羽绒蓬松度检测结果的主要影响因素研究及分析

2022-09-08周吟澄陈明芳朱兰芳

轻纺工业与技术 2022年4期

周吟澄，陈明芳，朱兰芳，孙峰

（苏州市纤维检验院，江苏苏州 215500）

0 引言

羽绒羽毛生长在鹅或鸭体表，是一种纯天然材料，保暖性好。羽绒服、羽绒被等一系列羽绒羽毛制品以其轻薄、保暖的特性受到越来越多的消费者的喜爱。蓬松度是衡量其品质的重要指标，其作用仅次于绒子含量，是影响羽绒制品保暖性的重要因素。目前国内涉及羽绒蓬松度的标准中，GB/T 14272-2011《羽绒服装》（2022 年4 月1 日前废止）的前处理采用烘箱法，GB/T 14272-2021《羽绒服装》（2022 年4 月1 日起实施）采用蒸汽还原法，QB/T 1193-2012《羽绒羽毛被》系列标准也采用蒸汽还原法。目前国际羽绒羽毛局的IDFB 测试方法中关于蓬松度的测试也使用蒸汽还原法。对比方法以及具体步骤，国内羽绒蓬松度检测的方法也越来越与国际上通用的方法接近。从蓬松度检测原理与方法入手，通过长期进行蓬松度检测所积累的数据与经验，总结影响蓬松度检测结果的各种因素。通过试验研究这些主要影响因素与蓬松度检测结果的关系，并对产生的原因进行分析和讨论。

1 蓬松度检测原理与方法

1.1 蓬松度检测原理

羽绒类似于蒲公英的种子，呈圆核向外发散的立体结构。由绒核放射出许多细长的绒丝。每根绒丝上又有许多绒小枝。绒小枝上长有菱状结节。绒丝与绒丝之间相互缠绕，绒小枝和菱节起到相斥和支撑的作用，这样形成了一个蓬松的三维空间。这个空间里包含了静止空气，而空气的导热系数相对较低，因而形成了一个内外隔热的屏障。蓬松度反映羽毛羽绒的弹性程度。蓬松度的测试原理是指在一定内径的容器内，一定量的羽绒羽毛试样在一定量压盘压力作用下所占的体积或高度。理论上说，羽绒蓬松度较高的话，羽绒所包含的静止空气也较多，保暖性能也较好。

1.2 蓬松度检测方法

在蓬松度检测的前处理过程，目前有两类处理方法，分别是烘箱法和蒸汽还原法。

1.2.1 烘箱法

取完成匀样的羽绒样品适量，置于一容器中，放入恒温烘箱中恒温规定时间，然后逐把抖入前处理箱，在标准大气压的恒温恒湿环境中静置24h 以上，然后选用标准规定的蓬松度仪测试。

1.2.2 蒸汽还原法

蒸汽还原法有两种，原理相同，在具体的操作步骤和使用的仪器上有所区别。取完成匀样的羽绒样品适量，放入符合要求的前处理箱打散，用蒸汽发生器将羽绒全部打湿，静置规定时间，用吹风机将样品吹干，再将该前处理箱在标准大气压的恒温恒湿环境中静置规定的时间，然后选用标准要求的蓬松度仪测试。

2 蓬松度检测的影响因素及相关性分析

2.1 蓬松度检测的影响因素

影响羽绒羽毛蓬松度检测结果的因素可以分为内因和外因两类。内因是指羽毛羽绒本身的品质因素，比如绒子含量、羽绒的种类以及羽绒的生长周期等等。外因则是指影响羽绒蓬松度检测的外在因素，如检测方法、取样均匀性、前处理方法、环境温湿度、调湿时间、仪器误差以及人员操作误差等等。通过长期进行蓬松度检测所积累的数据与经验来看，绒子含量、羽绒种类和绒朵大小等内因及前处理方法对检测结果影响较大。

本文研究这些因素与蓬松度之间的关系，采用的是以主要影响因素为自变量，蓬松度值为因变量的统计试验研究方法。针对绒子含量、绒朵大小这些连续变化的数值型因素，在分析中采用了统计学上的相关性分析来定量表示；而对羽绒种类、前处理方法这些分类型因素，则采用了曲线图对比的方法来评估。以下通过几组试验及其结果来分析说明其中的关系。

2.2 相关性分析

2.2.1 绒子含量与蓬松度

绒子包含朵绒、未成熟绒、类似绒和损伤绒，是羽毛羽绒中的精华。绒子含量是羽绒羽毛中绒子所占的质量百分比。为了探讨绒子含量与蓬松度之间的关系，试验挑选了16 组相同种类但绒子含量不同的羽绒，按照GB/T 10288-2016《羽绒羽毛检验方法》进行试验，结果见表1。

表1 不同绒子含量下的白鸭绒蓬松度试验数据

表1 对应的16 个样本结果数据经使用SPSS 统计软件后绘出的绒子含量与蓬松度关系的散点图如图1所示。图中呈现出两者之间有较好的关联性。采用皮尔逊检验法进行相关性分析，得到相关系数为0.878，表示绒子含量与蓬松度之间成正相关关系，且为显著相关。

图1 绒子含量与蓬松度关系散点图

羽绒主要由绒子和毛片构成，毛片压缩回弹性低于绒子。通常低绒时，毛片的占比会比较高；高绒时，绒子的占比会比较高。通常情况下，绒子含量较低时的蓬松度较低。随着绒子含量的提高，蓬松度也有增加。但高绒的变化幅度没有低绒时明显。从统计分析的结果上看，绒子含量与蓬松度之间成显著的正相关关系能很好地说明这一点。但是，如果朵绒比例太高，缺乏毛片的足够支撑，其蓬松度也不一定会很高。因此绒子含量高并不一定对应蓬松度也高。在本文试验前期样品准备阶段发现羽绒供应商存在良莠不齐的现象。有部分生产厂家在羽绒中掺杂大量的绒丝、羽丝、陆禽毛，甚至使用化学材料进行二次加工。这些因素对羽绒的蓬松度均有影响。只有采用规范的羽绒处理工艺和合理的配比，才能把毛片的支撑力和朵绒的蓬松性结合在一起，充分发挥出羽绒的高蓬松度。

2.2.2 绒朵大小与蓬松度

本次试验按照T/CFDIA 002-2018《羽绒净绒含量及绒朵数的检验方法》进行。“净绒”的绒朵中不含绒丝、羽丝，较绒子含量中的绒子更为纯净，更能反映羽绒的真实成分和质量水平。“0.1g 绒朵数”是指0.1g净绒中的朵绒数量。绒朵越大，则羽绒越成熟，对应着绒朵数越少。试验选取了10 个样品。这些样品未经过二次加工，品质较好，绒朵均匀。试验结果详见表2。

表2 0.1g 净绒的绒朵数量及其对应的蓬松度试验数据

表2 对应的10 个样本结果数据经使用SPSS 统计软件后得到图2 的散点图。该图反映出绒朵数量与蓬松度是有关系的。皮尔逊检验法显示绒朵数与蓬松度之间的相关系数为-0.812，表示绒朵大小与蓬松度之间呈负相关关系，且为显著相关。因此，正常情况下，蓬松度高的羽绒，其绒朵数量相应少，绒朵相对大，羽绒的成熟度也高。但是，样品编号1#的羽绒样品，虽然绒朵大，但蓬松度明显不如2#、3# 和4#。经对照样品后发现，该样品为90%白鸭吊吊绒，绒朵大，品质非常好，绒朵之间勾连现象严重。用手从样品中拎起一朵绒时，可以勾起周围的朵绒。正因为该样品勾连现象严重，影响了绒朵与绒朵之间形成的空间，其蓬松度反而不高。

图2 0.1g 净绒的绒朵数量与对应蓬松度关系散点图

羽绒厂家的产品在出厂前一般要经过拼堆。在日常测试工作中会得到这些拼堆过的羽绒样品。如果拼堆的羽绒不均匀，大小差异较大，也会影响蓬松度。原因是小朵的羽绒会钻进大朵的羽绒中，致使同等体积下质量增加而蓬松度没有提高，甚至降低。

2.2.3 羽绒种类与蓬松度

羽绒一般分鹅绒与鸭绒。鹅的生长周期较鸭的时间长，且形体大，所以鹅的绒朵比鸭的绒朵更饱满。同时在显微镜下，鹅毛绒几乎全分枝覆盖菱节，而鸭毛绒上只是分枝顶端上有菱节。这样鹅绒更能支撑静止空间，蓬松度更优。鹅绒与鸭绒的显微结构见图3 和图4。

图3 鹅绒显微结构

图4 鸭绒显微结构

本次试验选用了绒子含量在85%左右的鹅绒和鸭绒各10 组，同样也采用GB/T 10288-2016《羽绒羽毛检验方法》进行试验。试验结果详见表3。为了让数据在图表中更直观，本次试验以mm 为计量单位。

表3 相同绒子含量时鹅绒、鸭绒的蓬松度试验数据

相同绒子含量时鹅绒与鸭绒的蓬松度对比图见图5。从图中可见，在相同绒子含量情况下，大部分鹅绒的蓬松度较鸭绒高。试验中对鹅绒蓬松度偏低的样品进行检查，发现样品中朵绒较小的占绝大部分。这种小的绒朵比普通的鸭绒还要小得多。这也反映了目前羽绒行业中的一个情况，即随着鹅绒需求量的增长以及成本的增加，鹅绒的生长周期越来越短，从而导致部分鹅绒的品质降低了，甚至不及鸭绒。同时由于现行标准中鹅毛绒含量允许有低于15%的鸭毛绒，所以在利益驱使下，某些羽绒厂商有掺杂部分鸭绒的行为。这也会影响蓬松度。

图5 相同绒子含量时鹅绒与鸭绒的蓬松度对比图

2.2.4 前处理方法与蓬松度

羽绒样品由于抽真空压缩包装受到挤压、长时间堆叠存放等原因，羽绒没有完全舒展，影响到羽绒的蓬松效果。为了使羽绒样品充分还原，恢复其自然蓬松状态，需要在蓬松度试验开始前进行预处理。为了验证这一环节的必要性，试验选取各10 个样品，分别采用羽绒服装新、旧标准中烘箱法与蒸汽还原法两种试验方法进行还原前后蓬松度数值的对比。试验结果见表4 和表5。变化率=（还原后蓬松度-未还原蓬松度）/还原后蓬松度×100%。

表4 烘箱法还原前后蓬松度试验数据的对比

表5 蒸汽还原法还原前后蓬松度试验数据的对比

蓬松度烘箱法还原前后比较以及蓬松度蒸汽还原法还原前后比较如图6 和图7 所示。

图6 蓬松度烘箱法还原前后比较图

图7 蓬松度蒸汽还原法还原前后比较图

从试验数据图表中可以看出，羽绒测试是否经过前处理环节，其蓬松度数值是有变化的。而烘箱法与蒸汽还原法前处理环节前后变化率差异很大。这也表明了前处理方法的不同，对蓬松度测试结果的影响是明显不同的。蒸汽还原法通过把羽绒打湿让羽绒充分地吸湿，绒枝舒展开来，再吹干羽绒，使羽绒尽可能恢复原有的蓬松状态。这一方法与烘箱法比较，具有明显的优势。因此，它将是未来羽绒蓬松度试验前处理的主要方法。采用蒸汽还原法不仅测试结果的准确度较高，而且能与国际主流蓬松度标准接轨，便于国内标准与国外标准的对标，也有利于我国羽绒产业的发展。