吳峰楠，沈蘭萍，曹貽儒

(1.西安工程大學(xué)，陜西 西安 710048；2.山東南山智尚科技股份有限公司，山東 煙臺 265706)

1 引言

太陽光的熱能主要集中在可見光和紅外光區(qū)，可見光區(qū)波段在400 nm～720 nm，占太陽光能量的43%，紅外光區(qū)波段在720 nm～2500 nm，占太陽光能量的52%。黑色面料的太陽光總反射率為3%～5%，即約有95%～97%的能量被吸收，因此夏裝面料絕大部分都采用淺色的棉或絲作為原材料。但從抗紫外線角度，純棉或絲綢制品的抗紫外線能力要遠(yuǎn)低于羊毛制品，黑色毛精紡面料抗紫外線性能可達(dá)到95%，這是因?yàn)檠蛎肿又泻杏搔?氨基酸組成的大分子鏈，該分子鏈對于波長小于300 nm的紫外線具有較強(qiáng)的吸收能力，抗紫外線作用明顯[1]，但采用羊毛纖維開發(fā)夏季面料需要克服羊毛纖維自身導(dǎo)熱性能差的缺點(diǎn)。冷感染料是一種含有α-溴代丙烯酰胺基團(tuán)的羊毛用活性染料，比較適合染深顏色，其中的雜環(huán)化合物能夠與羊毛纖維中的胺基發(fā)生反應(yīng)。冷感染料在可見光區(qū)域?qū)饩€的反射和吸收性能與普通染料接近，但同時(shí)對紅外光區(qū)部分的光線也具有較強(qiáng)的反射率，從而提高了太陽光總反射率，因此其在染深色產(chǎn)品時(shí)既能保證產(chǎn)品的顏色純度又能有效降低面料表面溫度，并且濕色牢度、吸盡率和固色率較好。 本文采用冷感染料進(jìn)行試驗(yàn)，以期開發(fā)兼具奢華、涼爽、舒適特點(diǎn)的黑色毛精紡面料產(chǎn)品，滿足消費(fèi)者的需求。

2 實(shí)驗(yàn)原料和設(shè)備

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

羊毛由山東南山智尚科技股份有限公司提供，冷感染料由瑞士科萊恩公司提供，其中羊毛采用18.5 um澳洲羊毛，滌綸長絲為3.33 tex。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

染色階段：德國THIES染缸、復(fù)洗機(jī)、針梳機(jī)。

紡紗階段：法國NEX針梳機(jī)、精梳機(jī)、粗紗機(jī)、蘇拉細(xì)紗機(jī)、薩維奧自動絡(luò)筒機(jī)。

織造階段：德國貝寧格整經(jīng)機(jī)、德國多尼爾箭桿織機(jī)。

染整階段：燒毛機(jī)、平洗聯(lián)煮機(jī)、CIMI縮呢機(jī)、拉幅烘干機(jī)、剪毛機(jī)、聯(lián)蒸機(jī)、KD罐蒸機(jī)。

測試階段：日本島津UV-3100反射率測定儀。

2.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本課題以研究冷感面料為出發(fā)點(diǎn)，首先研究體感溫度，體感溫度受氣溫、風(fēng)、濕度及太陽輻射的共同影響[2]。太陽輻射對人體熱舒適的影響主要取決于面料的隔熱情況、反射率及空氣運(yùn)動[3]。

本文主要討論毛精紡面料的太陽光反射率。實(shí)驗(yàn)選擇三個(gè)影響因子：染料比例、紡紗形式和織物緊度。以太陽光反射率為客觀指標(biāo)。每個(gè)因素考察三個(gè)水平，進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)，面料組織結(jié)構(gòu)為1/1平紋組織。選用正交表為L9(33)。實(shí)驗(yàn)采用各因素及各水平設(shè)計(jì)見表1。實(shí)驗(yàn)采用的條件見表2。

表1 冷感涼爽面料評價(jià)因數(shù)水平表

表2 冷感涼爽面料評價(jià)實(shí)驗(yàn)條件

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照表3的實(shí)驗(yàn)條件，分別制成9塊標(biāo)準(zhǔn)尺寸面料，在環(huán)境溫度20℃±2℃，相對濕度65%±2%下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。采用日本島津UV-3100反射率測定儀對波長200 nm～2500 nm的光進(jìn)行測試，得到太陽光總反射率，見表3。

表3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2 試驗(yàn)因素水平對反射率的影響

表4為太陽光反射率的極差分析結(jié)果，其中K1、K2、K3分別為各因素各水平對應(yīng)的太陽光反射率之和，k1、k2、k3分別為某一因素條件下各水平對應(yīng)的太陽光反射率的平均值。由數(shù)理統(tǒng)計(jì)可知，極差越大，說明這個(gè)因素水平改變時(shí)，對試驗(yàn)指標(biāo)的影響越大，即為主要因素水平，它的3個(gè)水平對應(yīng)3個(gè)試驗(yàn)數(shù)值，取最好的數(shù)值水平納入該因素的最佳組合。

表4 太陽光反射率極差分析

由表4極差分析可知，ABC各因數(shù)影響太陽光反射率的主要次序是A>B>C。因素A為最顯著影響因素，說明因素A染料種類是影響太陽光反射率的重要因子，因素B紡紗方式次之，因素C織物緊度影響最小。因素A對織物太陽光反射率影響最顯著，即使部分使用冷感染料，也會提高黑色毛精紡產(chǎn)品的太陽光反射率；因素B對太陽光反射率的影響不顯著，但不同的紡紗方式截面中纖維根數(shù)、捻度和毛羽都不同，從而會影響空氣流動，進(jìn)而影響體感溫度而產(chǎn)生不同的穿著體驗(yàn)；因素C對太陽光反射率的影響不顯著，但因素C的數(shù)值應(yīng)在毛精紡春夏面料設(shè)計(jì)的合理范圍內(nèi)，若小于該指標(biāo)則會有服用性能降低的風(fēng)險(xiǎn)，若大于該指標(biāo)，則會出現(xiàn)因?yàn)槠渲亓考昂穸冗^大，不適合春夏季節(jié)穿著。因素B、C太陽光反射率影響不顯著，但有一定的影響，其水平可任選，從生產(chǎn)效率和市場效益考慮可選A1B3C3。該方案與3號實(shí)驗(yàn)相同，同時(shí)3號太陽光反射率也最大，說明直觀分析結(jié)論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)一，優(yōu)選方案有效，對指導(dǎo)生產(chǎn)具有實(shí)際意義。

4 結(jié)語

本文運(yùn)用正交試驗(yàn)的方法，得出了使用冷感染料生產(chǎn)黑色毛精紡面料產(chǎn)品的最佳工藝，并與實(shí)驗(yàn)樣品測試結(jié)果相符，說明此工藝生產(chǎn)的黑色毛精紡面料涼爽、舒適，可滿足消費(fèi)者需求，市場前景好。