羊毛混纺户外运动服用针织面料开发与性能评价

2020-04-09丛洪莲徐仲贤

毛纺科技 2020年3期

韩浩，丛洪莲，徐仲贤

(1.江南大学教育部针织技术工程研究中心，江苏无锡 214122； 2.新泰针织有限责任公司，江苏常熟 215500)

羊毛是纯天然可再生纤维，因其优良的保暖性、弹性、吸湿性等特点，常被用于中厚型冬季服饰面料[1]。随着轻便、舒适、多功能化的穿着需求日益增长，为适应市场需求变化，新型毛纺产品正逐步向轻薄、易护理的休闲运动服饰发展[2]，而这对羊毛纱线高支化和编织工艺的改进有了更高的要求。

近年来，国内外毛纺企业日益重视对羊毛针织产品的研究[3]，通过研究高支羊毛纱纺纱工艺参数和低张力编织技术实现了大圆机羊毛针织物的高速编织，并通过优化染色、后整工艺参数改善了后加工对羊毛针织物的损伤[4]，实现了织造、染色一体化。但就目前而言，高支羊毛纱线价格高、数量少，编织过程中高支羊毛纱易断纱、易起毛、轻薄羊毛产品强力不达标等仍然是开发轻薄羊毛针织休闲运动面料中的难题[5-6]。本文选用高支羊毛与其他纤维混纺，采用创新的织造工艺，开发适用于春秋季节的羊毛针织户外休闲运动服用面料，为轻薄羊毛针织休闲运动面料的开发提供创新思路。

1 设计思路

1.1 原料选择

本文开发的面料用于制作春秋季运动服装，选用高支羊毛纱可使面料达到一定程度的轻薄化，选择白色及藏青色线密度为14 tex的高支纯羊毛纱，纱线弹性好、模量小，强度较低。为使面料具备一定的坚牢固性能，加入线密度8 tex的24孔涤纶丝，涤纶丝弹性好、耐冲击强度高且价格便宜。

1.2 设备参数

采用RSL双面电脑提花机(江苏润山精密机械科技有限公司)，筒径86.36 cm，机号E32，总针数3 408，路数72。

1.3 编织工艺设计

纯羊毛纱强力较小易出现频繁断纱现象，经多次试验确定采用针盘和针筒半出针方式编织可以减少羊毛纱编织时所受到的张力，缓解断纱现象。选用的双面电脑提花机机号较高，对织物透气性有一定影响，编织出的织物紧密，为保证织物具有足够的透气性能，在针盘和针筒半出针的基础上加入集圈、浮线组织，设计出具有小网眼的组织结构。横机编织工艺配置见表1。其中：针盘排针方式为AB，针筒排针方式为ABCB，穿纱方式：1、2、4、5路穿涤纶丝；3、7路穿白色羊毛纱；6、8路穿藏青色羊毛纱；“一”表示浮线，“∨”表示针盘成圈，“∧”表示针筒成圈，“∩”表示针筒集圈。

表1 横机编织工艺配置

1.4 后整理

采用羊毛织物常用的后整理工艺进行处理，工艺流程：落水(50 ℃、20～40 min)→定形(平定,门幅160 cm)→单面剪毛、连续蒸呢机轻蒸。

2 面料性能测试与分析

为了准确客观评价开发的羊毛运动面料(1#)的服用性能，又开发了3款规格参数不同的羊毛面料(2#、3#、4#),以及棉/氨高密度面料(5#)、高密度西服面料(6#)作为对比试样，6种面料试样的规格参数如表2所示，对应实物图见图1。

表2 面料规格参数

图1 面料实物图

2.1 织物服用性能测试

参照GB/T 3820—1997《纺织品和纺织制品厚度的测定》，使用YG141D型织物厚度仪测试织物厚度。采用YG522N型圆盘式织物平磨实验仪，模拟织物的磨损情况，记录织物出现破洞时仪器与织物的摩擦次数。参照GB/T 4802．1—2008《纺织品织物起毛起球性能的测定第1部分：圆轨迹法》，采用Y5502起毛起球仪测试织物抗起毛起球性能。参照GB/T 19976—2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》，采用HD026N型电子织物顶破强力仪测试织物顶破性能。参照GB/T 5453—1997《纺织品织物透气性的测定》标准，采用YG461E-Ⅲ全自动透气量仪测试织物透气性。参照GB/T 23329—2009《纺织品织物悬垂性的测定》，采用YG811织物悬垂性测定仪测试悬垂性。参照GB/T 11048—2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》，采用YG606G热阻湿阻测试仪测试织物的导热性。参照GB/T 21655.2—2009《纺织品吸湿速干性的评定第2部分：动态水分传递法》测试织物整体液态水分吸收扩散能力值。

2.2 结果分析

参考GB/T 5453—1997、GB/T 11048—2008、GB/T 19976—2005及户外运动面料的特殊要求，确定户外运动各层面料透气性、保暖性和顶破性能3项关键性能的评判标准[7-10]，户外运动面料性能评判标准如表3所示。其中透气性、保暖性和顶破性能分别用透气量、克罗值、顶破强力表示。

表3 户外运动面料性能评判标准

2.2.1 常规服用性能

面料坚牢固性能、外观性能、液态水分管理性能测试结果如表4所示。

表4 面料坚牢固、外观、液态水分管理性能测试结果

由表4可知，6种面料耐磨性和顶破强力排序为6#>3#>2#>1#>5#>4#，其中3#与6#面料坚牢固性能较好，这2组面料的涤纶含量均高于同类型织物，当织物规格差异不大时，纱线的性质决定了织物的耐磨性和顶破强力，涤纶强伸性好，所以3#、6#面料顶破强力大，耐磨性好；4款羊毛面料起毛起球性能低于2款棉型面料，因为羊毛具有缩绒性，面料表面都产生了较多绒毛，影响了织物的起毛起球性能；1#与4#面料透气性能最好，大于800 mm/s，满足户外运动面料内衣层透气量指标要求；6种试样悬垂系数差异不大，其中4#面料的悬垂系数最小，悬垂性最好。结合表3，1#羊毛运动面料和4#变化成圈横条面料都满足了户外运动面料内衣层透气量与顶破强力标准。根据GB/T 21655.2—2009，针织物整体液态水分吸收扩散能力需大于0.2[11]，由表4可知，1#羊毛运动面料与2#芝麻点两面派面料满足要求。

2.2.2 热舒适性能

面料热舒适性能测试结果如表5所示。

表5 面料热舒适性能测试结果

由表3和表5可知， 1#与2#面料克罗值均大于0.3，满足户外运动面料内衣层标准。6款面料满足热阻、保温率、克罗值越大，传热系数越小的规律。面料保温性能主要是由纤维的导热系数及纤维中的静止空气含量决定，并且与面料的厚度密切相关，1#面料的羊毛含量最高，而羊毛纤维中腔含有较多静止空气，因此1#面料的保温率较高；2#面料的厚度较大，热量传递困难，同样拥有较高的保温率。

3 面料服用性能模糊综合评价

3.1 构建因素集

模糊综合评价是一种对受多个因素影响的事物进行综合评价的决策方法。本文研究开发的面料主要用于制作春秋户外休闲运动服饰，参考相关文献[7-9]后最终选择5种影响其综合性能的重要指标进行评价。构建由顶破强力、透气量、保温率、悬垂系数、整体液态水分吸收扩散能力因素组成的因素集：U={U1U2U3U4U5}，式中：U1为顶破强力，N；U2为透气量，mm/s；U3为保温率，%；U4为悬垂系数，%；U5为整体液态水分吸收扩散能力。

3.2 确定评判集

为便于比较，应对单位不同的指标归一化处理，由式(1)、(2)计算，将5项指标参数压缩在[0,1]内，得到评判集矩阵R。顶破强力、透气量、保温率、整体液态水分吸收扩散能力4个指标都是数值越大性能越好，采用式(1)计算以上4个指标模糊评价效果，悬垂系数为数值越小性能越好，采用式(2)计算悬垂系数模糊评价效果。

(1)

(2)

式中：Rij为R中的元素；Xij为第j个试样，第i项指标的测试值；Ximax为第i项指标的最大值，i为指标编号,i=1，2,…,5；Ximin为第i项指标的最小值，i为指标编号,i=1，2,…,5。经计算得到服用舒适性能的评判集矩阵R，见式(3)：

(3)

3.3 权重系数计算

设各项指标的权重系数A={a1，a2，a3，a4，a5},其中a1、a2、a3、a4、a5分别表示顶破强力权重、透气量权重、保温率权重、悬垂性权重、整体液态水分吸收扩散能力权重。采用优序图法判定各项指标的权重系数[12]。假如指标i比指标k重要，则记为1.0，同等重要记为0.5，否则记为 0，各指标得分结果见表6。