1 生態紡織品的基本概念
生產、消費、處理三方面都滿足生態性的紡織品可稱為生態紡織品。其對人類健康和環境無害或少害,有利於資源保護和再生;從生產、使用、到處理的整個過程帶給環境的負荷都很小的紡織品;從對人類健康和人類生存環境的影響出發,生態紡織品應達到:消費者產著實對健康無害或少害,生產過程對勞動者無害或少害,生產及處置對無害或少害,生產對地球資源無耗或少耗[1]。
生態紡織品的狹義含義:採用對環境無害或少害的原料,合理利用這些原料生產的對人體健康無害的紡織品。
2 生態紡織品的標誌與標準
許多國家對紡織品所含的有毒有害物質作了限量規定,出現了10多種綠色紡織品的標準和標誌,代表性的有:Oko-Tex Standard 100(生態紡織品標準100)、M.S.T(通過了有害物質測試的紡織品)、Eco-Tex(國際生態協議)、M.U.T(無環境汙染方法制造紡織品商標)、GUW (生態友好裝飾織物協會印記),這些標誌對紡織品所含的'有害物質做了明確限制,綜合檢測專案多達30個[2] 。
2.1生態紡織品標準制定依據
生態紡織品的標準Oeko-Tex Standard 100是1992年由l5個國家組成的國際環保紡織協會頒佈的。從頒佈起,就成為國際上判定紡織品生態效能的基準,具有廣泛性和權威性。制定Oeko-Tex Standard 100的理論基礎是紡織生態學。紡織生態學從紡織的生產、使用和廢棄的動態過程考察紡織生產與紡織品的生態效能,分為:生產生態學、人類健康生態學和處理生態學。生產生態學關注的是生產過程與環境生態,指製造和生產纖維、紡織品和成衣的過程對環境不應造成壞的影響,符合不汙染空氣、不汙染水、廢料處理及減輕噪音等條件。人類健康生態學指服裝對穿著者和其近身環境所造成的影響而言。處理生態學是針對紡織品的廢棄處理而言,包括對紡織品的迴圈回收、再利用、分解處理不釋放有害物質,以及焚燬不汙染空氣等[3]。
2.2 生態紡織品標準及檢測方法(以Oeko-Tex Standard 100為例)
Oeko-Tex Standard 100用以檢測紡織和成衣製品在影響人體健康方面的性質。規定了在紡織、服裝製品上可能存在的已知有害物質,包括pH值、甲醛、重金屬、殺蟲劑、可分解致癌芳香胺染料、致敏染料、氯化苯、有機錫化合物等,並將產品按最終用途分為4類:嬰兒用產品,如嬰兒或兩週歲以下幼兒各種用品;直接與面板接觸的產品,如上衣、襯衫、內衣以及床上用品;不直接與面板接觸或只有一小部分面積直接與面板接觸的產品,如各種西服外衣、大衣、襯墊等;室內裝飾材料,如桌布、窗簾、床墊以及地毯等,規定了相應的有害物質的限量和測試專案[4]。Oeko-T 100(2003版)標準主要檢測專案限定值和相關有害物質的來源及危害性如表1[5]所示.
表1 Oeko-T 100(2003版)標準主要檢測專案限定值和相關有害物質的來源及危害性
檢測 專案 | 限定值 | 有害物質來源 | 危害 | ||
不直接與 面板接觸 | 直接與 面板接觸 | 嬰兒與 兒童服裝 | |||
甲醛 /(mg/kg) | 300 | 75 | 20 | 某些活性樹脂用交聯劑,染色用固色劑,棉用阻燃劑,印花用粘合劑 | 致癌,面板過敏,呼吸道發炎 |
多氯聯苯 | 不得檢出 | 不得檢出 | 不得檢出 | 抗靜電劑,阻燃劑 | 致癌 |
pH值 | 4.0~9.0 | 4.0~7.5 | 4.0~7.5 | 印染鹼、酸處理後的殘留化學物 | 致癌 |
殺蟲劑/(mg/kg) | 1 | 1 | 0.5 | 在棉花培植過程中用殺蟲劑,儲存時用防蛀劑 | 致癌 |
重金屬離子含量/(mg/kg) | 坯布,氧化劑,阻燃劑,染料,金屬催化劑,易去汙和拒水整理劑,幹剝色劑 | 危害健康 | |||
銻(Sb) | 30 | 30 | 30 | ||
砷(AS) | 1 | 1 | 0.2 | ||
鉛(Pb) | 1 | 1 | 0.2 | ||
鎘(Cd) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | ||
汞(Hg) | 0.01 | 0.01 | 0.01 | ||
銅(Cu) | 50 | 50 | 25 | ||
鉻(Cr) | 1 | 1 | 2 | ||
鈷(Co) | 4 | 4 | 1 | ||
鎳(Ni) | 4 | 4 | 1 | ||
五氯苯酚/(mg/kg) | 0.5 | 0.5 | 0.05 | 直接用於紗線或紡織品的防黴劑及防腐劑 | 致癌 |
偶氮染料 | 禁用 | 禁用 | 禁用 | 印染中使用的可分解出致癌芳香胺的染料,致癌、致敏染料 | 致敏 致癌 |
氯化苯及氯化甲苯/(mg/kg) | 1 | 1 | 1 | 常溫染色過程中用作媒體 | 致癌 |
色牢度(沾色) | 容易引起沾色 | ||||
耐水洗牢度 | 3級 | 3級 | 3級 | ||
耐摩擦牢度 | |||||
幹摩 | 4級 | 4級 | 4級 | ||
溼摩 | 2~3級 | 2~3級 | 2~3級 | ||
耐汗漬牢度 | 3~4級 | 3~4級 | 3~4級 | ||
異常氣味 | 不得檢出 | 不得檢出 | 不得檢出 | 有殘留的化學試劑和單體 | 危害健康 |
其他化學殘餘物/(mg/kg) | 100 | 100 | 50 | 印染加工中使用的染料、助劑 | 致癌 |
織物加工過程中的各種化學藥劑未清洗乾淨,自來水、深井水或水質較差的水含碳酸氫鈉,烘乾後使織物帶鹼性。由於人類面板帶一層弱酸性物質,能防止疾病的侵入,因此紡織品上的值在中性至弱酸性對面板最為有益,規定一般紡織品的pH值為4.8~7.5,羊毛織物pH值為4.0~7.5。
一般工廠在檢測時,可在織物的不同部位取樣,剪碎混勻,稱取混勻布樣5g,加蒸餾水100ml,加熱煮沸迴流30min,冷卻至室溫將清液倒入燒杯內用pH計測量。
2.2.2 甲醛
甲醛來源於洗可穿免燙整理用氨基樹脂;部分阻燃、防水、柔軟等整理劑;固色劑或固色工藝;塗料印花粘和劑(自交聯丙烯酸酯類)。我國規定了在生產車間內空氣中甲醛含量的極限值取樣在8h以上時必須在3mg/m3以下。目前,日本和德國的紡織生態標準均規定:直接接觸面板的服裝如內衣、床單等為75mg/kg,直接接觸面板較少的服裝如襯衫為300mg/kg,外衣為1000mg/kg(日本)、300mg/kg(德國),2歲以下嬰兒服裝為20mg/kg。
紡織品中甲醛含量的分析國內外普遍採用比色分析法。氣相色譜法也有應用,但由於操作繁雜,應用不普遍,高效液相色譜法也有報道但擴大應用較困難。比色法中,乙醯丙酮法和絡變酸法以操作簡便、精確度高、重現性好為國內外所廣泛採用。乙醯丙酮法測試原理為:甲醛與乙醯丙酮生成淺黃色溶液,用分光光度計在一定濃度範圍,以特定波長進行吸光度測定,從標準曲線上求得甲醛含量。
2.2.3 重金屬
有害金屬少量由天然纖維從土壤中吸收或食物中吸收引入,大量來自染料,包括金屬絡合染料或染料固色整理。部分防黴抗菌防臭織物用Hg、Gr和Cu等處理也會帶來重金屬汙染。紡織品上可能殘留的金屬是Cu、Cr、Co、Ni、Zn、Hg、As、Pb和Cd等。紡織品中有害金屬的檢測有定性法和定量法。定性法使用點滴實驗法,靈敏度不夠高,但已能說明問題,國內外仍在使用。定量法可以檢測紡織品上有害金屬含量,估測其對人體的毒害程度。在制定環保標準時要用定量法,檢測時首先製備試樣,根據指標要求可用萃取法和灰化法定量檢測。萃取條件採用:液體對試樣重量20:1,溫度40℃,時間1h;灰化法使織物在規定溫度灰化,加酸製成溶液,其資料表示織物上全部有害金屬的含量。定量檢測現在也使用分光光度法和原子吸收光譜測定法實現。
2.2.4 殺蟲劑防腐劑和染色載體
殺蟲劑和除草劑在棉花播種階段使用。天然纖維織造時,漿料要加防腐劑。有些後整理包括抗菌防臭整理也用到對人體有害的整理劑。這些物質包括五氯苯酚、2,3,4,6-四氯苯酚、2,4,5-三氯苯酚2,4-二氯苯酚、2-氯苯酚、六氯苯、苯酚、二苯酚等。檢測時可先稱取一定量樣品5~10g在索氏抽出器中,用適當的溶劑萃取6~8h,蒸濃至一定體積,在容量瓶中用溶劑調整至規定體積(25或50ml)作定性或定量分析。測定方法可用TLC薄層色譜分析法、HPLC高效液相色譜法或GC氣相色譜。
2.2.5 致癌染料
禁用染料從染色紡織品上轉移到面板上,在一定條件下發生還原反應釋放出22種致癌芳香胺。這些致癌物透過面板擴散到人體內,經過人體的代謝作用使細胞的脫氧核糖核酸(DNA)發生機構與功能的變化,成為人體病變的誘發因素,從而誘發癌症或引起過敏。規定織物上允許含有致癌芳香胺為30mg/kg。
染色紡織品上禁用偶氮染料的分解產物芳香胺的分析方法是:將紡織品上的染料通過萃取和用Na2S2O4還原成芳香胺,再用各種方法確定是否存在致癌的芳香胺結構[6]。目前國內已採用GC和GC-MS聯用法方法是將一定量紡織品加檸檬酸緩衝溶液保溫處理一定時間,再加入連Na2S2O4。在規定溫度保溫30min後冷卻。用叔丁基甲醚或二氯甲烷萃取,最後製成甲醇溶液用氣相色譜-氣相質譜進行分析。
2.2.6 染色牢度
染料或部分化學品與織物結合不牢固,由於汗液、唾液和物理摩擦等作用,使染料在織物上脫落、溶解,通過食道影響人體。特別是嬰兒服裝,由於嬰兒喜歡咀嚼和吮吸衣服,因此會通過唾液吸收有害物質。標準對耐水性、耐摩擦、耐汗性和耐唾液性均有極限規定。
檢測常以ISO或DIN為基礎,同時應指明指DIN標要求。Oko-Tex 100標準規定的指標如表2。
表2 Oko-Tex 100標準規定的指標
唾液 (嬰兒服) | 汗漬 (酸鹼) | 洗滌 | 強烈水洗 | 幹摩擦 | 溼摩擦 |
耐抗 (防流涎) | 3~4級 | 3~4級 | 3級 | 4級 | 2~3級 |
Oeko—Tex Standard 100已成為國際公認的、最具權威性的生態紡織品標準,在紡織行業具有里程碑的意義。有資料表明,目前世界綠色消費總量已達2500億美元以上,在歐洲等發達國家,有50%的消費者更願意購買掛有生態標籤的紡織產品。有人預言,生態型紡織品將主宰未來的國際紡織品服裝貿易市場。因此,生產企業應採用較高的生態標準,調整產品結構,採用清潔生產工藝,最終達到保護環境、保護人類健康、節約資源的目的。