棉低熔點氨綸包芯紗織物的保形性研究

聶衛娟 郭明瑞 高衛東

（江南大學，江蘇無錫，214122）

織物的保形性是指織物在使用過程中保持穩定形態的性能［1］。影響織物保形性的因素很多，包括纖維的幾何形態、彈性、摩擦性能，紗線的結構，織物的幾何結構和后處理等［2］。評價織物保形性的指標有抗皺性、懸垂性、起毛起球性及尺寸穩定性等［3］。棉氨綸包芯紗以氨綸長絲為芯紗、棉為外包纖維加捻紡制而成，兼具氨綸長絲的彈性和外包棉纖維的優良特性，其織物具有舒適、合體、透氣、吸濕、美觀等特性，應用廣泛［4-5］。采用低熔點滌綸長絲、氨綸長絲、棉纖維紡制包芯紗，對織造的緯平針織物進行熱處理，可以提高織物的抗起毛起球性和力學性能［6］。在氨綸包芯紗的外包纖維中混入低熔點的滌綸短纖維，熱處理后可以提高包芯紗的強力，改善毛羽［7］。緯彈織物緯向富有彈性，貼身舒適，塑身美體，可用作牛仔褲、吊帶、裙子等［8-9］。棉氨綸包芯紗緯彈平紋織物以棉氨綸包芯紗為緯紗、棉紗為經紗織造而成，氨綸絲的預牽伸倍數和紗線的捻系數均會影響織物的彈性、保形性等性能［10-12］。

本研究探討氨綸絲牽伸倍數、包芯紗捻系數等參數以及織物熱處理溫度和熱處理時間等對棉低熔點氨綸包芯紗織物保形性的影響，并與棉普通氨綸包芯紗織物、棉織物進行對比。其中，普通氨綸絲熔點在171 ℃左右，低熔點氨綸絲熔點在130 ℃左右。

1 試驗方案

1.1 紗線

采用FA507B 型環錠紡細紗機。緯紗紡制工藝：以4.0 g/10 m 精 梳 棉 粗 紗、44.4 dtex 低 熔 點氨綸絲、44.4 dtex 普通氨綸絲為原料，紡制JC 19.4 tex 紗、JC 19.4 tex（普通氨綸44.4 dtex）包芯紗和JC 19.4 tex（低熔點氨綸44.4 dtex）包芯紗，共計7 種紗，分別為P-360-3.5、D-360-3.5、

C-360、D-360-3.0、D-360-4.0、D-330-3.5、D-390-3.5。其中，P 代表普通氨綸絲，D 代表低熔點氨綸絲，C 代表純棉紗；例如：P-360-3.5 表示捻系數為360 的棉普通氨綸包芯紗，氨綸絲牽伸倍數3.5倍。總牽伸20.69 倍，后區牽伸1.19 倍。

經紗紡制工藝：以4.0 g/10 m 精梳棉粗紗紡制JC 14.6 tex 紗，捻系數360，總牽伸27.42 倍，后區牽伸1.19 倍。細紗機工藝參數：前羅拉隔距18 mm，后羅拉隔距45 mm，錠速12 000 r/min。所有單紗均為Z 捻。

1.2 織物

織前經紗準備。JC 14.6 tex 紗在HXJD-02型合股倍捻機上加工成S 捻JC 14.6 tex×2 股線，捻系數102。在GA392 型單紗漿紗機上對股線上漿，預烘溫度120 ℃，烘房溫度100 ℃，漿紗速度50 m/min。漿料為JD-011 酯化改性淀粉。采用GA193-600 型全自動單紗整經機，總經根數為1 224 根，整經長度14.4 m，整經幅寬45 cm，整經速度300 m/min。

在SGA598 型全自動劍桿織機上，以JC 14.6 tex×2 股線為經紗，分別以上述7 種紗為緯紗，織造7 種平紋織物，織物經密276 根/10 cm，緯密250 根/10 cm。

退漿。將織物放入2%氫氧化鈉溶液中沸水煮煉10 min，流水清洗。

1.3 熱處理

采用NHG-500 型黏合機對織物進行熱處理。織物P-360-3.5 和D-360-3.5 分別在170 ℃、180 ℃、190 ℃下熱處理20 s、40 s、60 s；織物C-360、D-360-3.0、D-360-4.0、D-330-3.5、D-390-3.5 分別在180 ℃下熱處理40 s。

2 性能測試

2.1 低熔點氨綸絲表觀形貌

從織物中抽出紗線，解捻后剝離出氨綸芯絲，使用VHX-5000 型超景深三維數碼顯微鏡觀察低熔點氨綸芯絲的表觀形貌。

2.2 織物拉伸性能測試

使用HD026NS 型電子織物強力儀測試織物緯向斷裂強力及斷裂伸長率，每種織物緯向取5塊試樣，試樣尺寸30 mm×200 mm（經向×緯向），預加張力2 N，隔距100 mm，速度100 mm/min，測試結果取平均值。

2.3 織物折皺回復性能測試

參照AATCC 66—2008《織物折皺回復：回復角法》水平法，利用JN-1 型織物折皺回復性能動態測試儀。在每種織物的經緯向各取5 塊試樣，尺寸40 mm×15 mm，壓力5 N，加壓時間5 min，卸除壓力5 min 后采集圖片，測量折皺回復角，取5 次平均值。

3 測試結果與分析

3.1 氨綸絲表觀形貌

通過對比不同階段低熔點氨綸絲表面結構形態，分析氨綸絲形態變化原因。圖1 為低熔點氨綸芯絲的表觀形貌圖。

圖1 低熔點氨綸絲表觀形貌

圖1（a）所示為紡紗前氨綸絲，其表面光滑，呈伸直狀；圖1（b）所示為紗線中剝離出的氨綸絲，其表面仍然光滑，但經過牽伸后的氨綸絲直徑略有減小；圖1（c）所示為從織物中剝離出的氨綸絲，呈一定彎曲形態；圖1（d）所示為經熱處理后織物中剝離出的氨綸絲，同樣呈一定彎曲形態，并且長絲表面黏有棉纖維，說明熱處理可以使低熔點氨綸絲的表層熔化，與所接觸的部分外包棉纖維黏結，進而使其包芯紗及織物性能發生改變。

3.2 織物折皺回復性

織物P-360-3.5 和D-360-3.5 在不同熱處理工藝下的緯向折皺回復角測試結果如圖2 所示。熱處理前，織物P-360-3.5 和D-360-3.5 的緯向折皺回復角相近，分別是89.2°和91.5°；在熱處理溫度180 ℃以及熱處理時間20 s 工藝下，棉低熔點氨綸包芯紗織物的緯向折皺回復角明顯增大，且遠大于棉普通氨綸包芯紗織物，這主要是因為低熔點氨綸絲具有皮芯結構，賦予了氨綸絲優良的低溫熱黏合性能，在較低溫度、較短時間下可與外包棉纖維形成彈性聯接點，從而增加織物的抗皺性，故織物D-360-3.5 在更低溫度和更短時間熱處理工藝下，折皺回復性能得到較大的提升。

織物P-360-3.5 和織物D-360-3.5 在不同熱處理工藝下的經向折皺回復角如圖3 所示。熱處理后經向折皺回復角明顯低于緯向，經向折皺回復角與熱處理工藝變化規律與緯向基本一致。

圖2 織物P-360-3.5 和D-360-3.5 的緯向折皺回復角

圖3 織物P-360-3.5 和D-360-3.5 的經向折皺回復角

圖4 為180 ℃、40 s 熱處理條件下不同織物的折皺回復角，可以看出，芯絲的加入增加了織物的緯向折皺回復角。圖5 為180 ℃、40 s 熱處理條件下不同紗線捻系數織物折皺回復角，可以看出，紗線捻系數為360 時，織物的緯向折皺回復角最大，增大或減小紗線捻系數都會減小織物的折皺回復角。這是因為捻系數過小，紗線中纖維易滑脫，變形能不足；捻系數過大，易引起纖維的塑性變形，抗皺性變差。圖6 為180 ℃、40 s 熱處理條件下不同氨綸絲牽伸倍數織物折皺回復角，氨綸絲牽伸3.0 倍時織物緯向折皺回復角最大，繼續增大芯絲牽伸倍數，折皺回復性變差。從圖4～圖6 可以看到，熱處理工藝相同，其他變量改變時，織物的緯向折皺回復角大時，經向折皺回復角往往較小。

圖4 不同織物折皺回復角

圖5 不同紗線捻系數織物折皺回復角

圖6 不同氨綸絲牽伸倍數織物折皺回復角

3.3 織物的拉伸性能

織物P-360-3.5 熱處理前后的斷裂強力及斷裂伸長率測試結果如表1 所示。其中，未處理時織物斷裂強力197.30 N，斷裂伸長率40.77%。棉普通氨綸包芯紗織物經過熱處理后，斷裂強力均下降；隨著熱處理溫度的升高和處理時間的延長，斷裂強力損失逐漸增大。

織物D-360-3.5 熱處理前后的斷裂強力及斷裂伸長率測試結果如表2 所示。其中，未處理時織物斷裂強力203.27 N，斷裂伸長率39.27%。織物D-360-3.5 在經過熱處理后，與織物P-360-3.5 一樣，斷裂強力均會有不同程度下降。這是因為氨綸芯絲表面包覆棉纖維，熱處理溫度需要通過棉纖維施加到氨綸絲上，棉纖維有一定程度的損傷，強力降低。但是在溫度180 ℃、時間40 s以及溫度190 ℃、時間40 s 的熱處理工藝下，織物的斷裂強力仍保持織物原有強力；推斷可能的原因是：低熔點氨綸絲皮層熔融與外包棉纖維形成良好的黏結，使外包棉纖維更加緊密地包覆芯紗，增加了織物的強力，彌補了棉纖維強力的損失。

表1 織物P-360-3.5 的強伸性能測試結果

表2 織物D-360-3.5 的強伸性能測試結果

熱處理前，織物P-360-3.5 和織物D-360-3.5的斷裂伸長率相近，分別為40.77%、39.27%。由表1 和表2 可以看出，熱處理后，織物D-360-3.5 的斷裂伸長率明顯低于織物P-360-3.5 的，這是因為在同樣的熱處理工藝下，織物D-360-3.5中的低熔點氨綸芯絲皮層熔融與外包棉纖維形成黏結，紗線包覆更加緊密，黏結點固定了氨綸芯絲的位置，阻止了氨綸芯絲的彈性伸長，降低了織物的斷裂伸長率。

圖7 所示為棉低熔點氨綸包芯紗芯絲牽伸倍數與織物強伸性能關系。可以看出，芯絲牽伸倍數在3 倍～4 倍對織物的強伸性能影響不明顯；隨著芯絲牽伸倍數的增大，織物的斷裂伸長率有一定下降。

圖7 氨綸絲牽伸倍數與織物強伸性關系

圖8 所示為棉低熔點氨綸包芯紗織物紗線捻系數與織物強伸性能關系。捻系數從330 增大至360 時織物斷裂強力增大，斷裂伸長率也略有增大，捻系數繼續增大至390 時，織物斷裂強力減小，同時斷裂伸長率也減小。根據以往的織物拉伸斷裂試驗可知：在低于臨界捻系數的一定范圍內，增大紗線捻系數可以提高織物斷裂強力，并達到一個峰值，而紗線接近臨界捻系數時，織物斷裂強力會明顯下降。

圖8 紗線捻系數與織物強伸性能關系

4 結論

（1）熱處理工藝會影響棉低熔點氨綸包芯紗織物的緯向折皺回復角，在熱處理溫度180 ℃和處理時間20 s 下，棉低熔點氨綸包芯紗織物的緯向折皺回復角會明顯提高，且優于棉普通氨綸包芯紗織物。

（2）包芯紗的捻系數和氨綸芯絲的牽伸倍數都會影響織物的折皺回復角，選擇合適的捻系數和牽伸倍數可以改善織物的折皺回復角。

（3）熱處理工藝會損傷棉氨綸包芯紗織物強力，可通過調整紗線捻系數，增加織物強力；棉低熔點氨綸包芯紗織物經過熱處理后，氨綸芯絲皮層熔融與外包棉纖維黏結，使織物強力增加。