李卉璇，叶璐露，胥心莲，杨智凯，陈江山，赵晓露，苏军强

(1.江南大学 纺织服装学院，江苏 无锡 214122；2.江南大学 机械学院，江苏 无锡 214122；3.江南大学 物联网学院，江苏 无锡 214122)

羽绒服以轻薄、保暖、高性价比等优点成为冬季服装市场上的“宠儿”。据中国服装协会羽绒专业委员会的数据，2017年中国羽绒服市场总成交额达963亿元人民币。然而，从消费端来看，在穿着过程中，当受到外力挤压时，羽绒易从面料孔隙或针眼处钻出，严重影响羽绒服的外观及保暖性能，甚至会成为影响人们选购羽绒服的决定性因素之一。基于此，本文根据羽绒服的钻绒机理，分别从面料、缝边工艺、针线匹配和服用涂料四个维度阐述、分析了国内外防钻绒的解决方法及其应用效果，进而提出了羽绒服防钻绒技术展望。

1 羽绒服的钻绒机理

羽绒服的保暖性能主要与三个指标相关，即充绒量、含绒量和蓬松度。充绒量指一件羽绒服填充的全部羽绒的重量，含绒量则指绒丝和绒子在羽绒填充物中的含量百分比，蓬松度指的是在一定条件下每盎司羽绒所占体积立方英寸的数值，这三个指标与羽绒的保暖性能呈正相关[1]。

蓬松度与羽绒结构紧密相关，羽绒大部分是由朵绒组成，朵绒具有几十根结构相同的纤维，纤维之间会产生斥力以相互保持距离，使羽绒具有蓬松性。与此同时，靠近面料的纤维受到服装内部的斥力而贴合在面料内表面。羽绒服面料大多具有高密度，透气性差的特点，当人体运动对羽绒服产生挤压作用时，羽绒服中的空气会从可能的缝隙中挤出，贴合在羽绒服内表面的羽绒也可能随空气从面料的空隙或针眼中钻出。同时，由于羽绒良好的流动性，且羽绒的绒小枝上赘有Y形的隆节或三角形的菱节，尖端极易挤出空隙，并且会造成“只能出不能进”[2]的问题，一旦羽绒钻出面料，其末端会迅速膨胀扩大，在面料外表面形成特别明显的绒毛现象，完全不可能自行回缩到面料内，这些因素叠加在一起共同造成了钻绒问题。

1.1 面料钻绒机理

面料钻绒有两种情况，表面钻绒和“内跑绒”，“内跑绒”指内胆与面料间的钻绒现象。羽绒服的结构不同，钻绒现象会有差异。两层结构即在两层面料间填充羽绒再绗缝，这种结构更易发生表面钻绒。三层结构是在面料与内胆料间填充羽绒后绗线，最后再缝合里料。四层结构则是在两层内胆料之间填充羽绒，将内胆料与面料一起绗线，最后缝里料。三层结构和四层结构更易发生“内跑绒”现象。增加面料层数以及改变羽绒的填充位置都可以改善羽绒服的钻绒问题，但同时会增加羽绒服的制作成本，也增加了羽绒服的重量从而影响其穿着舒适性。改变羽绒填充位置没有从根本上解决羽绒的钻绒问题，只是改变“跑绒”的方向。

值得注意的是由于内胆和面料之间需要缝合，多层面料之间缝合缝隙较大，如果缝线针距较大，则羽绒易从下脚口与袖口处钻出。如果缩小针距，针孔数目增多，缝边处的钻绒也不能得到较好的控制。

面料影响钻绒的主要因素有纱线细度、条干均匀度和织物紧度等因素。其中织物紧度影响较大，当织物组织结构及纱线参数相同的条件下，织物紧度较小，织物较松，极易发生钻绒现象；若织物紧度过大，虽然织物较紧密，但织物的孔洞(经纬交织点)数量增加，提高了钻绒的概率。金江昌等人[3]以能综合反映织物组织、织物结构以及经纬纱号密度的织物紧密指数Ψ为参数探究了羽绒面料紧密程度与防钻绒性之间的关系，指出紧密指数Ψ的优化值为1.160时防钻绒性能最优。

1.2 填充物钻绒机理

羽绒服的填充物主要为鸭绒和鹅绒，羽绒由绒子和绒丝构成[1]。绒子具有较短的核心，向四周放射出绒丝，绒丝上还附有角度为60°的绒小枝。羽绒经显微镜放大后，可以看到局部绒丝处的绒小枝上分布着Y形与三角形的赘物。其中，Y形为隆节，三角形为菱节，如图1所示。三角性的赘节尖头具有“只能出不能进”的运动特性，加剧了羽绒服的钻绒现象。

图1 鸭绒与鹅绒的菱节

1.3 缝边处钻绒机理

缝边处钻绒现象在缝制过程和穿着过程中均会发生。在绗缝时，高速运动的缝纫线极易产生静电，从而吸引细小的羽绒从针孔跑出衣物。其次，机针高速摩擦升温，且羽绒服多为化纤面料，导致针眼处面料硬化收缩，无法回弹，若当此处缝纫线过细，无法彻底堵住针眼，羽绒便容易钻出。在穿着时，由于人体行动导致羽绒服各个部位不断受到挤压，羽绒随空气从针孔处钻出。

缝边处钻绒的影响因素主要包括缝合条件及充绒方式。

在探究缝合条件对羽绒钻出的影响时着重考虑针迹密度、缝纫针线型号和规格、线迹和缝型以及缝合层数等。其中，机针型号和针尖形状对缝纫损伤(即针孔的形成)起着决定性的作用。通常情况下，形成的针孔越多、针孔越大，钻绒也越多。此外，使用相同的机针，缝纫线的粗细也对针孔的形成有影响：当缝纫线细于机针则针孔直径大于缝线的直径，缝纫线不能充分堵塞针孔，从而导致针孔处易钻绒。

充绒方式一般有先绗线后充绒和先充绒后绗线两种，绗缝式样不同，采取的充绒方式也有所区别。羽绒制品通常有3种基础绗缝式样：横向绗缝、V型绗缝和格子绗缝。对于横向绗缝可以采取先绗线再充绒，可以改善因绗线工艺造成的穿刺面料引起的钻绒。V型绗缝和格子绗缝一般采用先充绒后绗线的方式。在羽绒服的充绒过程中，采用自动充绒机充绒需先把绒灰过滤掉，且充绒时气压不能过大，因为在充绒过程中需要排气，压力过大会使面料针眼变大。

2 羽绒服的防钻绒技术与方法

2.1 面料防钻绒

改善面料是研究防羽绒钻绒问题一个重要方向，现有主要措施包括改善面料的结构参数、增加防钻绒衬里、使用防钻绒涂层面料、对面料进行防钻绒后整理。

2.1.1改善面料的结构参数

使用较细的纱线，增加织物密度使织物表面更加紧密，达到理想的防钻绒效果。但是织物密度与面料防钻绒性能并非正相关[3]，因此在纤维细度的选择上，可使用细度0.3 dtex～1.0 dtex的微细旦纤维，其弯曲刚度较低，卷缩率一般高于常规品种，排列紧密，强度较高，孔隙较小不易钻绒。同时具有良好的吸水性、吸油性，使织物具有更好的悬垂感、透气性和手感。该种纤维面料的缺点是吸收染料率较高，导致染色不匀且染料耗费较多。

2.1.2增加防绒衬里

使用防绒衬，可以有效将羽绒与外层面料隔离，把羽绒固定在衬里中，阻止了羽绒与面料的接触，防止羽绒随着空气的流动从孔隙钻出，优化了面料防钻绒的性能。此外该技术的优点在于外层面料与防绒衬的两层结构使内部羽绒不易受到湿气影响，能够维持一种透气状态，衬里的运用保持了羽绒服防钻绒性与透气性的平衡。但是由于衬里的防钻绒性能仅在未被刺穿情况下实现，且缝线处的羽绒外钻现象较为明显，需对衬里针迹进行特殊处理。经过防钻绒涂层处理的涤塔夫面料，可以较好满足柔顺触感以及防钻绒的效果。杜邦公司[4]使用闪蒸法纺粘技术制成的杜邦防绒衬也是一种兼具防水、防风和防钻绒效果的衬里。

2.1.3面料上使用防钻绒涂层

防钻绒涂层在面料上应用后能提高面料的防钻绒效果，同时对面料防水、防风等效果有一定改善。但涂料会增加面料的整体重量，降低了面料的轻薄性和舒适性；涂料阻塞了面料表面的孔隙，导致面料的透气性和透湿性能降低；需要在设备以及技术研发上投入较大成本，生产难度较高。

由陈艳珍等人[5]研究的新型防钻绒涂料，将改性壳聚糖应用于面料涂层上，解决了传统防钻绒涂层工艺导致的手感硬和不透气问题。苏州飞摩斯纺织科技公司[6]研发出一种防钻绒面料的制备方法：将纺织品浸入功能雾化助剂中进行预处理；预处理后纺织品一侧进行涂胶、刮胶处理；最后烘干定型制备出防钻绒纺织品。程飞[7]选择柔软轻薄、抗皱性好、强度高的丝光棉作为原料，对其进行拒水处理，再采用高压摩擦和涂覆改性涂层胶技术，使该织物以较低的重量增加取得了良好的防钻绒效果。

2.1.4对面料进行防钻绒后整理

在对棉织物进行防钻绒后整理时，多采用树脂整理工艺，通过减小经纬纱之间的孔隙，使织物得到较好的防钻绒效果。该防钻绒整理方法生产工艺简便，成本较低，但目前的后整理工艺高能耗高污染。因此防钻绒后整理未来的研究方向是节能减排、降低污染、绿色发展。

王桂荣等人[8]对纯棉防钻绒面料染整工艺研究，研发了工艺简便，成本可控，符合环保理念的防钻绒后整理工艺。常熟华懋纺织有限公司[9]研制了一种防钻绒面料的加工方法，该加工方法包含了泼水、轧光和烘干三个步骤，按比例配置泼水剂、架桥剂、树脂和促媒，将织物在功能整理液中浸轧后进行轧光处理，最后将织物进行烘干，最终得到防钻绒面料。

2.1.5新型面料的应用

陈洲榕等人[10]提出的一种多层异位结构的防钻绒弹性羽绒面料，如图2所示。该面料上部多层充绒通道和下部单层充绒通道依次设置、相互异位错开且凹凸不平，可以防止粘条边缘钻绒现象发生。耿琴玉等人[11]用原液着色涤纶和锦纶超细纤维为原料开发了双面穿羽绒服面料，采用了表里换层与接结双层组织的组织结构，打破了羽绒服制作时必须将两层布缝制在一起后才可充绒的传统方法。位丽等人[12]开发了条形贴合羽绒面料，它的上层面料和下层里料经防水、透气涂层整理后，间隔一定距离粘合在一起，使复合布形成许多条形空间，以充填鸭绒、鹅绒等。这三种面料都是通过避免缝孔的原理来降低羽绒服的钻绒率，一方面减少了加工步骤，降低了生产成本，而且能够有效控制羽绒服的“跑绒”问题。

图2 多层异位结构防钻绒弹性羽绒面料结构剖面图

2.2 绗缝防钻绒

绗缝是羽绒服制作工艺中的一个重要工序，它可以使服装的外层织物与内层羽绒之间紧密贴合，固定羽绒使之分布均匀、不移位。同时，不同的绗缝线迹还可以塑造出不同的外观效果，起到很好的装饰作用。另外，近年来，缝制工艺模板在绗缝工艺中得到普遍应用，降低了绗缝的难度，提高了绗缝的准确性。

2.2.1改进缝制技术

就缝制工艺而言，除了线迹密度、缝针型号和缝线的粗细配合外，线迹和缝型对羽绒服的钻绒性也有很大影响。平缝的正反面为双线连锁线迹，均匀紧密；包缝是将包边和缝合两道工序合一，线迹富有伸缩性；锁边针脚较密，主要是防止布边脱纱，在羽绒服中采用锁边有利于减少漏绒，跑绒现象。此外，对缝纫线迹进行封闭处理有利于防止缝纫针孔处钻绒。厉恩祥等人[13]提出一种采用双层织造方法，直接制成羽绒服面料所要求的条状充绒包(俗称“通道布”)，其不会出现由于水洗或者运动拉扯导致缝隙孔洞增大的现象，防钻绒效果较好，但加工工艺复杂，且透气性较差；通道尺寸、形式固定，不能提供灵活多样的形式，对设计的多样性有较大局限性。还有一种是将羽绒服梭织面料的上下两片衣片，辅以热熔胶膜，通过新型的电子加工技术[14]实现衣片熔接，形成条状充绒包。尽管这种方法避免了面料出现缝制面料的孔隙，大大降低了钻绒率，但热熔胶膜防水性差，衣服经水洗之后会出现分层，且透气性差。

2.2.2改进缝制用针

羽绒服缝制过程中的针眼会导致钻绒,因此要选用合适的缝针。德国GROZ-BECKRT防热机针，采用防热圆头针,可改善在机器高速运转时的发热，降低针孔对面料的损伤，改善针眼钻绒现象。叶谋锦等人[15]提出缝制面料时选用9机针,针距为11 针/cm；缝制里布及面布暗线时选用11机针,针距为14 针/cm，这种针距和机针的匹配能够尽量平衡针孔数量和针孔尺寸，优化羽绒服防钻绒性能。

2.2.3选用合适的缝纫线

变形纱所制的缝纫线具有伸缩性，它在受力拉伸状态下会变细，自然状态下又会恢复原有状态。因此，变形纱在缝制时受力拉伸变细穿过细小的针孔；缝制完成，在自然状态下变粗，堵住针孔，从而达到防钻绒的效果。

上述几种解决方案中，改进缝制技术从减小针孔、封闭针孔的角度来解决羽绒缝边钻绒问题，有一定的效果，但工艺程序复杂、缝制质量稳定性差；在绗缝后进行二次涂料处理的防钻绒效果较好，但并不是所有的面料都适合涂料处理，因此羽绒服面料的多样性受到一定的限制；高品质的绗缝针所匹配的缝纫线较细，羽绒服在穿着服用过程中可能出现缝边线迹断裂，缝口乍开等问题，在缝制过程中缝线也容易发生断裂，从而降低了羽绒服的生产效率；防热机针对于减少化纤面料损伤的效果显著，但是机针易损耗，需要定期维护，使用成本较高；通过选用合适的缝针和缝线，配合控制针距，能降低缝隙的钻绒率且透气性好，但其效果比涂料封闭针孔的防钻绒效果弱。

3 防钻绒技术展望

3.1 无胆防钻绒面料的多样化

目前市场上应用较多的防钻绒方法是将压胶通道布作为面料，由于该面料有双层结构，它避免了传统的胶水粘合方式，采用特殊织造方法使两层面料复合，无需绗缝避免了针孔的出现，而且不同的通道方式可以呈现不同的花纹图样，其效果如图3所示。但这种面料的通道由面料加工商开发模板，再进行批量制作，难以满足人们对羽绒服的个性化、定制化需求。

因此，通过降低无胆防钻绒通道面料的制造成本，简化该面料的制作工艺以实现面料花形的可定制化和小批量制造，满足不同消费者的审美需求，是该类技术需着重解决的问题。

图3 无胆防钻绒通道面料

3.2 自动化 缝-涂 一体机

从缝边处防钻绒技术发展历程来看，研究者多数倾向于采用各种技术堵住针眼，但效果都不甚理想。在大身涂覆面料可以很好地解决面料的钻绒情况，但大面积使用涂料会影响羽绒服装的透气性和透湿性。而将涂层涂覆在缝边，一方面不会影响服装整体的穿着舒适性，一方面能更有效地堵住针孔。自动化电脑绗缝机在羽绒制作时已被大量使用，但缝边处仍采用传统的人工缝制方法。自动化“缝-涂”一体机可以将两道工艺结合在一起完成，节省生产成本，还能解决缝边处的跑绒、钻绒问题。

4 结语

由于羽绒服钻绒机理受到多种因素影响，本文分别从面料、缝边工艺、针线匹配和服用涂料四个维度讨论国内外防钻绒生产加工工艺的应用及其效果，最后通过对羽绒服防钻绒技术的研究及应用性现状的梳理，提出了有关羽绒服缝边防钻绒技术的新思路。近年来，随着人们生活水平的提高和国际市场的进一步打开，羽绒服将面临更广阔的市场。羽绒服防钻绒技术的提高不仅会改善羽绒服的外观，也会增强其保暖性能，提高羽绒服企业的核心竞争力。