不同質量比滌/棉混合纖維被胎的性能研究

劉 影

桂林市產品質量檢驗所(中國)

人的一生有三分之一的時間在睡眠中度過，被子對于確保良好的睡眠十分重要。被子的選擇需要考慮多方面的因素，如舒適度、性價比和耐久性等。在科技日新月異的今天，人們對生活用品的質量也提出了新的要求，隨著被類產品原材料品種的增多，提供給不同消費人群的選擇也越來越多。被子的填充物除了傳統的棉花外，還有毛類、羽絨、蠶絲、人造纖維、乳膠及某些性能獨特的新型纖維等。雖然被類產品陪伴人們的時間很長，但消費者總體趨于選擇舒適且經濟實惠的被類產品。以棉花作為被子填充物的梳棉胎，因其具有較好的柔軟度和服貼度而深受消費者歡迎，梳棉胎還有持久耐用、產能較大、使用方便和價格便宜等優點。但是，梳棉胎在使用過程中也存在一些缺陷，如易潮濕發霉、彈性不夠、較為厚重等。目前市場上出現了一種滌綸短纖維和棉纖維混合梳棉胎，它是由絲型滌綸短纖維和棉纖維以一定比例混合后通過梳棉制成。其外觀形態與純棉梳棉被胎類似，但價格比純棉梳棉被胎便宜。質檢部門對市場和生產企業相關產品進行抽檢的結果顯示，部分消費者對這種被胎十分青睞，且市場需求量增加迅速。本文對比分析了棉纖維、滌綸的特點，通過一系列試驗得到比市售滌/棉混合被胎性能更好的配方，為相關產品開發提供參考。

1 棉纖維、滌綸的特點

1.1 棉纖維

棉纖維作為填充物原料，主要優缺點如下。

——強度良好。棉纖維的拉伸斷裂強度為2.6～4.3 cN/dtex[1]18，其成品牢固耐用。

——彈性較好。顯微鏡下的棉纖維具有“天然轉曲”的結構特征[1]7，纖維相互抱合，制成的棉胎松軟、有彈性，不易脫層和破洞。

——覆蓋舒適。棉纖維屬于多孔性物質，且其纖維素大分子上存在許多親水基團(如—OH)，故吸濕性較好。一般大氣條件下，棉纖維的回潮率約8.5%[1]13。因此，純棉棉胎可及時吸收濕氣，覆蓋相對舒適；但吸濕性強也是其缺點之一，使棉胎容易受潮，需要及時晾曬保持干燥。

——適合人體膚質。棉纖維的主要成分是纖維素，還有少量蠟狀物質和含氮物質與果膠質。純棉產品與人體肌膚接觸無任何刺激和相關副作用。

——耐堿不耐酸，易被酸腐蝕[1]30。酸能使棉纖維強度變差，尤其是強酸、濃酸。棉纖維可溶于濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸。某些昆蟲的酸性排泄物會對棉纖維產生破壞。

——反復暴曬或高溫處理，彈性及強力會降低。棉纖維耐光性、耐熱性一般。在陽光與大氣中，棉纖維會被緩慢氧化，強力下降。長期高溫作用會破壞棉纖維結構。棉纖維只能經受125～150 ℃[1]23短時間的高溫處理。

——潮濕狀態下易發霉。在潮濕的環境中，棉纖維在微生物的作用下，會分解成微生物喜歡的營養成分——葡萄糖，從而使霉菌滋生。所以，純棉棉胎的使用和保存環境應干燥、衛生。

總體而言，棉纖維作為填充物主要優點是強度較高、柔軟舒適、蓬松、適合人體膚質；主要缺點是易潮濕、易發霉、不耐腐蝕、曝曬易老化。

1.2 滌綸

滌綸是合成纖維中的重要品種之一，是中國聚酯纖維的商品名，其價格在合成纖維中相對便宜。滌綸多孔絲和異形絲作為填充物廣泛應用于被服類產品。滌綸主要特點如下。

——強度高，最大斷裂強度為3.8～7.9 cN/dtex[1]18，不易受損且牢固耐用。

——彈性好，彈性與羊毛相當，被拉長5%～6%后幾乎可以完全恢復[1]20。

——不易變形，易折疊和收藏，但手感稍硬，不夠服帖。

——耐熱性、耐光性和抗紫外線性能好[1]24。滌綸屬于熱塑性合成纖維，熔點較高，耐熱性和絕熱性較好。

——耐腐蝕。滌綸有較強的抗酸堿性[1]31，不易霉變生蟲。

——吸濕性較差，易起靜電[1]13，易沾灰塵，所制被胎覆蓋時對環境濕度調節能力差，容易使人產生濕熱感，人體舒適度稍差。

總體而言，滌綸作為填充物主要優點是強度高于天然纖維、彈性好、耐用、耐腐蝕；主要缺點是所制被胎覆蓋較悶熱、易起靜電、易沾灰。

2 試驗

2.1 試驗材料

本文根據被胎填充物結構與組成，分別以市售棉纖維、滌綸(多孔滌綸或絲型滌綸)及其纖維混合物，市售一等成品被里的填充物作為試驗材料。其中，棉纖維直徑為12 μm，絲型滌綸直徑為12 μm，多孔滌綸直徑為24 μm，9孔。

2.2 測試指標

2.2.1 壓縮率和回彈率

按照GB/T 24252—2019《蠶絲被》中“填充物壓縮回彈性試驗方法”[2]，對試樣的壓縮率和回彈率進行測試。

2.2.2 拉伸斷裂強力

目前尚無被類產品填充物(纖維混合物)強力測試的國家標準，為直觀了解被類填充物強度，本文參考紡織品斷裂強力測試方法設計類似試驗：沿被胎長度方向取長25 cm，寬7 cm，質量為7 g的長方條形填充物(避開折痕和破裂)5條，經恒溫恒濕處理后，采用織物拉力機測試其拉伸斷裂強力，取其平均值。

2.2.3 懸垂角度

為了較直觀地判斷絲型滌綸、多孔滌綸和棉纖維制成的被胎的服帖程度，參考織物硬挺度測試方法——斜面法，設計填充物(纖維混合物)柔軟度試驗：將10 g邊長為20 cm的正方形試樣，平放在10 cm寬的平面上，讓正方形的試樣兩邊自然下垂5 cm，1 min后測量下垂邊中心點與水平面形成的夾角(懸垂角度)。試樣懸垂角度越大，表示其柔軟性越好。

2.2.4 公定回潮率

按GB/T 9994—2018《紡織材料公定回潮率》測試，多組分纖維的公定回潮率按各組分干燥質量混合比例，加權平均求得[3]。

3 結果與討論

3.1 壓縮回彈性

用壓縮率和回彈率表征試樣的壓縮回彈性。壓縮率越大，纖維間空隙越大，保存的空氣越多，保暖性越好；回彈率越大，說明填充物恢復原狀的性能越好，被子越不易扁塌變形。測試結果如表1所示。

由表1可知，與純棉(試樣1)相比，棉纖維與絲型滌綸混合物(試樣2、3)的壓縮率略有增加，回彈率略有降低；棉纖維與多孔滌綸混合物(試樣4、5)、棉纖維與多孔滌綸和絲型滌綸混合物(試樣6)的壓縮性和回彈性均有較大提高。這說明，棉纖維與多孔滌綸混合有助于提高填充物的回彈性，而棉纖維僅與絲型滌綸混合將降低填充物回彈性。這與成品被填充物試樣的回彈率測試結果一致。成品被填充物試樣中，棉纖維與絲型滌綸的混合物(試樣9)的回彈率(90.9%)較純棉纖維填充物(試樣7)的回彈率(98.2%)低。市面上出現的滌棉混合被胎即絲型滌綸與棉纖維混合被胎，價格便宜，手感和外觀較純棉被胎好，但使用后易扁塌變形，保暖性及舒適度不持久。

表1 試樣壓縮率與回彈率

3.2 拉伸斷裂強力

經測試，試樣7、試樣8及試樣9拉伸斷裂強力分別為2.1、2.7、7.5 N。這表明滌綸與棉纖維混合物被胎的拉伸斷裂強力均遠大于純滌綸或純棉被胎的拉伸斷裂強力。滌、棉兩種纖維形態各異，滌綸表面光滑，而棉纖維呈扁平狀且有天然轉曲，表面較粗糙，能與滌綸緊密抱合。滌綸強力比棉纖維大，兩種纖維抱合后，拉伸斷裂強力大于其中任何一種單一纖維的拉伸斷裂強力。由此可知，滌綸與棉纖維混合物被胎更結實、不易破洞或變得厚薄不勻等，使用壽命比純棉被胎長。

3.3 柔軟性

經測試，純棉成品被填充物、純絲型滌綸成品被填充物、純多孔滌綸成品被填充物的懸垂角度分別為30°、15°、55°。由此可知，絲型滌綸填充物的柔軟性最好、棉纖維填充物次之、多孔滌綸填充物最差。如果制作墊被，用多孔滌綸與棉纖維混合比較合適；制作蓋被，需要貼合人體，可在棉纖維中加入絲型滌綸，為了改善絲型滌綸造成的成品被回彈性降低的問題，可增加部分多孔滌綸。

3.4 吸濕性

表2所示為純棉纖維及其與滌綸混合后的公定回潮率。表2數據表明，棉纖維吸濕性最大，導致棉纖維易吸濕返潮，影響覆蓋舒適度。滌棉混合纖維回潮率降低，說明棉纖維中添加滌綸作為填充物，可改善被類吸濕返潮情況。

表2 純棉纖維及其與滌綸混合后的回潮率

4 結語

根據以上試驗結果可知，選擇合適的滌綸制作滌/棉混合填充物被胎，與純棉被胎相比，具有以下特點。

——更加耐用。滌綸的強力、耐腐蝕性和耐曬性均強于棉纖維，滌/棉混合形成的滌/棉纖維網耐拉伸、耐破壞、耐老化能力比純棉纖維網更強。

——彈性更好。多孔滌綸回彈性很好，與棉纖維混合，被胎回彈性較大。

——柔軟服帖。滌綸仿絲短纖維是模仿蠶絲成型纖維，橫截面近似三角形，有較好貼合性，與棉纖維混合后，整體更潔白有光澤、手感更柔軟、覆蓋更服貼。

——改善返潮。滌綸吸濕性差，可保持干燥，從而避免純棉纖維過度吸濕對覆蓋舒適度的影響。

——附加新功能。因滌綸是合成纖維，制備時可根據需要進行功能化制備，賦予被胎新功能，如防蛀、抗菌、防霉等。

——棉纖維與多孔滌綸質量比為70∶30的混合填充物被胎，適宜用于墊被；棉纖維、絲型滌綸、多孔滌綸質量比為60∶20∶20的混合填充物被胎，適宜用于蓋被。