抗菌十字/半光中空滌綸纖維性能測試分析

高秀麗，崔紅，翟亞麗，賈爽爽

（1.河南工程學院紡織學院，河南鄭州450007；2.鹽城工學院紡織服裝學院，江蘇鹽城224000）

抗菌十字/半光中空滌綸纖維性能測試分析

高秀麗1，崔紅2，翟亞麗1，賈爽爽1

（1.河南工程學院紡織學院，河南鄭州450007；2.鹽城工學院紡織服裝學院，江蘇鹽城224000）

異形截面滌綸纖維是經非圓形幾何形狀噴絲孔紡制、具有特殊橫截面形狀的化學纖維。通過對抗菌十字和半光中空兩種異形截面滌綸纖維的結構與性能進行對比分析，探討兩種纖維的性能差異，為其可紡性及產品開發提供指導依據。

滌淪；異形截面；性能測試；可紡性

0 引言

滌綸面料耐磨、免燙抗皺，在服裝、家紡、裝飾和產業用等領域被廣泛應用[1]。抗菌十字滌綸纖維是在圓形滌綸的基礎上，通過改變噴絲孔形狀并且加入抗菌原子制成的纖維。半光中空滌綸纖維是用氫氧化鈉溶液處理，使滌綸纖維表面產生龜裂，繼而使纖維表面的光澤消失，即產生消光作用。通過對抗菌十字滌綸纖維和半光中空異形截面滌綸纖維的縱橫向截面、長度、細度、卷曲和彈性等性能指標的測試和對比，并分析其可紡性，為其紡織工藝及產品開發提供指導。

1 試驗

1.1 試驗材料

抗菌十字滌綸纖維、半光中空滌綸纖維規格均為1.67 dtex×38mm。

1.2 儀器設備

捷克FEI公司Quanta250（配備EDAX能譜儀）型號掃描電子顯微鏡，YG321型纖維比電阻儀，JA2003型電子天平，YG747型通風式快速八籃烘箱，Y151型纖維摩擦因數儀，XD-1型振動式纖維細度儀，XQ-1型纖維強伸度儀，YG362B型卷曲彈性儀。

2 性能測試及分析

2.1 纖維截面形態結構

使用捷克FEI公司Quanta250（配備EDAX能譜儀）型號掃描電子顯微鏡，利用細聚焦電子束按照順序逐行掃描樣品表面，通過收集掃描時激發出來的某些物理信號（主要是二次電子）來調制成像，并通過SEM（掃描電子顯微鏡）觀察樣品的形貌。

抗菌十字滌綸纖維截面形態在高放大倍數下的縱橫向表面形態分別見圖1和圖2，半光中空滌綸纖維縱橫向截面圖見圖3和圖4。

圖1 抗菌十字形滌綸纖維縱向截面圖

圖2 抗菌十字形滌綸纖維橫向截面圖

圖3 半光中空滌綸纖維縱向截面圖

圖4 半光中空滌綸纖維橫向截面圖

由圖1和圖2可以看出，抗菌十字形滌綸纖維利用纖維表面四條溝槽產生的毛細現象，在織物吸汗后會將皮膚表面的水分排到體外，保持人體干燥舒適。由圖3和圖4可以看出，半光中空滌綸纖維縱向截面為圓形，橫向截面有中腔。中空纖維內部的連續腔，降低了纖維的體積質量，而且能夠儲存更多的靜止空氣，提高了織物的隔熱保暖性[2]。

2.2 纖維比電阻

使用YG321型纖維比電阻儀和JA2003型電子天平，在標準大氣條件，用質量為15 g的試樣進行試驗，試驗3次。

根據歐姆定律，在一定體積的比電阻測試儀里放入15 g纖維試樣，然后放入壓塊壓緊，再放入比電阻箱體內，同時對纖維試樣施加壓力，使其具有一定體積和密度，兩端也加上設定的電壓，最后用表頭測試被測纖維的電阻值。通過纖維比電阻儀測得抗菌十字形滌綸纖維質量比電阻為1.31×109Ω·g/cm2，半光中空滌綸纖維質量比電阻為2.25×109Ω·g/cm2。半光中空滌綸纖維的質量比電阻大于抗菌十字形滌綸纖維，因此在紡紗時應加入抗靜電劑，防止在加工和使用過程中產生靜電現象，影響紡織過程的正常進行，以至于嚴重影響產品的質量和織物的舒適性。

2.3 纖維回潮率

使用YG747型通風式快速八籃烘箱，在試驗之前使烘箱溫度預熱到105℃，然后把纖維放入烘箱，90 min之后進行第一次稱重，之后每隔10min進行一次稱重，直至兩次稱重之差小于后一次稱重質量的0.1%。

利用烘箱烘干纖維所含水分的原理：由加熱器加熱，將烘箱內空氣溫度升高到一個恒定值，箱內空氣就會變成熱干空氣。其中試樣的水分蒸發，重量損失，直至達到恒重。可以通過上述過程中全部水分的損失計算出回潮率。試驗測得抗菌十字形滌綸纖維的回潮率為7.76%，半光中空滌綸纖維的回潮率為5.49%，都具有很好的吸濕性。纖維回潮率大，纖維強力下降，紡紗時應增加其捻回數，使纖維間的抱合力增強。纖維吸濕后，會造成自身質量加重，斷裂伸長增大，導電性能增強。

2.4 纖維表面摩擦因數

使用Y151型纖維摩擦因數儀及其附件、扭力天平、鑷子和成型板等，在標準大氣條件進行試驗，試驗3次。在相同質量的張力鉗100mg兩端夾好被測纖維，將其在摩擦輥上纏繞，使其中的一個張力鉗掛在扭力天平秤鉤上，而另一張力鉗處于自由懸垂的狀態，使得掛絲或纖維之間的包角α成180℃。扭力天平秤鉤充分受力，測出扭力天平受力大小m，即f2為張力鉗質量，f1為張力鉗質量與m之差，由公式（1）[3]，計算纖維的動摩擦因數和靜摩擦因數，測試結果見表1。

式（1）中：μ——摩擦因數

f1——張力鉗質量f2與m之差/mg

f2——張力鉗質量/mg

表1 異型截面滌綸纖維的表面摩擦因數

由表1可知，與普通滌綸纖維相比較，這兩種異形截面滌綸纖維靜摩擦因數和動摩擦因數均大于普通滌綸纖維（靜摩擦因數0.38～0.41，動摩擦因數0.26～0.29），意味著異形截面滌綸纖維在紡紗過程中，纖維間的抱合力優于普通滌綸纖維，可紡性較好。

2.5 纖維細度和強伸度

線密度是指單位長度的質量，表示纖維的細度。纖維強力是指纖維拉斷時所能承受的最大負荷。

使用XD-1型振動式纖維細度儀和XQ-1型纖維強伸度儀，預加張力0.25 cN,上下刀口距離（即振弦長度）為20mm，所用的珍珠纖維和普通黏膠纖維的線密度均為1.67 dtex，莫代爾纖維的線密度為1.33 dtex，試驗50次。采用弦振動原理測定單根纖維的細度，被測纖維由上夾持器握持，下端被張力夾夾住后使纖維被限定在上下刀口之間的長度內發生受力振動。已知纖維受到的張力為T，測量纖維的固有振動頻率f，由振動式細度儀設計的公式（2）[4]計算纖維細度。采用纖維強伸度儀測得其強度和伸長率，測試結果見表2。

式（2）中：g──重力加速度

m──預加張力錘質量

L0──試樣長度

f──固有振動頻率。

表2 異形截面滌綸纖維的細度和強伸性數據

由表2可知，抗菌十字滌綸纖維稍粗，斷裂強度略小于普通滌綸纖維（4.2～5.2）、伸長率也不及半光中空滌綸纖維，在設計紡紗工藝時應注意適當減少纖維間的摩擦和機械打擊，以保證生產的順利進行。

2.6 纖維卷曲性能

纖維的卷曲是指沿著纖維縱向上形成的一個個規則或不規則的彎曲。纖維的卷曲數影響著纖維間的抱合力。

采用YG362B型卷曲彈性儀，將儀器右方的上下夾持器的間距調整為20mm，且下夾持器與其頂部25mm長度指針間距為25mm，試驗20次。儀器測力部分是一個扭力天平，用它對纖維施加不同的載荷量。按照要求用扭力天平對被測纖維分別加載輕負荷和重負荷，利用步進電機的傳動控制下夾持器的升降，即測量時，纖維的上端用上夾持器夾住，掛在扭力天平的橫臂上，下端用下夾持器夾住。當扭力天平加負荷時，下夾持器下降，使纖維產生張力，并隨下夾持器下降，張力逐漸增大。當纖維施加的張力與扭力天平施加的載荷相等時，下夾持器停止運動，儀器顯示在此負荷下的纖維長度。測量纖維的卷曲率、卷曲回復率及卷曲彈性回復率是在不同負荷狀態下分別測量被測纖維長度的變化，測試結果見表3和表4。

表3 半光中空滌綸纖維卷曲性能測試

表4 抗菌十字滌綸纖維卷曲性能測試

由表3-4可知，半光中空滌綸纖維和抗菌十字滌綸纖維卷曲率都大于普通滌綸纖維（10.36%），纖維間的抱合力較強，但這兩種異型截面滌綸纖維的卷曲彈性率小于普通滌綸纖維（88.05%）。

2.7 其他性能

抗菌十字形滌綸纖維由于含有黃色葡萄菌等具有殺菌抑菌作用的材料成分，可以用來防止細菌的感染和傳染，特別是在醫用紡織品領域的應用，如病號服、床單、罩布、繃帶和紗布。另外，由于異形纖維對光的反射作用比較強，再加上比表面積相應變大，制成織物后，織物的遮覆性能會更好，而且不易把污漬沾到織物上[5]，因而在內衣和嬰幼兒服裝領域也有廣泛應用。

3 結論

（1）抗菌十字滌綸纖維由于十字形截面使其縱向有四條溝槽，溝槽會產生毛細效應，織物在吸汗后，會將皮膚表面的水分排到體外，保持人體干燥舒適。

（2）抗菌十字形滌綸纖維由于含有黃色葡萄菌等具有殺菌抑菌作用的材料成分，可以防止細菌的感染和傳染。由于纖維比電阻較大，紡紗過程中也需要進行抗靜電處理。回潮率較大已接近棉，吸濕性能好。

（3）半光中空滌綸纖維橫截面中空，吸濕導濕性增強，保暖性增強，比電阻大，需要對其進行抗靜電處理，但由于纖維表面動靜摩擦因數大，在紡紗過程中需要加入適量油劑，改善其可紡性。

[1]謝竹青,杜珊珊.我國差別化滌綸長絲業現狀及發展趨勢[J].聚酯工業,2011,24（5）：13-16.

[2]韓靜,張松鵬.服裝設計[M].長春：吉林美術出版社,2004.7.

[3]張海霞,宗亞寧.紡織材料學實驗[M].上海：東華大學出版社, 2015：50.

[4]宗亞寧,張海霞.紡織材料學[M].上海：東華大學出版社,2009：122.

[5]王鳴義.世界聚酯功能纖維的產業化發展趨勢（一）[J].中國化學纖維,2013,（7）：40-42.

Analysisof antibacterial cross/semihollow polyester fiber performance

GAOXiuli1,CUIHong2,ZHAIYali1,JIAShuangshuang1

1.College of Textiles,Henan Institute of Engineering,Henan 450007,China; 2.College of Textilesand Clothing,Yancheng Institute of Technology,Jiangsu224000,China

The pro filed sec tion polyester fiber is a chem ical fibe r w ith special section shape th rough a certain noncircu lar geom etry spinning orifice.The structu re and perform ance of the antibac terial cross and half ligh t ho llow profiled section polyester fiber are com pared and analyzed.The different perfo rm ance of the tw o fibers is d iscussed.And the result can p rovide guidance for sp inning prope rty and product deve lopment.

po lyester,p rofiled section,performance test,spinning property

TS107

A

1001-7046（2017）01-0014-04