木棉/棉混紡織物服用性能測試與分析

王明芳 黃 雪

（常州紡織服裝職業技術學院，江蘇常州213164）

隨著人們健康環保意識的不斷增強，天然生態紡織品備受關注。木棉纖維（Kapok Fibre）具有天然環保、薄壁大中空形態結構、高效保暖、吸濕導濕、天然抗菌等特點，被譽為“植物軟黃金”和“長在樹上的羊絨”，因此在紡織品中的應用越來越廣。本文對木棉/棉混紡織物進行保暖性、抗紫外性、透氣性、抗紫外性等服用性能進行測試分析，以期對紡織企業研究開發木棉織物有一定的指導作用。

1 試樣的準備

選用經緯紗線密度為18.2tex×18.2tex，經緯密度為268根/10cm×268根/10cm，木棉/棉混紡比分別為30/70、18/82、12/88的混紡織以及相同組織規格的純棉織物；人造棉織物的經緯紗線密度為18.2tex×18.2tex、經緯密度為283根/10cm×283根/10cm。試樣號見表1。織物性能受原材料性能、紗線結構、織物結構、織物厚度及測試環境等因素影響，在實驗前，將選取的5塊平紋組織試樣放在溫度為20±1℃，相對濕度65±2%的恒溫恒濕箱內預置24小時。

表1 試樣編號

2 織物的服用性能測試及結果分析

2.1 保溫性能測試

保溫率是無試樣時的散熱量和有試樣時的散熱量之差與無試樣時的散熱量之比的百分率，保溫率越高，試樣的保溫性能越好。

各取三塊平整無折皺試樣，試樣尺寸為30cm×30cm，使用YG606N平板式織物保暖儀，依據《GB/T 11048-1989紡織品保溫性能試驗方法A》測試織物的保暖性，保溫率測試結果見圖1。

圖1 試樣的保溫率

織物的保暖性與纖維的保溫率和傳熱系數有關，保溫率越大，傳熱系數越小，保暖性能越好。由實驗結果得出，木棉混紡織物的保溫率隨著木棉混紡比的增加而提高，人造棉織物保溫率最低，由此可得到木棉的保暖性能最好，人造棉織物保暖性最差，這是因為木棉纖維的中空度高達90%，木棉纖維的中空腔內滯留大量空氣，傳導熱阻高，另外，中空纖維的紗體蓬松，超細纖維容易進入織物空隙，使紗線間的空隙變小，對流散熱量減小。棉纖維次生壁厚，胞腔較小，保暖性比木棉差。所以木棉含量高的織物保暖性較優。

2.2 防紫外線性能的測試

使用HB902A型織物透紫外線測試儀，依據《GB/T 18830-2009紡織品防紫外線性能的評定》標準，用UV射線輻射試樣，收集總的光譜投射射線，測定出總的光譜投射比，并計算出試樣的紫外線防護系數UPF值，圖2為紫外防護系數UPF測試結果。

圖2 紫外線防護系數UPF值

當織物的 UPF＞40，且 T（UVA）Av＜5%時，可稱為“防紫外線產品”，根據測試結果，雖所選織物的UPF值均小于18，但木棉30/棉70混紡織物紫外線防護系數高于其他試樣，隨著木棉混紡比的減少而UPF值降低，人造棉織物紫外防護系數最低。木棉纖維線密度較小，僅0.6～0.7dtex，能使紗線間的孔隙變得更小，織物中紗線線密度相同的情況下纖維根數較多，織物中木棉的含量較高時紫外線透過率降低，UPF值增大，抗紫外線性能提高。所以木棉混紡比越高，織物抗紫外性能越好。

2.3 懸垂性能測試

使用YG811L型電腦織物懸垂儀依據《GB/T23329-2009紡織品織物懸垂性的測定》測試織物的靜態懸垂系數和動態懸垂系數，試樣內圓直徑12cm，試樣直徑24cm，轉速為24r/min。

織物懸垂系數是指織物試樣下垂部分的投影面積與原始面積相比的百分率，反映織物懸垂程度和懸垂形態，是描述織物柔性性能的一個重要參數，圖3和圖4是織物懸垂系數和美感系數測試結果。

根據測試結果，人造棉織物懸垂性能最好且懸垂美感系數最高，棉織物懸垂性優于含木棉織物且隨著木棉含量的減少而懸垂系數略有提高，在織物組織規格相同的情況下，木棉纖維的剛度比棉纖維高而使含木棉的織物懸垂性略有降低。

圖3 織物靜動態懸垂系數

圖4 織物靜動態美感系數

2.4 抗折皺性能測試

當織物受到擠壓、折合或者扭曲等作用力時就會產生折痕，而折痕起皺后的恢復程度則稱為折皺回復性，一旦產生折痕就會影響織物的外觀和平整度。織物的折皺回復角主要受纖維性質如初始模量、彈性回復性、表面摩擦特性、紗線結構如經、緯紗線密度、捻度、織物緊度及組織等影響。

使用YG541C型全自動織物折皺彈性測試儀，將按《GB/T3819-1997紡織品 織物折痕回復性的測定 回復角法》測試標準制成的試樣，在規定條件下折疊加壓保持300s，卸除負荷后，讓試樣分別經過15s和300s回復時間，測量急彈和緩彈折痕回復角，以測得的角度來表示織物的折痕回復能力，測試結果見表2。

表2 織物的折皺回復角

根據測試結果，隨著木棉混紡比的增加，木棉混紡織物的急彈緩彈回復角較小，抗折皺性較純棉織物差。因為木棉纖維的抗彎剛度大，外表柔軟的木棉纖維實際具有較強的抗折皺性能，但其如加壓出現折皺，折皺的回復性能卻較純棉織物差。人造棉織物折皺回復角較小，抗折皺性能差。

2.5 織物透氣性能的測定

織物透氣性是指氣體分子通過織物的性能，是織物通透性中最基本的性能。空氣透過織物的性能通常以在規定的試驗面積、壓差和時間條件下，氣流垂直通過試樣的速率表示，單位為毫米每秒（mm/s）。

使用YG461N數字式織物透氣量儀，依據商檢行業標準《SN/T2558.12-2016進出口紡織品功能性檢測方法第12部分透氣性》測試織物的透氣性能，實驗面積為20cm2，壓差100Pa。

織物透氣性能測試結果見圖5，木棉混紡織物透氣性能比純棉織物好，由于木棉纖維具有較大的中空腔，有利于空氣透過，隨著棉/木棉混紡織物中木棉含量的增加，織物的透氣量有所提高，即木棉含量高的織物透氣性能較好。由于選用的人造棉織物中紗支條干均勻，捻度大，紗線間空隙大，其透氣性能最佳。

圖5 織物的透氣量

3 結論

木棉具有極輕的體積質量，與棉纖維混紡，隨著混紡比的提高可以提高織物的保暖性、透氣性及抗紫外線性能，但木棉混紡比增加會造成紗線力學性能下降及影響織造工藝，木棉纖維與棉纖維進行混紡時，混紡比以超過30%為佳。

木棉/棉混紡織物的折皺回復性比純棉織物差，在開發夏季面料時可選擇較疏松的斜紋、緞紋組織來提高織物的抗折皺性能。

木棉纖維具有天然環保、薄壁大中空形態結構，可充分利用其特性研究開發舒適性、功能織物。

江蘇省大學生創新創業訓練計劃2019年立項項目，項目編號：201912807002Y