聚碳氟烴納米纖維膜在紡織品防鉆絨應(yīng)用的可行性

鄭琳 田軍 夏燕華 林麗 魯婕

摘 要：在羽絨制品中，防鉆絨性能、透氣性與耐水洗性能均滿足檢測標(biāo)準(zhǔn)要求的面料很少，導(dǎo)致羽絨面料品種單一，羽絨制品多樣性也受到限制。通過在羽絨面料上復(fù)合一層由聚碳氟烴納米纖維技術(shù)制成的防絨膜，研究面料覆膜前后防鉆絨與透氣性、覆膜面料水洗前后防鉆絨與透氣性的變化。結(jié)果表明：復(fù)合了碳氟烴聚合物納米纖維材料制成的防絨膜，防鉆絨性明顯得到提升，透氣性與耐水性能仍能滿足檢測標(biāo)準(zhǔn)的要求，有效解決了羽絨面料品種單一的問題。

關(guān)鍵詞：聚碳氟烴納米纖維;防絨膜;防鉆絨;透氣度;耐水洗

Abstract：There are few down fabrics that can comply with the test standard in respect of down-proof properties， air permeability and wash resistance. Thus， the varieties of down fabric are narrow， and the diversity of down and feather filled products is limited. A layer of down-proof film made with polymer fluorocarbon hydrocarbon technology was coated on down fabric to study the changes in down-proof properties before and after film coating， and changes in down-proof properties and air permeability of coated fabric before and after washing. The results show that the down-proof properties of new feather fabric coated with down-proof film made frompolymer fluorocarbon hydrocarbon nanofiber material are largely improved， with its air permeability and water resistance complying with the test standard. This overcomes undiversified variety of feather fabriceffectively.

Key words：polymer fluorocarbon hydrocarbon nanofiber; down-proof film; down-proof properties; air permeability; wash resistance

羽絨屬于天然的蛋白質(zhì)纖維，具有輕、薄、暖等特性，是保暖性能最好的天然原料之一，深受廣大消費(fèi)者的青睞[1]。但是由于羽絨自身原因，其最小直徑為5 μm，很容易從織物間隙中鉆出。為了防止鉆絨，傳統(tǒng)工藝大多采取高支高密加軋光或者樹脂整理涂層等方法[2]。但這樣的方法在解決了鉆絨的同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致面料透氣性下降，體內(nèi)濕氣不易外排[3]，具有面料重量增加、透氣性能差、水洗性能差及面料品種單一等缺點(diǎn)。

隨著材料技術(shù)的發(fā)展，納米纖維技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的生活領(lǐng)域，納米纖維具有高比表面積、質(zhì)輕、高孔隙率的特點(diǎn)使得其成為制備高性能服裝的優(yōu)選材料[4]，也為防鉆絨面料提供了更多的選擇。本研究通過納米纖維材料與傳統(tǒng)面料的結(jié)合，成功地解決了羽絨制品一直存在的防鉆絨性能與透氣性能的矛盾[5]。同時(shí)還解決了羽絨制品水洗、防螨、噪音及面料品種過于簡單的問題。

1 納米纖維技術(shù)在防鉆絨上的運(yùn)用原理

納米纖維技術(shù)是把普通紡織面料與納米纖維材料結(jié)合在一起，從而達(dá)到防鉆絨目的的一種全新的防鉆絨技術(shù)。所選用的碳氟烴聚合物納米纖維材料纖維直徑在10～100 nm，層疊交錯(cuò)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)防絨效果的需要，這種材料被制成宏觀膜狀材料，其厚度在5～10 μm，重量為5～10 g/m2。其微觀結(jié)構(gòu)為微多孔三維結(jié)構(gòu)，內(nèi)部纖維直徑在10～100 nm，量化孔徑在1～5 μm，孔隙率在50%～80% [6]，如圖1所示。

由于這種材料的最大孔徑小于羽絨材料的最小孔徑，所以羽絨完全不能通過，從而達(dá)到防絨的目的。同時(shí)該材料還存在大量的孔隙，使得空氣可以通過，從而得到良好的透氣性能。材料自身的透氣率根據(jù)具體面料和實(shí)際使用環(huán)境的需求，可以在5～30 mm/s調(diào)整。與此同時(shí)，羽絨制品的水洗性能也得到了解決，不會(huì)因?yàn)槊媪贤杆阅懿疃斐伤床粌?、脫水爆裂及干燥困難等問題。

通過納米防絨材料來承擔(dān)防絨作用，使得面料選擇更為廣泛。也大大地降低了軋光和樹脂涂層整理對面料造成的其他服用性能的下降，同時(shí)阻絕了螨蟲滋生的通道。

2 面料制作

2.1 面料選擇

此項(xiàng)技術(shù)的防絨作用不再由面料本身承擔(dān)，所以選擇的面料品種都是傳統(tǒng)工藝，完全不能作為防絨材料使用的面料品種。面料的基本參數(shù)如表1所示，其中1～7是服裝用途的面料，8～10是家紡羽絨被用途的面料。

2.2 面料的復(fù)合

采用膠點(diǎn)復(fù)合的方式，把面料與納米纖維防絨材料用PUR熱熔膠復(fù)合在一起，形成一種復(fù)合面料，如圖2、圖3所示。

3 試驗(yàn)?zāi)康募霸O(shè)計(jì)

此項(xiàng)技術(shù)是針對防鉆絨面料的品種多樣性而設(shè)計(jì)的，所以實(shí)驗(yàn)選用的面料都是傳統(tǒng)不具備防鉆絨性能的常規(guī)面料，經(jīng)過復(fù)合防絨膜后得到防鉆絨透氣的功能。為了更清晰地表現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù)的防鉆絨性能，設(shè)計(jì)了如下檢測內(nèi)容：

a）面料復(fù)合前的防鉆絨性能檢測;b）面料復(fù)合后的防鉆絨性能檢測;c）面料復(fù)合后面料透氣性能測試;d）復(fù)合面料水洗后防鉆絨性能測試;e）復(fù)合面料水洗后透氣性能的檢測

4 儀器及方法

4.1 水 洗

水洗方法采用GB/T 8629—2017《紡織品試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》中4 N程序洗滌、烘箱平攤烘干（溫度（60±5）℃），洗滌3次。

4.1.1 設(shè)備及材料

材料：洗滌劑基干粉，又名2408 ECE無磷洗滌劑A（SDC ENTERPRISES LIMITED）;過硼酸鈉（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）;漂白活化劑，又名TAED（SDC ENTERPRISES LIMITED）。

設(shè)備：FOM71CLS歐標(biāo)縮水率試驗(yàn)機(jī)含烘干機(jī)（瑞典伊萊克斯），YG741縮水率烘箱（寧波紡織儀器廠）。

4.2 防鉆絨試驗(yàn)

4.2.1 方 法

檢測方法采用GB/T 12705.1—2009《紡織品織物防鉆絨性試驗(yàn)方法第1部分：摩擦法》、GB/T 1270 5.2—2009《紡織品織物防鉆絨性試驗(yàn)方法第2部分：轉(zhuǎn)箱法》，其中填充料用70%白鴨絨。

4.2.2 設(shè)備及材料

材料：706硅橡膠（溧陽市宏大膠業(yè)有限公司）。

設(shè)備：YG819N織物防鉆絨性測試儀（轉(zhuǎn)箱法）（杭州良機(jī)羽絨設(shè)備有限公司），YG（L）819E摩擦法防鉆絨儀（紹興力必信儀器有限公司）。

4.3 透氣性試驗(yàn)

4.3.1 方 法

檢測方法采用GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測定》，采用試驗(yàn)面積20 cm2的圓形通氣孔，壓力為100 Pa，取10個(gè)不同部位重復(fù)試驗(yàn)。

4.3.2 設(shè) 備

YG461E數(shù)字式透氣量儀（寧波紡織儀器廠）。

5 結(jié)果與分析

5.1 防鉆絨試驗(yàn)

對編號(hào)1-10的10塊樣品進(jìn)行覆膜前、覆膜后水洗前、覆膜后水洗后防鉆絨摩擦法試驗(yàn)，其中編號(hào)8-10樣品為家紡羽絨被而選擇的材料，結(jié)果見表2。其中考慮到羽絨被面料的防鉆絨性能測試標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)中將制作羽絨被面料8-10號(hào)面料增加了轉(zhuǎn)箱法檢測防鉆絨性，見表3。

由表2及表3可知，所有選擇的面料在沒有復(fù)合防絨膜材料之前，都不具備被認(rèn)可的防鉆絨功能。根據(jù)GB/T 12705.1—2009《紡織品織物防鉆絨性試驗(yàn)方法第1部分：摩擦法》中判定鉆絨數(shù)量大于50根屬于防鉆絨性能很差，確定到50根終止計(jì)數(shù)。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，計(jì)數(shù)值都大于200根之后終止計(jì)數(shù)。根據(jù)GB/T 12705.2—2009《紡織品織物防鉆絨性試驗(yàn)方法第2部分：轉(zhuǎn)箱法》判斷鉆絨數(shù)量大于15根屬于防鉆絨性能很差，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，計(jì)數(shù)值都大于100根之后終止計(jì)數(shù)。

在復(fù)合了聚碳氟烴納米纖維膜之后，復(fù)合面料的防鉆絨性能得到了提升，所有面料的鉆絨量都達(dá)到良好的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)GB/T 12705.1—2009《紡織品織物防鉆絨性試驗(yàn)方法第1部分：摩擦法》和GB/T 12705.2—2009《紡織品織物防鉆絨性試驗(yàn)方法第2部分：轉(zhuǎn)箱法》的規(guī)定，所有面料在水洗前后在相應(yīng)的檢測方法下都達(dá)到了良好的水平。

5.2 透氣性檢測

對塊樣品1—10進(jìn)行覆膜后水洗前、覆膜后水洗后透氣性試驗(yàn)，采用試驗(yàn)面積20 cm2的圓形通氣孔，壓力為100 Pa，取10個(gè)不同部位重復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知，所有復(fù)合后的面料在水洗前后都具有穩(wěn)定的透氣性，數(shù)值在5～10 mm/s，水洗后面料的透氣性略有下降。根據(jù)國外的冬季服裝要求，一般認(rèn)為面料透氣率小于10 mm/s具備良好的防風(fēng)性能，可見復(fù)合后的面料防風(fēng)性能良好。

QB/T 1193—2012《羽絨羽毛被》，QB/T 1194—2012《羽絨羽毛床墊》，QB/T 1195—2012《羽絨羽毛睡袋》，QB/T 1196—2012《羽絨羽毛枕、墊》中對面料的透氣率要求大于5 mm/s，故原本不具備防絨性能的面料復(fù)合了聚碳氟烴納米纖維膜后，防絨性能提升的同時(shí)具備了透氣防風(fēng)的性能。

6 結(jié) 論

a）傳統(tǒng)工藝完全不能作為防絨材料使用或本身防絨性能差的面料品種，復(fù)合了碳氟烴聚合物納米纖維材料制成的防絨膜，防鉆絨性能均小于20根，防絨效果明顯得到提升。

b）面料的透氣性在復(fù)膜前后變化不大，透氣性均大于5 mm/s。

c）經(jīng)過3次水洗后，復(fù)合防絨膜的面料防鉆絨性能均小于20根，級別為良好;透氣性數(shù)值有所下降，但仍大于5 mm/s，復(fù)合防絨膜面料的耐水洗性能良好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸英.羽絨前處理及染色工藝研究[D].上海：上海工程技術(shù)大學(xué)，2016.

[2] 羅遠(yuǎn)洋.關(guān)于羽絨服裝防鉆絨性能方法的討論[J].科技資訊，2017（9）：125-126.

[3] 楊瑞斌.羽絨服裝面料透氣性測試的研究與評價(jià)[J].中國纖檢，2017（6）：106-107.

[4] 張瑞芳.基于PVDF的靜電紡納米纖維復(fù)合膜的制備及其防水透氣性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2015.

[5] 曹愛玲，童蘭英，胡敏，等.紡織面料透氣性與防鉆絨性的相關(guān)研究[J].上海紡織技術(shù)，2010，38（7）：38-38.

[6] 田軍.一種防絨復(fù)合材料和一種羽絨制品：中國，20393936.0[P].2014-07-16.