PTT纱线的弹性对无缝内衣织物服用性能的影响

刘 晨，赵 俐

（东华大学 纺织学院，上海 201620）

PTT纱线的弹性对无缝内衣织物服用性能的影响

刘 晨，赵 俐

（东华大学 纺织学院，上海 201620）

为了了解聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）及PTT/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纱线对织物弹性性能的影响，选择PTT纱线及PTT/PET双组分纱与无缝内衣领域常用的锦纶和两种锦纶/氨纶包芯纱共6种纱线，对比其在沸水处理前后的强力－伸长特征以及定伸长弹性特征，并对比这6种纱线组合编织成的11种无缝内衣织物的弹性回复率.采用显著性检验的数学方法证明含有PTT的双组分纱线的弹性回复率与锦纶/氨纶包芯纱相似，PTT纱线作为无缝内衣织物的底纱较适宜，用其编织的无缝内衣产品的保形性及耐疲劳性优良.

PTT纱线；无缝内衣；力学特征；弹性回复率

无缝内衣市场由于其产品适用面广、售价高，使得国内外不少针织厂商进驻这一领域.由于内衣类产品要求弹性优良、贴体性好，产品中大量采用氨纶包纱和锦纶弹力丝.但氨纶价格较高且其在无缝内衣面料成份中的含量需控制在一定比例以下，否则长时间穿着会因服装压力过大而对人体产生压迫感，严重时皮肤会出现压痕，因而无缝内衣生产厂商努力寻求一种代替氨纶的新型纤维.聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）纤维同样也是弹性纤维，但其属于亚弹性纤维，用其所加工的内衣产品弹性好［1］、弹性回复率也很高.由于具有较低的初始模量，PTT的手感十分柔软，且保持了聚酯系产品的抗污染性和低静电性的优良性能［2］，可以满足无缝内衣的服用性能的要求.文献［3－6］研究了PTT纤维的弹性以及不同类型PTT纤维织物的性能.杨小雨等［4］采用PTT/PET双组分复合纱系列PTT长丝与棉为原料开发针织牛仔产品，研究得出PTT可以代替氨纶，并且具有很好的透气性和弹性回复率.袁传刚等［5］研究了PTT经编弹力泳装面料的弹性，研究表明PTT经编弹力泳装面料断裂强力较小、伸长率较大，具有优异的弹力回复性.王少辉等［6］研究了PTT混纺针织毛衫服用性能，表明了PTT/羊毛/天丝和PTT/竹纤维针织毛衫的综合服用性能较优.本文研究纯PTT纱线及PTT与其他原料混纺纱线的弹性对无缝内衣服用性能的影响，对比双组分PTT/PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）纱线和锦纶（PA）/氨纶（PU）包芯纱的弹性回复率，论证含有PTT纱线的弹性具有较优的服用价值，以期为无缝内衣产品的开发提供试验指导.

1 试样与试验

1.1 纱线试样

根据无缝内衣的常规工艺，筛选了6种纱线.纱线品种规格如表1所示.

表1 纱线规格Table 1 Yarn specifications

1.2 织物规格

6种纱线组合编织成的11种无缝内衣织物规格如表2所示，其均在SANTONI SM8－T0P2E26型单针筒无缝针织圆机上编织而成.

表2 织物规格Table 2 Fabric specifications

1.3 染色工艺

分散染料：分散大红H－BGL（上海澳丽沙化工颜料染料公司）；匀染剂：PDJ（Clariant）1mL/L（上海科莱蒽化工有限公司）.

一般分散染料染色在酸性或弱酸性条件下进行，考虑到PTT有着良好的pH值适应性，故不在染浴内调节pH值［7］.织物试样的染色在中性偏酸的条件下进行.由于以上织物均含有PTT纱线或成分，所以染色统一采用如图1所示的工艺，以排除染料及其他因素对织物弹性的影响.

图1 染色曲线图Fig.1 Dyeing curve

1.4 沸水处理

采用高温染色机，对6种纱线进行100℃沸水处理30min，在烘干机中干燥1h后，在温度为（20±2）℃、相对湿度为（65±3）%的恒温恒湿室静置24h.

1.5 试验

1.5.1 纱线的拉伸断裂测试

采用YG 061型纱线电子强力仪，根据纱线拉伸断裂的测试方法［8］，测试结果如表3所示.

表3 纱线在沸水处理前后的强力－伸长特征以及定伸长弹性特征测试结果Table 3 Test results of yarns'breaking elongation and fixing elastic elongation before and after boiling water treatment

1.5.2 纱线定伸长弹性测试

采用YG 061型纱线电子强力仪，定伸长拉伸纱线，夹持长度为250mm，定伸长率为25%，拉伸速度为500mm/min，每组测试20根，取平均值，测试结果如表3所示.

1.5.3 织物拉伸弹性回复率测试

采用YG 065型织物电子拉伸仪，按照针织物拉伸弹性回复的测试方法［9］，定伸长率为30%，测得11种无缝织物的定伸长率1次和反复3次拉伸弹性回复率和塑性变形率，测量结果如表4所示.

表4 织物的拉伸弹性特征测试结果Table 4 Test results of fabrics'tensile elasticity %

续 表

2 分析与讨论

2.1 纱线弹性分析

由于织物在下机后均要经过染色及后整理工序，PTT织物一般染色需在100℃左右的染料中经60min染色，为了更好地说明纱线性能对织物的影响，将6种纱线经高温沸水处理30min.从表3可以看出，所有纱线的断裂强力在热处理后，都有不同程度的下降，而其中两种PTT/PET双组分纱线热处理后断裂伸长率分别提高了2.0%和4.2%，PTT纱线断裂伸长率增加了1.5%左右，其他纱线的断裂伸长率变化不明显.

出现此类现象的原因是PTT和PET同属聚酯类纤维，PET的大分子构象几乎是直线形状，而PTT聚合物的分子构象是螺旋形的，所以PET和PTT两组分复合而成的双组分纱线具有潜在的热收缩性差异［10］，在受热后，由于不同聚合物收缩程度不同，从而产生永久的螺旋卷曲，由于该卷曲是由其自身性质决定的，而不像PA/PU那样由机械作用产生的，所以弹性比较稳定.当PTT/PET双组分纱线受到拉伸时，在拉伸初始阶段，作用力小时，PTT的作用起主导地位，PTT成分的分子螺旋形被外力拉直，所以在拉伸曲线上会产生一段“平台”构形.由于PTT/PET中PTT只占50%左右，所以随着拉力的不断增加，PET的作用逐渐显现，PTT的作用逐渐减小，在纱线最终断裂时，PET的拉伸特性占主要地位，在常温下，PTT/PET的弹性由于受到PET的限制无法充分体现出来.但是在沸水处理后，PTT/PET双组分纱线中的PET组分受热发生大分子链段的扰动和伸长，表现出其在沸水处理后的弹性回复率与锦纶/氨纶包芯纱相似，将采用显著性检验的方式对其进行弹性回复的检验.

在沸水处理后，测试得Y2的弹性回复率X1平均值为59.1%，Y5的弹性回复率X2平均值为61.3%.由于这两种纱线的弹性回复率差别小，所以对其进行显著性检验，数据如表5所示.

表5 纱线定伸长弹性回复率测试结果Table 5 Test results of fixing elastic elongation resilience rate %

（1）正态分布David检验.假设检验

H0：样本服从正态分布

H1：样本不服从正态分布

对于α＝0.05的显著水平和样本量为6时，查表得临界值的上下限分别为

计算值介于上下限之间，故样本服从正态分布.

（2）显著性检验.此次试验为两种不同纱线在相同条件下进行测试，对比弹性回复率，故采用方差σ2未知时的均值μ的假设检验T～t（n－1）.

将试验数据进行配对分析，记ζ＝ξ－η，则ζ～N（μ1－μ2，σ21＋σ22）.

Zi＝Xi－Xi＋1（i＝1，2，3，4，5，6）为ζ的一组样本观测值，有

问题转化为在显著水平α＝0.05下，假设检验H0：μ＝μ0＝0；H1：μ≠μ0＝0 （σ2）

根据方差σ2为未知的双侧检验法则，接受H0，认为这两种材料的弹性回复率没有显著的不同.即认为PTT/PET纱线的弹性回复率与锦纶/氨纶包芯纱相似，在工业生产中可以使用PTT/PET纱线代替PA/PU包芯纱.

PTT在热处理后，断裂伸长率增加明显，这是因为在高温下，PTT纤维内解取向程度增加，并增加了“Z”型弹簧特征的分子构象，使得更多分子链由伸直态变为卷曲态，从而导致纱线整体的延伸性增加，但是由于没有其他纤维的辅助作用，所以断裂伸长率在热处理后的变化率略低于PTT/PET纱线.PTT纱线的弹性回复率会增加，是因为其含有空间构型较易改变的3个亚甲基链段，亚甲基链段具备了在小应力下发生应变的特性.在热的作用下，PTT螺旋形卷曲有所释放，部分直链分子也变为弯曲态增加了弹性，弹性回复率增加［7］.

2.2 织物弹性分析

将11种织物按照变组织、变面纱、变底纱来排列.变组织对比：织物F1与F9、F2与F10.F3与F11.变面纱对比：织物为F4，F5和F6.变底纱对比：织物F5，F7和F8.

图2所示的弹性回复率均是由针织物纵向测得.图2（a）和2（b）表明添纱组织和假罗纹组织1次和3次定伸长拉伸后的弹性回复率均是织物F2较高，但织物F3回弹性紧跟其后为76.3%；图2（c）表明织物F7的1次和3次定伸长拉伸后的弹性回复率为76.4%和68.6%，较F5和F8要高.在相同面纱的情况下，含PTT/PET纱线的织物比PA/PU纱织物的弹性略好；图2（d）表明，底纱均用PTT/PET纱，面纱为PTT 8.33tex的织物F5的1次和3次定伸长拉伸后的弹性回复率较织物F4和F6要高，且多次拉伸后耐疲劳性好，此结果与上述纱线分析的结果吻合，即使用的纱线弹性直接影响织物的弹性.

从图2（a）和2（b）可知，总体而言，添纱组织织物比假罗纹织物弹性回复率高，织物的耐疲劳性要好.但是其弹性与纱线类型也呈正相关，如面纱由莫代尔25.00tex与面纱由PTT 8.33tex组成的织物F1和F9相比，假罗纹组织的弹性回复率比添纱组织的要高，其原因是该组织在莫代尔纱线有很高的强力和假罗纹组织有较长沉降弧的依托下，PTT的弹性发挥了重要的作用.

从图2（c）可知，当面纱都采用PTT时，采用PTT做底纱的织物F7，比采用其他纱线的弹性要好，1次定伸长拉伸的弹性回复率比其他两种织物F5和F8分别高出4.6%和21.7%.这是由于底纱和面纱若有相同的力学和弹性特征时，在力的作用下纱线之间的相互克制作用小，除接触点相互牵制外，其他部分纱段都发挥了其良好的力学性能.而PET/PTT为底纱织物的弹性回复率比PA/PU包芯纱为底纱的织物要高，这是由于PET/PTT中还有50%的PTT，其成分和力学性质与面纱相似，也达到了一定相互辅助的作用.

从图2（a）和2（b）可知，当底纱都采用PTT时，采用PA做面纱的织物F2，1次和3次定伸长弹性回复率为89.8%和80.3%；但是从图2（c）中可见，当PTT纱线作为面纱时的织物F7，1次和3次定伸长弹性回复率分别是76.4%和68.6%，弹性回复率有所下降，故PTT纱线更适宜作为织物的底纱.这是由于PA纱线的断裂强力大，断裂伸长率高，且初始模量小，用其作为面纱，不仅可以利用其高的断裂强力辅助PTT纱线良好的弹性，达到高的弹性回复，并且PA自身弹性优异，两者结合起来可以达到更好的弹性效果.但是如果PTT纱线作为面纱，其强力不如PA，且不能充分满足辅助底纱弹性发挥的作用，虽然图2（c）中面纱和底纱均为PPT的织物F7的弹性回复率都要比织物F5和F8高，但是其数值仍然没有达到80%以上，故在实践中，建议工厂使用PA作为面纱而PTT作为底纱，不但可以达到弹性要求，并且可以满足舒适感，减少穿着过程中的压迫感.综上所述，以PTT为原料的织物的弹性回复率都较高，经过3次反复拉伸的回弹性仍然比其他材料织造的织物弹性高，适合作为内衣类服装及要求贴身穿着服装的原料.

3 结 语

沸水处理后PTT纱线的断裂伸长率大，初始模量低，定伸长拉伸后塑性形变小，弹性回复率高.由PTT长丝作为面纱和底纱的无缝织物，弹性回复率大，塑性变形小，且PTT更适宜做添纱织物的底纱.PTT原料可以满足无缝内衣对弹性的要求，解决了无缝内衣市场中产品单一的问题.由于以PTT作为无缝内衣的原料，还有很多性能有待于研究，同时也需要开发更多的PTT相关产品来满足市场多样性的要求，所以PTT材料的发展潜力是巨大的.

［1］钱以竑，王府梅，赵俐.PTT纤维与产品开发［M］.北京：中国纺织出版社，2006：9.

［2］黄立新.PTT纤维及其产品的开发与应用［J］.上海纺织科技，2002，30（4）：16－19.

［3］曹秋玲，王府梅.新型聚酯长丝纱的弹性比较［J］.丝绸，2006，24（7）：44－45.

［4］杨小雨，赵俐，何积颖.PTT针织牛仔弹性面料的开发及性能［J］.针织工业，2009（2）：6－8.

［5］袁传刚，王府梅.PTT经编弹力泳装面料弹性的研究［J］.东华大学学报：自然科学版，2010，36（2）：21－25.

［6］王少辉，赵俐.PTT混纺针织毛衫服用性能综合评判［J］.东华大学学报：自然科学版，2009，35（6）：284－287.

［7］LI H，WANG F.Comparison of elasticity between PTT fabrics and the fabrics made of lycra core－spun yarn ［J］.Journal of Textile Research，2005，33（3）：32－34.

［8］全国纺织品标准化技术委员会.GB/T 3916—1997纺织品 卷装纱 单根纱线断裂和断裂伸长率［S］.北京：中国标准出版社，1997.

［9］全国纺织品标准化技术委员会.FZ/T 70006—2004针织物拉伸弹性回复率测试方法［S］.北京：中国标准出版社，2004.

［10］李秋英，章友鹤.新型聚酯纤维：PTT的特性与纺织加工技术［J］.现代纺织技术，2005（5）：54－56.

The Elastic Property of PTT Filament Influence on the End－Use Performance of Seamless Underwear

LIU Chen，ZHAO Li
（College of Textiles，Donghua University，Shanghai 201620，China）

In order to understand the elastic property of poly （trimethylene terephthalate）（PTT）and PTT/polyethylene terephthalate（PET）bi－component filament influence on seamless underwear，six types of yarns were selected to do a series of tests，which were PTT filament，PTT/PET bi－component filament，polyamide（PA）and two types of polyamide/polyurethane（PU）corn－spun yarn.The six yarns'breaking elongation and fixed elastic elongation before and after boiling water were compared and the eleven types of seamless underwear fabrics'elasticity resilience rate were compared as well.The results showed that elastic recovery of PTT/PET bicomponent filament was similar to PA/PU corn－spun yarn's by using elasticity test.PTT filament used as ground yarn was much better than as the plating yarn in seamless underwear.And the fabrics of PTT filaments had good dimensional stability and fatigue durability.

PTT filament；seamless underwear；mechanics characteristic；elastic recovery

TS 182＋.6

A

2011－04－29

PTT产业链技术开发资助项目（10105117）

刘 晨（1987—），女，内蒙古乌海人，硕士，研究方向为针织物服用性能.E－mail：vicky842＠163.com

赵 俐（联系人），女，副教授，E－mail：zhaoli＠dhu.edu.cn

1671－0444（2012）03－0281－06