羽绒品质及反光银涂层里料对羽绒制品保暖性的影响

王 涛 马 楠

(广州检验检测认证集团有限公司，511440 )

1 引言

羽绒是保暖性能最优良的天然纤维材料之一，羽绒制品因其轻柔的质地和较高的保温性能而深受消费者的喜爱[1]。羽绒制品的保暖性能与羽绒的蓬松度、绒子含量、充绒量以及产品结构都有密切的关系[2]。近年流行的含有反光银涂层里料羽绒服宣称可以更保暖，但其真实性有待验证。为了探讨羽绒制品的蓬松度、充绒量和反光银涂层里料对羽绒制品保暖性能的影响，本文利用平板式保温率测试仪对多种不同规格的羽绒制品的热阻进行测试，并评价出最优的参数，并为羽绒制品生产企业提供参考。

2 试验

2.1 原理与方案

2.1.1 原理

根据热学原理，人体发出的热量会通过热辐射和热传导的方式传导到外界。反光银涂层面料可以反射热辐射，而羽绒填充物可以降低热传导效率。保暖性是指试样能保持包覆体温度的程度，通常用热阻值高低来衡量[3]。通过研究反光银涂层里料与羽绒制成的不同规格试样的保暖性能差异，找出最佳羽绒制品组合。

2.1.2 方案

采用对比试验的方法，测试各种组合的羽绒制品的热阻值，并评价其保暖性能。由于羽绒制品主要是由布料和羽绒组合而成，羽绒的种类、绒子含量、蓬松度是决定羽绒原材料价格的三大核心指标，其中蓬松度是羽绒纤维保暖性最关键的指标，故首先选取同种类（白鸭绒）、同绒子含量（80%）三种不同蓬松度羽绒为试验对象；其次，布料是否有涂层会影响热反射，故选取两种较为常用的300T春亚纺黑色布料，一种有银色涂层，一种没有银色涂层，分别作为羽绒制品中最靠近热源的外层布料（模拟羽绒服中的里料）；第三，充绒量对羽绒制品的成本和保暖性起到关键作用，故选取六个阶梯充绒量，试图通过试验分析得出最经济合理的数据。

2.2 标准

GB/T 35762—2017《纺织品 热传递性能试验方法 平板法》。

2.3 材料与制备

2.3.1 材料

白鸭绒，由安徽华英新塘羽绒有限公司提供，胆布和里料由江苏苏美达轻纺科技产业有限公司提供。均采用随机抽样的方式在企业仓库抽取。

6 种原材料编号如下：

a）白鸭绒，蓬松度14.5 cm，绒子含量80%（实测允差±1%）；

b）白鸭绒，蓬松度15.6 cm，绒子含量80%（实测允差±1%）；

c）白鸭绒，蓬松度17.0 cm，绒子含量80%（实测允差±1%）；

d）300T 春亚纺黑色里布（无反光银涂层）；

e）300T 春亚纺黑色里布（有反光银涂层）；

f）290T 锦纶纯白色胆布。

2.3.2 制备试样

试样需满足测试标准GB/T 35762 中第7 条对试样的要求： “试样的尺寸应同时覆盖测试板和保护板。”[4]裁取边长为（470±10） mm 的正方形胆布2 块和里布1 块，将裁剪好的两块胆布相邻且面朝里，里布银色面朝外形成三层组合，用11 号家用缝纫针，针密为12～14 针/3 cm，沿两侧边距边10 mm 缝合。按表1 称取一定质量的羽绒装入袋中，形成36 种组合试样，每种组合需制备3 个平行样。

表1 组合试样各项参数

2.4 仪器

ASTM-100B 保温性试验机（恒温法，日本大荣精器制作所）。

2.5 试验条件

恒温恒湿实验室，温度（20.0±2.0） ℃，相对湿度（65.0±4.0）%。

2.6 操作过程

将试样覆盖于测试板上（将反光银里料的涂层面接触热板），测试板及底板和周围的保护板均以电热控制，并能保持恒温，使测试版的热量只能通过试样的方向散发，测定测试板在一定时间内保持恒温所需要的加热功率，计算试样的热阻。本试验按GB/T 35762 规定执行。

3 结果与讨论

3.1 充绒量、蓬松度的影响

3.1.1 试验结果

以羽绒作为填充物的羽绒制品，充绒量是指羽绒制品中填充的羽绒的质量[5]。无涂层的B 组羽绒制品在不同充绒量和不同蓬松度下的热阻值见图1：

图1 B 组羽绒制品在不同充绒量和不同蓬松度下的热阻值

3.1.2 分析与讨论

从图1 可以看出，首先，羽绒制品都随着充绒量增加，保暖性能有提高趋势。第二、蓬松度为15.6 cm 的羽绒，充绒量达到25 g 后，羽绒制品保暖性上升趋势明显放缓（热阻增幅由0.08 m2·K/W/5 g 降低到0.011 m2·K/W /5 g）。蓬松度为14.5 cm的羽绒，在充绒量达到20 g 后，热阻增幅也开始放缓（热阻增幅由0.051 m2·K/W /5 g 降低到0.031 m2·K/W /5g）。第三、充绒量为25 g 时，低蓬松度（15.6 cm）的羽绒制品热阻值（0.381 m2·K/W）反而高于高蓬松（17 cm）的羽绒制品热阻值（0.375 m2·K/W）。这是因为随着充绒量的增加，羽绒制品在非外力作用下，膨胀的厚度也会随之增加。朵状的羽绒纤维内有更多静止空气，而静止空气是热的不良导体[6]，所以羽绒保暖性逐步提高。但当羽绒填充量达到一定值后，受面料夹层空间大小的限制，羽绒制品的厚度不再大幅增加且羽绒在空间内填充得更加密实，纤维的热阻不如静止空气，所以反而使得羽绒制品的保暖性能的提升放缓。

因此，为达到较好地保温性能（热阻值0.38 m2·K/W 以上），25 g 是最经济合理的充绒量（按羽绒包面积为0.202 5 m2计算，羽绒制品最优充绒量约为123 g/m2）。

3.2 反光银涂层里料的影响

3.2.1 试验结果

羽绒制品在不同充绒量、蓬松度和里料时的热阻值见图2～图4：

图2 蓬松度14.5 cm 的羽绒制品的热阻值

图3 蓬松度15.6 cm 的羽绒制品的热阻值

图4 蓬松度为17 cm 的羽绒制品的热阻值

3.2.2 分析与讨论

从图2～图4 可以看出，首先，在充绒量为5 g时，有反光银涂层里料的羽绒制品的热阻值比没有反光银涂层里料的明显要高（有反光银涂层里料的试样热阻值都在0.269 m2·K/W 及以上，无反光银涂层里料试样的热阻值都在0.236 m2·K/W 以下）。这是因为充绒量很低时，羽绒制品中羽绒在胆布的压力下，很难膨胀起来，这时起保暖作用的主要是反光银涂层里料；其次，在充绒量为20 g 时，无涂层的试样热阻值与有反光银涂层里料试样的热阻值都非常接近，如羽绒蓬松度为14.5 cm 时，热阻值仅相差0.01 m2·K/W；羽绒蓬松度为15.6 cm 时，热阻值仅相差0.06 m2·K/W；羽绒蓬松度为17 cm时，热阻值相同，此时引起热阻差异的主要因素是蓬松度，是否有反光银涂层对热阻值的影响很小；最后，3 种蓬松度的羽绒制品，无论充绒量多少，无反光银涂层试样的热阻值，都低于有反光银涂层试样的热阻值。

因此，反光银涂层里料对充绒量较少（如充绒量为5 g,按羽绒包面积0.202 5 m2计算，羽绒制品充绒量约为24.7 g/m2）的羽绒制品的保暖性能，有明显地提升作用；对充绒量较大(如充绒量为20 g,按羽绒包面积0.202 5 m2计算，羽绒制品充绒量约为98.8 g/m2）的羽绒制品的保暖性能的提升作用较小。

综上，采用对比测试保暖性能方法，探讨了羽绒蓬松度、充绒量和反光银涂层里料对羽绒制品保暖性能之间的关系。为了保证羽绒制品的保暖性能，应综合考核选取蓬松度更高的羽绒以及合理的充绒量，当羽绒服较轻薄时，可采用反光银涂层里料方式提升产品的保暖性能。

4 结论

羽绒制品最经济最合理的充绒量约为123 g/m2；反光银涂层里料对充绒量很少的羽绒制品的保暖性能贡献较大，对充绒量较大的羽绒制品的保暖性能的贡献较小。