純滌綸紗線中精梳滌綸纖維含量對機織物性能的影響

蘇旭中, 陳 可, 劉梅城, 高 強, 吉宜軍

(1.江南大學 生態紡織教育部重點實驗室, 江蘇 無錫 214122; 2.江蘇工程職業技術學院,江蘇 南通 226007;3.無錫高強特種紡織品有限公司,江蘇 無錫 214003; 4.南通雙弘紡織有限公司,江蘇 海安 226661)

隨著服裝向著時尚、舒適、功能等多元化方向發展,人們對高品質面料的要求普遍提高[1]。由于滌綸紗具有粗細節少、強度高、彈性好等優良的特點,使得它在服用領域占比越來越高[2]。但滌綸織物存在布面易出現橫檔、柔軟性差、透濕性差等問題,因而提高滌綸的服用性能變得十分重要。彭福建等[3]探討了纖維、紗線性能及織物結構、后整理工藝對織物熱濕舒適性的影響;陳彩云[4]研究了仿絲綢處理條件和織物參數對滌綸織物懸垂性的影響;石煜等[5]探討了化學改性、等離子處理等改性方法對功能性滌綸織物的開發;熊知智等[6]研究了不同種類的滌綸仿真絲織物對起毛起球性能影響;鄔淑芳等[7]研究了纖維、紗線及織物結構參數等因素對滌綸網絡絲仿麻織物耐磨性的影響,并對樹脂工藝參數進行優化實驗;李亮等[8]研究了兩種化合物通過循環浸漬層層自組裝負載,改善了滌綸織物的抗靜電性,從而制備了滌綸抗靜電織物。但前述研究均是通過化學方法及控制某些因素來提高滌綸織物的服用性能,本文通過加入精梳工序,提高滌綸纖維的分離度、平行度及整齊度,并改善紗線品質質量,對于后道工序及織物的品質有著很大的影響[9]。實驗在二并工序中采用條混工藝,普梳滌綸預并條與不同精梳纖維含量的滌綸條進行并合,細紗工序通過緊密紡技術制備14.8 tex紗線,并選擇兩種組織結構織造織物,以研究不同精梳滌綸纖維含量及組織結構對織物服用性能的影響,為開發高品質滌綸機織物提供參考依據。

1 實 驗

1.1 纖維性能

滌綸短纖維(中國石化儀征化纖有限責任公司),規格為1.33 dtex×38 mm,斷裂強度為5.78 cN/dtex,斷裂伸長率為22.99%,超長率為0.2%。

1.2 紗線制備及性能

經過HC380H精梳機(河南昊昌精梳機械股份有限公司)對滌綸條進行精梳整理,而后采用條混工藝,將普梳滌綸預并條與不同精梳纖維含量的滌綸條進行并合,細紗工序通過緊密紡技術紡制14.8 tex機織用紗(細紗捻系數363),其中1#為普梳對照樣。由表1可知,隨著精梳纖維含量的增加,紗線的斷裂強力呈現平緩上升的趨勢、條干不勻率呈現下降的趨勢,粗細節和棉結數量減少。這是由于精梳工序使得纖維的平行度、分離度及整齊度提高,減少了纖維之間的橫向無序糾纏,使得紗線的均勻度和斷裂強力得以改善[10]。

表1 紗線性能Tab.1 Yarn properties

1.3 織物規格

織造織物小樣的實驗設備為SGA598型全自動劍桿織樣機(江陰市通源紡機有限公司),織物的有效幅寬設定為30 cm,長度為90 cm。為探究織物組織及精梳纖維含量對織物性能的影響,本文采用常見的平紋組織及2/1斜紋組織進行織物開發。兩種織物使用同一臺小樣機進行織造,經緯密度均設定為471×314根/10 cm,經緯紗線密度均設定為14.8×14.8 tex。

1.4 測試儀器

YG601N-Ⅱ型電腦式織物透濕儀、YG 461E-Ⅲ全自動透氣量儀、YG401G型織物平磨儀(寧波紡織儀器廠),HD026NS電子織物強力儀(南通宏大實驗儀器有限公司),PhabrOmeter織物手感評價系統測試儀(美國欣賽寶科技公司)。

1.5 測試方法

1.5.1 織物的透濕性測試

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》測試織物的透濕性。設定透濕箱溫度為(38±2) ℃,相對濕度(90±2)%,在布樣上取3個直徑為70 mm大小的試樣。等透濕箱達到設定溫度,將透濕杯水平放置試驗箱內平衡。每個透濕杯測量時間不超過30 s,計算公式為:

(1)

式中:Δm為同一試樣兩次稱量的質量差,g;S為實驗面積,m2;t為實驗時間,24 h。

1.5.2 織物的透氣性測試

參照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》測試織物的透氣性。設置測試面積為20 cm2,測試壓差100 Pa,同一織物的不同部位測試10次取平均值。

1.5.3 織物的起毛起球性能測試

依據GB/T 21196.4—2007《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨損性的測定 第4部分:外觀變化的評定》對織物進行起毛起球測試。從布樣上取38 mm的圓,設定壓力位9 kPa,起毛起球2 000次。起毛起球后的織物依據視覺描述評級,1級最差,5級最好。

1.5.4 織物拉伸強力測試

依據GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》,測試織物的拉伸強力。設定拉伸速度100 mm/min,隔距200 mm。從織物的不同的經緯向中各裁取60 cm×300 cm,使用扯邊紗條樣法,將布樣扯到標準寬度50 cm,測試5次結果取平均值。

1.5.5 織物撕破強力測試

參照GB/T 3917.2—2009《紡織品 織物撕破性能 第2部分:褲形試樣(單縫)撕破強力的測定》對布樣進行撕破測試。設置拉伸速度為100 mm/min,隔距長度為100 mm。單縫法為矩形長條,設定幅寬為50 cm×200 cm,每個試樣從寬度的正中間剪開一條長100 mm的平行于長度方向的裂口,在距未切割端中間25 mm處標出撕裂終點。

1.5.6 織物風格測試

利用PhabrOmeter織物手感評價系統測試儀,測試織物的硬挺度、柔軟度、光滑度,以及懸垂系數和折皺回復性。將試樣裁剪成直徑為113 mm的圓,對織物硬挺度、柔軟度、光滑度進行測試。

2 織物性能分析

2.1 織物的透濕性

服用類織物首先要考慮其舒適性,舒適性影響著用戶的選擇,透濕性是檢驗舒適性的指標之一。由圖1可知,兩種織物的透濕量存在一定的差異,斜紋組織的交織點較平紋組織少,排列不緊密,當氣流通過織物時提供的通道多,則斜紋織物的透濕量要比平紋織物的透濕量有所增加。另一方面,精梳纖維的含量對織物的透濕性有著一定的影響。隨著精梳纖維含量的增加,纖維內的分離度及平行度提高,紗線表面的毛羽減少,空氣通過織物的透濕量逐漸增加;精梳纖維含量在66%時,織物的透濕量最高。

圖1 織物的透濕性Fig.1 Moisture permeability of fabrics

2.2 織物的透氣性

現在服裝市場對織物舒適性要求越來越高,而透氣性作為服裝舒適性的重要指標之一,也備受關注。空氣透過織物的主要途徑有織物內紗線間孔隙、紗線內纖維間孔隙及纖維內部孔隙三種[11]。從表1可以看出,透氣性隨著精梳纖維含量增加而增加;與普梳織物相比,精梳纖維含量在66%以上的織物透氣性明顯增加。這是由于普梳織物的表面毛羽較多,阻礙空氣透過織物,導致透氣性能下降,而精梳含量的增加使得紗線間空隙增加,同時使纖維之間的分離度得到改善。另一方面,不同的組織結構對織物的透氣性有著較大的影響。從圖2可以看出,平紋織物和斜紋織物的透氣質量指標有著明顯的差異。由于斜紋織物的交織點少,使得織物間紗線的空隙增加,從而提高了織物的透氣性。

圖2 織物的透氣性Fig.2 Air permeability of fabrics

2.3 織物拉伸斷裂強力

織物的拉伸性能是織物品質評定的內容之一,影響著織物的加工性及服用性能。實驗在控制纖維種類、紗線線密度及織物的經緯密度等因素一致的前提下,來觀察精梳纖維含量及織物組織對織物拉伸性能的影響,結果如圖3所示。一方面,隨著精梳纖維含量的增加,織物經緯向的拉伸斷裂強力逐漸增加,在精梳纖維含量66%時增加變緩;精梳纖維含量在66%時比全精梳的拉伸斷裂強力高。含精梳纖維的織物的拉伸性能優于普梳織物的拉伸性能的原因在于精梳工序使得纖維之間的橫向聯系降低,大幅提高了織物的分離度與平行度,使得紗線在拉伸過程中,受力較普梳紗線均勻,從而含精梳紗線的織物拉伸斷裂強力提高。另一方面,平紋織物較斜紋織物來說經緯交織次數多、浮長短,拉伸時經緯紗線間的切向滑動阻力大,所以拉伸斷裂強力較高一些;經緯交織次數增加引起紗線屈曲增多,受力后,紗線由彎曲到伸直所產生的拉伸斷裂強力也越大。在經向系統中,由于5 cm內紗線的根數較緯向系統多,使得織物的經向拉伸斷裂強力比緯向拉伸斷裂強力高。

圖3 織物拉伸斷裂強力Fig.3 Tensile breaking strength of fabrics

2.4 織物撕破強力

織物在日常使用過程中會受到各種外力作用,某一部分受到集中負荷后,織物會產生撕破,故織物的撕破性是服用性能中的重要部分。

圖4 織物撕破強力Fig.4 Fabric tearing strength

一方面,紗線的強力與織物的撕破性能呈現正比關系。從圖4可知,隨著精梳纖維含量的增加,織物的撕破強力也逐漸增加;精梳纖維含量在50%時兩種織物的經向撕破強力最高。另一方面,織物組織對撕破性能有著一定的影響。從圖4可知,斜紋織物的撕破強力比平紋織物的撕破強力高。這是由于斜紋織物的經緯交織次數少,織物的浮長線較長,紗線間的摩擦阻力小,在撕破過程中,紗線的滑移相對容易,受力三角形變大,使得撕破強力增加。織物的經緯密度對撕破性能也有一定的影響。由于織物經向密度比緯向密度大,在撕破過程中,緯向的受力三角形中的紗線根數多,從而織物緯向的撕破強力就會增加。

2.5 織物的起毛起球

服裝在穿著和洗滌過程中,會經常受到揉搓和摩擦等外力作用,致使受力多的部位容易磨毛、起球,從而對織物的外觀有著一定的影響。織物的起毛起球評定是服用性能的重要內容之一,經實驗后的布樣等級評定及狀態描述見表2。一方面,紗線表面存在的毛羽數量影響著織物的起毛起球,隨著精梳含量的增加,織物的起毛起球等級越高。這是由于精梳工序減少了纖維之間的聯系,加大了分離度與整齊度,且降低了棉結的產生,在發生起毛起球過程中,由于紗線的毛羽數量及棉結減少,使得織物的起毛起球等級隨著精梳纖維含量的增加而增加。另一方面,織物組織結構對其等級產生了一定的影響,在起毛起球過程中,平紋織物相比斜紋織物的起毛起球等級高。這是由于平紋織物的組織點交織次數較多,紗線與紗線之間束縛緊密,不易產生滑移,防止了起毛起球的產生。而斜紋織物組織點交織比較松散,在起毛起球過程中,紗線之間容易產生滑移,使得織物表面的毛羽之間相互糾纏形成毛球。

表2 織物起毛起球等級評定Tab.2 Evaluation of pilling and fuzzing grade of fabrics

2.6 織物的風格

織物風格的表征指標有硬挺度,光滑度及柔軟度,這些指標可以表示織物某一性能[12]。與以往采用外觀評定等主觀判斷比較,PhabrOmeter織物手感評價系統測試儀可以更加準確地表示出織物風格特征。從圖5可知,滌綸精梳纖維含量在66%以上的織物各項指標差異不明顯。在平紋織物中,精梳纖維含量66%的織物硬挺度最好,精梳纖維含量83%的織物柔軟度最好,精梳纖維含量100%的織物光滑度最好。在斜紋織物中,精梳纖維含量100%的織物硬挺度最好,精梳纖維含量66%的織物柔軟度最好,精梳纖維含量83%的織物光滑度最好。

圖5 織物的手感風格Fig.5 Feel style of fabrics

由于精梳工序使得纖維之間的分離度及平行度提高,減少了纖維的橫向聯系,織物在受力時纖維之間受力較均勻,能夠承受較大的外力,所以精梳織物的硬挺度好;精梳工序使得織物的壓縮回彈性提高,從而織物變得越加柔軟,柔軟度提高;精梳工序排除了梳棉過程中無法清除的50%的棉結及短纖維,使織物的條干均勻度得以改善,從而明顯地提高了織物的平整度及光滑度。

3 結 論

在控制其他因素不變的情況下,觀察純滌綸紗線中精梳滌綸纖維含量及組織結構對織物服用性能的影響。通過測試透濕透氣性、拉伸性能,以及撕裂性能、起毛起球和風格測試,可以得出結論如下:

1) 隨著精梳纖維含量的增加,織物的透濕性提高,精梳纖維含量在66%時透濕性最好,且斜紋織物的透濕性優于平紋織物的透濕性。

2) 與普梳織物相比,含精梳纖維的織物透氣性好;斜紋織物的交織點少,空氣通過織物的通道變多,平紋織物的透氣性較好。

3) 精梳工序使得纖維的分離度提高,使得纖維之間的橫向聯系少,所以隨著精梳纖維含量的增加,織物拉伸斷裂強力增加;經向拉伸斷裂強力比緯向拉伸斷裂強力高;平紋織物的拉伸性能優于斜紋織物的拉伸性能。

4) 精梳纖維含量在50%時兩種織物的經向撕破強力最高;緯向的撕破強力比經向撕破強力高;斜紋織物的撕破強力比平紋織物的撕破強力高。

5) 精梳工序的加入使得紗線的條干均勻度增加,從而織物的起毛起球等級提高;平紋織物相比斜紋織物的起毛起球等級高。

6) 精梳織物與普梳織物相比,織物風格的各項指標明顯提高,綜合兩種織物的三種風格指標,精梳纖維含量在66%時織物更加柔軟光滑。

綜上所述,精梳織物與普梳織物相比,織物的舒適性、強力及柔軟度、光滑度更好;精梳纖維比重在66%時的織物撕裂強力、拉伸斷裂強力、起毛起球、透氣性及透氣性和風格等質量指標與采用全精梳紗線生產的兩種機織物質量指標差別不大;斜紋織物的結構特征使織物的透濕透氣及撕裂性能較好,平紋織物拉伸性能和起毛起球性能優于斜紋織物。

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