羽绒羽毛蓬松度及其测试结果影响因素探讨

任 刚 杨春水 宗 鑫 刘 峤

中国纺织信息中心 中联品检(北京)检验技术有限公司(中国)

中国是羽绒羽毛生产和消费大国,据中国羽绒信息网《2022年中国羽绒行业进出口数据简报》显示,中国羽绒羽毛的原毛、寝具、服装及睡袋出口总额为343 498.5万美元,相比2021年增长3%。由于羽绒制品除具有优良的保暖性外,还同时兼具轻柔、透气和环保等特点,已经成为当下最重要的保暖产品。羽绒制品具有优良保暖性的原因在于其填充的羽绒纤维具有特殊的树形结构且呈现放射性,从而能使羽绒具有优良的蓬松度和回弹性能。羽绒制品内部,纤维与纤维之间存在大量的孔隙,这些孔隙能够含蓄大量的静止空气,这些静止空气是热的不良导体,能充分阻止人体与外界进行热交换,从而起到优良的保暖效果。[1]羽绒的蓬松度是用单位质量的羽绒所占的体积来表征的,蓬松度是羽绒制品重要的内在质量考核指标之一,它直接影响羽绒制品的保暖性能。一般而言,蓬松度越大的产品,其保暖性能越好。

目前中国常用的羽绒羽毛产品标准有GB/T 14272-2021 《羽绒服装》[2]、FZ/T 73053-2015 《针织羽绒服装》、QB/T 1193-2012 《羽绒羽毛被》、 QB/T 1194-2012《羽绒羽毛床垫》、QB/T 1195-2012《羽绒羽毛睡袋》、QB/T 1196-2012《羽绒羽毛枕、垫》。本文主要围绕GB/T 14272-2021《羽绒服装》,就影响蓬松度的因素提出一些作者的见解。

1 绒子含量

GB/T 14272-2011更新为GB/T 14272-2021,主要的变化就是不再考核含绒量,在考核绒子含量的同时对绒丝、羽丝的总量也提出了限制。受绒丝和羽丝的影响,含绒量的高低无法直接影响羽绒的蓬松度,同时也不能真正表征羽绒服装的保暖性,而绒子含量却能比较直观地反映羽绒服装的品质和保暖性。绒子含量指的是羽绒羽毛中绒子所占的质量百分比,绒子包括朵绒、未成熟绒、类似绒和损伤绒。绒子含量是影响蓬松度的最重要因素。绒子含量高低决定了蓬松度的大小,绒子含量高的产品,其蓬松度相对也高。为验证这一点,本文选取了20包绒子含量为70%～90%的白鸭绒,分别按照GB/T 10288-2016 测试绒子含量,按照GB/T 14272-2021附录C测试蓬松度,具体结果见表1。图1所示为绒子含量与蓬松度的关系。

图1 肉眼观察下正常朵绒的形态

图1 绒子含量(质量分数)与蓬松度的关系

表1 不同样品的绒子含量与蓬松度的测试结果

由表1及图1可见,随着绒子含量的增加,样品的蓬松度也随之增大。

2 绒子的大小及形态

成熟绒子形状有朵绒、伞状绒等,绒子中大部分为朵绒。朵绒含有绒核,其上的绒枝呈向四周放射的半球形状态,相比伞状绒而言,朵绒的饱满度更好、绒朵更大,相同质量下,朵绒的蓬松度高于伞状绒。一般情况下,鹅绒比鸭绒的绒朵大,饱满度好,绒枝粗,鹅绒的蓬松度普遍高于鸭绒[3]。中国是世界上最大的羽绒及其制品的生产国、出口国及消费国,随着国内外市场对羽绒产品需求的急剧增长,正常生长周期的鹅、鸭已无法满足市场需求,导致一些饲养周期明显缩短的“仔鸭绒”、“仔鹅绒”流入市场,刘新华等[4]通过对比老鸭鸭绒和仔鸭鸭绒的形态特征发现,一般情况下,单个老鸭朵绒中绒枝的数量为65～100根,单个仔鸭朵绒中绒枝的数量为15～40根;老鸭鸭绒绒枝长度为10.2～30.3 mm,直径为8.71～38.40 μm,仔鸭鸭绒绒枝长度为8.2～22.1 mm,直径为7. 53～ 25.10 μm,利用X射线衍射分析还发现,老鸭鸭绒的结晶度为60.8,仔鸭鸭绒的结晶度为54.6。结果表明:老鸭鸭绒的绒枝数量、长度和直径都大于仔鸭鸭绒,结晶度也高于仔鸭鸭绒,因此,老鸭鸭绒的蓬松度高于仔鸭鸭绒。

为降低成本、以次充好,一些羽绒羽毛产品中加入了大量的超短绒丝、超短羽丝,这些超短绒丝、超短羽丝相互纠缠成纤维团,纤维团呈蚕茧状,形态与绒子相似,但是其回弹性差,蓬松度远低于正常羽毛羽绒。如图1、图2为正常朵绒的形态,图3、图4为蚕茧状绒的形态。

图2 显微镜下正常朵绒的形态

图3 肉眼观察下蚕茧状绒的形态

图4 显微镜下蚕茧状绒的形态

3 加工工艺的影响

为使羽绒的清洁度、残脂率、蓬松度等指标达到标准要求,羽绒在加工过程中需要进行大量的水洗处理,但如果水洗过度,羽绒的油脂含量会偏低,将影响羽绒的刚性,导致蓬松度下降,而羽绒加工过程中,为达到或提高羽绒的某些性能,更会使用多种整理剂,如果加工过程中水洗不彻底,这些整理剂就会残留在羽绒的绒丝上,导致羽绒回弹性降低,手感发黏,甚至相互黏接,也将直接影响羽绒的蓬松度。

4 测试方法的影响

GB/T 14272-2021《羽绒服装》测试标准主要变化之一就是修改了羽绒蓬松度的测试方法,由原来的烘箱法改为蒸汽还原法,蒸汽还原法能够对羽绒进行充分的还原及干燥,更接近于羽绒加工过程。按照GB/T 14272-2021测试羽绒蓬松度时,测试环境、前处理时羽绒是否经过充分润湿与烘干、调湿时间、测试手法等都会对蓬松度测试结果产生影响。试验过程中还发现,直接倒料测试与搅拌后测试也会对结果产生一定的影响。GB/T 14272-2021规定的操作步骤为先用漏斗式倒料桶称取(30±0.1) g处理后的试样,然后打开倒料桶底盖,让全部试样缓慢飘落到蓬松度测量桶内,移开倒料桶。测试人员握住搅拌棒的最顶端,将搅拌棒沿着桶壁伸至圆筒底部,搅拌棒一边小幅、缓慢地摇晃,一边往上提升,使羽绒变松。在圆筒壁不同的区域重复该过程5次,每次搅拌时间为10～15 s,盖上压盘,待压盘自然缓慢下降至试样表面时开始计时,60 s后记录压盘对应的蓬松度仪的刻度值。按照上述步骤再重复测试2次,另外1个试样也执行上述的操作,最后取6个结果的平均值。按照上述要求搅拌时,无论如何搅拌,蓬松度测量桶内的羽绒都无法达到充分混匀的状态,羽绒中间会残留大小不一的空间,该空间内没有任何羽绒,待压盘缓慢下降并停止时,这些空间仍会部分存在,这就导致所测的蓬松度相对偏高。在用倒料筒将羽绒缓慢、均匀地倒入蓬松度测量筒内时,羽绒呈现完全蓬松的状态且不会形成上述所说的大小不一的空间。图5为倒料筒直接倒入后的羽绒状态,图6为倒料筒倒入,再经搅拌后的羽绒状态。不需搅拌直接测试时的结果会比搅拌后测试的结果小,具体如表2所示。

图5 倒料筒直接倒料后的羽绒状态

图6 倒料筒倒料后再经搅拌的羽绒状态

表2 直接倒料与倒料后再经搅拌后测得的蓬松度及其差值 单位:cm

由表2数据可以发现,通过倒料筒缓慢均匀地将羽绒倒入测试桶内,不经搅拌,所测得的蓬松度偏低,但羽绒的状态更为理想,相对而言更接近于真值。

5 结语

羽绒蓬松度是影响羽绒制品保暖性能的重要因素,通过对影响羽绒蓬松度及其测试结果的主要影响因素进行分析,发现羽绒的绒子含量越高,其蓬松度越好,但羽绒蓬松度同时也会受加工工艺、羽绒自身大小及形态的影响。对于蓬松度测试环节,羽绒经搅拌棒搅拌的蓬松状态会差于直接倒料、不经搅拌时的羽绒状态,导致搅拌后的蓬松度测试结果高于直接倒入、不经搅拌的测试结果。文章从原料、检测方法等角度对影响蓬松度测试结果的因素进行了分析,希望可对企业或检测机构分析蓬松度结果时具有一定帮助。