抗靜電多功能紡織品的開(kāi)發(fā)

楊定勇 ，陳 莉，殷翔芝，崔 紅，王春霞，宋孝浜

（1. 江蘇振陽(yáng)集團(tuán)，江蘇射陽(yáng) 224300；2.鹽城工學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，江蘇鹽城 224000）

人們的安全憂患意識(shí)隨著科技的進(jìn)步愈加明顯，對(duì)安全防護(hù)服裝的各項(xiàng)性能的要求也越來(lái)越高[1-2]。功能復(fù)合型纖維成為當(dāng)今纖維發(fā)展的趨勢(shì)[3-5]。導(dǎo)電纖維的開(kāi)發(fā)集中在導(dǎo)電聚合物直接制備導(dǎo)電纖維上，或是在導(dǎo)電聚合物保持優(yōu)良導(dǎo)電性能的狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行改性，盡量增強(qiáng)導(dǎo)電性能，同時(shí)兼顧纖維其他性能，如抗菌、阻燃、耐摩，透氣等[6-9]。本研究選用芳綸基導(dǎo)電纖維與阻燃滌綸纖維、棉纖維、抗菌十字滌綸纖維混紡紗線開(kāi)發(fā)具有一定阻燃抗靜電性能、抗菌性能及吸濕排汗性能的多功能紡織品。

1 纖維原料及紗線混紡比的確定

本研究選用芳綸基導(dǎo)電纖維與阻燃滌綸纖維、棉纖維、抗菌十字滌綸纖維混紡成紗線。阻燃滌綸纖維本身具有永久性阻燃效果，還具有燃燒發(fā)煙量低、熱穩(wěn)定性好、低揮發(fā)性、低毒等特點(diǎn)。芳綸基導(dǎo)電纖維還具有特殊的導(dǎo)電性能。抗菌十字滌綸纖維具有優(yōu)異持久的抗菌性能，而且還有柔軟、染色性好等優(yōu)點(diǎn)。棉纖維具有極佳的吸濕防臭性能，且染色性能好，纖維強(qiáng)度強(qiáng)且成紗強(qiáng)度高，能夠適應(yīng)各種后整理及加工。

1.1 各纖維主要物理性能

所用纖維的主要物理性能見(jiàn)表1。

表1 各纖維主要物理性能數(shù)據(jù)表

1.2 紗線混紡比

對(duì)各纖維的物理性能進(jìn)行分析，確定芳綸基導(dǎo)電纖維、阻燃滌綸纖維、棉纖維和抗菌十字滌綸混紡紗線的混紡比如表2所示。共紡制3種混比的紗線，芳綸基導(dǎo)電纖維的混用比例分別為0.5%、1.5%、2.0%。

表2 紗線混紡比數(shù)據(jù)表

2 成紗質(zhì)量的測(cè)試

混紡紗線的線密度為30 tex，對(duì)混紡紗線進(jìn)行質(zhì)量測(cè)試，主要測(cè)試其拉伸性能、毛羽指數(shù)、捻度及比電阻等。

2.1 紗線拉伸性能

紡織品加工要求使用強(qiáng)度高、纖維可紡性優(yōu)良的紗線。用紗線強(qiáng)度來(lái)體現(xiàn)織造產(chǎn)品的優(yōu)良耐用程度，紗線強(qiáng)力高則在織造時(shí)不易發(fā)生斷頭現(xiàn)象，這樣不僅能夠保證織造過(guò)程的順利進(jìn)行，又能保證織物的耐久性。

實(shí)驗(yàn)儀器：YG（B）021DL電子單紗強(qiáng)力儀。

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3916—2013 《紡織品 卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》。

測(cè)試方法：等速拉伸測(cè)試法，夾持隔距500 mm，拉伸速度500 mm/min，實(shí)驗(yàn)次數(shù)50次。

混紡紗線的拉伸性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 混紡紗線紗線拉伸性能數(shù)據(jù)表

由表3可以看出，不同混紡比的紗線隨著芳綸基導(dǎo)電纖維含量的增多，斷裂強(qiáng)度明顯增大，斷裂伸長(zhǎng)率則逐漸減小，而斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率不勻率卻均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。

2.2 紗線毛羽

紗線表面和織物的美觀程度都與紗線毛羽數(shù)量有關(guān)。一定長(zhǎng)度的毛羽不僅會(huì)造成織造過(guò)程的困難，而且影響織物風(fēng)格、手感及服用性能。毛羽指數(shù)是用一定長(zhǎng)度紗線上的毛羽長(zhǎng)度大于某個(gè)確定數(shù)值后的毛羽累計(jì)數(shù)量表征，一般以3 mm毛羽為主。毛羽指數(shù)越小表明紗線表面越光滑，紗線質(zhì)量越好；反之，毛羽指數(shù)越大表明紗線表面越粗糙，紗線質(zhì)量越差。

實(shí)驗(yàn)儀器：YG172A紗線毛羽測(cè)試儀。

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：FZ/T 01086—2000《紡織品 紗線毛羽測(cè)定方法 投影計(jì)數(shù)法》。

測(cè)試方法：每種紗線取10管，每管測(cè)試10次，片段長(zhǎng)度10 m，測(cè)試速度30 m/min。

混紡紗線的毛羽指數(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 混紡紗線毛羽指數(shù)數(shù)據(jù)表

由表4可以看出，芳綸基導(dǎo)電纖維在混紡紗線中的含量減少，毛羽指數(shù)增大。這是因?yàn)榉季]基導(dǎo)電纖維具有抗靜電性能，表面光滑且導(dǎo)電性能高，使得纖維在混紡的并和、加捻過(guò)程中，纖維間減少靜電排斥作用，抱合力增強(qiáng)，減少了纖維尖端突出的毛茸。總體來(lái)看，紗線毛羽都控制得較好。

2.3 紗線比電阻測(cè)試

導(dǎo)電纖維一般指在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，比電阻小于108 Ω/cm的纖維，比電阻與纖維的性能密切相關(guān)。測(cè)試混有不同比例導(dǎo)電纖維的混紡紗的比電阻，紗線比電阻越小，紗線導(dǎo)電性能越好，抗靜電性能越好，更能滿足對(duì)紗線具備優(yōu)良抗靜電的要求。

實(shí)驗(yàn)儀器：YG321 型纖維比電阻實(shí)驗(yàn)儀。

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14342—93。

測(cè)試方法：每種紗線試樣測(cè)試10 次，要求所測(cè)試樣質(zhì)量為15g。測(cè)試所得紗線電阻值R，需通過(guò)計(jì)算得到紗線質(zhì)量比電阻值ρm。將三種紗線分別測(cè)試，并將所得數(shù)據(jù)帶入以下公式：

式中：ρm—質(zhì)量比電阻（Ω·g/cm2）；R—紗線電阻值（Ω）；l—兩級(jí)之間的距離，此處l=2cm；m—紗線質(zhì)量（g）。

紗線電阻及質(zhì)量比電阻測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表5 紗線電阻以及質(zhì)量比電阻

3 功能性紡織品的設(shè)計(jì)和工藝

3.1 織物紋樣設(shè)計(jì)靈感

1#紗線對(duì)應(yīng)織物的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于中國(guó)結(jié)。中國(guó)結(jié)是中國(guó)民間的手工藝術(shù)，傳承中國(guó)古代的文明，不同的結(jié)有不同的意義。對(duì)于中華民族來(lái)說(shuō)，它有獨(dú)特、吉祥和幸福的意義。2#紗線對(duì)應(yīng)織物的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于中國(guó)聯(lián)通的logo，它是中國(guó)古代吉祥圖形“盤(pán)長(zhǎng)”，因繩結(jié)的形狀連綿不斷，沒(méi)有開(kāi)頭沒(méi)有結(jié)尾，被用來(lái)表示佛法回環(huán)貫徹，含有長(zhǎng)久永恒之意，又稱(chēng)吉祥結(jié)，其流暢回環(huán)的迷人線條，象征著井然有序、訊達(dá)暢通，logo有上下兩個(gè)明顯的相連的“心”，是吉祥幸福的符號(hào)。將此紋樣運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，是將科技發(fā)展的現(xiàn)代理念融入了民族風(fēng)，既保留了中國(guó)傳統(tǒng)風(fēng)格的韻味，又突出了紋樣中獨(dú)特的含義。3#紗線對(duì)應(yīng)織物的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于民族風(fēng)的圖案，所選取的少數(shù)民族獨(dú)特的對(duì)稱(chēng)圖案常被運(yùn)用在繡球上。通常情況下，繡球上的圖案都有美好的寓意，象征少數(shù)民族獨(dú)特開(kāi)放的愛(ài)情觀。

3.2 紋樣組織結(jié)構(gòu)的選擇及織物上機(jī)圖的確定

利用1#、2#、3# 紗線的設(shè)計(jì)靈感進(jìn)行織物組織的設(shè)計(jì)，織物上機(jī)圖如圖1～3。

圖1 1#織物上機(jī)圖

圖2 2#織物上機(jī)圖

圖3 3#織物上機(jī)圖

3.3 織物經(jīng)緯色紗排列的確定

根據(jù)織物上機(jī)圖進(jìn)行織物經(jīng)緯色紗的排列，見(jiàn)表6。

表6 織物經(jīng)緯色紗排列

續(xù)表6

4 織物織造與面料性能測(cè)試

按照織物上機(jī)圖以及經(jīng)緯紗的色紗排列進(jìn)行上機(jī)織造，對(duì)得到的織物性能進(jìn)行測(cè)試。

4.1 織物幅長(zhǎng)幅寬

在織物未從半自動(dòng)織樣機(jī)上取下時(shí)對(duì)每塊織物經(jīng)向分別取三個(gè)不同的地方測(cè)量幅寬，在緯向分別取3個(gè)不同的地方測(cè)量幅長(zhǎng)；將織物從小樣機(jī)上取下整理，放置24 h后，再在每塊織物經(jīng)向分別取3個(gè)不同的地方測(cè)量幅寬，在緯向分別取3個(gè)不同的地方測(cè)量幅長(zhǎng)。織物幅長(zhǎng)幅寬數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

表7 織物幅長(zhǎng)幅寬數(shù)據(jù)表

4.2 織物經(jīng)緯向密度、厚度、平方米克重

織物緯密和經(jīng)密是指織物紗線長(zhǎng)度一定時(shí)，緯紗方向緯紗的根數(shù)或經(jīng)紗方向經(jīng)紗的根數(shù)。織物經(jīng)緯紗密度的大小會(huì)直接影響織物的外觀形態(tài)。織物密度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致織物手感變硬變差、厚度增加、強(qiáng)力變大、耐磨性雖變好但透氣性變差、保暖性變好，反之則相反。

織物厚度主要與紗線細(xì)度、織物組織和織物中紗線彎曲程度有關(guān)，一般以毫米（mm）表示。織物厚度對(duì)織物服用性能影響很大，如織物的堅(jiān)牢度、保暖性、透氣性、防風(fēng)性、剛度和懸垂等。

所設(shè)計(jì)的織物的經(jīng)緯密、厚度、平方米克重如表8所示。

表8 織物經(jīng)緯密、厚度、平方米克重

4.3 織物實(shí)物圖

1#織物、2#織物、3#織物的實(shí)物圖分別如圖4～6。

圖4 1#織物實(shí)物圖

圖5 2#織物實(shí)物圖

圖6 3#織物實(shí)物圖

由圖4、圖5、圖6可以看出，所設(shè)計(jì)的織物產(chǎn)品具有一定的厚度，織物組織花紋清晰，色彩明艷，無(wú)明顯瑕疵，可用作服用面料或裝飾面料，迎合了現(xiàn)代人對(duì)于服用性、實(shí)用性日益增長(zhǎng)的需求。此外，織物花紋的異域風(fēng)格又滿足了近年來(lái)人們對(duì)民族風(fēng)的審美需求。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究選用的混紡紗線的原料由四種纖維組成，分別是芳綸基導(dǎo)電纖維、阻燃滌綸纖維、棉纖維、抗菌十字滌綸纖維。利用芳綸基導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電性能、阻燃滌綸的優(yōu)良阻燃性能、抗十字菌滌綸纖維的優(yōu)良抗菌除臭性能以及棉纖維的可紡性，獲得了具有多種功能的紗線。

采用該紗線作為緯紗進(jìn)行織物設(shè)計(jì)。通過(guò)三種織物的設(shè)計(jì)，獲得了花紋清晰、色彩明艷、無(wú)明顯瑕疵的織物。該織物由于具有多種功能，可用于開(kāi)發(fā)服用面料或裝飾用面料。導(dǎo)電纖維等一些功能纖維的混入可以開(kāi)發(fā)出具有多種功能的智能紡織品，更能滿足市場(chǎng)需求，相信在不久的將來(lái)，會(huì)實(shí)現(xiàn)在各個(gè)新興產(chǎn)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)前景。