PTT/桑蚕丝交织物的服用性能

朱思敏，眭建华，2，潘志娟，2，汪 亮，汪明树

(1.苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州215021;2.现代丝绸国家工程实验室，江苏苏州215123;3.四川依格尔纺织品有限公司，四川南充637000)

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维是一种形状记忆纤维，其织物具有易塑形及折皱易复平性，可使服装实现免烫效果。且PTT纤维兼有涤纶、锦纶、腈纶的特性，防污性能好、干爽挺括、易于染色、手感柔软、富有弹性［1］。基于上述良好的服用性能，目前研究人员对其与天然、再生和化学纤维的混纺交织均有关注，其中将PTT与蚕丝复合开发的成果主要有PTT/蚕丝(55/45)真丝记忆塔夫面料［2］和抗皱记忆真丝小提花面料［3］等。本研究以PTT长丝为经，桑蚕丝为纬，设计织造了12种PTT/桑蚕丝交织面料及1种纯PTT织物，并购买了3种规格相近的桑蚕丝面料作对比;同时以PTT/PET复合长丝为经，桑蚕丝为纬，织造了3块PTT/PET/桑蚕丝复合织物;测试并分析了结构参数和原料构成对PTT/桑蚕丝交织物的透气、抗起毛起球、折皱回复和定伸长弹性四项基本服用性能的影响。

1 实验

1.1 织物的结构参数

参考常见PTT形状记忆织物的结构参数，变化织物组织、纬纱线密度及捻度共设计织造了16种织物。此外，购买的3块对比桑蚕丝面料1#、6#和12#分别为11160电力纺、19015斜纹绸和12104双绉。根据织物外观效应将这19块织物分为4个系列，其中1#～5#为平纹织物，6#～11#为2/2斜纹织物，12#～16#为绉效应织物(16#组织为3/1破斜纹，其余织物组织均为平纹)，17#～19#则是PTT/PET/桑蚕丝复合织物(组织均为2/2斜纹)。4个系列织物成品详细规格及原料构成分别如表1～4所示。与1#电力纺、6#斜纹绸和12#双绉规格最接近的PTT/桑蚕丝交织物分别为 4#、9#和 13#。

表1 PTT/桑蚕丝平纹交织物及对比样的织物规格Tab.1 Fabric specifications of PTT/mulberry silk plain interwoven fabrics and contrast samples

表2 PTT/桑蚕丝斜纹交织物及对比样的织物规格Tab.2 Fabric specifications of PTT/mulberry silk twill interwoven fabrics and contrast samples

表3 PTT/桑蚕丝绉效应交织物及对比样的织物规格Tab.3 Fabric specifications of PTT/mulberry silk crepe interwoven fabrics and contrast samples

表4 PTT/PET/桑蚕丝复合织物的织物规格Tab.4 Fabric specifications of PTT/PET/mulberry silk composite fabrics

1.2 测试方法

透气性和抗起毛起球性:分别按照GB/T 5453—1997《纺织品 织物透气性的测定》和GB/T 4802.2—2008《纺织品织物起毛起球性能的测定第2部分:改型马丁代尔法》进行测试，采用的仪器分别是YG(B)461E数字式织物透气量仪和YG401G型织物平磨仪(马丁代尔仪)。

折皱回复性和定伸长弹性:采用GB/T 38l9—1997《纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》中的水平法测试织物折皱回复角，织物经纬向各测试5次，取平均值;采用YG026B电子织物强力机测试织物的定伸长弹性回复率，织物宽度50 mm，夹持距离定100 mm，定伸长10%，预张力2 N夹持，每种织物测试3次，取平均值。

织物成品的平方米质量:采用电子天平(精度0.1 mg)称取20 cm×20 cm的织物进行计算;织物的紧度(E)根据以下公式［4］计算:

式中:Pj、Pw为织物的经、纬向密度，根/cm;dj、dw为经、纬纱直径，mm;Y为纱线直径系数，生丝取3.79×10-3，PTT 取 3.50 ×10-3;Tj、Tw为经、纬纱线密度，tex。

2 结果与分析

2.1 织物的透气性

测试所得各织物的透气率值如图1所示。对比相近规格但原料构成不同的三组织物的透气率可知，平纹系列织物中5#纯PTT织物的盖覆紧度略大，其透气性能明显比4#平纹交织物和1#真丝电力纺差，而1#与4#的盖覆紧度相近，4#交织物的透气率略高于1#电力纺;斜纹系列织物中，6#斜纹绸的盖覆紧度大于9#斜纹交织物，其透气率也较小;绉效应系列织物中12#双绉的纬纱捻度最高，盖覆紧度略小于13#交织双绉，其透气率比13#高，PTT纤维含量最高的15#绉织物盖覆紧度小，但其透气率明显小于13#和14#，可见织物成品规格的微小差异会影响到原料构成对织物透气性能影响的分析。

图1 各织物的透气性Fig.1 Air permeability of each kind of fabrics

由图1可以看出，不同结构参数的PTT/桑蚕丝交织物透气率差异较大，平纹系列中的2#～4#和斜纹系列中的7#～11#随着纬纱线密度的增加，织物紧度变大，造成织物中纱线间的孔隙变小，所以织物的透气率略有降低;而对比相近规格的平纹和斜纹交织物可知，平纹交织物的透气性明显低于斜纹交织物，这是因为平纹织物的纱线浮长比斜纹小，织物交织点比斜纹多，所以平纹织物的孔隙结构没有斜纹那样疏松，继而导致平纹织物的透气性较斜纹织物差;16#顺纡绉效应交织物的组织为3/1破斜纹，且绉效应织物中强捻纱线会使纱线呈现三维卷曲状态，织物的孔隙结构比较疏松，所以其透气率最大，超过1 100 mm/s。此外，与相近规格的PTT/桑蚕丝交织物相比，PTT/PET/蚕丝复合织物的盖覆紧度大，蚕丝含量少，透气率较小。以上结果说明结构参数如盖覆紧度和纬纱捻度的大小对织物透气性能的影响比较显著，但仍可看出大量提高PTT纤维的含量会使织物的透气率降低。

2.2 织物的抗起毛起球性

如图2所示，PTT/桑蚕丝交织物的抗起毛起球等级均较高，大多在4～5级。比较相近规格不同原料构成织物的抗起毛起球等级可知，平纹交织物4#、斜纹交织物9#和交织双绉13#的抗起毛起球等级均高于对应的真丝织物1#、6#和12#，而5#纯PTT织物和PTT含量达到将近70%的15#绉效应交织物的抗起毛起球等级也分别大于结构参数相似的4#和13#绉效应交织物，这说明PTT纤维含量提高，有利于改善织物的抗起毛起球性能，且PTT纤维优良的耐磨性能够在PTT/桑蚕丝交织物中明显体现出来。

图2 各织物的抗起毛起球性Fig.2 Pilling resistance of each kind of fabrics

变化结构参数的织物中，7#～11#斜纹交织物纬纱线密度变大，织物紧度增加，纱线及纤维间的抱合力增加，摩擦过程中纤维间不易分离继而露出织物表面，且纬纱变粗后其刚性增大，承受外力的能力也增强，所以织物抗起毛起球等级有增加的趋势;不同织物组织下，2#～4#平纹交织物的抗起毛起球等级(4.5～5级)高于结构参数相近的7#～9#斜纹交织物(4级)，与造成织物透气性差异的原因相同，平纹织物的交织点较多，织物结构比斜纹致密，纤维间有较好的抱合，不易被抽拔，故其抗起毛起球性好于斜纹织物;交织物中，16#顺纡绉效应织物组织浮长最大，织物交织点最少，抗起毛起球等级也最低。与相近规格的PTT/桑蚕丝斜纹交织物相比，PTT/PET/蚕丝复合织物的紧度大，其抗起毛起球等级也较高。

2.3 织物的折皱回复性

各织物的急弹性和缓弹性折皱回复角如图3所示。从图3可看出，平纹、斜纹和绉效应系列中，PTT/桑蚕丝交织物的折皱回复角始终明显大于相近规格的桑蚕丝织物;5#纯PTT织物的折皱回复角大于1#电力纺而小于4#平纹交织物。结构参数相同条件下，纤维品种对织物抗皱性的影响主要表现为纤维拉伸弹性和初始模量两方面［5］:拉伸弹性越好，纤维越易从应变状态回复;初始模量越大，一定外力作用下纤维变形量越小，回复程度越高。PTT纤维拉伸弹性比桑蚕丝好，但其初始模量(2.58 cN/dtex［6］)比桑蚕丝(146 cN/dtex［7］)小得多，所以综合了两种纤维特点的PTT/桑蚕丝交织物抗皱性能最好。

图3 各织物的折皱回复性Fig.3 Wrinkle recovery performance of each kind of fabrics

分析7#～11#斜纹交织物的折皱回复角数据可知，随着纬纱线密度的增加，织物折皱回复角呈现先增大再减小的趋势。纬纱线密度增大，经纱屈曲波高增加，织物厚度增加，且较粗的纬纱对经纱回复也有支持作用，再加上PTT优良的弹性回复能力，因此织物的经向折皱回复角随之增加并趋向于180°(完全回复);但与此同时，织物纬向紧度也在增加，经纬纱间的摩擦阻力变大，外力释去后织物回复阻力相应增加，这会减弱纬纱变粗对折皱回复产生的积极作用，故织物总折皱回复角先增加后减小。比较平纹和斜纹系列可以看出，PTT/桑蚕丝斜纹交织物的急弹性和缓弹性折皱回复角分别高达325°和340°左右，其折皱回复性能优于平纹织物，这符合织物组织交织点越少抗皱性越好的一般规律。绉效应系列织物中，16#顺纡绉破斜纹织物的折皱回复角最大;13#细条纹绉效应织物的折皱回复角大于14#粗条纹绉效应织物。同为斜纹组织的PTT/PET/蚕丝复合织物也具有较好的折皱回复性能，但不如PTT/桑蚕丝交织物。综合上述结果可见，将PTT与桑蚕丝交织能够明显改善织物的折皱回复性能。

2.4 织物的定伸长弹性

各织物在10%定伸长下的经纬向弹性回复率如图4所示。由于PTT纤维具有独特的Z字型分子链结构，其回弹性能远远高于桑蚕丝，5#纯PTT织物的定伸长弹性回复率最高，PTT/桑蚕丝交织物的经向(PTT)弹性回复率大于纬向(桑蚕丝)，1#真丝电力纺和6#真丝斜纹绸的弹性回复率明显小于相似规格的PTT/桑蚕丝交织物，这说明将PTT与桑蚕丝交织能够明显改善织物的拉伸回弹性。此外，虽然12#真丝双绉的纬纱捻度高于13#交织双绉，但13#织物的定伸长弹性回复率与12#真丝双绉相当;且在交织物中，PTT纤维含量最高的15#织物平均定伸长弹性回复率最大，超过90%;其次，16#顺纡绉效应织物和18#PTT/PET/蚕丝复合双绉织物也具有较高的定伸长弹性回复率。与一般织物不同，绉效应织物中由于强捻纱线的存在，纱线具有三维螺旋起拱的形态，该形态的位移能够提供织物10%定伸长拉伸变形的主要部分，对织物回复有积极作用［8］。绉效应越明显，织物定伸长弹性越大，细条纹绉效应织物13#和18#的弹性回复率均大于相应的粗条纹绉效应织物14#和 19#。

图4 各织物的定伸长弹性Fig.4 Constant extension elasticity of each kind of fabrics

斜纹系列7#～11#交织物中随着纬纱线密度增加，织物经向定伸长弹性回复率下降而纬向提高，纬纱线密度增加，一方面，经纱屈曲程度增大，在定伸长10%时，因纱线屈曲伸直所产生的伸长的比例越大;另一方面，经纬纱间交织阻力增大，所以织物经向定伸长弹性回复率减小;纬向弹性回复率的变化正好与经向相反，10#和11#织物的表现尤其明显，这是因为本研究中织物纬纱线密度的增加是通过对桑蚕丝的并捻实现的，特别是10#和11#织物的纬纱为复捻纱线，并合加捻能够改善纬纱自身的力学性能［10］，相同伸长下股线的回复性能更好。不同织物组织下，斜纹交织物的定伸长弹性回复率较平纹交织物略有提高，织物在定伸长10%的拉伸过程中承受的负荷主要来自于纱线间因弯曲程度变化而引起的摩擦阻力，受拉系统纱线由屈曲逐渐伸直，并压迫非受拉系统纱线使其更加屈曲。平纹织物内纱线交织点比斜纹多，浮长线短，拉伸时经纬纱间切向滑动阻力大，相应地去除外力后回复阻力也比斜纹大，因此斜纹织物的定伸长弹性回复率要比平纹高一些。

3 结论

综观所有PTT/桑蚕丝交织物的服用性能数据可以看出，将PTT长丝与桑蚕丝交织能够明显提高织物的折皱回复角和定伸长弹性回复率;且与真丝织物相比，PTT/桑蚕丝交织物的抗起毛起球等级略有提高;盖覆紧度等结构参数对织物透气性的影响比较显著，但可看出PTT纤维含量过高，织物透气率明显降低;PTT/PET/桑蚕丝复合织物也具有很好的定伸长弹性和抗起毛起球性能，但其透气性和抗皱性能不如PTT/桑蚕丝交织物。试制的面料中4#平纹交织物、9#斜纹交织物和13#交织双绉、16#交织顺纡绉，以及18#PTT/PET/桑蚕丝复合织物都具有良好的服用性能。通过研究结构参数对PTT/桑蚕丝交织物四项服用性能的影响可发现，适当增加纬纱线密度可以提高织物抗皱性能;PTT/桑蚕丝斜纹交织物的透气性、抗皱性和定伸长弹性都优于平纹织物;织物绉效应越明显，其透气性和定伸长弹性越好。

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