛产品控制在300r/min左右，混纺产品可适当提高。同时优化织机上机工艺参数，合理调节送经卷取、打纬、储纬器喂纱张力等，保证织造效率符合批量生产要求。由于废弃羊毛纤维的纱线纤维较短，长度及细度离散较大，纱线毛羽多，因此，整经时需采用上蜡措施，适当上蜡可使毛纱表面光洁、摩擦因数降低。

4.4洗呢呢坯原料为废弃回收短纤维，黏附的尘污较多，虽经过一定处理，仍有部分残留;纤维较短，在纺纱过程中为了改善纺纱性能而加入的油剂较多。相比常规粗纺毛织物的加工工艺，需加强呢坯的洗呢工艺，同时还要减少纤维损伤。因此，采用初洗、复洗、冲洗3次水洗方式，保证产品服用的安全性，并且在洗呢过程中，选用低温、中性的工艺条件。

4.5缩呢选用MB061型缩呢机，缩呢是染整加工的重要工序，坯布缩呢效果的好坏对成品实物质量和产品风格有着重要的影响。选择合适的缩剂;适当压力，轻绒面产品压力稍高，时间稍长;立绒产品压力稍低，时间稍短。

4.6起毛选用MB331E滚筒式起毛机，绒面、立绒类产品需要多次起毛，可使织物达到表面底绒丰满，绒面顺直的效果。起毛力随起毛次数的增加而逐步提高，细绒2次，立绒3～4次;车速不宜过高，一般掌握在12m/min左右。

4.7剪毛选用MB373B型三刀剪毛机，染整加工过程为使织物表面平整需要进行织物表面剪毛，剪毛工艺螺旋刀与平刀隔距0.21～0.27mm(2～3张纸)，车速12m/min，剪毛次数根据织物表面实际情况而定。

5产品性能测试与分析产品试制过程中对所生产的毛纱、织物进行了各项技术性能指标的测试，并对测试数据进行了分析，以便研究其工艺性能特性。

5.1毛纱性能测试对试纺的麦尔登、立绒大衣呢和法兰绒产品所用的毛纱进行了拉伸性能、条干均匀度、毛粒等物理指标测试。INSTRON5582万能强力机对纱线强力测试结果见表3。从表3可以看出:转杯纺毛纱强力好于粗纺系统纺制的毛纱，全毛产品毛纱的强力虽然小于混纺毛纱，但是断裂伸长比混纺毛纱高，因此纺纱及织造断头率较低。TG315条干均匀度测试分析仪对纱线条干及外观疵点测试结果见表4。从表4可以看出:麦尔登、法兰绒毛纱条干CV值、细节、粗节和毛粒数据均远好于混纺产品立绒大衣呢毛纱，其主要原因是全毛产品由于纺纱纱号低，采用的原料品质好于混纺产品。因此，毛纱质量好于混纺纱。

5.2织物力学性能测试由于废弃羊毛的强力差、易起球，为了保证产品的正常使用，主要测试项目选择织物拉伸性能和起毛起球性能测试。INSTRON5582万能强力机对织物强力测试结果见表5。从表5可知，废弃羊毛纤维生产的织物，经过缩绒起毛等绒面后整理，纬向强力较差，但足以满足服用性能要求，因此，织物具有较好的断裂强度和断裂伸长率，同时具有良好的透气性和悬垂性。YG502起毛起球仪对织物起毛起球测试结果为麦尔登3～4级，立绒大衣呢3级，法兰绒3级。3个产品的起毛起球等级均符合国家标准规定。

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学校: 河南纺织高等专科学校

系别: 纺织工程系

班级: 商检0701班

时间: 2008年-05月-23日---2008年-05月-29日

姓名: ** 学号: 24104124

实习单位: 项城市纺织有限公司(原棉实验室)

单位评语：该生在调查过程中，深入实际，深入基层，勇于一线，发现问题，并积极调动脑力，研究问题，解决问题，踏实求效，勤奋自律。

人人都说大学是步入社会的最后一个加油站，为了充实自己，更好的了解社会，以便更好的为社会服务，在大学的第一个社会实践实习里，我走出校门，调查了纺织方面的情况，作此报告。

公司把我安排到了原棉实验室实习，和他们交流学习中发现我国棉花检验的方法是：以感官检验为主，仪器测试为辅。品级、长度、异性纤维和棉结以感官检验为准，马克隆值、回潮率、杂质和短纤维率以仪器测试为准。检验的顺序是：取样—检回潮率—检含杂率—检品级—检长度—检马克隆值—检异性纤维—检棉结—检短纤维率。

接着我由指导员带着深入第一线，了解纱线的生产过程，流水线.由此我总结之:

几种常见的功能性纺织品的加工整理方法

1、抗静电织物

获得抗静电织物的方法主要有嵌织导电纤维法和织物表面整理法。采用嵌织导电纤维(与金属丝共织)的方法可增强织物的抗静电性，而且效果持久，同时还能改善织物的吸湿性以及防污性等; 织物表面整理法是对合成纤维织物进行抗静电树脂整理，这些抗静电剂覆盖在织物表面，通过吸湿增加纤维的导电性能。

2、防水透湿织物

防水透湿织物的开发主要有高密度织造、织物涂层和微孔薄膜层压复合3种方法，其中以聚四氟乙烯防水透湿层压复合加工最为典型。由于聚四氟乙烯微孔薄膜具有一定的接触角和微孔半径，故有一定的耐水压和透湿性能，采用双向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜生产的层压织物具有防水性、防风性和透湿性等功能。

3、抗菌防臭织物

抗菌保健织物可采用共混纺丝法和后整理加工法进行生产。共混纺丝法是在聚合阶段、聚合终了或纺丝喷口前以及纺丝原液中将抗菌剂加入纤维中的方法;后整理加工法则是将抗菌剂热固在纤维上，从而达到抗菌防臭的目的。

4、阻燃纺织品

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关键词：稀土；功能整理；抗菌剂；抗紫外线剂；荧光剂

中图分类号：TS195.5 文献标志码：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世纪以来，稀土研究日益受到人们的关注。在纺织服装领域，稀土被应用于纤维制造、织物前处理、染色、后整理等各个工序中，取得了众多成果。纺织品功能整理的目的是赋予织物某些特殊性能，研究者则陆续发现，一些稀土化合物、稀土复配物及稀土配合物具有抗菌、防臭、抗紫外线、变色发光等功能。

1 稀土抗菌防臭整理

稀土抗菌防臭技术按其发展时间大致为为孕育期（上世纪60年代后期开始）、形成期（上世纪80年代到90年代中后期）和发展期（上世纪90年代后期至现在），已经解决了稀土抗菌防臭整理织物的安全性及耐久性，成功地开发出各类稀土抗菌防臭剂。稀土复配物、稀土配合物抗菌剂近年来发展很快，尤其是集稀土特性和纳米特性于一体的稀土纳米抗菌材料，其开发及应用已成为当前的一个热点。目前稀土抗菌制剂以其原料丰富，国产化率高、耐高温（500 ℃以上）、成本低、杀菌效果好、长效抗菌、用途广、无毒副作用等特点得以较为广泛应用。

1.1 稀土抗菌防臭机理

对于稀土的抑菌机理，目前尚没有较好的解释。不过，人们已逐渐从分子水平上来研究稀土的生物活性，已有文献报道，稀土可与细胞壁、细胞膜、酶、蛋白质、DNA及RNA作用。此外，稀土离子与Ca2+半径相似，与O、S、N等的络合能力大于Ca2+，是Ca2+优异的拮抗剂，这些可能与稀土的抑菌性有很大的关系。值得注意的是，稀土抗菌剂中多为稀土与无机物、有机物配合结构，综合文献报道，具有抑菌作用的稀土配合物，其有机配体多数是在环上含有羧基、羟基或磺酸基的芳香族化合物。有些稀土配合物的抗菌活性与配体相当，而多数稀土配合物的抗菌活性高于配体，后者是由于稀土与配体发生了协同作用。纳米级稀土抗菌剂主要是利用了纳米材料独特的表面效应和小尺寸效应，容易穿过细胞膜，从而对红细胞的脆性造成了破坏，可以抑制微生物的滋生，达到强烈杀菌的效果。

1.2 稀土抗菌防臭应用进展与前景

稀土抗菌剂的研究主要集中在简单的稀土无机或者有机盐类、稀土配合物（包括复配物）、纳米级稀土制剂等 3 个方面。

等将稀土铈离子用于羊毛织物的抗菌整理，结果表明：羊毛经Ce3+处理后，羊毛对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率均达到90%以上，虽然其抑菌性强，抑菌谱广，但溶液的酸性较强，作为外用抗菌剂不是很理想。

研究发现钛铁试剂和磺基水杨酸稀土配合物是潜在的杀菌、防臭药物，因此稀土配合物不断被合成出来，由于具有良好的广谱抗菌性而被用作抗菌制剂研究与应用。例如霍春芳等采用了滤纸片法、稀释法考察了多种稀土盐及其配合物对多种芽孢菌、普通革兰氏阳性细菌及普通革兰氏阴性细菌的抑菌活性，发现稀土盐类及其配合物抑菌性强、抑菌谱广，对生命力强的芽孢菌显示了比对普通革兰氏阳性及阴性细菌更好的强抑菌效果，且稀土配合物的抑菌效果较稀土盐更好，从而得出稀土配合物是一类对芽孢菌有特效的抑菌剂。

王学智等人较早地在棉布和涤棉的整理中使用了稀土（Pr、Eu、Gd、Dy）氯化物与l，10-邻菲罗琳、2，2-联吡啶的三元固态配合物，使织物产生了较强的广谱抗菌作用。张幼珠等采用硝酸铈与8-羟基喹啉合成配合物作真丝织物抗菌防臭卫生整理剂，所合成的稀土配合物有较强的广谱抗菌性，对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌环直径均大于20 mm。杨自芳等以天然高分子壳聚糖和稀土硝酸盐为原料，制得一系列新型稀土壳聚糖配合物，实验结果表明其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很好的抑菌作用，且抑菌效果明显优于单独的壳聚糖、稀土硝酸盐。

也有人研究稀土复配（双组份或多组分）抗菌整理剂，并取得较好效果。例如龙泓羽等选用四针状氧化锌晶须（T-ZnOw）作为主要成分并利用稀土元素可在T-ZnOw禁带中产生附加能级扩展光谱响应范围的性质，选用常见稀土元素La和Ce对T-ZnOw进行改性，采用浸渍法使改性T-ZnOw均匀分布在活性碳纤维上，制备出一种具有可见光响应的高性能广谱抗菌性纤维。赵晓燕等用低温射频磁控溅射技术，以TiO2/Nd、Nd/TiO2、TiO2/Nd/TiO2等 3 种方式，在PET非织造布表面沉积TiO2与稀土Nd相对含量不同的纳米结构复合薄膜，以宽化纳米TiO2的吸收光谱，使其在可见光下也能具有较好的抗菌效果。陆斌等人利用分步浸渍法制备了Ce银介孔复合无机抗菌剂，结果显示，该抗菌剂仍然保持有序介孔结构，活性物种Ag以纳米线状稳定存在于孔道内。经测试发现，样品对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有着优良的抑杀效果。

近年来纳米级稀土抗菌剂因其性能优异而获得较快发展。稀土纳米抗菌剂一般是通过掺杂稀土金属离子对纳米载体（常用TiO2、ZnO等）进行改性来制备。杨玲等采用纳米ZnO为载体，按照不同掺杂比例制备了复合无机抗菌剂Ce4+/ ZnO，结果表明，掺杂稀土Ce4+明显提高了纳米ZnO的抗菌性。冯西宁等采用稀土对光触媒（纳米TiO2）进行改性，将其负载在纯棉织物上，试验证明，在未经水洗的条件下，采用浸轧工艺处理棉织物比采用涂覆工艺处理的抗菌性能和分解甲醛的效果更加优越。刘雪峰等以纳米锐钛矿型TiO2粉体和硝酸铈为原料，采用浸渍法制备了稀土元素铈负载纳米TiO2抗菌剂。结果表明铈负载后，纳米TiO2的反射光谱特性红移到了500 nm，表现出优异的抗菌性能，在光照下其抗菌机理为稀土激活光催化抗菌和铈离子溶出抗菌的协同作用机理。武晓伟等也将稀土纳米TiO2复合粉体在棉织物上的抗菌性能进行研究，结果表明掺入稀土离子有利于提高纳米TiO2抗菌性能；相同条件下，稀土纳米TiO2抑菌率可达到100%，洗涤10次后抑菌率仍为100%。

国内企业在稀土抗菌防臭制剂的开发上，已经取得一定成绩。逐步开发出多类具有抗菌、防霉、清香、保健等功能产品。经过处理后的织物对多种革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌以及白色琏球菌等真菌有杀灭和抑制其生长的作用，耐洗性也显著提高，某些经30次标准洗涤后仍有明显的抗菌和抑菌效果，并且对人体无毒、无过敏反应，因而具有优良的卫生保健作用。此外稀土作为一种抗菌剂，在使用的过程中是否会引起微生物耐药性、是否会引起环境污染以及土壤生态失衡等，这些问题也值得关注。

2 稀土抗紫外线整理

紫外线是太阳光的重要组成部分，其能量约占日光总能量的6%，紫外线波长在190 ～ 400 nm之间。近年来人们越来越多地发现紫外线对人类的辐射日益增加，危害也日趋严重。因此，防紫外线整理也为功能性纺织品开发的重点之一。目前已见的相关报道，多为利用稀土-无机或稀土-有机复配制剂作为稀土紫外线反射剂和吸收剂对纤维或者织物进行整理，可以获得防紫外辐射效果。

2.1 稀土抗紫外线整理机理

纺织品要具有良好的抗紫外线效果关键在于阻碍紫外线与人体皮肤的接触。目前，对于纺织品进行抗紫外线整理的原理不外乎在于将紫外线吸收或者反射（屏蔽），吸收是将紫外光的能量予以转换以热能或其它形式的低能释放消散，反射（屏蔽）是增加纺织品的反射性以防止紫外线透过。由于稀土其独特的外电子层结构，显示了丰富而又独特的物理-化学特性。将稀土元素应用于抗紫外线屏蔽剂或吸收剂，可以增加紫外线的反射率和吸收率，减小透过率。

自1942年Weissman发现不同β-二酮类铕配合物在吸收近紫外光后能发射三价铕离子的特征光谱后，人们越来越多地将研究重点放在稀土有机配合物发光及其能传机理上。目前关于稀土在纺织品抗紫外线整理中的应用主要有 3 种类型：一是单纯稀土化合物如铈的氧化物及其无机盐，尤其超细纳米级氧化铈抗紫外性能已有报道；二是稀土掺杂入无机类屏蔽剂（如无机类的ZnO、TiO2）使用，这实际上是对无机类屏蔽剂研究的进一步拓展；三是合成稀土有机配合物用作转光剂来吸收紫外线能将波长在200 ～ 360 nm的紫外光吸收转换为红外光并转换为红外光应用于抗紫外线整理。

2.2 稀土抗紫外线整理应用进展与前景

目前将稀土用在纺织品抗紫外线整理上的研究尚不多，但已有的研究结果表明无论是与无机类屏蔽剂混用还是制成稀土有机配合物单独使用，都可赋予纺织品很好的抗紫外线性能，这进一步拓宽了稀土在纺织品中的应用。

尹桂波等用稀土Eu3+有机配合物转光剂分别在薄、厚棉织物上进行了涂层处理，并进行抗紫外线测试，转光剂用量在10 g/L时，薄棉布经整理后UPF值提高了近10倍。王辉等采用原位合成法在棉织物的表面生成CeO2纳米粒子，它们与棉织物的表面具有很强的化学键连接，对棉织物的抗紫外性能有明显的提高，而且经过多次水洗后仍然具有非常优异的抗紫外功能。Duan W等首先用CeO2溶胶处理棉织物，然后再用十二氟庚-丙基-三甲氧基甲硅烷（DFT-MS）进行改良。这种经过改良的棉织物表面不仅防水性能好，而且抗紫外性能也强。战秀梅等采用溶胶-凝胶法制备稀土掺杂纳米TiO2并将其用于玻璃纤维样品抗紫外性能的研究，结果表明掺杂2%CeO2、2%La2O3、1.2%Gd2O3时TiO2抗紫外性能均有明显提高，其中掺杂2%CeO2的效果最佳。

丁巧英等用氯化镧（LaCl3）与TiO2复配整理液作为紫外线屏蔽剂对真丝织物进行浸渍整理，研究发现经浸渍后的真丝织物具有优异的防紫外线和防黄变功能。也有人发明了一种稀土转光非织造布，其中加入了铕、铽、镧有机转光剂，具有很好的吸收紫外线效果。此外，有一种超细稀土复合屏蔽剂，可应用于纺织品抗紫外线整理，该种产品融合了有机类和无机类抗紫外线屏蔽剂的优点，具有屏蔽性能优异、低成本、长寿命的特点，紫外线屏蔽率高于98%，成本比纳米无机材料降低30%以上。

3 稀土发光变色整理

稀土因其特殊的电子层结构，具有一般元素无法比拟的光谱性质，在发光材料研究中备受青睐。根据光照射的性质不同，发光纤维可分为自发光和蓄光两种，蓄光纤维不仅具有发光功能，而且无毒、无害、无辐射，符合环保等相关使用要求，广泛应用于安全、装饰服饰和防伪领域。稀土发光纤维就属于蓄光发光纤维，是基于稀土长余辉发光材料与其他纺织材料复合而形成的一种特殊纤维。它是一类吸收太阳或人工光源所产生的光后发出可见光，而且在光吸收终止后仍可继续发光的物质，不消耗电能，可以吸收储存自然光，在黑暗中呈现明亮可辨的可见光，是一种储能节能的清洁“低碳”材料。

3.1 稀土发光纤维的发光机理

稀土原子具有丰富的电子能级，具有末充满的4f电子层，在 7 个4f轨道之间分布，所以可以产生多种能级的跃迁。当受到可见光照射时，电子从基态或下能级跃迁至上能级，发生光的吸收，将光能储存于纤维之中；没有可见光时，电子从激发态上能级跃迁至下能级或基态，将储存于纤维之中的能量释放出来，产生光的发射。稀土离子跃迁能级间的能量差不同，就能发出不同颜色的光。利用光色合成原理将三元色（红、黄、蓝）色光进行一定方式的组合，从而形成色泽丰富、绚丽多彩的效果。此外，原子的基态和激发态之间有一称为陷阱能级的中间级，电子处于陷阱能级中的时间决定了发光材料能够持续发光的时间长短。

3.2 稀土发光整理应用进展与前景

从研发稀土夜光粉开始，我国稀土发光纺织品研究工作已经开展近20年，且近年来发展很快。

常用的稀土长余辉发光材料均由稀土激活，已经开发出来的新型稀土夜光材料有硫化物系列、硫氧化物体系、硅酸盐、硅铝酸盐、磷酸盐及稀土有机配合物系列等，但最主要的是碱土金属铝酸盐体系和硫化物体系两大类型。近年来，人们将研究目光更多集中在稀土铝酸盐上，碱土金属铝酸盐体系蓄光材料主要是稀土Eu2+的铝酸盐荧光体系列，SrAl2O4∶Eu2+型铝酸锶荧光体、SrAl2O4∶Eu2+、Dy3+型铝酸锶荧光体、Sr4Al14O25∶Eu2+、Dy3+型铝酸锶荧光体、CaAl2O4∶Eu2+、Nd3+型铝酸钙荧光体等 4 种比较常见。这些稀土夜光粉是以铝酸锶或铝酸钙为母体结晶，添加稀土元素铕（Eu2+）作为激活剂，并添加镝（Dy3+）或钕（Nd3+）等中重稀土作辅助激活剂，发射光从蓝-绿，峰值在520 nm左右，具有发光亮度高、余辉时间特别长、化学性质稳定、耐高温等特点。

葛明桥等人较早对稀土铝酸盐夜光丝进行了研制，开发出彩色光稀土夜光新型高科技功能纤维，并投入工业化生产。该纤维的组成主要由90% ～ 97%的纺丝原料与3% ～10%的彩色光蓄光型夜光材料组成。其中，纺丝原料为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%的无机透明彩色料组成。这种纤维在没有可见光的条件下会发出各种色光，且光的亮度也有多种。经过多年实验证明，在纤维用长余辉发光材料中以 SrAl2O4∶Eu2+、Dy3+发光性能最佳。

稀土夜光纤维具有广泛的应用领域，如机织面料、针织面料、刺绣、装饰品等。在产品设计中选用夜光丝和普通丝相互搭配，不但可以降低成本，还突出了夜光丝的功能性和装饰性效果，使产品新颖美观。此外，夜光丝还可以在夜间应急、建筑装潢、交通运输、航空航海等领域广泛使用。

4 稀土其他功能整理

稀土在织物功能整理中的应用除以上 3 种外，还有应用于抗静电、阻燃、抗皱整理的少量研究报道。一般都是稀土与其他物质混用，其水溶胶或树脂经轧烘焙工艺整理到织物上，赋予织物抗静电、阻燃、抗皱、增白等功效。

5 稀土织物功能整理加工方法

稀土制剂抗菌防臭、抗紫外线、变色发光等整理，其加工方法大致相同。主要分为纤维内混入法和后处理加工法，前者又分为熔融法和溶液法。

5.1 纤维内混入法

纤维内混入法是将稀土制剂混入纤维中，可以在高聚物聚合阶段，也可在聚合结束后加入；可以在聚合物熔融过程的喷丝之前加入混合，也可在纺丝原液中混入。例如在抗菌腈纶纤维加工过程中，在高聚物聚合阶段，可以采用接枝共聚方法将有机稀土抗菌剂混入纤维中；再如对于耐热性较高的无机稀土抗菌剂可以采用采用熔融纺丝时混入；也可以直接将稀土发光变色材料与聚合物进行共辊熔融纺丝，或把稀土发光材料分散在能和纺丝高聚物混熔的树脂载体中制成母粒，然后再混入聚酯、尼龙、聚丙烯等高聚物中进行熔融纺丝。

5.2 后处理加工法

后处理加工法是以浸渍、浸轧、涂层或喷涂等方法将稀土助剂物质附在纤维上。例如，为了提高抗菌功能织物的耐洗性，常用树脂或借反应性基团把稀土抗菌制剂固着在纤维上；再如，将稀土发光材料溶解于适当的溶剂中，然后与树脂液等粘合剂混和制成发光色浆，将纤维或织品在这种浆液中进行涂层处理，得到具有光感性质的发光纤维；对于抗紫外线整理，一般采用粉体状、乳液状、溶胶态或纳米尺度稀土制剂通过后处理方法加工。后处理加工法简单易行，所占的比例近年来上升也很快，但是存在耐洗牢度差等弊端。

6 结束语

当前功能性纺织品日益受到关注，特别是近年来研制开发的很多新型功能纺织品不仅应用在纺织服装领域，同时还已经广泛应用到多个行业领域，相信稀土借助其独特理化性能，在未来的应用前景将更加广阔。

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篇9

山东省青岛新概念生物科技有限公司最新研制出新概念“6+1竹丝软席”，此产品由继棉、麻、毛、丝后第五大天然纤维――竹纤维制成，含有60%竹纤维和40%玉米纤维，完美体现功效叠加的效果，达到科学配置。

竹纤维――是一种新型纤维，以中国特有的瓷竹、毛竹为原料，经过蒸煮、水解提炼而成。由于产生负离子，释放氧气，自身具有天然、绿色、抗菌的功能，是真正的“生态纤维”，属重大科技突破，具有独特的四大保健功能：

1、 柔软光滑，似绫罗绸缎

竹纤维单位细度细，手感柔软滑爽，色彩亮丽，具有特有的丝绒感。韧性好、耐磨性强，有独特的回弹性，横纵强度均匀。

2、 吸湿透气，冬暖夏凉

竹纤维的横截面上布满椭圆型空隙，便于水分传输，空气流通，可以在瞬间吸收并蒸发大量水分。天然横截面的高度中空，被业内专家誉为“会呼吸”的纤维，还称为“纤维皇后”。竹纤维纺织品，夏秋季节使用清凉、透气；冬春季节使用蓬松、舒适又能排除体内多余的热气和水分，使人不上火、不发燥。

3、 天然抗菌，呵护生活

经全球最大的检测、测试和认证机构SGS检测，竹纤维制品上的细菌在24小时内杀死率较高。

4、抗紫外线、有益身体健康

经中国科学院上海物理研究所检测证明，竹纤维织物对200―400mm的紫外线透过率几乎为零，而这一波长对人体伤害最大，会导致人体出现皮肤溃烂、红肿、瘙痒等症状，严重的还会出现皮肤癌。竹纤维制品含有酪氨酸和维生素E以及SE、GE等多种具增进健康的微量元素。

玉米纤维――即聚乳酸短纤，简称为PLA。经测试，由其制成的织物具有优良的形态稳定性，富有疏水性，对皮肤不发粘，无任何刺激性。其三大保健功能：

1、 极佳的皮肤接触性，手感、悬垂感和柔软度极佳；

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第一秘诀：不含偶氮。早在2002年，上海红富士家纺公司就在国内同行业中率先提出不含偶氮印染，与美国杜邦公司合作生产“360°防螨墙”健康睡眠床品，在市场消费者中引起强烈关注。红富士家纺公司由此踏上“生态家纺品牌之路”。

据介绍，偶氮染料是合成染料中品质最多的一类，广泛用于多种天然和合成纤维的染色和印花着色，偶氮染料中有20多种芳香胺类物质，此类物质是致癌物，长期接触，危害健康。

第二秘诀：低甲醛。许多消费者只看重床品的花型花色好不好看，现今的床品花型都很丰富，好看，但重视花型只是一方面，更应该重视床品的健康与安全。许多人不知道，一些漂亮的花型面料与印染有关，有些面料中函甲醛，国家规定的标准是成年人小于75毫升、儿童小于20毫升，红富士公司印染严格控制在10毫升左右，这在业内目前还是第一家做到。

第三秘诀：PH值。安全健康的床品面料对PH值也有控制要求，PH值在5-6.5之间属中性，在此之外的面料都是不合格的。红富士面料一直将PH值控制在这个范围印染，用于亲肤的染化来生产，因此面料手感好，柔软舒适，具有亲肤特点，触感舒服。

第四秘诀：不缩水。如何做到不缩水，这是面料在印染中需要解决的工艺问题，红富士采用先进的预缩工艺处理，尺寸变化率达到先进水平，做到产品不缩水。

第五秘诀：不褪色。多年来红富士采用先进印染工艺，色牢度达到优等品4级，每批次产品经过湿磨牢度和干磨牢度测试均达到优等品要求，产品保持色泽鲜艳不褪色。

第六秘诀：不起球。红富士拥有自己的印染厂——幸福纺织科技公司，拥有4个火口烧毛，用正反两面火口烧，因此能做到面料不起球，但有的厂家面料只通过一个火口烧，很难做到不起球。

第七秘诀：不上浆。红富士产品印染不上浆，重点关注面料棉纱的等级，用等级好的棉纱面料，看上去与使用后的两种效果是一致的。

第八秘诀：亚健康。如何有效解决亚健康状态?红富士研发生产了有机锗床品，其原理通过纳米级微胶囊技术植入纤维，被人体有效吸收后，促进血红细胞生成，促进血液循环，进而促进人们精神面貌的改变。通过有机锗床品睡眠后，神清气爽，工作积极性也大为通过，对生活的热情更足了，人生的幸福感油然而生。

第九秘诀：维生素。现代人为了追求美好的生活，追求年轻美丽，总是舍得花钱寻找各种各样的方式让自己保持年轻美丽的容貌。红富士针对这一人群也开发了维生素床品，通过纳米级微胶囊技术植入纤维表层面，为人体在睡眠中有效地吸收了维生素中E、C，可以抗老化，达到皮肤美白效果。但花钱却很少，只要几十到几百元买一套床品即可，爱的女性对维生素床品尤为情有独钟，颇受她们的喜爱。

第十秘诀：护脊枕。其实睡觉与床品有关，尤其是枕头。人体的头、颈、脊等部位存在不平衡关系，一定程度上造成睡眠不好的客观因素。红富士研发生产的护脊枕，是根据力学和人体工程学原理设计，配合专利技术一次成型，具有合适颈椎曲度的枕形，护脊枕枕体的后端为后脑部，其前设有向上凸起的颈椎部，颈椎部前为肩背部延伸段，其特征在于两者之间为颈上部斜弧坡。这种结构非常合理，完全按人体工程学设计，将人体的头、颈、脊找到合理的平衡，促进了人体血液的循环，有效第缓解了人的肌理系统，减缓了压力。根据不同人群制定生产不同规格大小的护脊枕，便于携带，出差旅行或住旅馆带在身边非常方便。