沈利恩，金子敏，b，張勇軍，陶建偉

(1.浙江理工大學(xué)，a.材料與紡織學(xué)院；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310018；2.浙江棒杰數(shù)碼針織品股份有限公司，浙江義烏 322009)

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高收縮錦綸無(wú)縫針織物風(fēng)格研究

沈利恩1a，金子敏1a，b，張勇軍2，陶建偉2

(1.浙江理工大學(xué)，a.材料與紡織學(xué)院；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310018；2.浙江棒杰數(shù)碼針織品股份有限公司，浙江義烏 322009)

以高收縮錦綸為添紗/襯墊紗，雙股錦綸為面紗，通過(guò)改變襯墊/添紗比和浮線長(zhǎng)度共設(shè)計(jì)了9塊無(wú)縫針織織物，并對(duì)經(jīng)過(guò)熱水收縮處理后的9塊織物進(jìn)行壓縮性能、彎曲性能、表面摩擦性能、拉伸性能等織物風(fēng)格性能的測(cè)試，并利用模糊聚類法對(duì)織物的手感風(fēng)格進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：添紗組織高收縮錦綸縐織物表面起縐程度大，織物厚實(shí)、蓬松，手感硬挺、粗糙；襯墊組織高收縮錦綸縐織物表面起縐程度小，織物較薄，手感柔軟、光滑；并且隨著浮線長(zhǎng)度的增加，高收縮錦綸縐織物的蓬松性和拉伸變形能力增加，壓縮回復(fù)性、彎曲變形能力以及表面性能降低。

高收縮錦綸 ；織物風(fēng)格；模糊矩陣；無(wú)縫針織物

0　引　言

利用無(wú)縫針織技術(shù)可以生產(chǎn)出一次成型的針織產(chǎn)品，其產(chǎn)品舒適貼身、不緊繃，所以在近幾年發(fā)展迅速，顯示出廣闊的市場(chǎng)前景[1-2]。但同時(shí)該產(chǎn)品也存在著一些問(wèn)題，產(chǎn)品的同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，無(wú)縫針織織物的纖維材料一般采用常規(guī)的纖維和紗線，面對(duì)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，只有不斷進(jìn)行產(chǎn)品的革新，才能在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出[3]。目前已有研究成功將新型纖維，如三角中空錦綸、Outlast纖維、Sorona纖維這些具有特殊功能的纖維應(yīng)用于無(wú)縫針織物中，使無(wú)縫針織產(chǎn)品更具多樣化[4-6]。

高收縮錦綸是新近開(kāi)發(fā)的一種差別化纖維，但是國(guó)內(nèi)紡織生產(chǎn)實(shí)踐中常見(jiàn)的高收縮纖維種類主要集中在高收縮滌綸、高收縮丙綸和高收縮腈綸三種，對(duì)于高收縮錦綸的開(kāi)發(fā)以及實(shí)際應(yīng)用相對(duì)較少[7-8]，將高收縮絲應(yīng)用于機(jī)織或者經(jīng)編中，可編織具有凹凸型織物[9]。將高收縮錦綸應(yīng)用在無(wú)縫針織領(lǐng)域中，可為無(wú)縫針織物的手感風(fēng)格提供更多的可能性。本文主要對(duì)9種高收縮錦綸織物進(jìn)行了織物風(fēng)格相關(guān)性能的測(cè)試，包括壓縮性能、彎曲性能、表面摩擦性能、拉伸性能，并利用模糊聚類法對(duì)織物的手感風(fēng)格進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。為高收縮錦綸在無(wú)縫針織上的應(yīng)用和外觀設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù)。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1紗線的選擇與組織設(shè)計(jì)

高收縮錦綸無(wú)縫針織物的面紗均采用3.89tex×2的常規(guī)雙股錦綸，添紗/襯墊紗為3.67tex/12f的高收縮錦綸，組織采用添紗組織和襯墊組織。

1.2實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)了兩種不同的添紗比：1∶2和1∶4和一種襯墊比：1∶4，并設(shè)計(jì)了三種不同的浮線長(zhǎng)度：2、3mm和4mm，總共編織了9塊試樣，如表1所示。

表1　高收縮錦綸無(wú)縫針織物規(guī)格

1.3實(shí)驗(yàn)儀器

本文中織物的壓縮、彎曲和表面性能分別由日本川端KES織物風(fēng)格儀KES-FB版本的壓縮性能測(cè)試儀(KES-FB3)、彎曲性能測(cè)試儀(KES-FB2)和表面摩擦性能測(cè)試儀(KES-FB4)測(cè)試，織物的拉伸剪切性能由材料萬(wàn)能測(cè)試儀(AG-I)測(cè)試。

2　織物風(fēng)格分析

2.1高收縮錦綸織物基本風(fēng)格指標(biāo)的測(cè)試

2.1.1壓縮性能

利用KES-FB3對(duì)織物的壓縮性能進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)所用試樣規(guī)格為20cm×20cm。KES-FB3總共可以測(cè)試計(jì)算出織物的6項(xiàng)風(fēng)格指標(biāo)：壓縮比功(WC)/(cN/cm2)、壓縮回彈性(RC)/%、壓縮線性度(LC)、壓縮率(C)/%、厚度(T0)/mm和表現(xiàn)厚度(TM)/mm。WC越大，織物越蓬松；RC越大，織物的彈性越好。其壓縮性能實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2　高收縮錦綸織物的壓縮性能

從表2數(shù)據(jù)可知，隨著浮線長(zhǎng)度的增加，三種組織織物的壓縮比功也在不斷增加，即組織相同時(shí)織物的蓬松度隨著浮線長(zhǎng)度的增加而增加。當(dāng)織物的浮線長(zhǎng)度一定時(shí)，高收縮錦綸在織物中的占比越高，織物的壓縮比功也就越大，織物越蓬松。

對(duì)于添紗組織，浮線長(zhǎng)度為3 mm時(shí)織物的壓縮回彈性最好，2 mm浮線長(zhǎng)度的織物壓縮回彈性比4 mm浮線長(zhǎng)度織物要好。而對(duì)于襯墊組織，浮線長(zhǎng)度為3 mm時(shí)織物的壓縮回彈性最差，2 mm和4 mm浮線長(zhǎng)度的織物壓縮回彈性相似。造成這種截然相反的結(jié)果的原因主要是：高收縮錦綸使添紗組織織物在浮線處形成一條條的拱起，織物蓬松度增加，但過(guò)長(zhǎng)的浮線使得拱形跨度太大，外力去除后拱形的回復(fù)能力變差，拱塌陷；而襯墊組織由于對(duì)高收縮錦綸紗的夾持力比較微弱，使得高收縮錦綸在后處理回縮過(guò)程中對(duì)織物橫向回縮影響較小，襯墊組織織物表面起縐不明顯，織物較為單薄。

2.1.2彎曲性能

采用KES-FB2測(cè)試織物的彎曲性能。試樣規(guī)格為20 cm×20 cm，實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)同一種試樣縱、橫各測(cè)試一次，測(cè)試完畢，計(jì)算機(jī)自動(dòng)給出織物的平均彎曲剛度(B)/(cN·cm)和彎曲平均滯后矩(2HB)/(cN·cm/cm)，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3　高收縮錦綸織物的彎曲性能

將表3中的彎曲剛度和彎曲滯后矩按照式(1)—(2)計(jì)算總彎曲剛度和總彎曲滯后矩，并按照設(shè)計(jì)浮線長(zhǎng)度分類繪制相應(yīng)的折線圖，如圖1和圖2所示。

(1)

(2)

其中：B總為總彎曲剛度,B縱、B橫分別為縱行和橫向彎曲剛度；2HB總為總彎曲滯后矩，2HB縱、2HB橫為縱行和橫向彎曲滯后矩。

圖1　織物總彎曲剛度隨浮線變化趨勢(shì)

圖2　織物總彎曲滯后矩隨浮線長(zhǎng)度變化趨勢(shì)

從圖1和圖2中可以看出隨著浮線長(zhǎng)度的增加，三種組織織物的總彎曲剛度和總彎曲滯后矩增加，也就是隨著浮線的增長(zhǎng)，織物的硬挺度增加，織物越剛硬。主要原因是隨著浮線的增長(zhǎng)，織物在受力彎曲時(shí)，線圈之間紗線的轉(zhuǎn)移幅度變小，紗線自身抗彎剛度對(duì)織物總抗彎剛度的貢獻(xiàn)率提升，使得織物的總抗彎剛度增強(qiáng)。由高收縮錦綸作為織物的添紗或者襯墊紗的時(shí)候，浮線長(zhǎng)度相同的情況下，織物抵抗變形的能力從大到小依次為：添紗比(1∶2)添紗組織、添紗比(1∶4)添紗組織、襯墊組織，而其變形回復(fù)能力排序卻正好相反。這主要是因?yàn)?，由高收縮錦綸作為織物的添紗，經(jīng)后處理收縮后，相同浮線長(zhǎng)度的添紗比(1∶2)添紗織物比添紗比(1∶4)添紗織物更加緊密厚實(shí)；而襯墊組織本身比較單薄，所以其抵抗變形的能力比添紗組織弱，變形回復(fù)能力強(qiáng)。

2.1.3表面性能

織物的表面性能由儀器KES-FB4測(cè)定。試樣規(guī)格為20cm×20cm，同一種試樣縱、橫各測(cè)試一次?？蓽y(cè)得織物的平均摩擦系數(shù)(MIU)、摩擦系數(shù)平均偏差(MMD)、表面粗糙度(SMD)，度量織物的光滑性、勻整性和表面平整性。三個(gè)指標(biāo)均為逆指標(biāo)，即其值越小，表明織物手感越光滑，反之粗糙。

將織物的表面性能試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果MMD和SMD縱橫兩項(xiàng)分別求平均值并以浮線長(zhǎng)度分類作折線圖，可得到圖3和圖4。

圖3　織物表面摩擦系數(shù)平均偏差隨浮線長(zhǎng)度變化趨勢(shì)

圖4　織物表面粗糙度隨浮線長(zhǎng)度變化趨勢(shì)

由圖3可知，隨著浮線的增長(zhǎng)，添紗組織織物的表面平整度越來(lái)越差，而襯墊組織織物的表面平整度卻逐漸變好；當(dāng)浮線長(zhǎng)度相同時(shí)，添紗組織織物的表面沒(méi)有襯墊組織平整。主要原因是當(dāng)高收縮錦綸作為織物的添紗或者襯墊紗時(shí)，對(duì)于添紗組織而言，其浮線越長(zhǎng)，其收縮也就越大，表面也就越不平整；對(duì)于襯墊組織而言，由于襯墊組織對(duì)高收縮錦綸的夾持力較弱，所以當(dāng)浮線越長(zhǎng)時(shí)，浮線就越易遷移，其表面平整度也相對(duì)較好。由圖4可知，隨著浮線長(zhǎng)度的增加，添紗比(1∶2)的添紗組織織物的表面粗糙度基本不發(fā)生變化，添紗比(1∶4)的添紗組織織物表面粗糙度下降，襯墊組織織物的表面粗糙度提高，而且襯墊組織織物的表面粗糙度遠(yuǎn)小于添紗組織織物。

2.1.4拉伸和剪切性能

織物的拉伸和剪切性能利用材料萬(wàn)能測(cè)試儀(AG-I)模擬FAST織物風(fēng)格儀中測(cè)試織物拉伸和剪切性能的FAST-3型織物拉伸儀測(cè)定。試樣規(guī)格為20cm×5cm，測(cè)量其在拉力為100cN/cm下織物的伸長(zhǎng)率(E)。測(cè)試織物剪切性能時(shí)，織物試樣沿與織物縱向成45°和135°的方向裁剪，測(cè)得其在外力為5cN/cm時(shí)的伸長(zhǎng)率，并通過(guò)相應(yīng)的公式[10]計(jì)算得到其剪切剛度(G)/(cN·cm)?？椢锏睦旌图羟行阅軠y(cè)試結(jié)果如表5所示。

表5　高收縮錦綸織物的拉伸和剪切性能

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著織物浮線長(zhǎng)度的增加，其縱向和橫向的拉伸伸長(zhǎng)率均在上升。主要原因是，在小應(yīng)力的作用下，針織物的形變量主要取決于織物線圈之間的滑移，纖維以及紗線的形變對(duì)織物伸長(zhǎng)率的貢獻(xiàn)十分的微小?？椢锔【€長(zhǎng)度的增加有利于線圈之間的滑移。另外，浮線長(zhǎng)的織物起縐明顯，小應(yīng)力下縐紋趨于平整，也能夠提升織物的伸長(zhǎng)率。并且，隨著織物浮線長(zhǎng)度的增加，其剪切剛度逐漸下降。因織物縱橫向的小應(yīng)力形變隨著浮線長(zhǎng)度的增加而增加，因此斜向拉伸伸長(zhǎng)也隨著浮線長(zhǎng)度的增加而增大，抵抗變形能力下降，容易變形，剛度下降。

2.2織物風(fēng)格的綜合評(píng)價(jià)

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)已經(jīng)測(cè)得與織物風(fēng)格相關(guān)的基本物理力學(xué)指標(biāo)：壓縮比功(WC)、壓縮回彈性(RC)、壓縮線性度(LC)、壓縮率(C)、平均彎曲剛度(B)、彎曲平均滯后矩(2HB)、平均摩擦因數(shù)(MIU)、摩擦因數(shù)平均偏差(MMD)、表面粗糙度(SMD)、伸長(zhǎng)率(E)和剪切剛度(G)11項(xiàng)。這11項(xiàng)指標(biāo)中每一項(xiàng)只能說(shuō)明織物的某一種風(fēng)格特性，但是織物風(fēng)格是許多因素的綜合反映，用單一的指標(biāo)很難評(píng)判某種織物的風(fēng)格優(yōu)劣，因此，必須用綜合的方法對(duì)織物的風(fēng)格進(jìn)行評(píng)價(jià)，本文將用模糊聚類的方法對(duì)織物風(fēng)格進(jìn)行分析。

2.2.1模糊矩陣的建立

將用于分析織物風(fēng)格的9塊試樣作為9個(gè)待評(píng)價(jià)事物M=(m1,……,m9)，將所測(cè)的每塊織物的11項(xiàng)物理力學(xué)性能指標(biāo)當(dāng)作用于11項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)C=(c1,……,c11)T，則可得到模糊矩陣R=C·M。建立的模糊矩陣R如下：

2.2.2構(gòu)建模糊等價(jià)矩陣

圖5　織物的模糊聚類樹(shù)狀圖

與試樣的主觀評(píng)定結(jié)果大體類似，具有良好的可信度。綜合9塊試樣的主觀評(píng)價(jià)、單項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)分析結(jié)果和模糊聚類分析結(jié)果，將這9塊試樣分成的三類風(fēng)格特性進(jìn)行總結(jié)：a)1，2，4， 5四塊織物為厚型織物，較為厚實(shí)、硬挺，手感豐滿，手感粗糙；b)3， 6兩塊織物為中厚型織物，易變形，變形回復(fù)性能較差；c)7， 8， 9三塊織物為薄型織物，手感柔軟、光滑。

3　結(jié)　論

a)隨著織物工藝背面浮線的增長(zhǎng)，織物的蓬松性增加；隨著浮線長(zhǎng)度增加，織物的硬挺度增加，而其彎曲回復(fù)性能下降；當(dāng)浮線增長(zhǎng)時(shí)，添紗組織織物的表面平整度和光滑度均下降，而襯墊組織織物的表面平整度和光滑度得到提升；織物的拉伸變形性能與浮線長(zhǎng)度呈正相關(guān)關(guān)系，即浮線長(zhǎng)度增加時(shí)，織物形變能力增強(qiáng)。

b)利用模糊聚類法實(shí)現(xiàn)了高收縮錦綸無(wú)縫針織物風(fēng)格的分類，結(jié)果為： 添紗組織中浮線長(zhǎng)度為2mm和3mm的四塊為原型織物，織物較為厚實(shí)、硬挺，手感豐滿，手感粗糙；添紗組織中浮線長(zhǎng)度為4mm兩塊織物為中厚型織物，易變形，變形回復(fù)性能較差；組織結(jié)構(gòu)為襯墊組織的三塊織物為薄型織物，手感柔軟、光滑。通過(guò)分類結(jié)果的分析可知：添紗組織高收縮錦綸縐織物表面起縐程度大，織物厚實(shí)、蓬松，手感硬挺、粗糙；襯墊組織高收縮錦綸縐織物表面起縐程度小，織物較薄，手感柔軟、光滑。該分析結(jié)果為高收縮錦綸無(wú)縫針織物風(fēng)格多樣性的研究提供了理論依據(jù)。

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(責(zé)任編輯： 張祖堯)

Style Research of High-Shrinkage Polyamide Seamless Knitted Fabric

SHENLien1a，JINZimin1a，b，ZHANGYongjun2，TAOJianwei2

(1a.College of Materials and Textiles; 1b.Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Ministry of Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China; 2. Zhejiang Bangjie Digital Knitting Share Co., Ltd., Yiwu 322000, China)

In this paper, 9 pieces of seamless knitted fabric in total were designed by using high-shrinkage polyamide as plaiting yarn/laid-in yarn and double strands of polyamide as the veil, as well as by changing the percentage of laid-in yarn/plaiting yarn and floating thread length. Besides, tests for fabric styles and performances such as compression performance, bending property, surface friction performance and tensile property of the 9 pieces of fabric after shrinkage processing with hot water were conducted. In addition, the hand feeling and style of fabrics were comprehensively evaluated by using the method of fuzzy clustering. As shown in the result, the plaiting stitch high-shrinkage polyamide fabric is high in creping degree on its surface with thick and fluffy fabric and feels stiff and rough; the laid-in stitch high-shrinkage polyamide fabric is low in creping degree on its surface with thin fabric and feels soft and smooth; with the increase in floating thread length, fluffiness and tensile deformation of high-shrinkage polyamide fabric increase while the compression resilience, bending deformation and surface performance decrease.

high-shrinkage polyamide; fabric style; fuzzy matrix; seamless knitted fabric

10.3969/j.issn.1673-3851.2016.05.002

2015-07-03

浙江省重大科技專項(xiàng)和成果轉(zhuǎn)化工程項(xiàng)目(2013T103)；浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2011R50004)

沈利恩 (1990-)，女，浙江湖州人，碩士研究生，主要從事服用與裝飾用紡織品方面的研究。

金子敏，E-mail：kivenjin@163.com

TS184.1

A

1673- 3851 (2016) 03- 0333- 06 引用頁(yè)碼： 050102