装饰用纺织品新型纤维材料的开发与应用_吴双全.pdf

2023 年第 2 期新型纺织材料装饰用纺织品是我国纺织品产业领域的重要组成部分之一，经过多年的发展已经建立起了较为成熟的产品体系。装饰用纺织品是伴随着人类经济社会发展、科学技术进步而逐渐发展起来的一类产品，它兼具有功能性、艺术性以及舒适性等特点。艺术性主要表现在其丰富的美学设计中，功能性主要表现在其对消费者以及其周边环境的保护上，舒适性则主要表现在满足消费者使用过程中的实际生理需求以及身体感受中。常见的装饰用纺织品主要包括地毯、窗帘、帷幕、墙布、家具用纺织品、家电用纺织品、卫生餐饮用纺织品、交通功能内饰用纺织品以及其他类产品等。在经济快速发展和生活水平不断提升的当下，消费者对于装饰用纺织品的需求也在不断地增加，对于产品的设计美感、舒适性以及功能性等方面都提出了更高的要求，比如产品的设计美感应当符合当下主流消费群体的审美水平和要求，产品的舒适性和功能性应当满足健康安全、绿色环保的需求等。新技术、新材料的不断涌现，产品加工工艺的不断创新，以及设计的创新驱动等，这些都为装饰用纺织品的设计与创新研发奠定了更为坚实的技术基础。作为装饰用装饰用纺织品新型纤维材料的开发与应用吴双全摘要：简述装饰用纺织品及其功能、市场需求的变化和对新型纤维材料的需求，功能化、时尚化、高端化已经成为装饰用纺织产品开发的重要方向。从可持续发展绿色纤维、高感知品质纤维以及高机能纤维3个方面阐述新型纤维材料在装饰用纺织产品中的开发和应用情况。结果表明，从消费需求出发设计开发符合大众审美需求、既舒适健康又绿色安全的产品，是装饰用纺织品设计开发人员要思考和面对的课题。关键词：新型纤维材料；装饰用纺织品；绿色纤维；高感知品质纤维；高机能纤维；可持续中图分类号：TS 102文献标志码：A文章编号：1000-4033（2023）02-0004-04Development and Application of New Fiber Materials for Decorative TextilesWu ShuangquanAbstract：This paper briefly described the decorative textiles and their functions，and the changes of marketdemand and the demand for new fiber materials as well Functional，fashion and topclass oriented have become animportant direction in the development of decorative textiles It expounded the development and application of newfiber materials in decorative textiles from three aspects：sustainable development of green fiber，high qualitysensitive fiber and high functional fiber The article points out that starting from consumer demand to design anddevelop products in order to meet aesthetic needs，comfort，health，and green safety requirement is the subject tofocus onKey words：New Fiber；Decorative Textiles；Green Fiber；High Quality Sensitive Fiber；High FunctionalFiber；Sustainable获奖情况：“2021年纺织新型原料创新应用技术研讨会”优秀论文。作者简介：吴双全（1984），男，总工程师，教授级高级工程师。主要从事交通工具内饰纺织品的设计与研发工作。（Kuangda Technology Group Co，Ltd，Changzhou，Jiangsu 213162，China）（旷达科技集团股份有限公司，江苏 常州213162）42023 年第 2 期新型纺织材料纺织品的重要原材料，纤维材料的创新研发与应用为装饰用纺织品的开发提供了更多可能和更为广阔的应用空间。产品的功能化、设计的艺术化、品质的高端化已经成为装饰用纺织品未来重要的发展方向。本文围绕装饰用纺织品新型纤维材料的研发应用进行阐述，主要从可持续发展的绿色纤维、高感知品质纤维、高机能纤维的发展现状以及应用前景等方面进行交流探讨。1可持续发展绿色纤维绿色设计与可持续发展是装饰用纺织品的重要发展趋势，在产品的设计开发中，生物基纤维、循环再生纤维以及原液着色纤维等绿色纤维被越来越多地关注和应用，成为纺织行业碳中和的重要突破口。11生物基纤维以生物体本身或其提取物为原料制备而成的纤维称为生物基纤维，其原料为可再生资源，较低的碳足迹贯穿于整个生命周期内，基本不产生额外的碳排放，又被称为负碳材料。生物基纤维一般可以分为生物基再生纤维和生物基合成纤维。再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维是生物基再生纤维两个重要的门类。再生纤维素纤维指的是利用植物中提取的纤维素制成浆粕然后再进行加工而成的纤维，主要包括黏胶、莱赛尔、竹代尔、莫代尔、麻赛尔等纤维。再生蛋白质纤维则是利用动植物蛋白质纺丝而成的纤维，如大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维、丝蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维等1。除此之外，甲壳素、壳聚糖和海藻纤维等再生纤维也可以与其他纤维进行混纺或者交织，从而赋予装饰用纺织品良好的抗菌功能性。生物基合成纤维在装饰用纺织品中的应用较多，典型的生物基合成纤维主要有聚乳酸纤维、生物基聚酰胺56纤维、生物基PTT纤维等。良好的生物降解性能、亲肤且触感优异，是聚乳酸纤维最显著的特征之一。生物基PTT纤维的表面结构、基本理化性能与涤纶相似，同时具有腈纶的蓬松性和锦纶的柔软性。12循环再生纤维循环再生纤维在装饰用纺织品中的应用越来越多，尤其在家纺产品中，它是通过物理或者化学（熔融、溶解后纺丝或重新聚合纺丝）方法将废弃的化学纤维、纺织品或高分子材料重新制备成的纤维，产品类别涵盖了聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维等，其中90以上为聚酯纤维。循环再生聚酯纤维是指以废旧纺织服装、边角材料、废弃聚酯瓶等为原料，分别经过分拣、过滤、化学分解等加工处理，重新纺丝制备而成的纤维。目前，循环再生聚酯纤维已经广泛应用于家居装饰、家纺寝具、汽车内饰等领域，实现了废弃资源的再利用，可以有效地减少对原生石油资源的开发与依赖2。除了循环再生聚酯纤维以外，再生聚酰胺纤维也是目前产品的开发热点，它是通过回收废弃渔网、织物废料、地毯和工业废料或者海洋垃圾和垃圾填埋场的废旧塑料等为原料，制成再生聚酰胺纤维。2020年，捷豹、路虎宣布，计划在其新车型中应用再生聚酰胺纤维开发再生环保汽车内饰面料；吉利汽车也率先在其极氪品牌车型中开发和应用了再生聚酰胺内饰面料。13原液着色纤维在纤维纺丝过程中添加着色剂，使其均匀地分散在纤维中制成的有色纤维，即原液着色纤维。原液着色纤维实现了纺丝和染色的一体化生产，降低了能耗，减少了环境污染。同时，原液着色纤维具有优异的耐摩擦色牢度、耐日晒色牢度、颜色批次一致性、质量稳定性等特点，在装饰用纺织品领域，尤其是户外纺织品、汽车纺织品等领域中应用较多。常用的原液着色纤维主要包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、再生纤维素纤维以及腈纶纤维等。色母粒法和色浆法是原液着色聚酯纤维制备的主要技术路径3。色母粒法又可以分为色母粒切片混合法和熔体直纺在线添加法，而色浆法则是将着色剂、分散剂以及其他溶剂等进行混合，然后以液态浆料的形态添加到聚合或者纺丝过程中，从而制备原液着色纤维的方法4。目前应用较多的是色母粒与切片混合的方法。原液着色聚酯纤维在沙发、窗帘、墙布、挂毯、桌布以及汽车内饰、轨道交通内饰等装饰织物中的应用比较广泛。再生纤维素纤维原液着色可以减少常规染色易造成的染色不匀、色牢度差、色斑、色花等染色缺陷。纤维素纤维原液着色要求颜料在水中以及纺丝液中具有良好的分散性和稳定性，防止出现分散不均、集聚沉淀等，影响纺丝成形及纤维性能。原液着色的再生纤维素纤维已经广泛应用于家用纺织品等领域。2高感知品质纤维大众审美水平的不断提升对装饰用纺织品的品质提出了新的52023 年第 2 期新型纺织材料更高的要求，设计美感和舒适性体验感被越来越多的消费者所关注和重视。高感知品质已经成为装饰用纺织品设计与开发的重要趋势和方向。装饰用纺织品的高感知品质主要是从产品视觉、触觉和嗅觉等多重感官维度上去评价和考量的。21视觉品质类纤维视觉品质类纤维主要是指用于实现产品设计感和视觉美感的一类纤维材料。视觉品质类纤维的开发主要是从色彩、光泽和结构方面去设计的。通过具有不同表面光泽感的纤维材料的搭配与应用，例如采用全消光、哑光、半光、亮光和超亮光等纤维材料，可以在纺织品表观实现丰富多变的视觉光泽对比设计。也可以通过选用不同结构的纤维材料，例如竹节纱、辫子纱、彩点纱、结子纱、雪尼尔纱、植绒纱等，在纺织品表面形成丰富的外观纹理以及结构形态等。段染纱、彩点纱、金银纱、闪光纱等花式纱线的应用为装饰用纺织品的视觉品质的提升提供了更多的空间和可能性。22高触感品质类纤维高触感品质类纤维主要是指能够提供柔软、细腻、亲肤、舒适的手感和触感的一类纤维，主要有中空保暖纤维、凉感纤维、超细超柔纤维、亲肤纤维等。凉感纤维大多数是以天然矿物质为原料，制作成纳米级颗粒，然后均匀地分散到纺丝液本体当中，再经过纺丝制备而成，所制得的感纤维具有吸热慢、散热快的特点。常用的天然矿物材料主要包括云母粉、玉石粉、贝壳粉以及珍珠粉等。采用玉石纤维、云母纤维或者珍珠纤维材料可以实现装饰用纺织品优良的接触感以及亲肤感。通过对纤维结构的改变、吸湿性能和表面光泽的改性处理，可以制备出具有棉纤维般的光泽、蓬松感和吸湿性的超仿棉聚酯纤维，兼具了棉和聚酯纤维的优点。以超仿棉聚酯纤维为原料开发出的装饰用纺织品，可以获得棉纤维般的柔软触感、弹性、亲和性以及舒适性等。以超细海岛纤维为原料，通过针织、梭织织造方式或者针刺、水刺非织造方式制备出的基材，经过PU树脂含浸、碱减量开纤以及磨毛起绒等加工工艺，可以获得柔软细腻、丝滑亲肤的仿麂皮触感超纤绒产品，这类产品在高端家具、家装产品以及家电装饰、汽车内饰等领域中的应用比较广泛，深受消费者的青睐。23嗅觉品质类纤维嗅觉品质类纤维主要包括芳香类纤维和气味吸附类纤维。芳香纤维的制备主要是通过共混法、复合纺丝法以及后整理法等来实现。通过微胶囊技术，将能够释放芳香的精油、香料等提取物作为芯材，制备出纳米微胶囊材料，然后再添加到纺丝液中进行纺丝，或者通过后整理的方式黏附到纤维的表面，使得所制备的纤维或者纺织品在使用过程中实现香味的缓释。芳香纤维的香味的类型多种多样，例如花香、果香、中草药香等。气味吸附类纤维主要是通过纤维的多孔结构、微孔结构以及较大的比表面积来实现其高效吸附的作用，例如竹炭纤维和咖啡炭纤维等。将竹纤维或者咖啡渣进行高温炭化，制备出纳米级微粒粉体，并且将其添加到纺丝液当中，可以制备出竹炭纤维或者咖啡炭纤维。该类纤维具有极强的吸附能以及分解能力，可以大大地改善装饰用纺织产品的气味性等嗅觉品质。3高机能纤维装饰用纺织品的功能性也一直是消费者所关注的热点问题。高机能的纤维材料为制备出高性能的装饰用纺织品提供了新的开发路径。31智能变色纤维智能变色纤维是一种具有特殊组成或者结构，在受到光、热、水分或者辐射等刺激后可以自动改变颜色的纤维5。新乡白鹭化纤有限公司已经开发出可以在不同光线下变换色彩的光致变色再生纤维素纤维6。江南大学王潮霞等人发明了一种制备光热双致变色纤维的方法7。邢善静等8采用纺前注射技术，在黏胶原液中添加具有热致变色功能的微胶囊乳液，经湿法纺丝制得热致变