不同質(zhì)量比滌/棉混合纖維被胎的性能研究

劉 影

桂林市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所(中國(guó))

人的一生有三分之一的時(shí)間在睡眠中度過(guò)，被子對(duì)于確保良好的睡眠十分重要。被子的選擇需要考慮多方面的因素，如舒適度、性價(jià)比和耐久性等。在科技日新月異的今天，人們對(duì)生活用品的質(zhì)量也提出了新的要求，隨著被類產(chǎn)品原材料品種的增多，提供給不同消費(fèi)人群的選擇也越來(lái)越多。被子的填充物除了傳統(tǒng)的棉花外，還有毛類、羽絨、蠶絲、人造纖維、乳膠及某些性能獨(dú)特的新型纖維等。雖然被類產(chǎn)品陪伴人們的時(shí)間很長(zhǎng)，但消費(fèi)者總體趨于選擇舒適且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的被類產(chǎn)品。以棉花作為被子填充物的梳棉胎，因其具有較好的柔軟度和服貼度而深受消費(fèi)者歡迎，梳棉胎還有持久耐用、產(chǎn)能較大、使用方便和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。但是，梳棉胎在使用過(guò)程中也存在一些缺陷，如易潮濕發(fā)霉、彈性不夠、較為厚重等。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種滌綸短纖維和棉纖維混合梳棉胎，它是由絲型滌綸短纖維和棉纖維以一定比例混合后通過(guò)梳棉制成。其外觀形態(tài)與純棉梳棉被胎類似，但價(jià)格比純棉梳棉被胎便宜。質(zhì)檢部門(mén)對(duì)市場(chǎng)和生產(chǎn)企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行抽檢的結(jié)果顯示，部分消費(fèi)者對(duì)這種被胎十分青睞，且市場(chǎng)需求量增加迅速。本文對(duì)比分析了棉纖維、滌綸的特點(diǎn)，通過(guò)一系列試驗(yàn)得到比市售滌/棉混合被胎性能更好的配方，為相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供參考。

1 棉纖維、滌綸的特點(diǎn)

1.1 棉纖維

棉纖維作為填充物原料，主要優(yōu)缺點(diǎn)如下。

——強(qiáng)度良好。棉纖維的拉伸斷裂強(qiáng)度為2.6～4.3 cN/dtex[1]18，其成品牢固耐用。

——彈性較好。顯微鏡下的棉纖維具有“天然轉(zhuǎn)曲”的結(jié)構(gòu)特征[1]7，纖維相互抱合，制成的棉胎松軟、有彈性，不易脫層和破洞。

——覆蓋舒適。棉纖維屬于多孔性物質(zhì)，且其纖維素大分子上存在許多親水基團(tuán)(如—OH)，故吸濕性較好。一般大氣條件下，棉纖維的回潮率約8.5%[1]13。因此，純棉棉胎可及時(shí)吸收濕氣，覆蓋相對(duì)舒適；但吸濕性強(qiáng)也是其缺點(diǎn)之一，使棉胎容易受潮，需要及時(shí)晾曬保持干燥。

——適合人體膚質(zhì)。棉纖維的主要成分是纖維素，還有少量蠟狀物質(zhì)和含氮物質(zhì)與果膠質(zhì)。純棉產(chǎn)品與人體肌膚接觸無(wú)任何刺激和相關(guān)副作用。

——耐堿不耐酸，易被酸腐蝕[1]30。酸能使棉纖維強(qiáng)度變差，尤其是強(qiáng)酸、濃酸。棉纖維可溶于濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸。某些昆蟲(chóng)的酸性排泄物會(huì)對(duì)棉纖維產(chǎn)生破壞。

——反復(fù)暴曬或高溫處理，彈性及強(qiáng)力會(huì)降低。棉纖維耐光性、耐熱性一般。在陽(yáng)光與大氣中，棉纖維會(huì)被緩慢氧化，強(qiáng)力下降。長(zhǎng)期高溫作用會(huì)破壞棉纖維結(jié)構(gòu)。棉纖維只能經(jīng)受125～150 ℃[1]23短時(shí)間的高溫處理。

——潮濕狀態(tài)下易發(fā)霉。在潮濕的環(huán)境中，棉纖維在微生物的作用下，會(huì)分解成微生物喜歡的營(yíng)養(yǎng)成分——葡萄糖，從而使霉菌滋生。所以，純棉棉胎的使用和保存環(huán)境應(yīng)干燥、衛(wèi)生。

總體而言，棉纖維作為填充物主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度較高、柔軟舒適、蓬松、適合人體膚質(zhì)；主要缺點(diǎn)是易潮濕、易發(fā)霉、不耐腐蝕、曝曬易老化。

1.2 滌綸

滌綸是合成纖維中的重要品種之一，是中國(guó)聚酯纖維的商品名，其價(jià)格在合成纖維中相對(duì)便宜。滌綸多孔絲和異形絲作為填充物廣泛應(yīng)用于被服類產(chǎn)品。滌綸主要特點(diǎn)如下。

——強(qiáng)度高，最大斷裂強(qiáng)度為3.8～7.9 cN/dtex[1]18，不易受損且牢固耐用。

——彈性好，彈性與羊毛相當(dāng)，被拉長(zhǎng)5%～6%后幾乎可以完全恢復(fù)[1]20。

——不易變形，易折疊和收藏，但手感稍硬，不夠服帖。

——耐熱性、耐光性和抗紫外線性能好[1]24。滌綸屬于熱塑性合成纖維，熔點(diǎn)較高，耐熱性和絕熱性較好。

——耐腐蝕。滌綸有較強(qiáng)的抗酸堿性[1]31，不易霉變生蟲(chóng)。

——吸濕性較差，易起靜電[1]13，易沾灰塵，所制被胎覆蓋時(shí)對(duì)環(huán)境濕度調(diào)節(jié)能力差，容易使人產(chǎn)生濕熱感，人體舒適度稍差。

總體而言，滌綸作為填充物主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高于天然纖維、彈性好、耐用、耐腐蝕；主要缺點(diǎn)是所制被胎覆蓋較悶熱、易起靜電、易沾灰。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)材料

本文根據(jù)被胎填充物結(jié)構(gòu)與組成，分別以市售棉纖維、滌綸(多孔滌綸或絲型滌綸)及其纖維混合物，市售一等成品被里的填充物作為試驗(yàn)材料。其中，棉纖維直徑為12 μm，絲型滌綸直徑為12 μm，多孔滌綸直徑為24 μm，9孔。

2.2 測(cè)試指標(biāo)

2.2.1 壓縮率和回彈率

按照GB/T 24252—2019《蠶絲被》中“填充物壓縮回彈性試驗(yàn)方法”[2]，對(duì)試樣的壓縮率和回彈率進(jìn)行測(cè)試。

2.2.2 拉伸斷裂強(qiáng)力

目前尚無(wú)被類產(chǎn)品填充物(纖維混合物)強(qiáng)力測(cè)試的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為直觀了解被類填充物強(qiáng)度，本文參考紡織品斷裂強(qiáng)力測(cè)試方法設(shè)計(jì)類似試驗(yàn)：沿被胎長(zhǎng)度方向取長(zhǎng)25 cm，寬7 cm，質(zhì)量為7 g的長(zhǎng)方條形填充物(避開(kāi)折痕和破裂)5條，經(jīng)恒溫恒濕處理后，采用織物拉力機(jī)測(cè)試其拉伸斷裂強(qiáng)力，取其平均值。

2.2.3 懸垂角度

為了較直觀地判斷絲型滌綸、多孔滌綸和棉纖維制成的被胎的服帖程度，參考織物硬挺度測(cè)試方法——斜面法，設(shè)計(jì)填充物(纖維混合物)柔軟度試驗(yàn)：將10 g邊長(zhǎng)為20 cm的正方形試樣，平放在10 cm寬的平面上，讓正方形的試樣兩邊自然下垂5 cm，1 min后測(cè)量下垂邊中心點(diǎn)與水平面形成的夾角(懸垂角度)。試樣懸垂角度越大，表示其柔軟性越好。

2.2.4 公定回潮率

按GB/T 9994—2018《紡織材料公定回潮率》測(cè)試，多組分纖維的公定回潮率按各組分干燥質(zhì)量混合比例，加權(quán)平均求得[3]。

3 結(jié)果與討論

3.1 壓縮回彈性

用壓縮率和回彈率表征試樣的壓縮回彈性。壓縮率越大，纖維間空隙越大，保存的空氣越多，保暖性越好；回彈率越大，說(shuō)明填充物恢復(fù)原狀的性能越好，被子越不易扁塌變形。測(cè)試結(jié)果如表1所示。

由表1可知，與純棉(試樣1)相比，棉纖維與絲型滌綸混合物(試樣2、3)的壓縮率略有增加，回彈率略有降低；棉纖維與多孔滌綸混合物(試樣4、5)、棉纖維與多孔滌綸和絲型滌綸混合物(試樣6)的壓縮性和回彈性均有較大提高。這說(shuō)明，棉纖維與多孔滌綸混合有助于提高填充物的回彈性，而棉纖維僅與絲型滌綸混合將降低填充物回彈性。這與成品被填充物試樣的回彈率測(cè)試結(jié)果一致。成品被填充物試樣中，棉纖維與絲型滌綸的混合物(試樣9)的回彈率(90.9%)較純棉纖維填充物(試樣7)的回彈率(98.2%)低。市面上出現(xiàn)的滌棉混合被胎即絲型滌綸與棉纖維混合被胎，價(jià)格便宜，手感和外觀較純棉被胎好，但使用后易扁塌變形，保暖性及舒適度不持久。

表1 試樣壓縮率與回彈率

3.2 拉伸斷裂強(qiáng)力

經(jīng)測(cè)試，試樣7、試樣8及試樣9拉伸斷裂強(qiáng)力分別為2.1、2.7、7.5 N。這表明滌綸與棉纖維混合物被胎的拉伸斷裂強(qiáng)力均遠(yuǎn)大于純滌綸或純棉被胎的拉伸斷裂強(qiáng)力。滌、棉兩種纖維形態(tài)各異，滌綸表面光滑，而棉纖維呈扁平狀且有天然轉(zhuǎn)曲，表面較粗糙，能與滌綸緊密抱合。滌綸強(qiáng)力比棉纖維大，兩種纖維抱合后，拉伸斷裂強(qiáng)力大于其中任何一種單一纖維的拉伸斷裂強(qiáng)力。由此可知，滌綸與棉纖維混合物被胎更結(jié)實(shí)、不易破洞或變得厚薄不勻等，使用壽命比純棉被胎長(zhǎng)。

3.3 柔軟性

經(jīng)測(cè)試，純棉成品被填充物、純絲型滌綸成品被填充物、純多孔滌綸成品被填充物的懸垂角度分別為30°、15°、55°。由此可知，絲型滌綸填充物的柔軟性最好、棉纖維填充物次之、多孔滌綸填充物最差。如果制作墊被，用多孔滌綸與棉纖維混合比較合適；制作蓋被，需要貼合人體，可在棉纖維中加入絲型滌綸，為了改善絲型滌綸造成的成品被回彈性降低的問(wèn)題，可增加部分多孔滌綸。

3.4 吸濕性

表2所示為純棉纖維及其與滌綸混合后的公定回潮率。表2數(shù)據(jù)表明，棉纖維吸濕性最大，導(dǎo)致棉纖維易吸濕返潮，影響覆蓋舒適度。滌棉混合纖維回潮率降低，說(shuō)明棉纖維中添加滌綸作為填充物，可改善被類吸濕返潮情況。

表2 純棉纖維及其與滌綸混合后的回潮率

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果可知，選擇合適的滌綸制作滌/棉混合填充物被胎，與純棉被胎相比，具有以下特點(diǎn)。

——更加耐用。滌綸的強(qiáng)力、耐腐蝕性和耐曬性均強(qiáng)于棉纖維，滌/棉混合形成的滌/棉纖維網(wǎng)耐拉伸、耐破壞、耐老化能力比純棉纖維網(wǎng)更強(qiáng)。

——彈性更好。多孔滌綸回彈性很好，與棉纖維混合，被胎回彈性較大。

——柔軟服帖。滌綸仿絲短纖維是模仿蠶絲成型纖維，橫截面近似三角形，有較好貼合性，與棉纖維混合后，整體更潔白有光澤、手感更柔軟、覆蓋更服貼。

——改善返潮。滌綸吸濕性差，可保持干燥，從而避免純棉纖維過(guò)度吸濕對(duì)覆蓋舒適度的影響。

——附加新功能。因滌綸是合成纖維，制備時(shí)可根據(jù)需要進(jìn)行功能化制備，賦予被胎新功能，如防蛀、抗菌、防霉等。

——棉纖維與多孔滌綸質(zhì)量比為70∶30的混合填充物被胎，適宜用于墊被；棉纖維、絲型滌綸、多孔滌綸質(zhì)量比為60∶20∶20的混合填充物被胎，適宜用于蓋被。