【集萃網(wǎng)觀察】為提高軍用服裝的舒適性，開發(fā)了一種大麻／棉防紅外迷彩織物，對織物的色牢度和基本物理機(jī)械性能、舒適性和偽裝性等進(jìn)行了測試分析。結(jié)果表明，這種混紡織物在吸濕、散濕性方面比純棉織物有一定提高，能達(dá)到改善服裝舒適性的目的，且能滿足偽裝的要求；但斷裂強(qiáng)力和柔韌性有所下降，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

    迷彩織物最初是用作軍用偽裝服而開發(fā)的，但隨著人們個性化潮流的發(fā)展，作為一種區(qū)別于傳統(tǒng)服裝特點(diǎn)的新式著裝，迷彩也受到年青人廣泛的認(rèn)同和喜愛。在國內(nèi)用作軍用服裝，迷彩服面料多為滌棉混紡織物。在美國等多采用錦棉混紡。無論是軍用還是民用服裝，舒適性和環(huán)保性都越來越被人們所關(guān)注，因此，在迷彩織物中引入環(huán)保型材料具有重要的現(xiàn)實意義。大麻纖維是一種綠色、環(huán)保、健康的紡織原料，有許多優(yōu)良性能，如良好的吸濕散濕性、抗霉抑菌性和耐熱、耐曬、耐腐蝕性能，還具有屏蔽紫外線，消散聲波光波等功能。但是大麻纖維大分子取向度和結(jié)晶度較高導(dǎo)致其剛性大、彈性小，纖維之間抱合力差，成紗較困難。因此為彌補(bǔ)其可紡性差的弱點(diǎn)，多采用麻棉混紡。大麻混紡織物在軍隊和人民生活方面已有所應(yīng)用，對其服用性能的研究也有報道，但大麻迷彩織物開發(fā)卻還鮮見。為此，開發(fā)了大麻／棉迷彩印花織物，通過與純棉迷彩織物的對比分析，探討其優(yōu)缺點(diǎn)和改進(jìn)的可行性。

    1實驗部分

    1.1 試驗材料

    選用兩種織物規(guī)格相同都為3／1斜紋組織，經(jīng)緯紗線密度均為58.3tex，經(jīng)密331根／10cm，緯密l89根／10cm。紗線成分見表1。

    所用染料包括：CLG-01黑、CMG蘭(Dysstar公司產(chǎn)品)、橄R、橄T、CDRY黃、BR棕、G黃(上海染料廠產(chǎn)品)。

    表1織物原料組成

    織物編號 經(jīng)紗成分 緯紗成分

    1# C 100％ H 55／C 45

    2# C 100％ C 100％

    注：C表示棉，H表示大麻。

    1.2 印花工藝

    用黑、棕、綠、黃各色還原染料拼混，調(diào)整染料用量，拼混出黑、棕、綠、土黃4種顏色，既實現(xiàn)迷彩偽裝所需的顏色，又達(dá)到這種顏色的反射率要求，然后進(jìn)行迷彩印花。

    各種顏色拼混所需染料為：

    黑：CLG-01黑、橄R；

    棕：橄T、BR棕、CDRY黃；

    綠：CMG蘭、G黃、CDRY黃；

    黃：BR棕、CMG蘭、CDRY黃。

    工藝流程為：

    印花→還原蒸化→泠水洗→氧化→皂洗→熱水洗→冷水洗→烘干。

    使用STORK MBK 2000型圓網(wǎng)印花機(jī)(德國)，ZYMA 781型快速蒸化機(jī)(浙江余姚)；蒸化溫度為140℃，軋車壓力為3kg／cm2。

    其軋液配方為：液堿l00g／L、保險粉l50g／L，車速30m／mm。

    1.3 測試方法

    1.3.1 色牢度

    分別根據(jù)GB／T3920-1997，GB／T3921.1-1997和GB／T3922-1995，對試樣進(jìn)行摩擦色牢度、耐洗色牢度和汗?jié)n色牢度測定。選取黑、棕、綠、土黃4種色塊分別進(jìn)行測試。

    1.3.2基本力學(xué)性能

    斷裂強(qiáng)力和伸長按照GB／T3923．1進(jìn)行測試，拉伸速度100mm／min。

    彎曲長度按照GB／T18318-2001的方法進(jìn)行測試，試驗條件：l5℃，50％RH。

    1.3.3吸濕性

    按照GB／T9995-1997進(jìn)行測試，將試驗布在65％RH，20℃的環(huán)境中放置24h稱重記為G，然后將試樣烘至恒重，稱重記為G0，按公式(1)計算得到織物的回潮率。

    G-G0

    回潮率(％)= ————×l00

    G0

    1.3.4散濕性

    首先稱取試樣(10cm×10cm)的重量W1，將試樣浸泡到蒸餾水中，使其充分潤濕，然后用均勻軋車軋至帶液率60％，稱樣品重量W2。再將試樣放到37．5℃，65％RH的環(huán)境中經(jīng)過tmin，再稱取重量W3，按式(2)計算散濕干燥率。

    W2-W3

    δ(％)= ————×100

    W2-W1

    每種樣品測試3個，取平均值；每隔5min或10min記錄一次數(shù)據(jù)，并做散濕曲線。

    1.3.5 光譜反射曲線

    采用美國泊金-埃爾默公司的PE682紅外分光光度計，分別對迷彩織物的4種不同顏色進(jìn)行掃描測試，測試波長范圍280～2500nm每10min記錄一次數(shù)據(jù)點(diǎn)。

    2結(jié)果與討論

    2.1 色牢度

    大麻／棉迷彩印花織物的各項色牢度測試值見表2。

    表2 4種顏色的各項色牢度值 單位：級

    磨擦牢度 皂洗牢度 酸汗?jié)n牢度 堿汗?jié)n牢度

    項目 干 溫 沾 色 褪色 沾 色 褪色 沾 色 褪色

    經(jīng) 緯 經(jīng) 緯 麻 棉麻 棉 麻 棉

    黑 4 4 3 3 4 4 4 4-5 3-4 4 4-5 4 4

    棕 4 4 3-4 3-4 4 4 4 4-5 4 3.4 4 4 3-4

    綠 4 4 3 3-4 4 4 4-5 4 4 4 4 4 4

    土黃 4 4-5 3-4 4 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5

    從表2可看出，黑、棕、綠、土黃色的濕摩擦牢度明顯偏低。對比《07迷彩作訓(xùn)服指標(biāo)》的牢度要求，黑色的酸汗?jié)n棉沾色牢度應(yīng)達(dá)到4級，棕色的汗?jié)n變色牢度應(yīng)達(dá)到4級，大麻棉迷彩織物的這兩項值略微偏低。但根據(jù)指標(biāo)規(guī)定允許3項指標(biāo)低半級，因此新開發(fā)的迷彩織物的色牢度滿足作訓(xùn)服要求。

    由于大麻的超分子結(jié)構(gòu)與棉存在較大的差異，主要表現(xiàn)為結(jié)晶度、取向度高，因此染料分子難以進(jìn)入纖維內(nèi)部、固色率低，染深性差。而此大麻棉織物能夠獲得較滿意的染色效果，主要有以下兩個原因：(1)染料選取適宜。多采用蒽醌型還原染料，其色牢度高，色譜齊全；染料本身沒有共軛雙鍵連接，經(jīng)還原成隱色體的鈉鹽，共軛雙鍵連貫整個分子，共軛雙鍵的增多，會促進(jìn)可見光的吸收，因此出現(xiàn)深色效應(yīng)，同時增加了纖維的親和力。(2)大麻與棉混紡，降低了大麻難染性影響度。

    2.2 基本力學(xué)性能

    測試大麻棉迷彩織物緯向基本力學(xué)性能，并與純棉迷彩織物做比較，測試結(jié)果見表3。

    表3織物緯向力學(xué)性能對比

    項目 斷裂強(qiáng)力／N 伸長率/％ 彎曲長度／cm

    大麻／棉 588.34 8.76 2.53

    全棉 767.67 11.30 2.14

    下降度／％ 23.36 22.48 -l8.22

    由表3可知，大麻纖維的加入，使織物的強(qiáng)力、彈性和柔軟性有一定程度的降低。這主要是因為大麻纖維剛硬程度較大，卷曲少，纖維之間抱合力小(為滿足紡紗需要不能夠完全脫膠)。H55／C45緯紗在拉伸過程中，55％的大麻纖維伸長較小，首先被拉斷，45％的棉纖維需要承受全部的負(fù)荷；因此其斷裂強(qiáng)力和伸長率均小于全棉紗的。由于混紡紗的斷裂強(qiáng)力和拉伸性能與各組分纖維的性能及混紡比密切相關(guān)，因此可通過改變混紡比，適當(dāng)增大棉的比例或加入其他纖維來改善含大麻纖維織物的機(jī)械性能。

    2.3 吸濕散濕性

    大麻棉與純棉迷彩織物的吸濕性能對比如表4所示。

    表4織物吸濕性對比

    項目 大麻／棉 全棉 上升l％

    回潮率/% 7.27 6.29 15.58

    由表4可知，大麻纖維的加入大大提高了織物的吸濕性，穿著時人體產(chǎn)生的潛汗能夠被服裝吸收，從而保持了人體與服裝微氣候環(huán)境內(nèi)的干爽舒適感。

    分別測試純棉和大麻棉混紡迷彩織物的放濕干燥速率并做散濕曲線，如圖l所示。

    從圖1可看出，緯向是大麻、棉混紡紗的織物在初期一定時間內(nèi)能放出更多的水分。即40min之前，兩種織物的放濕干燥率相差較大；在40min左右基本達(dá)到放濕平衡，此后隨著時間的增加，水份散失逐漸不明顯，且兩種織物的最終干燥率趨于一致，含大麻的織物略高。

    含大麻的迷彩織物具有更好的吸濕散濕性主要與大麻纖維的性質(zhì)有關(guān)。大麻纖維的橫截面為不規(guī)則多邊形、腰圓形或多角形等，形狀比棉更不規(guī)則，比表面積更大，能夠吸附更多的水分子。且纖維中腔大，縱向有許多裂縫和孔洞，能通過毛細(xì)管道與中腔連通，便于水分子的進(jìn)入和傳導(dǎo)。因此大麻織物能夠更快地將水分吸收、傳導(dǎo)和蒸發(fā)出去。

    2.4 偽裝性能

    迷彩織物不僅要滿足軍品服用要求，還要有良好的偽裝能力以適應(yīng)現(xiàn)代作戰(zhàn)的需要。在可見光和近紅外范圍內(nèi)，模擬背景物體的顏色、圖案和光譜反射特性以達(dá)到偽裝的目的。

    在背景特性的諸多因素中，光譜反射曲線尤為重要，迷彩偽裝服各種顏色的光譜反射曲線如果與相應(yīng)背景無明顯差異，則無論用哪種光學(xué)偵察系統(tǒng)檢測都會與背景接近同色，不會產(chǎn)生明顯的顏色差異。

    測試大麻／棉迷彩織物在可見光和近紅外范圍內(nèi)的反射光譜曲線如圖2所示。

    圖2大麻／豐帛迷彩織物的反射曲線

    黑色模擬黑土和陰影，一般要求在可見和紅外光區(qū)有近乎恒定的低反射率；棕色則模擬樹皮、陰影和紅土等；而綠色模擬綠草和樹葉，必須與“葉綠素的陡升’’或‘‘凸緣”相一致；黃色則需具有如沙、土典型的逐漸升高的紅外反射曲線。大麻／棉迷彩織物的4種顏色均能較好地滿足偽裝的要求。下面以綠色為例做重點(diǎn)比較。

    圖3所示為迷彩綠色的反射曲線與楓葉和秋丁香反射曲線的比較。

    圖3 迷彩綠色與綠色植物曲線的比較

    由圖3可看出，迷彩綠色與楓葉和秋丁香的曲線變化趨勢極為接近，700nm附近反射率有陡然升高，與“葉綠素的陡升”或“凸緣”相一致。說明在可見光區(qū)和近紅外光區(qū)迷彩綠色較好地模擬了自然界植物色彩。迷彩印花采用蒽醌型還原染料，分子中具有共軛雙鍵，吸收波長在650～700nm的可見光線能量而進(jìn)入較高能量的激勵狀態(tài)。當(dāng)激勵狀態(tài)的分子躍遷到基態(tài)時，由于能量損失，同時發(fā)射出波長較長的近紅外光波，從而增加了近紅外的反射值。因此迷彩綠色在700nm附近出現(xiàn)陡增。大麻／棉迷彩織物能獲得良好的偽裝性，主要與選擇正確的染料、染料拼混比例、染料濃度等密切相關(guān)。

    3 結(jié)論

    (1)用葸醌型還原染料印制大麻／棉迷彩織物，染料的共軛雙鍵能夠促進(jìn)可見光的吸收，出現(xiàn)深色效應(yīng)；同時增加纖維的親和力，能夠克服大麻染色性差的缺點(diǎn)，使大麻／棉迷彩織物具有良好的色牢度和色深感。

    (2)大麻／棉迷彩織物的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長和柔軟性與純棉織物相比，有一定程度的下降。需要通過改變混紡比或加入其他纖維混紡來改善。

    (3)大麻／棉迷彩織物有更優(yōu)良的吸濕和散濕性，與純棉織物相比穿著更加干爽舒適。

    (4)大麻／棉迷彩織物的黑、棕、綠、土黃4色能很好地模擬背景顏色，達(dá)到良好的偽裝效果。

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    來源: 中國印染助劑網(wǎng)