牛津布技術(shù)
紡織品印染中的幾種新興納米技術(shù)
自從我國入世后,面料工業(yè)面臨著更加激烈的競爭和挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的面料工業(yè)只有積極吸取不同領(lǐng)域、交叉學(xué)科的新科技成績,才能進一步提升自身的延續(xù)進展能力,繼續(xù)為國民經(jīng)濟的增長作出更大貢獻,才能變“中國制造”為“中國制造”。
納米材料及納米技術(shù)在布料印染工業(yè)中的應(yīng)用就展示出良好的應(yīng)用前景,目前主要用于開發(fā)功能性化學(xué)纖維原材料、功能性面料產(chǎn)品以及功能性助劑等,如納米抑菌滌綸長絲、短纖 抗紫外線和紅外線布料 抑菌除臭功能助劑、涂料等。本文就詳細介紹幾種納米材料或納米技術(shù)在面料印染業(yè)的突破。
納米特種功能纖維技術(shù)
由東華大學(xué)等單位承擔(dān)的“高聚物基納米特種功能纖維及制品”課題,經(jīng)過3年的聯(lián)合攻關(guān)后,取得突破。
課題研究了從成纖用功能納米粉體制備及其高穩(wěn)定性和高分散性表面處理、高聚物基納米特種功能樹脂的制備、高聚物納米特種功能纖維及其制品的制備等納米貼合纖維產(chǎn)業(yè)鏈上的一系列技術(shù),攻克了納米功能分散相在成纖高聚物基體中納米尺度化及其均勻分散的難題,形成了熱塑性高聚物和無機納米功能顆粒,有效貼合及其貼合樹脂的高溫、高壓、高剪切細旦化學(xué)纖維維成形和聚丙烯基體中有機分散相的一維納米化形態(tài)結(jié)構(gòu)操作關(guān)鍵技術(shù),首次實現(xiàn)了功能性、舒適性和可紡性的有效統(tǒng)一。和微米技術(shù)相比,功能組分的加入量同比減少高可達50%,紡絲組件的更換周期從1周延長至4周,大大提高了纖維制成率,降低了設(shè)備損耗及生產(chǎn)成本,節(jié)約了能源。
目前已建成3 000 t/年功能性納米貼合樹脂的整理生產(chǎn)線一條,建成了年產(chǎn)10 000 t/年功能性纖維整理能力的研發(fā)生產(chǎn)基地。課題研制的導(dǎo)濕功能PP纖維及其制品、抑菌功能PP和PET纖維等已在上海依福瑞實業(yè)有限公司和上海金霞化學(xué)纖維有限公司等企業(yè)成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,新增產(chǎn)值3.25億元,新增利稅累計達7 200多萬元,帶動了以功能纖維為核心的產(chǎn)業(yè)鏈中上下游相關(guān)企業(yè)的進展,產(chǎn)生了相當(dāng)數(shù)量的就業(yè)崗位,對提升我國傳統(tǒng)化學(xué)纖維工業(yè)技術(shù)水平和改善人民生活質(zhì)量有推動作用。
納米生態(tài)染料
納米生態(tài)染料是一種新型染料,粒徑小于100 nm,上色堅牢度非常好,它符合Oeko-Tex Stan-dard l00的要求,研究人員已對納米生態(tài)染料的概念、性質(zhì)、技術(shù)創(chuàng)新以及應(yīng)用作了特意的論述。染料上色有非常久遠的歷史,染料印染使布料品五顏六色,完彩照人。但是染料印染仍存在著以下嚴(yán)峻缺點:上色后的織物有大量浮色,必須水洗,由此產(chǎn)生大量廢水 印染工藝長、設(shè)備多,設(shè)備投資大 能源消耗高、成本高、利潤低 上色堅牢度低,大部分產(chǎn)品達不到生態(tài)面料品的要求。
涂料印染解決了廢水問題,印染工序無廢水排放。但是涂料印染仍存在著兩個缺點:
1.上色堅牢度低,特別是耐洗牢度、濕磨、干磨上色堅牢度較差,產(chǎn)品質(zhì)量很難達到出口要求
2.手感差,如果進行兩浴后后整理,手感可以改善,但是成本提高。“納米生態(tài)染料”可以解決涂料印染和染料印染所存在的上述問題。從而開創(chuàng)印染工藝新時代,納米生態(tài)染料尚未見文獻報道。納米含義是指該染料利用納米技術(shù)制造,其產(chǎn)品粒子的三維尺寸均小于100 nm。而一般染料粒徑小于175μm。納米生態(tài)染料有黏合劑成分,因而上色堅牢度非常好。其生態(tài)含義是指染料本身,印染過程及印染產(chǎn)品均符合生態(tài)要求。由于該染料的非常納米結(jié)構(gòu),因而帶來一系列的優(yōu)良性能:上色堅牢度優(yōu)良,生態(tài)性能、工藝性能良好,對各種纖維無選擇性,為該產(chǎn)品應(yīng)用提供了廣闊的市場,為利用納米技術(shù)改造傳統(tǒng)的印染工業(yè)提供了有力的技術(shù)支持。
納米涂料墨水
江南大學(xué)納米色素和數(shù)字噴墨印花研究開發(fā)中心房寬峻教授帶領(lǐng)組,經(jīng)過數(shù)年攻關(guān),成功研制出可用于辦公室數(shù)字噴墨打印、面料品數(shù)字噴墨印花以及面料品上色印花整理的納米涂料墨水,并投入批量生產(chǎn)。
面料品數(shù)字噴墨印花技術(shù)是集信息、計算機圖像處理和新材料等于一體的新型印花技術(shù),是辦公室噴墨打印技術(shù)在布料品領(lǐng)域的延伸。該技術(shù)離不開墨水,目前使用的染料墨水耐完牢度差,生產(chǎn)周期長,對環(huán)境有污染,不具有通用性,嚴(yán)峻阻礙了噴墨印花技術(shù)的推廣。江南大學(xué)自主研制的粒徑在50~150 nm的黃、品紅、淺品紅、青、淺青和黑六色墨水,克服了染料墨水的上述不足,具有良好的打印性能,可以印制棉、蠶絲、滌綸以及各種多組分纖維布料,且印制的布料圖案色澤鮮艷、牢度優(yōu)良,布料手感柔軟。
納米涂料墨水還可以應(yīng)用于面料印染上色和印花整理,和傳統(tǒng)方法相比,同樣顏色染料用量減少且手感柔軟,可大大降低企業(yè)成本,提高產(chǎn)品競爭力。
納米涂料特種印花
涂料印染工藝因具有工藝簡單、仿色精確、無需水洗等特點,在國外印染整理中得到廣泛的應(yīng)用,所占比#p##e#重超過50%以上。
納米涂料特種印花,就是在涂料色漿中添加0.3%納米級硅基氧化物,可以改善原來色漿性能,獲得良好效果,其中包含色漿具有良好的觸變性和良好的透網(wǎng)性,增加了墨膜的強度、彈性、耐磨性和耐水性,從而提高了各項上色堅牢度,并且改善了印制花紋的清楚度和透明度。
這種納米級的硅基氧化物,加入量少而性能改善很大,為涂料印花進展起到很大的作用,目前國內(nèi)外還在進一步摸索中。
結(jié)語
納米技術(shù)還存在一系列的問題,如納米材料的制備手段還不成熟,可能存在安全隱患等。如負載在布料上的TiO2需200℃以上高溫焙烘才可轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋钚暂^高的銳鐵礦晶型,而高溫會大大降低布料品的物理機械性能。香港理工大學(xué)和東華大學(xué)已對此展開了研究,并于低溫(100℃左右)下在棉布料上成功制備了銳鐵礦型納米TiO2。此外,負載在面料品上的納米ZnO和TiO2經(jīng)紫外完照射后,在分解污物、殺滅細菌的同時也會降解纖維,導(dǎo)致布料強度等物理機械性能劣化。國外有研究者用一層惰性多孔質(zhì)膜覆蓋完觸媒或利用無機材料對布料進行隔層預(yù)處理等。
無論國際還是國內(nèi),納米技術(shù)的應(yīng)用和生物安全性研究都剛剛開始,它既是國際科學(xué)前沿,也是和人類健康和生活緊密相關(guān)的重要社會問題,充滿了科學(xué)創(chuàng)新的機遇。
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