錦綸/熔紡氨綸針織面料防脫散熱定型工藝研究

袁維娜 李家成 沈 為

1. 東華大學 紡織面料技術教育部重點實驗室(中國) 2. 廣東瑞源科技股份有限公司(中國)

針織面料質地柔軟、貼身舒適，深受人們的歡迎。但針織產品在使用過程中具有容易脫散的共性問題，嚴重影響了織物的產品質量與使用價值。調查表明，脫散是影響針織物穿著服用性能的主要原因之一[1]。改善針織物的脫散性能并提高針織物的彈性回復性是針織領域比較關注的研究內容。

目前，為防止針織面料在邊緣處脫散，常規方法是對裁剪的邊緣包縫鎖邊，或用布帶等進行滾邊處理[2]。這種方法不僅增加了服裝加工工序與經濟成本，而且也可能影響服裝的美觀度。本文采用熔紡氨綸，利用熔紡氨綸在一定溫度下可以熔融黏結的特性，改善針織面料的脫散性能，對織物試樣防脫散的熱定型工藝進行探討。

1 試驗部分

1.1 面料制備

本文選用77.78 dtex/48F錦綸與22.22 dtex熔紡氨綸在無縫內衣機上編織平針全添紗織物，其編織圖如圖1所示。所用機型為TOP-2型無縫內衣機，機號為E 28。織物試樣物理參數如表1所示。

圖1 織物試樣編織圖

表1 織物試樣物理參數

1.2 熱定型方案

熔紡氨綸需經一定的熱處理才能在針織物中將形成的線圈相互黏結固定，本文從熱定型溫度及熱定型時間兩個方面分別進行探討。

1.2.1 溫度單因子試驗

織物試樣的熱定型采用的是干熱定型方式。根據前期供方氨綸裸絲熱處理的結果，以及錦綸針織物熱定型的常用溫度范圍，確定了織物試樣的定型溫度為140、 150、 160、 170和180 ℃，定型時間均為60 s，然后進行脫散性能測試。

1.2.2 時間單因子試驗

在溫度單因子測試中，在將定型時間設置為60 s條件下，當定型溫度為140 ℃和150 ℃時，熔紡氨綸并未黏結成網，織物試樣仍可橫向脫散；當定型溫度超過170 ℃時，試樣中的熔紡氨綸已經黏結成網，但定型后的織物色澤泛黃；而經160 ℃定型后的織物具有成網的趨勢。因此，將定型溫度設置為160 ℃，并將定型時間調整為80， 100和120 s進行試驗。

1.3 織物脫散性測試

1.3.1 試驗儀器

本文采用XN-1A型氨綸彈性儀對織物邊緣的紗線脫散性能進行測試。在針織物的脫散性試驗中，要求儀器一端夾持紗線，另一端夾持織物，測試紗線從織物邊緣脫散下來所需的力值。普通的織物強力儀夾持紗線時容易滑移，且量程太大、精度不夠。本文采用氨綸彈性儀，該儀器可以滿足量程、隔距及精度方面的要求，但夾頭寬度不夠夾持織物。本文對夾頭進行了改造，鑒于氨綸彈性儀的上夾持器裝有力學傳感器，故將下夾頭更換為織物夾頭，圖2a)為原夾頭，圖2b)為改造后的夾頭。

1.3.2 試驗方法與步驟

首先將織物試樣提前脫散為光邊，脫散后織物試樣規格為10 cm× 8 cm，即沿織物橫列方向為10 cm，縱行方向為8 cm。然后沿著織物一端脫散出一部分錦綸和氨綸，將織物對折夾持在下夾頭上，脫散出的紗線夾持在上夾頭上，進行脫散性測試。

a) 原夾頭

b) 改造后的夾頭

脫散性能用紗線從織物試樣邊沿中拉脫所需的力值表征。對于可以順利脫散的試樣，其脫散力用紗線穩定持續脫散時脫散曲線波峰的平均值表示；對于不可以順利持續脫散的試樣，其脫散力用試樣在脫散過程中的最大力值表示。

1.4 織物拉伸回彈性測試

1.4.1 試驗儀器

織物拉伸回彈性測試采用Instron電子萬能材料試驗機。

1.4.2 試驗方法

根據FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復率試驗方法》，采用定伸長反復拉伸的方式進行測試，設置隔距長度為100 mm，預加張力為0.1 N，拉伸速度為100 mm/min，回程速度為50 mm/min，預定伸長為50%，當試樣達到預定伸長時停頓1 min，然后回到起點，停頓3 min，如此進行反復拉伸，一個試樣反復拉伸3次，分別測試織物橫向和縱向的彈性回復率。

2 結果與分析

2.1 熱定型溫度對織物的脫散性能的影響

當織物試樣熱定型時間設置為60 s時，經不同熱定型溫度處理后，織物邊緣紗線拉脫的脫散力試驗結果如表2所示，脫散力曲線如圖3所示。

表2 熱定型時間為60 s時，不同熱定型溫度下織物的脫散力

圖3 不同熱定型溫度下織物試樣的脫散力曲線

由表2可知，當定型時間穩定為60 s時，隨著熱定型溫度的升高，織物邊緣紗線的脫散力增大。在試驗過程中發現，沒有經熱定型處理的織物，其紗線可以持續穩定而順暢地與織物脫離，且在整個紗線脫散過程中，脫散力值沒有太大波動，平均值為1.70 cN。

經140 ℃熱定型后的織物，其紗線也可穩定順利地脫散，但脫散力比未定型的織物大，說明線圈之間的脫散阻力有所增大。140 ℃熱定型后的織物的脫散力平均值為4.84 cN。經150 ℃熱定型后的織物，其脫散力波動比140 ℃熱定型織物的大，但仍然可以持續脫散，脫散力平均值為11.63 cN。

經160 ℃和170 ℃熱定型后的織物，在測試過程中的脫散力波動起伏較大。這是由于織物試樣中的熔紡氨綸在此溫度下已開始出現部分熔融，與錦綸絲產生較大的黏滯力，使得錦綸復絲線圈無法完整地從與之穿套的前一個線圈中脫散出來。部分錦綸絲會與相鄰線圈出現纏結、拉扯現象，導致紗線不能連續穩定而順利地脫散，且可連續脫散的線圈縱行數減少。

當試樣織物經180 ℃下60 s熱定型后，原先脫散出來的氨綸絲熔融斷裂，只剩下連續的錦綸絲，且錦綸絲由于高溫加熱手感稍脆硬。將該錦綸絲夾持在上夾頭上進行脫散測試。在織物脫散性試驗過程中發現，由于所用的錦綸絲是復絲，部分錦綸單絲在織物經熱定型后已被熔融的氨綸絲黏結，導致拉伸過程中錦綸絲受拉從前一橫列的線圈脫出時，與該線圈的部分單絲黏連。隨著試驗過程的持續進行，脫散的錦綸絲與越來越多的后續縱行中的線圈黏連，導致織物沿橫列方向逐漸被抽緊，如圖4所示，此時脫散力值不斷增大。隨著試驗的進一步進行，少量錦綸單絲開始出現斷裂現象，同時也伴隨著已經黏結的氨綸絲被拉斷，部分錦綸單絲從黏結點處被拉開，此時脫散力開始迅速下降，最終殘存的錦綸單絲被拉斷。在整個脫散過程中，脫散力的峰值為126.37 cN。

圖4 氨綸絲與錦綸黏結圖

2.2 熱定型時間對織物脫散性能的影響

當熱定型溫度為160 ℃時，不同熱定型時間條件下織物的脫散力測試結果如表3所示，脫散力曲線如圖5所示。

表3 熱定型溫度為160 ℃時，不同熱定型時間下織物的脫散力

圖5 不同熱定型時間下織物試樣的脫散力曲線

在熱定型溫度為160 ℃條件下，熱定型時間不超過80 s時，脫散出的氨綸絲斷裂，僅夾持錦綸絲進行脫散測試。織物經80 s和100 s熱定型之后，在較小的延伸率下便達到脫散力的峰值，且脫散力的峰值出現得越來越多、越來越密，說明織物中被熔紡氨綸黏結的線圈數增多，黏結的效果越來越均勻。織物在160 ℃、 80 s條件下熱定型時，熔紡氨綸之間及其與錦綸間的黏結效果最好，此時的脫散力最大。而經100 s和120 s熱定型后，在織物脫散測試中，脫散力的峰值逐漸減小，這是因為織物在經過較長時間的熱定型后，錦綸紗線變脆，強力有所損傷，因而脫散力的峰值會降低。由此可知，當熱定型溫度為160 ℃，定型時間為80～100 s時，織物的防脫散效果較好。

2.3 熱定型工藝對織物拉伸回彈性的影響

織物試樣彈性回復性的測試結果如表4所示。總回復率以織物橫向和縱向彈性回復率的平均值表示。

表4 熱定型溫度為160 ℃時，不同定型時間條件下織物的彈性回復率

圖6 熱定型溫度為60 ℃時織物試樣 彈性回復性能測試結果

圖6為織物彈性回復性能測試結果。由表4及圖6可知，在熱定型溫度為160 ℃，不同的熱定型時間條件下，織物的橫向彈性回復率普遍大于縱向彈性回復率；在160 ℃熱定型條件下，織物的橫向彈性回復率隨著熱定型時間的增加先增大后減小，縱向彈性回復率變化并沒有呈現明顯的規律；織物的總彈性回復率隨著熱定型時間的增加，呈先增大后減小的趨勢，在熱定型時間為80 s時，織物的總彈性回復率為93.75%；熱定型時間為100 s時，織物的總彈性回復率達最大值，為93.88%，比80 s時高0.1%。因此，從節約能耗、提高生產效率及織物彈性回復率和防脫散性能方面綜合考慮，溫度為160 ℃，時間為80 s時的熱定型工藝較好。

3 結論

本文對錦綸/熔紡氨綸織物進行了熱定型處理，對處理后織物的脫散性能及拉伸回彈性能進行了測試。試驗結果表明，在熱定型時間為60 s，熱定型溫度為140～180 ℃時，隨著溫度的升高，熔紡氨綸會發生熔融并將相鄰線圈的紗線黏結，從而改善了針織物的防脫散性能。在熱定型溫度為160 ℃時，隨著熱定型時間的增加，織物的脫散力值先增大后減小，在160 ℃、 80 s時試樣織物的防脫散效果最好。綜合而言，使錦綸/熔紡氨綸織物試樣防脫散性能和彈性回復性能都較好的熱定型工藝是定型溫度為160 ℃， 時間為80 s。