抗靜電多功能紡織品的開發

楊定勇 ，陳 莉，殷翔芝，崔 紅，王春霞，宋孝浜

（1. 江蘇振陽集團，江蘇射陽 224300；2.鹽城工學院 紡織服裝學院，江蘇鹽城 224000）

人們的安全憂患意識隨著科技的進步愈加明顯，對安全防護服裝的各項性能的要求也越來越高[1-2]。功能復合型纖維成為當今纖維發展的趨勢[3-5]。導電纖維的開發集中在導電聚合物直接制備導電纖維上，或是在導電聚合物保持優良導電性能的狀態下對其進行改性，盡量增強導電性能，同時兼顧纖維其他性能，如抗菌、阻燃、耐摩，透氣等[6-9]。本研究選用芳綸基導電纖維與阻燃滌綸纖維、棉纖維、抗菌十字滌綸纖維混紡紗線開發具有一定阻燃抗靜電性能、抗菌性能及吸濕排汗性能的多功能紡織品。

1 纖維原料及紗線混紡比的確定

本研究選用芳綸基導電纖維與阻燃滌綸纖維、棉纖維、抗菌十字滌綸纖維混紡成紗線。阻燃滌綸纖維本身具有永久性阻燃效果，還具有燃燒發煙量低、熱穩定性好、低揮發性、低毒等特點。芳綸基導電纖維還具有特殊的導電性能。抗菌十字滌綸纖維具有優異持久的抗菌性能，而且還有柔軟、染色性好等優點。棉纖維具有極佳的吸濕防臭性能，且染色性能好，纖維強度強且成紗強度高，能夠適應各種后整理及加工。

1.1 各纖維主要物理性能

所用纖維的主要物理性能見表1。

表1 各纖維主要物理性能數據表

1.2 紗線混紡比

對各纖維的物理性能進行分析，確定芳綸基導電纖維、阻燃滌綸纖維、棉纖維和抗菌十字滌綸混紡紗線的混紡比如表2所示。共紡制3種混比的紗線，芳綸基導電纖維的混用比例分別為0.5%、1.5%、2.0%。

表2 紗線混紡比數據表

2 成紗質量的測試

混紡紗線的線密度為30 tex，對混紡紗線進行質量測試，主要測試其拉伸性能、毛羽指數、捻度及比電阻等。

2.1 紗線拉伸性能

紡織品加工要求使用強度高、纖維可紡性優良的紗線。用紗線強度來體現織造產品的優良耐用程度，紗線強力高則在織造時不易發生斷頭現象，這樣不僅能夠保證織造過程的順利進行，又能保證織物的耐久性。

實驗儀器：YG（B）021DL電子單紗強力儀。

實驗標準：GB/T 3916—2013 《紡織品 卷裝紗單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》。

測試方法：等速拉伸測試法，夾持隔距500 mm，拉伸速度500 mm/min，實驗次數50次。

混紡紗線的拉伸性能數據見表3。

表3 混紡紗線紗線拉伸性能數據表

由表3可以看出，不同混紡比的紗線隨著芳綸基導電纖維含量的增多，斷裂強度明顯增大，斷裂伸長率則逐漸減小，而斷裂強度和斷裂伸長率不勻率卻均呈現先減小后增大的趨勢。

2.2 紗線毛羽

紗線表面和織物的美觀程度都與紗線毛羽數量有關。一定長度的毛羽不僅會造成織造過程的困難，而且影響織物風格、手感及服用性能。毛羽指數是用一定長度紗線上的毛羽長度大于某個確定數值后的毛羽累計數量表征，一般以3 mm毛羽為主。毛羽指數越小表明紗線表面越光滑，紗線質量越好；反之，毛羽指數越大表明紗線表面越粗糙，紗線質量越差。

實驗儀器：YG172A紗線毛羽測試儀。

實驗標準：FZ/T 01086—2000《紡織品 紗線毛羽測定方法 投影計數法》。

測試方法：每種紗線取10管，每管測試10次，片段長度10 m，測試速度30 m/min。

混紡紗線的毛羽指數數據見表4。

表4 混紡紗線毛羽指數數據表

由表4可以看出，芳綸基導電纖維在混紡紗線中的含量減少，毛羽指數增大。這是因為芳綸基導電纖維具有抗靜電性能，表面光滑且導電性能高，使得纖維在混紡的并和、加捻過程中，纖維間減少靜電排斥作用，抱合力增強，減少了纖維尖端突出的毛茸。總體來看，紗線毛羽都控制得較好。

2.3 紗線比電阻測試

導電纖維一般指在標準大氣條件下，比電阻小于108 Ω/cm的纖維，比電阻與纖維的性能密切相關。測試混有不同比例導電纖維的混紡紗的比電阻，紗線比電阻越小，紗線導電性能越好，抗靜電性能越好，更能滿足對紗線具備優良抗靜電的要求。

實驗儀器：YG321 型纖維比電阻實驗儀。

實驗標準：GB/T 14342—93。

測試方法：每種紗線試樣測試10 次，要求所測試樣質量為15g。測試所得紗線電阻值R，需通過計算得到紗線質量比電阻值ρm。將三種紗線分別測試，并將所得數據帶入以下公式：

式中：ρm—質量比電阻（Ω·g/cm2）；R—紗線電阻值（Ω）；l—兩級之間的距離，此處l=2cm；m—紗線質量（g）。

紗線電阻及質量比電阻測試數據見表5。

表5 紗線電阻以及質量比電阻

3 功能性紡織品的設計和工藝

3.1 織物紋樣設計靈感

1#紗線對應織物的設計靈感來源于中國結。中國結是中國民間的手工藝術，傳承中國古代的文明，不同的結有不同的意義。對于中華民族來說，它有獨特、吉祥和幸福的意義。2#紗線對應織物的設計靈感來源于中國聯通的logo，它是中國古代吉祥圖形“盤長”，因繩結的形狀連綿不斷，沒有開頭沒有結尾，被用來表示佛法回環貫徹，含有長久永恒之意，又稱吉祥結，其流暢回環的迷人線條，象征著井然有序、訊達暢通，logo有上下兩個明顯的相連的“心”，是吉祥幸福的符號。將此紋樣運用到設計中，是將科技發展的現代理念融入了民族風，既保留了中國傳統風格的韻味，又突出了紋樣中獨特的含義。3#紗線對應織物的設計靈感來源于民族風的圖案，所選取的少數民族獨特的對稱圖案常被運用在繡球上。通常情況下，繡球上的圖案都有美好的寓意，象征少數民族獨特開放的愛情觀。

3.2 紋樣組織結構的選擇及織物上機圖的確定

利用1#、2#、3# 紗線的設計靈感進行織物組織的設計，織物上機圖如圖1～3。

圖1 1#織物上機圖

圖2 2#織物上機圖

圖3 3#織物上機圖

3.3 織物經緯色紗排列的確定

根據織物上機圖進行織物經緯色紗的排列，見表6。

表6 織物經緯色紗排列

續表6

4 織物織造與面料性能測試

按照織物上機圖以及經緯紗的色紗排列進行上機織造，對得到的織物性能進行測試。

4.1 織物幅長幅寬

在織物未從半自動織樣機上取下時對每塊織物經向分別取三個不同的地方測量幅寬，在緯向分別取3個不同的地方測量幅長；將織物從小樣機上取下整理，放置24 h后，再在每塊織物經向分別取3個不同的地方測量幅寬，在緯向分別取3個不同的地方測量幅長。織物幅長幅寬數據見表7。

表7 織物幅長幅寬數據表

4.2 織物經緯向密度、厚度、平方米克重

織物緯密和經密是指織物紗線長度一定時，緯紗方向緯紗的根數或經紗方向經紗的根數。織物經緯紗密度的大小會直接影響織物的外觀形態。織物密度過大，會導致織物手感變硬變差、厚度增加、強力變大、耐磨性雖變好但透氣性變差、保暖性變好，反之則相反。

織物厚度主要與紗線細度、織物組織和織物中紗線彎曲程度有關，一般以毫米（mm）表示。織物厚度對織物服用性能影響很大，如織物的堅牢度、保暖性、透氣性、防風性、剛度和懸垂等。

所設計的織物的經緯密、厚度、平方米克重如表8所示。

表8 織物經緯密、厚度、平方米克重

4.3 織物實物圖

1#織物、2#織物、3#織物的實物圖分別如圖4～6。

圖4 1#織物實物圖

圖5 2#織物實物圖

圖6 3#織物實物圖

由圖4、圖5、圖6可以看出，所設計的織物產品具有一定的厚度，織物組織花紋清晰，色彩明艷，無明顯瑕疵，可用作服用面料或裝飾面料，迎合了現代人對于服用性、實用性日益增長的需求。此外，織物花紋的異域風格又滿足了近年來人們對民族風的審美需求。

5 結語

本研究選用的混紡紗線的原料由四種纖維組成，分別是芳綸基導電纖維、阻燃滌綸纖維、棉纖維、抗菌十字滌綸纖維。利用芳綸基導電纖維的導電性能、阻燃滌綸的優良阻燃性能、抗十字菌滌綸纖維的優良抗菌除臭性能以及棉纖維的可紡性，獲得了具有多種功能的紗線。

采用該紗線作為緯紗進行織物設計。通過三種織物的設計，獲得了花紋清晰、色彩明艷、無明顯瑕疵的織物。該織物由于具有多種功能，可用于開發服用面料或裝飾用面料。導電纖維等一些功能纖維的混入可以開發出具有多種功能的智能紡織品，更能滿足市場需求，相信在不久的將來，會實現在各個新興產業中的廣泛應用，迎來廣闊的市場前景。