功能性纺织品的性能及测试方法
摘要：
简要介绍了几种常见的功能性纺织品的发展概况及性能，针对纺织品的特殊功能性总结了国内的检测方法，为纺织品的功能性检测提供依据。
关键词：功能性纺织品；防紫外；抗菌；阻燃；检测方法
功能性纺织品一般指超出传统意义上纺织品的保暖、遮盖和美化功能之外的具有其他特殊功能的纺织品[1]。如防紫外线、吸湿速干、抗菌防臭、防蚊虫、阻燃、防皱免烫、拒水拒油、香味、磁疗、红外线负离子保健等林林总总的功效中的一种或几种。功能性纺织品一般通过两种方式制取，一是利用功能性纤维来制备功能性纺织品，功能性纤维相对于传统的纤维也被称为“新纤维”，是从特殊的材质中提取物质并纺丝加工，它不仅具有常规纤维所具有的功能，还兼有一些特殊功能，如甲壳素纤维是从虾和蟹的壳中提取纺丝的，该纤维兼具抗菌和保湿的功效。二是对纺织品进行后整理以获取特殊功能性，主要有浸轧法和涂层法。纺织品在进行功能性后整理时，所需助剂及工艺必须具有良好的环保特性、生产操作安全性及终产品无毒副作用，且终产品要有良好的功能持久性。
功能性纺织品种类较多，关于特殊功能性的检测也应运而生，下面对几种较为常见的功能性纺织品的性能及检测做些简述。
1防紫外线纺织品的性能及测试方法
近些年来，工业的发展造成臭氧层的破坏，到达地面的辐射日渐增多，过量的紫外线照射会对人的眼睛、皮肤和免疫系统造成一定的伤害，因此纺织品的防紫外线性日益受到重视。当紫外线照射到织物上时，一部分被吸收，一部分穿透织物的纤维（包括从织物的空隙中透过），还有一部分被反射[2]。透过织物的紫外线越多，对人体造成的伤害就越大。因此，提高防紫外线性能的主要途径是增强织物对紫外线的吸收和反射能力，从而减少其透过量，目前应用比较多的途径是增强织物对紫外线的吸收能力。
经过后整理方式处理过的织物对280nm~400nm波段的紫外线一般都有较强的吸收和屏蔽性能，对人体有较好的防护能力。目前市面上用得较多的防紫外线整理剂有三氮杂苯衍生物和杂环化合物类物质，这种类型的整理剂在化学结构上对紫外线吸收能力强，颇受厂家青睐。另外，织物的种类和结构对紫外线防护性能也有一定的影响。通常涤纶和羊毛的防紫外线性能比棉织物要好，因为涤纶织物中的苯环结构对紫外线有一定的吸收作用。越紧密的织物防紫外线性能越好，因为紫外线很难透过孔隙率非常小的织物，且深色织物比浅色织物有较好的防紫外线性能。
织物防紫外线性能的测试方法主要采用分光光度计法。该法是采用紫外分光光度计作为辐射源，产生一定波长范围（280nm~400nm)的紫外线照射到织物上，然后用积分球收集透过织物的各个方向上的辐射通量，计算出紫外线透射比。紫外线透射比越小，表明织物隔断紫外线效果越好，目前用得比较多的评价织物防紫外线性能的指标是紫外线防护系数UPF值，它是指不使用防护品时计算出的紫外线辐射效应与使用防护品时计算出的紫外线辐射效应的比值[3]。UPF值越高，织物的防紫外线性能越好，化妆品的防晒指标也是采用类似的防晒系数SPF值。
我国现采用GB/T18830—2009《纺织品防紫外线性能的评定》标准，规定了织物防紫外线性能的试验方法，防护水平的表示、评定和标识。该标准要求测试时均质样品需取4块，非均质样品按颜色或结构至少取2块。按照测试的光谱透射比，分别计算UVA和UVB平均透射比和平均UPF值，无论是均质还是非均质材料，以所测试样中低的UPF值作为试样的UPF值。按该标准测定，当样品的UPF值>40，且透射比T(UVA)AV<5%时，可称为“防紫外线产品”。
2抗菌纺织品的性能及测试方法
在自然界物质循环消长过程中，细菌存在极为广泛，纤维织物不可避免地也会附着很多细菌，其数量依环境条件和纤维种类不同，分别在103个/cm2~108个/cm2。据统计，每克棉纤维上约有1000万~5000万个细菌，如果条件适宜，这些细菌就会迅速繁殖。在含有大量汗渍的脏衣服上，24h后细菌可增长10倍以上，这些细菌轻则使皮肤发生过敏，重则危及人体健康[3]。为此，人类企盼健康、追求舒适的愿望不断增加，抗菌织物也就作为卫生功能织物和保健功能织物适应社会的需求而迅速发展起来。
对织物进行抗菌后整理可得到抗菌纺织品，后整理一般采用浸轧烘干的工艺，有的抗菌剂也可与染色同浴以增强织物的色牢度。目前市面上用得较多的甲壳素抗菌剂主要用在纤维素纤维上，其带有的活性基团可与纤维素纤维上的羟基、胺基形成共价键牢固结合，而其抗菌原理则是破坏细菌的细胞壁，由于胞内渗透压是胞外渗透压的20～30倍，因此细胞膜破裂，胞浆物外泄。这样也就终止了微生物的代谢过程，使微生物无法生长和繁殖。而有机硅季铵盐类抗菌剂则是涤纶产品应用较多的一类抗菌剂，这类产品在高温时进入涤纶纤维的孔穴并牢固附着于纤维内部，其具有良好的安全性，可高效去除织物上的细菌、真菌和霉菌，保持织物清洁，并能防止细菌再生和繁殖。
抗菌纺织品分溶出型和非溶出型，溶出型的纺织品上的抗菌剂在水溶液中容易析出，而非溶出型则难溶出。抗菌织物按抗菌功效作用分为普通抗菌织物和高抗菌织物，中国标准化协会和中国保健协会共同发布的CAS115—2005《保健功能纺织品》中给出了抗菌织物对不同菌种的评价指标。
CAS115—2005《保健功能纺织品》中给出了抗菌织物的抗菌检测方法，根据晕圈法定性判定抗菌材料是否为溶出型抗菌织物。为防止抗菌织物在加工过程中残留的浮离化学物质的干扰，用于试验的织物试样均应按规定进行一次洗涤后测试。将已各洗涤一次的标准空白试样、抗菌织物试样或非抗菌的同类织物试样，按要求的规格各取5~6块。在平皿内置有培养基，将试样平贴在涂有菌液的培养基上，倒置平皿，根据菌种的不同在一定的温度和时间下放入培养箱中培养。测量抑菌圈的宽度以判定试样是否为溶出型抗菌织物。对同一试样至少做三次平行测试，取均值。抑菌圈宽度D＞1mm，可判定为溶出型抗菌织物；若抑菌圈宽度D≤1mm，则可判定为非溶出型抗菌织物。
3阻燃纺织品及测试方法
随着各类民用和产业用纺织品消费量的迅速增加，特别是各种室内装饰、舱内装饰织物（窗帘、帷幕、地毯）和床上用品需求量的日益增加，由纺织品引起的火灾也不断增加。20世纪60年代，日本、欧美等发达国家就对纺织品的阻燃整理提出了要求，并制定了各类纺织品的阻燃标准，从纺织品的种类和适用场所限制非阻燃织物[3]。表2列举了中国和美国对阻燃性能的技术规定。
所谓阻燃是指降低材料在火焰中的可燃性，减缓火焰的蔓延速度，使它在离开火焰后能很快自熄，不再自燃。
阻燃的基本原理是减少热分解过程中可燃性气体的生成和阻碍气体燃烧过程中的基本反应[4]。吸收燃烧区域中的热量，稀释和隔离空气，对阻止燃烧也有一定的作用。通常用极限氧指数LOI来表示纤维及织物的阻燃性能。极限氧指数（LOI）为样品在氮、氧混合气体中保持烛状燃烧所需氧气的小体积百分数，极限氧指数越高，则维持燃烧所需的氧气浓度越高，即越难燃烧。不燃纤维的极限氧指数在35及以上，难燃纤维为26~34，可燃纤维为20~26，易燃纤维的极限氧指数低于20。
GB/T5455—1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》标准规定了各种阻燃纺织品阻燃性能的测试方法，其测试原理是：将一定尺寸的试样置于规定的燃烧器下点燃，测试在达到规定的点燃时间后，试样的续燃时间、阴燃时间和损毁长度[5]。续燃时间指在规定的测试条件下，移开（点）火源后材料持续有焰燃烧的时间。阴燃时间指在规定的测试条件下，当有焰燃烧终止后或者移开点火源后，材料持续无焰燃烧的时间。损毁长度指在规定的测试条件下，在规定的方向上材料损毁面积的大距离。续燃时间和阴燃时间越短，损毁长度越短，表示样品的阻燃性能越好。
当人们越来越关注自身和周围环境安全的时候，纺织品的阻燃性能已成为重要的安全性指标。有些国家将服装面料的阻燃性能纳入国民消防安全法规，制定了严格的阻燃法规，对纺织品的阻燃性能作出明确规定。
参考文献：
[1]谢云翔，刘清华.浅议我国功能性纺织品开发现状及发展趋势［J］.合成技术及应用,2008（4）：34-36.
[2]商成杰.功能纺织品[M].北京:中国纺织出版社,2006.
[3]高铭，汤晓蓉.纺织品防紫外线性能的检测标准近况
［J］.印染，2009（3）：40-43.
[4]蒋耀兴，姚桂芬.纺织品检验学[M].北京:中国纺织出版社,2008.
[5]GB/T5455—1997纺织品燃烧性能试验垂直法[S].
（作者单位：宿迁市纤维检验所）
来源：中国纤检杂志
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