常见纤维絮片压缩回弹性能的比较与分析

文/赵霞 史清源

1 引言

生活中，常见絮用纤维制品的填充物主要分为两大类：天然纤维和化学纤维，天然纤维的填充物主要有棉花、羊毛、桑蚕丝；化学纤维的填充物以聚酯纤维为主，除此之外，还有一些是以天然纤维和化学纤维的混纺物作为填充物，它们被加工成各式各样的被，以满足消费者的不同需要。压缩回弹特性较好的絮用纤维制品使制品始终保持足够的纤维间隙和变形恢复，从而保证了制品的保暖性和保形性，因此压缩回弹性是絮用纤维制品的一项重要考核性能。

纤维絮片的压缩回弹性能通过压缩率和回复率两项指标来考核，压缩率体现了絮片的蓬松程度，回复率则体现了絮片的弹性保持性。压缩性和回复性在相关的产品标准中（GB/T 22796—2009《被、被套》、GB/T 24252—2009《蚕丝被》）均有被考核，表1对两个产品标准中对絮片的压缩回弹性能的考核指标做了分析对比。

表1 两个产品标准压缩回弹性能的对比

2 试验部分

2.1 试验原理

试样在一定时间、压强作用下，其厚度受压压缩，去掉负荷后其厚度回弹恢复，测定其不同压强时的厚度值，以此来考核样品的压缩回弹性能。

2.2 试验样品

1#：棉被，总重2kg，填充物类别：棉100%；2#：羊毛被，总重3kg，填充物类别：羊毛100%；3#：蚕丝被，总重2kg，填充物类别：桑蚕丝100%；4#：化纤被，总重0.5kg，填充物类别：聚酯纤维100%；5#：羊毛化纤被，总重1kg，填充物类别：聚酯纤维50%，羊毛纤维50%。

2.3 试验仪器

LBX-118纺织品压缩回弹性能测试仪（测量精度1mm）（力必信生产厂家）砝码A （2kg），砝码B（4kg），20cm×20cm测试压片，秒表精度（0.01s），UW620H电子天平（精度0.001g）。

2.4 试样制备和预处理

分别将1#～5#试验样品面料部分拆除，并将填充物按其原样依次裁成20cm×20cm的正方块，1#～5#试样单块试样重量分别为20.122g、18.650g、22.320g、8.652g、12.324g。将每个编号裁剪好的样品，分别组合成3组约60g的试验样品。为消除纤维的吸湿滞后性，对样品进行预调湿处理，将每组试样放置在温度为50℃、湿度为10%的环境下预调湿2h，然后在恒温恒湿条件下（温度20℃、相对湿度66%）调湿24h后进行测试。

2.5 试验过程

将测试仪平稳地放置在工作台上，依次按序号将每组试样分别整齐叠放在测试仪上。将测试压片放置在试样上，然后再加上砝码A，30s后取下砝码A，试样静置30s，如此这样反复3次后，最后一次去掉砝码30s后，读取测试压片下样品对应的四角高度值，取其平均值为h0。读取h0在测试压片上再加上砝码B，30s后，读取测试压片下样品对应的四角高度值，取其平均值为h1。取下砝码B，放置3min后，读取测试压片下样品对应的四角高度值，取其平均值为h2。

计算压缩率（%）P1和回复率（%）P2：

重复以上试验步骤，测试其他两组样品，并得出3组测试数据的平均值。按照以上试验步骤，分别得到1#、2#、3#、4#、5#试样的压缩率P1和回复率P2。

3 数据与分析

各组样品压缩回弹性能试验测试结果见表2和表3，图1更加直观地展示了1#～5#样品的压缩回弹性能。

表2 1#～5#样品絮片压缩率测试数据%

表3 1#～5#样品絮片回复率测试数据%

图1 样品絮片压缩率和回弹率的数据柱状图

根据表2和表3的数据以及图1的趋势可以看出：4#聚酯纤维絮片填充材料的压缩率较前面几种天然纤维的压缩率要高，而回复率差异不大，5#羊毛与聚酯纤维混纺的絮片填充材料的压缩率和回复率比前几种天然纤维高，比纯聚酯纤维低。

4 结论

纤维絮片压缩回复的过程实质上是纤维集合体受力产生挤压而发生形变继而恢复的过程。纤维絮片填充材料加压再去除压力后，纤维形状会逐渐膨胀，在一段时间内不能完全恢复到原来的形状。由于不同纤维之间相互作用力不同，会影响纤维絮片压缩回弹性能。当纤维絮片填充材料受外力作用发生变形时，纤维间的相对运动会受摩擦力的影响。聚酯纤维作为熔融纺丝法制备的化学纤维，通常其表面呈光滑而均匀的圆柱体或异形截面杆状物，所以其纤维间摩擦系数比较小，有利于絮片的压缩回复；蚕丝表面的丝胶、微细沟槽使其具有纵向滑爽的特点，同样能降低纤维间摩擦系数，获得较好的压缩回复性能。棉的天然转曲和羊毛的卷曲，使纤维相互纠缠、挂钩和黏着，这就使得纤维集合体不易分散，使纤维间的抱合力大大增加，增大了运动阻力，不利于纤维集合体的压缩回复。影响纤维摩擦抱合性能的因素还有很多，例如纤维物质的结构、表面油剂、纤维长度、排列形状、纤维弹性等。

综上所述，影响纤维絮片填充材料压缩回复性能的因素错综复杂，非单一因素所能决定。例如纤维卷曲一方面能使纤维的横向占有空间变大，而增加纤维集合体的蓬松性，使纤维纵向收缩并具有潜在的弹性伸长，从而增加纤维集合体的纵向可变形性，提高其压缩率，另一方面也使得纤维集合体的抱合力变大，运动阻力增加从而回复率降低。既要考虑纤维自身性状，还要结合纤维间的相互作用及后整理等因素综合分析。