织物组织及芯丝含量对织物性能的影响

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。