汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料整理及其性能

季 萍，季国苗，李心祥，殷允杰，王潮霞

（1.浙江吉麻良丝新材料股份有限公司，浙江绍兴 312030；2.江南大学纺织科学与工程学院生态纺织教育部重点实验室，江苏无锡 214122）

凉感功能面料服装产品不仅能够为人们提供凉爽冰感、舒适的生活品质，而且响应了生态环保主题［1-3］。凉感功能面料一般通过改性纤维原材料、设计织物组织结构或改变后整理加工方式等［4-5］，使人体迅速扩散体热，加速排汗和降温，持久保持凉感与舒适；在内衣、衬衫、床上用品、服装等面料产品中，凉感纤维的功能应用尤为明显［6-7］。毛志坚［8］等以涤/棉、锦/棉混纺夏作训迷彩织物为研究对象，从织物组织结构、混纺比、经纬密度等方面分析影响其凉感功能的关键参数。王启明［9］等通过选用细旦和超细旦聚酯长丝、阳离子可染聚酯长丝、锦纶长丝、具有凉感功能的聚酯长丝及阳离子可染聚酯仿棉长丝为原料，经罗纹复合组织双层结构设计和吸湿排汗、单向导湿等功能整理，研发出具有典型结构效应的吸湿凉感纬编针织面料。迟淑丽［10］等通过将食品添加剂木糖醇研碎后加入溶解黏胶纤维得到均质纺丝液，经小批量湿法纺丝机纺出纤维，可应用于夏季凉感纤维服装领域。金雪［11］等以日本东丽公司开发的特殊材料为原料，将其与亚麻混纺纱、棉涤混纺纱混纺，得到集速干、凉感、防紫外线多重功能于一体的功能性针织面科，凉感性能优异。本文将具有优异导湿、导热性的汉麻纤维和高分子质量聚乙烯纤维共同编织成汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料，通过功能助剂整理赋予面料优异的凉感功能，同时研究面料的组织结构、颜色性能、光照升温性能、力学性能、色牢度和抗起毛起球性能等，为该面料在凉席、车座套、沙发垫、功能性服装等方面的应用提供支持。

1 实验

1.1 材料与仪器

材料：汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料（浙江吉麻良丝新材料股份有限公司），LG01 功能整理剂［锡海柯（绍兴）新材料有限公司］。

仪器：AL-104 型电子天平（梅特勒-托利多公司），BA310Pol+EPI 电子光学显微镜（美国Motic 公司），HD026N+型电子织物强力仪（南通宏大实验仪器有限公司），Datacolor-850 型电脑测色配色仪（美国爱色丽股份有限公司），CEL-S500 模拟日光氙灯光源系统（北京中教金源科技有限公司）。

1.2 织物功能整理

将LG01 功能整理剂配制成2%的整理液，整理汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料（二浸二轧，轧余率85%～90%）→60 ℃烘8 min→140 ℃焙烘3 min。

1.3 测试

表面形态：将面料分别放大不同倍数，使用电子光学显微镜观察表面微观形貌和编织方式。

颜色性能和光照升温性能：使用电脑测色配色仪测量表观颜色深度（K/S 值）等。使用氙灯模拟太阳光源照射样品，红外测温枪记录织物的初始温度，将空白织物和发热面料在模拟太阳光源下照射10 min，每隔1 min记录温度，灯源距离织物40 cm。

力学性能：按照GB/T 3923.1—2004《纺织品 织物拉伸性能第1 部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》，采用电子织物强力仪进行测定，每块试样测定3次，取平均值。

色牢度：耐摩擦色牢度按GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定（测试时，将涂层织物固定在摩擦仪上，垂直压力9 N，往复10 次；湿摩擦测试中涂层织物含水率为65%）；耐皂洗色牢度按GB/T 3921—2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》测定。用灰色样卡进行评级。

2 结果与讨论

2.1 组织结构

由表1 可以看出，整理前凉感织物的线密度为25 N，面密度为546.4 g/m2，厚度为1.354 mm，横密为58.4/5 cm，纵密为56.9/5 cm，所以汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料相对来说较厚，面密度较大，结构比较紧实，力学性能较好。整理后的织物面密度和厚度略微增大，其他参数基本不变。

表1 汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的基本参数

由图1 可知，整理后汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料正反面的组织结构规整，较为厚实，与基本参数数据相印证。从光学显微镜放大图可以看出，汉麻/超高分子质量聚乙烯纱线是由很多更细的纤维构成，有利于增强面料的力学性能。

图1 整理后汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的组织结构

2.2 凉感性能

未整理汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的qmax值为0.14 W/cm2，而经过LG01 功能整理液整理后，qmax值可以达到0.20 W/cm2。这是因为汉麻纤维吸湿时会吸收大量的热，凉感性显著，而超高分子质量聚乙烯纤维导热系数高，汉麻纤维与超高分子质量聚乙烯纤维结合后，面料具有独特的持续凉感性。未整理时，面料的qmax值已经接近GB/T 35263—2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测和评价》要求的0.15 W/cm2；经过整理剂整理后，qmax值高于标准要求。所以整理后的面料能够迅速散发身体热量，使湿气快速导出挥发，均衡人体各部位的体温，让身体时刻保持清凉干爽。

2.3 颜色性能和光照升温性能

颜色能赋予纱线和织物附加价值，也会影响织物性能，不同颜色对吸热性能影响不同。一般颜色的深浅决定吸收热量的多少，颜色越深，织物吸热性能越好。汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料正面由白色的超高分子质量聚乙烯纤维与活性染料染色的黑色汉麻纱线编织而成，表2 分别为面料正反面、白色对照织物和黑色对照织物的颜色性能。

表2 汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的颜色性能

在自然环境中避免不了太阳光的直接照射，所以织物在日光下的升温能力对评价凉感织物的效果有很重要的意义。由图2 可以看出，凉感织物的正面和反面在光照10 min 后都从低于室温升高到30.0 ℃左右，而白色对照织物升高到32.7 ℃，黑色对照织物升高到39.2 ℃。说明汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料在相同测试条件下的升温性能比对照织物低，所以面料在太阳光下的温度提升小，有利于实现体表的凉感效果。撤掉光源后，汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料在3 min 左右降到室温，与白色对照织物相同，而黑色对照织物降到室温则需要7 min 左右。这说明整理后的面料能较快地恢复到初始温度，面料的散热效果好。

图2 汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的升温性能

2.4 力学性能

由图3 可知，在应力1.8 MPa 条件下，汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的应变达到12%，力学强度较高。这是由于超高分子质量聚乙烯纤维本身拉伸强度较大，而且面料组织结构规整厚实，所以纱线和面料具有优异的弹性模量和断裂强度。

图3 汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的拉伸性能

2.5 色牢度

由表3 可知，整理后汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的耐干摩擦色牢度为5 级，耐湿摩擦色牢度达4 级；耐皂洗沾色牢度达到4～5 级，褪色牢度达到5级。各项色牢度均与整理前相同，说明功能整理未影响织物的色牢度，而且面料保持了较高的色牢度。

表3 汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料的色牢度性能

2.6 抗起毛起球性能

织物起球与表面毛羽有很大的关系，当毛羽较长时，受到摩擦力作用后纤维端开始互相勾连、缠绕成球。由表4 可以看出，由于汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料组织结构规整，起毛起球等级达到4 级，有较好的抗起毛球性能。影响织物起球的因素除毛羽外，还有织物摩擦系数等，经功能助剂整理后，助剂在纤维上沉积，增大了纤维间的摩擦力，纤维头或毛羽更难从组织结构中散落，因此抗起毛起球等级达到4～5级，抗起毛起球性能更好。

表4 汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料抗起毛起球性能

3 结论

汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料兼具汉麻优异的导湿性能以及超高分子质量聚乙烯纤维的导热能力。通过功能助剂的整理使面料的qmax值由原来的0.14 W/cm2增大到0.20 W/cm2，光照升温和降温实验证明面料光照升温低，散热效果好，而且面料还保持了较好的耐皂洗和耐摩擦色牢度、力学性能以及抗起毛起球性能。