PTT/桑蠶絲交織物的服用性能

朱思敏，眭建華，2，潘志娟，2，汪 亮，汪明樹

(1.蘇州大學紡織與服裝工程學院，江蘇蘇州215021;2.現代絲綢國家工程實驗室，江蘇蘇州215123;3.四川依格爾紡織品有限公司，四川南充637000)

聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維是一種形狀記憶纖維，其織物具有易塑形及折皺易復平性，可使服裝實現免燙效果。且PTT纖維兼有滌綸、錦綸、腈綸的特性，防污性能好、干爽挺括、易于染色、手感柔軟、富有彈性［1］?；谏鲜隽己玫姆眯阅?，目前研究人員對其與天然、再生和化學纖維的混紡交織均有關注，其中將PTT與蠶絲復合開發的成果主要有PTT/蠶絲(55/45)真絲記憶塔夫面料［2］和抗皺記憶真絲小提花面料［3］等。本研究以PTT長絲為經，桑蠶絲為緯，設計織造了12種PTT/桑蠶絲交織面料及1種純PTT織物，并購買了3種規格相近的桑蠶絲面料作對比;同時以PTT/PET復合長絲為經，桑蠶絲為緯，織造了3塊PTT/PET/桑蠶絲復合織物;測試并分析了結構參數和原料構成對PTT/桑蠶絲交織物的透氣、抗起毛起球、折皺回復和定伸長彈性四項基本服用性能的影響。

1 實驗

1.1 織物的結構參數

參考常見PTT形狀記憶織物的結構參數，變化織物組織、緯紗線密度及捻度共設計織造了16種織物。此外，購買的3塊對比桑蠶絲面料1#、6#和12#分別為11160電力紡、19015斜紋綢和12104雙縐。根據織物外觀效應將這19塊織物分為4個系列，其中1#～5#為平紋織物，6#～11#為2/2斜紋織物，12#～16#為縐效應織物(16#組織為3/1破斜紋，其余織物組織均為平紋)，17#～19#則是PTT/PET/桑蠶絲復合織物(組織均為2/2斜紋)。4個系列織物成品詳細規格及原料構成分別如表1～4所示。與1#電力紡、6#斜紋綢和12#雙縐規格最接近的PTT/桑蠶絲交織物分別為 4#、9#和 13#。

表1 PTT/桑蠶絲平紋交織物及對比樣的織物規格Tab.1 Fabric specifications of PTT/mulberry silk plain interwoven fabrics and contrast samples

表2 PTT/桑蠶絲斜紋交織物及對比樣的織物規格Tab.2 Fabric specifications of PTT/mulberry silk twill interwoven fabrics and contrast samples

表3 PTT/桑蠶絲縐效應交織物及對比樣的織物規格Tab.3 Fabric specifications of PTT/mulberry silk crepe interwoven fabrics and contrast samples

表4 PTT/PET/桑蠶絲復合織物的織物規格Tab.4 Fabric specifications of PTT/PET/mulberry silk composite fabrics

1.2 測試方法

透氣性和抗起毛起球性:分別按照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》和GB/T 4802.2—2008《紡織品織物起毛起球性能的測定第2部分:改型馬丁代爾法》進行測試，采用的儀器分別是YG(B)461E數字式織物透氣量儀和YG401G型織物平磨儀(馬丁代爾儀)。

折皺回復性和定伸長彈性:采用GB/T 38l9—1997《紡織品 織物折痕回復性的測定 回復角法》中的水平法測試織物折皺回復角，織物經緯向各測試5次，取平均值;采用YG026B電子織物強力機測試織物的定伸長彈性回復率，織物寬度50 mm，夾持距離定100 mm，定伸長10%，預張力2 N夾持，每種織物測試3次，取平均值。

織物成品的平方米質量:采用電子天平(精度0.1 mg)稱取20 cm×20 cm的織物進行計算;織物的緊度(E)根據以下公式［4］計算:

式中:Pj、Pw為織物的經、緯向密度，根/cm;dj、dw為經、緯紗直徑，mm;Y為紗線直徑系數，生絲取3.79×10-3，PTT 取 3.50 ×10-3;Tj、Tw為經、緯紗線密度，tex。

2 結果與分析

2.1 織物的透氣性

測試所得各織物的透氣率值如圖1所示。對比相近規格但原料構成不同的三組織物的透氣率可知，平紋系列織物中5#純PTT織物的蓋覆緊度略大，其透氣性能明顯比4#平紋交織物和1#真絲電力紡差，而1#與4#的蓋覆緊度相近，4#交織物的透氣率略高于1#電力紡;斜紋系列織物中，6#斜紋綢的蓋覆緊度大于9#斜紋交織物，其透氣率也較小;縐效應系列織物中12#雙縐的緯紗捻度最高，蓋覆緊度略小于13#交織雙縐，其透氣率比13#高，PTT纖維含量最高的15#縐織物蓋覆緊度小，但其透氣率明顯小于13#和14#，可見織物成品規格的微小差異會影響到原料構成對織物透氣性能影響的分析。

圖1 各織物的透氣性Fig.1 Air permeability of each kind of fabrics

由圖1可以看出，不同結構參數的PTT/桑蠶絲交織物透氣率差異較大，平紋系列中的2#～4#和斜紋系列中的7#～11#隨著緯紗線密度的增加，織物緊度變大，造成織物中紗線間的孔隙變小，所以織物的透氣率略有降低;而對比相近規格的平紋和斜紋交織物可知，平紋交織物的透氣性明顯低于斜紋交織物，這是因為平紋織物的紗線浮長比斜紋小，織物交織點比斜紋多，所以平紋織物的孔隙結構沒有斜紋那樣疏松，繼而導致平紋織物的透氣性較斜紋織物差;16#順紆縐效應交織物的組織為3/1破斜紋，且縐效應織物中強捻紗線會使紗線呈現三維卷曲狀態，織物的孔隙結構比較疏松，所以其透氣率最大，超過1 100 mm/s。此外，與相近規格的PTT/桑蠶絲交織物相比，PTT/PET/蠶絲復合織物的蓋覆緊度大，蠶絲含量少，透氣率較小。以上結果說明結構參數如蓋覆緊度和緯紗捻度的大小對織物透氣性能的影響比較顯著，但仍可看出大量提高PTT纖維的含量會使織物的透氣率降低。

2.2 織物的抗起毛起球性

如圖2所示，PTT/桑蠶絲交織物的抗起毛起球等級均較高，大多在4～5級。比較相近規格不同原料構成織物的抗起毛起球等級可知，平紋交織物4#、斜紋交織物9#和交織雙縐13#的抗起毛起球等級均高于對應的真絲織物1#、6#和12#，而5#純PTT織物和PTT含量達到將近70%的15#縐效應交織物的抗起毛起球等級也分別大于結構參數相似的4#和13#縐效應交織物，這說明PTT纖維含量提高，有利于改善織物的抗起毛起球性能，且PTT纖維優良的耐磨性能夠在PTT/桑蠶絲交織物中明顯體現出來。

圖2 各織物的抗起毛起球性Fig.2 Pilling resistance of each kind of fabrics

變化結構參數的織物中，7#～11#斜紋交織物緯紗線密度變大，織物緊度增加，紗線及纖維間的抱合力增加，摩擦過程中纖維間不易分離繼而露出織物表面，且緯紗變粗后其剛性增大，承受外力的能力也增強，所以織物抗起毛起球等級有增加的趨勢;不同織物組織下，2#～4#平紋交織物的抗起毛起球等級(4.5～5級)高于結構參數相近的7#～9#斜紋交織物(4級)，與造成織物透氣性差異的原因相同，平紋織物的交織點較多，織物結構比斜紋致密，纖維間有較好的抱合，不易被抽拔，故其抗起毛起球性好于斜紋織物;交織物中，16#順紆縐效應織物組織浮長最大，織物交織點最少，抗起毛起球等級也最低。與相近規格的PTT/桑蠶絲斜紋交織物相比，PTT/PET/蠶絲復合織物的緊度大，其抗起毛起球等級也較高。

2.3 織物的折皺回復性

各織物的急彈性和緩彈性折皺回復角如圖3所示。從圖3可看出，平紋、斜紋和縐效應系列中，PTT/桑蠶絲交織物的折皺回復角始終明顯大于相近規格的桑蠶絲織物;5#純PTT織物的折皺回復角大于1#電力紡而小于4#平紋交織物。結構參數相同條件下，纖維品種對織物抗皺性的影響主要表現為纖維拉伸彈性和初始模量兩方面［5］:拉伸彈性越好，纖維越易從應變狀態回復;初始模量越大，一定外力作用下纖維變形量越小，回復程度越高。PTT纖維拉伸彈性比桑蠶絲好，但其初始模量(2.58 cN/dtex［6］)比桑蠶絲(146 cN/dtex［7］)小得多，所以綜合了兩種纖維特點的PTT/桑蠶絲交織物抗皺性能最好。

圖3 各織物的折皺回復性Fig.3 Wrinkle recovery performance of each kind of fabrics

分析7#～11#斜紋交織物的折皺回復角數據可知，隨著緯紗線密度的增加，織物折皺回復角呈現先增大再減小的趨勢。緯紗線密度增大，經紗屈曲波高增加，織物厚度增加，且較粗的緯紗對經紗回復也有支持作用，再加上PTT優良的彈性回復能力，因此織物的經向折皺回復角隨之增加并趨向于180°(完全回復);但與此同時，織物緯向緊度也在增加，經緯紗間的摩擦阻力變大，外力釋去后織物回復阻力相應增加，這會減弱緯紗變粗對折皺回復產生的積極作用，故織物總折皺回復角先增加后減小。比較平紋和斜紋系列可以看出，PTT/桑蠶絲斜紋交織物的急彈性和緩彈性折皺回復角分別高達325°和340°左右，其折皺回復性能優于平紋織物，這符合織物組織交織點越少抗皺性越好的一般規律?？U效應系列織物中，16#順紆縐破斜紋織物的折皺回復角最大;13#細條紋縐效應織物的折皺回復角大于14#粗條紋縐效應織物。同為斜紋組織的PTT/PET/蠶絲復合織物也具有較好的折皺回復性能，但不如PTT/桑蠶絲交織物。綜合上述結果可見，將PTT與桑蠶絲交織能夠明顯改善織物的折皺回復性能。

2.4 織物的定伸長彈性

各織物在10%定伸長下的經緯向彈性回復率如圖4所示。由于PTT纖維具有獨特的Z字型分子鏈結構，其回彈性能遠遠高于桑蠶絲，5#純PTT織物的定伸長彈性回復率最高，PTT/桑蠶絲交織物的經向(PTT)彈性回復率大于緯向(桑蠶絲)，1#真絲電力紡和6#真絲斜紋綢的彈性回復率明顯小于相似規格的PTT/桑蠶絲交織物，這說明將PTT與桑蠶絲交織能夠明顯改善織物的拉伸回彈性。此外，雖然12#真絲雙縐的緯紗捻度高于13#交織雙縐，但13#織物的定伸長彈性回復率與12#真絲雙縐相當;且在交織物中，PTT纖維含量最高的15#織物平均定伸長彈性回復率最大，超過90%;其次，16#順紆縐效應織物和18#PTT/PET/蠶絲復合雙縐織物也具有較高的定伸長彈性回復率。與一般織物不同，縐效應織物中由于強捻紗線的存在，紗線具有三維螺旋起拱的形態，該形態的位移能夠提供織物10%定伸長拉伸變形的主要部分，對織物回復有積極作用［8］?？U效應越明顯，織物定伸長彈性越大，細條紋縐效應織物13#和18#的彈性回復率均大于相應的粗條紋縐效應織物14#和 19#。

圖4 各織物的定伸長彈性Fig.4 Constant extension elasticity of each kind of fabrics

斜紋系列7#～11#交織物中隨著緯紗線密度增加，織物經向定伸長彈性回復率下降而緯向提高，緯紗線密度增加，一方面，經紗屈曲程度增大，在定伸長10%時，因紗線屈曲伸直所產生的伸長的比例越大;另一方面，經緯紗間交織阻力增大，所以織物經向定伸長彈性回復率減小;緯向彈性回復率的變化正好與經向相反，10#和11#織物的表現尤其明顯，這是因為本研究中織物緯紗線密度的增加是通過對桑蠶絲的并捻實現的，特別是10#和11#織物的緯紗為復捻紗線，并合加捻能夠改善緯紗自身的力學性能［10］，相同伸長下股線的回復性能更好。不同織物組織下，斜紋交織物的定伸長彈性回復率較平紋交織物略有提高，織物在定伸長10%的拉伸過程中承受的負荷主要來自于紗線間因彎曲程度變化而引起的摩擦阻力，受拉系統紗線由屈曲逐漸伸直，并壓迫非受拉系統紗線使其更加屈曲。平紋織物內紗線交織點比斜紋多，浮長線短，拉伸時經緯紗間切向滑動阻力大，相應地去除外力后回復阻力也比斜紋大，因此斜紋織物的定伸長彈性回復率要比平紋高一些。

3 結論

綜觀所有PTT/桑蠶絲交織物的服用性能數據可以看出，將PTT長絲與桑蠶絲交織能夠明顯提高織物的折皺回復角和定伸長彈性回復率;且與真絲織物相比，PTT/桑蠶絲交織物的抗起毛起球等級略有提高;蓋覆緊度等結構參數對織物透氣性的影響比較顯著，但可看出PTT纖維含量過高，織物透氣率明顯降低;PTT/PET/桑蠶絲復合織物也具有很好的定伸長彈性和抗起毛起球性能，但其透氣性和抗皺性能不如PTT/桑蠶絲交織物。試制的面料中4#平紋交織物、9#斜紋交織物和13#交織雙縐、16#交織順紆縐，以及18#PTT/PET/桑蠶絲復合織物都具有良好的服用性能。通過研究結構參數對PTT/桑蠶絲交織物四項服用性能的影響可發現，適當增加緯紗線密度可以提高織物抗皺性能;PTT/桑蠶絲斜紋交織物的透氣性、抗皺性和定伸長彈性都優于平紋織物;織物縐效應越明顯，其透氣性和定伸長彈性越好。

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