翟 倩，温 润，徐广标

(东华大学 纺织学院，上海201620)

木棉纤维是一种天然中空的纤维素纤维，具有质轻、细、软的特征[1]，传统上大多被用作保暖填充蓄料、吸油隔热等材料[2-4]。 近年来，随着纺纱技术的不断提高，有前人将木棉/棉进行混纺[5-6]，将其应用于服装面料的开发。 已有文献主要集中在木棉纤维原料的性能、纺纱工艺及质量表征等方面[7-9]，对于木棉/棉混纺纱线的结构与性能目前还尚未有系统的评价[10]。 因此，本论文采用四种不同规格的木棉/棉紧密纺纱线及纯棉对比样，从纤维的形态结构、纱线的条干均匀度、毛羽及强伸性等四个方面评价了其性能特征，为木棉/棉混纺纱线的应用提供数据支撑。

1 试验

1.1 材料

采用四种不同细度混纺比20/80 木棉/棉混纺纱线及其对比样。 纱线基本规格参数见表1。

1.2 测试指标

1.2.1 纱线结构

采用荷兰Phenom 台式扫描电子显微镜(SEM)，其背散射电子图像分辨率8nm，二次电子图像分辨率8nm，加速电压5kV ～15kV。 放大倍数20～150，000 倍，灯丝类别：CeB6。

表1 纱线规格参数

纵向纱线直接进行观察；横向纱线先用羊毛进行包埋切片再观察其截面。

1.2.2 纱线条干均匀度测试

参照FZ/T 01069—2007《纺织品 纱线条干不匀试验方法 光电法》标准，试样预调湿、调湿与试验用标准大气参照GB/T 6529，试验温度(20±2)℃，相对湿度(65±2)%。 选用YG135G 条干均匀度测试仪进行测试，测试速度200m/min，测试时间0.5min，每种试样测试3 次。

1.2.3 纱线毛羽测试

参照FZ/T 01086—2000《纺织品 纱线毛羽测定方法 投影计数法》标准，选用YG172 型纱线毛羽测试仪进行测试，片段长度10m， 测试速度15m/min，每种试样测试5 次。

1.2.4 纱线强伸性测试

参照GB/T 3916—1997《纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》标准，试样预调湿、调湿与试验用标准大气参照GB/T 6529，试验温度(20±2)℃，相对湿度(65±2)%。 选用YG061FQ 系列型电子单纱强力仪进行测试，试样拉伸隔距500mm，拉伸速为500mm/min，预加张力0.5cN/tex。 每种试样测试30 次。

2 结果与讨论

2.1 纱线的形态结构

由扫描电子显微镜观察木棉/棉混纺纱线的纵向、横向形态结构分别如图1 和图2 所示。

图1 20/80 木棉/棉纱线纵向形态

图2 木棉/棉纱线横向形态

由图1 和图2 可看出，紧密纺木棉/棉混纺纱线中木棉纤维的中空有所保留，但在混纺纱线中呈现压扁中空状态；从纱线截面可以看出，木棉纤维主要分布在纱线表面。

2.2 条干均匀度

采用纱线条干不匀(CV 值)、千米细节(-30%)、千米细节(-40%)、千米细节(-50%)、千米细节(-60%)、千米粗节(+35%)、千米粗节(+50%)、千米粗节(+70%)、千米棉结(+140%)、千米棉结(+200%)等指标来衡量纱线条干均匀度，结果如表2 所示。

表2 纱线条干均匀度测试结果

由表2 可知，20/80 木棉/棉混纺纱的CV 值、千米细节、千米粗节略高于环锭纺纯棉纱线。 20/80 木棉/棉混纺纱的条干不匀率略大于纯棉纱线的条干不均率。 这是由于木棉纤维长度较棉纤维短，纺纱难度大，20/80 木棉/棉混纺纱的粗细节和棉结比较多，导致纱线不匀率比较大。 木棉混纺纱线的粗细节主要集中在40%以内，对于上机织造的影响不大。

2.3 毛羽

木棉/棉混纺纱线毛羽测试结果及毛羽分析如表3 和图3 所示。

表3 纱线毛羽测试结果

图3 纱线毛羽分布

从表3 和图3 可以看出，毛羽的主体组成部分是1mm～2mm 的毛羽，由于长度短对纱线质量影响较小。 3mm 以上长度的毛羽对于纱线质量产生影响较大，因此主要以长度在3mm 以上的毛羽作为研究对象。 由表3 中3mm 长度以上毛羽数量可知，20/80 木棉/棉混纺纱线的表面毛羽数量大于纯棉纱线的毛羽数量。 相同混纺比的20/80 木棉/棉纱线，纱线线密度越小，纱线越细，纱线截面中的纤维就越少，因此纱线表面的毛羽也越少。

2.4 强伸性

木棉/棉混纺纱线及对比样纯棉纱线的拉伸断裂曲线如图4 所示。 木棉/棉混纺纱线的断裂强力、断裂强度以及断裂伸长率测试结果见表4。

图4 纱线的拉伸断裂曲线

表4 纱线强伸性测试结果

由图4 可看出，木棉/棉混纺纱线和纯棉纱线的拉伸断裂曲线相似，根据表4 可知，木棉/棉混纺纱线的断裂强力大于170.23cN，纯棉纱线的断裂强力大于151.35cN，断裂强力与纱线细度相关；木棉/棉混纺纱线的强度在16.00cN/tex ～20.27cN/tex 之间，纯棉纱线的强度12.63cN/tex ～17.62cN/tex 之间，相同细度的木棉/棉混纺纱线强度大于纯棉纱线；相同细度的木棉/棉混纺纱线断裂伸长率比纯棉纱线大。

在根据表4 中断裂强力和断裂伸长率指标，绘制不同线密度下20/80 木棉/棉混纺纱线和纯棉纱线的拉伸性能曲线，见图5 和图6。

图5 木棉混纺纱及纯棉纱断裂强力比较

图6 木棉混纺纱及纯棉纱断裂伸长率比较

根据理论分析，木棉纤维长度较短，且纤维变面光滑无转曲，因此纤维之间摩擦力较小，在纱线细度相同的情况下木棉混纺纱线的强力理论上小于纯棉纱线的强力。 由图5 可看出，20/80 木棉/棉纱线的纱线强力大于相同线密度的纯棉纱，这是由于其纺纱方式不同，木棉/棉混纺纱线采用紧密纺，纯棉纱采用普通环锭纺。 因此，相同细度的木棉/棉混纺纱线强力大于纯棉纱。 由图6 可看出，20/80 木棉/棉纱线和纯棉纱受到拉伸时，混纺纱线更容易产生滑移这是由于棉纤维表面有转曲，纤维之间已产生摩擦；木棉纤维表面光滑，摩擦系数小，因此两种纤维之间更容易产生滑移。

3 结论

木棉纤维在木棉/棉混纺纱线中被压扁，并且主要分布在纱线表面；纱线的条干整体较均匀，CV值在20%以内；3mm 内的纱线毛羽数略高于环锭纺纯棉纱线；木棉/棉混纺纱线纱线强度在16cN/tex～20cN/tex 之间，断裂伸长率大于5.3%，与环锭纺纯棉纱线类似。