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第12章 低碳环保的绿色服装新材料(1)

一、服装新材料的发展过程及发展方向

服装新材料的兴起始于20世纪中后期。当时,由于国际纺织服装市场的不景气,使一些工业发达国家的纺织服装业陷入了困境。为了寻求发展,这些国家利用本国的技术优势,大力开发新产品,不断推出具有高附加值的服装材料。与此同时,社会的需求也在发生着变化,人类对自身的生活环境或生存环境日益关注,健康、环保成为时尚。快节奏的现代生活,紧张激烈的社会竞争,使人们的生活方式发生了变化,注重生命和健康,成为人们对服装的要求。着装,既要满足心灵感受,体现自我意识,又要受益于身体,获取身体的健康。同时,日益恶劣的生存环境,也要求服装材料的生产同样应该是无公害和环保的。因此,适应社会的发展要求,成为服装新材料发展的巨大推动力,如当时日本生产的柔软贴肤面料、抗菌防臭面料,欧美织造的新型时尚面料、发光面料、变色面料等。这类服装材料的出现,既增加了纺织服装企业的效益,又满足了消费者的需求,因而形成了强大的开发动力,诸多纺织服装企业投入其中。在世界范围内,无论发达国家还是发展中国家均争相发展,时至今日,服装新材料市场已逐渐形成。

服装新材料的发展可以从以下几方面得到体现。

1.新纤维的推陈出新

纤维新材料的发展,强调的是与人类社会的协调并进,更加注重环境、安全、健康和舒适性。功能化、智能化纤维,无公害、环保纤维以及特种实用型纤维的大量涌现,为服装新材料的发展提供了原料基础。如新型纤维素纤维天丝改进了纤维素纤维的品质,其可分解性和无污染性生产完全适应了环保的要求;人们最熟悉的弹性纤维“莱卡”的出现,使织物的弹性和舒适性得到了前所未有的提高;Hygra高吸水复合纤维因其优良的吸湿、放湿及抗静电性能,被用于内衣、运动服、女装及装饰面料中;广泛存在于虾、蟹和昆虫外壳以及菌类、藻类细胞壁中的甲壳素,可用来制成甲壳素纤维,它可生物降解、与人体相容,是保健服装材料以及生物医药用纺织品的绝佳选择;我国开发的大豆纤维织制的大豆服装的问世,标志着我国在服装新材料的开发中迈出了坚实的一步,这种纤维中因含有丰富的植物蛋白质,与人体皮肤相近相宜,织成的面料,其悬垂性、色泽度、抗皱性、抗紫外线等能力明显优于真丝织物,因而大受欢迎;类似的还有牛奶丝的开发以及各种麻类纤维、菠萝叶纤维的开发和利用等。

2.纱线的结构、性能、花色及加工方法的改进

服装新材料的发展同样有赖于加工方法的改进,这些方法的采用在丰富纱线家族的同时,也使人类得到了极大的享受。如有一种涤棉三层复合纱,以极细的涤纶为纱芯,以涤棉混纺纱作中间层,最外一层是纯棉纱,形成三层结构,这种纱的织物轻薄、舒适还有很强的排汗功能,做成休闲装、运动装十分适宜;还有用锦纶异形纤维与腈纶混纺成纱,能代替高档澳毛纱,制成的产品手感柔软光滑、永不褪色,前景乐观;绒、丝高支混纺纱的问世,弥补了羊绒制品穿着季节短的缺陷,填补了高档轻薄面料的空白;混色纱、包芯纱、雪尼尔纱、强捻纱、印经纱、圈圈纱、毛茸纱等曾经流行或现在正流行的花式纱线,它们的身影在人们的衣饰中时常能够见到。这种利用纱线结构开发的新织物,其搭配组合千变万化,既新颖别致又能较快翻新。

3.织物形式多样化

各种新型纤维材料均有各自的优势,相互融合、相互组合可以优势互补。新技术、新工艺的采用,可使织物达到最佳的服用效果。如涂层织物可达到防风雨、防静电、隔热、防紫外线等多种功效;双层织物(双色、双结构、双风格、双原料等)可以体现多种风格;现代生物技术的采用,为织物的后整理增添了新方法,用一种特殊的酶,不仅具有上色功能,而且可以使织物具有丝般的柔软和棉般的蓬松,还可以具有绒毛的感觉,处理后的织物能保持清洁,耐皱,且垂感好;手感柔软的“绒头”织物(天鹅绒、人造毛皮等),表面效应奇特,层次丰富且立体感强。

4.服装新材料用途的多元化发展

服装新材料除用于满足人们的生活需求以外,还广泛用于与人类活动相关的其他领域中。如工业生产中的防热或隔热服、防化服、防辐射服等,部队战士的作战服、防爆服、防弹服等,科技领域的实验室工作服、防静电服、宇航服等。所有这些表明,服装新材料为人类提供的服务将是全方位的。

服装新材料的发展具有十分光明的未来,我国纺织工业“十五”规划中指出:“十五”期间,人们对纺织品的需求,无论在数量上还是在质量上都将会有更高的要求,特别是城市消费者更加注重个性化、舒适化、高档化(品牌化)和时尚化。现代服装业已进入一个以质取胜的时代,新型服装材料的使用已经成为提高服装档次的重要手段,服装材料的更新与改进,将成为服装时尚的核心内容。在以服装为龙头的我国大纺织循环体系中,服装新材料的发展已经成为必然。

展望服装材料的明天,以电子、生物、化学、化纤、纺织工程等多学科综合开发服装新材料的趋势已势不可挡。根据天气的变化调节厚薄、自动调温,可使人类的着装更加简化和舒适;能移动通讯、能播放音乐、,能全球定位,又将使人类充分享受到新型服装材料所带来的现代化服务……所有这些,已经为人们展示了新型服装材料服务于人类的美好未来。

二、超细纤维服装新材料

传统的化学纤维大多存在一系列缺点,如吸湿透气性差、色谱少、易产生静电及极光等。因此,化学纤维改善服用性能,甚至超越天然纤维的研究,得到极大的重视,从而使一大批具有新功能的化学纤维新品种纷纷问世,使化学纤维的发展步入了新的时代。超细纤维便是顺应这一发展趋势的产物,有人已将细特、超细特纤维的出现称为“合纤的福音”。不仅在服用领域,而且在其他领域,如产业用纺织品等领域,超细纤维也都有着广泛的发展空间。

细度是纺织纤维的重要品质特征,它和成纱线密度、强度、条干均匀度,特别是对形成织物的手感、风格特征等有着密切的关系。自然生长的天然纤维一般都具有较细的细度,如蚕丝单根丝素宽度约13~25μm;棉纤维宽度约13~30μm;山羊绒的平均直径约15~16μm,相当于品质支数为80支羊毛,其绒毛细度可细至5μm左右等。超细纤维在细度上优于天然纤维的特性,是其可以形成独特风格纺织品的关键。

超细纤维实际上是一个统称。一般地说,单丝细度接近或低于天然纤维的化学纤维都可以称为超细纤维或微细纤维。化学纤维中,常规纤维单纤线密度通常在1.11dtex以上,在此以下的则为细特纤维,最细可达0.01dtex,甚至更小。目前,对超细纤维的划分有不同的定义。美国的PET委员会将单纤线密度为0.3~1.0dtex的纤维定义为超细纤维,欧洲则认为超细纤维的上限应为0.3dtex,意大利则认为0.5dtex以下的纤维即为超细纤维。但总的来看,超细纤维的分类方法主要有两种。

(一)按照纤维与蚕丝线密度接近或超越的程度加以分类

1.细特纤维

细特纤维或称细旦纤维,其单纤线密度大于0.44dtex(0.4旦),而小于1.11dtex(l.0旦)。细特纤维组成的长丝称为高复丝。细特纤维对应的产品大多为仿丝绸类织物。

2.超细纤维

超细纤维的单纤线密度为小于0.44dtex的纤维。超细纤维组成的长丝称为超复丝。超细纤维对应的产品主要为人造麂皮、仿桃皮绒等。

(二)根据纤维的基本性能和大致应用范围进行分类

1.细特纤维

①单纤线密度范围在0.55~1.44dtex(0.5~1.3旦)的纤维定为细特纤维。细特纤维的线密度和性能与蚕丝比较接近,因此可采用传统的织造工艺对其进行加工。产品风格与真丝比较接近,是仿真丝产品的主要原料。②超细纤维超细纤维的单纤线密度在这里的范围是)0.33~0.55dtex(0.3~0.5旦)。超细纤维主要用于高密防水透气织物以及一般的起毛织物和高品质的仿真丝织物的生产。③极细纤维极细纤维的单纤线密度范围是0.11~0.33dtex(0.1~0.3旦)。主要可用于人造皮革、高级起绒织物、拒水织物等高技术产品。

2.超极细纤维

单纤线密度在0.11dtex(0.1旦)以下的纤维为超极细纤维。现已有单纤线密度为0.000011dtex(0.00001旦)的产品,我国也已能生产0.001~0.003dtex的超极细纤维。这种纤维极细,直径小于3.2μm,甚至仅有0.03μm。超极细纤维多用非织造方法进行加工,产品主要用于仿麂皮、人造皮革、过滤材料和生物领域等。

纤维细度由粗到细不是简单的数量变化,而是伴随纤维变细,其相应的性能也发生了变化,即面料在外观、手感以及服用性能等方面都发生了质的变化。

超细纤维与常规线密度的化学纤维相比更加柔软,有纠结性和连续性,易于按需要施行各种加工手段,制造出更为透湿透气、蓬松柔软以及结实耐用的制品,面料更加富有美感。超细纤维服装面料的开发与应用已成为提高服装面料档次的重要手段,其面料已成为国际纺织品市场上深受欢迎的品种。

超细纤维最显著的特点,就是其单丝的线密度大大小于普通纤维,最细可达0.000011dtex。单丝的线密度急剧减小,这就决定了超细纤维会有许多不同于常规纤维的特性。纤维变细,其比表面积明显增大,因此形成的产品可以有许多极细的缝隙小孔,同时形成的纺织品就有可能聚集得更加紧密。超细纤维及其面料的特点如下面所述。

(1)面料的手感更加柔软。超细纤维由于线密度极小,大大降低了丝的刚度,织成的织物手感极为柔软。超细纤维的单丝线密度和单丝截面直径比真丝或其他天然纤维都小,因而其弯曲模量小,转动惯量亦小,这就使其形成的面料变得更加柔软、滑糯。同时,单丝的抗弯刚度较低,又使得面料具有优良的悬垂性,而面料平滑、柔韧性大成为其最大的特点。

纤维的线密度与截面积成正比。短纤维的抗弯刚度与截面积的平方成正比。例如,若构成织物的短纤维的线密度缩小百分之一,则短纤维的抗弯刚度就会减少万分之一,抗弯刚度下降,其结果使织物变得更加柔软,在织物表面上露出的短纤维提供了柔软的触感。

(2)面料的服用舒适性更好。纤维越细,纤维的比表面积增大,因而提高了纤维“捕捉”静止空气的表面积,使得形成的面料在一定的空间内含有更多的静止空气,使保暖性大大提高。同时,纤维比表面积的增加,使得纤维具有较强的芯吸效应,相应面料的透气、透湿能力也大大提高。因此,穿着舒适性成为超细纤维制品的显著特点。特别是高密面料,不做涂层处理仍可保持其拒水、防风、透湿的功能。例如,丙纶的吸湿性最差,但丙纶细旦化后,织物表面立起的细纤维形成无数个微细凹凸结构,相当于形成无数个毛细管,因此织物毛细芯吸水效应明显增加,能起到传递水分子的作用,大大改善了织物的吸湿性、透气性,使织物的舒适性大大增加。再如,日本研制出一种直径不足10nm的合成纤维新技术,可以把140万根纤维捆扎在一起做出锦纶制品。其织物的表面积比常规锦纶织物大出一千多倍,它的吸湿能力是常规锦纶织物的2~3倍。

3.仿真丝效果好

超细纤维的绝对强力低。但是,由于超细纤维细,相同线密度的纱线截面的纤维根数比常规纱多,所以其纱的总强度仍然较高,从而一方面有利于面料的起绒或砂洗处理,以制备仿麂皮、仿天鹅绒、桃皮绒等高档面料,同时,又使面料具有较好的耐磨性和抗皱性。从光泽上看,超细纤维对光线的反射比较分散,使得产品光泽柔和。所以说,超细纤维仿真丝产品,其轻薄、飘逸、滑糯、手感好、光泽柔和、色泽艳丽的特点更加突出,抗皱性、免烫性、褶裥性等实用性能也大大提高。

4.面料的去污性增强

纤维单纤线密度变小后,不论干洗或湿洗,均具有很好的清洁效应。

超细纤维因具有天然纤维未有的卓越手感而被誉为新合纤发展的先锋。这类纤维在纤维生产、织物生产和产品性能等方面与常规纤维有显著的差别,在面料开发中也有特殊性,通过不同线密度的选择还能开发出具有不同风格以及性能的新型纤维。目前这种超细纤维主要用于制作仿真丝面料、高密防水透气织物、桃皮绒织物、高吸水材料以及用于仿麂皮等。以下简单介绍一些新型的超细纤维服装面料。

(1)仿真丝面料。新型丝绸风格的面料,强调的是丝鸣感、悬垂性和蓬松性。采用0.11~1.1dtex微细涤纶、粘胶纤维等,同时单丝为三角、五角、六角、八角、L角等异形截面,以改善织物的光泽和透湿、透气性,相应的产品有纺类、缎类、双绉类、乔其类等。由于采用超细、微细纤维进行仿真丝产品的设计,使得相应的产品除具有真丝绸的风格特征外,还具有防污、抗静电、阻燃、亲水等性能,因而使其以多种实用性超过真丝产品而受到消费者的喜爱。

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