棉針織物尺寸穩(wěn)定性研究

孫長春

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

純棉針織物由于具有柔軟的手感和舒適的穿著體驗(yàn)而受到廣大消費(fèi)者的喜愛，近年來全球的需求量越來越大，然而沒有經(jīng)過尺寸穩(wěn)定性整理的純棉針織物在染整加工過程中保形性較差，布面容易產(chǎn)生褶皺[1，2]。所以，針織印染企業(yè)迫切需要解決的問題就是降低織物的縮水率和提高棉織物干、濕狀態(tài)下的尺寸穩(wěn)定性。以往棉針織物染整加工大多采用松式加工，雖能一定程度上提高尺寸穩(wěn)定性，但也會(huì)導(dǎo)致織物布面效果差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，能耗上升[3-5]。近年來，針織印染企業(yè)大多采用緊式平幅連續(xù)化練漂技術(shù)和平幅染色技術(shù)，雖然布面平整度得到改善，但織物縮水率增大，影響了產(chǎn)品質(zhì)量[6]。棉針織物尺寸穩(wěn)定性差不僅與纖維的溶脹性有關(guān)，且與針織物后道加工工藝有關(guān)[7]。本文針對棉針織物尺寸穩(wěn)定性差的問題進(jìn)行了討論并提出了相應(yīng)的解決方法。

1 棉針織物尺寸穩(wěn)定性差的原因

針織物是使用織針使紗線成圈，而后將線圈互相串套和銜接而成的。由于線圈結(jié)構(gòu)自身的特性，當(dāng)受到外界拉力作用時(shí)，線圈的形狀將不可避免地發(fā)生一定程度的變化。因此在洗滌和穿著的過程中，針織服裝都容易產(chǎn)生不同程度的變形。例如，當(dāng)橫向拉伸棉緯平針織物時(shí)，針織物線圈的圈柱長度會(huì)變短，圈弧會(huì)伸長變直，織物中的紗線也會(huì)發(fā)生不同程度的轉(zhuǎn)移。這種轉(zhuǎn)移的程度與織物受外界的拉伸力、紗線接觸點(diǎn)間的摩擦阻力、紗線自身的物理機(jī)械性能以及針織物自身的密度等有關(guān)。且去除外界的拉力后，線圈若要恢復(fù)自身原有的狀態(tài)，也必須再次克服相互交織的紗線之間的摩擦力，如潘早霞等人[8]證明了由于紗線間的摩擦力不同，深色針織物的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于淺色針織物。

織物在受到外力作用后，總是試圖恢復(fù)到自身最小能量狀態(tài)。棉織物吸水濕潤會(huì)導(dǎo)致織物中的棉纖維溶脹，進(jìn)而加速織物的松弛過程。在這種情況下，紗線中的內(nèi)應(yīng)力就顯現(xiàn)出來，在內(nèi)應(yīng)力的作用下，線圈中的直線段開始變彎曲，而彎曲強(qiáng)烈的部分開始變直，線圈中的紗線段及紗線接觸點(diǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)移而形成縮水。棉針織品的縮水主要由纖維縮水、紗線縮水和織物縮水三部分共同導(dǎo)致[9]。在紡紗、織造和后續(xù)的染色和后整理過程中，棉纖維因受牽伸力而伸長并在纖維內(nèi)形成內(nèi)應(yīng)力，而棉紗線之間的摩擦阻力和纖維間的抱合力會(huì)暫時(shí)固定住紗線狀態(tài)和纖維內(nèi)力。在水或者水蒸氣的作用下，棉纖維吸濕導(dǎo)致纖維大分子之間的某些鍵斷裂，結(jié)合力發(fā)生變化，在內(nèi)應(yīng)力的作用下，纖維產(chǎn)生收縮[10]。紗線縮水由纖維吸濕后縮水和紗線吸濕后縮水共同完成。一方面，纖維在吸水時(shí)發(fā)生膨脹，這會(huì)導(dǎo)致紗線長度的收縮和有效直徑的增加。在不能發(fā)生紗線解捻的情況下，不能伸長甚至?xí)s短的纖維(通過纖維繞紗軸行程衡量)只能通過減少沿紗軸行程來調(diào)整纖維在紗線中的位置和狀態(tài)，從而使紗線的長度縮短。其次,在染色和后整理加工過程中，過大的拉伸外力或是拉伸外力不大但作用時(shí)間太長，織物沒有松弛和回縮條件，不可避免地導(dǎo)致紗線伸長和紗線捻度降低，并且濕加工中的水也會(huì)對棉纖維紗線產(chǎn)生定捻作用。在水處理的過程中若使棉針織物獲得完全松弛，可以回縮由纖維溶脹導(dǎo)致的紗線拉伸。在諸如練漂和染色濕加工過程中，針織坯布線圈受力后易于形成較大的形變，這通常表現(xiàn)為線圈高度的增大和寬度的減小。在潤濕狀態(tài)下，由于紗線交織阻力和織物線圈套結(jié)處摩擦力作用，棉針織物的變形難以恢復(fù)，導(dǎo)致織物縮水的可能性提高[11]。

2 改善棉針織物尺寸穩(wěn)定性和防縮技術(shù)

針織物的尺寸穩(wěn)定性差與織物拉伸張力和纖維膨脹有關(guān)，因此改善棉針織物尺寸穩(wěn)定性和防縮可采取以下三個(gè)途徑：選用縮水率低、彈性好的纖維與棉纖維混紡；減少棉針織物在濕處理加工過程中的受力；合理選用整理工藝。

2.1 選擇縮水率低 彈性好的纖維與棉纖維混紡

選用縮水率低的合成纖維與棉纖維混紡能提高棉纖維紗線的強(qiáng)力并降低其縮水率[12]。例如，使用少量滌綸短纖(0.8 dtex×38 mm)與純棉紗線進(jìn)行混紡，可以使針織物的實(shí)際縮水率有很大幅度下降；棉纖維與2%的氨綸進(jìn)行混紡就足以改善織物的尺寸穩(wěn)定性；芯紗為化纖長絲，外層為棉纖維的包芯紗也有很好的尺寸穩(wěn)定性。

2.2 減少濕處理過程中的拉伸力

針織物連續(xù)化漂染工藝發(fā)展相對落后，而使用噴射染色機(jī)等間歇式染色機(jī)進(jìn)行練漂、染色和洗滌可使織物不斷得到松弛，松弛區(qū)和低張力拉伸區(qū)只需對織物施加很小張力，即可使得織物獲得良好的松弛效果。所以在濕處理加工過程中減小棉針織品受的拉伸力，使織物始終處于松弛狀態(tài)，避免織物纖維伸長產(chǎn)生塑性形變，是防止織物縮水的理想方法。

2.3 合理選用整理工藝

2.3.1松弛預(yù)處理技術(shù)

織物在水中浸潤松弛，纖維會(huì)發(fā)生溶脹，使得棉針織品收縮致密，纖維間的抱合力和紗線間的交織阻力增強(qiáng)，因此致密織物結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)好的穩(wěn)定性，并且在后續(xù)加工中，只要受力較小，或者雖拉伸力大但作用時(shí)間短并且能及時(shí)在水中松弛(如噴射染色機(jī))，織物不會(huì)產(chǎn)生大的變形，更不會(huì)產(chǎn)生不能通過精加工消除的拉伸變形。使用間歇式松式染色機(jī)進(jìn)行練漂加工時(shí)，第一步的濕加工過程就是讓針織坯布經(jīng)過松弛預(yù)處理，獲得良好的尺寸穩(wěn)定性。

2.3.2堿縮

堿縮處理是使用濃氫氧化鈉溶液處理松弛狀態(tài)下的棉織物，其目的是增加織物的組織密度，使面料富有彈性，其主要用于棉針織物，特別是棉緯平針織物。棉纖維在濃氫氧化鈉溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成堿纖維素，導(dǎo)致棉纖維產(chǎn)生不可逆的大幅度膨脹。因?yàn)槊蘩w維經(jīng)堿縮處理后溶脹程度已經(jīng)非常大，織物再進(jìn)行洗滌時(shí)收縮率會(huì)大幅降低。此外，濃氫氧化鈉溶液會(huì)使棉纖維大分子鏈段重排，有利于消除纖維中內(nèi)應(yīng)力，提高棉針織物的尺寸穩(wěn)定性。

2.3.3縱向超喂和橫向伸幅

在練漂、染色和印花過程中，棉針織物在縱向受到拉力，縱向長度變長，并且趨于引起織物橫向收縮。減小針織物縱向收縮和增加尺寸穩(wěn)定性最直接方法就是沿縱向給予適當(dāng)超喂的同時(shí)進(jìn)行橫向拉幅。通常使用針鋏鏈拉幅開幅織物，使用長撐板擴(kuò)幅筒狀織物，利用直接浸軋水或者噴水蒸氣的方法使織物含有一定量的水分或使用超喂?jié)駭U(kuò)幅、超喂烘干和超喂軋光工藝進(jìn)行處理。

2.3.4強(qiáng)迫回縮整理

強(qiáng)迫回縮整理是在使織物縱向長度變小的同時(shí)避免織物橫向拉伸或允許出現(xiàn)橫向長度變小。目前最為有效的方法是使用橡膠毯預(yù)縮整理機(jī)，其已普遍用于機(jī)織物的防縮整理。

2.3.5其他方法

棉織物用蒙脫石(MMT)處理，可以改善其尺寸穩(wěn)定性[13]；對棉針織物進(jìn)行樹脂整理，也能顯著提高其保形性；泡沫整理作為一種新的后整理技術(shù)是以泡沫作為介質(zhì)代替染色和后整理過程中的大部分水或溶劑，從而降低被加工織物的帶液率，然后利用外界條件使泡沫擴(kuò)散到織物的表面和內(nèi)部。通過抗皺整理試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)工藝相比泡沫整理技術(shù)的樹脂用量可減少12%，并且彈性略高于傳統(tǒng)樹脂整理技術(shù)[14]。

3 結(jié)語

棉針織物尺寸穩(wěn)定性差，這不僅與針織物的自身結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與設(shè)備和加工工藝有關(guān)。合理使用松弛預(yù)處理技術(shù)，發(fā)揮堿縮處理對棉針織物的定形作用，重視防縮后整理技術(shù)等，可使棉針織物的尺寸穩(wěn)定性得到極大地改善。