羽絨羽毛蓬松度及其測試結果影響因素探討

任 剛 楊春水 宗 鑫 劉 嶠

中國紡織信息中心 中聯品檢(北京)檢驗技術有限公司(中國)

中國是羽絨羽毛生產和消費大國,據中國羽絨信息網《2022年中國羽絨行業進出口數據簡報》顯示,中國羽絨羽毛的原毛、寢具、服裝及睡袋出口總額為343 498.5萬美元,相比2021年增長3%。由于羽絨制品除具有優良的保暖性外,還同時兼具輕柔、透氣和環保等特點,已經成為當下最重要的保暖產品。羽絨制品具有優良保暖性的原因在于其填充的羽絨纖維具有特殊的樹形結構且呈現放射性,從而能使羽絨具有優良的蓬松度和回彈性能。羽絨制品內部,纖維與纖維之間存在大量的孔隙,這些孔隙能夠含蓄大量的靜止空氣,這些靜止空氣是熱的不良導體,能充分阻止人體與外界進行熱交換,從而起到優良的保暖效果。[1]羽絨的蓬松度是用單位質量的羽絨所占的體積來表征的,蓬松度是羽絨制品重要的內在質量考核指標之一,它直接影響羽絨制品的保暖性能。一般而言,蓬松度越大的產品,其保暖性能越好。

目前中國常用的羽絨羽毛產品標準有GB/T 14272-2021 《羽絨服裝》[2]、FZ/T 73053-2015 《針織羽絨服裝》、QB/T 1193-2012 《羽絨羽毛被》、 QB/T 1194-2012《羽絨羽毛床墊》、QB/T 1195-2012《羽絨羽毛睡袋》、QB/T 1196-2012《羽絨羽毛枕、墊》。本文主要圍繞GB/T 14272-2021《羽絨服裝》,就影響蓬松度的因素提出一些作者的見解。

1 絨子含量

GB/T 14272-2011更新為GB/T 14272-2021,主要的變化就是不再考核含絨量,在考核絨子含量的同時對絨絲、羽絲的總量也提出了限制。受絨絲和羽絲的影響,含絨量的高低無法直接影響羽絨的蓬松度,同時也不能真正表征羽絨服裝的保暖性,而絨子含量卻能比較直觀地反映羽絨服裝的品質和保暖性。絨子含量指的是羽絨羽毛中絨子所占的質量百分比,絨子包括朵絨、未成熟絨、類似絨和損傷絨。絨子含量是影響蓬松度的最重要因素。絨子含量高低決定了蓬松度的大小,絨子含量高的產品,其蓬松度相對也高。為驗證這一點,本文選取了20包絨子含量為70%～90%的白鴨絨,分別按照GB/T 10288-2016 測試絨子含量,按照GB/T 14272-2021附錄C測試蓬松度,具體結果見表1。圖1所示為絨子含量與蓬松度的關系。

圖1 肉眼觀察下正常朵絨的形態

圖1 絨子含量(質量分數)與蓬松度的關系

表1 不同樣品的絨子含量與蓬松度的測試結果

由表1及圖1可見,隨著絨子含量的增加,樣品的蓬松度也隨之增大。

2 絨子的大小及形態

成熟絨子形狀有朵絨、傘狀絨等,絨子中大部分為朵絨。朵絨含有絨核,其上的絨枝呈向四周放射的半球形狀態,相比傘狀絨而言,朵絨的飽滿度更好、絨朵更大,相同質量下,朵絨的蓬松度高于傘狀絨。一般情況下,鵝絨比鴨絨的絨朵大,飽滿度好,絨枝粗,鵝絨的蓬松度普遍高于鴨絨[3]。中國是世界上最大的羽絨及其制品的生產國、出口國及消費國,隨著國內外市場對羽絨產品需求的急劇增長,正常生長周期的鵝、鴨已無法滿足市場需求,導致一些飼養周期明顯縮短的“仔鴨絨”、“仔鵝絨”流入市場,劉新華等[4]通過對比老鴨鴨絨和仔鴨鴨絨的形態特征發現,一般情況下,單個老鴨朵絨中絨枝的數量為65～100根,單個仔鴨朵絨中絨枝的數量為15～40根;老鴨鴨絨絨枝長度為10.2～30.3 mm,直徑為8.71～38.40 μm,仔鴨鴨絨絨枝長度為8.2～22.1 mm,直徑為7. 53～ 25.10 μm,利用X射線衍射分析還發現,老鴨鴨絨的結晶度為60.8,仔鴨鴨絨的結晶度為54.6。結果表明:老鴨鴨絨的絨枝數量、長度和直徑都大于仔鴨鴨絨,結晶度也高于仔鴨鴨絨,因此,老鴨鴨絨的蓬松度高于仔鴨鴨絨。

為降低成本、以次充好,一些羽絨羽毛產品中加入了大量的超短絨絲、超短羽絲,這些超短絨絲、超短羽絲相互糾纏成纖維團,纖維團呈蠶繭狀,形態與絨子相似,但是其回彈性差,蓬松度遠低于正常羽毛羽絨。如圖1、圖2為正常朵絨的形態,圖3、圖4為蠶繭狀絨的形態。

圖2 顯微鏡下正常朵絨的形態

圖3 肉眼觀察下蠶繭狀絨的形態

圖4 顯微鏡下蠶繭狀絨的形態

3 加工工藝的影響

為使羽絨的清潔度、殘脂率、蓬松度等指標達到標準要求,羽絨在加工過程中需要進行大量的水洗處理,但如果水洗過度,羽絨的油脂含量會偏低,將影響羽絨的剛性,導致蓬松度下降,而羽絨加工過程中,為達到或提高羽絨的某些性能,更會使用多種整理劑,如果加工過程中水洗不徹底,這些整理劑就會殘留在羽絨的絨絲上,導致羽絨回彈性降低,手感發黏,甚至相互黏接,也將直接影響羽絨的蓬松度。

4 測試方法的影響

GB/T 14272-2021《羽絨服裝》測試標準主要變化之一就是修改了羽絨蓬松度的測試方法,由原來的烘箱法改為蒸汽還原法,蒸汽還原法能夠對羽絨進行充分的還原及干燥,更接近于羽絨加工過程。按照GB/T 14272-2021測試羽絨蓬松度時,測試環境、前處理時羽絨是否經過充分潤濕與烘干、調濕時間、測試手法等都會對蓬松度測試結果產生影響。試驗過程中還發現,直接倒料測試與攪拌后測試也會對結果產生一定的影響。GB/T 14272-2021規定的操作步驟為先用漏斗式倒料桶稱取(30±0.1) g處理后的試樣,然后打開倒料桶底蓋,讓全部試樣緩慢飄落到蓬松度測量桶內,移開倒料桶。測試人員握住攪拌棒的最頂端,將攪拌棒沿著桶壁伸至圓筒底部,攪拌棒一邊小幅、緩慢地搖晃,一邊往上提升,使羽絨變松。在圓筒壁不同的區域重復該過程5次,每次攪拌時間為10～15 s,蓋上壓盤,待壓盤自然緩慢下降至試樣表面時開始計時,60 s后記錄壓盤對應的蓬松度儀的刻度值。按照上述步驟再重復測試2次,另外1個試樣也執行上述的操作,最后取6個結果的平均值。按照上述要求攪拌時,無論如何攪拌,蓬松度測量桶內的羽絨都無法達到充分混勻的狀態,羽絨中間會殘留大小不一的空間,該空間內沒有任何羽絨,待壓盤緩慢下降并停止時,這些空間仍會部分存在,這就導致所測的蓬松度相對偏高。在用倒料筒將羽絨緩慢、均勻地倒入蓬松度測量筒內時,羽絨呈現完全蓬松的狀態且不會形成上述所說的大小不一的空間。圖5為倒料筒直接倒入后的羽絨狀態,圖6為倒料筒倒入,再經攪拌后的羽絨狀態。不需攪拌直接測試時的結果會比攪拌后測試的結果小,具體如表2所示。

圖5 倒料筒直接倒料后的羽絨狀態

圖6 倒料筒倒料后再經攪拌的羽絨狀態

表2 直接倒料與倒料后再經攪拌后測得的蓬松度及其差值 單位:cm

由表2數據可以發現,通過倒料筒緩慢均勻地將羽絨倒入測試桶內,不經攪拌,所測得的蓬松度偏低,但羽絨的狀態更為理想,相對而言更接近于真值。

5 結語

羽絨蓬松度是影響羽絨制品保暖性能的重要因素,通過對影響羽絨蓬松度及其測試結果的主要影響因素進行分析,發現羽絨的絨子含量越高,其蓬松度越好,但羽絨蓬松度同時也會受加工工藝、羽絨自身大小及形態的影響。對于蓬松度測試環節,羽絨經攪拌棒攪拌的蓬松狀態會差于直接倒料、不經攪拌時的羽絨狀態,導致攪拌后的蓬松度測試結果高于直接倒入、不經攪拌的測試結果。文章從原料、檢測方法等角度對影響蓬松度測試結果的因素進行了分析,希望可對企業或檢測機構分析蓬松度結果時具有一定幫助。