漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料整理及其性能

季 萍，季國苗，李心祥，殷允杰，王潮霞

（1.浙江吉麻良絲新材料股份有限公司，浙江紹興 312030；2.江南大學紡織科學與工程學院生態(tài)紡織教育部重點實驗室，江蘇無錫 214122）

涼感功能面料服裝產品不僅能夠為人們提供涼爽冰感、舒適的生活品質，而且響應了生態(tài)環(huán)保主題［1-3］。涼感功能面料一般通過改性纖維原材料、設計織物組織結構或改變后整理加工方式等［4-5］，使人體迅速擴散體熱，加速排汗和降溫，持久保持涼感與舒適；在內衣、襯衫、床上用品、服裝等面料產品中，涼感纖維的功能應用尤為明顯［6-7］。毛志堅［8］等以滌/棉、錦/棉混紡夏作訓迷彩織物為研究對象，從織物組織結構、混紡比、經緯密度等方面分析影響其涼感功能的關鍵參數。王啟明［9］等通過選用細旦和超細旦聚酯長絲、陽離子可染聚酯長絲、錦綸長絲、具有涼感功能的聚酯長絲及陽離子可染聚酯仿棉長絲為原料，經羅紋復合組織雙層結構設計和吸濕排汗、單向導濕等功能整理，研發(fā)出具有典型結構效應的吸濕涼感緯編針織面料。遲淑麗［10］等通過將食品添加劑木糖醇研碎后加入溶解黏膠纖維得到均質紡絲液，經小批量濕法紡絲機紡出纖維，可應用于夏季涼感纖維服裝領域。金雪［11］等以日本東麗公司開發(fā)的特殊材料為原料，將其與亞麻混紡紗、棉滌混紡紗混紡，得到集速干、涼感、防紫外線多重功能于一體的功能性針織面科，涼感性能優(yōu)異。本文將具有優(yōu)異導濕、導熱性的漢麻纖維和高分子質量聚乙烯纖維共同編織成漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料，通過功能助劑整理賦予面料優(yōu)異的涼感功能，同時研究面料的組織結構、顏色性能、光照升溫性能、力學性能、色牢度和抗起毛起球性能等，為該面料在涼席、車座套、沙發(fā)墊、功能性服裝等方面的應用提供支持。

1 實驗

1.1 材料與儀器

材料：漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料（浙江吉麻良絲新材料股份有限公司），LG01 功能整理劑［錫?？拢ńB興）新材料有限公司］。

儀器：AL-104 型電子天平（梅特勒-托利多公司），BA310Pol+EPI 電子光學顯微鏡（美國Motic 公司），HD026N+型電子織物強力儀（南通宏大實驗儀器有限公司），Datacolor-850 型電腦測色配色儀（美國愛色麗股份有限公司），CEL-S500 模擬日光氙燈光源系統(tǒng)（北京中教金源科技有限公司）。

1.2 織物功能整理

將LG01 功能整理劑配制成2%的整理液，整理漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料（二浸二軋，軋余率85%～90%）→60 ℃烘8 min→140 ℃焙烘3 min。

1.3 測試

表面形態(tài)：將面料分別放大不同倍數，使用電子光學顯微鏡觀察表面微觀形貌和編織方式。

顏色性能和光照升溫性能：使用電腦測色配色儀測量表觀顏色深度（K/S 值）等。使用氙燈模擬太陽光源照射樣品，紅外測溫槍記錄織物的初始溫度，將空白織物和發(fā)熱面料在模擬太陽光源下照射10 min，每隔1 min記錄溫度，燈源距離織物40 cm。

力學性能：按照GB/T 3923.1—2004《紡織品 織物拉伸性能第1 部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》，采用電子織物強力儀進行測定，每塊試樣測定3次，取平均值。

色牢度：耐摩擦色牢度按GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測定（測試時，將涂層織物固定在摩擦儀上，垂直壓力9 N，往復10 次；濕摩擦測試中涂層織物含水率為65%）；耐皂洗色牢度按GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》測定。用灰色樣卡進行評級。

2 結果與討論

2.1 組織結構

由表1 可以看出，整理前涼感織物的線密度為25 N，面密度為546.4 g/m2，厚度為1.354 mm，橫密為58.4/5 cm，縱密為56.9/5 cm，所以漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料相對來說較厚，面密度較大，結構比較緊實，力學性能較好。整理后的織物面密度和厚度略微增大，其他參數基本不變。

表1 漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的基本參數

由圖1 可知，整理后漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料正反面的組織結構規(guī)整，較為厚實，與基本參數數據相印證。從光學顯微鏡放大圖可以看出，漢麻/超高分子質量聚乙烯紗線是由很多更細的纖維構成，有利于增強面料的力學性能。

圖1 整理后漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的組織結構

2.2 涼感性能

未整理漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的qmax值為0.14 W/cm2，而經過LG01 功能整理液整理后，qmax值可以達到0.20 W/cm2。這是因為漢麻纖維吸濕時會吸收大量的熱，涼感性顯著，而超高分子質量聚乙烯纖維導熱系數高，漢麻纖維與超高分子質量聚乙烯纖維結合后，面料具有獨特的持續(xù)涼感性。未整理時，面料的qmax值已經接近GB/T 35263—2017《紡織品接觸瞬間涼感性能的檢測和評價》要求的0.15 W/cm2；經過整理劑整理后，qmax值高于標準要求。所以整理后的面料能夠迅速散發(fā)身體熱量，使?jié)駳饪焖賹С鰮]發(fā)，均衡人體各部位的體溫，讓身體時刻保持清涼干爽。

2.3 顏色性能和光照升溫性能

顏色能賦予紗線和織物附加價值，也會影響織物性能，不同顏色對吸熱性能影響不同。一般顏色的深淺決定吸收熱量的多少，顏色越深，織物吸熱性能越好。漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料正面由白色的超高分子質量聚乙烯纖維與活性染料染色的黑色漢麻紗線編織而成，表2 分別為面料正反面、白色對照織物和黑色對照織物的顏色性能。

表2 漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的顏色性能

在自然環(huán)境中避免不了太陽光的直接照射，所以織物在日光下的升溫能力對評價涼感織物的效果有很重要的意義。由圖2 可以看出，涼感織物的正面和反面在光照10 min 后都從低于室溫升高到30.0 ℃左右，而白色對照織物升高到32.7 ℃，黑色對照織物升高到39.2 ℃。說明漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料在相同測試條件下的升溫性能比對照織物低，所以面料在太陽光下的溫度提升小，有利于實現(xiàn)體表的涼感效果。撤掉光源后，漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料在3 min 左右降到室溫，與白色對照織物相同，而黑色對照織物降到室溫則需要7 min 左右。這說明整理后的面料能較快地恢復到初始溫度，面料的散熱效果好。

圖2 漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的升溫性能

2.4 力學性能

由圖3 可知，在應力1.8 MPa 條件下，漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的應變達到12%，力學強度較高。這是由于超高分子質量聚乙烯纖維本身拉伸強度較大，而且面料組織結構規(guī)整厚實，所以紗線和面料具有優(yōu)異的彈性模量和斷裂強度。

圖3 漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的拉伸性能

2.5 色牢度

由表3 可知，整理后漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的耐干摩擦色牢度為5 級，耐濕摩擦色牢度達4 級；耐皂洗沾色牢度達到4～5 級，褪色牢度達到5級。各項色牢度均與整理前相同，說明功能整理未影響織物的色牢度，而且面料保持了較高的色牢度。

表3 漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料的色牢度性能

2.6 抗起毛起球性能

織物起球與表面毛羽有很大的關系，當毛羽較長時，受到摩擦力作用后纖維端開始互相勾連、纏繞成球。由表4 可以看出，由于漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料組織結構規(guī)整，起毛起球等級達到4 級，有較好的抗起毛球性能。影響織物起球的因素除毛羽外，還有織物摩擦系數等，經功能助劑整理后，助劑在纖維上沉積，增大了纖維間的摩擦力，纖維頭或毛羽更難從組織結構中散落，因此抗起毛起球等級達到4～5級，抗起毛起球性能更好。

表4 漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料抗起毛起球性能

3 結論

漢麻/超高分子質量聚乙烯纖維面料兼具漢麻優(yōu)異的導濕性能以及超高分子質量聚乙烯纖維的導熱能力。通過功能助劑的整理使面料的qmax值由原來的0.14 W/cm2增大到0.20 W/cm2，光照升溫和降溫實驗證明面料光照升溫低，散熱效果好，而且面料還保持了較好的耐皂洗和耐摩擦色牢度、力學性能以及抗起毛起球性能。