功能性后整理技术在产品开发的应用
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摘要：本文从运动面料的服用需求出发，对通过功能性后整理使面料获得服用的舒适性、功能性，以及此类产品在开发与生产方面的工艺及注意项进行了简单介绍，同时对运动型功能面料的发展方向进行了论述。
关键词：功能性后整理；运动面料；防护；开发与生产
传统服装面料更多地关注面料的服用舒适度、时尚度、美观性，对面料的触感、质感、纤维成分、色彩、价格等要素较为关注，而运动型面料的关注点在于服用的舒适性、不同运动环境下的功能性、防护性所带来的舒适度和安全体验感。功能性后整理技术近些年来发展速度较快，有通过纤维结构改性的，有在纺丝液中添加物质改性的（多用于保暖方面），有采用化学助剂整理的，也有相互结合使用的，其在运动型面料产品的开发与生产上的应用越来越广泛。
1防水透湿整理在运动面料开发与生产上的应用
运动会带来排汗的问题，在户外又会有雨雪、刮风问题，季节、运动类型、运动强度的不同对防水透湿面料的特性需求不同。针对剧烈运动的防水透湿面料，需要利用水汽分子间距离为水分子直径10倍的物理现象，即离散的水汽分子能够透过防水的织物表面，而凝结合成水分子后不能反向透过防水的织物表面的原理，能将人体运动后产出的汗蒸汽排出，而不能反沾，同时使面料的自然干燥速率提高，又能保持贴肤面的干燥性，使服用者舒适性提高。针对户外低烈度运动面料，除具有上述功能之外，还应保持面料的质地、舒适性和美观度，则需要采用表面涂覆防水助剂或贴覆聚四氟乙烯（PTFE）薄膜，使面料既具有单面防水、单向导湿功能，还具备一定的防风功能。
1.1针织面料防水透湿整理
针织物作为夏季衫裤类运动面料较为常见，多采用异形截面改性涤纶（具有吸湿排汗功能），同时将防水剂均匀雾化后喷洒在橡胶辊表面，然后滚压到织物表面，烘干及焙烘后，再浸轧吸湿排汗剂，施加于面料的反面，使面料具有单面防水、防污功能，而贴身穿着的一面具有吸湿排汗功能。针对棉类针织物，CottonIncorporated（美国棉花公司）推出的WickingWindowsTM（微视窗）技术通过如图1所示的不规则的微视窗将防水剂以圆网印花的方式印制在织物的反面，形成带有“微孔”的防水表面层，通过焙烘后再浸轧吸湿排汗剂，形成单面防水、单向导湿功能。在使用该面料制成的服装时，与人体接触的里侧面有很多微小的吸水孔，呈内孔小，外孔大的形态，易于产生毛细管效应，人体产生的汗液扩散到织物外表面后，很难再返回，从而保持体表的干燥度，提高运动者的舒适度（图2）。
1.2机织面料防水透湿整理
机织物的防水透湿主要由Schoeller公司推出的“3X-dry”技术实现，即将防水剂与增稠剂调成粘度在16000～18000mPa•s（正常印花浆料粘度为4000～5000mPa•s），针对织物的厚薄采用全曝光的加强高目数镍网将防水浆以点阵排列的形态施加于织物表面，要求处于半浸润状态，实现单面防水、单面导湿、透气、单面吸湿排汗功能，还具有一定的防风功能（图3、图4）。设备要求采用尖刀式刮刀，厚重织物可在圆网印花机上进行印制，衬衫薄型织物只能在Stork圆网涂层机上进行。该方案可实现类似贴合PTFE薄膜的效果，在生产成本、持久耐用和质量稳定性上有较大的优势，该类面料适合于低烈度运动，多用于时尚休闲运动服饰领域，以春秋类服饰居多。
1.3贴合PTFE薄膜
采用滚筒将热熔胶涂覆到织物表面，通过贴膜装置将DuPont（杜邦）生产的PTFE薄膜贴合到织物反面，经高温加热和高温压延，使膜与织物保持良好的粘合效果，在通过保温堆置，提高粘合牢度，避免高温直接粘合；其缺点是手感偏硬、热熔胶的柔韧性变差，在后续水洗过程中易产生脱膜现象。该类面料的优点在于耐水压效果非常优良，防风效果好，缺点是手感偏硬，在服用过程中易出现脱膜问题，且生产成本高，适合用于冬季的运动服装。
2防紫外整理在运动面料开发与生产上的运用
夏日户外运动受紫外线的辐射伤害受到极大的关注，传统抗紫外整理主要有吸收型和反射/折射型，主要通过浸轧方式，使药剂附着在织物表面，从而实现抗紫外效果，其效果与纤维材料、织物的致密度、厚重度、透孔率、色泽深浅度等要素有非常大的关系。一般天然纤维中棉、丝效果一般，毛稍好，亚麻最好，合成纤维涤纶最好。面料的致密度越高、越厚重、透孔率越低，效果越好。吸收型主要采用水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类、苯丙三唑类等反应型紫外吸收剂，通过共轭结构和氢键，在吸收紫外线后，氢键发生互变异构，将紫外线转化为热能，从而实现抗紫外效果。反射/折射型则是采用纳米氧化锌材料通过粘合作用附着于织物表面，对紫外线产生反射/折射作用，从而实现防紫外效果。吸收型的抗紫外剂整理可以和活性、分散染料同浴加工，也可采用染色后冷堆或浸轧汽蒸加工；而反射/折射型的抗紫外剂整理则可在后整理柔软加工中进行同浴浸轧烘干，加工方法简单，稳定可靠。
3COLDBLACK（冷黑）整理在运动面料开发与生产上的运用
夏日深色面料吸收红外线和紫外线的能力要强于浅色面料，使人感觉到更加炎热，而选择浅色面料的服装，又容易受到紫外线的伤害。COLDBLACK（冷黑）整理是指面料经整理后具有抗（吸收）紫外、防（反射）红外的功能，使得在夏日户外运动类的服用者选择服装时不再受到诸多限制。其加工方法为首先在染色方面选择对紫外线吸收较好的染料（需要指定染料、由Scholler公司授权），染色完成后，采用浸轧冷堆或浸轧汽蒸的方法使整理剂和纤维产生共价键结合，从而使面料获得吸收紫外线、反射红外线的功能，使在炎热夏季，户外运动者着深色服装也有凉爽的感觉。
4抗菌防臭整理在运动面料开发与生产上的运用
人运动后产生的汗液、皮脂腺体的分泌物易造成微生物、细菌的大量滋生，使人体产生瘙痒感及不雅气味，抗菌防臭整理在户外运动类服装上的运用就成了必然的需求。抗菌整理剂主要分为有机季铵盐类、咪唑啉类或纳米银离子类，通过树脂或粘合剂使其固着在织物表面。由于整理剂带正电荷，吸附带负电荷的细菌，“束缚”其自由活动抑制呼吸机能，或在电引力场作用下使其细胞壁破裂，从而致其死亡，一般经整理后的面料抑菌率（按照AATCC100-2004标准检测）能够达到98%以上。具体加工方法采用浸轧法中温烘干即可，很多抗菌除臭整理会和其他整理进行叠加使用，需要注意季铵盐类或咪唑啉类抗菌剂对烘干温度存在要求，一般在150℃以内不受影响，温度较高如需要170℃焙烘时，则需要考虑更换高温型助剂；纳米银的相对影响较小，但也不应高于180℃。
5防污与易去污整理在运动型面料开发与生产上的运用
运动类面料尤其是野外运动面料难免会造成沾污问题，经常接触雨水，防污、易去污就显得必要了。防污一般指具有“三防”功能，即防水、防油、防污，易去污是指面料沾污后极易清洗。“三防”一般采用氟碳类防水剂和交联剂配合，采用浸轧、焙烘工艺进行整理，降低织物的表面张力，当整理后的织物表面张力低于油污的表面张力时，油污就很难渗入，从而达到防污的效果。易去污也是采用氟碳树脂类进行浸轧、焙烘整理，整理后面料的亲水性得到改善，整理剂的非离子型亲水基团伸展在外，从而使织物在洗涤的过程中油污易于脱离，而且减少回沾。棉类织物亲水性较好，而涤纶类织物亲油性好，运动型面料一般含有合成纤维的几率较高，易去污整理剂中的苯环结构与涤纶的分子结构类似，会有较好的结合牢度，经整理后可极大地增强易去污效果。一般防污和易去污整理为同浴进行，称为“四防”整理。二者在作用机理上存在一定的矛盾，即“三防”降低织物的亲水性，而易去污需要增加织物的亲水性，在三防整理剂和易去污整理剂的选型及二者的用量上需要调配合理、适当，兼顾二者的指标需求。
6保暖整理在运动型面料开发与生产上的运用
冬季的户外运动中服装保暖性是必然要求，但不能过于厚重、臃肿，要求达到既轻便又保暖。保暖类服装主要有增加织物的多孔设计，减少空气流通，从而达到良好的保温效果。如Invista（英威达）推出的Thermolite®系列中空涤纶结构，KelheimFibres（柯恩纤维）推出的扁平锯齿粘胶纤维Viloft®；另外在涤纶的纺丝液中加入含氧化铬、氧化镁、氧化锆等特殊陶瓷粉末，以及纳米级的微细陶瓷粉末，能够吸收太阳光等可见光并将其转化为热能，使面料具有优异的保温、蓄热性能；也可将远红外陶瓷粉、粘合剂和交联剂等配制成整理剂，对面料进行涂层，再经烘干和焙烘处理，使纳米陶瓷粉附着于织物表面和纱线之间，此类整理剂可以发射出波长为8～14μm的远红外线，不仅具有保暖功能，还具有抑菌、防臭、促进血液循环等保健功能。
7防蚊虫整理在运动型面料开发与生产上的运用
户外运动特别是在野外活动易受蚊虫叮咬的困扰，因此防蚊虫整理越来越受到较多的关注。目前防蚊虫整理主要采用气味驱避，对人体无毒害，即面料通过浸轧含有蚊虫厌恶的苄氯菊酯药剂，使用聚氨酯粘合剂增强其耐洗性，使面料在服用过程中能够持续地释放出苄氯菊酯的气味，从而达到驱避蚊虫的效果。在加工过程中，浸轧烘干的温度应控制在120℃以内，避免高温造成防蚊虫剂在面料上的含量偏低，而达不到耐久性效果；采用较好的粘合剂，增强药剂和织物的附着牢度，提高耐洗性，一般要求洗涤20次以上，面料上的苄氯菊酯的含量应在600mg/kg以上（图5）。随着生活水平的提高，人们对健康的关注大幅提升，运动成为生活中非常重要的组成部分。不同类别、强度的运动，运动的环境、季节对与其适配的服装提出了更多的功能性需求，包括提升防护功能的需求，提升穿着舒适度的需求，提升易护理的需求，健康防护的需求等。时尚、品质、品牌档次不再是服装的简单需求，功能性防护、舒适与时尚、美观相结合，为消费者在运动条件下，在野外环境下，带来更多的便利感、舒适感、安全感成为运动型服装面料的重要发展方向。
参考文献
[1]杨银英，孟家光．浅谈户外运动服装用功能性面料[J]．国际纺织导报，2009，37（11）：63－64，66．
[2]容嘉．户外运动面料的功能性整理[J]．四川丝绸，2004（1）：43－44．
作者：乐德忠