功能性纤维纺织品的开发与未来

功能性纤维纺织品的开发与未来

随着人们对生活环境与质量的要求越来越高，某些原先只在特定领域中使用的功能面料也走入了人们的日常生活中。根据有关专家分析，功能性纺织品将迅速发展，是纺织品未来的发展走势之一。它将与细旦纤维纺织品、无纺布、复合材料、环保型材料等共同构成未来纺织品的七大走势，成为纺织品的发展主流。功能性面料与传统的纺织面料相比具有很强的针对性，功能性面料系指某一项或多项性能指标高于普通织物。它是发展高新技术的先导和支柱，在开发高新技术产业用纺织品中具有特殊的意义。

另外，功能性纤维与面料市场份额巨大，世界各大权威纺织机构研究表明，如吸湿排汗及相关功能性纺织品是未来消费市场的一大趋势。据预测，该类产品在2005年全球市场的销售额可达50-100亿美元。当今，海外有实力的品牌商已扩大服装市场的应用，一些纺织公司将提供相应的产品咨询、技术服务、品质监测和服装吊牌等服务。

1 功能纤维的概念

功能纤维，也叫高功能纤维、新纤维，其涵义为除具有\"纤维、织物、服饰\"这一功能外，还同时兼有一些特殊功能的纤维。功能纤维是由功能高分子材料纺制，也可以由普通高分子材料通过加工、改性，或者添加功能材料创制而成。

在高分子化学、纤维化学领域中，也有把功能性建立在其分子结构和反应性的设想，即在特定的条件下是稳定的，当其从这种条件或状态下解放出来，或置于某种环境介质中即可起到某种特定作用的纤

维称做功能性纤维，许多功能纤维是在功能高分子材料的基础上发展起来的。

目前，合成纤维已经在纤维材料的服用上占了主导地位，除了开发特种功能纤维满足宇航等高科技要求外，随着人们生活水平和审美观点的变化，大量需要各种差别化纤维和功能性纤维。近些年来，日本已经系列化供应市场，韩国的纺织企业逐渐将纤维生产重点由普通

纤维转向高附加值的功能性纤维上，国内也进行了开发和研究。

2 功能性纤维制品的生产方法

功能性纤维制品的生产方法主要有以下几种方法！ (1)共混纺丝法

在纺丝液中添加具有特殊功能的物质，然后纺丝，这种方法得到的产品性能稳定，效果持久；

(2)复合纺丝

将含有功能性物质的溶液与一般纺丝溶液从同一纺丝口喷出，形成长丝，其结构有多种，如并列形、皮芯形、海岛形等；

(3)纤维改性

将原有纤维进行改性，使其带有功能性物质基团； (4)特殊后整理

在后整理过程中对织物进行涂层、浸轧或喷洒功能性物质，这种加工方法所得到的产品耐久性不强；

(5)使用新型纤维

如甲壳素纤维、牛奶蛋白接枝纤维、大豆蛋白接枝纤维、竹纤维 等。

3 功能性纤维和织物种类 3.1 功能性纤维分类 3.1.1 功能性纤维按用途分类

⑴服用功能纤维（如超细、高吸湿、高导湿、高收缩、防菌、防虫、免烫、柔软等等）；

⑵装饰用功能纤维（如阻燃、变色、夜光、香味、防污、自洁等等）；

⑶产业用功能纤维（高强、高模、导电、吸附、分离、耐老化、离子交换、生物体相容等等）

3.1.2 功能性纤维按功能分类 大致可分为4类。 ⑴物理性功能

力学功能：高强、高模、高弹等；

电气功能：导电、抗静电、高绝缘、电磁波屏蔽、光电性、热电性、信息记忆等等；

热学功能：耐高温、耐低温、隔热、阻燃、保温等等；

光学功能：光导、光吸收、光反射、光折射、光干涉、光致变、耐光、偏光等等；

物理形态功能：异截面、异细度、超细、表面多孔多坑等等。 ⑵化学性功能

光化学功能：光降解、光交联等等； 化学反应功能：催化、分解、防腐等等； ⑶物质分离功能

分离性功能：中空分离、微孔分离、反渗透等等； 吸附交换功能：离子交换、高吸水、选择吸附等等。 ⑷生物适应性功能

医疗保健功能：促进人体微循环、屏蔽有害射线、抗菌防螨、负离子等等；

生体功能：人工透析、生物体相容、生物吸收等等。 3.2功能性纤维织物的种类 3.2.1审美性、欣赏性 ⑴外观、色彩 ⑵质感、触感 3.2.2 物理力学功能

⑴水（吸水、保水、吸湿；拒水、防水、防污） ⑵电（制电、带电、导电）

⑶热（保温、发热、断热；放热、通气、快适性；防融、融接、自己粘连）

⑷光（反射、吸收、深色；发光、蓄光、变色） ⑸力学（高强度、高弹性；橡胶弹性） 3.2.3 生物功能

抗菌防臭、消臭与芳香、健康与生态、舒适、仿生物、生物降解与生物稳定。

3.2.4 化学功能

膨润、收缩；熔融、分解；分割；自然卷缩、潜在卷缩、膜分离、催化、降解、反应、分子识别。

3.2.5 高耐久性

耐光、耐辐射；耐气候；耐热；耐化学药品；耐生物。 3.2.6 超高性能

超吸水；超耐热、超耐药品；超高强度、超高弹性。 3.2.7 特殊功能

光传导、感光；透析、反渗透；离子交换、吸附性；气体交换；防护、吸收、反射电磁波；清扫性、防尘性。

4 国内外部分公司开发的功能性纤维与纺织品情况 4.1 美国

4.1.1特殊功能纤维服装

据海外媒体报道，美国科学家研究开发了一种极特殊功能的纤维服装，据称这种极特殊功能的纤维服装的制作是利用青蛙肌肉收缩和扩张的原理，所以被科学家称\"肌肉服装\"。当人们穿上这种肌肉服装后，人的力量会大大增加，不仅越障能力强，而且还可以跳出超常人的高度。

据美国科学家说，生产类似青蛙肌肉收缩扩张原理的服装，关键是要寻找到一种特殊的纤维材料。

4.1.2 非织造清洁用布

美国杜邦公司在如何减少净化室被污染上做了大量的研究和产 品开发工作，研制成了一种复合型非织造清洁用布（Sontara MicroPure）无尘室擦拭布。Sontara MicroPure擦拭布采用杜邦水刺工艺特制而成，依靠严格的质量管理系统进行生产，新的专门工艺技术使非织造产品比以往同类产品更清洁、吸液能力更强，独特的自动化交换设备可以较少的人工操作和最低的污染将纤维制成擦拭布。

4.1.3 闪光纤维

近些年来，美国已经出现了被命名为Angelina的新产品，它是一种新系列的超细闪光塑料纤维，使得时装和纺织品生产厂家能生产出

新颖的色彩和强烈反光效果的时装和其他产品。各种各样的色彩和类型的纤维由涤纶或锦纶薄膜制成。

为了适用于一些特殊技术和产业的应用，一些纤维可专门镀上或不镀金属，这就意味着新型纤维具有控制静电的潜力。可以镀层的金属有金、银、铝、铜、黄铜、钢等等。

此外，从将来的发展考虑，家用洗涤和干洗特性中耐热和耐洗涤将具有重要地位。一般镀有金属的涤纶可耐干洗温度到176℃（3500F）E而闪光涤纶只能耐130℃（2650F）。

4.1.4 CoolMax功能性纤维织物

CoolMax功能性纤维织物最早是由杜邦公司的Dacron纤维织造而得，Dacron纤维是中空涤纶纤维，是一种新型聚酯纤维．它独特的截面形状为四管状，又是中空纤维，纤维的管壁还透气．正是由于这种纤维的独特物理结构，导致了它的吸湿、排汗、透气特性，使织物有很好的毛细效应，可随时将皮肤上的汗湿抽离皮肤，传输到织物

表面并迅速蒸发，使皮肤保持干爽和舒适，持久如一。

CoolMax功能性纤维属于聚酯类纤维，具有聚酯类纤维的共性，高温湿热条件下，长时间碱处理时，纤维的强力损失较大．在传统的高温练漂工艺中，织物上的杂质、剩余浆料在烧碱、双氧水的作用下均能发生膨化、溶胀、氧化、降解等反应．这些反应速度随着温度的升高而加快，从而达到去除杂质的目的．中空沟槽的CoolMax'纤维在强碱作用下经长时间的高温煮练，纤维强力损失明显．因此，CoolMax功能性纤维织物的煮练，不能选用常规的碱氧煮练，而是退浆后选用了纯碱、CX-820煮练．生产加工中应确保CoolMax功能性纤维的中空四管的管壁透气纤维的结构不被破坏，使得CooLMax功能性纤维织物有很好的毛细效应，可随时将皮肤上的汗湿抽离皮肤，传输到织物表面迅速蒸发，保持皮肤干爽和舒适，使消费者充分享受到织物的吸湿、排汗、透气等特性．所以，充分水洗才能保证CoolMax 功能性纤维织物特性得到体现。

4.2 日本

4.2.1 释放VC的功能纤维

日本公司发明了一种能将维他命原加入到纤维中的生产方法，维他命原这种物质当存在于一有机体当中，马上就会释放出维生素，位于日本东京的富士纺织公司建议将所发明的采用这种V-UP工艺加工生产的纤维制作T恤衫，它可以提供穿着者每天所需要的维他命C。

维他命是一种相对来说不太稳定的化学品，很容易在水洗过程中被排掉，以前在这方面做了很多研究都没有成功，而V-UP生产技术

能够稳定的将维他命母体添加到纤维中。采用这种纤维制成的服装，纤维中的维他命能够被穿着者分泌的皮脂所溶解，进而被人体所吸收。一件含有V-UP纤维的T恤衫中维他命原的含量相当于2个柠檬中维他命C的含量，而且，在经过30次洗涤后其含量仍然保持不变。公司还认为被人体皮肤所吸收的维他命原会存在于皮肤的细胞内，且会在酶的作用下慢慢的转化为维他命C。

该公司将含有V-UP纤维的T恤衫在2002年初投放市场的，销售目标主要是针对于对皮肤健康非常感兴趣的妇女，公司还生产了含有维他命C的内衣。

4.2.2 新型聚酯高导电纤维MeganaE5

日本Unitika纤维公司开发的新型聚酯高导电纤维MeganaE5，是一种含碳双组分长丝。导电率是常规导电纤维的2倍。它主要用于制作特殊环境下的制服，包括半导体厂清洁室内使用的清洁服、抗静电材料等。该纤维于2003年在日本销售50多万米。

与这种特殊的高导电纤维相配套的双组分纺丝工艺，可最大限度地发挥该材料的优点。因为该材料回潮率低，具有疏水性，所以很容易产生静电。因此，在织物表面涂上亲水树脂或纺入一部分其他纤维，可满足半导体生产厂商更高的性能要求。为提高导电率，在聚合物中加入具有导电性能的高浓度碳，从而获得较高的稳定性能。该纤维截面有呈三叶排列的碳粒子。

4.2.3 调节温度的尼龙纤维

位于日本大阪的钟纺合纤公司与出光公司联合开发出了世界首 款可调节温度的尼龙纤维。据介绍，该纤维可以根据外界气温的急剧变化，将衣服里面的温度调节到人体感觉最舒服的程度。新的纤

维里边安装有出光公司开发的可以随温度变化吸热和放热的\"温度调节聚合物\"。不管在热天还是冷天，都能够保持人体表面的温度。

4.2.4 保温抗菌尼龙丝

日本钟纺合成纤维生产公司研究开发出一种具有保温和抗菌功能的尼龙长丝。据介绍，日本钟纺合纤生产公司把一种长炭煮熬到尼龙纤维中，就可以使尼龙纤维达到保温和永久的抗菌作用。这种开发的尼龙保温和抗菌新长丝纤维，将用于生产秋冬季节的贴身内衣和女性长筒袜。新尼龙纤维材料在2001年的市场销售价平均每公斤为3800日元左右。

4.2.5 吸湿发热纤维

日本的美津浓公司在竞争中独辟蹊径，开发出了吸湿发热纤维，具有吸湿发热功能的合成纤维深受人们的关注，这种纤维本身就能吸收汗液或水分，同时还能通过化学反应发热，现在仍被大量用作贴身汗衫和毛衣的材料。

近些年来，由于中国服装纤维产品正以其廉价且优质畅销日本，日本美津浓公司正是以其个性化产品投入竞争，以夺先机。该公司生产的这种纤维由于汗液和水分会在纤维内部发生化学反应，因此衣服内部的温度会上升2～3℃，除提高了保湿性能外，还具有使PH值保持在中性的作用，并且具有杀菌和防臭的效果，从而保护人体健康。

日本人穿着的纤维产品，有80％是进口产品，日本美津浓公司 这种高性能纤维的开发，掌握着维持剩余国内需求的关键。 据推算，2001-2002年间吸湿发热纤维在日本市场规模已达200亿日元，目前市场规模还在急剧扩大。日本美津浓公司认为，吸湿发热纤维的市场规模有望在2005年达到1000亿日元。

4.3 中国

4.3.1 天津功能纤维纺织品

天津市纺织行业以纳米技术为基础研制出的负离子纤维、珍珠纤维、远红外纤维、抗紫外线纤维、麦饭石纤维等产品填补了国内空白。

天津是我国老的纺织品生产基地，近年来纳米技术不断取得突破，融入纳米级粉体材料的纳米纤维运用在服装和纺织品中，可以使化纤

面料易洗、穿着舒适，使传统化纤集抗紫外线、抗菌、吸湿、保健等功能于一身。1992年天纺集团赛远公司抓住\"纳米\"技术进入纺织品的商机，在全国率先应用纳米技术纺出了我国第一根远红外纤维。

前几年，天纺集团成立了\"天津市赛远纳米材料研究所\"，那是当时我国纺织业惟一的纳米技术研究所。该所与美国纽约科学院、华东理工大学、天津大学等大专院校联合开发功能纤维。这种新型功能纤维，选择天然珍珠，应用纳米技术，经超细粉碎加工，形成超细珍珠粉体材料改变其耐热性，进行共混熔融纺丝，制成珍珠蛋白纤维。

该公司的产品经国家权威部门测试其氨基酸含量与珍珠营养霜 基本持平，而且还含有铁、锌、钙等16种人体需要的微量元素。夏季到来，天纺集团还推出了一批防紫外线、负离子等纳米服装。其中防紫外线系列经中国计量测试中心测定能吸收阻隔95%以上的紫外

线，负离子系列每立方厘米的可达2000个负离子，与森林、瀑布周边的环境基本持平。

4.3.2 电晕放电型可染性导电纤维及特种面料

近5年来，江苏省纺织研究所开发的\"电晕放电型可染性导电纤维及特种功能面料\"，是经过两年多的时间进行研制的，已先后开发成功纱卡、仿麻呢、纯涤经编手套布、毛涤花呢等10多种防静电产品。已在石油化工、微电子、医疗、食品、精密仪器、油田等对静电比较敏感的领域得到应用，产品深受用户欢迎。

江苏纺研所的\"电晕放电型可染性导电纤维及特种功能面料\"研 究项目，是采用导电碳黑及金属氧化物制成导电母粒为芯组分，添加成孔剂及光屏剂的聚酯为皮组分，经过复合纺制成可染性导电纤维。用可染性导电纤维为经纱，以等间距方式嵌入化纤和混纺织物，经印染整理加工制成防静电织物。

该产品的生产技术水平属国内首创，填补了国内空白。用该技术生产的防静电织物经国家劳动保护用品质量检验中心检测，其防静电性能和耐洗涤性能良好，并达到国际同类产品水平。

4.3.3 COOLBST纤维

由中国石化仪征化纤股份有限公司涤纶短纤厂研制的COOLBST

填补了国内差别化短纤的一项空白。

该厂生产的COOLBST纤维产品采用全新的纤维截面形状设计，将毛细管原理成功地运用到纺织品表面结构，使其能够快速吸水、输水、扩散和挥发，从而保持人体皮肤的干爽。同时，由于聚酯纤维具

有较高的湿屈服模量，在湿润状态时也不会像棉纤维那样倒伏，所以始终能够保持织物与皮肤间的微气候状态，达到提高舒适性的目的。因此，具有卓越的吸湿排汗性能。

4.3.4 吸湿排汗聚酯长丝\"FCLS-75\"

仪征化纤股份公司涤纶五厂生产的吸湿排汗聚酯长丝\"FCLS-75\"主要是通过物理改性和化学改性两种方法得以实施，通过改变喷丝板微孔的形状，纺制具有表面沟槽的异形纤维，而导湿性提高主要是由于在异形纤维的纵向产生了许多沟槽，纤维通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿排汗的功效。通过比较各异形纤维可以发现，纤维的吸湿功能不仅与异形度有关，还与沟槽的深度、沟槽的形状有关。而不同异形截面的纤维在相同异形度时，导湿性能也不一样。带有较深且较窄沟槽的异形纤维导湿性能好。

仪征化纤股份公司涤纶五厂所开发的\"FCLS-75\"的Y形截面的FDY丝就是利用该方法所制成的。该纤维拥有比一般纤维多出20%的截面，其吸水性和吸湿性可与天然纤维相媲美。同时，还保持了纤维原有的优良性质。其用途非常的广泛，可以用在生产罩衫、衬衫、裙子等女式服装上，还可以广泛用在夏季穿着的西裤、成套内衣、休闲短裤等男式服装领域上。

4.3.5 远红外系列纤维

中国石化仪征化纤股份公司已成功地研制开发出系列远红外纤维，其中包括远红外中空三维立体卷曲纤维及可用于织造的远红外长、短丝等品种。