范新宇，王建坤，郭　晶

(天津工业大学纺织学院，天津　300387)

0　前言

当今，随着人们消费观念水平的不断提高，人们对纺织品的功能性、舒适性以及美观性等提出了更高的要求，纯纺的织物已不能满足人们的要求，因此混纺织物受到越来越多的青睐。因为每种纺织纤维，不管是天然纤维或是合成纤维都具有各自不同的性能，于是采用不同的纤维混纺或交织，可使纱线同时拥有不同纤维的性能，充分发挥不同组分纤维的优点，从而满足人们对纺织品功能性和舒适性的需求[1]。本课题采用蓄热调温纤维与绢丝混纺，开发混纺纱，使蓄热调温纤维的调温性能与绢丝柔软、滑爽、优良的悬垂性等特点相结合，为获得兼舒适与美观的混纺产品提供了可能。

通过对课题研究，积累一定的工艺上机以及参数设置的经验，同时为以后此方面的研究提供基本的数据参考。

1　实验部分

1.1　蓄热调温/绢丝混纺纱的制备

1.1.1原料的选择

所用的调温纤维是天津工业大学功能纤维研究所研制的蓄热调温纤维，所用的绢丝由青岛宏大公司提供。两种纤维的各项性能如表1所示。

表1　两种纤维的各项性能指标

1.1.2纱线规格

为了保证最终的产品能够发挥智能调温的作用，黏胶基蓄热调温纤维在混纺纱中所占的比例必须大于30%[2]，同时为了使混纺纱能够获得绢丝的优良特性，绢丝的含量均不低于30%。基于本课题的目的是探讨不同纤维混纺比例对纱线调温性能及产品风格的影响，因此设计了6种不同混纺比的混纺纱线。表2为纱线的具体规格：

表2　纱线的具体规格

注：1,2,3为第一组纱线；3,4,5为第二组纱线

1.1.3纺纱工艺设计

由于本课题所用的蓄热调温纤维、绢丝以及棉的长、细度差异不大，在纺纱工序中所使用的棉型纤维的牵伸隔距对三种纤维都能实现良好地牵伸，因此采用纤维混合的方法。由于纺纱过程在实验室使用小型纺纱设备完成，所以与工厂生产的工艺流程存在差别。蓄热调温纤维与绢丝都存在着静电现象，在纺纱前应先进行抗静电处理。由于纤维中存在大量的束纤维，因此在喷洒抗静电剂之前要对纤维分别进行开松，经开松后的纤维变成散纤维状态。经开松处理后，蓄热调温纤维按2%取抗静电剂，加水稀释后均匀的喷洒到纤维上，绢丝喷洒抗静电剂4%。为使抗静电剂与纤维充分混合，将喷洒抗静电剂的纤维再次进行开松，并将开松后的纤维密封堆置12小时以上[3]。在此道工序中不同的纤维是分别进行处理的，棉纤维只进行开松处理。具体纺纱流程如图1。

图1纺纱工艺流程图

1.2　蓄热调温/绢丝混纺纱的性能测试

1.2.1纱线拉伸性能测试

实验仪器：YG061F型电子单纱强力仪。

试验标准：GBT3916-1997《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》。

拉伸参数：拉伸速度：500mm/min，拉伸隔距：500mm，拉伸形式：等速拉伸。

试验次数：20次。

1.2.2纱线毛羽测试

实验仪器：YG172型毛羽测试仪。

实验标准：FZ/ 01086-2000《纺织品纱线毛羽测试方法—投影计数法》。

试验参数：试验次数：1管/5次；片段长度：10m；测试速度：30m/min；温度：21℃；相对湿度：60%。

1.2.3纱线乌氏条干均匀度测试

实验仪器：ME100型USTER条干仪。

试验标准：GB/T 3292-1997《 纺织品纱线条干不匀试验方法—电容法》。

试验参数：测试速度：200m/min，测试时间：1min。

1.2.4热调节性能测试

调温性能比较常用的测试方法有差示扫描量热法(DSC)、温度调节因素(TRF)测试法、微气候仪法、暖体假人法等[4-5]，本课题所使用的方法是差示扫描热量法(DSC)，它是测量输给被测样品和标准样之间的功率差与温度或时间关系的技术。

实验仪器：200F3型差示扫描热量仪。

试验参数：温度范围：-20℃～100℃；温速：10℃/min。

2　结果与分析

2.1　混纺比对拉伸性能的影响

分别对试验中所获得的各个混纺比的混纺纱的断裂强力和断裂伸长率的20个数据求平均值，结果如表3和表4。

表3　混纺纱的断裂强力

表4　纺纱的断裂伸长率

由表可以看出，第一组混纺纱的断裂强度随着蓄热调温纤维含量的增加断裂强度和断裂伸长率逐渐下降；第二组混纺纱的断裂强度随着蓄热调温纤维含量的增加，断裂强度和断裂伸长率逐渐提高，但三个混纺比的断裂强度差距在30cN/tex以内。

由于本课题中所使用的三种纤维的断裂强力：棉>绢丝>蓄热调温纤维，断裂伸长率：绢丝>蓄热调温纤维>棉，因此第一组纱线的断裂强度随着蓄热调温纤维含量的增加而降低，而断裂伸长率增大。第二组纱线是不同混纺比的蓄热调温/绢丝混纺纱，由于绢丝很光滑，抱合力比较低，容易造成纤维间的滑移，使纱线断裂，因此当绢丝含量较大时，混纺纱的断裂强度和断裂伸长都比较差。

2.2　混纺比对成纱毛羽的影响

对试验中所获得的各个混纺比的混纺纱的3mm的毛羽指数的平均值进行统计，结果如表5所示。

表5　混纺纱的3mm毛羽指数

由表5可知，两组混纺纱的3mm毛羽指数，均随着蓄热调温纤维含量的增加而降低。第一组纱中毛羽指数最低的混纺比是50/30/20，第二组纱中毛羽指数最低的混纺比是70/30。

在本课题中严格控制了各道工序参数的一致性，因此造成纱线之间毛羽指数存在差异的主要原因是纤维性质的差别和混纺比的不同。绢丝的静电现象严重，纤维之间的斥力较大、抱合力较小，在细纱工序中，前罗拉输出的纱条扩散，并且在离心力作用下，已捻入的纱线的纤维易被甩出，从而造成毛羽指数的增大。因此在两组纱线中，毛羽指数均随着绢丝含量的减少而降低

2.3　混纺比对成纱条干的影响

实验对各个混纺比的混纺纱的乌斯特条干进行了测试，测试结果如表6。

表6　混纺纱的条干不匀率

由表6可知，两组混纺纱的成纱条干均匀度都随着蓄热调温纤维含量的增加而提高。第一组混纺纱的混纺比为50/30/20时，纱线的条干均匀度最好；第二组混纺纱的混纺比为70/30时，纱线的条干均匀度最好。

由于绢丝静电现象严重、可纺性差，是影响纱线条干均匀度的主要原因。在纺纱各道工序中受静电现象影响严重的是梳理工序，虽然在纺纱开始前进行了预处理，但静电现象依然存在，由于静电的存在，梳理工序输出的棉网容易粘辊、绕辊，使得输出的棉网均匀度较差，而棉网的不均匀也造成了最终纱线条干不匀。因此，实验所得到的混纺纱随着绢丝所占比重的增加，条干均匀度越差，绢丝含量为50%不匀率最高。

2.4　混纺比对热性能的影响

实验对蓄热调温纤维、30/50/20蓄热调温/绢丝/棉混纺纱、70/30蓄热调温/绢丝混纺纱分别进行了DSC性能测试，测试结果如表7。

表7　DSC测试结果

由表7可以看出，30/50/20蓄热调温/绢丝/棉混纺纱以及70/30蓄热调温/绢丝混纺纱的熔融温度和结晶温度基本相同，但热焓值与蓄热调温相比都有不同程度的衰减，30/50/20蓄热调温/绢丝/棉混纺纱的衰减程度大于70/30蓄热调温/绢丝混纺纱，这主要是蓄热调温纤维含量差异造成的。对数据进行分析可以得到热焓值与蓄热调温纤维的含量不是直线相关，这主要是由于纺纱过程中损耗了一部分微胶囊。所以，由于试验所使用的测试样品是被剪成粉末状的纤维或纱线，因此对测试结果产生影响的因素主要是蓄热调温纤维的含量以及纺纱过程造成蓄热调温纤维中微胶囊的损耗程度。

30/50/20蓄热调温/绢丝/棉混纺纱中蓄热调温纤维含量为30%，是所纺纱线中最小的，经DSC测试，该混纺纱存在热焓值，但焓值很小，对温度调节的作用不明显。因此，蓄热调温混纺纱中蓄热调温纤维含量应大于30%，纱线表现出较好的调温效果。

3　结论

(1)混纺比对纱线基本性能的影响较显著。第一组纱线的断裂强度、断裂伸长、毛羽指数以及条干受混纺比影响较大，随着蓄热调温纤维含量的增大，纱线的强伸性能变差，毛羽指数和条干均匀度变好。第二组纱线拉强性能受混纺比的影响较小，混纺比对毛羽指数和条干的影响较大。

(2)混纺纱中含有蓄热调温纤维，DSC测试结果显示，混纺纱存在热焓值，但蓄热调温纤维含量为30%时焓值很小，对温度的调节作用不明显，为获得更好的调温效果，混纺纱中蓄热调温纤维的含量应大于30%，70/30蓄热调温/绢丝混纺纱的调温效果最显著。

[1]田俊莹,顾振亚.多种纤维混纺织物的研究动向[J].针织工业,2000(3):60-61.

[2]赵连英,杜维强,章水龙.Outlast黏胶型空调纤维开发智能调温T恤的实践[J].江苏纺织, 2008(2):37-39.

[3]王妹娣,王建坤,汪海旸等.混纺比对棉/海藻纤维混纺纱性能的影响[J].棉纺织技术, 2011,12(39):28-30.

[4]展义臻,韩文忠,赵雪，等.相变调温纺织品的热性能测试方法与指标[C].第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会文集,2009:522-529.

[5]刘海霞,权养科,陶克明，等.差示扫描量热法检验合成纤维[J].刑事技术,2011(2):20- 22.