張海霞，張喜昌

(河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007)

阻燃纖維與棉混紡針織物的性能分析

張海霞，張喜昌

(河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007)

探討了阻燃纖維與棉混紡針織物的力學(xué)性能、舒適性能和燃燒性能.選用阻燃黏膠、阻燃腈綸和棉纖維，分別織制了3種不同混紡比的針織物，測試分析了織物的頂破、耐磨、保溫、透氣、透濕、導(dǎo)濕、吸放濕和燃燒性能.結(jié)果表明，纖維含量對(duì)織物頂破性能和透氣性能的影響不大，棉纖維含量的增加使織物的耐磨性、保溫性、透濕性、導(dǎo)濕性和阻燃性下降，吸放濕回潮率升高.因此，混紡比對(duì)阻燃黏膠/阻燃腈綸/棉混紡針織物主要性能的影響顯著，可根據(jù)產(chǎn)品的用途選擇適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品類型.

阻燃黏膠纖維；阻燃腈綸纖維；棉纖維；混紡針織物；性能

隨著人們生活水平的提高和安全防護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，紡織品的阻燃性能越來越受到重視，對(duì)阻燃紡織品性能的要求也越來越高[1-2].阻燃腈綸纖維開發(fā)較早，應(yīng)用較廣，阻燃性良好，但舒適性較差[3-4]；阻燃黏膠纖維較其他阻燃纖維極限氧指數(shù)偏低，但穿著舒適性好[5-6]；棉纖維是目前使用范圍最廣的纖維原料，成本相對(duì)較低.阻燃纖維與棉纖維混紡，有利于提高日常衣物的使用安全性和防護(hù)服裝穿著的舒適性，在一定程度上可以擴(kuò)展阻燃紡織品的應(yīng)用領(lǐng)域.本研究選用阻燃黏膠纖維、阻燃腈綸纖維與棉纖維按不同混紡比紡成相同規(guī)格的紗線，再采用相同的工藝制成織物，分析織物主要性能與混紡比的關(guān)系，以期為阻燃纖維與棉纖維混紡針織物的開發(fā)提供參考.

1 試驗(yàn)

1.1 試樣

采用阻燃黏膠纖維(R)、阻燃腈綸纖維(A)和棉纖維(C)，按照3種混紡比分別紡紗，混紡紗線的基本性能見表1.表1中，RA為阻燃黏膠纖維和阻燃腈綸纖維的總混紡比，兩種阻燃纖維的混紡比相同.

表1 紗線的基本性能Tab.1 Basic properties of yarns

分別采用3種混紡紗在BODYTEC-8型無縫內(nèi)衣機(jī)上編織得到試樣，機(jī)號(hào)為26針/25.4 mm，筒徑為355.6 mm(14＂)，總針數(shù)為1 142針，轉(zhuǎn)速為25 r/min，織物組織均采用緯平針.試樣編織時(shí)，要嚴(yán)格控制設(shè)備參數(shù)和編織工藝，盡量保證試樣的線圈密度、厚度、單位面積質(zhì)量等結(jié)構(gòu)參數(shù)一致，以減少對(duì)后續(xù)織物性能測試結(jié)果的影響.經(jīng)測試，編織所得3種織物試樣的結(jié)構(gòu)參數(shù)見表2.

表2 織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)Tab.2 Fabric structure parameters

1.2 織物性能的測試方法

頂破性能：HD026N型電子織物強(qiáng)力儀，試樣直徑為60 mm，隔距為450 mm，速度為300 mm/min，樣本容量為5，測試頂破強(qiáng)力.

耐磨性能：YG522型耐磨耗試驗(yàn)機(jī)，試樣直徑為140 mm，加壓質(zhì)量為500 g，轉(zhuǎn)數(shù)為100，樣本容量為5，計(jì)算質(zhì)量減少率.

保溫性能：YG606型平板式保溫儀，試樣尺寸為300 mm×300 mm，上限溫度為36 ℃，下限溫度為35.9 ℃，預(yù)熱時(shí)間為30 min，循環(huán)5次，樣本容量為3，測試保溫率.

透氣性能：YG461Z型全自動(dòng)透氣性能測試儀，試驗(yàn)壓差為100 Pa，試驗(yàn)面積為20 cm2，樣本容量為10，測試透氣率.

透濕性能：YG501D型透濕試驗(yàn)箱，試樣直徑為70 mm，透濕箱溫度為38 ℃，相對(duì)濕度為90%，測試時(shí)間為1 h，樣本容量為3，計(jì)算透濕率.

導(dǎo)濕性能：YG871型毛細(xì)管效應(yīng)測定儀，試樣尺寸為250 mm×30 mm，測試時(shí)間為30 min，樣本容量為3，分別測試縱向和橫向芯吸高度.

吸濕性能：YG747型通風(fēng)式快速八籃烘箱，將10 g試樣置于105 ℃烘箱內(nèi)1 h，快速取出稱質(zhì)量，每隔30 s記錄一次試樣質(zhì)量直至趨于穩(wěn)定.計(jì)算試樣吸濕過程中的回潮率，繪制吸濕曲線.

放濕性能：YG501D型透濕試驗(yàn)箱，將10 g試樣置于溫度22 ℃、相對(duì)濕度95%的透濕箱中調(diào)濕1 h，快速取出稱質(zhì)量，每隔30 s記錄一次試樣質(zhì)量直至趨于穩(wěn)定.計(jì)算試樣放濕過程中的回潮率，繪制放濕曲線.

燃燒性能：LLY-07型織物阻燃性能測試儀，試樣尺寸為300 mm×80 mm，樣本容量為5，分別測試縱向與橫向燃燒時(shí)間.

2 結(jié)果與分析

2.1 力學(xué)性能

頂破性能和耐磨性能屬于織物的力學(xué)性能，與織物的耐用性有關(guān)，測試結(jié)果見表3.

表3 織物的力學(xué)性能測試結(jié)果Tab.3 Test results of fabric mechanical properties

由表3可知，3種織物的頂破強(qiáng)力相差不大.相對(duì)而言，混紡比為RA50/C50的織物頂破強(qiáng)力較大，接下來依次為RA30/C70和RA70/C30，這與紗線斷裂強(qiáng)度的規(guī)律一致，說明織物的頂破強(qiáng)力與紗線的斷裂強(qiáng)度關(guān)系密切.

3種混紡織物中，隨著棉纖維含量的增加，織物質(zhì)量的減少率增加，說明織物的耐磨性能變差，這與棉纖維的耐磨性能較差有關(guān).

2.2 舒適性能

織物的舒適性能主要包括保溫、透氣、透濕、導(dǎo)濕和吸放濕性能等，3種混紡織物的舒適性能測試結(jié)果見表4.

表4 織物的舒適性能測試結(jié)果Tab.4 Test results of fabric comfort properties

織物的保溫性能主要取決于纖維間保持的靜止空氣和水的數(shù)量，這與織物結(jié)構(gòu)參數(shù)和纖維的吸濕性能有關(guān).由表4可知，隨著棉纖維混紡比的增加，織物的保溫率下降.3種織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)相近，纖維間保持的靜止空氣數(shù)量也相近，所以造成織物保溫性能不同的主要原因是其吸濕性能存在差異.

織物的透氣性能主要取決于纖維的性狀、紗線的結(jié)構(gòu)和織物的結(jié)構(gòu).由表4可知，3種混紡織物的透氣率相差不多，這主要是因?yàn)?種織物的線圈密度、厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)比較接近.

織物的透濕性能是指濕汽透過織物的性能，導(dǎo)濕性能是指液態(tài)水在織物中傳導(dǎo)的性能，兩者均與織物的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān).由表4可知，隨著棉纖維混紡比的增加，織物的透濕率和縱橫向芯吸高度均逐漸下降，這說明其透濕性能和導(dǎo)濕性能變差.3種織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)相差不大，所以織物之間透濕及導(dǎo)濕性能存在差異主要是由于原料組成的不同造成的.織物的橫向芯吸高度均小于縱向芯吸高度，主要是因?yàn)榭椢餀M向的線圈密度小于縱向.

3種織物的吸放濕曲線分別見圖1和圖2.混紡織物的吸濕性能和織物中纖維的吸濕性能與混紡比有關(guān).由圖1可知，3種織物的吸濕曲線比較接近且變化趨勢相似，回潮率均是在起始階段變化較大，隨著時(shí)間的延續(xù)逐漸趨于穩(wěn)定.在整個(gè)吸濕過程中，RA30/C70的回潮率最大，其余依次為RA50/C50和RA70/C30.這說明當(dāng)棉纖維含量高時(shí)，織物的吸濕性能較好.由圖2可知，放濕曲線的變化規(guī)律與吸濕曲線相似，不同之處是RA50/C50和RA70/C30的放濕曲線比較接近，而RA30/C70的放濕曲線明顯偏高，這應(yīng)該是3種纖維原料放濕性能綜合作用的結(jié)果.

圖1 吸濕曲線Fig.1 Moisture absorption curve

圖2 放濕曲線Fig.2 Moisture liberation curve

2.3 燃燒性能

試樣被點(diǎn)燃后移開火源，3種織物試樣均繼續(xù)燃燒至完全燒毀.這主要是因?yàn)榛旒徔椢镏械拿蘩w維不具有阻燃性，非常容易燃燒；并且，織物試樣為針織物，結(jié)構(gòu)較輕薄疏松，也有利于燃燒.織物燃燒性能測試結(jié)果見表5.

表5 織物燃燒性能測試結(jié)果Tab.5 Test results of fabric flammability

由表5可知，混紡織物中棉纖維的含量越高，完全燒毀的時(shí)間越短，說明其越容易燃燒.織物橫向燒毀所需時(shí)間小于縱向，主要是因?yàn)榭椢锏臋M密小于縱密.3種織物均沒有陰燃現(xiàn)象，但棉織物在日常生活中應(yīng)用很廣，阻燃纖維與棉纖維混紡可以在一定程度上改善棉織物的燃燒性能.

3 結(jié)語

通過對(duì)3種不同混紡比針織物的力學(xué)性能、舒適性能和燃燒性能進(jìn)行測試與分析，可得出以下結(jié)論：3種織物的頂破強(qiáng)力和透氣性能相差不大；棉纖維含量高時(shí)，織物的耐磨性、保溫性、透濕性和導(dǎo)濕性較差，吸放濕回潮率較高.阻燃纖維與棉纖維混紡可以降低產(chǎn)品成本，也在一定程度上擴(kuò)展了棉纖維的應(yīng)用領(lǐng)域.但是,棉纖維的加入對(duì)織物的燃燒性能有一定影響，加入得越多,影響就越大，所以棉纖維的混紡比不宜過大.該類混紡織物可用于對(duì)織物燃燒性能有一定要求但要求不太高的產(chǎn)品，在實(shí)際生產(chǎn)和使用過程中可根據(jù)產(chǎn)品的用途來選擇適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品類型.

[1] 趙永霞.阻燃紡織品的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2011(1)：83-88.

[2] 周志華，李玉林，薛露云.阻燃纖維的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國纖檢，2014(6)：82-83.

[3] 劉玲，黃曉梅.腈氯綸棉混紡織物阻燃性能和力學(xué)性能的研究[J].棉紡織技術(shù)，2010，38(10)：26-29.

[4] 張海霞，張喜昌.阻燃腈綸纖維性能與可紡性研究[J].棉紡織技術(shù)，2014，42(6)：44-46，50.

[5] 夏郁蔥.國產(chǎn)阻燃黏膠纖維技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].紡織學(xué)報(bào)，2012，33(6)：129-134.

[6] 馬君志，夏延致.阻燃黏膠纖維的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2012(10)：67-69.

Property analysis of flame-retardant fiber/cotton blended knitted fabrics

ZHANG Haixia, ZHANG Xichang

(CollegeofTextiles,HenanUniversityofEngineering,Zhengzhou450007,China)

The mechanical property, comfort property and flammability of flame-retardant fiber/cotton blended knitted fabric were discussed. Flame-retardant viscose fiber, flame-retardant acrylic fiber and cotton fiber were used to knit three kinds of knitted fabrics with different blending ratio. The fabric properties including bursting, abrasion resistance, heat preservation, air permeability, moisture permeability, moisture conductivity, moisture absorption and liberation, and flammability were tested and analyzed. The results show that the difference of fiber content has little effect on fabric bursting and air permeability property. With the increasing of cotton fiber content, the fabric abrasion resistance, heat preservation, moisture permeability, moisture conductivity, and flame-retardant property become worse，but moisture regain rate of moisture absorption and liberation increases. The blending ratio has obvious influence on the properties of flame-retardant viscose/flame-retardant acrylic/cotton blended knitted fabric, and the appropriate fabric type should be selected according to the product end use.

flame-retardant viscose fiber; flame-retardant acrylic fiber; cotton fiber; blended knitted fabric; property

2017-01-08

河南省高?？萍紕?chuàng)新人才支持計(jì)劃(2012HASTIT025)；河南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃(15IRTSTHN011)

張海霞(1971-)，女，河南鄭州人，教授，博士，主要從事紡織新材料與新產(chǎn)品開發(fā)方面的研究.

TS186.2

A

1674-330X(2017)02-0001-04