木棉/棉混纺织物服用性能测试与分析

王明芳 黄 雪

（常州纺织服装职业技术学院，江苏常州213164）

随着人们健康环保意识的不断增强，天然生态纺织品备受关注。木棉纤维（Kapok Fibre）具有天然环保、薄壁大中空形态结构、高效保暖、吸湿导湿、天然抗菌等特点，被誉为“植物软黄金”和“长在树上的羊绒”，因此在纺织品中的应用越来越广。本文对木棉/棉混纺织物进行保暖性、抗紫外性、透气性、抗紫外性等服用性能进行测试分析，以期对纺织企业研究开发木棉织物有一定的指导作用。

1 试样的准备

选用经纬纱线密度为18.2tex×18.2tex，经纬密度为268根/10cm×268根/10cm，木棉/棉混纺比分别为30/70、18/82、12/88的混纺织以及相同组织规格的纯棉织物；人造棉织物的经纬纱线密度为18.2tex×18.2tex、经纬密度为283根/10cm×283根/10cm。试样号见表1。织物性能受原材料性能、纱线结构、织物结构、织物厚度及测试环境等因素影响，在实验前，将选取的5块平纹组织试样放在温度为20±1℃，相对湿度65±2%的恒温恒湿箱内预置24小时。

表1 试样编号

2 织物的服用性能测试及结果分析

2.1 保温性能测试

保温率是无试样时的散热量和有试样时的散热量之差与无试样时的散热量之比的百分率，保温率越高，试样的保温性能越好。

各取三块平整无折皱试样，试样尺寸为30cm×30cm，使用YG606N平板式织物保暖仪，依据《GB/T 11048-1989纺织品保温性能试验方法A》测试织物的保暖性，保温率测试结果见图1。

图1 试样的保温率

织物的保暖性与纤维的保温率和传热系数有关，保温率越大，传热系数越小，保暖性能越好。由实验结果得出，木棉混纺织物的保温率随着木棉混纺比的增加而提高，人造棉织物保温率最低，由此可得到木棉的保暖性能最好，人造棉织物保暖性最差，这是因为木棉纤维的中空度高达90%，木棉纤维的中空腔内滞留大量空气，传导热阻高，另外，中空纤维的纱体蓬松，超细纤维容易进入织物空隙，使纱线间的空隙变小，对流散热量减小。棉纤维次生壁厚，胞腔较小，保暖性比木棉差。所以木棉含量高的织物保暖性较优。

2.2 防紫外线性能的测试

使用HB902A型织物透紫外线测试仪，依据《GB/T 18830-2009纺织品防紫外线性能的评定》标准，用UV射线辐射试样，收集总的光谱投射射线，测定出总的光谱投射比，并计算出试样的紫外线防护系数UPF值，图2为紫外防护系数UPF测试结果。

图2 紫外线防护系数UPF值

当织物的 UPF＞40，且 T（UVA）Av＜5%时，可称为“防紫外线产品”，根据测试结果，虽所选织物的UPF值均小于18，但木棉30/棉70混纺织物紫外线防护系数高于其他试样，随着木棉混纺比的减少而UPF值降低，人造棉织物紫外防护系数最低。木棉纤维线密度较小，仅0.6～0.7dtex，能使纱线间的孔隙变得更小，织物中纱线线密度相同的情况下纤维根数较多，织物中木棉的含量较高时紫外线透过率降低，UPF值增大，抗紫外线性能提高。所以木棉混纺比越高，织物抗紫外性能越好。

2.3 悬垂性能测试

使用YG811L型电脑织物悬垂仪依据《GB/T23329-2009纺织品织物悬垂性的测定》测试织物的静态悬垂系数和动态悬垂系数，试样内圆直径12cm，试样直径24cm，转速为24r/min。

织物悬垂系数是指织物试样下垂部分的投影面积与原始面积相比的百分率，反映织物悬垂程度和悬垂形态，是描述织物柔性性能的一个重要参数，图3和图4是织物悬垂系数和美感系数测试结果。

根据测试结果，人造棉织物悬垂性能最好且悬垂美感系数最高，棉织物悬垂性优于含木棉织物且随着木棉含量的减少而悬垂系数略有提高，在织物组织规格相同的情况下，木棉纤维的刚度比棉纤维高而使含木棉的织物悬垂性略有降低。

图3 织物静动态悬垂系数

图4 织物静动态美感系数

2.4 抗折皱性能测试

当织物受到挤压、折合或者扭曲等作用力时就会产生折痕，而折痕起皱后的恢复程度则称为折皱回复性，一旦产生折痕就会影响织物的外观和平整度。织物的折皱回复角主要受纤维性质如初始模量、弹性回复性、表面摩擦特性、纱线结构如经、纬纱线密度、捻度、织物紧度及组织等影响。

使用YG541C型全自动织物折皱弹性测试仪，将按《GB/T3819-1997纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》测试标准制成的试样，在规定条件下折叠加压保持300s，卸除负荷后，让试样分别经过15s和300s回复时间，测量急弹和缓弹折痕回复角，以测得的角度来表示织物的折痕回复能力，测试结果见表2。

表2 织物的折皱回复角

根据测试结果，随着木棉混纺比的增加，木棉混纺织物的急弹缓弹回复角较小，抗折皱性较纯棉织物差。因为木棉纤维的抗弯刚度大，外表柔软的木棉纤维实际具有较强的抗折皱性能，但其如加压出现折皱，折皱的回复性能却较纯棉织物差。人造棉织物折皱回复角较小，抗折皱性能差。

2.5 织物透气性能的测定

织物透气性是指气体分子通过织物的性能，是织物通透性中最基本的性能。空气透过织物的性能通常以在规定的试验面积、压差和时间条件下，气流垂直通过试样的速率表示，单位为毫米每秒（mm/s）。

使用YG461N数字式织物透气量仪，依据商检行业标准《SN/T2558.12-2016进出口纺织品功能性检测方法第12部分透气性》测试织物的透气性能，实验面积为20cm2，压差100Pa。

织物透气性能测试结果见图5，木棉混纺织物透气性能比纯棉织物好，由于木棉纤维具有较大的中空腔，有利于空气透过，随着棉/木棉混纺织物中木棉含量的增加，织物的透气量有所提高，即木棉含量高的织物透气性能较好。由于选用的人造棉织物中纱支条干均匀，捻度大，纱线间空隙大，其透气性能最佳。

图5 织物的透气量

3 结论

木棉具有极轻的体积质量，与棉纤维混纺，随着混纺比的提高可以提高织物的保暖性、透气性及抗紫外线性能，但木棉混纺比增加会造成纱线力学性能下降及影响织造工艺，木棉纤维与棉纤维进行混纺时，混纺比以超过30%为佳。

木棉/棉混纺织物的折皱回复性比纯棉织物差，在开发夏季面料时可选择较疏松的斜纹、缎纹组织来提高织物的抗折皱性能。

木棉纤维具有天然环保、薄壁大中空形态结构，可充分利用其特性研究开发舒适性、功能织物。

江苏省大学生创新创业训练计划2019年立项项目，项目编号：201912807002Y