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人體被細菌感染后可導致皮炎及其他各種傳染病的發(fā)生,例如,呼吸道合胞體病毒就屬于副粘病毒,它能引發(fā)上呼吸道感染,如感冒、咳嗽、急性支氣管炎甚至肺炎,尤其容易引起兒童傳染病的發(fā)生。因此,在致病菌的繁殖和傳遞過程中,紡織品總是一個重要的媒體,隨著科技的進步和人們生活水平的提高,人們對紡織品的衛(wèi)生功能提出了更高要求,抗菌紡織品越來越受到人們的重視。
常洗手,清洗服裝和其他紡織品保持衛(wèi)生固然重要,但為了徹底阻斷傳染源,保持紡織服裝的清潔異常重要。因為織物在傳播病原體上扮演著重要角色。病毒雖然不會在紡織品上繁殖,但它卻是最佳傳播的媒介。根據(jù)科學調查,衣物和家用織物及醫(yī)院用紡織品,如床單、毛巾、廚房抹布等等已成為主要的病毒傳播途徑。值得注意的是,各類紡織物又是通過人手接觸和空氣傳播而受病毒或細菌污染。
為此,德國海恩斯坦研究院做了深入的調查和研究。他們在測試設計的所有清潔衣物中發(fā)現(xiàn),其實要阻斷細菌和病毒的傳播,紡織品僅僅靠清潔是很不夠的,而功能性紡織涂層則能起到阻斷感染源的作用。世界上聲稱能抗菌的紡織物不計其數(shù),可是真正能阻斷病原體的紡織物并不多見。該研究院衛(wèi)生、環(huán)境與醫(yī)療部主任認為,生物功能性紡織品已成為未來最有開發(fā)價值的產品。
為達到這一目標,他們利用各種有機與無機的膠體或納米銅離子復合物進行試驗,采取在超細纖維底層上優(yōu)化應用技術,如噴霧或仿薄軟綢效果。試驗表明,世界上只有兩類紡織物最能阻斷病原體的滋生,其一是使細菌失去活力的優(yōu)化紡織品,即經納米銅離子處理的復合物。這類織物歷經15次周期性洗滌和摩擦磨損試驗,該紡織品能保持原特性。另一類是經整理的超細纖維織物,其抗菌性在于其銅色染料。它需要經高溫處理,用類似的方法進行分散染色,在弱酸環(huán)境下,形成一道很有效的抗菌防護層。所有這些樣品都經實驗室驗證,具有親膚特征。其有效測試是在現(xiàn)實環(huán)境條件下進行的。用這類清潔的涂層紡織品進行擦拭被病毒污染的玻璃、不銹鋼或木質品表層,結果發(fā)現(xiàn),這類涂層紡織物吸收了91%的各類病原體,細菌均無法在這類涂層紡織品上生存或隱藏。也就是說,這類涂層紡織物能降低90%的病原體。這個試驗是根據(jù)國際標準DIN EN ISO 20743與EN 14119條件下進行的,因此具有很強的可靠性。
關鍵詞:床上用品;功能性;檢測;評價標準
1 引言
床上用品是家用紡織品的重要組成部分,主要指擺放于床上,提供人在睡眠時使用的紡織品,分為套件、散件、枕類、被類和周邊產品。近年來,床上用品已經從傳統(tǒng)的實用、保暖性能逐漸向安全、舒適、衛(wèi)生和保健功能方面轉化。功能性床上用品逐漸成為市場上銷售的主流,如帶有保健、磁療、衛(wèi)生、促進血液循環(huán)、排毒和消除疲勞等賣點的產品層出不窮,而且一沾上這些“功能”價格就翻番,但是這些功能性的床上用品是否真的具備商家宣傳的功能,消費者心存質疑,市場監(jiān)管也存在空白。
本文主要針對這一問題闡述了目前我國床上用品功能性項目檢測方法標準和評價標準,分析我國床上用品功能性項目在檢測和評價過程中存在的問題和改進措施,為進一步規(guī)范功能性床上用品市場提供參考。
2 我國床上用品功能性項目檢測發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 床上用品常規(guī)項目檢測和評價標準
我國床上用品常規(guī)項目的檢測方法和評價標準相對比較齊全,常規(guī)項目主要包括纖維成分含量、色牢度要求、物理性能、化學安全性能、填充物質量要求和外觀質量等等,評價標準主要涉及相關床上用品產品標準,具體見表1。
2.2 床上用品功能性項目檢測和評價標準
功能性床上用品就是將阻燃、遠紅外、磁療、防螨、防霉等高新技術運用到傳統(tǒng)床上用品中,起到安全、衛(wèi)生、舒適和保健功能。近些年,隨著人們生活水平不斷提高,人們對功能性床上用品越來越關注。我國也陸續(xù)出臺一些床上用品功能性項目檢測方法標準和評價標準。主要包括衛(wèi)生安全功能(阻燃、防螨和防霉等)、保健功能(抗菌、遠紅外和磁功能等)等。
2.2.1 衛(wèi)生安全功能
衛(wèi)生安全功能主要涉及生命財產和身體健康安全,也是床上用品功能性項目檢測重要的一項性能,主要檢測項目包括阻燃、防螨和防霉等等。
(1)阻燃性能
隨著社會發(fā)展和城市化的進程,城市中的高層建筑也越來越多,人們對床上用品阻燃性能也越來越重視。據(jù)國外調查,50%的火災是由紡織品引起的,其中床上用品為主要原因之一。所謂阻燃床上用品并不是經過阻燃整理后或阻燃纖維織成床上用品不能燃燒,而是在火災過程中盡可能降低可燃性,減緩蔓延速度,不形成大面積火焰,或離開火焰后,很快熄滅,不再續(xù)燃和陰燃。國外制定一系列法規(guī)和標準嚴格控制紡織品的阻燃性能,禁止不符合相應阻燃標準的床上用品進入市場[1]。針對床上用品行業(yè)的阻燃性能,我國也制定了一系列的測試方法和評價標準,具體見表2。
(2)防螨性能
螨蟲是一種對人體健康十分有害的生物,能夠傳播病毒、細菌,可引起哮喘和各種炎癥等多種疾病。床上用品中的棉被、床墊和枕墊類是螨蟲最喜歡藏匿地方,主要原因是床上用品提供合適的溫濕度和食物。隨著人們生活水平的提高,人們更加注重家居生活環(huán)境,床上用品的防螨性能得到逐步重視。床上用品的防螨效果主要通過兩種途徑,分別為化學加工法和物理加工法,化學加工法主要采用防螨整理劑的后整理法或將防螨整理劑添加到成纖聚合物中,經紡絲后制成防螨纖維;物理加工法采用紡織品高密度法,提高紡織品織物密度防止螨蟲通過。目前我國針對防螨性能檢測和評價標準見表3[2-3]。
(3)防霉性能
空氣中飄浮著大量的霉菌,在遇到合適的溫濕度的條件下,會大量地繁殖,引起床上用品發(fā)生霉變,特別是床墊,由于清洗晾曬不便,較容易發(fā)霉。一些霉菌會引起各種炎癥和呼吸道感染等疾病,危害人體健康,同時也會產生難以忍受的異味和酶變引起污染難以去除污物,只能丟棄,造成浪費[4]。由于床上用品屬于與人體密切接觸的產品,防霉性能也越來越受到人們的重視。目前我國針對防霉性能檢測和評價標準見表4。
2.2.2 保健功能
隨著社會快速發(fā)展,人們承受社會壓力也越來越大,對健康睡眠的意識需求也大幅提高,促使床上用品能夠提供一些輔助保健功能作用,提高睡眠質量和緩解壓力。目前市場對保健睡眠產品比較多,如中藥枕、磁療枕、遠紅外床上用品等。檢測項目主要包括抗菌功能、遠紅外功能和磁功能等。
(1)抗菌性能
在睡眠的過程中,身體會散發(fā)汗液、脫落皮脂以及其他人體各種分泌物,這些成為一些細菌、真菌的營養(yǎng)源,在合適溫濕度的條件下,會大量繁殖,不僅會產生難聞的異味,更會通過間接的方式傳播各種疾病,如在醫(yī)院、賓館等公共場所容易引起的交叉感染,嚴重威脅人們身體健康安全??咕采嫌闷凡坏梢越財嘀虏【耐緩?,而且可以阻止各種致病菌的繁殖,預防皮炎和其他疾病??咕徔椘芳庸し椒ㄍǔS屑徑z法和后整理法。紡織品抗菌功能測試和評價標準目前已經發(fā)展比較成熟,主要包括CAS 115-2005《保健功能紡織品》和GB/T 20944《紡織品 抗菌性能的評價》(包括瓊脂平皿擴散法、吸收法和振蕩法)。CAS 115-2005《保健功能紡織品》適用于加載抗菌材料的一類紡織品,運用其自身的物化特性,通過殺滅、抑制或妨礙微生物生長繁殖能力的過程,使其達到清潔衛(wèi)生的作用[7]。該標準將紡織品分為高抗菌織物和普通抗菌織物,采用吸收法和振蕩法測試,高抗菌織物分別測試洗前和水洗20次后金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和真菌的抑菌率,普通抗菌織物分別測試洗前和水洗20次后金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率。溶出性抗菌織物的安全性要求洗滌1次后,抑菌圈寬度D≤5mm。GB/T 20944《紡織品 抗菌性能的評價》(包括瓊脂平皿擴散法、吸收法和震蕩法)適用于采用上述三個方法測定紡織品抗菌性能的定性和評價方法,依據(jù)測試樣品的特性合理選擇三個方法檢測,依據(jù)標準對測試結果進行抗菌效果的評價,本標準不涉及抗菌產品安全性評價。
(2)遠紅外功能
遠紅外線是一種波長范圍在2.5μm~1000μm的電磁波。遠紅外紡織品一種在成纖高聚物和印染后漿料里添加遠紅外發(fā)射體(如金屬氧化物、金屬碳化物等),使其具備遠紅外的功能[8];另一種是采用具有遠紅外功能天然或種植的纖維材料制成的紡織品,如麻類、草類的遠紅外織物。遠紅外功能作用機理為遠紅外紡織品吸收來自人體的紅外波能量,反饋給人體,提高皮膚溫度,達到蓄熱作用,被皮膚吸收的熱量可以通過介質傳遞和血液循環(huán),使熱能達到機體組織,達到保暖和保健功能。目前關于遠紅外紡織品評價和測試標準主要有GB/T 30127―2013《紡織品 遠紅外性能的檢測和評價》和FZ/T 64010―2000《遠紅外紡織品》,其測試項目、原理和評價指標見表5[9-10]。
(3)磁功能
近年來,具有磁功能的床上用品比較流行,如磁療枕頭、磁療被子和磁療床墊等,宣稱可以抗炎、消腫、降壓,改善血液黏滯度及微循環(huán)等效果。磁功能紡織品早期是通過將磁條、磁片和磁??p制在紡織品上制得的,而隨著科技發(fā)展出現(xiàn)了磁性纖維,通過直接紡絲制成磁性纖維或者通過基體纖維的化學、物理改性制備。目前通過大量動物、人體試驗研究表明加載磁功能織物的磁感應強度為40mT~110mT,特殊部位如眼睛部應低于70mT時可以提高睡眠質量、改善功能障礙、緩解睡眠障礙和減少催眠藥物的使用4項指標具有一定的改善作用,但是磁感性強度不能過低和過高,過低不起作用,過高產生一定的副作用[11]。CAS 115-2005《保健功能紡織品》適用于加載磁體的磁功能床上用品表面磁感應強度,采用霍爾探頭感應床上用品內永磁體在其表面的磁感性強度,要求磁體紡織品的表面感應強度40mT~110mT,特殊部位
3 我國床上用品功能性項目檢測存在問題及解決對策
我國床上用品功能性項目檢測的相關標準日趨完善,但是也存在一些問題,主要表現(xiàn)為:
(1)隨著科技發(fā)展,不斷出現(xiàn)一些高新科技功能性技術運用到床上用品中,往往是功能性的纖維、紗線、織物和后整理技術的研究比較多,對檢測技術的研究比較少,導致功能性項目檢測技術滯后,帶來問題是床上用品功能性項目無法得到檢測技術證實,阻礙功能性床上用品的開發(fā)和推廣。
(2)床上用品功能性項目檢測方法和評價標準缺乏安全性、環(huán)保性和耐久性評價。床上用品功能性是多了一道加工工序,能耗、水耗和化學品用品也隨之增加,沒有綜合評價功能性項目的環(huán)保性,同時部分床上用品為了獲得某種功能,添加危害人身健康和環(huán)境污染整理劑。
(3)目前床上用品功能性檢測項目檢測方法和評價標準比較零散,沒有形成一套有效的評價體系。部分功能性項目檢測方法也不完善,僅僅得出測試參數(shù),沒有對相關參數(shù)做衛(wèi)生安全功能、保健性能等功能效應的評價。
針對以上問題,作者提出了以下對策:
(1)針對功能性項目檢測技術滯后性,加強與相關科研檢測機構合作共同研發(fā)功能性項目的檢測技術,獲得功能性檢測報告,消除市場質疑,填補市場監(jiān)管空白,也為產品的功能性質量保駕護航。
(2)在產品的功能性與安全性、環(huán)保性和耐久性之間尋找一個最佳平衡點,安全性、環(huán)保性涉及人身健康安全,也是所有產品發(fā)展的一個大方向,耐久性主要涉及消費者使用性能,評價產品質量的重要依據(jù)。
(3)需要進一步對功能性檢測項目深入系統(tǒng)的研究,特別是在項目參數(shù)的衛(wèi)生安全功能、保健性能等功能效應方面,形成我國床上用品功能性項目有效評價體系。
4 結語
隨著紡織品功能性整理技術日臻提高,紡織品的單一功能性向多功能性方向發(fā)展,其功能性在床上用品行業(yè)得到廣泛的應用,這些功能性滿足人們對生活品質的追求,因此其市場前景會越來越好。同時功能性床上用品存在標準檢測和評價體系的不完善,導致市場上功能性床上用品的質量參差不齊,制約功能性床上用品行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。因此應當及時制定床上用品功能性相關檢測標準,加快標準更新,形成一套床上用品功能性項目檢測的科學標準體系,促進功能性床上用品市場的健康發(fā)展。
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[10] FZ/T 64010―2000 遠紅外紡織品[S].
摘要
概述了近期紡織品抗靜電技術的新發(fā)展以及配套的性能測試方法和評價的進展情況。
關鍵詞:紡織品;抗靜電;測試方法
Abstract: This paper outlines the development of antistatic technology of textiles, and gives a summary of the testing and evaluation methods of the antistatic properties of textiles.
Keywords: textiles; antistatic; testing and evaluation methods
近十年來,我國紡織品的抗靜電技術有了飛速發(fā)展,除應用于專業(yè)工作場所的抗靜電工作服、超凈工作服外,軍隊、武警的常服、作訓服等為了防止靜電干擾及有可能產生的靜電危害也都采用了抗靜電技術,甚至一般民用紡織品如羊絨衫等針織物也添加了有機導電纖維。
紡織品質量測試機構經常會收到各種企業(yè)的抗靜電產品樣品檢測。隨著抗靜電技術的發(fā)展,國家和行業(yè)部門近幾年先后修訂和多項關于紡織品和紡織服裝抗靜電測試方法的新技術標準。本文結合實際工作經驗,對紡織品抗靜電技術和測試評價方法歸納如下。
1紡織品抗靜電技術
1.1靜電的危害
靜電現(xiàn)象主要是由于物體摩擦(接觸―分離)或感應產生的。產生靜電后同性電荷相互排斥、異性電荷相互吸引,從而造成生產和生活中的靜電干擾。生活中因靜電吸附,帶有異性電荷的灰塵會附著在織物表面,上衣和褲子為不同材料時,不同極性的電荷造成相互吸引,出現(xiàn)衣服和衣服相互糾纏、衣服對人體糾纏的現(xiàn)象。除了上述一般性危害以外,紡織品和服裝的靜電現(xiàn)象可能引發(fā)重大損失的主要危害是:1)導致大規(guī)模集成電路等微電子器件的損壞。隨著集成電路的微型化,由服裝因摩擦產生的靜電壓足以使集成電路擊穿。例如MOS電路耐擊穿的電壓僅幾十伏,而一般服裝因摩擦產生的靜電壓可以達到上萬伏甚至更高。2)導致油品燃燒。例如曾有兩艘油輪因靜電在一個月內相繼起火;3)導致火工品(雷管、炸藥等)的爆炸。例如曾因搬運炸藥的人脫去衣服時產生的摩擦導致服裝帶有幾十萬伏的靜電壓,由此引發(fā)正在搬運的火工品爆炸。上述三種危害最大的靜電災害均與紡織品有關。
1.2傳統(tǒng)抗靜電方法
傳統(tǒng)的紡織品抗靜電加工方法有:
1)采用抗靜電纖維。抗靜電纖維具有較高的吸濕性和平衡回潮率,能吸附空氣中的水分子,使紡織品具有較好的抗靜電性能,即不易產生靜電,對已經產生的靜電比較容易逸散。
2)施加抗靜電劑??轨o電機理同抗靜電纖維。
3)不銹鋼纖維混紡。利用金屬纖維良好的導電性能使已經產生的靜電荷容易逸散。
4)有機導電長絲嵌織或有機導電短纖維混紡??轨o電機理與不銹鋼等金屬導電纖維類似,即起到容易造成電荷逸散的效果。對于有機導電纖維而言,不但有采用炭黑為導電物質的灰色產品,也有以金屬氧化物、金屬碳化物為導電物質的白色或接近白色的有機導電纖維。
1.3抗靜電新技術
近幾年又出現(xiàn)并推廣了兩類導電纖維,可應用于紡織品的抗靜電加工。
1)鍍銀纖維或長絲。由于銀纖維具有良好的抗菌作用和導電性能,故紡織品含較少鍍銀纖維(1%左右)時就有抗菌功能及良好的抗靜電功能,如果在鍍銀纖維使用時使之在織物內形成導電的網絡結構且這個結構相對比較致密,還可以具有良好的電磁屏蔽效果。針對抗靜電功能而言,由于銀纖維的導電性能好,靜電荷的逸散能力強于有機導電纖維,故一般而言,抗靜電效果優(yōu)于有機導電纖維。
2)導電高分子材料。如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。這些導電高分子是在近幾年才開始進入工程應用的。現(xiàn)在導電高分子已經可以制成纖維或者涂料,其具有較低的電阻率,可以作為紡織品抗靜電加工的一種新型原料。
2抗靜電產品標準和測試方法
評價紡織品靜電性能的指標主要采用電荷面密度、摩擦帶電電壓和感應電壓半衰期等。
2.1標準現(xiàn)狀
新的GB/T 12703紡織品靜電測試方法標準分為7個部分:已實施3個部分:GB/T 12703.1―2009《紡織品 靜電性能的評定 第1部分 靜電壓半衰期》;GB/T 12703.2―2009《紡織品 靜電性能的評定 第2部分 電荷面密度》;GB/T 12703.3―2009《紡織品 靜電性能的評定 第3部分 電荷量》; 另外4個部分正在修訂中,分別是:第4部分:電阻率;第5部分:摩擦帶電電壓;第6部分:纖維漏電電阻;第7部分:動態(tài)靜電壓。紡織生產過程中和服裝穿著使用中所產生的靜電及其干擾的程度都能通過這7個部分的靜電測試方法測得。
目前除執(zhí)行的國家標準GB/T 12703紡織品靜電測試方法外還有部分行業(yè)標準也在同時執(zhí)行。如:FZ/T 01043―1996《紡織材料 靜電性能 動態(tài)靜電壓的測定》、FZ/T 01059―1999《織物摩擦靜電吸附性測定方法》、GB/T 18044―2008《地毯 靜電習性評價法行走試驗》等。
2.2紡織類產品抗靜電產品標準
一般根據(jù)抗靜電紡織品使用場合的不同,各行業(yè)也有不同的技術要求。因此分出了不同行業(yè)的產品標準和相應的技術要求,主要有:軍工、特殊行業(yè)、民用等。我國根據(jù)需要制定了為特殊行業(yè)服務的GB 12014―2009《防靜電服》、GB/T 24249―2009《防靜電潔凈織物》、GB/T 22845―2009《防靜電手套》等標準,以及作為勞動保護配套產品的GB/T 23464―2009《防靜電毛針織服標準》等相關產品標準。表1列舉了以上標準的測試方法和技術要求。
通過表1的分析可以看出,紡織品抗靜電測試對環(huán)境的要求比較嚴格,這是因為溫濕度對抗靜電的指標影響比較大,且直接影響測試結果的準確性和可重復性。因此,通常需要在滿足測試條件要求的恒溫恒濕實驗室進行測試。
2.2.1《防靜電服》新標準分析
新版《防靜電服》標準中,增加了對原料即織物的技術要求;增加了連體式的服裝款式;增加了縫線針距要求;明確了襯里應采用防靜電織物。對防靜電性能,參考歐標和美標增加了服裝、織物表面電阻的技術要求;為便于用戶根據(jù)不同的使用場合選用服裝,將服裝的防靜電性能按技術指標劃分了等級。在理化性能中增加了多項指標。增加了服裝、織物的透氣率和透濕量、縮水率、耐水色牢度、耐干摩擦色牢度、甲醛含量的測試。在附錄A中規(guī)定了服裝、織物表面電阻的測試方法;在附錄B中對服裝、織物帶電電荷量測試條件進行了修改,從原要求相對濕度小于40%改為(35±5) %;在附錄C中對洗滌的要求進行了修訂,統(tǒng)一規(guī)定洗滌時間為33 h。
在測試方法標準中,專門制定了一個與GB 12014―2009配套的測試方法標準GB/T 23316―2009《工作服 防靜電性能的要求及試驗方法》,以及采用電阻反應服裝抗靜電性能的試驗方法標準GB/T 22042―2008《服裝 防靜電性能 表面電阻率試驗方法》 和GB/T 22043―2008《服裝 防靜電性能 通過材料的電阻(垂直電阻)試驗方法》。
2.2.2《防靜電潔凈織物》標準分析
該標準是為特定行業(yè)制定的防靜電織物的標準。適用于電子、半導體、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的潔凈室及相關受控環(huán)境使用的,用以制成潔凈的服裝等產品的織物。與常規(guī)的防靜電織物要求不同的是:其測試環(huán)境要求溫度為(23±5)℃,相對濕度:(12±5)%;基本物理性能增加了耐磨指數(shù)要求,并采用GB/T 21196.3方法標準的耐磨指數(shù)測試;靜電性能要求必須同時符合表面電阻率和摩擦起電電壓要求,并規(guī)定了靜電性能耐洗滌分級試驗方法,在附錄B中規(guī)定表面電阻率的測試方法;以發(fā)塵率(個/min)和空氣粒子過濾效率(%)兩項指標控制產品的潔凈性能。在附錄C和附錄D中分別規(guī)定了發(fā)塵率及空氣粒子過濾效率的測試方法。
2.2.3《防護服裝 防靜電毛針織物》標準分析
為了測試用防靜電纖維與羊毛、棉、腈綸等纖維混紡或交織而制成的針類針織服裝的抗靜電性能,國家頒布了新標準GB/T 21244―2009《防護服裝 防靜電毛針織物》。此標準在附錄A中對洗衣機的型號、洗滌劑的pH值、洗滌工藝和程序都有明確的規(guī)定。洗滌后的服裝按GB 12014―2009附錄B規(guī)定的方法測試,規(guī)定整件服裝的帶電電荷量不應大于0.60 μC/件,理化性能要求pH值控制在4.0~8.5之間,與GB 18401―2003對pH值以A、B、C類考核不同。批量服裝檢測時對不合格的項目進行理化A類和外觀B類劃分。
3抗靜電性能測試中的問題
在紡織品抗靜電性能檢測實踐中,靜電壓半衰期法、電荷面密度法、摩擦帶電電壓法等不同的靜電測試方法測量獲得的數(shù)值之間一般沒有直接的等比數(shù)值關系。在某些抗靜電產品的測試要求中,客戶要求采用GB/T 12703中兩種以上的測試方法來檢測產品質量。而兩種方法測出的數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)相互矛盾現(xiàn)象,無法判定其抗靜電性能是否符合要求,例如:
A.抗靜電紡織品常采用織造過程中嵌入金屬導電纖維。這些導電材料通常在成品布上顯現(xiàn)條或格子狀樣式。對于此類產品,有的客戶要求使用電荷面密度和靜電壓半衰期同時考核抗靜電性能,會出現(xiàn)電荷面密度很低符合技術指標要求,但靜電壓半衰期降不下來。
B.單面覆膜產品采用靜電壓半衰期測試抗靜電性能時,有金屬覆膜面測試的電壓、半衰期都顯示零,符合技術指標要求;而反面的電壓>2 kV、半衰期>60 s,不能達到抗靜電技術要求。正反面采用不同工藝處理,抗靜電性能有極大的差別。
以上說明紡織品抗靜電性能的評價應根據(jù)面料性質的不同而采用不同的測試方法和測試項目,而且測試項目隨著產品的不同,所表征的意義也不同。因此,盡量避免使用單一指標進行紡織品抗靜電性能的評價。應根據(jù)不同的行業(yè)需求及相關的受控環(huán)境下使用的防靜電織物,檢測其抗靜電性能,正確選擇適合的防靜電產品標準、對應的環(huán)境要求和檢測方法。
4結論
關鍵詞:腈綸;粘纖;聚酯纖維;定量分析
1 引言
腈綸是聚丙烯腈纖維在我國的商品名,國外則稱為“奧綸”、“開司米綸”。通常是指用85%以上的丙烯腈與第二和第三單體的共聚物,經濕法紡絲或干法紡絲制得的合成纖維。丙烯腈含量在35%~85%之間的共聚物紡絲制得的纖維稱為改性聚丙烯腈纖維。腈綸纖維有人造羊毛之稱。具有柔軟、蓬松、易染、色澤鮮艷、耐光、抗菌、不怕蟲蛀等優(yōu)點,根據(jù)不同用途的要求可純紡或與天然纖維、人造纖維、其他合成纖維混紡,其紡織品被廣泛地用于服裝、裝飾、產業(yè)等領域?;陔婢]在紡織品中的廣泛應用,腈綸混紡產品的含量分析也成為人們關注的熱點。從GB/T 2910.2―2009附錄B(15)中不難看出腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品的含量分析,只能采用方案4的方法進行檢測,也就是說需要采用連續(xù)溶解的方法才能完成,即第一步利用GB/T 2910.12―2009 的二甲基甲酰胺的方法,溶解腈綸,剩余粘纖/聚酯纖維,再進行第二步利用 GB/T 2910.11―2009的75%硫酸的方法,溶解粘纖,剩余聚酯纖維,通過計算得出結果,中間要經過二次溶解、過濾、烘干、冷卻、稱重的過程,檢測時間較長,不能滿足客戶對時間需求。怎樣檢測才能既滿足標準要求又能節(jié)省時間呢,帶著這一問題,我們對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品的含量分析利用GB/T 2910.2―2009方案2的方法進行了試驗。
2 試驗
2.1 試驗樣品
腈綸標準貼襯;粘纖標準貼襯;聚酯纖維標準貼襯;粘纖30%、腈綸30%、聚酯纖維40%配比混合樣品。
2.2 試驗標準
GB/T 2910.2―2009 《紡織品 定量化學分析 第2部分 三組分纖維混合物》、GB/T 2910.12―2009《紡織品 定量化學分析 第12部分:聚丙烯腈纖維、某些改性聚丙烯腈纖維、某些含氯纖維或某些彈性纖維與某些其他纖維的混合物(二甲基甲酰胺法)》、GB/T 2910.11―2009《紡織品 定量化學分析 第11部分: 紡織品 化纖維素纖維與聚酯纖維的混合物(硫酸法)》。
2.3 試劑
二甲基甲酰胺,沸點152℃~154℃。75%硫酸:在冷卻的條件下,慢慢地將700mL(密度1.84g/mL)加入到350mL水中,待溶液冷卻至室溫,再用水稀釋至1L。稀氨溶液,將200mL氨水(密度0.880 g/mL)用水稀釋至1L。
2.4 試驗設備
六孔恒溫水浴鍋(90℃~95℃)、恒溫水浴振蕩器[(50±5)℃]、分析天平(精度0.0002g)、恒溫鼓風干燥箱[(105±3)℃]、抽濾裝置、玻璃砂芯漏、200mL具塞三角瓶等。
2.5 試驗方法
2.5.1 二甲基甲酰胺法
按照GB/T 2910.1規(guī)定的通用程序進行,然后按以下步驟操作。
把準備好的試樣放入三角燒瓶中,每克試樣加入150mL二甲基甲酰胺,塞上玻璃塞,搖動燒瓶將試樣充分潤濕后,讓燒瓶保持90℃~95℃放置1h。如果試樣中的聚丙烯腈難以溶解,可以多加50mL二甲基甲酰胺,在此期間用手輕輕搖動5次。用玻璃砂芯坩堝過濾,殘留物留在燒瓶中,另加60mL二甲基甲酰胺,保持90℃~95℃放置30min,用手輕輕搖動2次。把殘留物過濾到玻璃砂芯坩堝,真空抽吸排液,并用水將殘留物洗至坩堝中,真空抽吸排液。熱水加滿坩堝洗滌殘留物兩次,每次重力排液后再用真空抽吸。如果不溶纖維是聚酰胺纖維或聚酯纖維,可把玻璃砂芯坩堝和殘留物烘干、冷卻、稱重。如果不溶纖維是動物纖維、棉、粘膠纖維、莫代爾纖維或銅氨纖維,將殘留物轉移到燒瓶中,加入160mL水,在室溫下保持5min,不時地劇烈搖動。將液體過濾到坩堝排液,重復水洗3次以上,最后一次清洗將殘留物過濾到坩堝中,真空抽吸排液。用水清洗燒瓶中的殘留物全部轉移到坩堝中。最后真空抽吸,將坩堝和殘留物烘干,冷卻,稱重[1]。
2.5.2 75%硫酸法
按照GB/T 2910.1規(guī)定的通用程序進行,然后按以下步驟操作。
把準備好的試樣放入三角燒瓶中,每克試樣加入200mL硫酸溶液,塞上玻璃塞,搖動燒瓶將試樣充分潤濕后,將燒瓶保持(50士5)℃放置1h,每隔10min搖動一次。將殘留物過濾到玻璃砂芯坩堝,真空抽吸排液,再加少量硫酸清洗燒瓶。真空抽吸排液,加入新的硫酸溶液至坩堝中清洗殘留物,重力排液至少1min后再用真空抽吸。冷水連續(xù)洗滌若干次,稀氨水中和兩次,再用冷水洗滌。每次洗滌先重力排液再抽吸排液。最后將坩堝和殘留物烘干,冷卻,稱重[2]。
2.6 結果計算
混紡產品凈干重量百分率的計算公式如下。
2.6.1 方案2計算公式
公式(1)、(2)、(3)適用于第一個試樣中去除組分(a),留下殘留物為其他兩種組分(b+c),第二個試樣中去除組分(a+b),留下殘留物為第三個組分(c):
P1=100-(P2+P3) (1)
P2=100×d1×r1/m1-d1/d2×P1 (2)
P3=d4×r2/m2×100 (3)
式中:
P1――第一組分凈干質量百分率(第一個試樣溶解在第一種試劑中的組分),%;
P2――第二組分凈干質量百分率(第二個試樣在第二種試劑中和第一個組分同時溶解的組分),%;
P3――第三組分凈干質量百分率(在兩種試劑中都不溶解的組分),%;
m1――第一個試樣經預處理后的干重,g;
m2――第二個試樣經預處理后的干重,g;
r1――第一個試樣經第一種試劑溶解去除第一個組分后,殘留物的干重,g;
r2――第二個試樣經第二種試劑溶解去除第一、第二組分后,殘留物的干重,g;
d1――質量損失修正系數(shù),第一個試樣中不溶的第二組分在第一種試劑中的質量損失;
d2――質量損失修正系數(shù),第一個試樣中不溶的第三組分在第一種試劑中的質量損失;
d4――質量損失修正系數(shù),第二個試樣中不溶的第三組分在第二種試劑中的質量損失;
2.6.2 方案4計算公式
公式(4)、(5)、(6)適用于同一個試樣,從混合物中連續(xù)溶解去除兩種纖維組分。
P1=100-(P2+P3) (4)
P2=d1×r1/m×100-d1/d2×P3 (5)
P3=d3×r2/m×100 (6)
式中:
P1――第一組分凈干質量百分率(第一個溶解的組分),%;
P2――第二組分凈干質量百分率(第二個溶解的組分),%;
P3――第三組分凈干質量百分率(不溶解的組分),%;
m――試樣預處理后的干重,g;
r1――經第一種試劑溶解去除第一組分后,殘留物的干重,g;
r2――經第一、第二種試劑溶解去除第一、第二組分后,殘留物的干重,g;
d1――質量損失修正系數(shù),第二組分在第一種試劑中的質量損失;
d2――質量損失修正系數(shù),第三組分在第一種試劑中的質量損失;
d3――質量損失修正系數(shù),第三組分在第一、第二種試劑中的質量損失[3]。
2.6.3 d值的計算公式
(7)式中:
m0――已知不溶纖維干重,g;
m1――試劑處理后不溶纖維干重,g。
當d值大于1時,表明不溶纖維在溶解過程中有重量損失,計算結果時要予以補償;d值小于1時,表明不溶纖維在溶解過程中有重量增加,計算結果時要予以扣除;d值等于1時,表明不溶纖維在溶解過程中沒有重量變化。
3 試驗結果與討論
3.1 腈綸的溶解性能
從腈綸的化學性質上看,腈綸具有良好的化學穩(wěn)定性,但在濃硫酸、濃硝酸、濃磷酸的作用下會溶解。耐堿性比錦綸差,在熱稀堿、冷濃堿溶液中會變黃,在熱濃堿溶液中會立即被破壞。那么腈綸在75%硫酸的作用下會是什么狀態(tài)呢,基于這一思考,對腈綸的溶解性能進行了試驗。
為了詳細了解腈綸在75%硫酸中溶解情況,確保所用試劑的使用效果,選擇在幾個常用的溫度條件對腈綸的溶解性能進行試驗。試驗結果見表1[4]。
表1 腈綸在75%硫酸中的溶解性能
從上述試驗可以看出,不同條件下75%硫酸溶解腈綸的狀況也有所不同,溫度低時,需要的溶解時間相對較長,試驗表明75%硫酸在溫度50℃時間50 min時能將腈綸完全溶解,也就是說,GB/T 2910.11―2009紡織品定量化纖維素纖維與聚酯纖維的混合物(硫酸法)的試驗條件[溫度(50±5)℃,時間1h],75%硫酸完全滿足腈綸的溶解條件。我們采用GB/T 2910.11―2009的方法,對腈綸溶解情況進行驗證試驗,試驗結果見表2。
試驗證明,采用GB/T 2910.11―2009試驗方法,腈綸的重量修正系d值為:1.00,表明腈綸完全溶解。
3.2 利用方案4試驗結果
利用GB/T 2910.2―2009方案4,對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量的檢測,d值分別為,d1:1.01;d2:1.01;d3:1.01。此方法是標準規(guī)定的方法,試驗結果見表3。
3.3 利用方案2試驗結果
利用GB/T 2910.2―2009方案2,對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量的檢測,d值分別為,d1:1.01;d2:1.01;d3:1.00。此方法不是標準規(guī)定的方法,試驗結果見表4。
3.4 分析與討論
從3.1的試驗結果可以看出,通過對腈綸溶解性能的驗證試驗,腈綸能溶于75%硫酸,只是在不同的試驗條件下,溶解的效果也有所不同,腈綸在溫度50℃時30min條件下就能完全溶解,我們利用GB/T 2910.11―2009的方法,按溫度(50±5)℃、時間1h的條件進行試驗,結果表明,腈綸完全溶解,具備GB/T 2910.2―2009標準中方案2的檢測條件。
從3.2的試驗可以看出,方案4的檢測,是標準對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量分析規(guī)定方法,從檢測結果上看,數(shù)據(jù)最大相對誤差為0.28%,最大變異系數(shù)為0.63%,檢測數(shù)值一致性較好,均在1%的標準允差范圍內,唯一的缺點就是檢測時間較長。
從3.3的試驗結果可以看出,方案2的檢測,不是標準對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量分析規(guī)定方法,但從檢測結果看,數(shù)據(jù)最大相對誤差0.12%,數(shù)據(jù)最大變異系數(shù)為0.24%,檢測數(shù)值更加穩(wěn)定,均在1%的標準允差范圍內,完全滿足檢測的需要,同時又節(jié)約了檢測時間,取得滿意效果。
4 結論
綜上所述,通過對腈綸溶解性能的研究和試驗,實驗室在進行腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量檢測時,可以采用GB/T 2910.2―2009標準中方案2的檢測方法,混紡各纖維的溶解性能能夠滿足檢測的需要,通過兩個方案的對比試驗證明,利用GB/T 2910.2―2009標準中方案2的檢測,從環(huán)節(jié)比方案4少一個操作周期,檢測數(shù)值更加穩(wěn)定,但從總體上看,方案2與方案4的檢測結果相差無幾,完全符合標準要求。
參考文獻:
[1] GB/T 2910.12―2009紡織品 定量化學分析 第12部分:聚丙烯腈纖維、某些改性聚丙烯腈纖維、某些含氯纖維或某些彈性纖維與某些其他纖維的混合物(二甲基甲酰胺法)[S].
[2] GB/T 2910.11―2009紡織品 定量化學分析 第11部分:纖維素纖維與聚酯纖維的混合物(硫酸法)[S].
[3] GB/T 2910.2―2009 紡織品 定量化學分析 第2部分: 三組分纖維混合物[S].
【關鍵詞】 羅布
[摘要] 目的 了解羅布麻纖維的抗菌性能。方法 采用燒瓶振蕩法,在恒溫振蕩器轉速200 r/min、溫度37 ℃條件下,將細菌與羅布麻纖維在pH 6.0的PBS中作用2 h,通過平板計數(shù)法計算抑菌率,對羅布麻纖維的抗菌力做出評價。結果 羅布麻纖維對金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸埃希菌和白色念珠菌的抑菌率分別為47.7%、69.0%、56.6%和40.1%。結論 羅布麻纖維具有較強的抗菌性。
[關鍵詞] 羅布麻纖維;抗菌性;燒瓶振蕩法;抑菌率
[ABSTRACT]ObjectiveTo study the antibiotic property of Apocynum venetum. MethodsShakeflask method was used at 37 ℃ and 200 r/min rotational speed of constant temperature oscillator. The bacteria and Apocynum venetum acted for 2 h in pH 6.0 PBS liquid. The bacteriostasis rate was calculated and the antibiotic property of Apocynum venetum was examined through colony counting method. ResultsBacteriostasis rate was 47.7%, 69.0%, 56.6% and 40.1% to staphylococcus aureus, bacillus pyocyaneus, coliform and Candida albicans, respectively. ConclusionThe Apocynum venetum has good antibiotic characteristics.
[KEY WORDS]Apocynum venetum; antibiotic property; shakeflask method; bacteriostasis rate
羅布麻是一種野生植物纖維。它不僅具有良好的服用性能,還具有醫(yī)療保健作用,是不可多得的天然醫(yī)療保健纖維。本文采用燒瓶振蕩法[1,2],從微生物學角度對羅布麻纖維的抗菌性能做出評價。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 抗菌材料及菌種 羅布麻纖維,由青島大學紡織學院提供;菌種包括金黃色葡萄球菌(NCTC 26025)、銅綠假單胞菌(ATCC27853)、大腸埃希菌(ATCC25922)和白色念珠菌(ATCC10231),由青島大學醫(yī)學院菌種室保藏。
1.1.2 試劑與儀器 PBS緩沖液,pH 6.0,本室配制;生理鹽水購自萊陽經濟技術開發(fā)區(qū)精細化工廠;各種培養(yǎng)基購自杭州天和微生物試劑有限公司;J3034電熱恒溫培養(yǎng)箱,南京市江寧電器儀器廠;SHZ82恒溫振蕩器購自廣州國華電器有限公司。
1.2 方法
1.2.1 羅布麻纖維的處理 將無菌羅布麻纖維及對照樣棉纖維0.75 g,分別加入到含有70 mL無菌PBS的燒瓶中,冷藏待用。同時以僅含有70 mL PBS的燒瓶作為空白對照。
1.2.2 菌懸液的制備 復蘇后的菌種傳代2~3次,培養(yǎng)物接種于新鮮肉湯培養(yǎng)基中,37 ℃恒溫培養(yǎng)箱孵育6 h(白色念珠菌需要在沙保羅肉湯培養(yǎng)基中培養(yǎng)20 h左右),通過比濁,將菌懸液用無菌生理鹽水稀釋至(1.5~2.0)×108CFU/L。
1.2.3 抗菌實驗 采用燒瓶振蕩法。將各種菌懸液分別吸取5 mL加入燒瓶內,搖勻,從各瓶中取0.5 mL用無菌生理鹽水做1∶10,1∶100,1∶1 000稀釋后取適量置入培養(yǎng)皿,瓊脂冷卻至45 ℃傾注,搖勻,待冷卻凝固后,37 ℃孵育18 h,進行菌落計數(shù)[3,4]。將加入菌懸液的燒瓶固定于37 ℃電熱恒溫振蕩器上,以200 r/min振蕩2 h,然后重復上述步驟1次。
1.2.4 抑菌率計算 采用公式:μ=(A-B)/A×100%。其中A為試樣振蕩前平均菌落數(shù),B為試樣振蕩后平均菌落數(shù)。試驗樣品抑菌率與對照樣品抑菌率之差>26%,即可認定該紡織品具有抗菌作用。
2 結
果
2.1 抑菌率羅布麻纖維試樣的培養(yǎng)皿中菌落數(shù)較少,而棉纖維試樣的培養(yǎng)皿中布滿了菌落。羅布麻纖維對幾種常見致病菌的抑菌率見表1。
表1 羅布麻纖維對幾種常見致病菌的抑菌率(略)
2.2 金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌被羅布麻纖維作用前后形態(tài)比較電鏡下觀察,羅布麻纖維作用前,細菌生長旺盛,沒有任何細菌殘骸。經過2 h振蕩接觸后,附著在羅布麻纖維上的細菌形態(tài)發(fā)生了變形或崩裂分解(圖1~4)。
3 討
論
羅布麻纖維含有多種抗菌成分,本身具有良好的抗菌性,廣泛應用于醫(yī)療、紡織、保健等各個領域。有關其應用的報道亦有不少。本文結果表明,羅布麻纖維對金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸埃希菌和白色念珠菌的抑菌率分別達到47.7%、69.0%、56.6%和40.1%,提示羅布麻纖維具有較強的抗菌性能。但是羅布麻纖維對革蘭陽性菌和陰性菌的抑制能力是不一樣的,對革蘭陰性菌,尤其是銅綠假單胞菌的作用能力比較強,對革蘭陽性菌的作用能力相對弱一些,這可能與細菌的細胞壁結構有關。革蘭陽性菌的細胞壁較厚(20~80 nm),含有15~50層肽聚糖,大多數(shù)還含有大量的磷壁酸,蛋白質含量較少;革蘭陰性菌細胞壁較?。?0~15 nm),含有1~2層肽聚糖,其主要成分是外膜,蛋白質含量多。羅布麻纖維中抗菌物質通過破壞細菌的細胞壁結構,從而抑制細菌生長。本文電鏡照片顯示,羅布麻纖維對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌作用的程度有差別,附著在纖維上的金黃色葡萄球菌有些形狀已經改變,有些已經分解;而附著在纖維上的大腸埃希菌均完全崩裂,沒有完整的細菌存在。本文僅就羅布麻纖維的抗菌性能進行了一些直觀的分析和研究,有關抗菌機制方面的研究,還需要再做進一步的探討。
[參考文獻]
[1]衛(wèi)生部.消毒技術規(guī)范[S].北京:中華人民共和國衛(wèi)生部,1999.
圖1、2 金黃色葡萄球菌與大腸桿菌被羅布麻纖維作用前的電鏡觀察 ×10 000 圖3、4 金黃色葡萄球菌與大腸桿菌被羅布麻纖維作用后的電鏡觀察 ×5 000
[2]王俊起,王有斌.紡織品抗菌功能方法研究[J].中國衛(wèi)生工程學,2003,2(3):129.
(常州紡織服裝職業(yè)技術學院,江蘇 常州 213164)
【摘要】 竹炭纖維具有優(yōu)良的環(huán)保性和抗菌特性,已被廣泛地應用于紡織制品。為了提高此類纖維的漿紗性能,通過改變幾種常用漿料的配伍,對竹炭纖維紗進行了上漿實驗。結果表明,漿料的配伍性對竹炭纖維漿紗的強力、伸長、耐磨及毛羽性能均有顯著影響,當?shù)矸?PVA/CMC共混漿的質量比為80/15/5時,竹炭漿紗的使用性能較為優(yōu)異。
關鍵詞 竹炭纖維;配伍性;漿紗;使用性能
Doi:10.3969/j.issn.2095-0101.2015.03.010
中圖分類號: TS105.21+2 文獻標識碼: A 文章編號: 2095-0101(2015)03-0029-02
收稿日期:2015-03-10
基金項目:2014年常州紡織服裝職業(yè)技術學院校級科研項目
作者簡介:韓慧敏(1963- ),女,常州紡織服裝職業(yè)技術學院高級實驗師,高級工程師,主要從事新型紡織材料、漿料與漿紗領域的研究與教學工作。
0 引 言
近年來,紡織領域內不斷掀起纖維革命,功能性保健紡織品成為市場主流。采用竹炭纖維紗制成的紡織品,日益受到消費者的歡迎,竹炭纖維因而獲得了“黑鉆石”的美譽。竹炭纖維不僅具有優(yōu)良的抗菌性和環(huán)保特性,同時包含吸濕透氣、蓄熱保暖和產生負離子等多種功能,適宜于制作貼身穿著服裝。竹炭纖維的功能亦具有永久性,不受洗滌次數(shù)的影響。隨著竹炭纖維產品的不斷推廣,如何選擇合適的漿料對此類纖維紗線進行上漿以提高其可織性已成為亟需解決的工藝問題。因此,本研究選擇幾種常用的紡織漿料按照不同的比例進行配伍,然后對竹炭纖維細紗進行上漿實驗,并測定竹炭纖維漿紗的機械力學性能及毛羽性能為主要指標,從而遴選出適宜于竹炭纖維紗線的漿料配方。
1 實驗設計與過程
1.1 原料配方與規(guī)格
酸解淀粉,以玉米原淀粉為原料,以鹽酸按照Zhu的方法[1]對其進行酸解制成;PVA1799,化學純;羧甲基纖維素(CMC),實驗室自制,取代度為0.7,其纖維素原料源于漢麻稈,此類漿料退漿后易降解,不會產生有毒物質;竹炭細紗為竹炭粘膠短纖紗,細度為14.8tex。
為方便表述實驗中的3種共混漿料,文中用1#表示m(酸解淀粉) ∶ m(PVA)=70 ∶ 30,2#表示m(酸解淀粉) ∶ m(PVA) ∶ m(CMC)=80 ∶ 15 ∶ 5,3#表示m(酸解淀粉) ∶ m(CMC)=90 ∶ 10。
1.2 漿紗試驗
上漿實驗采用的是GA392型電子式單紗上漿機,漿紗步驟如下所述:
首先打開漿紗機電源進行預熱,漿槽溫度調節(jié)到95℃,烘房溫度為105℃;
配制含固率為10%的共混漿液,攪拌均勻后移入圓底燒瓶中,放入95℃的恒溫水浴鍋中加熱,待升溫至95℃后,計時1h,煮成的共混漿液即可進行漿紗;
按要求將細紗纏繞在漿紗機上,將煮成的漿液倒入漿槽,調節(jié)漿紗速度為30m/min,漿紗張力118g。按啟動按鈕,約5min后,按停止按鈕,取出紗筒,上漿試驗完成。
1.3 漿紗性能測試
采用YG023A型全自動單紗強力儀測試漿紗增強率及減伸率,試驗條件:初始張力12.5 cN,夾距500 mm,拉伸速度500 mm/min;用LFY-109B型電腦紗線耐磨儀測定漿紗耐磨性能,摩擦速度60次/min , 單紗張力30cN;用YG171B-2型紗線毛羽測試儀測試毛羽數(shù)量;采用堿退漿法測定退漿率。有關漿紗性能的試驗操作及計算參照范雪榮等人的方法[2]。
2 結果與討論
2.1 漿料配伍對紗線強伸性能的影響
淀粉、PVA與CMC的配伍對竹炭漿紗強伸性能的影響如表1所示。由表可知,隨著淀粉漿料所占比例的增加,漿紗的斷裂強力逐漸上升,而斷裂伸長率則呈現(xiàn)出降低的趨勢。
淀粉是目前工業(yè)界最為常用的紡織漿料,然而,由于淀粉大分子本身剛性環(huán)狀結構的缺陷,其對纖維素纖維的粘附性能并不是很好。此外,由α-葡萄糖?;纬傻膭傂原h(huán)狀結構導致了淀粉分子鏈的柔順性較差,玻璃化溫度較高,剛性很強,成膜性較差,所形成的漿膜呈現(xiàn)“硬而脆”的特點[3]。因此,當?shù)矸墼诠不鞚{(3#)中所占比例為90%時,紗線的減伸率已達到32.46%。PVA對纖維素纖維的粘附性能佳,所成漿膜具有“堅而韌”的優(yōu)點,然而,PVA易結皮,難退漿,最為嚴重的問題是,其生物降解性很差,給自然環(huán)境帶來了嚴重損害,這些缺陷限制了PVA的使用。CMC屬生物基漿料,對親水性纖維的粘附力很高,其膜性能雖不如PVA漿料,但較淀粉為佳,與其他種類的漿料混溶性也好,故多作為輔助漿料用于調配混合漿[4]。由表1可知,以淀粉為主漿料,適量添加PVA、CMC(2#),所漿出竹炭紗的斷裂強力與保伸性均能達到較高的數(shù)值。
2.2 漿料配伍對紗線耐磨性能的影響
共混漿的配伍性對竹炭紗耐磨性能的影響如表2所示。觀察此表可知,隨著淀粉漿料所占比例的增加,漿紗的耐磨性呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,2#漿紗的耐磨性最佳。
漿紗的耐磨性與漿料的內聚力、強伸度與韌性密切相關,披覆在紗體外的淀粉漿在烘燥成膜后雖然具有較高的內聚強度,但其脆性亦大,在摩擦過程中易造成落漿。在淀粉中混入PVA,可以提高漿膜的韌性,進而改善漿紗的彈性。CMC與纖維素纖維的粘附性較好,漿膜性能居于PVA與淀粉之間,良好的混溶性使之與其他漿料的混合漿液易于調制均勻,可長時間使用而不會分層。2#漿料是由淀粉、PVA及CMC配伍而成的混合漿,所成漿膜內聚力高,對竹炭纖維的粘附力良好,故所漿出紗線的耐磨性優(yōu)于其他兩種漿紗。
2.3 漿料配伍對紗線毛羽性能的影響
共混漿的配伍性對竹炭紗毛羽數(shù)量的影響如表3所示。從表3可以得知,隨著淀粉漿料所占比例的增加,漿紗毛羽數(shù)量呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢,2#漿紗的毛羽數(shù)最低。
淀粉、PVA及CMC的分子鏈上都含有與竹纖維相似的基團,尤其是PVA和CMC,對竹纖維均具有良好的粘附性,共混漿液在浸透入經紗內部后,能有效增強纖維間的抱合,貼伏毛羽,故漿紗的毛羽數(shù)量遠低于原紗。需要指出的是,PVA1799漿膜的撕破強度過高,分子間的聚合力超過粘附力幾個數(shù)量級,造成分絞阻力大,分絞困難,極易產生二次毛羽[5]。因此,PVA含量較高的1#漿紗的毛羽數(shù)量高于另外兩種漿紗,而2#和3#漿紗的毛羽數(shù)量較為接近,并未產生明顯差別。
3 結 語
由試驗結果可知,淀粉、PVA及CMC混合漿料的配伍性對竹炭纖維紗的上漿性能有顯著的影響。以淀粉為主漿料,輔之以適量的PVA、CMC漿料可獲得使用性能良好的竹炭漿紗。三種漿料若能合理搭配使用,所漿竹炭紗的斷裂強力、斷裂伸長及耐磨次數(shù)就能達到較高的數(shù)值,紗線毛羽數(shù)量也可大幅度降低。綜合使用和環(huán)保性能兩個因素,質量比為80/15/5的淀粉/PVA/CMC混合漿料比較適宜用于竹炭經紗的上漿。
參考文獻
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天絲原有特點是:抗?jié)駨姸雀撸ū让蘩w維還要高),濕模量也比棉纖維高,具有粘膠纖維良好的吸濕性,又有合成纖維那樣的高強度。天絲織物尺寸穩(wěn)定性較好,水洗縮率較小,織物柔軟,有絲綢般光澤。它好像壁壘一樣,可以在防雨水和雪的侵入同時,仍保持它具有的透氣性,天絲織物具有天然纖維一樣的舒適性。蘭精公司今天推出的天絲其織物更讓人矚目,更柔順,清洗方式多種多樣,仍然保持柔軟,不會變形。洗滌時需要注意手洗,不能用漂白劑,陰干,不可擰干。而最具有特色的是,具有積極的護膚作用,因此,天絲C很快聞名于世。其順滑的纖維結構使它讓皮膚感覺特別光滑。其生物組織(天絲是從木材中分解出來的)意味著天絲的透氣性強,并在紡織纖維中是保濕行家。天絲和天然海洋產物殼聚糖相結合,就能起到美容的作用。
天絲C柔順美容來自于內部的殼聚糖元素,它從貝類的殼中分離出來并包含在纖維中。殼聚糖是繼纖維素之后,世上第二大可補充多糖,并且實際存在于天然植物中,其存在物是纖維的完美搭檔。二者都是天然材料,能相互補充,形成完美天然的護膚品。殼聚糖用于化妝品和制藥工業(yè),它能緩解瘙癢,使細胞恢復正常、保護皮膚而且抗菌效果好,因此聞名遐邇。
皮膚是人體最大的器官,其呵護與健康尤其重要。皮膚只有在調理達到平衡時才會健康迷人。擁有健康皮膚的先決條件就是有足夠的水分、有保護的功能、富有彈性及擁有細胞修復的能力。天絲C對皮膚的功效符合所有這些要求。
通過把天絲C與棉纖維進行比較,他們發(fā)現(xiàn),這種天絲有比棉纖維更好的功效。他們采用了這樣的測試方法:讓32位皮膚病患者一條腿穿天絲襪,而另一條腿穿棉襪,再讓皮膚科醫(yī)生鑒定測試參與者的皮膚。結果顯示,41%穿過天絲襪的試驗對象皮膚顯得更好,脫水現(xiàn)象、皺紋、角化和微裂縫得到減輕。證明天絲C纖維品可以最大限度地減少皮膚水分的流失,天絲原本扮演著保濕水庫的角色,并預防皮膚水分的流失。這樣,皮膚的保護層就更完整,并能為阻擋外界影響形成了更好的保護層。另一項試驗測試了天絲C纖維對細胞的再生作用,該研究再一次表明天絲C能在皮膚受損后加快皮膚再生與痊愈。
利用HVI大容量纖維測試儀對竹原纖維的物理性能指標進行測試,將測試結果與棉纖維的HVI測試的物理性能指標加以比較分析,得出竹原纖維與棉纖維物理性能之間的相關關系,進而探討通過優(yōu)化竹原纖維的工藝,試圖提升竹原纖維的可紡性能。
關鍵詞:HVI測試; 竹原纖維; 物理性能;可紡性
竹原纖維是采用物理、化學相結合的方法制取的天然竹纖維。由原料竹材經過制竹片、蒸竹片、壓碎分解、生物酶脫膠、梳理纖維等工藝后制成的紡織用纖維。竹原纖維具有吸濕、透氣、抗菌抑菌、除臭、防紫外線等良好的性能,紡織價值很高。目前,竹原纖維品種繁多,不同工藝生產的竹原纖維之間長度、細度等物理性能指標差異較大,而且對竹原纖維物理性能測試尚沒有形成完整的測試方法。本文探討利用HVI大容量纖維測試儀對竹原纖維物理性能進行快速準確的測試,通過對測試結果的分析,研究通過優(yōu)化竹原纖維的生產工藝,生產出各項物理性能指標均衡,可紡性較高的竹原纖維。
1 概念部分
1.1 竹原纖維
就是從自然生長的竹子中提取出的一種纖維素纖維,是繼棉、麻、毛、絲之后的第五大天然纖維。竹原纖維具有良好的透氣性、瞬間吸水性、較強的耐磨性和良好的染色性等特性,同時又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外線功能。專家指出,竹原纖維是一種真正意義上的天然環(huán)保型綠色纖維。竹原纖維紡織品因其完全復制了竹原纖維的固有特性,而備受消費者青睞,產品需求量逐年上升。
1.2 生物酶脫膠
把經過預處理的竹絲浸入到含有生物酶的溶液中處理,讓生物酶進一步分解竹絲中的木質素、半纖維素、果膠,以獲得竹子中的纖維素纖維。在分解木質素、半纖維素、果膠的同時也在處理液中加入一定量的可以分解纖維素的酶,以獲得更細的竹原纖維,該工藝稱為生物酶脫膠。
2 試驗部分
2.1 主要儀器
HVI 1000型大容量纖維測試儀。
2.2 環(huán)境條件
溫度:(20±2)℃,相對濕度:(65±3)%。
2.3 儀器校準
參照GB/T 20392―2006《HVI棉纖維物理性能測試方法》,《HVI 1000型大容量棉花纖維測試儀操作規(guī)程》對儀器進行校準。
2.4 樣品平衡
將竹原纖維及長絨棉、細絨棉樣品放置恒溫恒濕間平衡24h。
2.5 樣品測試
(1)參照GB/T 20392―2006,對14種不同形態(tài)的竹原纖維樣品進行測試。其中樣品A和樣品5的物理性能指標測試結果見表1、表2。其他12種竹原纖維均無法用HVI測試數(shù)據(jù)。
(2)相同條件(相同環(huán)境、相同儀器、相同測試人員、相同測試方法)下利用HVI測試長絨棉和細絨棉物理性能指標結果見表3、表4。
3 數(shù)據(jù)分析
對竹原纖維物理性能指標與棉纖維物理性能指標比較,將表1和表2中,馬克隆值(Mic)、反射率(Rd)、黃色深度(+b)、上半部平均長度(Len2)、長度整齊度指數(shù)(Uui)、短纖指數(shù)(Sfi-C)、斷裂比強度(Str)、斷裂伸長率(Elong)、成熟指數(shù)(Maturity)等9項物理性能指標分別進行比較分析,各項物理性能指標比較見圖1和圖2。
物理性能指標比較
物理性能指標比較
由圖1、圖2發(fā)現(xiàn),竹原纖維(樣品A)與長絨棉各項物理性能指標較相近,而竹原纖維(樣品5)與細絨棉各項物理性能指標相近。在HVI測試的9個物理性能指標中,馬克隆值、長度、斷裂比強度、斷裂伸長率、成熟系數(shù)等5個物理性能指標分別基本接近,特別是長度指標幾乎相等;Rd、+b、長度整齊度指數(shù)、短纖指數(shù)等4項物理性能指標有差異,但各項物理性能指標整體變化趨勢基本一致。
4 結論
(1)兩種工藝情況下生產的竹原纖維物理性能指標分別接近或類似棉纖維(長絨棉,細絨棉)的物理性能指標,特別是兩種纖維HVI測試結果中長度指標分別相當吻合。因此,竹原纖維(樣品A和樣品5)紡織性能良好。
(2)其他工藝生產的竹原纖維無法利用HVI測試物理性能指標。由此,探討在竹原纖維的生物酶脫膠工藝中,通過控制加入生物酶的量保證獲得紡織纖維所需的物理性能指標(類似樣品A或樣品5)的可行性,以得到優(yōu)化竹原纖維的生產工藝,提升竹原纖維的可紡性。
(3)由于利用HVI測試竹原纖維物理性能指標尚處于研究階段,不排除通過改進測試條件等方式,測試出多種竹原纖維物理性能指標,并形成成熟的測試方法或作業(yè)指導書的可能性。
參考文獻:
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不同于工藝日趨成熟的竹漿粘膠纖維和竹炭纖維,竹原纖維作為一種新型原纖維素纖維,其獨特的殺菌、除臭、抗紫外線等理化性能在紡織行業(yè)中有著廣泛的應用。其細度、可紡性方面的改善在近年也有了相關進展,竹原纖維和改性竹原纖維的各種新制備方法等加工工藝與應用也逐漸成為紡織行業(yè)研究的新焦點。
關鍵詞: 竹原纖維;理化性能;制備工藝
1 前言
不同于近年來市場上所見的竹漿粕纖維和竹炭纖維,竹原纖維是一種真正意義上的環(huán)保天然纖維。竹原纖維吸放濕性能優(yōu)異,具有天然抗菌和抗紫外線等保健功能。竹中含有一種天然物質“竹醌”,“竹醌”具有天然的抗菌、抑菌、防螨、防蟲及能產生大量負離子的特性。經中國紡織纖維質量檢測中心及上海微生物研究所檢測,“竹醌”在24h內能殺滅75%的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和巨大芽孢桿菌。另外,竹原纖維中還含有葉綠素銅鈉,具有良好的除臭功能,因此,竹原纖維有著良好的技術與市場發(fā)展前景,可廣泛應用于紡織品服裝領域。竹纖維是以數(shù)百根單纖維聚集成纖維束的形式分散在竹莖內,單獨將單纖維分離出來較為困難。原生竹纖維的一般提取過程:(1)先去除竹節(jié)部分,將其分割成適當長度,再去掉外皮;(2)用壓榨機將竹片壓碎,破壞其柔細胞組織;(3)用2%~3%的NaOH水溶液煮沸2h;(4)水洗后再行壓榨,破壞柔軟的柔細胞組織,便于與纖維束分離;(5)在水槽中充分水洗,使纖維束與柔細胞分離;(6)過濾后即得漿粕狀竹纖維,干燥后用攪拌機短時間攪拌便開纖成單纖維。竹原纖維制取過程中為避免單纖維發(fā)生脆化,必須確保原竹未經干燥,整個制取過程必須維持濕潤狀態(tài)[1-3]。
目前,有關竹纖維束應用于紡織上已有大量報道,并有相關產業(yè)應用,竹纖維用于復合材料制備也進入了起步階段。但天然竹纖維成分中半纖維素和木質素含量很高,且單纖維較短,脫膠難度較大,影響了纖維的可紡性,此外在滿足機械性能的條件下,竹纖維束的提取即是影響竹纖維復合材料應用開發(fā)的技術難點之一。針對可紡性的改善、細度改善以及各種制備與改性竹原纖維的方法也正在成為行業(yè)研究的新焦點。
2 竹原纖維的相關研究進展
2.1 新方法與工藝制備竹原纖維和改性竹原纖維
黃慧[4]等人采用10%堿處理、軟化+1%堿煮和酸+1%堿煮等3種不同的預處理工藝提取獲得竹纖維束,利用光學顯微鏡和X射線衍射法分別比較3種工藝下竹纖維束的微觀形態(tài)和結晶結構。證明了竹材組織結構呈一定規(guī)律性,通過較低堿預處理后采用機械工藝可提取竹材中的纖維束。提取竹纖維束為黃褐色絲狀物,并有一定柔韌性,長可達30cm以上,直徑范圍100μm~200μm。堿處理濃度高有利于竹纖維束分離。研究結果表明,低堿處理可分離提取竹纖維束,提取的竹纖維束為黃褐色絲狀,直徑范圍為100μm~200μm;微觀形態(tài)下,竹纖維束橫截面呈蜂窩狀,縱面呈多根柱形緊密排列狀。3種工藝中,10%堿常溫處理分離竹纖維最易,分離效果最好,殘留基質粘附最少。由竹材經3種工藝提取的竹纖維束,結晶結構未改變,但相對結晶度均較原竹材有所提高。
張袁松[5]等人用閃爆—堿煮聯(lián)合工藝的天然竹纖維提取,對閃爆壓力、保壓時間、堿濃度、堿煮時間這4個因素的單因素試驗均采用聯(lián)合脫膠,經研究表明閃爆—堿煮聯(lián)合脫膠技術對天然竹纖維脫膠效果明顯,纖維表面比較光滑,纖維直徑明顯減小。閃爆壓力、保壓時間和堿濃度是影響閃爆—堿煮聯(lián)合脫膠效果的重要因素。在閃爆壓力為0.8MPa、保壓時間為15min、NaOH質量濃度為4g/L、堿煮90min的條件下,脫膠效果比較理想,纖維得率為77.16%,纖維的半纖維素和木質素含量分別下降41.61%和31.94%,纖維素含量從40.51%提高到63.59%,處理后纖維分散程度高,柔軟性好,纖維拉伸強度接近麻類工藝纖維。
同時,張袁松[6]團隊還以慈竹為研究對象,對常壓下乙酸脫除天然竹纖維中的木質素進行了探討。以反應溫度、乙酸體積分數(shù)、催化劑硫酸體積分數(shù)和反應時間為單因子,考察這些因素對天然竹纖維木質素脫除率的影響。結果表明:影響因素從大到小依次為反應溫度、催化劑硫酸體積分數(shù)、乙酸體積分數(shù)和反應時間。正交試驗結果表明,乙酸在脫除天然竹纖維木質素的過程中也脫除了部分半纖維素和纖維素。在乙酸脫除天然竹纖維木質素的過程中,脫除木質素的同時也脫除了部分半纖維素和纖維素,脫除率為木質素脫除率>半纖維素脫除率>纖維素脫除率,木質素被大部分脫除而纖維素只脫除了一小部分。結合木質素脫除率、半纖維脫除率和纖維素脫除率,得到了最佳工藝條件,即90℃、乙酸體積分數(shù)88%、硫酸體積分數(shù)0.3%、反應時間3h,在該條件下木質素的脫除率達到55.84%。
關明杰[7]等人,從紡織材料學[8]出發(fā),研究了竹纖維的性能。用實驗室自制,細度范圍為793tex~1445tex的竹纖維對幾種不同仿生螺旋結構竹纖維束的縱向拉伸性能進行測試分析,結果表明:平行均布、單螺旋、雙螺旋A、雙螺旋B 型竹纖維束的拉伸強度分別為11.5MPa、51.7MPa、52.2MPa和56.1MPa;螺旋結構能夠消除纖維束中的強度薄弱點,改善纖維束中各根纖維的結合,同時纖維束各層螺旋角的逐漸變化也有利于拉伸強度的提高。單螺旋、雙螺旋A、雙螺旋B型竹纖維束的拉伸彈性模量分別為9659MPa、5265MPa和491MPa,單螺旋竹纖維束的拉伸彈性模量優(yōu)于雙螺旋竹纖維束。宏觀仿生螺旋結構提高了竹纖維束的拉伸強度,卻降低了彈性模量。由螺旋纖維束的內層到外層,螺旋角的逐漸變化使得相鄰層間的結合強度大為改善,避免了不同層面纖維力學性能的突變。
樓利琴[9]等人以自制平均線密度16.8dtex的竹原纖維為原料,用堿、漆酶、精練酶通過正交設計試驗對竹原纖維進行纖細化處理,測定了處理后的竹原纖維細度變化率、木質素含量及強度。結果表明:精練酶去除木質素的效果比堿和漆酶處理好,木質素含量從原來的18.98%降為7.27%,處理后竹原纖維強度幾乎沒有損傷;堿去除木質素的效果比漆酶好,但強度損傷比漆酶處理大;生物酶脫膠方法有望成為竹原纖維脫膠加工的實際生產方法。
生物技術可以改變傳統(tǒng)化學改性因大量使用化學助劑而嚴重污染環(huán)境的局面,同時使纖維性能得到改善,如纖維素酶對天然纖維織物進行拋光整理可改善其手感和柔軟性。金文俊[10]等利用化學預處理結合纖維素酶的作用對竹原纖維進行改性,借助于掃描電鏡、傅里葉紅外吸收光譜、X-射線衍射等試驗技術,研究處理前后竹原纖維的形態(tài)和內部結構變化。研究結果表明:酶處理切斷并還原纖維素分子鏈為葡萄糖,同時也降解了部分半纖維素,使竹原纖維的結晶度降低;酶處理后的竹原纖維橫截面微孔變大,縱面出現(xiàn)明顯的侵蝕,裂紋有所增加;熱穩(wěn)定性基本不變。
2.2 竹原纖維在紡織中應用
用摩擦紡紗機紡織竹原纖維包芯紗具有芯紗與外包纖維雙組分的特點,既可解決竹原纖維可紡性差的問題,又可提高竹原纖維紗的強力,提高產品的耐磨性。王顯方[11]等人探討竹原纖維摩擦紡包芯紗紡制方法及工藝優(yōu)化,分析闡述了竹原纖維的特性,通過原料預處理,合理配置工藝參數(shù),在摩擦紡紗機上開發(fā)出竹原纖維滌綸包芯紗,并利用正交試驗優(yōu)選了摩擦紡工藝參數(shù)。結果表明:竹原纖維滌綸48.6tex(68dtex)摩擦紡包芯紗較優(yōu)的紡紗工藝參數(shù)為:分梳輥速度5000r/min,紡紗速度150m/min,摩擦輥速度5500r/min。毛雷[12]等針對纖維粗硬、可紡性差的特點,通過竹原纖維的預處理,提高其可紡性。采用原料混合的方式,各工序采用重定量、重加壓、低速度的工藝路線,合理配置工藝參數(shù),解決了梳棉成網困難、并條靜電纏繞等問題,并注意保持各工序較高的相對濕度,使生產正常進行,成功試制出竹原/棉50/50的9.7tex混紡紗。
史麗敏[13]等人以線密度6.01dtex、長度80mm的竹原纖維和細度19.71μm~20.5μm(4.03dtex~4.27dtex)、長度70mm~120mm的羊毛為原料,在保證竹原纖維一定回潮率的前提下,成功紡制毛、竹(50/50)混紡紗線,并且依據(jù)針織面料流行趨勢,結合毛、竹混紡織物優(yōu)勢互補的特點,設計并開發(fā)出了適合春夏季穿著的男裝流行針織面料。面料色彩搭配與圖案機理的設計不僅豐富了大眾視覺,還打破了以往設計毛、竹混紡針織物的局限性。此外,還對毛、竹(50/50)混紡紗線的染色工藝進行了探討,可為毛、竹混紡面料下游產品的進一步開發(fā)提供理論參考。此外,隨著竹原纖維工藝的進步和紡織工業(yè)的發(fā)展,更加復雜的絹/苧麻/竹原纖維混紡物,如緯珠地平針組織、珠地平針橫條組織、緯珠地組織、灰藍珠地組織和緯平針組織的針織物的織造也有了相關報道[14]。
竹原纖維有著很好的抗菌性能,天然竹在制成竹漿粘膠纖維過程中經受了一系列化學和物理的加工,性能與竹原纖維有較大改變,原有的一些天然特性也必然遭到破壞,纖維的除臭、抗菌、防紫外線功能會有不同程度的下降。池田善光[15]對竹漿粘膠纖維的抗菌性能進行了研究,結果表明:竹漿粕試樣并不具有抗菌性能。張慧等人[16]以巨大芽孢桿菌(革蘭氏陽性菌)和黑曲霉(真菌中的霉菌)為菌種原料對竹原纖維抑菌性能的影響因素做了系統(tǒng)研究。采用吸收法對所制取的竹原纖維進行單因子試驗,并通過計算抑菌率來評價其抑菌效果,研究對抑菌性能產生影響的因素。試驗得出:回潮率、接種后培養(yǎng)時間及竹屑都對竹原纖維的抑菌性能有很大影響。
3 結語
當前粘膠纖維工藝已基本成熟,市場上所謂的竹纖維面料、服裝也多是竹漿粕纖維產品或竹漿粕纖維混紡產品,同時由于大量使用化學助劑,導致所生產出的“竹纖維”發(fā)生改性,使其不再具有或基本不具備天然竹原纖維的優(yōu)良特性。因此竹原纖維的技術發(fā)展趨勢表現(xiàn)為:一是改善可紡性,這是竹原纖維應用的根本和前提;二是改善細度,向細旦或超細旦方向發(fā)展, 并改善均勻度,為紡高支紗打下基礎;三是混紡,特別是與天然纖維、差別化化纖混紡,生產出具有特色的高檔新型面料。在可預見的將來,竹原纖維、改性竹原纖維的制備和竹原纖維入紗紡織依然是紡織行業(yè)亟待解決的問題。不僅如此,竹原纖維的產業(yè)化還存在技術和市場兩方面的風險,因為是一項新產品,其生產標準和質量標準有待探討;新產品的問世,在消費者市場仍需要有一個認識和接受的過程,并且在價格上將受到價格相對低廉的化纖等產品的激烈挑戰(zhàn)。
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