聚碳氟烃纳米纤维膜在纺织品防钻绒应用的可行性

作者:未知

  摘 要:在羽绒制品中,防钻绒性能、透气性与耐水洗性能均满足检测标准要求的面料很少,导致羽绒面料品种单一,羽绒制品多样性也受到限制。通过在羽绒面料上复合一层由聚碳氟烃纳米纤维技术制成的防绒膜,研究面料覆膜前后防钻绒与透气性、覆膜面料水洗前后防钻绒与透气性的变化。结果表明:复合了碳氟烃聚合物纳米纤维材料制成的防绒膜,防钻绒性明显得到提升,透气性与耐水性能仍能满足检测标准的要求,有效解决了羽绒面料品种单一的问题。
  关键词:聚碳氟烃纳米纤维;防绒膜;防钻绒;透气度;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
  羽绒属于天然的蛋白质纤维,具有轻、薄、暖等特性,是保暖性能最好的天然原料之一,深受广大消费者的青睐[1]。但是由于羽绒自身原因,其最小直径为5 μm,很容易从织物间隙中钻出。为了防止钻绒,传统工艺大多采取高支高密加軋光或者树脂整理涂层等方法[2]。但这样的方法在解决了钻绒的同时,会导致面料透气性下降,体内湿气不易外排[3],具有面料重量增加、透气性能差、水洗性能差及面料品种单一等缺点。
  随着材料技术的发展,纳米纤维技术逐渐进入人们的生活领域,纳米纤维具有高比表面积、质轻、高孔隙率的特点使得其成为制备高性能服装的优选材料[4],也为防钻绒面料提供了更多的选择。本研究通过纳米纤维材料与传统面料的结合,成功地解决了羽绒制品一直存在的防钻绒性能与透气性能的矛盾[5]。同时还解决了羽绒制品水洗、防螨、噪音及面料品种过于简单的问题。
  1 纳米纤维技术在防钻绒上的运用原理
  纳米纤维技术是把普通纺织面料与纳米纤维材料结合在一起,从而达到防钻绒目的的一种全新的防钻绒技术。所选用的碳氟烃聚合物纳米纤维材料纤维直径在10~100 nm,层叠交错成三维网状结构。根据防绒效果的需要,这种材料被制成宏观膜状材料,其厚度在5~10 μm,重量为5~10 g/m2。其微观结构为微多孔三维结构,内部纤维直径在10~100 nm,量化孔径在1~5 μm,孔隙率在50%~80% [6],如图1所示。
  由于这种材料的最大孔径小于羽绒材料的最小孔径,所以羽绒完全不能通过,从而达到防绒的目的。同时该材料还存在大量的孔隙,使得空气可以通过,从而得到良好的透气性能。材料自身的透气率根据具体面料和实际使用环境的需求,可以在5~30 mm/s调整。与此同时,羽绒制品的水洗性能也得到了解决,不会因为面料透水性能差而造成水洗不净、脱水爆裂及干燥困难等问题。
  通过纳米防绒材料来承担防绒作用,使得面料选择更为广泛。也大大地降低了轧光和树脂涂层整理对面料造成的其他服用性能的下降,同时阻绝了螨虫滋生的通道。
  2 面料制作
  2.1 面料选择
  此项技术的防绒作用不再由面料本身承担,所以选择的面料品种都是传统工艺,完全不能作为防绒材料使用的面料品种。面料的基本参数如表1所示,其中1~7是服装用途的面料,8~10是家纺羽绒被用途的面料。
  2.2 面料的复合
  采用胶点复合的方式,把面料与纳米纤维防绒材料用PUR热熔胶复合在一起,形成一种复合面料,如图2、图3所示。
  3 试验目的及设计
  此项技术是针对防钻绒面料的品种多样性而设计的,所以实验选用的面料都是传统不具备防钻绒性能的常规面料,经过复合防绒膜后得到防钻绒透气的功能。为了更清晰地表现此项技术的防钻绒性能,设计了如下检测内容:
  a)面料复合前的防钻绒性能检测;b)面料复合后的防钻绒性能检测;c)面料复合后面料透气性能测试;d)复合面料水洗后防钻绒性能测试;e)复合面料水洗后透气性能的检测   4 仪器及方法
  4.1 水 洗
  水洗方法采用GB/T 8629—2017《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》中4 N程序洗涤、烘箱平摊烘干(温度(60±5)℃),洗涤3次。
  4.1.1 设备及材料
  材料:洗涤剂基干粉,又名2408 ECE无磷洗涤剂A(SDC ENTERPRISES LIMITED);过硼酸钠(国药集团化学试剂有限公司);漂白活化剂,又名TAED(SDC ENTERPRISES LIMITED)。
  设备:FOM71CLS欧标缩水率试验机含烘干机(瑞典伊莱克斯),YG741缩水率烘箱(宁波纺织仪器厂)。
  4.2 防钻绒试验
  4.2.1 方 法
  检测方法采用GB/T 12705.1—2009《纺织品织物防钻绒性试验方法第1部分:摩擦法》、GB/T 1270 5.2—2009《纺织品织物防钻绒性试验方法第2部分:转箱法》,其中填充料用70%白鸭绒。
  4.2.2 设备及材料
  材料:706硅橡胶(溧阳市宏大胶业有限公司)。
  设备:YG819N织物防钻绒性测试仪(转箱法)(杭州良机羽绒设备有限公司),YG(L)819E摩擦法防钻绒仪(绍兴力必信仪器有限公司)。
  4.3 透气性试验
  4.3.1 方 法
  检测方法采用GB/T 5453—1997《纺织品织物透气性的测定》,采用试验面积20 cm2的圆形通气孔,压力为100 Pa,取10个不同部位重复试验。
  4.3.2 设 备
  YG461E数字式透气量仪(宁波纺织仪器厂)。
  5 结果与分析
  5.1 防钻绒试验
  对编号1-10的10块样品进行覆膜前、覆膜后水洗前、覆膜后水洗后防钻绒摩擦法试验,其中编号8-10样品为家纺羽绒被而选择的材料,结果见表2。其中考虑到羽绒被面料的防钻绒性能测试标准,试验中将制作羽绒被面料8-10号面料增加了转箱法检测防钻绒性,见表3。
  由表2及表3可知,所有选择的面料在没有复合防绒膜材料之前,都不具备被认可的防钻绒功能。根据GB/T 12705.1—2009《纺织品织物防钻绒性试验方法第1部分:摩擦法》中判定钻绒数量大于50根属于防钻绒性能很差,确定到50根终止计数。在实际实验中,计数值都大于200根之后终止计数。根据GB/T 12705.2—2009《纺织品织物防钻绒性试验方法第2部分:转箱法》判断钻绒数量大于15根属于防钻绒性能很差,在实际实验中,计数值都大于100根之后终止计数。
  在复合了聚碳氟烃纳米纤维膜之后,复合面料的防钻绒性能得到了提升,所有面料的钻绒量都达到良好的标准。根据GB/T 12705.1—2009《纺织品織物防钻绒性试验方法第1部分:摩擦法》和GB/T 12705.2—2009《纺织品织物防钻绒性试验方法第2部分:转箱法》的规定,所有面料在水洗前后在相应的检测方法下都达到了良好的水平。
  5.2 透气性检测
  对块样品1—10进行覆膜后水洗前、覆膜后水洗后透气性试验,采用试验面积20 cm2的圆形通气孔,压力为100 Pa,取10个不同部位重复试验,试验结果见表4。
  由表4可知,所有复合后的面料在水洗前后都具有稳定的透气性,数值在5~10 mm/s,水洗后面料的透气性略有下降。根据国外的冬季服装要求,一般认为面料透气率小于10 mm/s具备良好的防风性能,可见复合后的面料防风性能良好。
  QB/T 1193—2012《羽绒羽毛被》,QB/T 1194—2012《羽绒羽毛床垫》,QB/T 1195—2012《羽绒羽毛睡袋》,QB/T 1196—2012《羽绒羽毛枕、垫》中对面料的透气率要求大于5 mm/s,故原本不具备防绒性能的面料复合了聚碳氟烃纳米纤维膜后,防绒性能提升的同时具备了透气防风的性能。
  6 结 论
  a)传统工艺完全不能作为防绒材料使用或本身防绒性能差的面料品种,复合了碳氟烃聚合物纳米纤维材料制成的防绒膜,防钻绒性能均小于20根,防绒效果明显得到提升。
  b)面料的透气性在复膜前后变化不大,透气性均大于5 mm/s。
  c)经过3次水洗后,复合防绒膜的面料防钻绒性能均小于20根,级别为良好;透气性数值有所下降,但仍大于5 mm/s,复合防绒膜面料的耐水洗性能良好。
  参考文献:
  [1] 陆英.羽绒前处理及染色工艺研究[D].上海:上海工程技术大学,2016.
  [2] 罗远洋.关于羽绒服装防钻绒性能方法的讨论[J].科技资讯,2017(9):125-126.
  [3] 杨瑞斌.羽绒服装面料透气性测试的研究与评价[J].中国纤检,2017(6):106-107.
  [4] 张瑞芳.基于PVDF的静电纺纳米纤维复合膜的制备及其防水透气性能研究[D].上海:东华大学,2015.
  [5] 曹爱玲,童兰英,胡敏,等.纺织面料透气性与防钻绒性的相关研究[J].上海纺织技术,2010,38(7):38-38.
  [6] 田军.一种防绒复合材料和一种羽绒制品:中国,20393936.0[P].2014-07-16.

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