玉米纖維針織物研究

郝 悅

（際華三五二二裝具飾品有限公司，天津 300380）

1 國內外對玉米纖維、紗線和織物的研究

1.1 玉米纖維的研究意義

玉米纖維為全芯層結構，橫切面略呈圓形，由于纖維模量小，易于壓扁，纖維邊緣清晰度不明顯，纖維縱向平行伸直度好，表面較平滑，纖維表面有孔隙和裂縫。從環保角度看，玉米纖維與其他合成纖維相比，占據很大優勢，主要是因為玉米纖維可以生物降解，而其他合成纖維不具備這一特性。因此可以預見，玉米纖維未來會越來越受到重視。預計在未來的5～10年，隨著我國玉米纖維技術的引進與成熟，我國玉米纖維的市場需求量將提升至100萬t/年以上。此外，我國有著極為豐富的玉米原料，年產量在12億t以上。在我國急需為玉米找到良好消化渠道的背景下，生產玉米纖維蘊含極大的商機，尤其在減少污染、加強環境保護方面，大力開發、應用玉米纖維，無疑可造福萬代[1]。

1.2 玉米纖維紗線的應用

雖然玉米纖維的生產和應用在全球尚處于起步階段，但是憑借優良的生物相容性和生物可降解性，在醫藥領域的應用被廣泛關注。目前，應用玉米纖維紗線的醫用產品，主要是手術縫合線。這種縫合線一經問世，立即得到廣泛應用，不僅是因為其在傷口愈合后能自動降解并被人體吸收，術后無需拆線，還因其具有較高的抗張強度，可以有效控制降解速度，使縫線隨著傷口的愈合自動緩慢降解[2]。

1.3 玉米纖維織物的開發

前人的研究表明，玉米纖維織物可以用作內衣面料。玉米纖維不僅質輕、觸感柔軟、光澤好，而且具有良好的導濕性，制作成內衣穿著時，皮膚不發黏，并在接觸皮膚時有干爽感。此外，由于玉米纖維是以人體能夠接受的乳酸為原料，對皮膚不會產生刺激，安全、舒適。玉米纖維具有優良的彈性、保型性、懸垂性以及染色性能，因此，由玉米纖維純紡紗或與毛纖維混紡紗加工制成的服裝織物毛型感強、抗皺性好。此外，玉米纖維還非常適合用于開發運動休閑服裝產品，可以用短纖維成紗或直接用長絲生產運動休閑產品，也可以用玉米纖維與棉纖維混紡，制成吸汗速干型復合面料。

2 實驗方案

2.1 混紡比

在研究中，將紡紗參數的設計分為兩步進行。首先，試紡低比例玉米纖維的紗線，即先紡制玉米纖維占混紡紗線質量分數為20%和40%的兩種混紡紗線。其次，根據紡紗過程及紗線的性能決定是否繼續紡制60%、80%、100%的紗線。

2.2 紡紗工藝參數

按照設計的混紡比例，用天平稱取玉米纖維和棉纖維分配纖維原料，采用快速轉杯紡紗工藝進行混紡紗線紡制，計劃成品紗線的線密度為45.5 tex，紗線的捻度為510捻/100 cm。

2.3 針織工藝

針織物組織結構為緯平紋針織物，也叫汗布組織。緯平紋針織是緯編針織物的原組織，大多數的緯平紋針織物都具有緯平紋針織物的部分甚至全部特性。緯平紋針織物線圈結構受到縱向或橫向外力拉伸時，線圈形態會產生變形；受縱向外力拉伸時，紗線從圈弧移至圈柱；受橫向外力拉伸時，紗線從圈柱移至圈弧。所以，緯平紋針織物的縱向變化和橫向變化都很大，而且橫向變形更明顯。此外，緯平紋針織物的優點是比較輕薄且透氣性好，缺點是線圈容易變形、脫散，而且邊緣卷邊嚴重。緯平紋針織物由于線圈結構比較簡單，織物較為輕薄，在進行編織前，需要對緯編機器進行調試測試。為了保證不同混紡比紗線編織的針織物規格相同，應采用相同的上機參數進行編織。

3 紡紗過程及紗線性能

3.1 紡紗過程分析

本研究按照快速轉杯紡紗的工藝流程進行紡紗，在整個過程中，嚴格控制各方面參數，如空氣的濕度。資料表明，當空氣濕度是65%～70%時，玉米纖維混紡紗線的成紗效果最好[3]。但在紡紗過程中發現，隨著混紡比的不斷加大，紗線的可紡性變差。當適當提高捻度后，可紡性得到了改善。

3.2 紗線的拉伸性能

研究還對混紡紗線進行了測試，得到紗線的基本物理性能，如表1所示。

前人的研究結果表明，玉米纖維/棉纖維混紡紗的強度與混紡比的關系類似于聚酯纖維/棉纖維混紡紗，即混紡紗的強度并不是隨著玉米纖維占混紡比例的增加而增加，而是隨著玉米纖維占混紡比例增加，開始有一點增加，然后下降，再上升，紗線強度曲線有明顯的下凹點，本研究的結果也出現了下凹點，因為玉米纖維與棉纖維的斷裂伸長率不同，受外力拉伸作用時，兩種纖維不是同時斷裂的，且棉纖維斷裂時，玉米纖維的斷裂強力比棉纖維還低。

4 織物性能

4.1 玉米纖維混紡針織物基本性能

在德國Stoll公司GMS系列的電腦橫機上成功織成3種混紡比例的4塊試樣，布面平整均勻，織物規格如表2所示。

表1 玉米纖維混紡紗線的性能比較

表2 玉米纖維混紡針織物規格

4.2 玉米纖維混紡針織物抗起毛起球性

針織面料做成的服裝，在穿著過程中，會不斷受到各種外力和其他媒介物的摩擦作用，經常會出現損壞，在此之前，會出現起毛或者起球現象。針織物表面的起毛起球問題，通常在天然纖維和人造化學纖維織物上出現。針織物起毛起球的過程可分為起毛、毛羽糾纏成球、毛球脫落3個階段。

針織物的起毛起球直接影響織物的外觀效果，針織物表面起毛起球后，給人一種舊且不整潔的感覺，所以，如果要進行混紡針織物的編織，應充分考慮混紡比對織物抗起毛起球能力的影響。此外，為了降低織物表面的起毛起球程度，可以在生產中適當提高編織用紗線的捻度。

5 結語

（1）本研究使用玉米纖維與棉纖維成功紡出混紡紗線，并順利編織出玉米纖維混紡針織物。同時，為了與純棉織物進行對比，也紡制了相同參數的純棉紗線，并編織了針織物。

（2）實驗結果表明，玉米纖維/棉混紡針織物的表面抗起毛起球能力與混紡比例有很大關系，混紡針織物的抗起毛起球能力會隨著織物中玉米纖維含量的增加而降低，混紡比大的混紡針織物起毛起球現象嚴重。

（3）研究發現，混紡比對玉米纖維混紡針織物的延伸性能有影響，針織物的延率性隨著玉米纖維含量的增加而提升。前3種試樣的實驗結果通過曲線擬合可以得到公式：y=5.067lnx+30.694，x為玉米纖維含量，y為針織物的延伸性，其中，R2=0.993 8。由此可見，曲線的符合性很好。

（4）通過比較織物的拉伸回復率可知，混紡比對織物的拉伸回復性有影響，但是沒有特別明顯的規律。

（5）在紡紗過程中，隨著玉米纖維含量的增多，出現紗條纏繞分梳輥的現象，采用點動的方式進行并條，紡制了3種混紡比例的紗線。但再繼續加大混紡比，轉杯紡紗能力降低，故未能對更多參數進行研究。