兔毛/天絲混紡中空紗針織產品性能研究

張 毅，高園園

(天津工業大學 紡織科學與工程學院，天津 300387)

服裝的舒適度取決于織物的各項服用性能，織物的這些性能高度依賴紗線的內部結構。基于對纖維內部結構傳輸機理的研究，通過改變紗線結構來提高織物的舒適性，其中之一就是對中空紗的研究。兔毛纖維作為一種天然的中空纖維，特殊的髓腔結構使其具有良好的服用性能[1-2]，但兔毛纖維也存在一定缺點，如卷曲少、可紡性差，加工及使用時容易掉毛、強力低、靜電大等，這些問題是抑制其產品開發的瓶頸[3]。近年來，在兔毛纖維結構、紗線結構、熱性能、保暖性、縮絨性等方面的研究為其應用提供了依據[4-5]。趙華等[6]探索粗紡高比例兔毛紗的生產工藝，張光旭等[7]對保暖用中空、多孔紗線及其性能的進行了相關研究，楊衛珍等[8]對兔毛纖維結構和性能進行深入探索，為研究開發新型兔毛/天絲混紡織物提供了可行依據。本文將在已有研究的基礎上，根據兔毛的性能，進一步研究兔毛/天絲混紡紗工藝，解決兔毛/天絲混紡紗中存在的問題，研究以維綸(PVA)作為伴紡紡制的兔毛/天絲混紡中空紗針織產品的保暖性、透氣性、透濕性與芯紗(PVA)含量的關系，比較退維后紗線中空結構對織物性能的影響，以開發出輕質保暖的針織產品[9-10]。

1 試驗部分

1.1 材 料

以兔毛/天絲70/30混紡作外包紗線，PVA作芯紗紡制紗線，紗線規格如表1所示，芯紗含量為PVA占整個混紡紗的含量(下同)。

表1 紗線規格

1.2 設 備

QJF-210圓筒針織機(杭州長河錢江針織機械廠)，YG(B)461D-II型數字式織物透氣量儀(溫州大榮紡織儀器有限公司)，LFY-216透濕量測定儀(山東省紡織科學研究院),ASTM平板式織物保暖測試儀(日本大榮科學精器制作所)。

1.3 工藝流程

針織物設計：緯平組織，行高210 mm，針數300針。

針織工藝：針織→退維→整理→皂洗→熨燙。

1.4 織物性能測試

1.4.1 透氣性

使用 YG461 型織物透氣儀，根據GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》進行測試。實驗參數為壓力差100 Pa、噴嘴號數8。測試條件為溫度(20±3)℃，相對濕度65%±3%。

1.4.2 透濕性

使用LFY-216透濕量測定儀，采用正杯法，根據GB/T 1270.4—2009《紡織品 織物透濕性的測定》進行測試。測試條件為溫度(25±2)℃，相對濕度20%±2%。

1.4.3 保暖性

使用ASTM平板式織物保暖測試儀，根據 GB 11048—89《紡織品保溫性能試驗方法》進行測試。實驗參數為試樣尺寸30 cm×30 cm，實驗條件為溫度(20±0.2)℃，濕度65%±2%。

2 結果與討論

2.1 兔毛/天絲混紡中空紗針織產品透氣性

分別對退維前后兔毛/天絲混紡針織物的透氣性進行了測試，透氣率測試結果如圖1所示。

圖1 兔毛/天絲混紡中空紗針織產品透氣率

由圖1可以看出：中空紗織物透氣性比包芯紗織物透氣性好，這是因為退維后除去了水溶性維綸芯紗[11-12]，導致織物變薄、織物內孔隙率增加，從而增加了織物透氣性。通過比較不同芯紗含量織物的透氣性可以看出：包芯紗織物在芯紗含量為20%的時候透氣性最大、芯紗含量為25%時織物的透氣性最小，芯紗含量大于25%后，織物的透氣性又開始增加。這是由于芯紗含量的比例越小，對外層纖維透氣性的影響就越小，當芯紗含量過大，外包纖維包覆不完全會使芯紗透過外包纖維，使外包纖維的空隙增加，從而增加透氣性。

對于中空紗織物來說，理論上紗線中空體積越大透氣性越好，但是一旦芯紗含量超出一定范圍，中空體積過大，中空紗線就會坍縮變形[13]，紗線變扁導致中空紗的中空體積受到影響，會使織物收縮，導致織物的紗線間孔隙減小，織物透氣性降低。如圖1退維后曲線所示，芯紗含量在一定范圍內，透氣性會隨著芯紗含量的增加而增加，超過一定范圍，透氣性開始下降。從圖1可以看出，芯紗含量為25%的織物透氣性大于芯紗含量為20%的織物，且具有較好的透氣性；芯紗含量超過25%后織物透氣性逐漸降低。

2.2 兔毛/天絲混紡中空紗針織產品透濕性

分別測試退維前后兔毛/天絲混紡針織物的透濕性，芯紗含量影響織物的透濕性能，透濕率見圖2。

圖2 兔毛/天絲混紡中空針織產品透濕率

如圖2所示，退維前多孔紗織物的透濕性低于退維后的中空紗織物的透濕性，這是因為退維前中空紗織物具有較為緊密的織物結構，減少了空氣的空間，延遲了擴散過程，空氣具有比纖維材料高得多的水分擴散系數[14]。退維后，將PVA纖維去除，使混紡紗線具有空心結構，可以儲存更多的空氣，導致中空紗線織物的透濕性增加。

從圖2還可以看出，退維前隨著芯紗含量的增加，中空紗織物的透濕性逐漸降低。這是因為中空紗外包紗線的牽伸是相同的，所以芯紗含量高的紗線體積也會增大，透濕性逐漸降低。退維后織物的透濕性在一定范圍隨著芯紗含量的上升，透濕性能增加，芯紗含量越大，退維后所形成的中空結構越明顯，但超過一定芯紗含量，透濕性能會降低，這是由于芯紗含量過大會破壞中空結構，紗線為包纏紗，退維后紗線條干不均，影響透濕性能的傳遞，導致織物導濕性能降低，所以退維后不同芯紗含量紗線透濕性大小為：芯紗含量25%>芯紗含量20%>芯紗含量29%。

2.3 兔毛/天絲混紡中空紗針織產品保暖性

服裝保暖性主要以克羅值大小來評定,克羅值是指室溫21 ℃，相對濕度50%以下，氣流不超過0.1 m/s(無風)條件下，試穿者靜坐不動，感覺舒適并維持其體表平均溫度為33 ℃時，所穿衣服的保溫值為1克羅值，克羅值越大，織物保溫性越好[15]。兔毛/天絲混紡中空紗針織產品保暖性能如圖3所示。

圖3 兔毛/天絲混紡中空紗針織產品保暖性能

由圖3可以看出，中空紗織物(退維后)比包芯紗織物(退維前)的克羅值更高，保暖性更好。這是由于中空紗織物除去了導熱系數較高的維綸纖維，并且具有包芯紗所不具有的中空結構，空氣可以靜止在紗線的中空結構中，使熱量長時間維持在織物中，同時退維后，溶脹的維綸大分子在紗線內部和水分子共同作用，使紗線結構疏松，孔隙率增加。但是通過觀察芯紗含量對保暖性和克羅值的影響發現，隨著芯紗含量的增大，保暖率和克羅值逐漸降低。對包芯紗織物(退維前織物)來說，芯紗含量的增大，導熱系數高的維綸纖維會直接降低織物的保暖性。對于中空紗織物(退維后織物)來說，保暖率和克羅值的降低是因為在芯紗含量大于20%后，紗線中空體積過大，纖維間排列不緊密，紗線結構不穩定，容易受到外力的影響，導致空氣在中空結構中處于流動的狀態，這會加快熱量的散失，并且由于中空體積的增大，中空結構容易被壓扁變形坍縮，使空氣量減少，從而使織物的保暖性下降。故芯紗含量在20%左右可以獲得較為良好的保暖性。

3 結束語

本文探究了芯紗含量對兔毛/天絲混紡中空紗織物透氣性、透濕性和保暖性的影響，得出：在芯紗含量相同的條件下，PVA溶解后的中空紗織物較PVA溶解前的織物透氣、透濕、保暖性均有所提高，對芯紗含量在20%～25%時，中空紗線和織物的性能較優異，可以兼顧較好的保暖性、透氣性和透濕性。對開發高支輕薄保暖性內衣產品具有重要的借鑒意義。