彈力化纖針織面料縮水率和彈性的影響因素

李寬緒，陳金虎

（廣東德潤紡織有限公司，廣東 順德 528306）

近些年，含氨綸的彈力化纖針織面料發展迅猛，質量要求日趨嚴格，縮水率和彈性是其重要的內在品質。氨綸是市場上彈性最好的合成纖維［1］，回彈率高，斷裂伸長率高［2］。針織物的特色就是利用線圈的結構產生延伸彈性的效果，但受線圈形態的限制，其伸長及回縮的幅度有限，氨綸的高彈性與針織物的特性正好互相配合，令面料具有優良的彈性。氨綸的彈性以及功能特性使含氨綸的化纖針織物在結構和性能上可以有多重改變，這也是含氨綸的彈力化纖針織物能得到廣泛應用的原因。彈力針織物的縮水率大，成衣會變形，彈性不合格，嚴重影響部分服飾功能，例如塑形內衣、瑜伽服等對彈性和縮水率有具體的量化要求，也是本實驗的研究目的。影響化纖針織物彈性、縮水率的因素相似，所以把縮水率、彈性放在一起分析，彈力化纖針織物的紗線細度、氨綸質量分數、織造結構都是影響其縮水率和彈性的因素，染整加工中的張力、溫度、染浴pH 以及軟油后整理等都會影響織物縮水率和彈性，人為操作異常和機器老化故障等外在原因也會影響織物縮水率和彈性，還有織物長時間存儲或者光照等其他影響因素。

1 實驗

1.1 織物

實驗選用13 種不同風格、含不同質量分數氨綸的織物，原材料纖維組成及比例見表1。

表1 實驗織物

1.2 儀器

AK-SL300 雙液流高壓高速染色機（臺灣亞磯工業股份有限公司），MONFONGS 828 TwinAir8F 拉幅定形機（德國門幅士），拉伸測試儀（Tinius olsen H10KL），LT502 電子天平（常熟市天量儀器有限公司），直尺（600 mm），YG（B）089E 全自動縮水率試驗機（南通三思機電科技有限公司）。

1.3 工藝流程

松弛水洗→預定形（溫度195 ℃，速度25 m/min）→染色（錦/氨針織物染色溫度98 ℃，保溫30 min［3］；滌/氨針織物染色溫度130 ℃，保溫30 min［4］）→固色、還原清洗（錦/氨針織物固色溫度80 ℃，保溫20 min；滌/氨針織物還原清洗溫度85 ℃，保溫20 min）→后定形（溫度160 ℃，機速30 m/min）→測試。

1.4 測試

拉伸及伸長率：按照ASTM D4964-95《彈力織物的拉伸及伸長率測試（CRE）》進行測試。

縮水率：按照ISO 6330 5A 的方法測試，40 ℃平鋪晾干。

2 結果與討論

2.1 不同織物相同染整工藝的縮水率

由表2 可以看出，織物1#（氨綸質量分數28%）、織物5#（氨綸質量分數15%）、織物6#（氨綸質量分數20%）采用相同的染整工藝，但縮水率明顯不同。織物結構、紗線粗細和氨綸質量分數不同，即使采用相同的錦/氨針織物染整工藝，成品縮水率也不同，說明織物的縮水率與織物的結構、氨綸質量分數和紗線粗細都有直接關系。這印證了相關研究的結果：織物的縮水率與織物的結構參數存在著密切關系，即原料、組織結構不相同的針織物即使經過相同的整理工藝，織物的縮水率也不同［5］。

表2 不同織物的縮水率

2.2 不同次數后定形的縮水率

表3 實驗均采用1#織物，預定形和染色工藝相同，后定形次數不同，其成品縮水率不同，因為在生產中會出現細微折痕，需要2 次后定形，導致縮水率變化。經驗證，后定形對縮水率有直接影響。

表3 不同次數后定形的縮水率

2.3 不同后定形工藝的拉伸性能和縮水率

實驗織物都選擇7#織物，預定形和染色工藝相同，實驗結果見表4。

表4 不同后定形工藝的拉伸性能和縮水率

后定形張力不穩定導致織物單位面積質量不穩定，成品測試發現織物模量和拉伸伸長率、縮水率不同，也驗證了在染整加工中，后定形張力對織物的彈性、縮水率有影響。定形生產中影響張力的因素除超喂系數、機速外，還與織物脫水后的干濕程度、定形機軋車軸的氣壓有關。氣壓要穩定，否則會導致定形過程中織物所受張力不一致，這些都是實際生產中容易忽略的問題。

2.4 不同坯布相同染整工藝的拉伸性能

由表5 可以看出，織物中的錦綸都是4.44 tex 的錦綸長絲，氨綸不同，染整工藝相同，拉伸性能測試結果明顯不同。這證明了氨綸質量分數不同對織物彈性的影響。

表5 不同織物的拉伸性能

2.5 預定形超喂不同織物的彈性和縮水率

實驗中8#、10#因為訂單要求不同單位面積質量的面料，在預定形中采用不同的超喂系數，織造工藝和紗線相同，染色工藝一樣，結果如表6 所示。由表6可以看出，成品的彈性和縮水率不同，驗證了染整預定形工序中超喂對針織物的彈性、縮水率有直接影響。

表6 不同預定形織物拉伸性能和縮水率

2.6 軟油二次定形后的拉伸性能

表7 是織物在拉幅定形工序加軟油復定一次后的拉伸性能。由表7 可以看出，織物的經向拉伸伸長率變大，緯向拉伸伸長率變小，因為針織物定形需要經向拉力，緯向被動變小，軟油導致織物線圈之間的摩擦變小，容易被拉長。這驗證了后整理軟油加多后，手感偏軟，但影響拉伸性能。這也是染整加工廠返修針織物拉伸偏小的常規手段。

表7 對比手感不同（偏軟）織物的拉伸性能

2.7 固色對拉伸性能和縮水率的影響

由表8 可以看出，染色中的2 次固色導致織物手感偏硬，影響拉伸性能和縮水率。這也是工廠返修拉伸偏大的手段之一。

表8 對比手感不同（偏硬）織物的拉伸性能和縮水率

2.8 織物錦綸紗線F數的拉伸性能

F 數表示一根紗線由多少根單纖維組成。例如4.44 tex/1F 表示紗線是由一根單纖維組成，如果有很多這樣的單纖維組成就是復絲，例如4.44 tex/10F 表示紗線由10 根單纖維組成。其他工藝相同，織物錦綸紗線F數不同也影響拉伸性能，結果見表9。

表9 紗線F 數對拉伸伸長率的影響

2.9 織物織造結構對拉伸性能的影響

由表10 可以看出，織物織造結構不同，雖然其他染整工藝一樣，但是拉伸性能還是不同。這驗證了織物的織造結構和紗線以及氨綸質量分數是織物拉伸性能的基礎。

表10 不同織造結構對拉伸性能的影響

彈力針織物材料、紗線細度、氨綸質量分數、織造結構是影響縮水率、彈性的因素，染整加工中的張力、預定形工藝、染化料特性以及后整理工藝、軟油等都會影響針織物的彈性和縮水率。在后整理工序中，除了拉幅后定形外，部分織物需要預縮，預縮工序對控制緯編彈力織物的尺寸穩定性和縮水率的大小有著重要意義。另外，織物的存放時間和長時間的光照也會影響織物的彈性和縮水率，主要是織物中纖維材料的老化、脆化與存放時間、環境有關。

因為織造的特殊性，相同紗線不同結構織物的拉伸性能、縮水率沒有進行對比。部分選擇公司已有產品進行對比實驗，有的只是選取公司測試中心已有的拉伸性能數據，有很多不完善之處，實驗主要關注織造和染整工藝。另外，紗線和氨綸質量分數的選擇要根據訂單要求，因為紗線的選用不僅只考慮織物的彈性和縮水率，還要考慮織物的規格，例如單位面積質量等。染整加工中的溫度設計一般由纖維的化學特性決定，張力和超喂系數對針織物彈性和縮水率的穩定尤為關鍵。針織面料生產的各道工序對其彈性都有影響，預定形對面料的彈性影響較大［6］。

對染整加工廠來說，合理使用染色和定形的化學品，不傷害纖維的力學性能也是關鍵。有研究表明：染色中醋酸過量、染浴pH 偏低會損傷氨綸彈性［7］；后定形能夠在一定范圍內改變織物的拉伸性能和縮水率，染整加工廠常添加軟油來改善拉伸偏小或進缸加固色而使針織物手感偏硬，改善拉伸偏大，但不會有太大幅度的改變。對彈力針織物的拉伸性能和縮水率來說，做好染色前的預定形比后定形更關鍵。

也有研究表明，針織物的彈性并不一定都是橫向彈性較縱向彈性好，其不僅與針織物的線圈結構有關，還與針織物所采用的紗線有關。紗線彈性較大、摩擦系數較小的織物，縱向的彈性回復率比橫向大，且針織物的彈性隨著摩擦系數的減小而增大［8］。當然，彈力針織物的彈性和縮水率異常往往不是單一原因引起的，而是多個因素疊加，需要從紗線的選購開始，織造、染整、包裝等方面都規范管理才能穩定產品的質量，保證織物具有良好的彈性和合理的縮水率。

3 結論

彈力化纖針織物的紗線細度、氨綸質量分數、織造結構都是影響彈性、縮水率的因素；合理使用染色和定形的化學品，不傷害織物纖維力學性能也是關鍵；定形能夠在一定程度上改變織物的拉伸性能和縮水率，染整工廠常用添加軟油方式來改善拉伸偏小或者進缸加固色而使針織物手感偏硬，改善拉伸偏大，但是不會有太大幅度的改變，彈力針織物做好染色前預定形比后定形更關鍵；彈力針織物的拉伸伸長率和縮水率異常是多個因素疊加造成的，需要從紗線的選購、織造、染整等方面規范管理才能保證織物具有良好的彈性和合理的縮水率。