織物組織及芯絲含量對織物性能的影響

秦瀟璇 魏艷紅 蘇旭中

（1.無錫城市職業技術學院，江蘇無錫，214000；2.江南大學，江蘇無錫，214122）

隨著經濟增長和人民生活水平的提高，人們對服裝的要求更加多樣化，不再是追求單一的耐穿，織物的舒適性及保形性越來越受到人們的重視。織物的保形性是指織物在使用過程中能夠保持原有外觀平整、便于使用、易于保養的性能，主要包括抗皺性、免燙性、懸垂性、抗起毛起球性、尺寸穩定性等[1]。目前，國內外對織物保形性能大多是針對折皺回復性、懸垂性、抗起毛起球性等單一性能的研究。其中，黃三嬌等探討了纖維原料、紗線捻度、織物緊度等織物結構參數對精紡毛織物折皺回復性的影響[2]；陳彩云對滌綸織物進行了仿絲綢處理，探討處理條件及織物結構對織物懸垂性的影響[3]；劉常威等運用纖維素酶對粘膠纖維進行冷軋堆拋光處理，研究了其工藝對織物抗起毛起球的影響[4]。

本文采用3種紗，分別是JC 18.5 tex紗（以下簡稱a）、JC 18.5 tex（T 400 4.44 tex）包芯紗（以下簡稱b）和JC 18.5 tex（T 400 5.56 tex）包芯紗（以下簡稱c），開發了8種織物，并對織物保形性與舒適性進行系統的測試，探討組織結構及T 400芯絲含量對織物保形性及舒適性的影響，為開發高保形舒適襯衫面料做理論與實踐基礎。

1 試驗部分

1.1 長絲、紗線及織物性能

T 400長絲是PTT與PET通過復合紡絲工藝制成的雙組分新型復合彈力纖維，圖1為纖維的形貌結構。圖1（a）顯示，T 400長絲橫截面呈“8”字形，兩組分纖維各占一半，在兩組分結合處形成明顯的溝槽，如圖1（b）所示。此溝槽可以產生毛細效應，能迅速吸收皮膚表面汗水并傳遞到纖維表面蒸發，具有吸濕排汗作用。

測得4.44 tex的T 400性能指標：噴絲孔數18孔，斷裂強度33.4 cN/tex，斷裂伸長率22.40%，初始模量322.0 cN/tex，沸水收縮率24.5%，1次和5次5%定伸長彈性回復率分別為89.52%、83.28%。測得5.56 tex的T 400性能指標：噴絲孔數36孔，斷裂強度34.2 cN/tex，斷裂伸長率16.40%，初始模量358.4 cN/tex，沸水收縮率23.3%，1次和5次5%定伸長彈性回復率分別為87.52%、82.40%。

可以看出：T 400長絲具有較高的斷裂強度與彈性回復性，但沸水縮水率比較高，4.44 tex的高達24.5%。當纖維具有較高的沸水收縮率，其織物受到較高溫度作用時，纖維內應力松弛而產生收縮，會導致織物發生尺寸收縮。

圖1 T 400長絲的形貌結構

3種紗的性能指標見表1。對比發現，T 400長絲的加入改變了紗線的彈性回復性，隨著紗線中芯絲含量的增加，紗線的初始模量增加，條干CV值變小，毛羽H值變少，彈性回復率增大。

表1 3種紗的質量指標

3種紗按照不同的組合，采用平紋與二上二下左斜紋組織，共織造了8種織物，具體織物組織結構及織物規格見表2。其中，織物的經密均為354根/10 cm，緯密均為276根/10 cm。

由表2可以看出，在相同的上機工藝下，二上二下左斜紋組織的織物厚度比平紋的大，并且7#、8#織物相對更厚。影響織物厚度的因素主要與紗線線密度、織物組織、紗線在織物中屈曲程度等有關，一般紗線在織物中的屈曲程度越大、交織點越少、浮長線越長，織物越厚；在相同緊度下，平紋織物厚度最薄，斜紋次之，緞紋最厚[5]。

T 400長絲的沸水收縮率達24.5%，故經、緯向都含有T 400且采用斜紋組織時的織物在退漿過程中發生收縮的現象較嚴重，因此7#、8#織物相對較厚。

表2 織物規格參數

1.2 織物保形性測試

折皺回復性測試采用YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀，依據GB/T 3819—1997《紡織品織物折痕回復性的測試回復角法》中的垂直法測試織物的折皺回復角。在織物的正面經、緯向各取5塊，分別測試急彈性折皺回復角和緩彈性折皺回復角。

免燙性測試參照美國標準AATCC Test Method 124—2014《Smoothness Appearance of Fabrics after Repeated Home Laundering》，對織物反復洗滌5次，自然晾干后，對比標準樣照，評定織物的免燙等級。

尺寸穩定性測試參照GB/T 8628—2013《紡織品測定尺寸變化的試驗中織物試樣的準備、標記及測量》，對織物用黑色記號筆做標記。選用YG701E-Ⅲ型全自動織物縮水率試驗機，參照GB/T 8629—2017《紡織品 試驗用家庭洗滌和干燥程序》，并按GB/T 8630—2013《紡織品 洗滌和干燥后尺寸變化的測定》，測試織物的水洗尺寸變化率。

懸垂性測試利用YG811型織物動態懸垂性風格儀，按GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測試》，剪取直徑24 cm的圓形試樣，分別測試織物的靜態懸垂性、動態懸垂性，用懸垂度表示。

抗起毛起球性能測試利用YG502N型織物起毛起球儀，參照GB/T 4802.1—2008《織物起毛起球性能的測試 第1部分：圓軌跡法》，將起毛起球后的試樣與標準樣對照，評判抗起毛起球等級。

1.3 織物舒適性測試

織物手感測試。利用Phabr Ometer型織物手感評價系統測試儀，參照美國標準AATCC Test Method202—2014《Relative Hand Value of Textiles Instrumental Method》，剪取面積100 cm2的圓形試樣3塊，分別測試織物的硬挺度、柔軟度和光滑度。

透氣性測試。利用YG461E-Ⅲ型全自動透氣量儀，依據GB/T 5453—1997《織物透氣性的測定》，測試織物的透氣率；試驗面積為20 cm2，采用100 Pa壓降，每塊試樣測試10次，取平均值。

透濕性測試。采用YG601N-Ⅱ型電腦式織物透濕儀測試織物的透濕量，依據GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》。每種織物剪取直徑70 mm的圓形試樣3塊，試樣條件：溫度（38±2）℃，相對濕度（90±2）%。

2 測試結果與分析

2.1 織物的保形性

2.1.1 織物的折皺回復性

折皺回復性是織物在外力作用下產生折痕回復的程度，又稱為抗皺性，它影響織物的外觀與平整，一般用折皺回復角（急彈與緩彈）來表示。折皺回復角越大，織物的抗皺性、保形性越好[6]，8種織物的正面折皺回復角測試結果見表3。對比1#至4#織物、5#至8#織物的經緯向急彈性回復角與緩彈性回復角發現，在不同的織物組織下，二上二下左斜紋織物的折皺回復角比平紋的大，因二上二下左斜紋織物浮長線相對長，組織交織點少且不集中，織物中紗線可移動范圍大，織物的抗皺性較好[7]。在相同的織物組織下，紗線中的芯絲含量越高，其織物的折皺回復角越大，如2#、3#、4#織物與6#、7#、8#織物的經向急彈性回復角與緩彈性回復角。這是因為紗線中芯絲含量越高，紗線的彈性回復性越好。

表3 織物正面折皺回復角測試結果

經向與緯向平均回復角之和表示該織物的總折皺性，測試結果如圖2所示。

圖2 織物的折皺回復性

從圖2中的折線圖可以明顯發現，1#織物的總折皺回復角最小，8#織物的最大，說明在相同的織物規格下斜紋組織的抗皺性比平紋的好，且織物中芯絲含量越高，其折皺回復性越好。

2.1.2 織物的免燙性

對于織物抗皺、免燙及平整度的測試與評價方法，近年來國內外學者對其進行了大量研究。其中，劉成霞等提出了一種可模擬實際著裝的織物抗皺性測試方法[8]，但目前應用最多的是采用對照織物洗后外觀平整度等級模板的方法[9]。圖3為織物的AATCC等級樣照圖，圖3（a）1#織物的免燙等級最差為1級，采用斜紋組織且經緯向均使用包芯紗的織物免燙等級相對較高，如圖3（g）7#織物、圖3（h）8#織物免燙等級分別達到3級、3.5級。因此，織物中的芯絲含量與組織結構影響織物的免燙性，二上二下左斜紋組織的免燙性等級比平紋組織高，織物中芯絲含量越高，其免燙等級越高。但是包芯紗中芯絲含量太高會影響芯絲的包覆效果，紗線中實際包覆量要大于理論最小包覆量，5.56 tex T 400長絲理論最小包覆量為39.4%[10]。

圖3 織物的AATCC等級樣照

2.1.3 織物的尺寸穩定性

根據GB/T 2660—2017《襯衫》規定，水洗尺寸變化率不大于-3%。洗滌干燥后外觀平整度不小于3級，當原料為全棉時洗滌后等級大于2.5級。測試1#至8#織物經向水洗尺寸變化率依次為-3.04%、-3.21%、-2.04%、-2.75%、-2.32%、-2.50%、-2.50%、-2.14%；測試1#至8#織物緯向水洗尺寸變化率依次為-1.89%、-2.03%、-1.53%、-1.07%、-3.04%、-2.61%、-2.14%、-1.43%。從上述測試結果看，8種織物的尺寸穩定性差異不大，基本小于-3%，其中7#織物、8#織物平整度等級及水洗尺寸變化率均符合襯衫標準。

2.1.4 織物的懸垂性

懸垂性表征了人體上的織物在重力作用下懸垂、飄揚、變形的行為特征，根據使用狀態不同可分為靜態懸垂性與動態懸垂性[11]。測量織物懸垂性的方法一般采用圓盤法（或傘式法），常采用懸垂度或懸垂系數來衡量懸垂性。圖4為織物的懸垂度指標，圖5為織物的靜態與動態懸垂效果。

圖4 織物的懸垂性

圖5織物的靜態與動態懸垂效果

織物懸垂度U=（AR-AF）/（AR-Ar），其中AR為圓形試樣的面積；AF為實測傘狀懸垂織物的投影面積；Ar為小圓盤面積。當實測傘狀懸垂織物的投影面積AF越小，懸垂度U越大，表明織物的懸垂性越好。從圖4與圖5可以看出，使用相同的紗織造的織物，二上二下左斜紋織物的懸垂性比平紋的好，如經緯向均使用b紗織造的3#織物與7#織物，7#織物的懸垂度明顯比3#織物的高。相同組織結構下，織物中的芯絲含量越高，織物的懸垂性越好，如經緯向均為c紗的4#織物與8#織物，相比其他同組織的織物懸垂性好。

2.1.5 織物的抗起毛起球性

織物的抗起毛起球性影響織物的外觀。測試的1#至8#織物的抗起毛起球等級依次為5級、5級、5級、5級、4.5級、4級、4級、4級。可以看出，織物的抗起毛起球性和織物組織有直接關系，平紋組織交織點較多，纖維被束縛的較為緊密，纖維不易被抽拔，故抗起毛起球性較好。二上二下左斜紋組織浮長線長，因此抗起毛起球性差。織物中芯絲含量對其抗起毛起球性影響不明顯。

2.2 織物的舒適性

2.2.1 織物的手感

表4為利用Phabr Ometer型織物風格儀（法寶儀）測試的織物手感參數。該測試方法簡單快捷，測試過程與主觀評價織物手感具有一致性。從表4中數據可以看出，二上二下左斜紋比平紋織物挺闊、柔軟，芯絲含量對織物的手感影響不大。

表4 織物的手感測試結果

2.2.2 織物的透氣性與透濕性

織物的透氣性與透濕性直接影響穿著時的舒適感。測試1#至8#織物的透濕量依次為5 775.240 g/（m2·d）、5 503.464 g/（m2·d）、5 724.282 g/（m2·d）、5 766.747 g/（m2·d）、6 480.159 g/（m2·d）、5 809.212 g/（m2·d）、7 439.871 g/（m2·d）、8 633.135 g/（m2·d）；透 氣率 依 次 為 303.0 mm/s、332.0 mm/s、232.1 mm/s、313.1 mm/s、938.7 mm/s、581.7 mm/s、284.2 mm/s、335.2 mm/s。

對比5#至8#二上二下左斜紋織物與1#至4#平紋織物，相同的紗線組合下，二上二下左斜紋織物的透氣性比平紋的好，這是因為二上二下左斜紋織物經緯紗交織次數少，織物結構疏松，織物透氣性好。在相同組織下，單緯向使用包芯紗的比經緯向均采用包芯紗的織物的透氣性好，即織物中的芯絲含量在一定程度下影響織物的透氣性，如1#織物與3#織物、2#織物與4#織物、5#織物與7#織物、6#織物與8#織物，芯絲含量高織物的透氣性差。因此，5#織物經紗使用a紗，緯紗使用b紗，織物中的芯絲含量少，且采用二上二下左斜紋組織，織物的透氣性最好。

對比織物的透濕量發現，各織物的透濕量值差異不大，與透氣性相同，二上二下左斜紋織物的透濕性比平紋織物的略好；與透氣性不同的是，經緯向均使用包芯紗的織物比單緯向使用包芯紗的織物透濕性好，這是因為T 400長絲表面上的溝槽具有芯吸效應，芯絲含量越高，織物的透濕性越好，吸濕排汗效果越好，故經緯紗均使用c紗的8#織物織物透濕性最好。

因此，為了改善織物的舒適度，當使用T 400包芯紗開發襯衫面料時，宜采用二上二下左斜紋組織，以保證織物較好的透濕性，且又不影響織物的透氣性。

3 結論

（1）T 400長絲具有較好的彈性回復性，將其應用在包芯紗中，可以明顯提高紗線的彈性回復性，改善成紗條干與毛羽。

（2）在相同的規格下，二上二下左斜紋織物的抗皺、免燙性，懸垂性比平紋的好；在不影響芯絲包覆效果的條件下，T 400芯絲含量越高，織物抗皺、免燙等級越高，懸垂性越好。織物的起毛起球性和織物組織有直接關系，平紋織物的抗起毛起球等級比二上二下左斜紋織物的高。

（3）織物中的T 400芯絲含量在一定程度上影響織物透氣性，當織物中經緯向均使用T 400包芯紗時比單緯向使用T 400包芯紗的透氣性差。在相同的織物規格下，二上二下左斜紋織物的透氣性比平紋織物的好。T 400纖維是一種帶溝槽的中空纖維，這種特殊的結構賦予了其織物較好的吸濕排汗功能。

（4）經緯向均使用JC 18.5 tex（T 400 5.56 tex）包芯紗的二上二下左斜紋織物抗皺性、懸垂性最好，免燙等級可以達到3.5級，同時又具有較好的舒適性，符合免燙紡織品的要求，是高保形舒適襯衫面料的理想選擇。