羽絨品質及反光銀涂層里料對羽絨制品保暖性的影響

王 濤 馬 楠

(廣州檢驗檢測認證集團有限公司，511440 )

1 引言

羽絨是保暖性能最優良的天然纖維材料之一，羽絨制品因其輕柔的質地和較高的保溫性能而深受消費者的喜愛[1]。羽絨制品的保暖性能與羽絨的蓬松度、絨子含量、充絨量以及產品結構都有密切的關系[2]。近年流行的含有反光銀涂層里料羽絨服宣稱可以更保暖，但其真實性有待驗證。為了探討羽絨制品的蓬松度、充絨量和反光銀涂層里料對羽絨制品保暖性能的影響，本文利用平板式保溫率測試儀對多種不同規格的羽絨制品的熱阻進行測試，并評價出最優的參數，并為羽絨制品生產企業提供參考。

2 試驗

2.1 原理與方案

2.1.1 原理

根據熱學原理，人體發出的熱量會通過熱輻射和熱傳導的方式傳導到外界。反光銀涂層面料可以反射熱輻射，而羽絨填充物可以降低熱傳導效率。保暖性是指試樣能保持包覆體溫度的程度，通常用熱阻值高低來衡量[3]。通過研究反光銀涂層里料與羽絨制成的不同規格試樣的保暖性能差異，找出最佳羽絨制品組合。

2.1.2 方案

采用對比試驗的方法，測試各種組合的羽絨制品的熱阻值，并評價其保暖性能。由于羽絨制品主要是由布料和羽絨組合而成，羽絨的種類、絨子含量、蓬松度是決定羽絨原材料價格的三大核心指標，其中蓬松度是羽絨纖維保暖性最關鍵的指標，故首先選取同種類（白鴨絨）、同絨子含量（80%）三種不同蓬松度羽絨為試驗對象；其次，布料是否有涂層會影響熱反射，故選取兩種較為常用的300T春亞紡黑色布料，一種有銀色涂層，一種沒有銀色涂層，分別作為羽絨制品中最靠近熱源的外層布料（模擬羽絨服中的里料）；第三，充絨量對羽絨制品的成本和保暖性起到關鍵作用，故選取六個階梯充絨量，試圖通過試驗分析得出最經濟合理的數據。

2.2 標準

GB/T 35762—2017《紡織品 熱傳遞性能試驗方法 平板法》。

2.3 材料與制備

2.3.1 材料

白鴨絨，由安徽華英新塘羽絨有限公司提供，膽布和里料由江蘇蘇美達輕紡科技產業有限公司提供。均采用隨機抽樣的方式在企業倉庫抽取。

6 種原材料編號如下：

a）白鴨絨，蓬松度14.5 cm，絨子含量80%（實測允差±1%）；

b）白鴨絨，蓬松度15.6 cm，絨子含量80%（實測允差±1%）；

c）白鴨絨，蓬松度17.0 cm，絨子含量80%（實測允差±1%）；

d）300T 春亞紡黑色里布（無反光銀涂層）；

e）300T 春亞紡黑色里布（有反光銀涂層）；

f）290T 錦綸純白色膽布。

2.3.2 制備試樣

試樣需滿足測試標準GB/T 35762 中第7 條對試樣的要求： “試樣的尺寸應同時覆蓋測試板和保護板。”[4]裁取邊長為（470±10） mm 的正方形膽布2 塊和里布1 塊，將裁剪好的兩塊膽布相鄰且面朝里，里布銀色面朝外形成三層組合，用11 號家用縫紉針，針密為12～14 針/3 cm，沿兩側邊距邊10 mm 縫合。按表1 稱取一定質量的羽絨裝入袋中，形成36 種組合試樣，每種組合需制備3 個平行樣。

表1 組合試樣各項參數

2.4 儀器

ASTM-100B 保溫性試驗機（恒溫法，日本大榮精器制作所）。

2.5 試驗條件

恒溫恒濕實驗室，溫度（20.0±2.0） ℃，相對濕度（65.0±4.0）%。

2.6 操作過程

將試樣覆蓋于測試板上（將反光銀里料的涂層面接觸熱板），測試板及底板和周圍的保護板均以電熱控制，并能保持恒溫，使測試版的熱量只能通過試樣的方向散發，測定測試板在一定時間內保持恒溫所需要的加熱功率，計算試樣的熱阻。本試驗按GB/T 35762 規定執行。

3 結果與討論

3.1 充絨量、蓬松度的影響

3.1.1 試驗結果

以羽絨作為填充物的羽絨制品，充絨量是指羽絨制品中填充的羽絨的質量[5]。無涂層的B 組羽絨制品在不同充絨量和不同蓬松度下的熱阻值見圖1：

圖1 B 組羽絨制品在不同充絨量和不同蓬松度下的熱阻值

3.1.2 分析與討論

從圖1 可以看出，首先，羽絨制品都隨著充絨量增加，保暖性能有提高趨勢。第二、蓬松度為15.6 cm 的羽絨，充絨量達到25 g 后，羽絨制品保暖性上升趨勢明顯放緩（熱阻增幅由0.08 m2·K/W/5 g 降低到0.011 m2·K/W /5 g）。蓬松度為14.5 cm的羽絨，在充絨量達到20 g 后，熱阻增幅也開始放緩（熱阻增幅由0.051 m2·K/W /5 g 降低到0.031 m2·K/W /5g）。第三、充絨量為25 g 時，低蓬松度（15.6 cm）的羽絨制品熱阻值（0.381 m2·K/W）反而高于高蓬松（17 cm）的羽絨制品熱阻值（0.375 m2·K/W）。這是因為隨著充絨量的增加，羽絨制品在非外力作用下，膨脹的厚度也會隨之增加。朵狀的羽絨纖維內有更多靜止空氣，而靜止空氣是熱的不良導體[6]，所以羽絨保暖性逐步提高。但當羽絨填充量達到一定值后，受面料夾層空間大小的限制，羽絨制品的厚度不再大幅增加且羽絨在空間內填充得更加密實，纖維的熱阻不如靜止空氣，所以反而使得羽絨制品的保暖性能的提升放緩。

因此，為達到較好地保溫性能（熱阻值0.38 m2·K/W 以上），25 g 是最經濟合理的充絨量（按羽絨包面積為0.202 5 m2計算，羽絨制品最優充絨量約為123 g/m2）。

3.2 反光銀涂層里料的影響

3.2.1 試驗結果

羽絨制品在不同充絨量、蓬松度和里料時的熱阻值見圖2～圖4：

圖2 蓬松度14.5 cm 的羽絨制品的熱阻值

圖3 蓬松度15.6 cm 的羽絨制品的熱阻值

圖4 蓬松度為17 cm 的羽絨制品的熱阻值

3.2.2 分析與討論

從圖2～圖4 可以看出，首先，在充絨量為5 g時，有反光銀涂層里料的羽絨制品的熱阻值比沒有反光銀涂層里料的明顯要高（有反光銀涂層里料的試樣熱阻值都在0.269 m2·K/W 及以上，無反光銀涂層里料試樣的熱阻值都在0.236 m2·K/W 以下）。這是因為充絨量很低時，羽絨制品中羽絨在膽布的壓力下，很難膨脹起來，這時起保暖作用的主要是反光銀涂層里料；其次，在充絨量為20 g 時，無涂層的試樣熱阻值與有反光銀涂層里料試樣的熱阻值都非常接近，如羽絨蓬松度為14.5 cm 時，熱阻值僅相差0.01 m2·K/W；羽絨蓬松度為15.6 cm 時，熱阻值僅相差0.06 m2·K/W；羽絨蓬松度為17 cm時，熱阻值相同，此時引起熱阻差異的主要因素是蓬松度，是否有反光銀涂層對熱阻值的影響很小；最后，3 種蓬松度的羽絨制品，無論充絨量多少，無反光銀涂層試樣的熱阻值，都低于有反光銀涂層試樣的熱阻值。

因此，反光銀涂層里料對充絨量較少（如充絨量為5 g,按羽絨包面積0.202 5 m2計算，羽絨制品充絨量約為24.7 g/m2）的羽絨制品的保暖性能，有明顯地提升作用；對充絨量較大(如充絨量為20 g,按羽絨包面積0.202 5 m2計算，羽絨制品充絨量約為98.8 g/m2）的羽絨制品的保暖性能的提升作用較小。

綜上，采用對比測試保暖性能方法，探討了羽絨蓬松度、充絨量和反光銀涂層里料對羽絨制品保暖性能之間的關系。為了保證羽絨制品的保暖性能，應綜合考核選取蓬松度更高的羽絨以及合理的充絨量，當羽絨服較輕薄時，可采用反光銀涂層里料方式提升產品的保暖性能。

4 結論

羽絨制品最經濟最合理的充絨量約為123 g/m2；反光銀涂層里料對充絨量很少的羽絨制品的保暖性能貢獻較大，對充絨量較大的羽絨制品的保暖性能的貢獻較小。