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丝光羊毛针织面料的开发与性能研究*

2019-07-31孟沙沙杨启东2张佩华

产业用纺织品 2019年5期
关键词:起毛起球透气性

孟沙沙 杨启东2 张佩华

1. 纺织面料技术教育部重点实验室, 东华大学纺织学院, 上海 201620;2. 上海嘉麟杰纺织品股份有限公司, 上海 201504

丝光羊毛是利用化学方法处理羊毛纤维表面,对纤维表面的鳞片进行减量加工得到的,其纤维细而平滑,亲水性和吸湿透气性能增强[1]。通常,羊毛被应用于制作秋冬季节服装面料。随着纺织技术的进步,改性羊毛如丝光羊毛在夏季服装领域得到了全面的发展。与此同时,具有凉感功能的锦纶长丝在服装领域的应用也越来越多。凉感锦纶长丝是一种具有持续凉感功能的改性合纤长丝,它是在纺丝过程中融入纳米母粒得到的,有效利用了云母的天然层状结构及其导热、含水等功能[2]。

基于丝光羊毛的柔软性和优良的吸湿性,以及异形截面凉感锦纶长丝较好的热湿传递性和舒适性,本文将丝光羊毛和异形截面凉感锦纶长丝进行交织,并对织物组织结构进行设计,开发夏季服装用高档羊毛针织面料。

1 试样制备

1.1 编织工艺

1.1.1 原料

选用16.7 tex/1Z(60 N/1Z)捻丝光羊毛(浙江新澳纺织股份有限公司)、7.8 tex/24f(70 D/24f)异形截面凉感锦纶长丝(广东新会美达纺织股份有限公司)。

1.1.2 织物结构

利用集圈和双罗纹两种组织结构设计形成6种织物。一种是集圈组织,包括一面有集圈的织物(织物编号为1#和2#)和两面都有集圈的织物(织物编号为3#)共3种织物。其中,服装上接触人体皮肤的一面(以下称为“上针盘面”)为导湿性较好的异形截面凉感锦纶长丝,另一面(以下称为“下针筒面”)是吸湿性良好的丝光羊毛,且两种纱线的比例不完全相等。另一种是双罗纹组织,包括3种双罗纹织物(织物编号分别为4#、 5#和6#),且织物两面都有丝光羊毛和异形截面凉感锦纶长丝。

1.1.3 设备参数

分别采用两种德国德乐公司生产的双面圆纬机编织两种组织结构,其中集圈组织在德乐UP472型双面圆纬机上编织,双罗纹组织在德乐I3P284型棉毛机上编织。

(1) 德乐UP472型双面圆纬机参数

机号:24针/(25.400 mm);

筒径:762.000 mm(30 in);

路数:72;

总针数:2×2 268;

转速:16~24 r/min。

(2) 德乐I3P284型棉毛机参数

机号:24针/(25.400 mm);

筒径:762.000 mm(30 in);

路数:84;

总针数:2×2 256;

转速:16~24 r/min。

1.1.4 织物编织

各织物编织图如图1所示,其中集圈组织织物分别呈现菱形网眼(1#织物)、横条网眼(2#织物)和两面网眼(3#织物)的外观效应,4#~6#织物均为双罗纹组织织物。

(a) 菱形网眼

(b) 横条网眼

(c) 两面网眼

(d) 双罗纹组织

1.1.5 纱线配置与穿纱方式

织物的纱线配置和穿纱方式分别见表1和表2。

表1 集圈组织织物的纱线配置

表2 双罗纹组织织物的穿纱方式

双罗纹组织织物采用的纱线配置也不同,4#~6#织物的丝光羊毛含量逐渐增加。

1.2 染整工艺

织物染整工艺路线:坯布→配缸→预缩→开幅→染色→脱水→理布→烘干→定型。

1.2.1 染色加工

染色工艺处方及条件:

芒硝浓度:5.00 g/L;

浴中平滑剂浓度:2.00 g/L;

匀染剂浓度:2.00 g/L;

螯合剂(无磷)浓度:0.30 g/L;

冰醋酸浓度:0.50 g/L;

毛用活性染料浓度:x%(o.w.f.);

纯碱浓度:1.2%(质量分数)。

染色工艺曲线如图2所示。

图2 染色工艺曲线

染色结束后,将织物浸入60.0 ℃清水中清洗10 min,去除表面浮色。

1.2.2 热定型处理

将染色后的织物进行热定型处理,使织物尺寸稳定,消除布面褶痕。定型温度设定为130.0 ℃,车速为20 m/min,超喂率为20%。

1.2.3 成品织物参数

成品织物参数的测试结果见表3所示。

表3 成品织物参数

2 织物性能测试

2.1 起毛起球性

织物的起毛起球性测试参考ISO 12945—2:2000《纺织品 织物表面起球和起毛性的测定 第2部分:改型马丁代尔法》标准进行。每种织物分别剪取6块圆形试样,2块试样为一组,直径为14 cm,其中1块安装在试样夹持器中,另1块作为磨料安装在操作平台上,设置摩擦次数为2 000。将摩擦处理后的试样与标准样照进行对比评级,有1~5级,其中:5级最好,基本无明显变化;1级最差,织物表面产生严重的起毛和起球。

2.2 透气性

织物的透气性测试参考ASTM D737:1996《纺织品 织物透气性的测试》标准进行。所用仪器为瑞士TEXTEST FX3300型透气性测试仪,测试头面积为38 cm2,测试压力为125 Pa,气流量单位采用“cfm”(1 cfm=0.028 m3/min)。把试样自然地盖在测试头上,避开褶皱和疵点部位,压下肘杆开始测试,几秒后,显示屏的亮度逐渐增大并稳定,记下显示值。每种织物在不同位置测试5次,结果取平均值。

2.3 吸湿速干性

参照GB/T 6529—2008《纺织品 调湿和试验用标准大气》标准,将织物进行试验前调湿处理;参照GB/T 21655.1—2008《纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分:单项组合试验法》标准,测试织物的吸水率、芯吸高度和水分蒸发速率。

2.3.1 吸水率

将每种经过调湿处理的织物分别剪取5块尺寸为10 cm×10 cm的试样,放入天平称取其质量,记为原始质量;将试样放入盛有水的容器内,待其完全浸湿后用镊子取出并垂直夹在张力夹中,让水分自然滴落,直到两滴水下滴的时间间隔不少于30 s,取下试样并称取其质量,记为浸湿并滴水后的质量。

2.3.2 芯吸高度

将每种织物平行于织物纵横向分别剪取3块试样,将试样放入测试仪器内,记录30 min时水分上升高度的最小值,即芯吸高度。

2.3.3 水分蒸发速率

将每种经过调湿处理的织物分别剪取5块尺寸为10 cm×10 cm的试样,用天平称取其质量,记为原始质量。用吸管吸取约0.2 mL水,然后使吸管口与试样表面保持小于1 cm的距离,将吸管里的水都滴在试样上,并立即称取试样质量;接着,将试样垂直悬挂于标准大气中,每隔约5 min称取试样质量,当连续两次称取质量的变化率很小(不超过1%)时,则结束测试。

3 结果与分析

3.1 起毛起球性

由于集圈组织织物两面的外观效应不同,因此对两面(即上针盘面和下针筒面)分别进行起毛起球性能测试;双罗纹组织织物的两面外观相同,故任选一面进行测试。织物的起毛起球性测试结果见表4。

表4 织物的起毛起球性测试结果

织物的起毛起球性与纤维的形态、表面性质,以及织物结构和密度等因素有关。从表4可以看出,对于集圈组织织物(1#~3#织物),由于异形截面凉感锦纶长丝表面光滑、基本无毛羽且截面异形,不易起毛起球,因此上针盘面的抗起毛起球性能明显比下针筒面好;对于双罗纹组织织物(4#~6#织物),随着丝光羊毛含量的增加,抗起毛起球性能稍微变差。另外,织物密度对起毛起球性也有一定的影响,因为织物密度较大时纱线相互滑移摩擦的概率较小。

3.2 透气性

注意,测试透气率时将织物的正面压在下面,即集圈组织织物的下针筒面朝下,双罗纹组织织物任意取一面,测试结果如图3所示。

图3 织物的透气率测试结果

从图3可以看出,集圈组织织物的透气性稍优于双罗纹组织织物,其中3#织物即两面网眼集圈组织织物的透气性最好,这是因为集圈点比例最大,网眼多,织物的透通性好,有利于气流通过;双罗纹组织织物中,随着丝光羊毛含量的增加,织物面密度增大,透气性变差,同时透气性受织物密度的影响较大,5#、6#织物的织物密度比4#织物小,前者的透气率较大,其透气性较好。

3.2 吸湿速干性

3.2.1 吸水率

吸水率是评定纺织品吸湿速干性的一项重要指标,其测试结果如图4所示。

图4 织物的吸水率测试结果

吸水率越低,保水能力越弱,织物的排汗能力越强[3]。从图4可以看出,双罗纹组织织物的保水能力略高于集圈组织织物,这主要是因为网眼组织结构的芯吸能力强,导湿性好,水气扩散速度快;从织物密度(表3)看,6#织物的结构较5#织物松散,水气更易经过织物中的孔隙蒸发扩散,织物中的含水量减少。

3.2.2 芯吸高度

芯吸高度是指液态水沿织物毛细管上升的高度,其值越大,芯吸效应越好,即吸湿性越好。织物的芯吸高度测试结果如图5所示。

图5 织物的芯吸高度测试结果

芯吸能力是纺织品整体传湿性能的一部分[4],受织物组织结构和纤维表面性能等因素的影响。从图5可以看出,集圈组织织物的芯吸高度明显高于双罗纹组织织物。液态水沿针织物线圈纵行或线圈横列传导时,织物芯吸性能与毛细管数量有关,毛细管数量越多则织物导湿能力越好。集圈组织织物存在网眼结构,其中的毛细管数量较多,故导湿性能较好。织物纵向的芯吸高度大于横向,这说明织物纵向的毛细孔隙贯通性比横向好,利于液态水的输送传导[5]。

3.2.3 水分蒸发速率

水分蒸发速率也是评价织物速干性的重要指标之一。测试时,集圈组织织物的上针盘面朝上,双罗纹组织织物则任选一面,其测试结果如图6所示。

图6 织物的时间-水分蒸发量曲线

夏季服装面料应具有吸湿吸汗、导湿快干的热湿舒适性功能,而水分蒸发量越多、蒸发速率越快,织物的吸湿速干性越好[6]。从图6可知,集圈组织织物的时间-水分蒸发量曲线位于双罗纹组织织物之上,而且曲线斜率较大,说明水分蒸发速率较快,这主要是因为网眼组织结构更利于水分扩散、蒸发。

4 结语

本文以丝光羊毛和异形截面凉感锦纶长丝为原料,采用集圈组织和双罗纹组织结构,设计制备了3种集圈组织织物和3种双罗纹组织织物共6种不同结构的织物,并对它们的起毛起球性、透气性和吸湿速干性进行测试与分析,发现:

(1) 集圈组织织物的抗起毛起球性、透气性、芯吸能力和水分蒸发速率均优于双罗纹组织织物;双罗纹组织织物的吸水率较高,但排汗能力差。

(2) 双罗纹组织织物的性能主要受丝光羊毛含量和织物密度的影响。丝光羊毛含量多,织物的抗起毛起球性能和透气性差,吸湿性好,水分蒸发速率快;织物密度小,织物易起毛起球,含水量少,吸湿速干性和透气性好。

(3) 将丝光羊毛和含有纳米母粒的异形截面凉感锦纶长丝结合使用,加上集圈组织结构良好的透气性,适合夏季服装用面料的开发。

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