吳峰楠，沈蘭萍，曹貽儒

(1.西安工程大學，陜西 西安 710048；2.山東南山智尚科技股份有限公司，山東 煙臺 265706)

1 引言

太陽光的熱能主要集中在可見光和紅外光區(qū)，可見光區(qū)波段在400 nm～720 nm，占太陽光能量的43%，紅外光區(qū)波段在720 nm～2500 nm，占太陽光能量的52%。黑色面料的太陽光總反射率為3%～5%，即約有95%～97%的能量被吸收，因此夏裝面料絕大部分都采用淺色的棉或絲作為原材料。但從抗紫外線角度，純棉或絲綢制品的抗紫外線能力要遠低于羊毛制品，黑色毛精紡面料抗紫外線性能可達到95%，這是因為羊毛分子中含有由α-氨基酸組成的大分子鏈，該分子鏈對于波長小于300 nm的紫外線具有較強的吸收能力，抗紫外線作用明顯[1]，但采用羊毛纖維開發(fā)夏季面料需要克服羊毛纖維自身導熱性能差的缺點。冷感染料是一種含有α-溴代丙烯酰胺基團的羊毛用活性染料，比較適合染深顏色，其中的雜環(huán)化合物能夠與羊毛纖維中的胺基發(fā)生反應。冷感染料在可見光區(qū)域對光線的反射和吸收性能與普通染料接近，但同時對紅外光區(qū)部分的光線也具有較強的反射率，從而提高了太陽光總反射率，因此其在染深色產品時既能保證產品的顏色純度又能有效降低面料表面溫度，并且濕色牢度、吸盡率和固色率較好。 本文采用冷感染料進行試驗，以期開發(fā)兼具奢華、涼爽、舒適特點的黑色毛精紡面料產品，滿足消費者的需求。

2 實驗原料和設備

2.1 實驗原料

羊毛由山東南山智尚科技股份有限公司提供，冷感染料由瑞士科萊恩公司提供，其中羊毛采用18.5 um澳洲羊毛，滌綸長絲為3.33 tex。

2.2 實驗設備

染色階段：德國THIES染缸、復洗機、針梳機。

紡紗階段：法國NEX針梳機、精梳機、粗紗機、蘇拉細紗機、薩維奧自動絡筒機。

織造階段：德國貝寧格整經機、德國多尼爾箭桿織機。

染整階段：燒毛機、平洗聯煮機、CIMI縮呢機、拉幅烘干機、剪毛機、聯蒸機、KD罐蒸機。

測試階段：日本島津UV-3100反射率測定儀。

2.3 實驗方案設計

本課題以研究冷感面料為出發(fā)點，首先研究體感溫度，體感溫度受氣溫、風、濕度及太陽輻射的共同影響[2]。太陽輻射對人體熱舒適的影響主要取決于面料的隔熱情況、反射率及空氣運動[3]。

本文主要討論毛精紡面料的太陽光反射率。實驗選擇三個影響因子：染料比例、紡紗形式和織物緊度。以太陽光反射率為客觀指標。每個因素考察三個水平，進行三因素三水平的正交試驗，面料組織結構為1/1平紋組織。選用正交表為L9(33)。實驗采用各因素及各水平設計見表1。實驗采用的條件見表2。

表1 冷感涼爽面料評價因數水平表

表2 冷感涼爽面料評價實驗條件

3 實驗結果與討論

3.1 實驗結果

按照表3的實驗條件，分別制成9塊標準尺寸面料，在環(huán)境溫度20℃±2℃，相對濕度65%±2%下進行實驗。采用日本島津UV-3100反射率測定儀對波長200 nm～2500 nm的光進行測試，得到太陽光總反射率，見表3。

表3 實驗結果

3.2 試驗因素水平對反射率的影響

表4為太陽光反射率的極差分析結果，其中K1、K2、K3分別為各因素各水平對應的太陽光反射率之和，k1、k2、k3分別為某一因素條件下各水平對應的太陽光反射率的平均值。由數理統(tǒng)計可知，極差越大，說明這個因素水平改變時，對試驗指標的影響越大，即為主要因素水平，它的3個水平對應3個試驗數值，取最好的數值水平納入該因素的最佳組合。

表4 太陽光反射率極差分析

由表4極差分析可知，ABC各因數影響太陽光反射率的主要次序是A>B>C。因素A為最顯著影響因素，說明因素A染料種類是影響太陽光反射率的重要因子，因素B紡紗方式次之，因素C織物緊度影響最小。因素A對織物太陽光反射率影響最顯著，即使部分使用冷感染料，也會提高黑色毛精紡產品的太陽光反射率；因素B對太陽光反射率的影響不顯著，但不同的紡紗方式截面中纖維根數、捻度和毛羽都不同，從而會影響空氣流動，進而影響體感溫度而產生不同的穿著體驗；因素C對太陽光反射率的影響不顯著，但因素C的數值應在毛精紡春夏面料設計的合理范圍內，若小于該指標則會有服用性能降低的風險，若大于該指標，則會出現因為其重量及厚度過大，不適合春夏季節(jié)穿著。因素B、C太陽光反射率影響不顯著，但有一定的影響，其水平可任選，從生產效率和市場效益考慮可選A1B3C3。該方案與3號實驗相同，同時3號太陽光反射率也最大，說明直觀分析結論和實驗結果統(tǒng)一，優(yōu)選方案有效，對指導生產具有實際意義。

4 結語

本文運用正交試驗的方法，得出了使用冷感染料生產黑色毛精紡面料產品的最佳工藝，并與實驗樣品測試結果相符，說明此工藝生產的黑色毛精紡面料涼爽、舒適，可滿足消費者需求，市場前景好。