针织内衣功能性检测技术
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针织内衣功能性检测技术

2022-10-24 11:00:05 来源:网友投稿

材料的应用也更加多样化,因此,很多具有特种功能的针织内衣应运而生,如抗菌内衣、保暖内衣、远红外内衣等。如在2013中国功能性纺织品技术创新与应用研讨会上,国内首款自洁内衣——康纶航天内衣首次亮相。这款内衣宣称自洁、抗菌、防臭、吸湿排汗等功效,可有效抑制MRSA、NDM-1、H1N1三大病菌。

目前市场上销售的功能性针织内衣可谓五花八门,包括整形美体、保暖调温、抗菌保健等等,各公司对功能性内衣的研究也在如火如荼的进行。有的塑身针织内衣还增加了养生保健功能的宣传,宣称可以加速血液循环、增强免疫或保护脊椎、防止腰酸背痛。有的塑身针织内衣甚至打起了“磁疗”的招牌,宣称能疏通经络、消炎止痛、活血化瘀、加速微循环、提高免疫能力。但是这些功能性针织内衣的效果是否真的如商家所宣扬的那样呢?这就需要有专业的检测技术手段来进行检验。

2 针织内衣常规的检测项目介绍

针织内衣常规的检测项目一般有纤维成分和含量、染色牢度、洗涤性能、物理性能、外观质量和安全性能等,具体检测方法和执行标准见表1。

3 针织内衣功能性检测技术介绍

3.1保暖功能性检测

目前,市场上销售最多的功能性针织内衣是保暖内衣。关于针织保暖内衣的检测,主要依据FZ/T 73016—2000《针织保暖内衣(絮片类)》和FZ/T 73022—2004《针织保暖内衣》标准。前者对絮片类保暖内衣的保温率、透气率和透湿量等指标做出了规定,而后者规定了针织保暖内衣的保温率。国外对于针织内衣保暖性的检测标准有ISO11092:1993、ASTM F1868—09等标准。

吸湿发热针织内衣是市场上新出现的一种保暖针织内衣。吸湿发热针织内衣的发热原理是利用纤维的高吸湿性将水分子吸收到纤维表面,将水分子的动能转化为热能释放出来,从而起到主动发热的作用。目前的主要处理方法是对纤维进行高亲水化处理,包括引入亲水性基团、增加纤维的裂缝或微孔而增加纤维的比表面积、在纤维内部添加或在纤维表面涂覆吸湿发热材料颗粒等。我国于2010年制订了FZ/T 73036《吸湿发热针织内衣》标准,对吸湿发热针织内衣的最高升温值和30min内平均升温值做出了明确规定。但是,该标准的不足之处是没有考核吸湿发热性能的耐久性。若产品本身是通过后整理方法获得吸湿发热性能,那么其耐久性的考核也是不可缺少的。

3.2抗菌功能性检测

一般而言,纺织品的抗菌功能可以通过两种途径获得,一种是先制得抗菌纤维,然后再制得各种抗菌织物;另外一种方法是通过后处理的手段使纺织品获得抗菌效果。天然的竹原纤维确实有抗菌效果,但是也要含量较多才会有效。市面上的纺织品所采用的大部分是竹浆纤维,基本没有抗菌效果。

纺织品的抗菌功能测试目前已发展的较为成熟,分为定量和定性测试方法。主要有ISO 20645《纺织织物抗菌活性的测定琼脂平皿扩散试验》、ISO/DIS 20743《纺织品抗菌整理产品抗菌活性的测定》、AATCC Test Method 100(菌数测定法)、AATCC Test Method 90(晕圈法)、AATCC Test Method 124(平行划线法)、JIS Z 2911(抗微生物性实验法)、JIS L 1902(纺织品抗菌活性剂效果测试)、GB/T 20944《纺织品抗菌性能的评价》(包括琼脂平皿扩散法、吸收法和振荡法)等。

抗菌针织内衣产品可以根据需要,选择一种或几种方法进行抗菌功能测试。我国行业标准FZ/T 73023—2006《抗菌针织品》规定了4种测试方法,即奎因法、吸收法、振荡法和晕圈法,是参照上述国外标准并作出了适当的改进。其中晕圈法可用于判定测定织物是否为溶出型抗菌织物。另外,CAS 115—2005《保健功能纺织品》也规定了纺织品抗菌性能的测试方法。

3.3生理舒适性功能性检测

针织内衣的舒适性包括客观舒适性和主观舒适性。由于主观舒适性的评价因人而异,目前还没有统一的评价方法。客观舒适性主要是指热湿舒适性,一般是用针织内衣的热阻、湿阻和透气率来衡量。

关于针织内衣的热阻、湿阻和透气率的测试,我国和欧美目前都有相应的标准。如GB/T 11048《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》、GB/T 5453《纺织品织物透气性的测定》、ISO 9237、ASTM D737、BS 7209、ASTM E96/E96M、ISO 11092、ASTM F1868等。上述标准的测试对象都是指向面料,不能精确反映针织内衣穿着在人体上时整衣的生理舒适性能。

GB/T 18398—2001《服装热阻测试方法暖体假人法》测定针织内衣的热阻是将针织内衣穿着在假人上,通过假人皮肤上的温度传感器进行测量,而且假人能够维持静止站立和动态步行两种姿势,步速为30~60步/min。暖体假人符合人体解剖生理特点,能模拟人体表面温度分布,可进行与人体有关的热学研究,也是进行针织内衣隔热值试验研究的理想测试设备,它可以接受任何试验条件,由于没有生理、心理因素的影响,试验结果稳定,误差较小,测量精确合理。这种假人的缺点是不能模拟人体出汗条件下针织内衣的热阻。

3.4智能调温功能性检测

智能调温功能一般是通过使用相变调温材料来实现的。自然界的物质以气、固、液等3个状态存在,在一定条件下,物质在这3个状态之间的转变称为相变。在这一过程中,存在吸热或放热的现象。相变材料就是一种利用相变潜热来储能和放能的化学材料,是智能调温纺织品的重要组成部分。将相变材料加入到纺织纤维中一般有浸渍法、复合法纺丝法和微胶囊法等3种方法。

关于相变调温针织内衣的温度调节性能,目前还没有统一的测试方法与标准。相变材料的科学研究工作经常用到的方法是热分析法,包括差热分析法(DTA)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)。DSC是针对性的测量方法,用于测量相变材料吸热和放热的相转变点、熔点、结晶点和温度变化的范围,并可提供热转变中的能量损耗。TGA用于测量微胶囊中相变材料的热应力。但是这些方法对于实际的检测工作却不太适用。因为在实际的检测工作中,只需要直观的了解该智能纺织品随环境温度变化保持自身温度稳定的能力。

Youngmi Park等人在研究相转变材料制成的服装的性能时,采用了一种新的测试仪器,人体服装环境模拟器HCE(human clothing environment simulator)。该仪器由以下几个部分组成:温度控制单元,出汗热板(模拟人体皮肤,保持温度在33℃),两个环境控制舱(温度分别为《30~18)±0.5)℃、((10~50)±0.5)℃),相对湿度RH(30%~98%)±2%),数据记录系统,发汗装置。该HCE装置设有3个温度和湿度感应器,不仅可以测试单个样品,还可以模拟人体的穿衣习惯,测试穿着两件或3件服装时每件服装的性能。在测试期间,温度和湿度感应器实时测定温度Tmi和湿度RHmi,并将数据通过数据记录系统记入计算机。测试时先将织物置于(35±0.5)℃、(50%±5%)的环境下,10 min后喷洒1.2mL的汗液(模拟人体出汗),再过30min后将织物置于(-10±0.5)℃的环境下30min。以Tmi和RHmi分别对时间作图,就能清楚的看到服装在穿着环境变化过程中的性能。

该方法具有直观、准确的特点,能够真正模拟服装在穿着过程中的服用性能,不仅适用于智能调温针织内衣产品的检测,也适用于其他保暖服装和防风服的检测。

3.5远红外功能性检测

关于远红外针织内衣产品的检测,目前可供选用的有以下3个标准:FZ/T 64010—2000《远红外纺织品》、GB/T 18319—2001《纺织品红外蓄热保暖性的试验方法》和CAS 115—2005《保健功能纺织品》。

国际上通用的方法是采用测定法向发射率的方法来测定针织内衣产品的远红外功能。FZ/T 64010~HCAS 115也采用测定法向发射率的方法。此外,CAS 115还规定了生物微循环血流量变化率测定法和生物组织微循环灌注改善评价方法。其中,法向发射率测定方法可以衡量远红外针织内衣产品的保暖效果,而生物微循环血流量变化率测定法和生物组织微循环灌注改善评价方法可以衡量远红外针织内衣产品的保健功能,如促进血液循环等。

法向发射率的测试方法涉及到参照黑体的选择问题,但是自然界是不存在绝对黑体的,只能选择近似的黑体,因此不同的测试仪器选择的参照黑体的近似程度是不同的,这就对实验结果造成了一定的误差。生物微循环血流量变化率测定法和生物组织微循环灌注改善评价方法都需要用到小白鼠来进行试验,不符合当今生态环保的潮流。

Yu Guan和Yi Zhang采用近红外光谱对远红外聚丙烯纤维和聚酯纤维进行定性分析,使用的主要仪器是近红外分析仪。其方法是首先使用近红外分析仪分别扫描聚丙烯纤维和聚酯纤维,获得它们的标准红外光谱图,然后采用PLS(部分最小二乘法)方法进行拟合,分别建立聚丙烯纤维和聚酯纤维的定性分析模型。将被测试纤维的红外光谱图和已知的标准模型进行比较,判定该纤维是否为远红外纤维。

这种模型的回归系数大干0.96,具有一定的预测稳定性,而且使用方便快速。但是这种模型的建立需要对大量的纤维进行扫描,以保证模型的精度。

3.6磁功能性检测

磁性纤维是近来流行的一种纤维,宣称可以疏通经络、消炎止痛、活血化瘀、加速微循环等。15~50 Gs的磁感应强度是对人体有益的,在这个磁感应强度下,磁力线能穿透的织物厚度是有限的,因此磁性纤维比较适合应用于贴身衣物,如针织内衣。

目前,关于磁性针织内衣的检测还没有形成统一的方法和标准,主要是以磁通量大小来衡量产品的磁性强弱。CAS 115在附录C中规定了磁场强度的测定方法,该方法适用于测定加载永磁体的磁性针织内衣织物表面磁感应强度,采用霍尔探头感应织物内永磁体在其表面的磁感应强度。附录D是磁物数量及分布评价表。

但是该标准也存在不完善的地方。随着科学技术的发展,目前的磁性纺织品和早期的具有磁性功能的纺织品已经有了很大差别,早期的具有磁性功能的纺织品是将磁性材料如磁条、磁片或磁块缝制在纺织品上。而随着科学技术的发展,目前磁性纤维主要是通过共混纺丝、化学物理改性、表面合成、定位合成等方法制得含有磁性材料的纤维,然后对纤维进行充磁使之获得磁性。所以CAS 115规定的测试方法已经不再适用于当前的磁性针织内衣产品的检测。

因此,制定评价磁性针织内衣性能的检测标准就显得非常紧迫。笔者认为可以从以下几个方面来考核针织内衣的磁功能:(1)功能性:评估磁性纤维对人体血液流动的影响,判定是否有或者在何种条件下有促进血液循环的作用;(2)安全性:规定合适的磁感应强度。磁感应强度太大对人体有损伤,磁感应强度太小亦不能起到作用;(3)耐久性:评估在保持产品效果的同时产品的耐洗涤次数。

4 结束语

随着科学技术的发展,纺织品的功能化发展迅速,其在针织内衣上的应用也越来越广泛。这些功能能够满足人们新的穿衣理念,因此其市场前景会越来越好,同时也会向着生态、环保、多功能、跨领域的方向发展。笔者从检测角度出发认为,相关职能部门应注重针织内衣功能性检测的时效性,及时制定针对产品功能性检测的相关标准,加快标准更新,缩短标准更新周期,应考核功能性材料的安全性;建立针织内衣功能性检测的科学标准体系,规范国内针织内衣市场。


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