王慶淼，王曉文

（雅戈?duì)柗b制造科技有限公司，浙江寧波 315012）

傳統(tǒng)的保溫材料主要依賴于織物的厚度和密度，或增大纖維之間的靜止空氣層來提高保溫性能。通常，材料的厚度越大、密度越小，材料的保溫性越好；但如果材料的密度過小，造成其中的空氣產(chǎn)生對(duì)流，保溫性能反而下降[1]，而且厚度過大會(huì)造成服裝體積比較臃腫，不便于運(yùn)動(dòng)且缺乏美感[2]。隨著人們對(duì)美的追求，這種被動(dòng)的保暖方式已不能滿足人們對(duì)服裝功能性和美觀性的要求。積極、智能型保溫材料的開發(fā)與研究逐漸成為各國(guó)研究的重點(diǎn)，并已經(jīng)成為保溫材料研究與開發(fā)的主流[3]。

遠(yuǎn)紅外紡織品就是一種智能型的蓄熱保暖材料，其創(chuàng)意來自于遠(yuǎn)紅外材料與紡織品的結(jié)合，其中一種方法就是采用整理劑（如遠(yuǎn)紅外陶瓷微粉等）對(duì)紡織品進(jìn)行后整理[4-9]。后整理一般是將具有遠(yuǎn)紅外發(fā)射功能的納米級(jí)粉體、黏合劑和助劑按一定比例配制成后整理劑，再通過浸軋、涂層、噴霧等方法，將配制好的后整理劑均勻地涂覆在織物表面，最后對(duì)織物進(jìn)行干燥、熱處理等，制成遠(yuǎn)紅外織物。本研究以遠(yuǎn)紅外蓄熱保暖功能紡織品的產(chǎn)業(yè)化為目的，主要針對(duì)全棉面料，從功能后整理角度出發(fā)，篩選市場(chǎng)中適合的紡織品遠(yuǎn)紅外蓄熱保暖功能后整理劑，對(duì)全棉面料進(jìn)行功能后整理，并對(duì)整理后的面料進(jìn)行遠(yuǎn)紅外及其他穿著性能分析。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

面料：全棉襯衫面料（紫色，CPT100/2×CPT100/2，160×120），全棉襯衫面料（湖藍(lán)色，CPT100/2×CPT100/2，160×120），全棉褲子面料（藍(lán)黑格，CPT60/2×CPT60/2，170×140），以上3 種全棉面料由雅戈?duì)柤瘓F(tuán)股份有限公司提供。試劑：遠(yuǎn)紅外整理劑SL-99（北京潔爾爽高科技有限公司），納米遠(yuǎn)紅外整理劑FRN396（上海赫特化工有限公司），柔軟劑S-2G（廣州誠(chéng)納化工有限公司）。

1.2 紡織品遠(yuǎn)紅外后整理工藝

1.2.1 潔爾爽SL-99

化料操作：首先加入適量水，然后加入多功能整理劑SL-99 50 g/L，攪拌均勻，再加入柔軟劑S-2G 30 g/L，最后加入其余的水，攪拌均勻。

工藝流程：織物→浸軋SL-99（壓力245.2～294.1 kPa，軋液率60%～70%）→烘干（100 ℃）→高溫定型（145 ℃，30～60 s）。

1.2.2 赫特FRN396

化料操作：首先加入一定量水，然后加入功能整理劑FRN396 40 g/L，再加入柔軟劑S-2G 30 g/L，最后加入其余的水，攪拌均勻。

工藝流程：織物→浸軋F(tuán)RN396（壓力245.2～294.1 kPa，軋液率60%～70%）→烘干（100 ℃）→高溫定型（[150±5）℃，30 s]。

1.3 測(cè)試

1.3.1 織物觸感

織物觸感測(cè)試儀是能夠同時(shí)測(cè)量織物熱力學(xué)性能、機(jī)械力學(xué)性能以及表面幾何紋理特性3 大類不同范疇物理參數(shù)的綜合、快速、客觀測(cè)試儀器，可以在短短5 min 內(nèi)同步完成所有物理參數(shù)的經(jīng)緯向單次測(cè)量，10 min 內(nèi)即可獲得經(jīng)緯雙向、正反兩面織物的所有物理參數(shù)，從而得出織物的柔軟度、光滑度及冷暖感，進(jìn)而評(píng)估織物的接觸舒適感。

該測(cè)試儀包含4 個(gè)模塊，能夠同時(shí)、動(dòng)態(tài)地記錄來自樣品的響應(yīng)。這4 個(gè)模塊分別為壓縮模塊、熱流模塊、彎曲模塊和表面模塊。測(cè)試樣品被裁剪成兩臂分別為200 mm 的L 形，放置于下測(cè)試盤，兩臂平展于相鄰的經(jīng)緯向測(cè)試平臺(tái)，樣品中間的方形區(qū)將做向下垂直運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩臂區(qū)域在水平方向運(yùn)動(dòng)。壓縮模塊和熱流模塊測(cè)試樣品的中心方形區(qū)域，彎曲模塊和表面模塊測(cè)試兩臂區(qū)域。

1.3.2 紡織品遠(yuǎn)紅外性能

面料樣品送至第三方權(quán)威檢測(cè)單位根據(jù)GB/T 30127—2013《紡織品遠(yuǎn)紅外性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)》進(jìn)行檢測(cè)。此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用遠(yuǎn)紅外發(fā)射率和溫升實(shí)驗(yàn)測(cè)定紡織品遠(yuǎn)紅外性能的方法，并給出了遠(yuǎn)紅外性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

遠(yuǎn)紅外發(fā)射率：將標(biāo)準(zhǔn)黑體板與樣品先后置于熱板上，依次調(diào)節(jié)熱板表面溫度使之達(dá)到規(guī)定溫度；用光譜響應(yīng)范圍為5～14 μm的遠(yuǎn)紅外輻射測(cè)量系統(tǒng)，分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)黑體板和試樣覆蓋在熱板上達(dá)到穩(wěn)定后的輻射強(qiáng)度，通過計(jì)算樣品與標(biāo)準(zhǔn)黑體板的輻射強(qiáng)度之比，求出試樣的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率。

溫升：遠(yuǎn)紅外輻射源以恒定的輻照強(qiáng)度輻照樣品一定時(shí)間后，測(cè)定樣品測(cè)試表面的溫度升高值。

遠(yuǎn)紅外發(fā)射率測(cè)試裝置的主要參數(shù)應(yīng)滿足以下條件：實(shí)驗(yàn)熱板和遠(yuǎn)紅外檢測(cè)傳感器均處于黑體艙內(nèi)；實(shí)驗(yàn)熱板的有效面積不低于直徑60 mm 的圓面，溫度（34±0.1）℃；遠(yuǎn)紅外檢測(cè)傳感器檢測(cè)波長(zhǎng)范圍為5～14 μm；遠(yuǎn)紅外輻射強(qiáng)度測(cè)定精度為±0.1%。

1.3.3 紡織品水分管理性能

面料對(duì)汗液的吸收和擴(kuò)散直接影響到服裝穿著的舒適性，為提高服裝的舒適度，測(cè)試面料的液態(tài)水分管理能力至關(guān)重要，有助于對(duì)紡織品吸濕速干性能的評(píng)估和對(duì)材料性能的改善。根據(jù)AATCC 195—2011 對(duì)紡織品的水分管理性能進(jìn)行測(cè)試及評(píng)價(jià)。液態(tài)水分管理儀主要測(cè)試汗液在布料中的吸收擴(kuò)散性能，即測(cè)量液體在針織及梭織面料中的整體動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，包括吸收速度、單向傳遞能力、擴(kuò)散/干燥速度。液態(tài)水分管理測(cè)試儀包括帶有多個(gè)探針的上下同心液體感應(yīng)器，上感應(yīng)器中的輸液管將模擬人體汗液、固定濃度的鹽水均勻地滴到布料上面，感應(yīng)器探針測(cè)試不同環(huán)之間的電阻，以電阻的變化反映液體在布料上的吸收和擴(kuò)散情況，從而得到面料對(duì)汗液吸收擴(kuò)散的能力。其主要原理是儀器自動(dòng)將一定量的液態(tài)水滴到測(cè)試織物的一個(gè)表面，液態(tài)水與織物的上表面接觸后，將沿織物的上表面擴(kuò)散，并從織物的上表面向下表面?zhèn)鬟f，同時(shí)在織物的下表面擴(kuò)散。將待測(cè)織物放到傳感器的上下測(cè)試板之間，測(cè)試儀在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)會(huì)自動(dòng)地在織物的上表面滴下0.15 g 生理鹽水，并開始記錄、顯示相應(yīng)結(jié)果，測(cè)試時(shí)間為2 min。測(cè)試完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)算出樣品上下表面含水量隨時(shí)間的變化曲線，同時(shí)計(jì)算出其他各項(xiàng)指標(biāo)，即浸濕時(shí)間、吸水速率、最大潤(rùn)濕半徑、液態(tài)水?dāng)U散速度、單向傳遞指數(shù)、液態(tài)水動(dòng)態(tài)綜合傳遞指數(shù)。

1.3.4 紡織品透氣性能

透氣性是氣體對(duì)薄膜、涂層、織物等高分子材料的滲透性，是聚合物重要的物理性能之一，與聚合物的結(jié)構(gòu)、相態(tài)及分子運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)。而織物的透氣性是指在一定的壓差下，單位時(shí)間內(nèi)流過織物單位面積的空氣體積。一般氣體通過織物有交織空隙和纖維間縫隙2 條途徑，以交織空隙為主要途徑。對(duì)于紡織品而言，面料的透氣性直接影響了服用的舒適性，如果織物的透氣性小，會(huì)因?yàn)槿梭w熱、濕不易排出而感到悶熱不適。影響織物透氣性的主要因素有纖維的幾何特征、紗線特?cái)?shù)、紗線捻度、織物密度、組織厚度以及加工方式等。此項(xiàng)目采用ASTM D 737—1996 對(duì)紡織品的透氣性進(jìn)行測(cè)試及評(píng)估。

1.3.5 紡織品的撕破強(qiáng)力

目前，市場(chǎng)上關(guān)于紡織品撕破強(qiáng)力的測(cè)試方法主要有3種，分別為：褲形法、梯形法和沖擊擺錘法，測(cè)試儀器有織物撕裂儀、織物撕破性能測(cè)試儀、織物撕破強(qiáng)力機(jī)等。本項(xiàng)目中采用沖擊擺錘法，采用全自動(dòng)Elmendorf撕破強(qiáng)度測(cè)試儀，根據(jù)ASTM D 1424—96對(duì)紡織品的撕破強(qiáng)力進(jìn)行測(cè)試及評(píng)估。沖擊擺錘法是將試樣固定在夾具上，在試樣上切開一個(gè)切口，釋放處于最大勢(shì)能位置的擺錘，可動(dòng)夾具離開固定夾具時(shí)，試樣沿切口方向被撕裂，把撕破織物一定長(zhǎng)度所做的功換算成撕破強(qiáng)力。

2 結(jié)果與討論

2.1 全棉面料規(guī)格

根據(jù)襯衣、褲子的要求，3種全棉面料具體規(guī)格見表1。

表1 3種不同規(guī)格的全棉面料

2.2 紡織品水分管理性能

由表2可知，與處理前相比較，赫特FRN396和潔爾爽SL-99 處理后的全棉面料的水分管理性能沒有明顯變化，說明后整理的工藝配方及條件未對(duì)面料的水分吸收擴(kuò)散性能造成影響。

表2 3種全棉面料處理前后的水分管理性能

2.3 紡織品遠(yuǎn)紅外性能

3種全棉面料遠(yuǎn)紅外性能測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 3種全棉面料遠(yuǎn)紅外性能測(cè)試結(jié)果

由表3可知，經(jīng)2種遠(yuǎn)紅外整理劑處理的3種全棉面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率和遠(yuǎn)紅外輻射溫升都分別大于或等于標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)值0.88 和1.4 ℃，符合遠(yuǎn)紅外紡織品的性能要求。

2.4 觸感

織物的光滑、柔軟、溫暖指數(shù)從低到高共分為1～5級(jí)。由表4 可知，3 種全棉面料的光滑和柔軟指數(shù)在處理前后未發(fā)生變化；而經(jīng)2 種遠(yuǎn)紅外整理劑處理后的3種全棉面料的溫暖指數(shù)全部升高1級(jí)。

表4 全棉面料的觸感測(cè)試結(jié)果

面料的觸感特性如光滑、柔軟、溫暖等指數(shù)的高低與面料的材質(zhì)、織造工藝、穿著要求及舒適度等息息相關(guān)，其指數(shù)的高低只是客觀評(píng)價(jià)一種面料的觸感，并不說明好與壞。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，襯衫面料的光滑與柔軟指數(shù)比褲子面料高，而厚重褲子面料的溫暖指數(shù)比纖薄的襯衫面料高。

2.5 紡織品透氣性能

由表5 可知，經(jīng)潔爾爽SL-99 和赫特FRN396 遠(yuǎn)紅外整理劑處理的3 種全棉面料，透氣性能均有不同程度的減小或增加，說明遠(yuǎn)紅外后整理對(duì)面料的透氣性能有一定程度的影響，但都控制在10%以內(nèi)，可以接受。

表5 3種全棉面料處理前后的透氣性分析

2.6 紡織品撕破強(qiáng)力

由表6 可知，處理前后全棉面料的經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力全部大于32 N，符合紡織品服裝要求。

表6 3種全棉面料處理前后的撕破強(qiáng)力分析

3 結(jié)論

篩選得到市場(chǎng)上2 種遠(yuǎn)紅外后整理助劑，對(duì)3 種襯衣和褲子全棉面料進(jìn)行功能后整理。整理后3種全棉面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率和遠(yuǎn)紅外輻射溫升指標(biāo)都大于或等于標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)值0.88和1.4 ℃。適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)紅外功能后整理不會(huì)對(duì)面料的觸感、水分?jǐn)U散、透氣及撕破強(qiáng)力等性能造成不良影響。