含金属纤维纺织品的开发与应用-抗菌产业

2014年2月第1期（总166期）轻纺工业与技术0引言金属纤维的研究起源于美国，到20世纪60年代已实现商业化。

我国从1979年才开始对金属纤维及其制品进行研究。

金属纤维由于其良好的导电性、导热性、耐磨性以及强度高、弹性模量大等优点其应用已扩展到民用、工业和军事领域［1］。

纺织用金属纤维是指某些金属材料被加工成适宜纺织生产的纤维［2］。

按所含主要金属成分分为金、银、铜、镍和不锈钢等。

制造方法主要有熔抽法、拉拔法和切削法三种［3］。

不锈钢纤维因其成熟的制造工艺，优良的纺纱织造性能及较高的性价比被广泛应用于纺织生产。

纺织的历史已有几千年，最初仅仅是为了满足遮羞、保暖的需求，后来渐渐发展为舒适自然。

随着科技的进步和人们生活水平的提高，人们对健康概念日益关注，功能型纺织品成了人们关注的焦点。

含金属纤维纺织品因其独特的功能性，伴随新工艺、新技术的应用，为含金属纤维纺织品的开发提供了有利条件。

1含金属纤维纺织品的应用现状含金属纤维纺织品是一类新型的纺织材料，由于金属纤维所具有导电、导热、防静电、防电磁辐射、抑菌、抗污染等性能特点，在三大类纺织品中都有所使用，而且与高科技产业关系密切。

这其中既有纯金属纤维织物、掺有金属纤维的混纺织物，又包括将金属纤维束剪切成一定长度，采用无纺技术形成纤网、烧结而成的金属纤维非织造布［4－5］。

目前在市场上研发的主要有抗静电、导电及屏蔽、抗菌抑菌和形状记忆等含金属纤维纺织品。

1．1含金属纤维抗静电纺织品由抗静电纺织品制作的工作服和防护罩，可用于军工、火工品生产，以及石油、海运、化工、胶片、煤矿、橡胶、医院等易燃易爆作业场所，还可用于煤气、石油气、宇航燃料灌储部门以及电子器件制造业的静电敏感器件生产部门，用以防止火灾与爆炸事故的发生［6］。

近年来多利用金属纤维与其它纤维混纺制得抗静电织物，最初是在织物内镶嵌导电金属长丝，利用金属的导电性来传导和消除静电。

但是利用这种工艺生产的防静电织物，由于金属长丝在织物表面显露不均，且金属难以上色的特性，严重影响了织物染色和后整理效果。

天津市第四棉纺织厂邢维恕［7］等在考虑成纱质量和成本价格的基础上，选用不锈钢金属纤维与涤纶纤维经过四道并条工艺混纺成纱，使纤维均匀混和，解决了染整色花、染色不匀的问题，且经过试制和检测，织物防静电性能优于国家标准GB12014－89《防静电工作服》的指标要求，能够确保使用安全，满足了客户要求。

王学芹［8］等利用镀银纤维进行多功能纱线及织物结构设计，将镀银纤维与腈纶混纺，通过观察混纺纱的横截面，发现镀银纤维大部分分布在混纺纱的外侧，这有利于静电荷的消除；将不同混纺比的纱线织成织物，随着镀银纤维含量的增加，织物的抗静电性能逐渐提高。

但是当镀银纤维的含量达到一定值时，织物的抗静电性能提升缓慢；织物密度对抗静电性影响较小，且镀银纤维含量为0．5％时就能满足国家标准规定的防静电工作服标准要求。

1．2含金属纤维防电磁波辐射纺织品电子产品的普及，在给人们带来方便的同时电磁辐射无处不在。

大量科学研究已证明电磁辐射对人体的神含金属纤维纺织品的开发与应用李倩，魏赛男，姚继明（河北科技大学纺织服装学院，河北石家庄050018）【摘要】详细介绍了含金属纤维纺织品在抗静电、防电磁辐射和抑菌等领域的应用研究状况，并对其存在问题及应用前景做出了分析。

【关键词】金属纤维；纺织品；抗静电；防辐射；抗菌Doi:10.3969/j.issn.2095-0101.2014.01.029中图分类号：TS106.5+99文献标识码：A文章编号：2095-0101（2014）01-0073-03收稿日期：2013-12-27作者简介：李倩（1988－），女，硕士研究生，主要从事功能性纺织品开发方面的研究。

专题与论述2014年2月第1期（总166期）轻纺工业与技术经系统、免疫系统、循环系统和生殖系统功能都可造成不同程度的伤害。

因此为了减少电磁辐射强度，保护公众健康，保护环境，人们充分利用金属纤维反射电磁波的独特性能，研究开发防电磁波辐射纺织品。

姜伟［9］等为研究影响金属纤维混纺织物防微波辐射性能的因素，织造了不同组织结构、不同经纬纱配置的5种织物，测试织物防微波辐射屏蔽性能，分析实验结果得出织物的屏蔽效能随着金属纤维含量的增加而增大，但当含量超过一定比例后，织物的屏蔽效能反而减小；欲达到较好的屏蔽效果，经纬向最好都有金属纤维混纺纱；平纹组织有利于混纺织物屏蔽效能的提高；频率对织物的屏蔽效能有较大的影响。

金属纤维也可以与其他纤维以混纤、混纺、并捻、交编、交织等方式混用。

朱洪英［10］等采用铜镀铬金属细丝/涤/棉混纺纱线，加工的普通防电磁辐射家居服，其防辐射性能可达20dB，足以屏蔽计算机、微波炉等家用电器的辐射，且织物手感柔软，服用性能好，可制成长袖、短袖、马甲、肚兜、围裙等，根据需要单独穿一件或多件组合搭配，从而达到不同强度的防辐射效能。

文珊［11］等对不锈钢纤维含量对屏蔽和服用性能的影响做了研究，得出随着不锈钢纤维含量的增加，屏蔽效能及屏蔽率提高，但提高的幅度逐渐减缓；织物的透气性、抗折皱性随着不锈钢纤维含量的增加而下降，但耐磨性、拉伸断裂强度随着不锈钢纤维含量的增加而增加。

当不锈钢纤维的比例在5％～15％即可满足一般设备的防护要求，超过30％时，虽然屏蔽效能提高，但织物的可加工性及成型差，而且舒适性、外观性能下降。

根据电磁辐射防护服的要求，对于大功能射频应用设备的强场防护，要求屏蔽效能值在30dB以上；对于一般设备，要求屏蔽效能值在10～20dB即可满足要求。

1．3含金属纤维抗菌纺织品随着经济发展和科技进步，人们越来越重视生活品质，对舒适健康的要求日益提高。

纺织品本身特性使其容易滋生细菌和微生物，作为直接或间接的传播媒介，涉及到人们生活的衣、食、住、行各个方面，因此保健类纺织品多年来一直成为人们关注的焦点。

顺应这种趋势，不同类型、不同功效的保健纺织品得以迅速发展。

银与铜、锌等金属及其离子均具有杀菌或抑制细菌生长的功能，按抗菌效果由高到低排序依次为银、汞、铜、镉、铬、镍、铅、钴、锌、铁，其中银的抗菌效果最好。

镀银超细纤维织物制成的内衣可以缓解神经性皮炎患者的痛苦，杀灭皮肤上的细菌。

这主要是利用带正电荷的银离子可以吸引并杀灭带负电荷的细菌。

神经性皮炎患者大多数会因金黄色化脓葡萄球菌的繁殖而继发感染，此内衣可望产生长久作用；实验还证明不锈钢金属也具有很好的抗菌性能，且抗菌作用持久，金属离子极性较强，制得服装面料每平方厘米可以释放出5000～8000个负离子［12－13］。

王瑄［14］等对金属纤维混纺电磁波屏蔽织物的抑菌性能作了检测与探讨，以美国不锈钢软化金属纤维与棉纤维、涤纶纤维按10∶30∶60的混纺比例织制成的织物为样品，分别选取有代表性的菌株进行培养试验，结果表明：金属纤维混纺的电磁波屏蔽织物对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌都有明显的抑制作用，对大肠杆菌的抑菌性最为显著；电磁波屏蔽织物的抑菌性随作用时间的延长而增大；电磁波屏蔽织物中所含的金属纤维对抑菌性能起决定性作用。

1．4用于服装、装饰传统领域金属纤维的存在使纺织品表面具有闪亮的金属光泽，风格独特，并拥有独特的记忆抓皱效应，可以赋予服装、装饰织物时尚、动感，率先被意大利、法国时装设计大师使用于时装；随后在日本、韩国流行，成为近几年的时装潮流［15］。

中国台湾纺织业中大东纺织公司与金鼎、宏远、智伟和友等纺织厂联合开发“金属纤维纺织品”流行时装及其可塑系列。

其成果包括：利用不锈钢长丝搭配稀疏经纬密制得的透明系列；利用金属纤维可塑性制得的立体系列；利用不锈钢与一般纤维的染整缩率不同制得的皱褶系列［16］。

刘干民［17］等提出含金属纤维的闪光类牛仔产品，它是以锦纶为基纱外包银丝或金丝作为金属闪光丝与配套纱线组合，采用不同于一般牛仔产品的生产工艺，开发出集抗静电、防电磁波辐射、闪光于一身的含金属纤维牛仔产品，既保持了牛仔产品原有的舒适、休闲，又赋予其时尚、动感。

2存在问题由于金属纤维与一般纺织纤维性能的差异，使金属纤维在制作纺织品时，纺纱、织造等方面不能完全按照天然纤维和合成纤维的工艺方法，仍存在一些技术难题；在染整加工过程中，含金属纤维织物表面易产生折痕、“蚊子嘴”、断丝等现象，产生过烧、定形过度、擦伤、破洞和皱条等问题。

这些问题不可避免地影响到金属纤维织物、混纺织物等含金属纤维纺织品的质量及其特有的风格。

我国对含金属纤维纺织品的开发及应用还处在初级阶段，虽然也有一些含金属纤维纺织品面市，但对含金属纤维纺织品的开发档次、检验标准和市场规范还落后于国外，目前还没有统一标准的出台［18－23］。

3结语金属纤维自问世以来，因具有的特殊性能，得到了迅速发展。

含金属纤维纺织品的性能研究涉及到金属材料科学、纺织技术、医学卫生和化工等多个领域，对其产品性能的提升及应用领域的扩展，需要各学科工作者共专题与论述2014年2月第1期（总166期）轻纺工业与技术［2］罗小芹．薄型弹力竹节丝光牛仔布的设计与生产［J］．纺织导报，2007，（8）：65－68．［3］程隆棣．新型牛仔布用纱技术与纱线产品［J］．纺织导报，2010，（10）：34－35．［4］朱祎俊，邓秀萍．赛络纺弹力牛仔布的生产实践［J］．上海纺织科技，2012，40（9）：41－44．［5］吕立斌，许应．紧密纺与普通环锭纺纱线性能的对比研究［J］．上海纺织科技，2006，34（4）：29－30．［6］张华玲．靛蓝染料制备方法及染色工艺的发展［J］．宁德师专学报（自然科学版），2010，22（4）：364－367［7］忻浩忠，庄秋霖，屠天民．靛蓝染色工艺对牛仔布经纱颜色的影响［J］．纺织学报，1999，（3）．［8］朱红．小提花牛仔布创新设计与生产工艺研究［D］．苏州：苏州大学，2006．［9］马兴建，谭文挺．轻薄型提花牛仔布的设计与生产［J］．棉纺织技术，2011，39（6）：391－393．［10］吴俊．针织牛仔布的生产工艺与服用性能研究［J］．上海纺织科技，2008，36（6）：32－34．［11］官伟波．针织牛仔布的开发［J］．江苏纺织，2007，（1）：26－27．［12］李竹君，何丽清．涂层牛仔布系列的开发［J］．印染，2010，（10）：32－35．［13］林丽霞．牛仔产品艺术印染加工工艺探讨［J］．纺织科技进展，2010，（1）：59－61．［14］董杰，夏建明，钱天一．牛仔布后整理工艺［J］．浙江纺织服装职业技术学院学报，2009，（1）：33－39．［15］夏建明，董杰，陈晓玉．走进牛仔布的功能整理世界［J］．纺织导报，2008，（12）：76－79．同努力。

随着金属纤维品种的增加和制备技术的提高，随着纺纱，织造和染整技术的完善，随着消费者对纺织品的功能、健康、品质生活的追求，含金属纤维纺织品的开发更具有广阔的发展前景。