摘 要：以汉麻/棉混纺织物为加工对象，优选凉感整理剂，并提出将两种凉感整理剂复配的方法。结果表明，将凉感效果较好的1#整理剂与耐水洗性较优的2#整理剂复配，有助于获得比较优异的凉感整理效果。通过单因素实验和响应面模型对轧车压力、焙烘定形温度和焙烘时间进行优化，优化的加工工艺为：轧车压力0.35MPa，150℃焙烘定形90s。
关键词：汉麻；凉感；功能整理；响应面分析法
随着生活水平的提高，人们对生活品质的追求越来越高，织物的使用舒适性能引起消费者和生产者的关注。织物接触凉感作为舒适性之一，尤其影响夏季、运动等过程中消费者的穿着舒适度。凉感功能的纺织面料可使人体迅速扩散体热，加速排汗降温，保持持久的冰凉舒适，在衬衫、内衣、床品、服装等各种产品中的使用日益增多，不仅提高了消费者舒适、凉爽的生活品质，也符合当前绿色低碳的生活方式。
目前市场上有大量的凉感纤维织物推广，面料以化纤类（例如涤纶、锦纶、黏胶纤维面料等）为主［1-2］，例如Flycool®、X-cool®、Coolmax®等，通过对纤维原材料进行物理化学改性或者后整理的加工方式获得凉感效果［3］，而鲜有对麻类天然纤维面料优化凉感功能的报道。
我国早在秦汉时期就开始使用汉麻和苎麻布作为服用面料。研究发现，麻类纤维含有天然酚类抗菌物质，纤维具有中空结构，表面存在大量沟槽，因此麻织物吸湿排汗性能好，且具有天然抗菌保健和接触凉感的性质［4］；进一步通过凉感功能加工整理有助于完善麻织物的优良性能，提高产品的附加值。季萍等［5］通过助剂整理赋予汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料优异的凉感功能。近年来，汉麻、罗布麻等用于生产高端凉席［6-7］就是利用了麻纤维吸湿排汗、天然凉爽抗菌的优点。
基于此，本实验研究汉麻/棉混纺织物的凉感整理技术，根据整理剂特点进行复配应用，分析各加工工艺对凉感效果的影响，并通过响应面分析法［8］（RSA）进一步优化了凉感加工工艺，以期为汉麻织物的凉感应用提供借鉴，进一步推动汉麻纺织材料的广泛应用。
1 实验
1.1 材料
织物：39%汉麻与61%棉混纺的机织物（单位面积质量为125g/cm2，雅戈尔服装制造有限公司）。助剂：凉感整理剂RH-NB-633E（1#整理剂，宁波润禾高新材料科技股份有限公司），凉感整理剂COOLFRESH（2#整理剂，上海亿朴纺织科技有限公司）。
1.2 凉感功能整理方法
以凉感整理剂配制功能整理液（质量分数根据研究过程设置），搅拌均匀。织物一浸一轧整理液（压力为0.3MPa），然后150℃焙烘定形，焙烘时间为90s。
1.3 测试
按照GB/T 35263—2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测和评价》，采用冷暖感测试仪对样品进行凉感性能测试，载样台温度为（20.0±0.5）℃，热检测板温度为（35.0±0.5）℃，温差为15℃，热检测板温度稳定后与织物接触，在10s内记录最大瞬态热流量（Qmax）。
为了探究凉感织物的耐水洗性，按照GB/T 8629—2017《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》洗涤20次，晾干后进行凉感性能测试。
2 结果与讨论
2.1 不同整理剂的应用效果
配制质量分数10%的1#和2#凉感整理液，按1.2工艺进行加工，在标准测试条件下水洗20次，对比水洗前后的凉感效果。由图1可知，1#整理剂处理的汉麻织物在水洗前Qmax达0.193J/（cm2·s），明显高于2#整理剂；水洗20次后，汉麻织物凉感效果均降低，1#整理剂降低幅度明显高于2#整理剂，2#整理剂处理的汉麻织物水洗前后的Qmax变化幅度较小。由此可见，1#整理剂的凉感性能虽然优越，但不耐洗涤，故本研究将1#、2#整理剂进行复配。
凉感整理剂复配方案如表1所示，整理布样经水洗后，凉感性能如图2所示。由图2可以看出，随着1#整理剂用量的增加，织物凉感效果稍有提升；样品A水洗前后的凉感性能变化较小，即随着2#整理剂用量的增加，耐水洗性能增强。采用凉感效果较好的C方案对后整理工艺进行探讨。
2.2 后整理加工对凉感效果的影响
控制定形焙烘温度为150℃、焙烘时间为90s，分别设置轧车压力为0.1、0.2、0.3、0.4MPa，整理织物水洗前后的凉感测试结果如图3所示。由图3可以看出，整理织物的凉感性能随着轧车压力的增大而提升，当轧车压力增加到0.3MPa时，Qmax达到最大；随着轧车压力的进一步增大，Qmax不再增加。增加轧车压力能够增加有效附着在织物表面的整理剂量，从而提高织物的凉感性能，但轧车压力增加到一定程度后，能够有效附着在织物表面的整理剂已经达到饱和。
设置轧车压力为0.3MPa，分别设置焙烘温度为120、150、180℃，焙烘时间为90s，整理织物水洗前后的凉感测试结果如图4所示。
由图4可以看出，整理后的汉麻织物凉感性能随着焙烘定形温度的升高而提升，水洗后的Qmax总体变化不大。可见定形温度会影响凉感整理剂在织物上的有效附着，焙烘定形过程使整理剂能够有效地附着在织物表面，但当定形温度过低时，整理剂附着在织物表面的牢固性比较弱，导致整理织物的凉感性能不佳。
设置轧车压力为0.3MPa，焙烘温度为150℃，焙烘时间为90、150、180s。整理织物水洗前后的凉感测试结果如图5所示。由图5可以看出，整理后的汉麻织物凉感性能并未随着焙烘定形时间的延长而加强，当定形时间为90s时，整理织物可以取得较好的凉感性能。
2.3 不同整理剂的效果对比
进一步采用响应曲面（RSM）分析法建立数学模型，优化加工工艺流程。以最大瞬态热流量（Qmax）作为响应值，用Design-Expert软件构建与响应因子之间函数关系的响应曲面模型，针对上述单因素实验结果周边的范围值设计多因素实验方案（如表2所示），描述各个影响因子的作用。
根据响应值进行Design-Expert软件回归分析，得出线性多元回归模型，方程式为：Qmax=0.1897+0.0066a+0.0004b-0.0013c。如表3所示，本模型p值为0.0020，小于0.01，表明该模型具有统计学意义；变量轧车压力p值小于0.01，具有显著影响；而焙烘温度和焙烘时间的影响不显著。
图6为模型拟合值与实测值对比。由图6可知，在测量范围内各数据点基本分布在一条线两侧，差距较小，表明该模型拟合了大部分因素的变化，少部分因素的失拟可能是由于操作不当等。综合单因素实验的初步优选和响应面模拟分析，优选加工条件为：轧车压力0.35MPa，150℃焙烘定形90s。
3 结论
以汉麻/棉混纺织物为加工对象，提出两种凉感整理剂的复配方法，以6%的1#整理剂复配4%的2#整理剂，可提高耐水洗性。以响应面法对加工条件进一步分析，优选加工条件为：轧车压力0.35MPa，150℃焙烘定形90s。响应面模型具有统计学意义，可在纺织加工领域推广使用
参考文献
[1]王启明，陈力群，许贻东，等.吸湿凉感纬编针织面料开发[J].针织工业，2018(9)：13-18.
[2]毛志坚，周永凯，张华.涤/棉?锦/棉混纺夏作训迷彩织物的接触凉感研究[J].纺织导报，2018(4)：92-94.
[3]杨卫忠，孔彩珍.凉爽型聚酯纤维的开发[J].合成纤维，2012，41(5)：31-34.
[4]左凯杰，高妍，吴金玲，等.超仿麻针织面料的开发[J].针织工业，2021(10)：33-36.
[5]季萍，季国苗，李心祥，等.汉麻/超高分子质量聚乙烯纤维面料整理及其性能[J].印染助剂，2021(10)：54-57.
[6]陈晨.超高分子量聚乙烯/罗布麻交织凉席面料的设计与生产[J].上海纺织科技，2021(7)：47-48.
[7]王平，王庆淼，唐欢，等.一种天然凉感抗菌色织凉席面料的加工方法：202110538723[P].2021-05-18.
[8]单国华，柳疆梅，张曼宁，等.响应面法优化罗布麻茶天然染料上染羊毛织物[J].针织工业，2021(11)：41-45
文章摘自：王贺兰，王庆淼，王平等.汉麻/棉混纺面料的凉感整理及其响应面工艺优化[J].染整技术，2023，45(05)：32-35.
