納米技術應用在紡織品整理上提高功能性

納米技術已經開始應用到紡織品整理領域。這是一個革新的話題。或許它是兩種技術的聯姻——納米和我們現在熟知的紡織品整理。至少在近期有關紡織品的論壇中沒人能夠避開這個話題。

　　在第20次IFVTCC國會和第5次VDTF五月的魏瑪紡織品整理會議上，34個演講者中大約有1/3的人談論了這個革新的主題。在沒有納米技術的情況下紡織材料向功能化方向發展已有多年的歷史了。許多制造商表示這只是一個新鮮的廣告詞，而產品依然是傳統的產品只是附加了一些功能性，并沒有真正使用納米技術。功能性紡織品已經應用到各種領域，并且它可能是歐洲紡織工業在亞洲重新部署中反應最強烈的部分。


◎各種功能性整理

　　傳統的紡織品功能整理已逐步失去優勢，特別是高科技紡織品，比如各種應用領域：醫學、汽車、家紡和保健紡織品等。

　　功能性內衣方面有個有趣的例子。許多供貨商都提供保暖、涼爽、透氣、調溫和具有香味的產品。

　　特別的紡織品改善血液循環,含有以太油、茶葉或護膚物質的膠囊。功能性紡織材料的特殊性還包括：耐高溫、防紫外線、快速干燥、不沾皮膚、永久抗菌或抗靜電以及防輻射等等。功能性紡織品因為與傳統的紡織品相比有著額外的功能，因此增加了其附加值。但是紡織品制造商卻不能要求應用納米技術。

　　相變材料（PCM膠囊）應用于紡織品已經有一段時間了。它的功能基于物理原理——能夠導致平衡溫度的融解和固化石蠟球的熱動力學原理。除了傳統的添加工藝外，還有將功能性分子加進主體基質分子的工藝。物質以例如微膠囊之類的狀態存在，在一定的階段范圍內能起到很好的效果。


◎濕粘合

　　傳統的后整理工藝的發展為紡織品呈現新功能提高了可能，比如具有持久的氣味清新的效果。據Walter Nassl和Kurt van Wersch.報道，汽巴特種紡織化學品與門富士紡織機械的結合使得后整理工藝得到了發展。可靠的濕粘合過程經常用于100％純棉高質量罩衣和襯衫以及傳單和被罩的定型。改良的環糊精上有適當的位置來結合能引起人們興趣的物質，這用于制備一種濃度為70g/l的溶液。按照說明它能夠非常有效地提高其在水中的溶解性，并且具有非常好的親水性。濕粘合是在溫度為110°C，濕度為30%的空間里干燥。改進的環糊精在濕粘合過程中被持久的嵌入纖維中，并且在洗滌過程中芳香物質能被逐漸地從基質中被釋放出來。實驗表明經過改進的環糊精處理過的產品在完全濕潤的情況下能夠釋放出足夠多的芳香物質。來自Textilchemie Dr. Petry, Reutlingen (D)的Rudi Breier在他的演講中提到過控制芳香氣味的機理。因為環糊精分子內部具有拒水性表面具有親水性，所以能儲存一些活潑的和有害的物質。煙霧、汗液或氣味都是通過這種方法被吸收的，直到它的儲存空間被用完必須通過洗滌來再生。

　　在滿足服裝、家用紡織品和高科技紡織材料的各種要求中紡織品的功能性整理是最主要的部分了。Junkers & Müllers , Mönchengladbach (D)的Thomas Feicks在解釋紡織材料的水洗功能時是通過分析基質因素、材料聚合物以及添加劑對可洗桌布的影響。

　　通過對紡織品使用新型的添加劑進行整理，或者使其功能性增強或者使其工藝簡單化了。比如，對紡織品進行碳氟化合物的樹脂整理，可明顯提高其拒水性能。現代的添加劑也包括特殊拒水功能的共聚物和缺少粘性的柔軟聚合物。


◎納米技術及其應用

　　使織物具有超拒水特性的一個新機會源于納米技術的應用。納米技術的特殊影響源自何處？納米粒子通常指直徑為0.1 ～100nm的金屬顆粒例如銀、鉑、鐵，復合金屬例如鈦氧化物、鋅氧化物、鋁氧化物、硅氧化物，或者有機分子。它通過一種耗時的方法被應用到紡織品表面，困難在于用一種粘合劑將納米顆粒嵌入紡織品表面而阻止他們自身聚積在一起。由于納米技術形成的超薄的透明的功能性層面能夠使紡織品產生新的或改進的特性。

　　德國西北部的紡織研究中心的Eckhard Schollmeyer教授在魏瑪上的一次激揚的報告導致了鋁氧化物納米技術在玻璃纖維抵御氣候變化上的應用。他將鋅氧化物應用在聚酯纖維的防紫外方面。將鐵氧化物結合到聚酯中改變了材料的磁性。固體/凝膠技術應用在薄衣料上被證明是成功的。

　　在與薩克森紡織研究機構合作的過程中，Chemnitz (D)和來自Hohensteiner Instituten, Hohenstein (D)的Dr. Jan Beringer已經調查了納米層對紡織品的防紫外功能。這次研究的目的是為了活得永久的防紫外功能，其不受其它處理如耐皺性、拒水整理或染色的影響和破壞。據說納米級的金屬氧化物如鈦氧化物、鋅氧化物的另外一個應用是保護基質免受紫外線輻射。

　　納米技術的優勢顯而易見。利用生物技術，使用最少量的整理劑獲得巨大的功能效果。比如我們應用納米技術來進行防水或防污處理，相對傳統的方法而言顯然有一些優勢：納米技術比傳統的氟碳化合物處理方法具有更好的皮膚親合性并具有更好的拒水效果。


◎機械設計

　　在魏瑪會議上，門富士的Thomas Päffgen紡織機械制造商展示出能夠利用納米結構進行拒水或拒油處理的機械設計圖案。根據Päffgen，一臺多功能機器能夠滿足6000多種類型的功能整理。據說這種部件是按照特殊處理的需求而特別制造的。因為機械的靈活性、經濟性以及生態學應用的結合，完成者能夠使功能性紡織品符合要求。

　　納米顆粒的應用對涂層技術的要求形成了挑戰。Coatema Coating Machinery, Dormagen (D)的Andrea Glawe，在第5屆VDTF紡織品整理會議上做了有關涂層和染色工藝的改進使紡織品功能性整理高質量的保證的報告。通過固體/氣體無機涂層來活得創新的功能特性對于醫學方面是非常重要的。微型滾筒的輕佛涂層技術就是隨著細薄層的應用而得到了發展。據說這種方法適合低廉的半生熟的纖維膠天然原料。纖維膠的使用重量和它的表觀可以受到滾筒的旋轉方向和速度、滾筒的表面特性和第一個滾筒的位置影響。