20D超薄无胆防绒面料的研发和生产

摘要：本文主要研究了超薄无胆防绒面料的研发和生产过程，该面料以20D/36F/N/FDY超细锦纶丝以高密度编织，选用合理的织造、染整工艺，然后再通过高温融合表层织物以减小织物空隙的后期处理工艺，提高防绒性。通过纤维改性方式，改变织物的防绒、防水、透湿、抗菌等特性，可达到最新GB/T 14272-2011《羽绒服装》中对羽绒服面料的最新性能要求。

关键词：无胆防绒 羽绒服面料 功能性面料

前言

早期人们对棉衣、羽绒服的感觉是越厚越重才有安全感。现在人们逐渐追求轻薄和美感，时尚修身兼具保暖性的羽绒服产品成为市场热销产品。同时，随着冬天的气候逐年变暖，人们对羽绒服的需求也显得并不如往年那样火爆。在几乎是“靠天吃饭”的羽绒服产业，暖冬和寒冬交替出现的天气让品牌商和面料商承受着大起大落的市场形势。这些都在促使各大服装品牌愈来愈重视轻薄的功能性羽绒服面料，不断推陈出新赢得市场。

我公司顺应市场，开发出一系列无胆防绒面料，高密轻薄，手感细腻，丰满柔软，且风格多样，色彩鲜艳，伸缩性良好，具有较好的防钻绒，同时配合轧光处理，使其具备防水透气无胆防绒功能，同时具有保暖、防水防风、透汽透湿的效果，是制作滑雪服、睡袋、冬季活动服的良好选择，成为今年市场热销产品。

 一、无胆防绒面料产品的性能要求

2012年2月1日最新颁布执行的国家标准GB/T 14272-2011，代替GB/T 14272-2002《羽绒服装》，该标准相比前一个版本最大的变化是增加了可分解致癌芳香胺染料、耐水色牢度、织物防钻绒性、儿童及婴幼儿服装安全性的考核要求，其中防钻绒性能的判定一直是羽绒服质量投诉最集中的方面，但之前在羽绒服标准中却一直没有作出准确规定和解释，因此此次标准修改标志着我国羽绒服面料检测标准又向与国际接轨迈出了一大步。

表1: GB/T 14272-2011《羽绒服装》对面料的最新要求

    从上表可以看出，新增加的防钻绒性能指标，给我们羽绒服面料开发工作提出了明确要求，防钻绒性能成为面料开发时首先要考虑的因素。

二、无胆防绒面料产品的防绒机理

羽绒纤维是以朵绒形式存在的，而在每个绒朵里，包含着十几根以至几十根内部结构基本相同的纤维，并且每根纤维之间都会产生一定的斥力并使其距离保持最大，这样就使羽绒产生了蓬松性。当羽绒被填充到服装内时，靠近面料的羽绒受到内部羽绒的斥力，被向外挤压，就有了一个向外推的力使羽绒贴近面料。这样当羽绒服受到外界挤压和摩擦时，羽绒就会随着空气从面料的孔隙或针眼钻出。

所谓无内胆设计：通俗的解释，普通棉衣有面料层、棉层、内衬层，普通羽绒服有面料层、胆层、内衬层，就是普通羽绒服的羽绒不是包在面料和内衬中的，而是有一个内胆，这层内胆的功能就是防钻绒。无胆防绒面料取消了这层内胆，改用更加高密度的面料，配合适合的前处理、染色、后整理、轧光工艺使织物达到防绒的目的。

要使织物达到防绒的目的，目前普通采用的是两种方式：一是在织物表面图上防绒物质，一般以涂层或贴膜的方式施加，优点是工艺简单，缺点是透气性不好，而且最新的羽绒服面料标准已经明确规定内衬不得使用不透气的涂层物质。二是增加织物的密度，而增加织物的密度除了选用更高密度的纤维之外，还包括通过后整理轧光等方式缩小纤维间缝隙达到增加织物密度等途径。

三、原料选择

与有胆羽绒服不同，开发无胆防绒面料最大的挑战是要克服常规面料要么不透气，要么钻绒情况严重的现象。因此，就要从原料选择、工艺执行等多方面入手。市场上号称防钻绒的面料不胜枚举，按成分分，棉、涤纶、锦纶、锦涤交织、等均有众多子品种被用来制作防绒面料，都能达到防绒的基本要求，但是特点不尽相同。下图是几种纤维制成的防绒类面料性能比较：

表2：几种纤维制成的防绒类面料性能对比表

从上图可以看出，以高密尼丝纺为主的锦纶类面料更适合用来开发无胆防绒羽绒服面料。

超细旦纤维的单丝纤度在0.1～0.3 dtex之间为超细旦纤维。由于细旦多孔丝的单丝纤度低，单丝根数多，纤维的比表面积就大，随着纤度的变细，弯曲刚性随之下降，而在变形长丝中，弯曲刚性的变化直接影响了纤维的卷缩率，使纤维的卷缩率降低。考虑到细旦这些条件决定了成品织物具有特殊功能。织物手感、悬垂性以及外观等表面性能均有了提高。另外，纤维比表面积大，造成织物吸收浆料率高，退浆难；吸收染料率高，吸收速度快，比常规纤维织物耗染料多，染色不易均匀，染整难度比常规面料要大。

透气性要求织物中纤维应有流通湿气的能力，它主要反映空气通过织物的性能，这对羽绒服装穿着的舒适性有很重要的影响。足够的透气性，能使身体保持干爽舒适。织物的透气性分静态透气性和动态透气性两种，影响织物透气量的因素很多，如织物的密度、厚度、组织与表面特征以及染整后加工等，因此，在织物设计时应加以考虑。

因此，无论选择什么成分的纤维开发防钻绒面料，均需要注意以下几点：纤维密度越高，防绒性能越好，透气性越差，两者互为矛盾；纤维越细，手感越好，撕破强力越差，染整加工难度越大；织物经纬密度应尽量相同，经向或纬向一方中密度过大易造成防绒效果不佳。因此，应选择适当细度、F数和经纬密度的原料。以尼丝纺为例，已开发出的防绒面料纤维以15D～40D为主，纤维过粗则织物太厚，美观度和舒适度不够，过细织物强力不佳；F数从12F到72F，F数越高手感越好，但染整难度更大，价格也更高；密度从320T到420T，织物经纬密度越大，经纬纱之间的束缚力越强，经纬两个方向都不易滑移，在外界风的作用下也不容易形成孔隙，从而导致透气性差，过稀则反之。

四、生产工艺

1、织物

经纬向20D/36F/N/FDY*20D/36F /N/FDY，密度380T，平方米克重38g/m2，门幅151cm

2、工艺流程

坯布准备→冷堆（20℃，30～36小时）→OS平幅退浆（90℃，50m/min）→预定型（175℃，80m/min）→退卷→机缸复炼（100℃，60min）→染色（98℃，100min）→固色（80℃x20min）→树脂整理（130℃，80m/min）→定型（160℃，70 m/min）→轧光（160℃，两道油面，两道镜面）→检验→成品。

3、前处理

（1）冷堆 

由于织物的单丝纤度低，纤维截面内纤维根数多，比表面积大且结构紧密，如不进行充分的碱减量处理，织物的手感很难达到要求，因此通过冷堆的方式处理，使织物手感更加柔软，上色也更加顺利。

冷堆浸轧液配方：

30%液碱       180g/L

JFC           6g/L

螯合分散剂    2g/L

室温20℃，堆置30-36小时

（2）OS平幅退浆 

1槽温度70℃，2槽温度90℃，3槽温度90℃，4槽温度90℃，5槽温度80℃，6槽温度70℃，7槽温度60℃，烘筒温度80℃，7槽PH值4.5，车速50m/min。

（3）预定型

预定形是为了消除锦纶纤维在纺丝牵引以及织造加工中造成的织物的内应力不匀，防止溢流染色过程中产生条花、折皱和鸡爪印等疵病，同时使织物尺寸稳定。定型时经向要尽量超喂，纬向拉力不宜过大。预定型温度过高会影响锦纶纤维上上色性能，根据织物规格和成品要求设定预定型温度为175℃，车速80m/min，风速1200r/min。

（4）机缸复炼

根据前道织物手感，可选择是否需要机缸复炼。机缸复炼的目的是使织物经纬向在松弛状态下进行充分收缩，使加捻纱线中的纤维充分膨松并进一步去除织物上的浆料和杂质，进一步改善手感。复炼时必须严格控制工艺条件（碱用量、助剂用量、浴比、温度、时间），特别是剂用量碱要准确控制，减量太轻，则手感不好；减量太重，则影响成品抗撕裂强力。

复炼配方：

4、染色

由于锦纶细旦多孔丝单丝纤度低，比表面积比普通锦纶纤维大，纤维表面对染料的吸附面积和吸附能力强，上色易且极易染花，因而必须严格控制好染色温度和时间。要防绒好又柔软必须染色的时候就控制好。尼丝纺面料手感要非常软，所以选择在高温高压溢流染色机中生产，染色时浴比应稍大。

染色配方：

酸性染料      X

HAC          1g/L

酸性匀染剂    1%（o.w.f）

染色温度      98℃

保温时间      100min

固色配方：

固色剂NBS    1%

HAC          1 g/L

固色（80℃x20min）

5.后整理

（1）树脂整理

    树脂整理的目的是通过在织物表面施加树脂一定成分的树脂，使织物经纬交织的网眼变小从而实现防绒的目的。织物经浸轧后，整理剂在纤维表面成膜，起到防风透湿的目的。同时树脂整理工序也是决定最终成品品质的关键步骤，直接决定了织物的手感。

整理液配方：

树脂整理剂UR   30 g/L

柔软剂          15 g/L

抗静电剂        10 g/L

二浸二轧整理液(轧余率60%→烘干(80℃，车速80m/min)→130℃焙烘

（2）定型烘干

单定型，160℃，车速70m/min

（3）轧光

由于织物的交织点间有一定的空隙，且织物表面具有凹凸的交织点，因此在后整理工序中利用锦纶长丝的热收缩性及热塑性，通过热轧加工，减小交织点间的空隙，达到理想的织物气密性和织物表面光洁程度，轧光是保证最终成品柔软度和防绒性能的关键工序。

普通化纤类织物经线和纬线组成的纤维结构为圆柱形，我们用高温的平面滚轴给其加压，通过高温高压改变化纤类布料的物理结构，使原来圆柱形的纤维结构变成扁平型，纤维表面在高温下受压产生的变形具有一定的不可逆性，从而增加了经纬之间的密度，达到防绒的效果，同时保有适当的透气效果，使织物舒适性增加。

轧光的要求很高，我们对轧光工艺和效果进行反复试验，从中得出影响轧光效果的工艺参数分别为轧光温度、轧光压力和轧光车速。轧光温度太低则光泽耐久性变差，轧光温度高则影响织物撕破强力等物理性能。所以轧光温度应根据布面实际情况和织物开发风格确定。轧光压力小则光泽亮度和均匀度不够，轧光压力太大则纤维之间压的太板，手感不易达到柔软要求。

轧光加工的工艺条件为：

压力：           60TON

油面压光温度：   160℃

车速             30m/min    

        同时，根据织物开发风格，可选择一道或两道油面轧光，也可增加镜面轧光，使织物表面更加光亮；不同的轧光设备对最终成品质量影响区别较大，德国COSTER三辊轧光机比普通国产设备做出来的风格要好，一般只需一道油面轧光，一道镜面轧光即可达到较好效果。

五、性能测试相关讨论

除了色牢度等常规牢度以外，根据最新的GB/T 14272-2011《羽绒服装》，我们以该标准中规定的防钻绒、接缝滑移和撕破强力要求为主要物理性能开发指标。

1、接缝滑移量测试

测试方法：取样，试样尺寸：5.0cmx20.0cm，其直向中心线应与缝迹垂直。将强力机的两个夹钳分开至10.0cm±0.1cm，两个夹钳边缘应相互平衡且垂直于移动方向。将试样固定在夹钳中间，使试样直向中心线与夹钳边缘相互垂直。再以5.0cm/min的速度逐渐增加至规定的负荷（见表3），测量值精确至0.05cm。若试验中出现纱线从试样中滑落现象，则测试结果记录为滑脱。若试验过程中出现试样断裂、试样撕破或缝线断裂现象，则在试验记录中予以描述。

表3：不同织物接缝滑移测试负荷表

2、防钻绒测试

测试原理：将被测织物制成具有一定尺寸的试样袋，内装一定质量的羽绒，把试样袋安在仪器上，经过摩擦作用，计算从试样袋内套织物上钻出的羽绒、羽毛数量，来评价织物的防钻绒性能。

测试方法：按规定制作试样。在测试前，将试样袋放置在塑料袋中，以便完全搜集从试样袋中钻透出来的填充材料，试样袋与塑料袋的一端固定在测试设备的一个夹子上，试样袋与塑料袋的另一端夹在一个夹子上，以便试样袋被折叠在这两个夹子中间，计数器设置2700r，启动设备设备，摩擦2700r后会自动停止。试验完毕，将试样从塑料袋中拿出来，塑料袋中所有填充物都要计数，将试样袋放在合适的光源下，突出织物表面大于2mm的填充物都要计数。如果塑料袋里填充物加上从试样袋中突出的填充材料数量大于50根，计数终止。

3、撕破强力测试方法

如果织物强力不够，羽绒服在长期穿着和多次水洗以后，有可能会发生钻绒现象；同时，较薄的面料如果撕破强力不够的话可能在穿着过程中损伤，造成损坏和钻绒。因此，尽管GB/T 14272-2011《羽绒服装》中，并未对撕破强力做出要求，但从实际使用价值出发，我们在面料开发过程中对织物的撕破强力从工艺角度给予考虑。我们选用国家标准GB/T  3917.2（单舌法）对其进行测试。

4、透气性测试

       透气性是指空气透过织物的性能，以在规定的试样面积、压强和事件条件下，气流垂直通过试样的速率表示。影响透气性的因素有纤维性质、织物组织结构及吸水作用。在研发过程中，纤维选择、前处理、染色、后整理等工序工艺的制定都向增强防绒性等方面倾斜，而透气性在某种程度上和防绒性是相反的属性。与撕破强力一样，尽管国家羽绒服标准没有对此作出明确要求，但对于消费者在实际使用过程中可明显感觉到并影响其购买欲望的属性，在产品开发前期就应重点考虑。

透气性我们选用织物透气性的测定标准GB/T 5453-1997作为测试标准。具体测试方法如下：将试样夹持在试样圆台上，测试点应避开布边及折皱处，夹样时采用足够的张力使试样平整而又不变形。为防止漏气在试样的低压一侧（即试样圆台一侧）应垫上垫圈。启动吸风机或其他装置使空气通过试样，调节流量，使压力降逐渐接近规定值1min后或达到稳定时，记录该孔径，记录该孔径两侧的压差。在同样的条件下，在同一样品的不同部位重复测定至少10次。按下面公式计算透气率R

R= qv /A×167（mm/s）

式中：qv -平均气流量， A-试验面积，cm2；167-由dm3/min×cm2换算成mm/s 换算系数。0.167-由dm3/min×cm2换算成m/s 换算系数。
六、测试结果

备注：水洗采用ISO 105 C06  40℃方法

七、结论

（1）通过试验和生产证明：采用树脂整理和轧光的方式生产超薄锦纶防绒面料是可行的，最终产品颜色鲜艳，色牢度好，防绒性好，手感舒适，达到预计开发生产要求。

（2）在新型超薄无胆防绒面料的生产过程中，纤维的选择，前处理、染色、后整理等工序均是影响最终成品品质手感的重要因素，缺一不可，因此必须从前道到后通盘考虑，加强生产管理，各工序通力合作才能生产出手感优良、防绒性好、接缝滑移量小、撕破强力大、透气度好的防绒面料。

（3）尽管最新的GB/T 14272-2011《羽绒服装》国家标准仍未将撕破强力和透气度纳入考核范围，但羽绒服面料生产企业仍应选择合适的检测标准将其纳入研发和质检工作中。

（4）采用该工艺生产的防绒面料，在经过多次水洗以后仍能保持较好的防钻绒性。

（5）该类面料风格多样，生产工艺较灵活，也可做起微绉类，风格更好，强力稍差。