織物の機能整理におけるナノ材料の応用

ナノ材料とは、寸法がナノスケールに達し、性能の変化をもたらした材料であり、ナノ材料の寸法変化は、表面効果、小寸法効果、量子寸法効果をもたらす。織物機能整理は織物の生産、生活などの面での特殊な機能を満たすことができ、その付加価値を高める方法である。ナノ材料を織物の機能整理に応用し、抗菌、紫外線防止、静電気防止、自己洗浄、導電、しわ防止などの単一または複数の性能を持ち、高付加価値の機能性織物を製造することはすでに紡績業界の発展傾向の一つとなっている。

UVカット

紫外線防止仕上げは、ナノ材料を繊維表面に処理し、さらに繊維に固着させることであり、光が繊維に照射されると、ナノ粒子の量子サイズ効果、表面効果によって紫外線の大部分が吸収または反射され、それによって紫外線の織物への透過量が減少する。現在、織物の紫外線防止整理に応用されているナノ粒子は主にTiO 2、ZnO、Al 2 O 3、SiO 2などである。

じこせいじょうせいり

織物の自己洗浄整理原理は主に超疎水と光触媒の2種類がある。超疎水自己洗浄原理は表面接触角で説明することができ、接触角が大きいほど撥水性が良く、接触角を大きくする鍵は織物表面のミクロ粗さを高めるか、あるいはその表面エネルギーを下げることである。

光触媒自己洗浄は主にナノTiO 2の光触媒反応を利用し、光照射条件下でTiO 2が強い酸化還元反応を起こし、水酸化ラジカルを生成し、それによって有機物を分解することができる。超疎水化表面整理と比較して、光触媒表面整理は太陽光照射下だけで、汚染物を触媒酸化し、分解した生成物は環境保護、汚染がなく、触媒過程にエネルギーの損失がなく、環境にやさしい技術であり、より優位性がある。

抗菌仕上げ

ナノ抗菌材料の量子サイズ効果により、光子を吸収したり、自身が電子遷移を起こしたりすることができ、エネルギーレベルが変化し、還元と酸化作用が強化され、短時間で細菌を殺すことができる活性ヒドロキシラジカルと酸素ラジカルが大量に発生する。現在、織物の抗菌整理に応用されているナノ材料はTiO 2、ZnO、Agなどである。

帯電防止仕上げ

布地のナノ材料の帯電防止仕上げは、材料の導電によって電荷が急速に伝導し、消費され、布地が帯電防止効果を達成することである。現在、織物の帯電防止整理におけるナノ材料は主にTiO 2、ZnO、Ag、グラフェンなどである。

一般的な導電性ナノ材料は単独で使用する場合、貴金属の導電効果は良いが、価格は高い、炭素系材料は堆積しやすく、織物との結合力が弱く、色が濃いなど。そのため、様々な導電性ナノ材料を複合的に使用し、材料間の相乗作用によってそれぞれの欠陥を補い、より良い整理効果を期待する。

導電性仕上げ

通常の条件下では、織物表面は自由に動く電子が不足しているため絶縁されており、織物に導電性を与えて現代生活の多様化するニーズに適応させることができる。グラフェンとカーボンナノチューブは、その導電性が優れ、機械的性能が良いなどの利点から、織物の導電整理に広く応用されている。

その他の整理

ナノ材料は難燃、電磁遮蔽、赤外線吸収などの機能整理にも応用できる。凌超はまず綿織物を弱酸化処理し、その場アンモニア燻製法で製造した高負荷ZnO綿織物は比較的に良い難燃効果を持っている。

人々の生活環境がますます複雑になるにつれて、性能の単一の機能織物はすでに人々の需要を満たすことができなくなり、高性能、多機能の製品を開発するのはすでに大勢の赴くところである。機能性ナノ材料は織物の機能整理の重要な構成部分であり、ナノ技術の急速な発展に伴い、将来的には多様な機能性を兼ね備えたナノ整理織物が主流の発展傾向の一つになるだろう。