芯絲種類對織物抗皺性及抗變形性的影響

魏艷紅 劉新金 謝春萍 蘇旭中

摘要： 文章采用全聚紡紡紗方式生產了JC/PET、JC/PTT、JC/SPH、JC/T400四種包芯紗和一種純棉紗，利用這五種紗線織造了規格相同的五種機織物。分別利用客觀與主觀評價法，評價織物的抗皺性及平整度等級，同時測試了織物的拉伸彈性回復率，以研究芯絲種類對織物抗皺性及抗變形性的影響。結果表明：芯絲的加入可以改善純棉織物的平整度;長絲的初始模量、彈性影響織物的抗皺等級，SPH的初始模量最高、T400的彈性回復性最好，因此JC/SPH和JC/T400包芯紗織物抗皺等級最高，可以達到3.5級;且這兩種長絲的表面均有溝槽，截面為異形，起到毛細管作用，其織物具有較好的吸濕排汗作用，是開發高保形免燙襯衫面料的理想選擇。

關鍵詞： 長絲;折皺回復角;織物抗皺性;彈性回復性;初始模量;高保形

Abstract： In this paper，four core-spun yarns（JC/PET，JC/PTT，JC/SPH and JC/T400） and one pure cotton yarn were produced by complete condensing spinning. Five fabrics of the same size were woven with these five kinds of yarns. In order to study the effects of the core yarn type on the wrinkle resistance and deformation resistance of the fabrics，the objective and subjective evaluation methods were used to evaluate the wrinkle resistance and flatness level of the fabric，and the tensile elastic recovery rate of the fabrics was tested. The results show that the addition of core yarn can improve the flatness of the pure cotton fabric. The initial modulus and elasticity of the filament affect the wrinkle resistance of the fabrics.The initial modulus of SPH is the highest，and the elastic recovery of T400 is the best. Thus，JC/SPH and JC/T400 core-spun yarn fabrics have the highest anti-wrinkle grade，reach Grade 3.5. At the same time，the surface of SPH and T400 filaments have the trench，and the cross section is profiled，which acts as a capillary. The fabrics have good moisture absorption and sweat releasing effect. These two kinds of filament core-spun yarns can be used to develop the non-ironing shirt fabrics with high shaperetention.

Key words： filament; wrinkle recovery angle; fabric wrinkle resistance;elastic recovery; initial modulus; high shape-preserring

織物在穿著或洗滌過程中，受到反復揉搓而產生塑性彎曲變形，從而形成折皺，織物抵抗這種彎曲變形的能力稱為抗皺性;織物抗變形性是指織物受到外力作用后產生變形量的大小及產生變形回復的難易程度。織物的折皺直接影響服裝的外觀平整度，影響織物抗皺性的因素包括纖維的幾何特征、彈性，紗線捻度，織物的組織結構、后整理等，楊書會等[1]探討了純棉織物的抗皺性與其組織結構的關系;李超等[2]利用有機硅改性水性聚氨酯對棉織物進行抗皺整理。對于織物的抗皺性及平整度的測試與評價方法，國內外學者進行了大量研究，主要分為客觀與主觀評價方法，目前廣泛采用折皺回復角法（靜態與動態）和外觀等級評價法。KANG等[3]利用三維網格投影技術測量織物的折皺;LIU等[4-5]基于圖像處理提出了一種可模擬實際著裝的織物抗皺性測試方法;WANG等[6-7]研發了一種基于視頻序列采集系統（JN-1型織物折皺回復性能動態測試儀），可以檢測織物折皺回復角隨時間的動態變化;美國潘寧教授利用抽出法研制了PhabrOmeter織物風格儀，可以測試織物的折皺回復率[8]。

本文選取了PET、PTT、SPH、T400四種長絲分別與精梳棉纖維進行復合，采用全聚紡紡紗方式開發了JC/PET、JC/PTT、JC/SPH、JC/T400四種14.8tex包芯紗和一種純棉JC14.8tex紗。利用這五種紗線織造了規格相同的五種織物，分別采用客觀與主觀評價法評價織物的抗皺性，以研究芯絲種類對織物抗皺性及抗變形性的影響，為開發高保形免燙襯衫面料做理論與實踐基礎。

1 長絲的性能簡介

3.33tex/24F聚對苯二甲酸乙二醇酯PET（江蘇恒科新材料有限公司），3.33tex/24F聚對苯二甲酸丙二醇酯PTT（曉星

化纖（嘉興）有限公司），SPH（3.33tex/24F）采用低粘度PET與高收縮PET通過復合紡絲法生產，具有永久的三維卷曲效應（南通永盛纖維新材料有限公司），T400（3.33tex/24F）是PTT與PET通過復合紡絲工藝制成的雙組分新型復合彈力纖維，具有自然永久螺旋卷曲、優異的膨松性及特別柔軟的手感（英威達纖維（佛山）有限公司）。

1.1 長絲的形貌結構

1.2 長絲的拉伸性能

表1為長絲的拉伸性能指標。表1數據顯示，PET的斷裂強度、初始模量較高，但彈性回復率不及其他長絲。PTT分子鏈上含有奇數個亞甲基使它具有“奇碳效應”，由此使大分子鏈以螺旋型構象出現，這種特殊的結構就像彈簧一樣賦予纖維良好的伸長、彈性回復性，但PTT的斷裂強度與初始模量最低。SPH的初始模量最高。T400產生的彈性機理是由于PET、PTT兩組分熱收縮率的差異而產生自卷曲彈性，且彈性穩定性和持久性好，因此T400的彈性回復性能最好。

2 試 驗

2.1 儀 器

YG（B）541E型智能式織物折皺彈性儀、YG（B）026ET電子織物強力機（溫州市大榮紡織儀器有限公司），JN-1型織物折皺回復性能動態測試儀（江南大學），PhabrOmeter織物手感評價系統測試儀（美國欣賽寶科技公司），YG461E-Ⅲ全自動透氣量儀、YG601N-Ⅱ型電腦式織物透濕儀（寧波紡織儀器廠）。

2.2 紗線性能

表2為五種紗線的質量指標。

表2數據顯示，長絲的加入可以明顯改善紗線的成紗條干、減少紗線毛羽，尤其3mm及以上長毛羽。長絲的強伸性影響包芯紗的性能，因PTT長絲的斷裂強度、初始模量最小，故JC/PTT包芯紗的斷裂強度、初始模量最低。

2.3 織物的抗皺性測試

2.3.1 客觀評價（靜態折皺回復角）

按GB/T3819—1997《紡織品織物折痕回復性的測定回復角法》的垂直法，利用YG（B）541E型智能式織物折皺彈性儀測試織物的急彈性回復角與緩彈性回復角。每種試樣在織物的正面不同位置經緯向各取5塊，試樣剪成40mm×15mm的品字形，壓力負荷為10cN，加壓時間5min。為了防止測試過程中試樣有黏附現象，影響測量結果，在兩翼之間離折痕線2mm處放置一張厚度小于0.02mm的紙片或塑料薄膜。

2.3.2 客觀評價（動態折皺回復角）

參照AATCC66—2008《機織物折皺回復性的測定：回復角法》的水平法，利用JN-1型織物折皺回復性能動態測試儀，采用氣動加壓方式對試樣施加壓力，采用視頻序列采集系統，對織物折皺回復過程進行圖像采集。同一試樣在不同位置經緯向各5塊，試樣剪成40mm×15mm的長方形，壓力負荷500g，加壓時間5min，視頻采集幀率4.64幀/s，單幀大小為1920像素×1200像素，采集時長5.5min，最后用MatLab 2016對織物折皺回復視頻序列進行處理，繪制出折皺回復角隨時間變化的曲線圖。

2.3.3 客觀評價（折皺回復率）

參照AATCC202—2014《紡織品相對手感值的測定：儀器法》，利用PhabrOmeter織物手感評價系統測試儀測得織物的硬挺度、柔軟度、光滑度、折皺回復率等織物的綜合手感。同一試樣剪取大小為100cm2圓形試樣3塊，結果取其平均值。

2.3.4 主觀評價（外觀平整度等級）

參照AATCC124—2014《織物經多次家庭洗滌后的外觀

平整度測定》，對織物進行反復洗滌5次，采用攤平晾干法干燥，根據SA標樣按最接近的外觀平整度定級，1級最差，5級最好，也可以根據需要定出半級的級數。

2.4 織物的抗變形性測試

參照FZ/T01034—2008《紡織品機織物拉伸彈性試驗方法》，利用YG（B）026ET電子織物強力機測試織物的5%定伸長拉伸彈性回復。定伸長拉伸速度20mm/min，預加張力2N，伸長時間60s，回復時間180s，循環次數分別為1次與5次。

2.5 織物的舒適性測試

2.5.1 透氣性

參照GB/T5453—1997《紡織品織物透氣性的測定》，利用YG461E-Ⅲ全自動透氣量儀測試織物的透氣率。試驗面積為20cm2，采用100Pa壓力差，每塊試樣測試10次，結果取其平均值。

2.5.2 透濕性

參照GB/T12704.1—2009《紡織品織物透濕性試驗方法第1部分：吸濕法》，利用YG601N-Ⅱ型電腦式織物透濕儀測試織物的透濕量。每種試樣剪取直徑為70mm的圓形試樣3塊，試樣條件為溫度（38±2）℃，相對濕度（90±2）%。

3 結果與分析

3.1 織物的規格

表3為成品織物的規格。經檢測，PET、PTT、SPH、T400四種長絲的沸水收縮率分別為8.4%、9.0%、19.6%、24.2%，沸水收縮率影響織物的織縮率及尺寸穩定性。為了保證五種織物的成品規格一致，在織造時采用了不同的上機經緯密。

3.2 織物的抗皺性

3.2.1 靜態折皺回復角客觀評價

圖2為織物的靜態折皺回復角測試結果。

YG（B）541E型智能式織物折皺彈性儀的主要特征：采用高分辨率CCD自動成像，測試軟件提供靜、動態圖像處理，自動拍攝折痕角度，實時保存圖像（圖2（b）、圖2（c））;測試軟

件內置電子量角器，并可根據成像結果修正數據，避免測量死角及其他復雜測試狀況，便于出現測試結果有爭議時作為原始證據保存;微型步進電機自動翻板，促使翻轉動作平穩，有效消除試樣回角受翻轉振動的影響。圖2（a）顯示1#、3#織物的急彈性與緩彈性折皺回復角相對其他織物較小，五種織物的總折皺回復角大小順序為4#>5#>2#>3#>1#。

3.2.2 動態折皺回復角客觀評價

圖3為織物的動態折皺回復角的測試結果。利用JN-1型織物折皺回復性能動態測試儀可以精確描述織物折皺回復的動態過程，該裝置采用氣動加壓方式，加壓5min后自動彈開。為了更精確地展現織物從加壓彈開的瞬間折皺回復情況，視頻錄像時間為5.5min（在加壓裝置未彈開時，提前20s打開錄像），曲線包含了回復的初始角度、急彈折皺回復角、緩彈折皺回復角等。

由圖3可見，五種織物的一致規律是緯向折皺回復角基本大于經向，尤其1#織物經緯向折皺回復性差異較大，緯向折皺回復角明顯大于經向。這是因為經密大于緯密，經向紗線間的切向滑動阻力大于緯向，釋去外力后，經紗間相對滑移困難，短時間內回復性差[9]，但芯絲的加入可以明顯改善織物的折皺回復性，并且還可以減小經緯向彈性回復性的差異。

初始模量為試樣拉伸曲線初始直線部分的斜率，其大小表示纖維在低負荷下變形的難易程度，初始模量大則表示纖維在小負荷下不易變形，其織物的挺括性好;初始模量小，其制品比較柔軟。通過對四種長絲初始模量的對比，PET、SPH兩種纖維的初始模量較高，其中SPH最高，而PTT最低，盡管T400的模量沒有SPH高，但T400具有較好的彈性回復性，纖維彈性也是影響織物折皺回復性的主要因素。圖3（b）（d）（e）顯示，芯絲的加入提高了織物的急彈性變形的比例，尤其是含SPH、T400長絲的包芯紗織物，其織物具有起皺后在極短時間內急速回復的特性。因此，2#、4#、5#織物即PET、SPH、T400包芯紗織物的經緯向折皺回復角比PTT包芯紗織物大，1#純棉織物的折皺回復性最差。由以上分析可知，長絲的初始模量越大或彈性回復性越好，越有利于提高織物的折皺回復性。

3.2.3 折皺回復率客觀評價

織物的折皺回復率即織物的折痕回復角占180°的百分率，也是表示抗皺性的常用指標。折痕回復角通常只反映了織物單一方向、單一形態的折皺回復性，與實際使用或穿著中織物的多向性、復雜形態相比不夠精確與全面。PhabrOmeter織物手感評價系統測試儀（簡稱法寶儀）的測試原理是源于購買面料時，面料從戒指中穿過，通過感知抵抗拉扯的能力判斷面料的質量，同時提取相關載荷-位移曲線，經過數據轉換計算出硬挺度、柔軟度、光滑度、折皺回復率等相關指標[10]，折皺回復率越大則織物的折皺回復性越好。由表4數據顯示，5#織物的折皺回復率最大，其次是4#織物，1#織物的折皺回復率最小。芯絲的加入可以提高織物的硬挺度，如1#純棉織物的硬挺度不及其他包芯紗織物。5#織物的柔軟性最好，這與T400長絲的性能有關。

3.2.4 外觀平整度等級主觀評價

圖4為五種織物的外觀平整度等級。

從圖4顯示，1#純棉織物的平整度等級最差為1.0級，4#、5#織物平整度等級最高均達到了3.5級，2#、3#織物分別是30級、2.5級。織物的平整度等級除了與纖維的初始模量、彈性等相關外，還與纖維吸濕性、織物在濕態下的折痕回復性及縮水性密切相關。經測試，PET、PTT、SPH、T400的實際回潮率分別是0.48%、0.69%、0.96%、0.80%，這幾種長絲的回潮率均比較低，小于1%。一般來說纖維的吸濕性小，織物濕態下折皺回復性好、縮水性小，織物的尺寸穩定性、免燙性好。因此，芯絲的加入可以改善純棉織物的平整度等級，而四種長絲的回潮差異不大，所以長絲的吸濕性不是造成四種包芯紗織物間平整度等級差異的主要原因，與織物的折痕回復性有關。

3.2.5 織物的抗皺性客觀評價與主觀評價對比

主觀評定法依靠人眼將試樣與標準樣對照，從而評判出抗皺等級，帶有很大的主觀任意性與無法量化等缺陷，而傳統的客觀評價法中的折皺回復角與實際洗滌、穿著起皺存在一定的差異。如傳統的YG541E型全自動激光織物折皺彈性儀，采用激光掃描讀取數據，當回復翼稍有一點卷曲或扭轉，都會導致激光無法到達接收器，致使讀出的數據有偏差或無法正常讀取數據。采用YG（B）541E型彈性儀測試折皺回復角，克服了YG541E型彈性儀的部分不足，提高了測試數據的真實性和可靠性，測試結果之間的差異性減少[11]。但是在測試過程中人工放置壓板的位置偏差，致使受壓不勻或受壓面積不等也會造成數據偏差。

使用JN-1型動態測試儀，壓力一致性好，受人為影響因素小，自動化程度高，多次試驗表明數據的穩定性、結果的準確性比YG541E型彈性儀要好[12]，但測試的效率比較低，每次只能測試單個試樣。使用PhabrOmeter織物手感評價系統測試儀測試織物的折皺回復率及其他指標，比較貼近實際使用過程，克服了只能檢測單一方向折皺回復角的缺點，而且儀器操作簡單效率高。

3.3 織物的抗變形性

表5數據顯示，芯絲的加入可以提高織物的拉伸彈性回復率，同時芯絲種類也影響織物的拉伸彈性回復性。如PTT、T400長絲的彈性回復性好，則織物的拉伸彈性回復率相對較高。

3.4 織物的舒適性

襯衫織物一般為貼身衣物，因此除了考慮它的抗皺外，織物的舒適性也不能忽視。織物的舒適性主要包括透濕性、透氣性，測試結果如圖5所示。

纖維的吸濕性與透濕性密切相關，吸濕性好的纖維制成的織物透濕性好，棉纖維的吸濕性好，因此將棉纖維包覆在合成纖維的外表面，可以改善因合成纖維吸濕性差而造成透濕性差的劣勢。從圖5顯示，5種織物的透濕性差異不大，其中4#、5#織物的透濕性略好。這是因為SPH、T400長絲表面有溝槽，截面為異性，起到毛細管作用，使纖維及紗線具有芯吸效應，水分通過毛細管芯吸而傳遞出去。異性纖維織物比圓形截面纖維織物的透氣性好，因此截面為異性的SPH、T400包芯紗織物的透氣性比圓形截面的PET、PTT好。

4 結 論

1）長絲的初始模量與彈性影響織物的折皺回復性，初始模量越高、彈性回復性越好，織物抗皺性越好，四種長絲中SPH的初始模量最高、T400的彈性回復性最好，因此4#、5#SPH、T400包芯紗織物的抗皺、免燙性較好。

2）纖維的吸濕性影響織物的平整度等級，四種長絲的回潮率均小于1%，因此芯絲的加入可以提高織物的抗皺等級。

3）長絲的彈性回復性影響織物的拉伸彈性即抗變形性，PTT、T400長絲的彈性回復性好，其織物的拉伸彈性回復率相對較高。

4）據GB/T 18863—2002《免燙紡織品》規定，具有基本免燙功能的紡織品，洗滌干燥后外觀平整度≥3.5級。通過對五種織物抗皺性的客觀與主觀評價可以得出，4#、5#織物即分別采

用SPH、T400長絲生產的包芯紗織物的挺括，抗皺、免燙性較好，抗皺等級可以達到3.5級。通過觀察這兩種長絲的表面均有溝槽，截面為異形，其織物具有較好的吸濕排汗作用，因此這兩種長絲的包芯紗是開發高保形免燙襯衫面料的理想選擇。

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