国外染整科技 。。。’。’。’。‘。。 印染（２００８ Ｎｏ．２２） 水或防污性能。Ｎａｎｏ—Ｔｅｘ 公司还开发了其它一些表面处理技 ６围外蒂整科技９ ．＜＞．＜＞．＜＞．＜＞．＜＞．。． 术并注册了商标。Ｎａｎｏ Ｔｏｕｃｈ是其中一种已注册的纳米技术， 用于处理“皮芯”型织物。在皮芯型纱线或织物中，芯层通常是 合成纤维，皮层是天然纤维，如棉。将这种织物的芯层通过纳 米处理，可具有高强度、永久抗静电性能和耐用性，而皮层则采 用传统处理方法，可获得理想的柔软性、舒适性和美观性。 Ｎａｎｏ Ｃａｒｅ技术用于生产抗皱／免烫纤维素纤维织物（如 棉），“Ｎａｎｏ Ｄｒｙ”技术可对合成纤维进行亲水整理。这种纳米 纺织品纳米技术的新进展 织物纳米整理技术的进展 对天然纤维和合成纤维织物进行整理，以获得需要的手 感、表面结构、颜色和其它特殊的外观及功能特性，是纺织品生 产的主要目的。在过去十年里，纳米技术的出现推动了纺织技 术的发展和革新。通过应用纳米技术，织物整理使用了新的方 整理的织物可使身体的水分／汗液通过织物迅速转移并蒸发， 法，并显现出巨大的潜力。 提高织物表面性能有很多种方法，如运用纳米技术进行适 当的表面整理、涂层和改性。图１列示了纳米技术在织物整理 方面的一些代表性应用。 紫外线和辐射防护 图１ 纳米技术在提高织物性能方面的应用 纳米技术提供了大量有效的手段和方法来生产所需要的 织物，主要是对织物进行表面改性。例如，防止液体润湿的织 物拒水或防污整理。“液体．织物”界面相互作用的基本原理和 理论背景，在Ｓｃｈｒａｕｔｈ等人最近的论著中进行过论述。他们认 为通过改变织物表面微米级和纳米级的表面特征，可以对织物 润湿性能实现更有效的控制。这种对织物表面性质的改变能 够显示出“荷叶效应”，即叶子表面天然的拒水行为。这种能够 “再现”拒水行为的表面改性工程，可用于开发拒水或防污织物 的特殊化学整理。 最近几年，研究人员和产业界尝试利用类似纳米表面工程 改性的概念来开发高性能织物。在这方面最成功的例子是美 国的Ｎａｎｏ—Ｔｅｘ 公司。通过应用纳米技术，该公司研发了几种 织物整理方法以提高织物品质，例如更好的耐用性、柔软性、撕 裂强力、摩擦牢度和抗皱性／保形性。实际上，这家公司是开发 织物涂层和整理技术的先驱，已开发了一系列高性能织物，例 如“Ｎａｎｏ．Ｐｅｌ”技术（一种防污和拒油整理）就是利用表面工程 概念，其开发的拒水织物的表面，具有防液体和防污性能，同时 一些织物所需要的又有其它属性，如透气性、柔软性和舒适性。 基本上，这种表面处理可使织物的表面具有纳米级的毛茸结 构，使织物表面变得粗糙，从而避免“液体一表面”的相互作用， 以及随之而来的液体的渗透，处理后的织物就具有了永久的拒 从而让穿着者感觉更舒适。该公司还开发了一种Ｎａｎｏ ｂｅａｄｓ 技术，其可携截具有生物活性制剂或抗生物制剂、药品、麻醉 剂、防晒乳和染料，从而使纺织品获得需要的高性能。 最近，Ｂｅｒｉｎｇｅｒ和Ｈｏｆｅｒ研究证明，将羟磷灰石、ＴｉＯ 、ＺｎＯ、 Ｆｅ Ｏ，纳米颗粒和其它有机物或无机物结合，对纺织品表面进行 适度的改性，可显著提高其耐磨性、拒水性、抗紫外性和防电磁 辐射／红外特性。例如将二氧化钛纳米颗粒应用到ｕＶ防护中。 类似地，将二氧化硅纳米颗粒作为涂层材料的添加剂，可以显著 改善纺织品的强力和阻燃性。对棉织物，在整理过程中应用纳 米工程交联剂可以实现抗皱性。除了抗皱性，这种整理排除了 有毒物质，同时保持了棉的舒适性。还有很多织物功能整理可 以通过微胶囊技术来实现，目前正广泛用于医疗领域。通过该 技术，可将若干种液体或固体试剂（香料、阻燃剂等）包裹于另一 相材料中。微胶囊技术可用于纺织品的除臭整理。防火和抗菌 整理剂也可进行微胶囊包裹，对织物进行高级整理。 基于纳米技术的几种新型纺织品 近几年，随着纳米技术在纺织纤维、纱线和织物整理上的 应用，出现了若干新型或改进的纺织品（图２）。这方面的相关 文献已非常多，为纳米技术在纺织业的广泛应用提供了指引。 天然纤维和合成纤维虽性能不同，但都适合制作服装。根据最 终用途，有些纤维性能是有利的，而有些性能会对最终产品的 性能产生不利影响。如前所述，纳米技术可将天然纤维和合成 纤维的优点结合起来，生产出的产品具有各组成纤维的优点。 一些生产终端产品的公司，如Ｎａｎｏ－Ｔｅｘ在研发纳米服装方面取 得了显著的成果。经他们的技术整理的织物已广泛用于服装 业，如运动服、休闲服和商务服饰、制服等。这些新型产品已遍 布世界各地，消费者可从一些零售商，如Ｏｌｄ Ｎａｖｙ，ＧＡＰ，Ｅｄｄｉｅ Ｂａｕｅｒ和ＬＬ．Ｂｅａｎ等公司购得。 最近，瑞士Ｓｃｈｏｌｌｅｒ公司采用纳米技术开发出一系列品牌 产品，如其中的“Ｓｏｆｔ－Ｓｈｅｌｌｓ”，是一种功能性弹力多层织物。这 种织物及制成的服装能够进行动态气候控制，通过其“软性内 层”和“坚韧耐久的外层”，可在舒适性、透气性、挡风、拒水性 之间找到最佳平衡点。该技术正应用于制作极冷环境下的外 衣、户外登山服、滑雪服和其它一些运动服。Ｓｃｈｏｌｌｅｒ公司还开 发出一种创新的“Ｎａｎｏ．ＳｐｈｅｒｅＴＭ”织物整理技术，使织物具有自 清洁和拒污性能。该公司的Ｓｃｈｏｌｌｅｒ＠一ＰＣＭ技术可使织物对 含湿量进行调节，同时还具有舒适性和保护功能。将Ｎａｎｏ— Ｓｐｈｅｒｅ 整理和Ｓｏｆｔ—Ｓｈｅｌｌｓ技术相结合，生产的织物或服装能够 抵御雨雪。几家面料和服装生产公司已采用该类技术开发用 ４９ 印染（２００８ Ｎｏ．２２） 图２纳米在纺织品中的应用 途更广的特殊用途服装。例如，Ａｌｌｓｐｏｒｔ的滑雪服和夹克采用 ３ＸＤＲＹ＠吸湿排湿系统；Ｍｎｍｍｕｔ公司登山系列夹克和裤子采 用该技术后性能极佳；还有Ｍｉｌｌｅｔ公司的攀岩服；Ｓｃｈｏｌｌｅｒ＠． Ｋｅｐｒｏｔｅ＠公司设计开发的耐磨、耐撕破鞋子，重量轻且透气 （材料由Ｓｐｒｉｎｇｂｏｏｓｔ公司提供）；以及Ｒｅｕｓｃｈ和Ｓｗａｎｙ公司生 产的手套。另外也有其它一些公司生产类似的产品，例如德国 Ｆｒａｎｚ—Ｚｉｅｎｅｒ公司推出了一种纳米涂层滑雪服，除了具有很好的 耐久性和手感外，还能够防风、防水并透气，借助这种整理，还 可赋予其防紫外线功能。如今，纳米技术的应用已不仅限于美 国和欧洲，亚洲的纳米技术也发展很快。在未来几年内，世界 范围内有望涌现出上万家从事纳米技术和纳米纤维的公司。 在纳米技术应用于制服和服装方面，军人纳米技术研 究院（ＩＳＮ）是世界上最大的，或许也是唯一的研发中心，其研发 重点是下一代的士兵服面料。该研究院是由美国、马萨诸 塞州技术研究院（ＭＩＴ）和几家工业组织组成的一个研究合作 协会。该协会的研究导向是致力于采用纳米技术生产先进的 军用纺织材料和产品。主要开发各种轻质（这样士兵身上的总 负荷会大大减少）、结实、耐磨、耐用、防水、可变色（可进行伪 装）、吸收热量（防弹）、温敏（对气候的改变进行控制）、可嵌入 多功能的微米／纳米级感应器的纺织品。另外，最近生产的几 种抗菌纺织品，可有效对抗大范围的物理／化学／生物危害。为 使作战用纺织品智能化，采用若干种不同的技术，如微胶囊技 术、生物技术、信息技术。Ｂｒｅｔｅｌｅｒ等人提出一个有趣的论述： 未来纺织品的发展方向是携带或含有各种生物活性组分。正 在开发含有纳米颗粒的纳米纤维，用于伤员服可望效用显著。 在Ｑｕ￣ｔｕｍ集团最近的技术专利中，将纳米原纤维（０．４— １ ｌ＇ｌｍ）与加固强力纤维或长丝，通过静电法纺制纱线或非织造 布，可用于生物组织工程。Ｏｔｓｕｋａ Ｋａｇａｋｕ开发出一种新的导电 纳米纤维，可用以防电子辐射。另外，现正在研究其它一些屏 蔽辐射织物的生产技术。 ＇Ｉ’ ｃｄ／＇ｎ．ＣＯ／／／．ｃｎ 可以注意到，上述以纳米技术为基础的进步，不仅对军事 应用起到了积极影响，而且还影响了民用领域，如生物医学领 域。纳米功能纤维的发展已用于卫生织物。一些公司采用这 一新型纤维生产防臭织物，如短袜、长袜、内衣等。如果短袜中 含有纳米银粒子，就可以防止脚臭味。Ｎａｎｏ．Ｔｅｘ公司正在开发 一种新技术，叫做“Ｎａｎｏ—Ｆｒｅｓｈ”，具有吸汗、快干、捕捉异味的功 能。其它一些高技术织物也在开发中，如排汗、防污、按摩，甚 至可以释放香味。生产内衣的Ｈａｎｅｓ公司采用微胶囊技术开 发出瘦身塑形类内衣。 以纳米为基础的纺织复合材料含有的其它部分，带动了工 程用新材料的发展。现在开发出一种强力石墨纳米纤维，其在 室温下可以承受更大的工程负荷和压力。比利时的一个研发 小组正在试图通过熔融挤出一定范围的“纳米添加剂”，从而开 发一种新纱线。该部分的研究已获得很多重要进展，如： （１）用于医护人员的抗ＳＡＲＳ面具； （２）用于汽车纺织品中的吸音纤维； （３）用作生物活性培养基，纺织品纳米感应器和微电极的 纳米表面； （４）无线感应器件； （５）与碳纳米管结合生产Ｄｙｎｅｅｍａ＠（一种高性能聚乙烯 纤维）； （６）与电子、化学、物理加工相结合，生产智能纺织品。 最近，美国农业部（ＵＳＤＡ）的研究员发明了一项采用纳米 颗粒粘土生产纤维素基的纳米复合材料的专利技术，纤维素来 源广泛，如草、麻、棉纤维及棉作物等，价格便宜。这种复合材 料会提高纤维素的热稳定性，因此，可进一步开发成阻燃类产 品，如非织造布、特殊用途纸张、长丝、涂层织物等。 除了改良纺织品面料和材料，纳米技术在纺织品加工领域 也取得了进展。例如，用染料和其它化学药品对纺织品进行染 色和整理，不但成本高，还会引起严重的环境污染问题。最近 几年发展迅速的纳米过滤膜技术，可将染料回收和再分离，一 定程度上解决了经济效益和环境问题，同时节约了水资源。纳 米过滤膜技术包括分离过程，通过该处理过程，相对较小的有 机分子会随着一些离子组分被纳米多孔薄膜截留下来。这种 接枝薄膜能够除去染料分子，而染液可回收，处理后的水可循 环使用。一种新的螺旋状卷绕膜技术，将纳米过滤器与超滤体 相结合，用于处理纺织废水。纳米技术还广泛用于织物染色印 花用的涂料。最近，利比里亚科技大学研究人员发明了一项 ＮａｎｏｓｐｉｄｅｒＭＴ专利技术，用于大批量生产纳米纤维。 结语 如果说信息技术是当今的浪潮，那么纳米技术将是未来的 浪潮。纳米技术在这十年中的发展是跳跃式的，无数的应用实 例，几乎遍布各个重要领域。在棉和其它纺织工业还将有很多 的应用潜能。纳米技术可更加经济地改善纺织加工过程和最 终产品的性质、性能，以至成本。占主要地位的棉纺织品可有 效地获得防火、防缩、抗皱、抗水、防污，甚至拒水等性能，而不 影响棉优异的舒适性和美观性。采用纳米技术，可有效地生产 （Ｖ下转第５４页） 印染（２００８ Ｎｏ．２２） ｗ ．ｃｔｌｆｎ．Ｃ０１＂１１．ｃｎ 。…’。’。‘ 接混纺染料的分子量较大，所以较普通直接染料更难上染或褪 色。如果采用直接混纺染料套色，一旦产生色点色花将难以挽 救。因此，这类染料不宜用于纯棉纺织品增白浴中或增白处理 后的套色中。 Ｏ问与管２ ．。．。．。．。． 问：荧光增白剂处理棉织物时可用哪些染／颜料套色？ 答：按来样加工白色纯棉织物时，先用氧化剂或还原剂漂白，再 用荧光增白剂（棉用）处理，有时白度仍与标样存有差异。因 此，染厂还常需按标样采用蓝色或紫色予以套近，方能为客户 接受。有时采用直接混纺染料套色，但结果很不理想。其实， 可用以套色的染／颜料很多，关键取决于漂白程度和荧光增白 剂的品种及用量。 以下几种染／颜料可用于套色： ①直接耐晒染料如蓝ＲＧＬ（青光）、蓝Ｂ２ＲＬ（红光）、紫 ＢＢ（Ｃ．Ｉ．直接紫５１）等，必要时可加入适量Ｎａ２ＳＯ 促染。 ②活性染料 如艳蓝ＫＮ—Ｒ、蓝Ｆ－４Ｇ、紫ＫＮ－５Ｒ、ＫＮ－４Ｒ 等，但一般不宜选用上染速率快的双活性基团活性染料。此 外，增白浴中还需加入适量的Ｎａ２ＳＯ 促染。 首先，要了解棉纤维的漂白方法。 ③弱酸性染料如弱酸品蓝７ＢＦ、艳蓝ＲＡＷ、紫Ｐ３Ｒ（红光 全棉织物漂白常用的两种工艺流程为： ①配缸一煮练一水洗一氧漂一水洗一增白一套色一脱水 紫）、艳紫ＢＬ（蓝光紫）等。棉用荧光增白剂ＶＢＬ适宜ｐＨ值为 ７～９，所以不宜选择强酸性和金属络合染料套色，同时处理浴 一干燥一检验一成品 中也不能加酸，尤其是无机强酸。 ②配缸一退／煮／漂一水洗一增白／套色一脱水一干燥一检 ④颜料（涂料） 如８３０１蓝ＦＦＧ、８３０２艳蓝ＦＢＬ、８７０１和 验一成品 ８７０２青莲ＦＦＲＮ等，但切勿添加任何黏合剂。 在实践中，往往中高档产品采用工艺流程①，中低档产品 则采用工艺流程②。前者工艺流程较长、能耗大，但色光易控 此外，还需消除增自剂中的荧光。有些外贸漂白订单要求 在白度达标的同时不能带荧光。因此，加工时，可选用不带荧 制，且手感柔软；后者产量高、加工成本低，但很难达到标样近 光的增白剂（其实，至今尚无真正不带荧光的增白剂），或将织 似级。此外，还有采取全料一浴法漂白工艺的，即把碱剂、精练 物上沾染的荧光去除，如使用荧光沾污清除剂ＦＮ－９（广州市华 剂、退浆剂、双氧水、氧漂稳定剂和增白剂ＶＢＬ等，全部加在一 年染料化工有限公司）进行处理，不仅能消除织物上的荧光，而 浴中进行退／煮／漂／增白加工，然后再选择相应的染／颜料进行 且也可以清洗使用过荧光增白剂的设备。 套色。实践证明，该法比工艺流程②的质量还要差，不可取。 ＦＮ－９用量为３～６ ｇ／Ｌ。去除方法：①可在染机中处理织 无论采用还原剂还是氧化剂漂白，为了进一步提高白度， 物，浴比１：２０，温度９５～１００℃，处理时间ｌ０—２０ ｍｉｔｔ，然后边 都应添加荧光增白剂，如棉用荧光增白剂ＶＢＬ效果较好。其 增白工艺举例如下： 排液边清洗，若再在７０—８Ｏ℃热洗１次则效果更佳。②如清 洗沾污上荧光的印染设备，则用该助剂的热浓液（６—８ ｇ／Ｌ）冲 织物１４．８ ｔｅｘ×１４．８ ｔｅｘ ５２４根／１０ ｅｍ×２８３根／１０ ｅｍ全 洗即可。笔者曾将其应用于出口的纯棉浴巾，原先外方因带荧 棉府绸（漂底） 光不予接受，经该助剂处理后得到认可。 设备卷染机 总之，漂白纯棉织物荧光增白时使用套染的染／颜料，必须 处方荧光增自剂ＶＢＬ ０．５％（ｏｗｌ，下同）；Ｎａ．２ＳＯ ５％一 对棉亲和力低，溶解度高，匀染性好。对选定的粉状或液状染／ １０％（促进荧光增白剂的提升）；直接耐晒蓝Ｂ２ＲＬ ０．００５％左 右（用于套蓝的染料用量，宜先打样确定） 颜料，称取后绝不能直接加入增白浴内，以免产生色点和套色 （上色）不匀而致色疵，而应将称取的染／颜料按１：１ ０００溶解、 工艺浴比１：３，把经过漂白的半成品进缸上卷，用流动 稀释，然后逐步计量加入溶液。荧光增白剂一般不耐金属离 水洗２道，排液干净，更换新浴。在中性偏弱碱性的条件下室 子，若水质硬度高或存在金属离子，对白度也有不同程度的影 温加料（两头加），走２道，升温至４Ｏ ｑＣ走３道。取样，若发现 响。若水中的铁离子偏高，即使增加漂白剂、荧光增白剂用量 偏红时，可排除增白浴，清水走１道后再上卷（等于１道），出 缸、退卷、脱水、烘干（滚筒不仅要擦洗干净，且温度宜控制在 也无济于事。实践证明，在增白浴中添加１—２ ｇ／Ｌ的草酸，可 ８Ｏ一１００ ｏＣ，不宜太高，以免泛红）。 洗除铁离子，届时再添加染／颜料按标样校正白度。需注意的 白度值漂底为７８．５，增白后为１１２。 是，经草酸处理的纺织品一定要水洗，防止织物干燥后的脆损 和泛黄色变。∞ （朱善长） 直接混纺染料不宜用于漂白纺织品的套色。这是因为直 （▲上接第５Ｏ页） 知的健康危害。例如，采用传统的纺织加工经验和方法生产小 用途广泛的超强、耐久和特殊功能的纺织品，包括医疗、工业、 于２００ ｎｍ的碳纤维，会非常困难和复杂。有关其产品对个人 军事、家庭、服装，家具等。现在正设想结合光导纤维、微镜、功 的安全健康，我们仍不知道其短期或长期的健康危害，尤其是 能涂层、电子等技术，定制生产一种特定的面料和服装，可根据 纳米颗粒对肺部疾病的影响。 消费者不同的要求和品味，来变换服装的颜色。纺织业拥有世 摘译自美国《纺织学报》 界上最大的消费群体，因此，未来纳米技术的发展将以顾客为 ２００８，Ｎｏ．８。７３１—７３７ 导向，相应地，纺织业也将是主要的受益者之一。 车映红译陈颖校 但是，由于纳米技术发展快速，难免存在一些局限性和未
