聚乳酸/棉混紡織物的服用性能

劉榮欣，胡 萍

(江西服裝學(xué)院 服裝工程學(xué)院，江西 南昌 330201)

聚乳酸(PLA)纖維又被稱為玉米纖維，是采用可再生的玉米、小麥等淀粉原料經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳酸，然后經(jīng)聚合、紡絲而制成的[1]。聚乳酸纖維具有優(yōu)異的可生物降解特性，在土壤中、水中會(huì)分解成二氧化碳和水，然后在光合作用下，重新轉(zhuǎn)化成淀粉形成初始原料[2-3]。因此，聚乳酸纖維是一種可再生、可循環(huán)利用的合成高分子材料。與傳統(tǒng)的滌綸相比，聚乳酸纖維在強(qiáng)伸度、耐熱性、吸濕性等方面均優(yōu)于滌綸[4]。

棉纖維是一種常用的天然纖維，它具有優(yōu)良的柔軟度、吸濕性、親膚性等，被廣泛用于純紡面料中，或?yàn)閺浹a(bǔ)化學(xué)纖維吸濕性、親膚性差的缺陷而被用于化纖混紡面料中。傳統(tǒng)的滌綸/棉混紡面料，由于其服用性、強(qiáng)伸性、環(huán)保性隨各種纖維含量的不同而有明顯變化，所以開發(fā)環(huán)保又具有良好服用性能的紡織面料是目前的研究熱點(diǎn)之一。

本研究對(duì)比了5組不同品種規(guī)格的聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物，每種規(guī)格的聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物各一塊，共10塊樣品織物，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)分析，最后得出性能最優(yōu)的聚乳酸/棉混紡織物的品種規(guī)格，對(duì)聚乳酸纖維在紡織面料中的應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試樣規(guī)格

選取規(guī)格相同或相近的聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物，進(jìn)行透氣性、芯吸效應(yīng)、折皺回復(fù)性、抗起毛起球性、剛?cè)嵝詼y(cè)試并對(duì)比分析?？椢镆?guī)格見表1，其中試樣1#、3#、5#、7#、9#是聚乳酸/棉混紡織物(PLA/C)，試樣2#、4#、6#、8#、10#是普通滌綸/棉混紡織物(T/C)。

表1 試樣規(guī)格Tab.1 Specifications of the sample

1.2 織物服用性能測(cè)試

對(duì)10種試樣進(jìn)行透氣性、芯吸效應(yīng)、折皺回復(fù)性、抗起毛起球性、剛?cè)嵝詼y(cè)試。

織物的透氣性測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》[5]中的要求，采用YG461D型數(shù)字式織物透氣量?jī)x進(jìn)行測(cè)試。在每種樣品的不同部位測(cè)試10次，取平均值。

利用YG871型織物毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀進(jìn)行織物的芯吸性能測(cè)試。在每塊試樣上裁取經(jīng)向×緯向?yàn)?0 cm×2.5 cm的試樣5塊，設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，在室溫條件下測(cè)試30 min。記錄30 min后液體上升的高度，取5次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值。

織物的折皺回復(fù)性測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測(cè)定 回復(fù)角法》[6]中的水平法測(cè)定織物的折皺回復(fù)角，利用YG541B型織物折皺彈性儀，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，每種樣品經(jīng)向測(cè)定5次，然后求其平均值。

織物的抗起毛起球性利用YG505型圓軌跡法進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于每種規(guī)格的織物，用專門的裁剪器裁剪直徑為(113±0.5)mm的圓形試樣5塊，并根據(jù)測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，然后把所測(cè)試樣上的毛球大小、密集程度與標(biāo)準(zhǔn)樣照進(jìn)行對(duì)比，并給予相應(yīng)的等級(jí)評(píng)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果取其平均值。

織物的剛?cè)嵝詼y(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18318.1—2009《紡織品 彎曲性能的測(cè)定 第1部分：斜面法》[7]，對(duì)每種樣品進(jìn)行彎曲長(zhǎng)度的測(cè)定，然后計(jì)算其抗彎長(zhǎng)度，并分析該織物的剛?cè)嵝浴?/p>

2 結(jié)果與分析

聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物的透氣性、芯吸效應(yīng)、折皺回復(fù)性、抗起毛起球性、剛?cè)嵝詼y(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 織物服用性能測(cè)試結(jié)果Tab.2 The data of fabric wearing performance

2.1 織物透氣性對(duì)比

織物的透氣性與其紗線密度、紗線緊度、織物組織結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)[8]?？椢锩芏仍叫。喚€間空隙越大，織物的透氣性越好。從表2可以看出，單從織物的纖維成分來說，聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物的透氣量并沒有明顯的差異，5#、6#卡其斜紋織物的透氣性明顯好于相近規(guī)格的平紋織物1#、2#。對(duì)于9#、10#，從織物組織上來說，緞紋組織由于紗線的交織點(diǎn)較少，透氣性會(huì)較好，但由于9#、10#的經(jīng)紗密度很大，與其他參數(shù)相同或相近的平紋、斜紋組織相比，其透氣性較差。

2.2 織物芯吸效應(yīng)對(duì)比

織物芯吸效應(yīng)與纖維成分、纖維結(jié)構(gòu)、紗線結(jié)構(gòu)、織物組織結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。纖維的吸濕性能和水?dāng)U散能力越好，織物的芯吸性能就越好。紗線密度、緊度越小，織物組織越稀疏，則織物的芯吸性能越好。

從5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，相同規(guī)格的聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物相比，聚乳酸/棉混紡織物的芯吸效應(yīng)均好于普通滌綸/棉混紡織物。這是由于聚乳酸纖維呈卷曲狀，為全芯結(jié)構(gòu)，橫切面略呈圓形，與滌綸相比具有較好的吸濕性[9]。更重要的是，聚乳酸纖維具有良好的水?dāng)U散性和芯吸性，可與棉混紡制作吸濕排汗型復(fù)合纖維[10]。試樣1#、3#與2#、4#的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，紗線的線密度一定，密度越大，織物的芯吸性能相應(yīng)降低，而試樣1#、5#與2#、6#的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明同規(guī)格的織物斜紋組織的芯吸性能好于平紋組織。

2.3 織物折皺回復(fù)性對(duì)比

織物折皺回復(fù)性主要受以下因素的影響，如纖維的拉伸回復(fù)能力、表面摩擦性能、初始模量[11]，紗線的結(jié)構(gòu)，織物的組織結(jié)構(gòu)，紗線密度與所受外力的大小和方向等[12]。

由折皺回復(fù)角整體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，相同規(guī)格的聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物相比，聚乳酸/棉混紡織物的折皺回復(fù)性均好于普通滌綸/棉混紡織物。這是因?yàn)榫廴樗崂w維的初始模量較小，在小負(fù)荷作用下容易變形，具有很好的手感且回彈性很好，延伸5%時(shí)，彈性回復(fù)率為93%，延伸10%時(shí)，彈性回復(fù)率為64%，優(yōu)于滌綸纖維。從試樣1#、3#與2#、4#的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，當(dāng)紗線細(xì)度相同時(shí)，如紗線密度較大，則織物的折皺回復(fù)性能較差，這是因?yàn)榧喚€間交織緊密，不利于紗線受到外力變形后的回復(fù)，所以降低了織物的折皺回復(fù)性。由試樣1#、5#與2#、6#的折皺回復(fù)角數(shù)據(jù)來看，同規(guī)格的織物斜紋組織的折皺回復(fù)性好于平紋組織，這是因?yàn)樾奔y組織的交織點(diǎn)較為稀疏，經(jīng)緯紗線間容易滑移，受力形變后易于回復(fù)。

2.4 織物抗起毛起球性對(duì)比

從10個(gè)試樣的測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，相同規(guī)格的聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物相比，抗起毛起球性能差異不大，基本持平，原因是聚乳酸與滌綸纖維均是化纖長(zhǎng)絲，而且兩者的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率差不多。但從試樣1#、2#、5#、6#、9#、10#和1#、2#、3#、4#的數(shù)據(jù)可以看出，平紋組織織物的抗起毛起球性能優(yōu)于斜紋組織織物，密度較大的織物的抗起毛起球性能要優(yōu)于密度較小的織物，這是因?yàn)榧喚€交織多、交織緊密，紗線間不易出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，繼而不會(huì)出現(xiàn)紗線脫出、斷裂而導(dǎo)致的起毛起球現(xiàn)象。

2.5 織物剛?cè)嵝詫?duì)比

織物的剛?cè)嵝杂址Q織物的硬挺度，是指織物抵抗彎曲變形的能力，其影響因素主要有纖維本身的初始模量、紗線形狀及織物的幾何結(jié)構(gòu)?？椢锶魟偠冗^大，則會(huì)影響織物的手感和穿著服用性，若剛度過小，則織物缺少身骨。

從5組數(shù)據(jù)可以看出，相同規(guī)格的織物，平紋織物的抗彎長(zhǎng)度大于斜紋織物，密度大的織物，其抗彎長(zhǎng)度大于密度較小的織物。試樣9#、10#雖然是緞紋組織，其抗彎長(zhǎng)度理論上應(yīng)小于斜紋組織織物，但因其經(jīng)紗密度較大，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處于中間位置。

3 結(jié)語

聚乳酸纖維是一種新型的生態(tài)環(huán)保型纖維，具有較高的強(qiáng)度與伸長(zhǎng)、較低的初始模量、較好的彈性回復(fù)率、良好的水?dāng)U散性和芯吸性，能與棉纖維混紡制成吸濕排汗型面料。更為重要的是，聚乳酸纖維最突出的特點(diǎn)是生物可降解性，符合環(huán)保的要求。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以說明，相同規(guī)格的聚乳酸/棉混紡織物與普通滌綸/棉混紡織物相比具有較好的芯吸性、折皺回復(fù)性、柔軟度，其吸濕性能和抗起毛起球性能相當(dāng)。綜合評(píng)價(jià)，聚乳酸/棉混紡織物的基本服用性能優(yōu)于相同規(guī)格的普通滌綸/棉混紡織物，而且也避免了滌綸纖維難降解的問題。