赵 超， 刘新金,2， 王广斌

(1.江南大学 生态纺织教育部重点实验室，江苏 无锡 214122；2.江苏苏丝丝绸股份有限公司，江苏 宿迁 223700；3.新疆天山毛纺织股份有限公司，乌鲁木齐830054)

研究与技术

全聚纺针织物服用性能测试分析

赵 超1， 刘新金1,2， 王广斌3

(1.江南大学 生态纺织教育部重点实验室，江苏 无锡 214122；2.江苏苏丝丝绸股份有限公司，江苏 宿迁 223700；3.新疆天山毛纺织股份有限公司，乌鲁木齐830054)

为探究全聚纺针织物的服用性能，分别对天丝/长绒棉/精梳棉20/50/30、精梳棉/长绒棉20/80、涤纶/棉65/35和G100天丝四种相同规格的全聚纺针织物和环锭纺针织物的顶破性、透气性、渗水性进行直接测试；并采用PhabrOmeter评价系统，分别测试了织物的硬挺度、柔软度、光滑度、悬垂性，采用相关性分析法，比较手感特征值之间的关系。结果表明：全聚纺针织物有良好的抗顶破性和渗水性，硬挺度、光滑度也优于环锭纺针织物；而环锭纺针织物与全聚纺针织物相比则更加柔软，悬垂性和透气性也更好，但是在相对手感值方面却没明显优势；织物硬挺度和柔软度是影响织物手感风格的主要因素，实际生产中应根据用户要求，选择合适的纺纱系统织制织物。

全聚纺针织物；普通环锭纺针织物；服用性能；PhabrOmeter评价系统；相对手感

随着社会经济的发展，人们对衣着用途的要求越来越高，对不同用途织物所具有的服用性能要求也越来越高。织物的服用性能主要由组成织物的原料、纱线与织物的结构、纺织工艺与染整工艺等因素共同决定，共同影响着织物的透气性、柔软度、悬垂性、光滑度、手感等。而其中纱线是构成织物的主要元素，实际生产中可以利用纱线对织物的影响，选择合适的纺纱方式提高改善织物质量，满足市场需求。

全聚纺机构是在普通环锭纺基础上改造而成的，由窄槽式空心罗拉、负压集聚装置、吸风插件等部件组成的一种新型负压式罗拉集聚型集聚纺装置。该装置保留了传统环锭纺的中罗拉上、下胶圈和后牵伸区机构，将前罗拉替换成直径为50 mm的空心罗拉，配合相应的吸风系统，从而达到缩小加捻三角区的目的。同时使须条向前输送速度和罗拉速度保持一致，减少不必要的牵伸，提高纱线质量[1-2]。与普通环锭纺相比，它能将有害毛羽降低70%，同时保留1～2 mm短毛羽，1～2 mm短毛羽的保留量接近于环锭纱[3]。同时提高了纱线强力，改善了纱线均匀度，使纱线强力提高。全聚纺装置示意图如图1所示。

该装置可以安装在国产机架上，便于老机改造，与传统网格型紧密纺装置相比，改造成本低。在实现负压气流完全集聚效果的前提下，有效降低系统能耗及改造过程中机物料消耗[1]，提高企业经济效益。由于全聚纺纱线强力高、毛羽少、条干均匀的特点，使全聚纺面料布面光洁，染色均匀横档少，因此深受消费者和生产厂家喜爱。但是全聚纺针织物和环锭纺针织物在服用性能上差异比较大，而且环锭纺在中国目前普及率高有它自身的优势和特点，因此本文选用四种相同规格的全聚纺针织物和普通环锭纺针织物进行性能测试和分析。

图1 全聚纺装置示意
Fig.1 Structure of complete condensing spinning system

1 实 验

1.1 试 样

选择4组结构规格相同的全聚纺针织物试样和普通环锭纺针织物(江苏悦达纺织集团有限公司)，进行织物性能对比测试，试样的具体规格见表1。

表1 试样规格

1.2 测试仪器

YG 141D厚度仪(宁波纺织仪器厂)，YG(B)461E型数字式织物透气量仪(温州市大荣纺织仪器有限公司)，HD026N+电子织物强力仪(南通宏大实验仪器有限公司)，YG(B)812型织物渗水性测定仪(温州市纺织仪器厂)。

1.3 测试方法

对于织物的服用性能主要从透气性、顶破性、织物渗水性、织物风格等方面进行评定，分别测试织物的透气率、顶破强力、水柱高度、光滑度、硬挺度、柔软度、悬垂性能等指标。

织物厚度使用YG 141D厚度仪在布面上不同位置测试10次，取平均值。

织物透气性测试参照GB/T 5453—1997《纺织品织物透气性的测定》，采用YG(B)461E型数字式织物透气量仪，试样尺寸为20 cm2，试样两侧压差为100 Pa，同一样品的不同部位在温度为20 ℃，相对湿度为65%的室内条件下重复测试10次，取平均值。

织物顶破性能根据GB/T 19976—2005《纺织品 顶破强力测定 钢球法》，采用HD026N+电子织物强力仪，同一块织物不同部位选取5个直径为45 mm的圆形试样在温度为20 ℃，相对湿度为65%的室内条件下重复测试10次，取平均值。

织物渗水性能根据GB/T 4744—1997《纺织织物 抗渗水性测定 静水压试验》，采用YG(B)812型织物渗水性测定仪，选择出水速度为600 mm/min，静水压法，将20 cm×20 cm的试样放在试样台进行测试，直到布面上出现3滴水珠时停止试验，读出水柱高度。

织物的风格根据美国标准AATCC 66，采用PhabrOmeter织物手感评价系统测试原理[4]，将待测织物在温度为20 ℃，相对湿度为65%条件下平衡24 h后，同一块试样选取3个不同部位100 cm2的圆形试样。将试样水平放置在测试台上，并施加一定的重力，由计算机发送信号控制推杆向下移动，推动样品通过测试盘中心圆孔产生包括拉伸、剪切、弯曲及摩擦等机械变形，来模拟手掌做手感评价，并提取相关载荷-位移曲线，经过数据转换计算出相应的手感风格指标[5]。并根据曲线通过一系列数据处理分析转换成8个反映织物手感的独立手感特性因子。其中3个影响因子已经被确定，分别为硬挺度、柔软度和光滑度。将一组纯棉织物作为参考样品，计算其他织物相对于纯棉织物的相对手感值，纯棉织物手感标记为0，其他织物相对手感值越大，表示所测织物手感越好。测试项目包括织物手感指纹图、织物手感特性、织物相对手感值、织物悬垂系数。硬挺度越大越挺括，柔软度越大柔软性能越好，光滑度越大，织物越光滑，悬垂性越大表现为悬垂性能越差[6]。为了探究织物手感特征值之间的关系，对测试数据结果进行相关性分析。

2 测试结果与分析

试样的厚度、透气性能、顶破性能和渗水性能的测试结果见表2。为了更直观地表达织物服用性能之间的关系，将织物厚度、透气率测试结果，如图2所示，织物厚度、顶破性测试结果，如图3所示。

表2 织物服用性能测试结果

图2 织物厚度、透气率测试结果Fig.2 Test result of thickness and air permeability of fabrics

图3 织物厚度、顶破性测试结果Fig.3 Test result of thickness and bursting of fabrics

2.1 织物厚度和织物透气性能分析

织物厚度是衡量织物性能的一个重要因素，织物厚度不仅与织物组织、构成织物纱线的线密度有关，而且还与纱线表面毛羽有关。由于全聚纺纱线与普通环锭纺纱线相比毛羽少，所以，当纱线细度相同时，由环锭纺织成的针织物比全聚纺织成的针织物更加蓬松，厚度更厚。并且由于天丝纱线表面光洁，织物紧密，所以C组织物要比D组织物厚。因此，结合表2和图2可知四组织物厚度为：A

从图2可知，当织物厚度大幅度增加时，织物透气率随之减小，这时织物厚度阻碍了气体流通，织物的透气性能与织物厚度成反比，所以四组织物透气性能表现为：A>B>D>C。但是，普通环锭纺针织物的厚度稍厚于全聚纺针，透气率却比全聚纺针织物的透气率好。主要是因为有益毛羽使环锭纺织成的针织物的厚度稍有增加，使它比全聚纺织成的针织物更加蓬松，能形成更多的空间，让空气更容易通过织物，因此环锭纺针织物的透气性能更好。

2.2 织物顶破性能分析

织物顶破性能是衡量织物机械性能好坏的一个重要指标。在织物服用方面，例如衣服肘部、裤子膝部、手套等部位就显得尤为重要。从表2和图3可知，全聚纺针织物的顶破强力比普通环锭纺针织物要高。这是因为全聚纺纱线中纤维的内外转移系数比环锭纺的高，较高的纤维内外转移系数使得纱线中纤维接触点增多，纤维之间的纠缠勾结能力增强使得纱线的强力提高，而且全聚纺纱线中纤维的径向位置比环锭纺的小，纱线的紧密度高，纤维都被束缚在纱体上[7]。所以，全聚纺纱线的断裂强力高于环锭纺纱线，全聚纺针织物的顶破强力也比普通环锭纺针织物高。如图3所示，除了断裂强力，织物厚度也是影响顶破性能的重要因素，织物越厚顶破性能越好。所以，由于四组织物厚度为：A

2.3 织物渗水性能分析

织物渗水性能的好坏，决定了人体汗液通过织物表面蒸发到空气中的难易程度，更直接影响服装对人体的舒适性能。织物渗水性能与织物的原料组成、厚度、结构紧密程度、织物间空隙等因素有关。从表2可以看出，当测试时布面出现三滴水珠时，全聚纺针织物水珠高度比普通环锭纺针织物的水珠要低，这表明全聚纺针织物的渗水性能要比环锭纺针织物的渗水性能好。当原料组成相同时，全聚纺针织物因为表面毛羽少，织物表面光洁，空隙大，吸湿性要差些，水分更容易通过织物。当原料不同时，天丝织物的的透湿性要比棉好[8]，所以G100天丝织物D组的渗水性能要大于其他3组。

2.4 织物风格对比分析

织物风格是织物本身所固有的，作用于人的感官所产生的综合效应[9]。不同织物服用性能不同，织物所对应的风格也不同，织物的用途也不同。目前，织物风格主要分为主观评价和客观评价两大类。主观评价依靠触觉获得织物风格，此方法太过局限，主观性严重。因此，本文使用PhabrOmeter风格仪测试织物风格，各试样手感特征值见表3。手感指纹图见图4。

表3 试样手感特征值

从表3可知，全聚纺针织物硬挺度高于普通环锭纺针织物。这是由于全聚纺纱中的纤维接触点增多，纤维之间的纠缠勾结能力强，纱线紧密，使得全聚纺纱线的弯曲刚度比环锭纺纱线大。织物硬挺度也与组成纱线的原料、纱线直径和捻度等因素有关。结合表1和表3可知，在这几种因素中，纱线的直径对织物的硬挺度影响最大。纱线线密度越大，织物硬挺度越高。所以，四组硬挺度表现为：D>C>B>A。而织物悬垂性指的是织物在本身质量及织物刚柔程度影响下，所表现出的自然悬垂的特征。从表3可知，织物悬垂性能和硬挺度成反比，硬挺度越大织物悬垂性能越差。与纱线细度成正比，织物越细，悬垂性能越好。所以，环锭纺针织物的悬垂性能要比全聚纺针织物好，并且A、B、C、D四组织物的悬垂性能表现为：A>B>C>D。

纱线毛羽同样是影响织物柔软性和光滑度的一个重要因素。全聚纺纱线相比于环锭纺针织物毛羽大幅减少，1～2 mm的有益毛羽有利于织物的丰满度和覆盖度，有益毛羽多，织物相对蓬松、柔软。所以，全聚纺针织物的柔软度稍差于普通环锭纺针织物。另一方面，织物柔软性能也与纱线细度有关，纱线越细越柔软。结合表1的纱线细度和表3的柔软度可知，A、B两组很明显大于C、D两组。全聚纺纱线表面有害毛羽少，纱线条干均匀紧密，致使织物表面光洁、滑爽。而环锭纺针织物表面毛羽会因为摩擦，毛羽相互纠缠更容易起毛起球[10]，影响织物光滑度，所以全聚纺针织物的光滑度大于环锭纺针织物。

一款织物的手感由构成织物的纱线、组织、原料等共同决定。从表3来看，全聚纺针织物的相对手感值相对于环锭纺针织物没有明显的优势。当纱线在10 tex左右时，环锭纺针织物的相对手感值要好于全聚纺针织物。但是，在纱线线密度在20 tex左右时，全聚纺针织物却要比环锭纺针织物好。而且可以看出纱线在20 tex左右时，C、D两组织物手感要好于纱线在10 tex左右A、B两组织物。当纱线原料不同手感也表现得不尽相同。天丝作为一种绿色环保纤维，拥有类似真丝的独特手感，又有棉的柔软性能，A组织物由天丝和棉混纺而成，相对手感要好于B组棉织物。由G100天丝纱线织成的D组织物也要好于C组涤纶和棉的混纺织物。

图4 试样指纹Fig.4 Fingerprints of samples

分析指纹图4可以发现，硬挺度、柔软度、光滑度是影响织物风格的3个主要手感因素，其他V4、V5、V6、V7、V8这5个因素不管是纱线种类、纺纱方式，还是纱线线密度等因素不同，它们的风格都表现得比较相近。与参考试样纯棉相比，A、B、C、D四组织物的风格都与参考试样在指纹图上的表现趋势都相差较大，并且C、D两组织物的手感风格与A、B两组织物相比，明显可以看出，在硬挺度方面差距大，C、D两组织物硬挺度优于A、B两组织物，而柔软度则与之相反。另外光滑度在指纹图上表现趋势相近，可见在这些试样中织物硬挺度和柔软度为影响织物手感的主要因素。

3 相关性分析

相关性分析是指对两个或多个变量进行相关性分析，并且用相关系数r来描述相关性大小的一种方法。相关系数r的取值范围：-1≤|r|≤1，当r大于0时表示正相关，小于0时表示负相关。当r等于0时，说明两个变量之间无相关性。r越接近1，表示两个变量之间相关程度越高。当0≤|r|≤0.2时为极弱相关，当0.2≤|r|≤0.4时，相关性很弱，当0.4≤|r|≤0.6时，相关性中等，当0.6≤|r|≤0.8时，相关性很强，当0.8≤|r|≤1时，相关性极强[11]。通过相关性分析法，分析硬挺度、柔软度、光滑度、悬垂性和手感值之间互相存在的联系。手感特征值之间的相关系数如表4所示。

表4 手感特征值之间的相关系数

从表4可以看出，硬挺度和柔软度、硬挺度和悬垂性、柔软度和悬垂性之间具有极强的相关性，证明了织物的刚柔性是影响悬垂性能的重要因素。而这几款织物的手感值和硬挺度、柔软度之间的相关程度极强，而与光滑度之间的相关性则表现的很弱，此结果也与通过指纹图得到的结论相一致。本文所选织物的硬挺度和柔软度为影响手感的主要因素，为面料工艺设计和选材提供了借鉴。

4 结 论

1)全聚纺针织物具有较好的顶破性能和渗水性能，硬挺度和光滑度也比环锭纺针织物要好。但是环锭纺针织物的透气性、柔软度和悬垂性能均优于全聚纺针织物。

2)全聚纺针织物相对于环锭纺针织物手感没有明显优势。不同纱线细度范围内，全聚纺针织物和环锭纺针织物分别在手感上有不同优势。但是当构成织物的纱线线密度在20 tex左右时，这两种纱线织物手感普遍要好于纱线线密度为10 tex左右的织物。另外，在其他条件一定时，纤维种类也是影响织物手感的另一大因素。

3)硬挺度、柔软度、光滑度是影响织物风格的3个主要手感因素。在这些织物中，硬挺度和柔软度影响了织物风格手感在指纹图上的表现趋势。

4)根据全聚纺针织物拥有良好的顶破、渗水、硬挺、光滑的特点，适合开发高档衬衫、短袖、西装等夏季服装。而环锭纺透气、柔软、悬垂性好等特点，则更适合于内衣等贴身衣物和秋冬季服装。

[1]谢春萍,高卫东,刘新金,等.一种新型窄槽式负压空心罗拉全聚纺系统[J].纺织学报,2013,34(6):137-141. XIE Chunping, GAO Weidong, LIU Xinjin, et al. Novel complete condensing spinning system with strip groove structure[J]. Journal of Textile Research,2013,34(6):137-141.

[2]谢春萍,张洪,苏旭中.不同混纺比的全聚纺涤棉混纺纱性能分析[C]//第17届全国新型纺纱学术会论文集.2014:165-167. XIE Chunping, ZHANG Hong, SU Xuzhong. Different blending ratio of the whole spinning polyester cotton blended yarn performance analysis[C]// Proceedings of the 17th National New Spinning Academic Conferences.2014:165-167.

[3]杨敏,谢春萍,刘新金.集聚纺纱线结构对成纱质量的影响[J].纺织学报,2015,36(8):28-32. YANG Min, XIE Chunpin, LIU Xinjin. Influence of compact spun yarns structure on yarn quality[J]. Journal of Textile Research,2015,36(8):28-32.

[4]潘宁.一套用于织物感官性能评价的新型测量仪器系统[J].纺织导报,2012(3):101-104. PAN Ning. A new instrument for evaluating fabric performance related to human sensory perception-principles and applications[J]. China Textile Leader,2012(3):101-104.

[5]廖银琳,罗胜利,张宇群,等.PhabrOmeter(R)织物评价系统简介及其应用探讨[J].中国纤检,2015(13):84-86. LIAO Yinlin, LUO Shengli, ZHANG Yuqun, et al. Introduction of PhabrOmete system and its application[J]. China Fiber Inspection,2015(13):84-86.

[6]屠吉利,刘今强.基于PhabrOmeter的毛巾织物手感风格评价[J].纺织学报,2013,34(8):48-51. TU Jili, LIU Jinqiang. Evaluation of hand for terry towels based on PhabrOmeter[J]. Journal of Textile Research,2013,34(8):48-51.

[7]GOYAL A, MISHRA P, CHUTANI A.环锭纺和紧密纺纱线的比较研究[J].国际纺织导报,2007(7):38-42. GOYAL A, MISHRA P, CHUTANI A. Comparative study of ring and compact spun yarns[J]. Melliand China,2007(7):38-42.

[8]韩茹.天丝织物服用性能测试与分析[J].轻工科技,2012(6):99-100. HAN Ru. Test and analysis of serviceability of Tencel fabrics[J]. Light Industry Science and Technology,2012(6):99-100.

[9]于伟东.纺织材料学[M].北京:中国纺织出版社,2006:343-359. YU Weidong. Textile Material Science[M]. Beijing: China Textile & Apparel Press,2006:343-359.

[10]马芹,刘学锋.紧密纺织物服用性能测试与分析[J].纺织学报,2011,32(3):67-69. MA Qin, LIU Xuefeng. Test and analysis of serviceability of compact-spun-yarn fabrics[J]. Journal of Textile Research,2011,32(3):67-69.

[11]张超.不同织物风格评价体系对新型超仿棉纤维织物风格的评价与比较研究[D].北京:北京服装学院,2013:10-11. ZHANG Chao. A Comparative Study of Hand Evaluation of Super Cotton-Like Fabric Based on Different Evaluation Systems[D]. Beijing: Beijing Institute of Fashion Technology,2013:10-11.

Test and analysis of wearability of complete condensing spinning knitted fabrics

ZHAO Chao1, LIU Xinjin1,2, WANG Guangbin3

(1.Key Laboratory of Eco-textile Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, China; 2.Jiangsu Susi Silk Co., Ltd.,Suqian 223700, China; 3.Xinjiang Tianshan Wool Textile Co., Ltd., Urumchi 830054, China)

In order to explore the wearability of complete condensing spinning knitted fabrics, complete condensing spinning and ring spinning knitted fabrics with the same specifications woven by tencel / long-staple cotton / combed cotton (20/50/30) yarn, combed cotton / long-staple cotton (20/80) yarn, polyester / cotton (65/35) yarn and G100 tencel yarn were taken as examples. And some properties of these fabrics such as bursting, water permeability and air permeability were tested and analyzed. Moreover, the PhabrOmeter evaluation system was also used to test their stiffness, softness, smoothness and draping values. And the method of correlation analysis was used to analyze the relationship between the characteristic values of fabric hand feelings. It is shown that the complete condensing spinning fabrics have better bursting, water permeability, stiffness and smoothness. But the softness, drapability and air permeability of ring spinning knitted fabrics are more excellent than those of complete condensing spinning fabrics. However, in terms of the relative hand feeling, ring spinning knitted fabrics don’t have obvious advantages. In addition, the hand feeling depends mostly on the stiffness and softness of the fabrics. In the practical production, suitable spinning system should be chosen to weave the fabric according to the requirement of users.

complete condensing spinning knitted fabrics; common ring spinning knitted fabrics; wearability; PhabrOmeter evaluation system; relative hand feeling

10.3969/j.issn.1001-7003.2017.03.007

2016-09-05;

2016-12-28

江苏省博士后科研资助计划项目(1501146B)；中国博士后科学基金项目(2015M581722)；江苏省自然科学基金项目(BK20151359)；江苏省产学研项目(BY2015019-10，BY2016022-27)；苏省科技成果转化项目(BA2014080)；纺织服装产业河南省协同创新项目(hnfx14002)；广东省产学研项目(2013B090600038)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(苏政办发〔2014〕37号)；新疆自治区重点研发项目(2016B02025-1)

TS101.923.6

A

1001-7003(2017)03-0038-06 引用页码: 031107