萬旺軍 譚 蒙 董如軍

（1.浙江出入境檢驗檢疫局 浙江杭州 311208；2.寧波紡織儀器廠）

1 前言

羽絨制品已漸漸從傳統(tǒng)的單純性保暖上升到保暖、輕便、款式新穎、自然環(huán)保以及高性價比等較高層次的要求。多年來，羽絨制品一直以羽毛絨作為填充料，但羽毛絨屬于天然蛋白質纖維，除具備優(yōu)良保暖性外還存在蛋白粉塵污染、容易滋生細菌、防潮性差等缺點[1]，因此，為提升和改善羽絨產(chǎn)品的性能，近年來出現(xiàn)了越來越多以聚酯纖維或聚酯纖維和羽絨的混合物作為羽絨制品的填充料。針對市場上出現(xiàn)的這種新變化，我們對聚酯纖維與羽絨混合物的保暖性能進行了比較和探討，以期為此類產(chǎn)品更合理開發(fā)提供理論依據(jù)。

聚酯纖維保暖性能的指標主要有蓬松度，這是衡量聚酯纖維產(chǎn)品保暖性能的最重要指標?？諝馐菬岬牟涣紝w，紡織類產(chǎn)品的蓬松度越高，其中吸附的空氣就越多，經(jīng)傳導損失的熱量就越少，從而可以減少由于傳導而散失的熱量[2]。因此，蓬松度越高也就意味著其保暖性能越好。本研究對于保暖性能的測試主要依據(jù)我國國家標準為GB/T 11048- 2008《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定》[3]。在GB/T 11048新標準中規(guī)定了A、B兩種類型的測試儀器。測定熱阻和濕阻或僅測定其中之一時優(yōu)先采用A型儀器(蒸發(fā)熱板法儀器)，在僅需測定熱阻時也可以采用B型儀器(靜態(tài)平板法儀器)，在試驗中采用A型儀器(蒸發(fā)熱板法儀器)。對于聚酯纖維蓬松度，主要參考IDFB-2010羽絨測試標準中規(guī)定的檢測方法對聚酯纖維蓬松度進行測試。

本研究在對聚酯纖維相關性能進行分析的基礎上，探討了聚酯纖維及其與羽絨混合物的蓬松度與保暖性能之間的相互關系，從而為聚酯纖維產(chǎn)品提供質量評價的依據(jù)，這既有利于規(guī)范聚酯纖維市場交易秩序，又有利于企業(yè)在聚酯纖維的原料采購、產(chǎn)品質量控制等環(huán)節(jié)有效把控。

2 材料與方法

2.1 材料

2.1.1 試驗設備

YG606G通風式熱阻濕阻測試儀：熱阻測定范圍0.002-2.0 m2.K/W，IDFB-FP 羽絨蓬松度儀：測試量筒內徑288 mm ，壓板直徑284 mm ，測試樣品質量30g ；多功能羽絨制品檢測臺：自制；AL/PL系列電子天平(0.0001g)，35cm×35cm篩網(wǎng)。儀器均購于寧波紡織儀器廠

2.1.2 試驗材料

聚酯纖維：3.60dtex×35mm，單中空；100%水洗灰鴨絨：按照IDFB-2010羽絨測試標準。樣品均來源為杭州市蕭山地區(qū)羽絨企業(yè)。

2.2 方法

2.2.1 試樣的制備

由于聚酯纖維及其與羽絨的混合物為大量分散個體，不易直接進行檢測，在進行保暖性測試時，自制可填充試樣的純棉織防絨袋數(shù)只，在其一側預留2 c m小孔用于填塞樣品，樣品袋尺寸規(guī)格為35cm×35cm，織物規(guī)格為：CJ14.5tex×CJ14.5tex，密度523.5/10cm×393.5/10cm。同時為保證測試樣品的均勻性，筆者將聚酯纖維與羽絨進行了充分的混合，盡量保證混合物的均一性，并在熱阻測試中制作了固定樣品的篩網(wǎng)，從而能保證較快完成熱阻測試過程。

2.2.2 保暖性測試方法

按照新版國家標準GB/T 11048- 2008《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定》中所使用的通風蒸發(fā)熱板法進行檢測。測試條件為恒溫溫度為35℃，溫度精度為±0.5℃，恒定氣流1m/s，相對濕度誤差不應超過±3%。每次測試3次，結果取其平均值。

2.2.3 蓬松度測試方法

將試樣在溫度為20℃±2℃，相對濕度為65%±2%的條件下放置24h。采用IDFB-2010測試標準10－B.3部分的蒸汽還原法，取試樣30g，每次測試3次，結果取其平均值。

3 結果與分析

3.1 試驗樣品均勻性檢測

在預試驗過程中，由于羽絨的蓬松結構以及聚酯纖維經(jīng)開松后的松散狀態(tài)導致樣品空氣層相對不規(guī)則，在對其熱阻測試中出現(xiàn)樣品導熱不均勻的情況，樣品熱阻數(shù)值波動也比較大，需要較長時間才能穩(wěn)定，測試過程耗費時間。因此在進行熱阻測試前要盡量保證樣品填充的均勻一致，為此使用自制的多功能羽絨制品檢測臺對試驗樣品的均勻性進行了檢測。將試樣置于檢測臺導向桿上，經(jīng)線陣CCD掃描，通過分析軟件對試樣相對灰度值進行計算，試樣間灰度值平均偏差≤5%，保證了試驗樣品的均一性。

3.2 聚酯纖維/羽絨混合物填充量與保暖性的關系

熱阻是輻射、傳導、對流的熱傳遞作用相結合的最終結果，它的值取決于其中每一個值對熱傳遞的貢獻。雖然熱阻是紡織材料的一個固有特性，但由于受諸如與周圍環(huán)境輻射熱傳

遞等因素的相互影響，它的測定值會隨著試驗環(huán)境的不同而變化[4-6]，因此我們使用YG606G通風式熱阻濕阻測試儀，采用通風蒸發(fā)熱板法對聚酯纖維/羽絨混合物的熱阻進行檢測。

由于被測試物為松散填充物和不均勻厚度的樣品，為此制作了一個高度和試樣不受外力作用時與試樣袋（尺寸規(guī)格：35cm×35cm）高度一致的篩網(wǎng)，將試樣放置于其中，從而保證熱阻測試過程的順利進行。測試結果如下表1所示。

表1 不同填充量的聚酯纖維熱阻測試數(shù)據(jù)

從表1測試數(shù)據(jù)可以看出，聚酯纖維制品越厚，即單位面積質量越大，其熱阻值也越大，保暖性越好。

3.3 聚酯纖維混合物保暖性與羽絨混合量的關系

由于目前市場上大多數(shù)聚酯纖維制品為聚酯纖維與羽絨的混合填充料，其混合比例大多數(shù)為60%-70%，通過相互混合來提高聚酯纖維與羽絨產(chǎn)品的舒適性、剛度、回彈性等。為此在填充量為30g的情況下，我們將聚酯纖維與100%水洗灰鴨絨進行不同比例的混合，經(jīng)過對其熱阻值進行測試，得出了聚酯纖維混合物保暖性與羽絨添加量之間的關系（見表2）。

表2 不同混合填充料的熱阻測試數(shù)據(jù)

從表2測試數(shù)據(jù)可以看出：在一定范圍內(羽絨混合量＜70%)，聚酯纖維混合物的熱阻值隨著含絨量的增加而增大，達到甚至超出了純羽絨的熱阻值，但當含絨量達到一定程度后，繼續(xù)增加含絨量反而會使試樣的熱阻值變小。我們認為這主要：

（1）聚酯纖維回彈性好，能支撐起一個相對固定的結構空間，同時加上羽絨獨特的羽狀結構和空氣作為熱的不良導體，在填充物里面既有蓬松的羽絨又有不流動的空氣，因此增加適量羽絨能起到較好的保暖效果，甚至比純羽絨試樣的保暖性好；

（2）但當羽絨的填充量過大時，那個固定的空間逐漸被擠壓，空間中的空氣和羽絨的羽狀結構都被破壞，試樣熱阻值變小，混合物的保暖性就降低。

通過以上分析，得知將聚酯纖維與羽絨進行混合，不但能改善羽絨制品某些性能（比如防潮、防蛀等），價格相對低廉，同時還能在一定程度上改善羽絨的保暖性能。

表3 不同含絨量填充料蓬松度的測試數(shù)據(jù)

3.4 不同聚酯纖維混合物蓬松度的測定

為探討聚酯纖維與羽絨混合產(chǎn)品的蓬松性與含絨量之間的關系，采用IDFB-2010標準中10－B.3部分的蒸汽還原法對聚酯纖維與羽絨混合物的蓬松度進行了測定。每個試樣測試3次，結果取其平均值，測試結果見表3。

由于聚酯纖維具有良好的回彈性，在與羽絨進行均勻混合后相互間能起到支撐作用，從而形成了大量蓬松的空間結構，具有優(yōu)于單純羽絨或單中空聚酯纖維的蓬松性能，但當混合填充物中羽絨含量達到一定程度后，其蓬松度變化并不明顯，甚至出現(xiàn)了下降趨勢。

3.5 聚酯纖維/羽絨混合物蓬松度與保暖性的綜合分析

從圖1中可以看出，聚酯纖維/羽絨混合填充物的熱阻值隨著羽絨含量的增加而增大，當羽絨混合量達到70%之后，熱阻值不增大，反而出現(xiàn)了下降。 混合填充物的蓬松性能隨著混合物中羽絨含量的增加而增加，但當羽絨混合量達到70%之后，其蓬松度變化并不明顯。根據(jù)以上聚酯纖維與羽絨混合產(chǎn)品的熱阻值和蓬松度的變化趨勢，對這2項指標的關聯(lián)性進行了分析，整體而言混合填充物的蓬松性與保暖性的變化趨勢基本一致，熱阻值隨著蓬松度的增加而增加，在混合物種羽絨混合量達到70%之后，均出現(xiàn)了增長停滯甚至是下降，這與羽絨的保暖特性變化趨勢基本相同。

圖1 聚酯纖維與羽絨混合填充物蓬松度與保暖性能相關性趨勢

4 討論

聚酯纖維由于具有較好的耐熱性、絕熱性、回彈性及耐酸堿性，能補充和完善羽絨填充料的某些性能，同時由于聚酯纖維取材廣泛，價格低廉，因此目前被廣泛用作填充材料。利用聚酯纖維與羽絨混合物作為填充料較好地克服了羽絨作為保暖材料臃腫肥大的缺陷，同時還具備了羽絨輕柔和高保暖的優(yōu)點。單中空聚酯纖維因具有高絕熱性、低吸濕性和優(yōu)良的回彈性等特點[7]，結合羽絨作為天然中空纖維，呈多級羽狀結構，通過均勻混合后能自行分割成大量穩(wěn)定、細密、均勻的小空間，這種結構不僅增加了混合產(chǎn)品中靜止空氣含量還能有效防止空氣形成對流，同時也使得聚酯纖維與羽絨的混合產(chǎn)品具有優(yōu)良的保暖性。

本研究首次對聚酯纖維的蓬松性與保暖性的關聯(lián)性進行了研究，通過對聚酯纖維、聚酯纖維/羽絨混合物的蓬松度、熱阻值進行檢測，得出了以下結論：1）聚酯纖維制品越厚，其熱阻值也越大，保暖性越好；2）聚酯纖維與羽絨進行均勻混合后相互間能起到支撐作用，從而形成了大量蓬松的空間結構，具有優(yōu)于單純羽絨或聚酯纖維的蓬松性能，但當混合填充物中羽絨混合量達到一定程度后，其蓬松度變化并不明顯，甚至出現(xiàn)了下降趨勢；3）將聚酯纖維與羽絨進行混合，不但能改善羽絨制品防潮、防蛀等性能，而且價格相對低廉，同時還能在一定程度上改善羽絨的保暖性能。

［1］ 金陽，李益民，李薇雅.羽絨纖維與其他蛋白質纖維結構的比較[J].紡織學報，2003,24（5）：429-430.

［2］ 姚穆.紡織材料學[M].北京：中國紡織出版社，2002:436-439.

［3］ GB/T 11048- 2008 紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定[S].

［4］ 黃翠蓉，于偉東，許海葉.羽絨服保暖性探討[J].武漢科技學院學報，2007,20（1）：25-29.

［5］ Sukugars S，Yokura H.Non-recovery of futon padding after repeater compression[C].Proceeding of the 22nd textile research symposium at MT.FUJU,1993.

［6］ 周朝健，張恒，張瑜，等.不同工藝對木棉/ES非織造材料保暖性能的影響[J].南通大學學報（自然科學版），2012，11（1）:45-48.

［7］ 張建春，赫新敏，岳素娟，等.羽絨絮氈復合PTFE膜保暖材料的研究[J].紡織學報，2004，25（4）:38-39.