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织物组织及芯丝含量对织物性能的影响

2020-03-17秦潇璇魏艳红苏旭中

棉纺织技术 2020年3期
关键词:平纹折皱起毛

秦潇璇 魏艳红 苏旭中

(1.无锡城市职业技术学院,江苏无锡,214000;2.江南大学,江苏无锡,214122)

随着经济增长和人民生活水平的提高,人们对服装的要求更加多样化,不再是追求单一的耐穿,织物的舒适性及保形性越来越受到人们的重视。织物的保形性是指织物在使用过程中能够保持原有外观平整、便于使用、易于保养的性能,主要包括抗皱性、免烫性、悬垂性、抗起毛起球性、尺寸稳定性等[1]。目前,国内外对织物保形性能大多是针对折皱回复性、悬垂性、抗起毛起球性等单一性能的研究。其中,黄三娇等探讨了纤维原料、纱线捻度、织物紧度等织物结构参数对精纺毛织物折皱回复性的影响[2];陈彩云对涤纶织物进行了仿丝绸处理,探讨处理条件及织物结构对织物悬垂性的影响[3];刘常威等运用纤维素酶对粘胶纤维进行冷轧堆抛光处理,研究了其工艺对织物抗起毛起球的影响[4]。

本文采用3种纱,分别是JC 18.5 tex纱(以下简称a)、JC 18.5 tex(T 400 4.44 tex)包芯纱(以下简称b)和JC 18.5 tex(T 400 5.56 tex)包芯纱(以下简称c),开发了8种织物,并对织物保形性与舒适性进行系统的测试,探讨组织结构及T 400芯丝含量对织物保形性及舒适性的影响,为开发高保形舒适衬衫面料做理论与实践基础。

1 试验部分

1.1 长丝、纱线及织物性能

T 400长丝是PTT与PET通过复合纺丝工艺制成的双组分新型复合弹力纤维,图1为纤维的形貌结构。图1(a)显示,T 400长丝横截面呈“8”字形,两组分纤维各占一半,在两组分结合处形成明显的沟槽,如图1(b)所示。此沟槽可以产生毛细效应,能迅速吸收皮肤表面汗水并传递到纤维表面蒸发,具有吸湿排汗作用。

测得4.44 tex的T 400性能指标:喷丝孔数18孔,断裂强度33.4 cN/tex,断裂伸长率22.40%,初始模量322.0 cN/tex,沸水收缩率24.5%,1次和5次5%定伸长弹性回复率分别为89.52%、83.28%。测得5.56 tex的T 400性能指标:喷丝孔数36孔,断裂强度34.2 cN/tex,断裂伸长率16.40%,初始模量358.4 cN/tex,沸水收缩率23.3%,1次和5次5%定伸长弹性回复率分别为87.52%、82.40%。

可以看出:T 400长丝具有较高的断裂强度与弹性回复性,但沸水缩水率比较高,4.44 tex的高达24.5%。当纤维具有较高的沸水收缩率,其织物受到较高温度作用时,纤维内应力松弛而产生收缩,会导致织物发生尺寸收缩。

图1 T 400长丝的形貌结构

3种纱的性能指标见表1。对比发现,T 400长丝的加入改变了纱线的弹性回复性,随着纱线中芯丝含量的增加,纱线的初始模量增加,条干CV值变小,毛羽H值变少,弹性回复率增大。

表1 3种纱的质量指标

3种纱按照不同的组合,采用平纹与二上二下左斜纹组织,共织造了8种织物,具体织物组织结构及织物规格见表2。其中,织物的经密均为354根/10 cm,纬密均为276根/10 cm。

由表2可以看出,在相同的上机工艺下,二上二下左斜纹组织的织物厚度比平纹的大,并且7#、8#织物相对更厚。影响织物厚度的因素主要与纱线线密度、织物组织、纱线在织物中屈曲程度等有关,一般纱线在织物中的屈曲程度越大、交织点越少、浮长线越长,织物越厚;在相同紧度下,平纹织物厚度最薄,斜纹次之,缎纹最厚[5]。

T 400长丝的沸水收缩率达24.5%,故经、纬向都含有T 400且采用斜纹组织时的织物在退浆过程中发生收缩的现象较严重,因此7#、8#织物相对较厚。

表2 织物规格参数

1.2 织物保形性测试

折皱回复性测试采用YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪,依据GB/T 3819—1997《纺织品织物折痕回复性的测试回复角法》中的垂直法测试织物的折皱回复角。在织物的正面经、纬向各取5块,分别测试急弹性折皱回复角和缓弹性折皱回复角。

免烫性测试参照美国标准AATCC Test Method 124—2014《Smoothness Appearance of Fabrics after Repeated Home Laundering》,对织物反复洗涤5次,自然晾干后,对比标准样照,评定织物的免烫等级。

尺寸稳定性测试参照GB/T 8628—2013《纺织品测定尺寸变化的试验中织物试样的准备、标记及测量》,对织物用黑色记号笔做标记。选用YG701E-Ⅲ型全自动织物缩水率试验机,参照GB/T 8629—2017《纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序》,并按GB/T 8630—2013《纺织品 洗涤和干燥后尺寸变化的测定》,测试织物的水洗尺寸变化率。

悬垂性测试利用YG811型织物动态悬垂性风格仪,按GB/T 23329—2009《纺织品 织物悬垂性的测试》,剪取直径24 cm的圆形试样,分别测试织物的静态悬垂性、动态悬垂性,用悬垂度表示。

抗起毛起球性能测试利用YG502N型织物起毛起球仪,参照GB/T 4802.1—2008《织物起毛起球性能的测试 第1部分:圆轨迹法》,将起毛起球后的试样与标准样对照,评判抗起毛起球等级。

1.3 织物舒适性测试

织物手感测试。利用Phabr Ometer型织物手感评价系统测试仪,参照美国标准AATCC Test Method202—2014《Relative Hand Value of Textiles Instrumental Method》,剪取面积100 cm2的圆形试样3块,分别测试织物的硬挺度、柔软度和光滑度。

透气性测试。利用YG461E-Ⅲ型全自动透气量仪,依据GB/T 5453—1997《织物透气性的测定》,测试织物的透气率;试验面积为20 cm2,采用100 Pa压降,每块试样测试10次,取平均值。

透湿性测试。采用YG601N-Ⅱ型电脑式织物透湿仪测试织物的透湿量,依据GB/T 12704.1—2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分:吸湿法》。每种织物剪取直径70 mm的圆形试样3块,试样条件:温度(38±2)℃,相对湿度(90±2)%。

2 测试结果与分析

2.1 织物的保形性

2.1.1 织物的折皱回复性

折皱回复性是织物在外力作用下产生折痕回复的程度,又称为抗皱性,它影响织物的外观与平整,一般用折皱回复角(急弹与缓弹)来表示。折皱回复角越大,织物的抗皱性、保形性越好[6],8种织物的正面折皱回复角测试结果见表3。对比1#至4#织物、5#至8#织物的经纬向急弹性回复角与缓弹性回复角发现,在不同的织物组织下,二上二下左斜纹织物的折皱回复角比平纹的大,因二上二下左斜纹织物浮长线相对长,组织交织点少且不集中,织物中纱线可移动范围大,织物的抗皱性较好[7]。在相同的织物组织下,纱线中的芯丝含量越高,其织物的折皱回复角越大,如2#、3#、4#织物与6#、7#、8#织物的经向急弹性回复角与缓弹性回复角。这是因为纱线中芯丝含量越高,纱线的弹性回复性越好。

表3 织物正面折皱回复角测试结果

经向与纬向平均回复角之和表示该织物的总折皱性,测试结果如图2所示。

图2 织物的折皱回复性

从图2中的折线图可以明显发现,1#织物的总折皱回复角最小,8#织物的最大,说明在相同的织物规格下斜纹组织的抗皱性比平纹的好,且织物中芯丝含量越高,其折皱回复性越好。

2.1.2 织物的免烫性

对于织物抗皱、免烫及平整度的测试与评价方法,近年来国内外学者对其进行了大量研究。其中,刘成霞等提出了一种可模拟实际着装的织物抗皱性测试方法[8],但目前应用最多的是采用对照织物洗后外观平整度等级模板的方法[9]。图3为织物的AATCC等级样照图,图3(a)1#织物的免烫等级最差为1级,采用斜纹组织且经纬向均使用包芯纱的织物免烫等级相对较高,如图3(g)7#织物、图3(h)8#织物免烫等级分别达到3级、3.5级。因此,织物中的芯丝含量与组织结构影响织物的免烫性,二上二下左斜纹组织的免烫性等级比平纹组织高,织物中芯丝含量越高,其免烫等级越高。但是包芯纱中芯丝含量太高会影响芯丝的包覆效果,纱线中实际包覆量要大于理论最小包覆量,5.56 tex T 400长丝理论最小包覆量为39.4%[10]。

图3 织物的AATCC等级样照

2.1.3 织物的尺寸稳定性

根据GB/T 2660—2017《衬衫》规定,水洗尺寸变化率不大于-3%。洗涤干燥后外观平整度不小于3级,当原料为全棉时洗涤后等级大于2.5级。测试1#至8#织物经向水洗尺寸变化率依次为-3.04%、-3.21%、-2.04%、-2.75%、-2.32%、-2.50%、-2.50%、-2.14%;测试1#至8#织物纬向水洗尺寸变化率依次为-1.89%、-2.03%、-1.53%、-1.07%、-3.04%、-2.61%、-2.14%、-1.43%。从上述测试结果看,8种织物的尺寸稳定性差异不大,基本小于-3%,其中7#织物、8#织物平整度等级及水洗尺寸变化率均符合衬衫标准。

2.1.4 织物的悬垂性

悬垂性表征了人体上的织物在重力作用下悬垂、飘扬、变形的行为特征,根据使用状态不同可分为静态悬垂性与动态悬垂性[11]。测量织物悬垂性的方法一般采用圆盘法(或伞式法),常采用悬垂度或悬垂系数来衡量悬垂性。图4为织物的悬垂度指标,图5为织物的静态与动态悬垂效果。

图4 织物的悬垂性

图5织物的静态与动态悬垂效果

织物悬垂度U=(AR-AF)/(AR-Ar),其中AR为圆形试样的面积;AF为实测伞状悬垂织物的投影面积;Ar为小圆盘面积。当实测伞状悬垂织物的投影面积AF越小,悬垂度U越大,表明织物的悬垂性越好。从图4与图5可以看出,使用相同的纱织造的织物,二上二下左斜纹织物的悬垂性比平纹的好,如经纬向均使用b纱织造的3#织物与7#织物,7#织物的悬垂度明显比3#织物的高。相同组织结构下,织物中的芯丝含量越高,织物的悬垂性越好,如经纬向均为c纱的4#织物与8#织物,相比其他同组织的织物悬垂性好。

2.1.5 织物的抗起毛起球性

织物的抗起毛起球性影响织物的外观。测试的1#至8#织物的抗起毛起球等级依次为5级、5级、5级、5级、4.5级、4级、4级、4级。可以看出,织物的抗起毛起球性和织物组织有直接关系,平纹组织交织点较多,纤维被束缚的较为紧密,纤维不易被抽拔,故抗起毛起球性较好。二上二下左斜纹组织浮长线长,因此抗起毛起球性差。织物中芯丝含量对其抗起毛起球性影响不明显。

2.2 织物的舒适性

2.2.1 织物的手感

表4为利用Phabr Ometer型织物风格仪(法宝仪)测试的织物手感参数。该测试方法简单快捷,测试过程与主观评价织物手感具有一致性。从表4中数据可以看出,二上二下左斜纹比平纹织物挺阔、柔软,芯丝含量对织物的手感影响不大。

表4 织物的手感测试结果

2.2.2 织物的透气性与透湿性

织物的透气性与透湿性直接影响穿着时的舒适感。测试1#至8#织物的透湿量依次为5 775.240 g/(m2·d)、5 503.464 g/(m2·d)、5 724.282 g/(m2·d)、5 766.747 g/(m2·d)、6 480.159 g/(m2·d)、5 809.212 g/(m2·d)、7 439.871 g/(m2·d)、8 633.135 g/(m2·d);透 气率 依 次 为 303.0 mm/s、332.0 mm/s、232.1 mm/s、313.1 mm/s、938.7 mm/s、581.7 mm/s、284.2 mm/s、335.2 mm/s。

对比5#至8#二上二下左斜纹织物与1#至4#平纹织物,相同的纱线组合下,二上二下左斜纹织物的透气性比平纹的好,这是因为二上二下左斜纹织物经纬纱交织次数少,织物结构疏松,织物透气性好。在相同组织下,单纬向使用包芯纱的比经纬向均采用包芯纱的织物的透气性好,即织物中的芯丝含量在一定程度下影响织物的透气性,如1#织物与3#织物、2#织物与4#织物、5#织物与7#织物、6#织物与8#织物,芯丝含量高织物的透气性差。因此,5#织物经纱使用a纱,纬纱使用b纱,织物中的芯丝含量少,且采用二上二下左斜纹组织,织物的透气性最好。

对比织物的透湿量发现,各织物的透湿量值差异不大,与透气性相同,二上二下左斜纹织物的透湿性比平纹织物的略好;与透气性不同的是,经纬向均使用包芯纱的织物比单纬向使用包芯纱的织物透湿性好,这是因为T 400长丝表面上的沟槽具有芯吸效应,芯丝含量越高,织物的透湿性越好,吸湿排汗效果越好,故经纬纱均使用c纱的8#织物织物透湿性最好。

因此,为了改善织物的舒适度,当使用T 400包芯纱开发衬衫面料时,宜采用二上二下左斜纹组织,以保证织物较好的透湿性,且又不影响织物的透气性。

3 结论

(1)T 400长丝具有较好的弹性回复性,将其应用在包芯纱中,可以明显提高纱线的弹性回复性,改善成纱条干与毛羽。

(2)在相同的规格下,二上二下左斜纹织物的抗皱、免烫性,悬垂性比平纹的好;在不影响芯丝包覆效果的条件下,T 400芯丝含量越高,织物抗皱、免烫等级越高,悬垂性越好。织物的起毛起球性和织物组织有直接关系,平纹织物的抗起毛起球等级比二上二下左斜纹织物的高。

(3)织物中的T 400芯丝含量在一定程度上影响织物透气性,当织物中经纬向均使用T 400包芯纱时比单纬向使用T 400包芯纱的透气性差。在相同的织物规格下,二上二下左斜纹织物的透气性比平纹织物的好。T 400纤维是一种带沟槽的中空纤维,这种特殊的结构赋予了其织物较好的吸湿排汗功能。

(4)经纬向均使用JC 18.5 tex(T 400 5.56 tex)包芯纱的二上二下左斜纹织物抗皱性、悬垂性最好,免烫等级可以达到3.5级,同时又具有较好的舒适性,符合免烫纺织品的要求,是高保形舒适衬衫面料的理想选择。

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