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

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