包芯柔體紗棉織物性能分析及產品開發

姚海偉，王顯方(， )

包芯柔體紗是采用空心錠花式捻線機生產的一種復合式花式紗線，采用滌綸長絲為芯紗，將純棉精梳粗紗經牽伸后包覆在芯紗上，再通過空心錠子將水溶性維綸包纏在棉紗條外，制成溶性包芯柔體紗，然后進行機織加工，得到機織物，再將機織物進行退維處理，即得到了包芯柔體紗機織物[1]。

本文對包芯柔體紗織物各項性能指標進行綜合性研究，并將其與傳統純棉機織物的性能進行了比較和分析，從而對該織物的服用性能進行評價，以求對此類產品的開發和應用有所幫助[2]。

1 紗線選擇及織物設計

1.1 紗線選擇

本實驗使用的是由HN32-04花式捻線機生產的24.5 tex水溶性包芯復合紗，芯紗為75.9 tex滌綸，粗紗特數為450 tex，外包單根72.6 tex水溶性維綸長絲，其與純棉精梳紗比較基本性能見表1：

表1 兩種不同紗線性能指標

由表1可知，由維綸外包滌綸為芯紗的純棉柔體紗在單紗斷裂強力和條干均勻度上都優于普通純棉紗線，能滿足針織及機織加工的要求。

1.2 織物設計

采用上述包芯柔體紗做經緯紗在SGA598劍桿小樣機加工，織物組織采用平紋組織，得到包芯柔體紗機織物坯布，并與普通棉織物的基本性能進行比較其結果見表2：

表2 織物的種類和規格

由表2可知，在相同的紗號下，包芯柔體紗機織物比普通棉織物厚度較厚，單位面積密度輕，縱向和橫向密度小。

1.3 包芯柔體紗織物與普通棉織物外觀差異

包芯柔體紗織物與普通棉織物的外觀存在一定的差異，由圖1和圖2可以很清楚地看到普通有捻紗線在織物中為橢圓形或近似為圓形，而無捻紗在織物中呈扁平狀，因此無捻織物與相同參數下的有捻織物相比，具有很大的覆蓋系數，并且孔隙率較小。另外包芯柔體紗織物中的纖維在織物中平行排列，入射到織物上的光線發生了較弱的漫反射，因此感覺其光澤明亮[3]。

圖1 普通棉織物外觀

圖2 包芯柔體紗織物外觀

2 退維方法及工藝

2.1 實驗方法

將上述一定重量包芯柔體紗機織物坯布洗凈后自然晾干，在烘箱中充分干燥，稱得干重為G1，然后在常溫水中充分浸泡后，放置在一定的容器中加熱，通過控制浴比、溫度、時間等參數，達到既完全退維，又能保證產品質量。實驗證明，當浴比在1∶30～40、時間40～50 min、溫度達到90℃時，維綸基本完全退完。此時，我們將試樣取出，在自來水下沖洗去掉表面的維綸漿液，烘干稱重得其干重為G2，由此求出織物的退維率為P=(G1一G2)/G1×100%[4]。

2.2 實驗儀器

烘箱、電子天平、臺式洗衣機。

2.3 實驗結果與分析

退維前織物重量為52.6 g，退維后重量為44.8 g，則退維率為14.85%。包芯柔體紗機織物中棉/維綸/滌綸的比例為80∶15∶5，考慮到織物在退維過程中也要去除一部分雜質，所以包芯柔體紗針織物的退維率接近15%，基本完全退維，此工藝比較合理[5]。

3 物理機械性能的測試

3.1 頂破強力測試

3.1.1實驗方法

本實驗按照GB/T3923.1.2中的有關規定，取5塊直徑為6 cm的試樣，對織物進行預調濕后在恒溫恒濕(溫度為21℃，濕度為74%)條件下用YG026H多功能電子織物強力儀測試織物斷裂強力和斷裂伸長率[6]。

3.1.2實驗儀器

YG026H多功能電子織物強力儀。

3.1.3實驗結果與分析

在相同的試驗條件下，分別對純棉機織物和包芯柔體紗機織物進行試驗，其結果見表3：

表3 織物強力測試結果

由表3可知，包芯柔體紗織物的斷裂強力比普通棉織物斷裂強力略低，但斷裂伸長率明顯高于普通棉織物。分析原因有一是由于包芯柔體紗沒有捻度，雖然單紗強力高，但形成織物后耐撕裂強度差。二是由于包芯柔體紗的特殊復合結構，使得包芯紗的彈性好，故斷裂伸長較普通棉織物高[7]。

3.2 壓縮性能測試

3.2.1實驗方法

采用KES-F壓縮性能測定儀測試，每種樣品測3塊(尺寸為20 cm×20 cm)，取平均值。

3.2.2實驗儀器

KES-F壓縮性能測定儀。

3.2.3實驗結果與分析

實驗結果如表4所示。

表4 0.5 cN/cm2織物壓縮性能測試結果

由表4可以看出，在相同的紗線號數和織物外形尺寸相同情況下，包芯柔體紗織物與普通棉織物在0.5 cN/cm2壓力時的測試結果: 普通棉織物的厚度為1.52 mm，包芯柔體紗織物厚度為1.59 mm，即后者的厚度比前者的厚度高4%左右。通過KES-F壓縮實驗儀可測得兩種織物的不同壓縮功及壓縮彈性，當壓縮回彈性較大時表明織物的反彈性大，織物保持蓬松性的能力強，由表4可見包芯柔體紗織物有較強保持蓬松性的能力[8]。

3.3 耐磨性能測試

3.3.1實驗方法

依據GB/T4802.2—2008標準，在規定的壓力下，圓形試樣以李莎茹(Lissajous)圖形的軌跡與相同的磨料織物進行摩擦，經規定的摩擦階段后，采用視覺描述的方法評定試樣的起毛或起球等級。

3.3.2實驗儀器

YG401C織物平磨儀。

3.3.3實驗結果與分析

實驗結果如表5所示。

由表5可知，包芯柔體紗織物的平面耐磨性能比普通棉織物好。原因是由于包芯柔體紗織物的覆蓋系數比相同條件下的普通棉織物大，包芯柔體紗沒有捻度，纖維呈平行狀態，織物柔軟不易起毛[9]。

表5 織物耐磨性能測試結果

4 服用性能的測試

4.1 保暖性測試

4.1.1實驗方法

按GB/T11048—2008標準測定織物的保暖性。試樣尺寸為30 cm×30 cm，兩種樣品測3塊，取平均值。

4.1.2實驗儀器

YG606E型織物保溫性實驗儀。

4.1.3實驗結果與分析

實驗結果如表6所示。

表6 織物保暖性測試結果

由表6可以看出，包芯柔體紗織物的保暖性優于普通棉織物的保暖性。原因是由于包芯柔體紗織物內部紗線以及纖維間的空隙增加，織物的蓬松性較高，容納的靜止空氣增多，織物熱量傳遞變慢[10]。

4.2 透氣性測試

4.2.1實驗方法

依據國標GB/T5453一1997織物透氣性測試方法，在YG461H織物透氣量儀上測試，實驗壓差15 mmH2O。選用10號孔徑，以透氣量(L/m2/s)為評價標準。

4.2.2實驗儀器

YG46lH數字式織物透氣性儀。

4.2.3實驗結果與分析

實驗結果如表7所示。

表7 織物透氣性測試結果

從實驗數據可知，包芯柔體紗織物比普通棉織物的透氣性明顯大很多。主要原因是包芯柔體紗織物紗線內的中空度增加，蓬松性提高，氣流進出的通道變寬，因此透氣性較大。

4.3 吸濕快干性測試

4.3.1實驗方法[11]

將兩種測定織物在自來水中浸透30 min，取出后自然懸掛，當織物底端兩滴水滴下間隔在1 min以上時開始計時稱重，此重量作為織物的飽和含水濕重，分別計算兩種織物此時的飽和含水率，之后每隔15 min稱重一次，并分別計算其當時的實際含水率，直至織物的質量恒定為止，即試樣達到初始重量為止(浸水前室溫重量)。分別計算織物的含水率=(織物濕重一織物原重)/織物原重×100%。

4.3.2實驗儀器

電子天平、秒表。

4.3.3實驗結果與分析

表8為普通棉織物和包芯柔體紗織物吸濕快干性的比較，表9為織物含水率隨時間的變化情況。

表8 織物吸濕快干性測試結果

表9 織物含水率隨時間的變化情況

織物的吸水主要表現在紗與紗間的吸水，單纖維間的吸水，以及纖維內部吸水。包芯柔體紗織物纖維間的空隙大，有較大的容水空間，吸水速度快，因此單位面積的吸水量多，含水率高，且干燥時間短。普通棉織物的結構緊密，容水空間小，與大氣不易于交換，而造成其含水率最低，干燥所需時間長。由表8可知，包芯柔體紗織物的飽和含水率比普通棉織物多41%左右。

由表9可繪出織物的含水率與干燥時間的關系曲線，如圖3所示。

圖3將兩種織物的吸濕速干性進行了比較。水分在織物中的傳遞一方面是由于織物中纖維對水分子的吸收，使水分通過纖維內部擴散而到達織物的另一面，向大氣散逸；另一部分則通過織物中纖維與纖維之間，紗線與紗線之間的通道或空隙，包括毛細管作用向大氣散逸。包芯柔體紗織物因為紗線內部纖維間隙增大增多，水分子滲出纖維更容易，與大氣更易于交換，因此干燥時間短[12]。

圖3 織物含水率與干燥時間的關系曲線

4.4 懸垂性測試

4.4.1實驗方法

依據FZ/T01045—1996國家標準，每種試樣剪取圓形3塊，直徑為240 mm，然后在每塊試樣的圓心上剪一個直徑為4 mm的定位孔。在標準大氣下進行調濕24 h，將一定面積的圓形試樣放在一定直徑的小圓盤上，織物依靠自重沿小圓盤周圍下垂，呈均勻折疊狀，小圓盤上方用平行光照在試樣上，可得一水平投影，用以測量織物的懸垂系數。每種試樣測3塊，取平均值。

4.4.2實驗儀器

YG811E織物懸垂性測試儀。

4.4.3實驗結果與分析。

實驗結果見表10。

表10 織物懸垂性測試結果

從實驗數據可知，包芯柔體紗織物比普通棉織物的靜態懸垂系數略低。這是由于包芯柔體紗織物的總密度和厚度比普通棉織物要大，另外在水溶性維綸溶解時，由于不能徹底洗凈，從而使織物變得更加緊密，懸垂性較差。但考慮到包芯柔體紗織物主要用于生產內衣、毛巾等，它們對織物懸垂性的要求不高，所以包芯柔體紗織物的懸垂性基本符合要求。

4.5 剛柔性測試

4.5.1實驗方法

在處理前后的織物上各剪取長為20 cm，寬為20 cm的試樣各一塊，在標準條件下平衡24 h后，在KES—F彎曲性能測定儀測試，待儀器畫出彎曲循環曲線后，按公式計算出彎曲剛度。

4.5.2實驗儀器

KES-F彎曲性能測定儀。

4.5.3實驗結果與分析

實驗結果如表11所示。

表11 織物彎曲剛度測試結果

從表11中我們可以看出，包芯柔體紗織物的縱、橫向彎曲剛度都小于普通棉織物的彎曲剛度。這是因為包芯柔體紗沒有捻度，紗線結構松弛、蓬松，有利于獲得手感柔軟的織物，緯向抗彎剛度低，更有利于形成柔軟的三維立體服裝造型。

5 結論

本文通過對包芯柔體紗織物的物理機械和服用性能研究，得出織物的退維率達到標準后，織物的保暖性、壓縮性、吸濕快干性、折痕回復性、剛柔性等各指標都比普通棉織物好，但織物頂破強力、透氣性能和懸垂性與普通棉織物相比有所降低。但從整體上看，包芯柔體紗織物能滿足服裝加工和穿著的要求。

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