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【集萃网观察】为提高军用服装的舒适性，开发了一种大麻／棉防红外迷彩织物，对织物的色牢度和基本物理机械性能、舒适性和伪装性等进行了测试分析。结果表明，这种混纺织物在吸湿、散湿性方面比纯棉织物有一定提高，能达到改善服装舒适性的目的，且能满足伪装的要求；但断裂强力和柔韧性有所下降，仍需进一步改进。
迷彩织物最初是用作军用伪装服而开发的，但随着人们个性化潮流的发展，作为一种区别于传统服装特点的新式着装，迷彩也受到年青人广泛的认同和喜爱。在国内用作军用服装，迷彩服面料多为涤棉混纺织物。在美国等多采用锦棉混纺。无论是军用还是民用服装，舒适性和环保性都越来越被人们所关注，因此，在迷彩织物中引入环保型材料具有重要的现实意义。大麻纤维是一种绿色、环保、健康的纺织原料，有许多优良性能，如良好的吸湿散湿性、抗霉抑菌性和耐热、耐晒、耐腐蚀性能，还具有屏蔽紫外线，消散声波光波等功能。但是大麻纤维大分子取向度和结晶度较高导致其刚性大、弹性小，纤维之间抱合力差，成纱较困难。因此为弥补其可纺性差的弱点，多采用麻棉混纺。大麻混纺织物在军队和人民生活方面已有所应用，对其服用性能的研究也有报道，但大麻迷彩织物开发却还鲜见。为此，开发了大麻／棉迷彩印花织物，通过与纯棉迷彩织物的对比分析，探讨其优缺点和改进的可行性。
1实验部分
1.1 试验材料
选用两种织物规格相同都为3／1斜纹组织，经纬纱线密度均为58.3tex，经密331根／10cm，纬密l89根／10cm。纱线成分见表1。
所用染料包括：CLG-01黑、CMG兰(Dysstar公司产品)、橄R、橄T、CDRY黄、BR棕、G黄(上海染料厂产品)。
表1织物原料组成
织物编号 经纱成分 纬纱成分
1# C 100％ H 55／C 45
2# C 100％ C 100％
注：C表示棉，H表示大麻。
1.2 印花工艺
用黑、棕、绿、黄各色还原染料拼混，调整染料用量，拼混出黑、棕、绿、土黄4种颜色，既实现迷彩伪装所需的颜色，又达到这种颜色的反射率要求，然后进行迷彩印花。
各种颜色拼混所需染料为：
黑：CLG-01黑、橄R；
棕：橄T、BR棕、CDRY黄；
绿：CMG兰、G黄、CDRY黄；
黄：BR棕、CMG兰、CDRY黄。
工艺流程为：
印花→还原蒸化→泠水洗→氧化→皂洗→热水洗→冷水洗→烘干。
使用STORK MBK 2000型圆网印花机(德国)，ZYMA 781型快速蒸化机(浙江余姚)；蒸化温度为140℃，轧车压力为3kg／cm2。
其轧液配方为：液碱l00g／L、保险粉l50g／L，车速30m／mm。
1.3 测试方法
1.3.1 色牢度
分别根据GB／T3920-1997，GB／T3921.1-1997和GB／T3922-1995，对试样进行摩擦色牢度、耐洗色牢度和汗渍色牢度测定。选取黑、棕、绿、土黄4种色块分别进行测试。
1.3.2基本力学性能
断裂强力和伸长按照GB／T3923．1进行测试，拉伸速度100mm／min。
弯曲长度按照GB／T18318-2001的方法进行测试，试验条件：l5℃，50％RH。
1.3.3吸湿性
按照GB／T9995-1997进行测试，将试验布在65％RH，20℃的环境中放置24h称重记为G，然后将试样烘至恒重，称重记为G0，按公式(1)计算得到织物的回潮率。
G-G0
回潮率(％)= ————×l00
G0
1.3.4散湿性
首先称取试样(10cm×10cm)的重量W1，将试样浸泡到蒸馏水中，使其充分润湿，然后用均匀轧车轧至带液率60％，称样品重量W2。再将试样放到37．5℃，65％RH的环境中经过tmin，再称取重量W3，按式(2)计算散湿干燥率。
W2-W3
δ(％)= ————×100
W2-W1
每种样品测试3个，取平均值；每隔5min或10min记录一次数据，并做散湿曲线。
1.3.5 光谱反射曲线
采用美国泊金-埃尔默公司的PE682红外分光光度计，分别对迷彩织物的4种不同颜色进行扫描测试，测试波长范围280～2500nm每10min记录一次数据点。
2结果与讨论
2.1 色牢度
大麻／棉迷彩印花织物的各项色牢度测试值见表2。
表2 4种颜色的各项色牢度值 单位：级
磨擦牢度 皂洗牢度 酸汗渍牢度 碱汗渍牢度
项目 干 温 沾 色 褪色 沾 色 褪色 沾 色 褪色
经 纬 经 纬 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
绿 4 4 3 3-4 4 4 4-5 4 4 4 4 4 4
土黄 4 4-5 3-4 4 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5
从表2可看出，黑、棕、绿、土黄色的湿摩擦牢度明显偏低。对比《07迷彩作训服指标》的牢度要求，黑色的酸汗渍棉沾色牢度应达到4级，棕色的汗渍变色牢度应达到4级，大麻棉迷彩织物的这两项值略微偏低。但根据指标规定允许3项指标低半级，因此新开发的迷彩织物的色牢度满足作训服要求。
由于大麻的超分子结构与棉存在较大的差异，主要表现为结晶度、取向度高，因此染料分子难以进入纤维内部、固色率低，染深性差。而此大麻棉织物能够获得较满意的染色效果，主要有以下两个原因：(1)染料选取适宜。多采用蒽醌型还原染料，其色牢度高，色谱齐全；染料本身没有共轭双键连接，经还原成隐色体的钠盐，共轭双键连贯整个分子，共轭双键的增多，会促进可见光的吸收，因此出现深色效应，同时增加了纤维的亲和力。(2)大麻与棉混纺，降低了大麻难染性影响度。
2.2 基本力学性能
测试大麻棉迷彩织物纬向基本力学性能，并与纯棉迷彩织物做比较，测试结果见表3。
表3织物纬向力学性能对比
项目 断裂强力／N 伸长率/％ 弯曲长度／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，大麻纤维的加入，使织物的强力、弹性和柔软性有一定程度的降低。这主要是因为大麻纤维刚硬程度较大，卷曲少，纤维之间抱合力小(为满足纺纱需要不能够完全脱胶)。H55／C45纬纱在拉伸过程中，55％的大麻纤维伸长较小，首先被拉断，45％的棉纤维需要承受全部的负荷；因此其断裂强力和伸长率均小于全棉纱的。由于混纺纱的断裂强力和拉伸性能与各组分纤维的性能及混纺比密切相关，因此可通过改变混纺比，适当增大棉的比例或加入其他纤维来改善含大麻纤维织物的机械性能。
2.3 吸湿散湿性
大麻棉与纯棉迷彩织物的吸湿性能对比如表4所示。
表4织物吸湿性对比
项目 大麻／棉 全棉 上升l％
回潮率/% 7.27 6.29 15.58
由表4可知，大麻纤维的加入大大提高了织物的吸湿性，穿着时人体产生的潜汗能够被服装吸收，从而保持了人体与服装微气候环境内的干爽舒适感。
分别测试纯棉和大麻棉混纺迷彩织物的放湿干燥速率并做散湿曲线，如图l所示。
从图1可看出，纬向是大麻、棉混纺纱的织物在初期一定时间内能放出更多的水分。即40min之前，两种织物的放湿干燥率相差较大；在40min左右基本达到放湿平衡，此后随着时间的增加，水份散失逐渐不明显，且两种织物的最终干燥率趋于一致，含大麻的织物略高。
含大麻的迷彩织物具有更好的吸湿散湿性主要与大麻纤维的性质有关。大麻纤维的横截面为不规则多边形、腰圆形或多角形等，形状比棉更不规则，比表面积更大，能够吸附更多的水分子。且纤维中腔大，纵向有许多裂缝和孔洞，能通过毛细管道与中腔连通，便于水分子的进入和传导。因此大麻织物能够更快地将水分吸收、传导和蒸发出去。
2.4 伪装性能
迷彩织物不仅要满足军品服用要求，还要有良好的伪装能力以适应现代作战的需要。在可见光和近红外范围内，模拟背景物体的颜色、图案和光谱反射特性以达到伪装的目的。
在背景特性的诸多因素中，光谱反射曲线尤为重要，迷彩伪装服各种颜色的光谱反射曲线如果与相应背景无明显差异，则无论用哪种光学侦察系统检测都会与背景接近同色，不会产生明显的颜色差异。
测试大麻／棉迷彩织物在可见光和近红外范围内的反射光谱曲线如图2所示。
图2大麻／丰帛迷彩织物的反射曲线
黑色模拟黑土和阴影，一般要求在可见和红外光区有近乎恒定的低反射率；棕色则模拟树皮、阴影和红土等；而绿色模拟绿草和树叶，必须与“叶绿素的陡升’’或‘‘凸缘”相一致；黄色则需具有如沙、土典型的逐渐升高的红外反射曲线。大麻／棉迷彩织物的4种颜色均能较好地满足伪装的要求。下面以绿色为例做重点比较。
图3所示为迷彩绿色的反射曲线与枫叶和秋丁香反射曲线的比较。
图3 迷彩绿色与绿色植物曲线的比较
由图3可看出，迷彩绿色与枫叶和秋丁香的曲线变化趋势极为接近，700nm附近反射率有陡然升高，与“叶绿素的陡升”或“凸缘”相一致。说明在可见光区和近红外光区迷彩绿色较好地模拟了自然界植物色彩。迷彩印花采用蒽醌型还原染料，分子中具有共轭双键，吸收波长在650～700nm的可见光线能量而进入较高能量的激励状态。当激励状态的分子跃迁到基态时，由于能量损失，同时发射出波长较长的近红外光波，从而增加了近红外的反射值。因此迷彩绿色在700nm附近出现陡增。大麻／棉迷彩织物能获得良好的伪装性，主要与选择正确的染料、染料拼混比例、染料浓度等密切相关。
3 结论
(1)用葸醌型还原染料印制大麻／棉迷彩织物，染料的共轭双键能够促进可见光的吸收，出现深色效应；同时增加纤维的亲和力，能够克服大麻染色性差的缺点，使大麻／棉迷彩织物具有良好的色牢度和色深感。
(2)大麻／棉迷彩织物的断裂强力、断裂伸长和柔软性与纯棉织物相比，有一定程度的下降。需要通过改变混纺比或加入其他纤维混纺来改善。
(3)大麻／棉迷彩织物有更优良的吸湿和散湿性，与纯棉织物相比穿着更加干爽舒适。
(4)大麻／棉迷彩织物的黑、棕、绿、土黄4色能很好地模拟背景颜色，达到良好的伪装效果。
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来源: 中国印染助剂网
