緯平針織物平整加工工藝對服用性能的影響

陳吳健，徐英蓮，孔繁貞

(浙江理工大學(xué)先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310018)

針織物具有良好的彈性和延伸性［1－2］，經(jīng)反復(fù)洗滌與使用后容易收縮變形，平整性較差，影響針織服裝的造型。為了改善針織物的平整性，通常采用聚丙烯酸酯涂層定型的后整理方法，但是針織物的舒適透氣等服用性能會受到一定的影響［3－4］。為減少涂層定型對針織物舒適透氣性的影響，本文采用主原料與低熔點(diǎn)雙組分滌綸長絲交織，利用低熔點(diǎn)纖維熔融黏結(jié)特點(diǎn)，改善針織物的平整性。

為對比分析2種工藝對針織物性能的影響，本文以棉毛混紡紗緯平針織物為研究對象，制備了4種涂層劑對其進(jìn)行涂層加工，同時(shí)采用主原料與低熔點(diǎn)雙組分滌綸長絲交織，進(jìn)行熱定型。分別測試織物的防脫散性、折皺回復(fù)性、抗彎剛度和透氣性等，評價(jià)不同工藝對針織物透氣性能的影響，探討緯平針織物的平整加工工藝。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

35.7 tex棉/毛(70/30)混紡紗，外購;8.6 tex皮芯結(jié)構(gòu)低熔點(diǎn)雙組分滌綸長絲，皮層為低熔點(diǎn)組分(熔點(diǎn)約160℃)，芯層為普通滌綸，皮芯比例為2∶1，南通天鼎熱熔膠有限公司提供。

聚丙烯酸酯涂層劑、消泡劑、氨水、乳化劑和PTF增稠劑，工業(yè)級，佛山市元羽化工有限公司;丙烯酸甲酯、苯乙烯、二羥甲基脲、三聚氰胺、丙烯酸丁醋、丙烯酸、過硫酸氨、丙烯腈和N-羥甲基丙烯酰胺，化學(xué)純，杭州高晶細(xì)化工有限公司。

電腦橫機(jī)(12針);M-6型連續(xù)式萬能熱定形機(jī)，杭州三錦科技有限公司;YG461D型數(shù)字式織物透氣量儀，溫州方圓儀器有限公司;YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀、YYL-01型電子硬挺度儀和YG026D型多功能電子織物強(qiáng)力機(jī)，山東萊州市電子儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 針織物的織造

分別采用35.7 tex棉/毛(70/30)混紡紗為主原料和不同的添紗，根據(jù)編織要求，設(shè)計(jì)線圈密度、牽拉張力等工藝參數(shù)，統(tǒng)一彎紗深度Np值為100，編織平紋織物。

1.2.2 針織物預(yù)整理工藝

針織物下機(jī)后，尺寸會隨著外力和溫濕度的變化而變化，經(jīng)洗滌并在自由狀態(tài)下干燥后，其尺寸基本不變［5］。針織物預(yù)整理工藝［6］如下:織物下機(jī)后靜置48 h→洗滌(洗滌劑2%，浴比1∶20，浸泡時(shí)間15 min)→干燥(平鋪，在自由狀態(tài)下干燥后，放置24 h)，按照上述2個(gè)步驟重復(fù)洗滌3次。

1.2.3 熱定型工藝

根據(jù)低熔點(diǎn)滌綸長絲的熔融溫度和預(yù)試驗(yàn)確定熱定型工藝的最佳定型溫度為160℃，定型時(shí)間為120 s，用M-6型連續(xù)式萬能熱定形機(jī)對織物進(jìn)行熱定型。

1.2.4 涂層漿的配制

涂層后整理是在織物正面或反面均勻地涂覆1層或多層高分子化合物［7－9］。通過預(yù)試驗(yàn)，本文采用常用的3種涂層漿和1種適用于高級織物的涂層漿對織物進(jìn)行涂層處理。其中，A涂層漿配比為:聚丙烯酸酯100g、PTF增稠劑用量2 g、涂層漿黏度10Pa·s;B涂層漿配比為:聚丙烯酸酯100g、PTF增稠劑用量4 g、涂層漿黏度15Pa·s;C涂層漿配比為:聚丙烯酸酯100g、PTF增稠劑用量6 g、涂層漿黏度20Pa·s;D涂層漿配比為:丙烯酸甲酯2 g、苯乙烯3 g、丙烯腈3 g、丙烯酸丁醋30g、N-羥甲基丙烯酰胺3 g、丙烯酸2 g、二羥甲基脲120g、三聚氰胺8 g、乳化劑3 g、過硫酸胺7 g、PTF增稠劑用量2 g、涂層漿黏度15Pa·s，4種涂層漿中氨水、消泡劑和蒸餾水用量分別為0.5、0.5和200g，浴比均采用20∶1。

1.2.5 織物涂層定型工藝

將織物裁成300mm×200mm的尺寸→稱量→配制涂層漿→織物浸漬1h→二浸二扎(常溫，壓力3檔，速度1檔)→烘干(50℃烘箱內(nèi))→按照上述2個(gè)步驟重復(fù)浸扎5次。7中測試織物的基本參數(shù)如表1所示。

表1 7種測試織物基本參數(shù)Tab.1 Basic parameters of seven tested fabrics

1.3 織物性能測試

1.3.1 織物的防脫散性測試

織物的防脫散性能主要取決于織物線圈接觸點(diǎn)間的摩擦力，線圈接觸點(diǎn)間的摩擦力越大，則黏結(jié)點(diǎn)的黏結(jié)力越大，接觸點(diǎn)的壓力越大，摩擦力越大，防脫散性越好。所以通過測試織物脫散時(shí)的黏結(jié)力，可衡量織物的防脫散性能。

使用YG026D型多功能電子織物強(qiáng)力機(jī)，參照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定》測試織物的防脫散性。測試時(shí)上夾持器夾持織物的一端，下夾持器夾持緯編織物脫散的紗線，開始等速拉伸，拉伸距離為80mm，得出織物發(fā)生脫散的拉力曲線圖，每種試樣測試5次，計(jì)算最大黏結(jié)力的平均值，應(yīng)用數(shù)值積分法計(jì)算平均黏結(jié)力。

1.3.2 織物的折皺回復(fù)角測試

按照GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測定回復(fù)角法》，使用YG541型織物折皺彈性測試儀對試樣進(jìn)行測試。

1.3.3 織物的抗彎剛度測試方法

按照GB/T 18318.1—2009《紡織品 彎曲性能的測定 第1部分:斜面法》，使用LLY-01型電子硬挺度儀對試樣進(jìn)行測試。

1.3.4 織物的透氣性測試方法

按照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，使用YG461D型織物透氣量儀進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 織物防脫散性

針織物的最大黏結(jié)力反映了織物脫散時(shí)線圈圈弧之間相互分離時(shí)的最大作用力，平均黏結(jié)力反映了針織物線圈整體結(jié)構(gòu)拆散過程的平均作用力，是針織物穩(wěn)定性的綜合性指標(biāo)。本文以平均黏結(jié)力衡量后整理對針織物防脫散性的影響。表2示出各針織物的黏結(jié)力。由表2可知，織物10#的平均黏結(jié)力比00#約大130%。分別以00#和10#為參照樣本，根據(jù)變化率的大小，研究涂層和纖維熱熔定型工藝對針織物性能的影響:織物00#經(jīng)A、B、C、D不同涂層工藝的處理，其平均黏結(jié)力均有較大的提高，其中D工藝處理的織物04#平均黏結(jié)力提高最大(約為120%)，即涂層后織物的防脫散性能提高了1倍以上?？椢?0#經(jīng)熱熔定型整理，其防脫散性能提高了約110%，即利用低熔纖維的熔融黏結(jié)，可以提高緯編針織物的防脫散性能。本文織物的防脫散性能提高了1倍左右。

采用相同的編織工藝條件，在棉毛混紡紗中添加了8.6 tex的低熔點(diǎn)滌綸長絲，紗線的線密度由35.7 tex增加到44.3 tex(增加了24%)，針織物的面密度由201 g/m2增加到255 g/m2，增加了27%，緯編針織物紗線之間的抱合力增加了，織物防脫散能力約提高130%，即織物的緊密度是影響緯編針織物防脫散性的重要指標(biāo)。

表2 黏結(jié)力的對比Tab.2 Comparison of adhesive strength

由于涂層漿料填充到線圈的空隙中，增大了紗線間抱合力，針織物的防脫散性能得到了大幅度的改善，即涂層后整理能夠提高緯編針織物的平整性能。

織物中添加低熔點(diǎn)滌綸長絲后，當(dāng)熱定型溫度達(dá)到滌綸長絲的熔點(diǎn)時(shí)，受熱纖維熔融，在交錯(cuò)紗線中起到黏結(jié)穩(wěn)定的作用，減少受力時(shí)相鄰線圈紗線的相互轉(zhuǎn)移，提高緯編針織物的平整性能。

2.2 織物折皺回復(fù)性

折皺回復(fù)性即在搓揉力的作用下，織物抵抗折皺形成的性能。折皺回復(fù)性的測試用折皺角來表示。折皺角愈大，織物的抗折皺性愈好［10］。表3示出試樣的折皺回復(fù)角。

表3 折皺回復(fù)角的對比Tab.3 Comparison of crease recovery angle

由表3可知，緯編針織物是由緯向給紗編織而成，織物的經(jīng)、緯向性能相差很大，織物00#緯向的折皺回復(fù)角遠(yuǎn)大于經(jīng)向(約差12倍)。與00#相比，織物10#的經(jīng)緯向折皺回復(fù)角分別提高約20%和15%，即隨著織物緊密度的提高，織物經(jīng)緯向的折皺回復(fù)角均有一定程度的提高，其中經(jīng)向提高的幅度大于緯向，緯編針織物經(jīng)緯向性能差異有減少的趨勢。

經(jīng)涂層后整理工藝，針織物的緯向折皺回復(fù)角有一定幅度的提高，經(jīng)向折皺回復(fù)性有大幅度的提高，以C涂層工藝為例，與織物00#相比，針織物的經(jīng)緯向折皺回復(fù)角分別提高約290%和20%，即涂層整理工藝，較大幅度地改善了緯編針織物的抗折皺性，大幅度減少了織物經(jīng)緯向性能差異。

以織物10#為參考，經(jīng)纖維熱熔定型工藝整理，織物15#的經(jīng)緯向折皺回復(fù)角分別增大了約520%和13%，即利用低熔纖維的熔融黏結(jié)，可提高其抗折皺性，大幅度減少織物經(jīng)緯向性能差異。

低熔點(diǎn)滌綸長絲的紗線彎曲回復(fù)能力優(yōu)于棉/毛混紡紗，折皺回復(fù)性好，與織物00#相比，織物10#的經(jīng)緯向折皺回復(fù)角均有提高，主要是織物緊密度提高，增加紗線之間摩擦力，減少線圈的變形所致。

織物經(jīng)過涂層處理，涂層漿料填充在線圈之間，能夠增大紗線間切向力，減少織物受力時(shí)，紗線之間的轉(zhuǎn)移大幅度地改善織物經(jīng)向平整性。

纖維熱熔定型工藝中低熔點(diǎn)滌綸長絲熔融黏結(jié)，在芯層普通滌綸的支撐下纏結(jié)并依附在常規(guī)紗線表面，形成結(jié)點(diǎn)，增大了織物經(jīng)向的切向力，當(dāng)重力釋放時(shí)，易回原到原始狀態(tài)，增強(qiáng)了織物抵抗折皺的能力。

2.3 織物抗彎剛度

抗彎剛度即織物抵抗彎曲形變的能力，與服裝的平整性能密切相關(guān)?？椢锏目箯潉偠扔每箯濋L度表征，抗彎長度越大，其抗彎剛度越大，服裝平整性越好。表4示出各針織物的抗彎長度。由表可知，織物10#的抗彎長度與00#的基本相當(dāng);經(jīng)涂層和纖維熱熔定型工藝后整理，針織物的抗彎剛度均有所改善，分別增加了約29%和56%。

表4 抗彎長度的對比Tab.4 Comparison of bending length

緯編針織物結(jié)構(gòu)松軟，抗彎長度較小;低熔點(diǎn)滌綸長絲彈性好，初始模量低，表面光滑，在棉/毛混紡紗中添加低線密度的滌綸長絲對織物的抗彎剛度影響較小。

由于涂層漿料填充在線圈之間，改變了針織物松軟的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，提高了織物的抗彎長度，而且漿料本身也增加了紗線的抗彎剛度。

纖維熱熔定型工藝中低熔點(diǎn)滌綸長絲熔融黏結(jié)，在常規(guī)紗線表面形成結(jié)點(diǎn)，紗線由松散狀態(tài)變?yōu)榫o密剛硬狀態(tài)，不僅長絲自身抗彎曲能力增強(qiáng)，還增強(qiáng)了和棉/毛紗線的抱合力，使織物的抗彎剛度有一定程度的增加。

2.4 織物透氣性

透氣性不僅直接影響織物的服用性能，還對織物的衛(wèi)生性能產(chǎn)生影響，所以要求織物必須具有一定的透氣性，使服裝內(nèi)的空氣及時(shí)更換，保持舒適和清潔。毛織物作為新世紀(jì)倍受重視的紡織品，其透氣性是一個(gè)不可忽視的重要指標(biāo)［11］。表5示出各種織物的透氣率。由表可知，與00#織物相比，在相同的編織工藝條件下，在棉毛混紡紗中添加了8.6 tex的低熔點(diǎn)滌綸長絲所得的織物10#，其透氣率減少了約40%;經(jīng)涂層后整理工藝，針織物的透氣性大幅度地降低，其中C涂層工藝，織物透氣性下降最多，與整理前織物00#相比，針織物的透氣性減小約30%;經(jīng)纖維熱熔定型工藝，針織物的透氣性沒有發(fā)生明顯的改變，與處理前織物10#相比，本文針織物的透氣性增加約5%。

表5 透氣率的對比Tab.5 Comparison of permeating rate

影響織物透氣性的直接因素是織物的孔隙率，其次是紗線的結(jié)構(gòu)和性能，相比織物00#，織物10#的密度大，孔隙率小，所以透氣性明顯降低。

經(jīng)過涂層工藝整理，織物的空隙被涂層漿料填充，孔隙變小、孔隙數(shù)量也減小，透氣性明顯變差。

采用主原料與低熔點(diǎn)雙組分滌綸長絲交織織物，在一定的熱定型條件下，受溫度、壓力作用較大的紗線圈弧交叉部段，其低熔點(diǎn)原料熔化較為完全，在交叉部段紗線中起黏結(jié)作用，而其他部分熔化不完全，所以織物的孔隙率變化不大，在顯微鏡下觀察織物結(jié)構(gòu)，線圈的空隙率沒有發(fā)生明顯的變化，因此，在此熱熔定型工藝下，織物的透氣性影響不大，即仍能保持原有的透氣性。

3 結(jié)論

1)經(jīng)涂層工藝，緯平針織物的平整性得到了大幅度的提高:經(jīng)緯向折皺回復(fù)性分別提高了290%和20%，防脫散性提高了120%，抗彎剛度提高了29%。但透氣性降低了30%，影響了針織物的舒適透氣性。

2)經(jīng)熱熔定型工藝，緯平針織物的平整性得到了大幅度的提高:針織物經(jīng)緯向折皺回復(fù)性分別提高了520%和13%，防脫散性提高了110%，抗彎剛度提高了56%。透氣性增加了5%，即在織物平整性大幅度提高的同時(shí)，能保持織物原有的透氣性。

3)涂層工藝與熱熔定型工藝都能改善緯平針織物的平整性，但從織物的制作工藝分析，纖維熱熔定型工藝使纖維間的熔融黏結(jié)點(diǎn)在織物中的分布更均勻，性能更穩(wěn)定，能夠保持針織物的透氣性。

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