絲光羊毛針織面料的開發(fā)與性能研究*

孟沙沙 楊啟東2 張佩華

1. 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 東華大學(xué)紡織學(xué)院， 上海 201620；2. 上海嘉麟杰紡織品股份有限公司， 上海 201504

絲光羊毛是利用化學(xué)方法處理羊毛纖維表面，對(duì)纖維表面的鱗片進(jìn)行減量加工得到的，其纖維細(xì)而平滑，親水性和吸濕透氣性能增強(qiáng)[1]。通常，羊毛被應(yīng)用于制作秋冬季節(jié)服裝面料。隨著紡織技術(shù)的進(jìn)步，改性羊毛如絲光羊毛在夏季服裝領(lǐng)域得到了全面的發(fā)展。與此同時(shí)，具有涼感功能的錦綸長絲在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。涼感錦綸長絲是一種具有持續(xù)涼感功能的改性合纖長絲，它是在紡絲過程中融入納米母粒得到的，有效利用了云母的天然層狀結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)熱、含水等功能[2]。

基于絲光羊毛的柔軟性和優(yōu)良的吸濕性，以及異形截面涼感錦綸長絲較好的熱濕傳遞性和舒適性，本文將絲光羊毛和異形截面涼感錦綸長絲進(jìn)行交織，并對(duì)織物組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，開發(fā)夏季服裝用高檔羊毛針織面料。

1 試樣制備

1.1 編織工藝

1.1.1 原料

選用16.7 tex/1Z(60 N/1Z)捻絲光羊毛(浙江新澳紡織股份有限公司)、7.8 tex/24f(70 D/24f)異形截面涼感錦綸長絲(廣東新會(huì)美達(dá)紡織股份有限公司)。

1.1.2 織物結(jié)構(gòu)

利用集圈和雙羅紋兩種組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形成6種織物。一種是集圈組織，包括一面有集圈的織物(織物編號(hào)為1#和2#)和兩面都有集圈的織物(織物編號(hào)為3#)共3種織物。其中，服裝上接觸人體皮膚的一面(以下稱為“上針盤面”)為導(dǎo)濕性較好的異形截面涼感錦綸長絲，另一面(以下稱為“下針筒面”)是吸濕性良好的絲光羊毛，且兩種紗線的比例不完全相等。另一種是雙羅紋組織，包括3種雙羅紋織物(織物編號(hào)分別為4#、 5#和6#)，且織物兩面都有絲光羊毛和異形截面涼感錦綸長絲。

1.1.3 設(shè)備參數(shù)

分別采用兩種德國德樂公司生產(chǎn)的雙面圓緯機(jī)編織兩種組織結(jié)構(gòu)，其中集圈組織在德樂UP472型雙面圓緯機(jī)上編織，雙羅紋組織在德樂I3P284型棉毛機(jī)上編織。

(1) 德樂UP472型雙面圓緯機(jī)參數(shù)

機(jī)號(hào)：24針/(25.400 mm)；

筒徑：762.000 mm(30 in)；

路數(shù)：72；

總針數(shù)：2×2 268；

轉(zhuǎn)速：16～24 r/min。

(2) 德樂I3P284型棉毛機(jī)參數(shù)

機(jī)號(hào)：24針/(25.400 mm)；

筒徑：762.000 mm(30 in)；

路數(shù)：84；

總針數(shù)：2×2 256；

轉(zhuǎn)速：16～24 r/min。

1.1.4 織物編織

各織物編織圖如圖1所示，其中集圈組織織物分別呈現(xiàn)菱形網(wǎng)眼(1#織物)、橫條網(wǎng)眼(2#織物)和兩面網(wǎng)眼(3#織物)的外觀效應(yīng)，4#～6#織物均為雙羅紋組織織物。

(a) 菱形網(wǎng)眼

(b) 橫條網(wǎng)眼

(c) 兩面網(wǎng)眼

(d) 雙羅紋組織

1.1.5 紗線配置與穿紗方式

織物的紗線配置和穿紗方式分別見表1和表2。

表1 集圈組織織物的紗線配置

表2 雙羅紋組織織物的穿紗方式

雙羅紋組織織物采用的紗線配置也不同，4#～6#織物的絲光羊毛含量逐漸增加。

1.2 染整工藝

織物染整工藝路線：坯布→配缸→預(yù)縮→開幅→染色→脫水→理布→烘干→定型。

1.2.1 染色加工

染色工藝處方及條件：

芒硝濃度：5.00 g/L；

浴中平滑劑濃度：2.00 g/L；

勻染劑濃度：2.00 g/L；

螯合劑(無磷)濃度：0.30 g/L；

冰醋酸濃度：0.50 g/L；

毛用活性染料濃度：x%(o.w.f.)；

純堿濃度：1.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

染色工藝曲線如圖2所示。

圖2 染色工藝曲線

染色結(jié)束后，將織物浸入60.0 ℃清水中清洗10 min，去除表面浮色。

1.2.2 熱定型處理

將染色后的織物進(jìn)行熱定型處理，使織物尺寸穩(wěn)定，消除布面褶痕。定型溫度設(shè)定為130.0 ℃，車速為20 m/min，超喂率為20%。

1.2.3 成品織物參數(shù)

成品織物參數(shù)的測(cè)試結(jié)果見表3所示。

表3 成品織物參數(shù)

2 織物性能測(cè)試

2.1 起毛起球性

織物的起毛起球性測(cè)試參考ISO 12945—2：2000《紡織品 織物表面起球和起毛性的測(cè)定 第2部分：改型馬丁代爾法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。每種織物分別剪取6塊圓形試樣，2塊試樣為一組，直徑為14 cm，其中1塊安裝在試樣夾持器中，另1塊作為磨料安裝在操作平臺(tái)上，設(shè)置摩擦次數(shù)為2 000。將摩擦處理后的試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣照進(jìn)行對(duì)比評(píng)級(jí)，有1～5級(jí)，其中：5級(jí)最好，基本無明顯變化；1級(jí)最差，織物表面產(chǎn)生嚴(yán)重的起毛和起球。

2.2 透氣性

織物的透氣性測(cè)試參考ASTM D737：1996《紡織品 織物透氣性的測(cè)試》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。所用儀器為瑞士TEXTEST FX3300型透氣性測(cè)試儀，測(cè)試頭面積為38 cm2，測(cè)試壓力為125 Pa，氣流量單位采用“cfm”(1 cfm=0.028 m3/min)。把試樣自然地蓋在測(cè)試頭上，避開褶皺和疵點(diǎn)部位，壓下肘桿開始測(cè)試，幾秒后，顯示屏的亮度逐漸增大并穩(wěn)定，記下顯示值。每種織物在不同位置測(cè)試5次，結(jié)果取平均值。

2.3 吸濕速干性

參照GB/T 6529—2008《紡織品 調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》標(biāo)準(zhǔn)，將織物進(jìn)行試驗(yàn)前調(diào)濕處理；參照GB/T 21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評(píng)定 第1部分：?jiǎn)雾?xiàng)組合試驗(yàn)法》標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試織物的吸水率、芯吸高度和水分蒸發(fā)速率。

2.3.1 吸水率

將每種經(jīng)過調(diào)濕處理的織物分別剪取5塊尺寸為10 cm×10 cm的試樣，放入天平稱取其質(zhì)量，記為原始質(zhì)量；將試樣放入盛有水的容器內(nèi)，待其完全浸濕后用鑷子取出并垂直夾在張力夾中，讓水分自然滴落，直到兩滴水下滴的時(shí)間間隔不少于30 s，取下試樣并稱取其質(zhì)量，記為浸濕并滴水后的質(zhì)量。

2.3.2 芯吸高度

將每種織物平行于織物縱橫向分別剪取3塊試樣，將試樣放入測(cè)試儀器內(nèi)，記錄30 min時(shí)水分上升高度的最小值，即芯吸高度。

2.3.3 水分蒸發(fā)速率

將每種經(jīng)過調(diào)濕處理的織物分別剪取5塊尺寸為10 cm×10 cm的試樣，用天平稱取其質(zhì)量，記為原始質(zhì)量。用吸管吸取約0.2 mL水，然后使吸管口與試樣表面保持小于1 cm的距離，將吸管里的水都滴在試樣上，并立即稱取試樣質(zhì)量；接著，將試樣垂直懸掛于標(biāo)準(zhǔn)大氣中，每隔約5 min稱取試樣質(zhì)量，當(dāng)連續(xù)兩次稱取質(zhì)量的變化率很小(不超過1%)時(shí)，則結(jié)束測(cè)試。

3 結(jié)果與分析

3.1 起毛起球性

由于集圈組織織物兩面的外觀效應(yīng)不同，因此對(duì)兩面(即上針盤面和下針筒面)分別進(jìn)行起毛起球性能測(cè)試；雙羅紋組織織物的兩面外觀相同，故任選一面進(jìn)行測(cè)試。織物的起毛起球性測(cè)試結(jié)果見表4。

表4 織物的起毛起球性測(cè)試結(jié)果

織物的起毛起球性與纖維的形態(tài)、表面性質(zhì)，以及織物結(jié)構(gòu)和密度等因素有關(guān)。從表4可以看出，對(duì)于集圈組織織物(1#～3#織物)，由于異形截面涼感錦綸長絲表面光滑、基本無毛羽且截面異形，不易起毛起球，因此上針盤面的抗起毛起球性能明顯比下針筒面好；對(duì)于雙羅紋組織織物(4#～6#織物)，隨著絲光羊毛含量的增加，抗起毛起球性能稍微變差。另外，織物密度對(duì)起毛起球性也有一定的影響，因?yàn)榭椢锩芏容^大時(shí)紗線相互滑移摩擦的概率較小。

3.2 透氣性

注意，測(cè)試透氣率時(shí)將織物的正面壓在下面，即集圈組織織物的下針筒面朝下，雙羅紋組織織物任意取一面，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

圖3 織物的透氣率測(cè)試結(jié)果

從圖3可以看出，集圈組織織物的透氣性稍優(yōu)于雙羅紋組織織物，其中3#織物即兩面網(wǎng)眼集圈組織織物的透氣性最好，這是因?yàn)榧c(diǎn)比例最大，網(wǎng)眼多，織物的透通性好，有利于氣流通過；雙羅紋組織織物中，隨著絲光羊毛含量的增加，織物面密度增大，透氣性變差，同時(shí)透氣性受織物密度的影響較大，5#、6#織物的織物密度比4#織物小，前者的透氣率較大，其透氣性較好。

3.2 吸濕速干性

3.2.1 吸水率

吸水率是評(píng)定紡織品吸濕速干性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

圖4 織物的吸水率測(cè)試結(jié)果

吸水率越低，保水能力越弱，織物的排汗能力越強(qiáng)[3]。從圖4可以看出，雙羅紋組織織物的保水能力略高于集圈組織織物，這主要是因?yàn)榫W(wǎng)眼組織結(jié)構(gòu)的芯吸能力強(qiáng)，導(dǎo)濕性好，水氣擴(kuò)散速度快；從織物密度(表3)看，6#織物的結(jié)構(gòu)較5#織物松散，水氣更易經(jīng)過織物中的孔隙蒸發(fā)擴(kuò)散，織物中的含水量減少。

3.2.2 芯吸高度

芯吸高度是指液態(tài)水沿織物毛細(xì)管上升的高度，其值越大，芯吸效應(yīng)越好，即吸濕性越好?？椢锏男疚叨葴y(cè)試結(jié)果如圖5所示。

圖5 織物的芯吸高度測(cè)試結(jié)果

芯吸能力是紡織品整體傳濕性能的一部分[4]，受織物組織結(jié)構(gòu)和纖維表面性能等因素的影響。從圖5可以看出，集圈組織織物的芯吸高度明顯高于雙羅紋組織織物。液態(tài)水沿針織物線圈縱行或線圈橫列傳導(dǎo)時(shí)，織物芯吸性能與毛細(xì)管數(shù)量有關(guān)，毛細(xì)管數(shù)量越多則織物導(dǎo)濕能力越好。集圈組織織物存在網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，其中的毛細(xì)管數(shù)量較多，故導(dǎo)濕性能較好?？椢锟v向的芯吸高度大于橫向，這說明織物縱向的毛細(xì)孔隙貫通性比橫向好，利于液態(tài)水的輸送傳導(dǎo)[5]。

3.2.3 水分蒸發(fā)速率

水分蒸發(fā)速率也是評(píng)價(jià)織物速干性的重要指標(biāo)之一。測(cè)試時(shí)，集圈組織織物的上針盤面朝上，雙羅紋組織織物則任選一面，其測(cè)試結(jié)果如圖6所示。

圖6 織物的時(shí)間-水分蒸發(fā)量曲線

夏季服裝面料應(yīng)具有吸濕吸汗、導(dǎo)濕快干的熱濕舒適性功能，而水分蒸發(fā)量越多、蒸發(fā)速率越快，織物的吸濕速干性越好[6]。從圖6可知，集圈組織織物的時(shí)間-水分蒸發(fā)量曲線位于雙羅紋組織織物之上，而且曲線斜率較大，說明水分蒸發(fā)速率較快，這主要是因?yàn)榫W(wǎng)眼組織結(jié)構(gòu)更利于水分?jǐn)U散、蒸發(fā)。

4 結(jié)語

本文以絲光羊毛和異形截面涼感錦綸長絲為原料，采用集圈組織和雙羅紋組織結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制備了3種集圈組織織物和3種雙羅紋組織織物共6種不同結(jié)構(gòu)的織物，并對(duì)它們的起毛起球性、透氣性和吸濕速干性進(jìn)行測(cè)試與分析，發(fā)現(xiàn)：

(1) 集圈組織織物的抗起毛起球性、透氣性、芯吸能力和水分蒸發(fā)速率均優(yōu)于雙羅紋組織織物；雙羅紋組織織物的吸水率較高，但排汗能力差。

(2) 雙羅紋組織織物的性能主要受絲光羊毛含量和織物密度的影響。絲光羊毛含量多，織物的抗起毛起球性能和透氣性差，吸濕性好，水分蒸發(fā)速率快；織物密度小，織物易起毛起球，含水量少，吸濕速干性和透氣性好。

(3) 將絲光羊毛和含有納米母粒的異形截面涼感錦綸長絲結(jié)合使用，加上集圈組織結(jié)構(gòu)良好的透氣性，適合夏季服裝用面料的開發(fā)。