純滌綸紗線中精梳滌綸纖維含量對機織物性能的影響

蘇旭中, 陳 可, 劉梅城, 高 強, 吉宜軍

(1.江南大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點實驗室, 江蘇 無錫 214122; 2.江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南通 226007;3.無錫高強特種紡織品有限公司,江蘇 無錫 214003; 4.南通雙弘紡織有限公司,江蘇 海安 226661)

隨著服裝向著時尚、舒適、功能等多元化方向發(fā)展,人們對高品質(zhì)面料的要求普遍提高[1]。由于滌綸紗具有粗細節(jié)少、強度高、彈性好等優(yōu)良的特點,使得它在服用領(lǐng)域占比越來越高[2]。但滌綸織物存在布面易出現(xiàn)橫檔、柔軟性差、透濕性差等問題,因而提高滌綸的服用性能變得十分重要。彭福建等[3]探討了纖維、紗線性能及織物結(jié)構(gòu)、后整理工藝對織物熱濕舒適性的影響;陳彩云[4]研究了仿絲綢處理條件和織物參數(shù)對滌綸織物懸垂性的影響;石煜等[5]探討了化學(xué)改性、等離子處理等改性方法對功能性滌綸織物的開發(fā);熊知智等[6]研究了不同種類的滌綸仿真絲織物對起毛起球性能影響;鄔淑芳等[7]研究了纖維、紗線及織物結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素對滌綸網(wǎng)絡(luò)絲仿麻織物耐磨性的影響,并對樹脂工藝參數(shù)進行優(yōu)化實驗;李亮等[8]研究了兩種化合物通過循環(huán)浸漬層層自組裝負載,改善了滌綸織物的抗靜電性,從而制備了滌綸抗靜電織物。但前述研究均是通過化學(xué)方法及控制某些因素來提高滌綸織物的服用性能,本文通過加入精梳工序,提高滌綸纖維的分離度、平行度及整齊度,并改善紗線品質(zhì)質(zhì)量,對于后道工序及織物的品質(zhì)有著很大的影響[9]。實驗在二并工序中采用條混工藝,普梳滌綸預(yù)并條與不同精梳纖維含量的滌綸條進行并合,細紗工序通過緊密紡技術(shù)制備14.8 tex紗線,并選擇兩種組織結(jié)構(gòu)織造織物,以研究不同精梳滌綸纖維含量及組織結(jié)構(gòu)對織物服用性能的影響,為開發(fā)高品質(zhì)滌綸機織物提供參考依據(jù)。

1 實 驗

1.1 纖維性能

滌綸短纖維(中國石化儀征化纖有限責任公司),規(guī)格為1.33 dtex×38 mm,斷裂強度為5.78 cN/dtex,斷裂伸長率為22.99%,超長率為0.2%。

1.2 紗線制備及性能

經(jīng)過HC380H精梳機(河南昊昌精梳機械股份有限公司)對滌綸條進行精梳整理,而后采用條混工藝,將普梳滌綸預(yù)并條與不同精梳纖維含量的滌綸條進行并合,細紗工序通過緊密紡技術(shù)紡制14.8 tex機織用紗(細紗捻系數(shù)363),其中1#為普梳對照樣。由表1可知,隨著精梳纖維含量的增加,紗線的斷裂強力呈現(xiàn)平緩上升的趨勢、條干不勻率呈現(xiàn)下降的趨勢,粗細節(jié)和棉結(jié)數(shù)量減少。這是由于精梳工序使得纖維的平行度、分離度及整齊度提高,減少了纖維之間的橫向無序糾纏,使得紗線的均勻度和斷裂強力得以改善[10]。

表1 紗線性能Tab.1 Yarn properties

1.3 織物規(guī)格

織造織物小樣的實驗設(shè)備為SGA598型全自動劍桿織樣機(江陰市通源紡機有限公司),織物的有效幅寬設(shè)定為30 cm,長度為90 cm。為探究織物組織及精梳纖維含量對織物性能的影響,本文采用常見的平紋組織及2/1斜紋組織進行織物開發(fā)。兩種織物使用同一臺小樣機進行織造,經(jīng)緯密度均設(shè)定為471×314根/10 cm,經(jīng)緯紗線密度均設(shè)定為14.8×14.8 tex。

1.4 測試儀器

YG601N-Ⅱ型電腦式織物透濕儀、YG 461E-Ⅲ全自動透氣量儀、YG401G型織物平磨儀(寧波紡織儀器廠),HD026NS電子織物強力儀(南通宏大實驗儀器有限公司),PhabrOmeter織物手感評價系統(tǒng)測試儀(美國欣賽寶科技公司)。

1.5 測試方法

1.5.1 織物的透濕性測試

依據(jù)GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分:吸濕法》測試織物的透濕性。設(shè)定透濕箱溫度為(38±2) ℃,相對濕度(90±2)%,在布樣上取3個直徑為70 mm大小的試樣。等透濕箱達到設(shè)定溫度,將透濕杯水平放置試驗箱內(nèi)平衡。每個透濕杯測量時間不超過30 s,計算公式為:

(1)

式中:Δm為同一試樣兩次稱量的質(zhì)量差,g;S為實驗面積,m2;t為實驗時間,24 h。

1.5.2 織物的透氣性測試

參照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》測試織物的透氣性。設(shè)置測試面積為20 cm2,測試壓差100 Pa,同一織物的不同部位測試10次取平均值。

1.5.3 織物的起毛起球性能測試

依據(jù)GB/T 21196.4—2007《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨損性的測定 第4部分:外觀變化的評定》對織物進行起毛起球測試。從布樣上取38 mm的圓,設(shè)定壓力位9 kPa,起毛起球2 000次。起毛起球后的織物依據(jù)視覺描述評級,1級最差,5級最好。

1.5.4 織物拉伸強力測試

依據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》,測試織物的拉伸強力。設(shè)定拉伸速度100 mm/min,隔距200 mm。從織物的不同的經(jīng)緯向中各裁取60 cm×300 cm,使用扯邊紗條樣法,將布樣扯到標準寬度50 cm,測試5次結(jié)果取平均值。

1.5.5 織物撕破強力測試

參照GB/T 3917.2—2009《紡織品 織物撕破性能 第2部分:褲形試樣(單縫)撕破強力的測定》對布樣進行撕破測試。設(shè)置拉伸速度為100 mm/min,隔距長度為100 mm。單縫法為矩形長條,設(shè)定幅寬為50 cm×200 cm,每個試樣從寬度的正中間剪開一條長100 mm的平行于長度方向的裂口,在距未切割端中間25 mm處標出撕裂終點。

1.5.6 織物風格測試

利用PhabrOmeter織物手感評價系統(tǒng)測試儀,測試織物的硬挺度、柔軟度、光滑度,以及懸垂系數(shù)和折皺回復(fù)性。將試樣裁剪成直徑為113 mm的圓,對織物硬挺度、柔軟度、光滑度進行測試。

2 織物性能分析

2.1 織物的透濕性

服用類織物首先要考慮其舒適性,舒適性影響著用戶的選擇,透濕性是檢驗舒適性的指標之一。由圖1可知,兩種織物的透濕量存在一定的差異,斜紋組織的交織點較平紋組織少,排列不緊密,當氣流通過織物時提供的通道多,則斜紋織物的透濕量要比平紋織物的透濕量有所增加。另一方面,精梳纖維的含量對織物的透濕性有著一定的影響。隨著精梳纖維含量的增加,纖維內(nèi)的分離度及平行度提高,紗線表面的毛羽減少,空氣通過織物的透濕量逐漸增加;精梳纖維含量在66%時,織物的透濕量最高。

圖1 織物的透濕性Fig.1 Moisture permeability of fabrics

2.2 織物的透氣性

現(xiàn)在服裝市場對織物舒適性要求越來越高,而透氣性作為服裝舒適性的重要指標之一,也備受關(guān)注?？諝馔高^織物的主要途徑有織物內(nèi)紗線間孔隙、紗線內(nèi)纖維間孔隙及纖維內(nèi)部孔隙三種[11]。從表1可以看出,透氣性隨著精梳纖維含量增加而增加;與普梳織物相比,精梳纖維含量在66%以上的織物透氣性明顯增加。這是由于普梳織物的表面毛羽較多,阻礙空氣透過織物,導(dǎo)致透氣性能下降,而精梳含量的增加使得紗線間空隙增加,同時使纖維之間的分離度得到改善。另一方面,不同的組織結(jié)構(gòu)對織物的透氣性有著較大的影響。從圖2可以看出,平紋織物和斜紋織物的透氣質(zhì)量指標有著明顯的差異。由于斜紋織物的交織點少,使得織物間紗線的空隙增加,從而提高了織物的透氣性。

圖2 織物的透氣性Fig.2 Air permeability of fabrics

2.3 織物拉伸斷裂強力

織物的拉伸性能是織物品質(zhì)評定的內(nèi)容之一,影響著織物的加工性及服用性能。實驗在控制纖維種類、紗線線密度及織物的經(jīng)緯密度等因素一致的前提下,來觀察精梳纖維含量及織物組織對織物拉伸性能的影響,結(jié)果如圖3所示。一方面,隨著精梳纖維含量的增加,織物經(jīng)緯向的拉伸斷裂強力逐漸增加,在精梳纖維含量66%時增加變緩;精梳纖維含量在66%時比全精梳的拉伸斷裂強力高。含精梳纖維的織物的拉伸性能優(yōu)于普梳織物的拉伸性能的原因在于精梳工序使得纖維之間的橫向聯(lián)系降低,大幅提高了織物的分離度與平行度,使得紗線在拉伸過程中,受力較普梳紗線均勻,從而含精梳紗線的織物拉伸斷裂強力提高。另一方面,平紋織物較斜紋織物來說經(jīng)緯交織次數(shù)多、浮長短,拉伸時經(jīng)緯紗線間的切向滑動阻力大,所以拉伸斷裂強力較高一些;經(jīng)緯交織次數(shù)增加引起紗線屈曲增多,受力后,紗線由彎曲到伸直所產(chǎn)生的拉伸斷裂強力也越大。在經(jīng)向系統(tǒng)中,由于5 cm內(nèi)紗線的根數(shù)較緯向系統(tǒng)多,使得織物的經(jīng)向拉伸斷裂強力比緯向拉伸斷裂強力高。

圖3 織物拉伸斷裂強力Fig.3 Tensile breaking strength of fabrics

2.4 織物撕破強力

織物在日常使用過程中會受到各種外力作用,某一部分受到集中負荷后,織物會產(chǎn)生撕破,故織物的撕破性是服用性能中的重要部分。

圖4 織物撕破強力Fig.4 Fabric tearing strength

一方面,紗線的強力與織物的撕破性能呈現(xiàn)正比關(guān)系。從圖4可知,隨著精梳纖維含量的增加,織物的撕破強力也逐漸增加;精梳纖維含量在50%時兩種織物的經(jīng)向撕破強力最高。另一方面,織物組織對撕破性能有著一定的影響。從圖4可知,斜紋織物的撕破強力比平紋織物的撕破強力高。這是由于斜紋織物的經(jīng)緯交織次數(shù)少,織物的浮長線較長,紗線間的摩擦阻力小,在撕破過程中,紗線的滑移相對容易,受力三角形變大,使得撕破強力增加?？椢锏慕?jīng)緯密度對撕破性能也有一定的影響。由于織物經(jīng)向密度比緯向密度大,在撕破過程中,緯向的受力三角形中的紗線根數(shù)多,從而織物緯向的撕破強力就會增加。

2.5 織物的起毛起球

服裝在穿著和洗滌過程中,會經(jīng)常受到揉搓和摩擦等外力作用,致使受力多的部位容易磨毛、起球,從而對織物的外觀有著一定的影響?？椢锏钠鹈鹎蛟u定是服用性能的重要內(nèi)容之一,經(jīng)實驗后的布樣等級評定及狀態(tài)描述見表2。一方面,紗線表面存在的毛羽數(shù)量影響著織物的起毛起球,隨著精梳含量的增加,織物的起毛起球等級越高。這是由于精梳工序減少了纖維之間的聯(lián)系,加大了分離度與整齊度,且降低了棉結(jié)的產(chǎn)生,在發(fā)生起毛起球過程中,由于紗線的毛羽數(shù)量及棉結(jié)減少,使得織物的起毛起球等級隨著精梳纖維含量的增加而增加。另一方面,織物組織結(jié)構(gòu)對其等級產(chǎn)生了一定的影響,在起毛起球過程中,平紋織物相比斜紋織物的起毛起球等級高。這是由于平紋織物的組織點交織次數(shù)較多,紗線與紗線之間束縛緊密,不易產(chǎn)生滑移,防止了起毛起球的產(chǎn)生。而斜紋織物組織點交織比較松散,在起毛起球過程中,紗線之間容易產(chǎn)生滑移,使得織物表面的毛羽之間相互糾纏形成毛球。

表2 織物起毛起球等級評定Tab.2 Evaluation of pilling and fuzzing grade of fabrics

2.6 織物的風格

織物風格的表征指標有硬挺度,光滑度及柔軟度,這些指標可以表示織物某一性能[12]。與以往采用外觀評定等主觀判斷比較,PhabrOmeter織物手感評價系統(tǒng)測試儀可以更加準確地表示出織物風格特征。從圖5可知,滌綸精梳纖維含量在66%以上的織物各項指標差異不明顯。在平紋織物中,精梳纖維含量66%的織物硬挺度最好,精梳纖維含量83%的織物柔軟度最好,精梳纖維含量100%的織物光滑度最好。在斜紋織物中,精梳纖維含量100%的織物硬挺度最好,精梳纖維含量66%的織物柔軟度最好,精梳纖維含量83%的織物光滑度最好。

圖5 織物的手感風格Fig.5 Feel style of fabrics

由于精梳工序使得纖維之間的分離度及平行度提高,減少了纖維的橫向聯(lián)系,織物在受力時纖維之間受力較均勻,能夠承受較大的外力,所以精梳織物的硬挺度好;精梳工序使得織物的壓縮回彈性提高,從而織物變得越加柔軟,柔軟度提高;精梳工序排除了梳棉過程中無法清除的50%的棉結(jié)及短纖維,使織物的條干均勻度得以改善,從而明顯地提高了織物的平整度及光滑度。

3 結(jié) 論

在控制其他因素不變的情況下,觀察純滌綸紗線中精梳滌綸纖維含量及組織結(jié)構(gòu)對織物服用性能的影響。通過測試透濕透氣性、拉伸性能,以及撕裂性能、起毛起球和風格測試,可以得出結(jié)論如下:

1) 隨著精梳纖維含量的增加,織物的透濕性提高,精梳纖維含量在66%時透濕性最好,且斜紋織物的透濕性優(yōu)于平紋織物的透濕性。

2) 與普梳織物相比,含精梳纖維的織物透氣性好;斜紋織物的交織點少,空氣通過織物的通道變多,平紋織物的透氣性較好。

3) 精梳工序使得纖維的分離度提高,使得纖維之間的橫向聯(lián)系少,所以隨著精梳纖維含量的增加,織物拉伸斷裂強力增加;經(jīng)向拉伸斷裂強力比緯向拉伸斷裂強力高;平紋織物的拉伸性能優(yōu)于斜紋織物的拉伸性能。

4) 精梳纖維含量在50%時兩種織物的經(jīng)向撕破強力最高;緯向的撕破強力比經(jīng)向撕破強力高;斜紋織物的撕破強力比平紋織物的撕破強力高。

5) 精梳工序的加入使得紗線的條干均勻度增加,從而織物的起毛起球等級提高;平紋織物相比斜紋織物的起毛起球等級高。

6) 精梳織物與普梳織物相比,織物風格的各項指標明顯提高,綜合兩種織物的三種風格指標,精梳纖維含量在66%時織物更加柔軟光滑。

綜上所述,精梳織物與普梳織物相比,織物的舒適性、強力及柔軟度、光滑度更好;精梳纖維比重在66%時的織物撕裂強力、拉伸斷裂強力、起毛起球、透氣性及透氣性和風格等質(zhì)量指標與采用全精梳紗線生產(chǎn)的兩種機織物質(zhì)量指標差別不大;斜紋織物的結(jié)構(gòu)特征使織物的透濕透氣及撕裂性能較好,平紋織物拉伸性能和起毛起球性能優(yōu)于斜紋織物。

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