黑色毛精纺春夏凉爽面料的开发

吴峰楠，沈兰萍，曹贻儒

(1.西安工程大学，陕西 西安 710048；2.山东南山智尚科技股份有限公司，山东 烟台 265706)

1 引言

太阳光的热能主要集中在可见光和红外光区，可见光区波段在400 nm～720 nm，占太阳光能量的43%，红外光区波段在720 nm～2500 nm，占太阳光能量的52%。黑色面料的太阳光总反射率为3%～5%，即约有95%～97%的能量被吸收，因此夏装面料绝大部分都采用浅色的棉或丝作为原材料。但从抗紫外线角度，纯棉或丝绸制品的抗紫外线能力要远低于羊毛制品，黑色毛精纺面料抗紫外线性能可达到95%，这是因为羊毛分子中含有由α-氨基酸组成的大分子链，该分子链对于波长小于300 nm的紫外线具有较强的吸收能力，抗紫外线作用明显[1]，但采用羊毛纤维开发夏季面料需要克服羊毛纤维自身导热性能差的缺点。冷感染料是一种含有α-溴代丙烯酰胺基团的羊毛用活性染料，比较适合染深颜色，其中的杂环化合物能够与羊毛纤维中的胺基发生反应。冷感染料在可见光区域对光线的反射和吸收性能与普通染料接近，但同时对红外光区部分的光线也具有较强的反射率，从而提高了太阳光总反射率，因此其在染深色产品时既能保证产品的颜色纯度又能有效降低面料表面温度，并且湿色牢度、吸尽率和固色率较好。 本文采用冷感染料进行试验，以期开发兼具奢华、凉爽、舒适特点的黑色毛精纺面料产品，满足消费者的需求。

2 实验原料和设备

2.1 实验原料

羊毛由山东南山智尚科技股份有限公司提供，冷感染料由瑞士科莱恩公司提供，其中羊毛采用18.5 um澳洲羊毛，涤纶长丝为3.33 tex。

2.2 实验设备

染色阶段：德国THIES染缸、复洗机、针梳机。

纺纱阶段：法国NEX针梳机、精梳机、粗纱机、苏拉细纱机、萨维奥自动络筒机。

织造阶段：德国贝宁格整经机、德国多尼尔箭杆织机。

染整阶段：烧毛机、平洗联煮机、CIMI缩呢机、拉幅烘干机、剪毛机、联蒸机、KD罐蒸机。

测试阶段：日本岛津UV-3100反射率测定仪。

2.3 实验方案设计

本课题以研究冷感面料为出发点，首先研究体感温度，体感温度受气温、风、湿度及太阳辐射的共同影响[2]。太阳辐射对人体热舒适的影响主要取决于面料的隔热情况、反射率及空气运动[3]。

本文主要讨论毛精纺面料的太阳光反射率。实验选择三个影响因子：染料比例、纺纱形式和织物紧度。以太阳光反射率为客观指标。每个因素考察三个水平，进行三因素三水平的正交试验，面料组织结构为1/1平纹组织。选用正交表为L9(33)。实验采用各因素及各水平设计见表1。实验采用的条件见表2。

表1 冷感凉爽面料评价因数水平表

表2 冷感凉爽面料评价实验条件

3 实验结果与讨论

3.1 实验结果

按照表3的实验条件，分别制成9块标准尺寸面料，在环境温度20℃±2℃，相对湿度65%±2%下进行实验。采用日本岛津UV-3100反射率测定仪对波长200 nm～2500 nm的光进行测试，得到太阳光总反射率，见表3。

表3 实验结果

3.2 试验因素水平对反射率的影响

表4为太阳光反射率的极差分析结果，其中K1、K2、K3分别为各因素各水平对应的太阳光反射率之和，k1、k2、k3分别为某一因素条件下各水平对应的太阳光反射率的平均值。由数理统计可知，极差越大，说明这个因素水平改变时，对试验指标的影响越大，即为主要因素水平，它的3个水平对应3个试验数值，取最好的数值水平纳入该因素的最佳组合。

表4 太阳光反射率极差分析

由表4极差分析可知，ABC各因数影响太阳光反射率的主要次序是A>B>C。因素A为最显著影响因素，说明因素A染料种类是影响太阳光反射率的重要因子，因素B纺纱方式次之，因素C织物紧度影响最小。因素A对织物太阳光反射率影响最显著，即使部分使用冷感染料，也会提高黑色毛精纺产品的太阳光反射率；因素B对太阳光反射率的影响不显著，但不同的纺纱方式截面中纤维根数、捻度和毛羽都不同，从而会影响空气流动，进而影响体感温度而产生不同的穿着体验；因素C对太阳光反射率的影响不显著，但因素C的数值应在毛精纺春夏面料设计的合理范围内，若小于该指标则会有服用性能降低的风险，若大于该指标，则会出现因为其重量及厚度过大，不适合春夏季节穿着。因素B、C太阳光反射率影响不显著，但有一定的影响，其水平可任选，从生产效率和市场效益考虑可选A1B3C3。该方案与3号实验相同，同时3号太阳光反射率也最大，说明直观分析结论和实验结果统一，优选方案有效，对指导生产具有实际意义。

4 结语

本文运用正交试验的方法，得出了使用冷感染料生产黑色毛精纺面料产品的最佳工艺，并与实验样品测试结果相符，说明此工艺生产的黑色毛精纺面料凉爽、舒适，可满足消费者需求，市场前景好。