常見纖維絮片壓縮回彈性能的比較與分析

文/趙霞 史清源

1 引言

生活中，常見絮用纖維制品的填充物主要分為兩大類：天然纖維和化學纖維，天然纖維的填充物主要有棉花、羊毛、桑蠶絲；化學纖維的填充物以聚酯纖維為主，除此之外，還有一些是以天然纖維和化學纖維的混紡物作為填充物，它們被加工成各式各樣的被，以滿足消費者的不同需要。壓縮回彈特性較好的絮用纖維制品使制品始終保持足夠的纖維間隙和變形恢復，從而保證了制品的保暖性和保形性，因此壓縮回彈性是絮用纖維制品的一項重要考核性能。

纖維絮片的壓縮回彈性能通過壓縮率和回復率兩項指標來考核，壓縮率體現了絮片的蓬松程度，回復率則體現了絮片的彈性保持性。壓縮性和回復性在相關的產品標準中（GB/T 22796—2009《被、被套》、GB/T 24252—2009《蠶絲被》）均有被考核，表1對兩個產品標準中對絮片的壓縮回彈性能的考核指標做了分析對比。

表1 兩個產品標準壓縮回彈性能的對比

2 試驗部分

2.1 試驗原理

試樣在一定時間、壓強作用下，其厚度受壓壓縮，去掉負荷后其厚度回彈恢復，測定其不同壓強時的厚度值，以此來考核樣品的壓縮回彈性能。

2.2 試驗樣品

1#：棉被，總重2kg，填充物類別：棉100%；2#：羊毛被，總重3kg，填充物類別：羊毛100%；3#：蠶絲被，總重2kg，填充物類別：桑蠶絲100%；4#：化纖被，總重0.5kg，填充物類別：聚酯纖維100%；5#：羊毛化纖被，總重1kg，填充物類別：聚酯纖維50%，羊毛纖維50%。

2.3 試驗儀器

LBX-118紡織品壓縮回彈性能測試儀（測量精度1mm）（力必信生產廠家）砝碼A （2kg），砝碼B（4kg），20cm×20cm測試壓片，秒表精度（0.01s），UW620H電子天平（精度0.001g）。

2.4 試樣制備和預處理

分別將1#～5#試驗樣品面料部分拆除，并將填充物按其原樣依次裁成20cm×20cm的正方塊，1#～5#試樣單塊試樣重量分別為20.122g、18.650g、22.320g、8.652g、12.324g。將每個編號裁剪好的樣品，分別組合成3組約60g的試驗樣品。為消除纖維的吸濕滯后性，對樣品進行預調濕處理，將每組試樣放置在溫度為50℃、濕度為10%的環境下預調濕2h，然后在恒溫恒濕條件下（溫度20℃、相對濕度66%）調濕24h后進行測試。

2.5 試驗過程

將測試儀平穩地放置在工作臺上，依次按序號將每組試樣分別整齊疊放在測試儀上。將測試壓片放置在試樣上，然后再加上砝碼A，30s后取下砝碼A，試樣靜置30s，如此這樣反復3次后，最后一次去掉砝碼30s后，讀取測試壓片下樣品對應的四角高度值，取其平均值為h0。讀取h0在測試壓片上再加上砝碼B，30s后，讀取測試壓片下樣品對應的四角高度值，取其平均值為h1。取下砝碼B，放置3min后，讀取測試壓片下樣品對應的四角高度值，取其平均值為h2。

計算壓縮率（%）P1和回復率（%）P2：

重復以上試驗步驟，測試其他兩組樣品，并得出3組測試數據的平均值。按照以上試驗步驟，分別得到1#、2#、3#、4#、5#試樣的壓縮率P1和回復率P2。

3 數據與分析

各組樣品壓縮回彈性能試驗測試結果見表2和表3，圖1更加直觀地展示了1#～5#樣品的壓縮回彈性能。

表2 1#～5#樣品絮片壓縮率測試數據%

表3 1#～5#樣品絮片回復率測試數據%

圖1 樣品絮片壓縮率和回彈率的數據柱狀圖

根據表2和表3的數據以及圖1的趨勢可以看出：4#聚酯纖維絮片填充材料的壓縮率較前面幾種天然纖維的壓縮率要高，而回復率差異不大，5#羊毛與聚酯纖維混紡的絮片填充材料的壓縮率和回復率比前幾種天然纖維高，比純聚酯纖維低。

4 結論

纖維絮片壓縮回復的過程實質上是纖維集合體受力產生擠壓而發生形變繼而恢復的過程。纖維絮片填充材料加壓再去除壓力后，纖維形狀會逐漸膨脹，在一段時間內不能完全恢復到原來的形狀。由于不同纖維之間相互作用力不同，會影響纖維絮片壓縮回彈性能。當纖維絮片填充材料受外力作用發生變形時，纖維間的相對運動會受摩擦力的影響。聚酯纖維作為熔融紡絲法制備的化學纖維，通常其表面呈光滑而均勻的圓柱體或異形截面桿狀物，所以其纖維間摩擦系數比較小，有利于絮片的壓縮回復；蠶絲表面的絲膠、微細溝槽使其具有縱向滑爽的特點，同樣能降低纖維間摩擦系數，獲得較好的壓縮回復性能。棉的天然轉曲和羊毛的卷曲，使纖維相互糾纏、掛鉤和黏著，這就使得纖維集合體不易分散，使纖維間的抱合力大大增加，增大了運動阻力，不利于纖維集合體的壓縮回復。影響纖維摩擦抱合性能的因素還有很多，例如纖維物質的結構、表面油劑、纖維長度、排列形狀、纖維彈性等。

綜上所述，影響纖維絮片填充材料壓縮回復性能的因素錯綜復雜，非單一因素所能決定。例如纖維卷曲一方面能使纖維的橫向占有空間變大，而增加纖維集合體的蓬松性，使纖維縱向收縮并具有潛在的彈性伸長，從而增加纖維集合體的縱向可變形性，提高其壓縮率，另一方面也使得纖維集合體的抱合力變大，運動阻力增加從而回復率降低。既要考慮纖維自身性狀，還要結合纖維間的相互作用及后整理等因素綜合分析。