朱思敏，眭建華，2，潘志娟，2，汪 亮，汪明樹

(1.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇蘇州215021;2.現(xiàn)代絲綢國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，江蘇蘇州215123;3.四川依格爾紡織品有限公司，四川南充637000)

聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維是一種形狀記憶纖維，其織物具有易塑形及折皺易復(fù)平性，可使服裝實(shí)現(xiàn)免燙效果。且PTT纖維兼有滌綸、錦綸、腈綸的特性，防污性能好、干爽挺括、易于染色、手感柔軟、富有彈性［1］。基于上述良好的服用性能，目前研究人員對(duì)其與天然、再生和化學(xué)纖維的混紡交織均有關(guān)注，其中將PTT與蠶絲復(fù)合開發(fā)的成果主要有PTT/蠶絲(55/45)真絲記憶塔夫面料［2］和抗皺記憶真絲小提花面料［3］等。本研究以PTT長(zhǎng)絲為經(jīng)，桑蠶絲為緯，設(shè)計(jì)織造了12種PTT/桑蠶絲交織面料及1種純PTT織物，并購(gòu)買了3種規(guī)格相近的桑蠶絲面料作對(duì)比;同時(shí)以PTT/PET復(fù)合長(zhǎng)絲為經(jīng)，桑蠶絲為緯，織造了3塊PTT/PET/桑蠶絲復(fù)合織物;測(cè)試并分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)和原料構(gòu)成對(duì)PTT/桑蠶絲交織物的透氣、抗起毛起球、折皺回復(fù)和定伸長(zhǎng)彈性四項(xiàng)基本服用性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)

參考常見PTT形狀記憶織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)，變化織物組織、緯紗線密度及捻度共設(shè)計(jì)織造了16種織物。此外，購(gòu)買的3塊對(duì)比桑蠶絲面料1#、6#和12#分別為11160電力紡、19015斜紋綢和12104雙縐。根據(jù)織物外觀效應(yīng)將這19塊織物分為4個(gè)系列，其中1#～5#為平紋織物，6#～11#為2/2斜紋織物，12#～16#為縐效應(yīng)織物(16#組織為3/1破斜紋，其余織物組織均為平紋)，17#～19#則是PTT/PET/桑蠶絲復(fù)合織物(組織均為2/2斜紋)。4個(gè)系列織物成品詳細(xì)規(guī)格及原料構(gòu)成分別如表1～4所示。與1#電力紡、6#斜紋綢和12#雙縐規(guī)格最接近的PTT/桑蠶絲交織物分別為 4#、9#和 13#。

表1 PTT/桑蠶絲平紋交織物及對(duì)比樣的織物規(guī)格Tab.1 Fabric specifications of PTT/mulberry silk plain interwoven fabrics and contrast samples

表2 PTT/桑蠶絲斜紋交織物及對(duì)比樣的織物規(guī)格Tab.2 Fabric specifications of PTT/mulberry silk twill interwoven fabrics and contrast samples

表3 PTT/桑蠶絲縐效應(yīng)交織物及對(duì)比樣的織物規(guī)格Tab.3 Fabric specifications of PTT/mulberry silk crepe interwoven fabrics and contrast samples

表4 PTT/PET/桑蠶絲復(fù)合織物的織物規(guī)格Tab.4 Fabric specifications of PTT/PET/mulberry silk composite fabrics

1.2 測(cè)試方法

透氣性和抗起毛起球性:分別按照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》和GB/T 4802.2—2008《紡織品織物起毛起球性能的測(cè)定第2部分:改型馬丁代爾法》進(jìn)行測(cè)試，采用的儀器分別是YG(B)461E數(shù)字式織物透氣量?jī)x和YG401G型織物平磨儀(馬丁代爾儀)。

折皺回復(fù)性和定伸長(zhǎng)彈性:采用GB/T 38l9—1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測(cè)定 回復(fù)角法》中的水平法測(cè)試織物折皺回復(fù)角，織物經(jīng)緯向各測(cè)試5次，取平均值;采用YG026B電子織物強(qiáng)力機(jī)測(cè)試織物的定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率，織物寬度50 mm，夾持距離定100 mm，定伸長(zhǎng)10%，預(yù)張力2 N夾持，每種織物測(cè)試3次，取平均值。

織物成品的平方米質(zhì)量:采用電子天平(精度0.1 mg)稱取20 cm×20 cm的織物進(jìn)行計(jì)算;織物的緊度(E)根據(jù)以下公式［4］計(jì)算:

式中:Pj、Pw為織物的經(jīng)、緯向密度，根/cm;dj、dw為經(jīng)、緯紗直徑，mm;Y為紗線直徑系數(shù)，生絲取3.79×10-3，PTT 取 3.50 ×10-3;Tj、Tw為經(jīng)、緯紗線密度，tex。

2 結(jié)果與分析

2.1 織物的透氣性

測(cè)試所得各織物的透氣率值如圖1所示。對(duì)比相近規(guī)格但原料構(gòu)成不同的三組織物的透氣率可知，平紋系列織物中5#純PTT織物的蓋覆緊度略大，其透氣性能明顯比4#平紋交織物和1#真絲電力紡差，而1#與4#的蓋覆緊度相近，4#交織物的透氣率略高于1#電力紡;斜紋系列織物中，6#斜紋綢的蓋覆緊度大于9#斜紋交織物，其透氣率也較小;縐效應(yīng)系列織物中12#雙縐的緯紗捻度最高，蓋覆緊度略小于13#交織雙縐，其透氣率比13#高，PTT纖維含量最高的15#縐織物蓋覆緊度小，但其透氣率明顯小于13#和14#，可見織物成品規(guī)格的微小差異會(huì)影響到原料構(gòu)成對(duì)織物透氣性能影響的分析。

圖1 各織物的透氣性Fig.1 Air permeability of each kind of fabrics

由圖1可以看出，不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的PTT/桑蠶絲交織物透氣率差異較大，平紋系列中的2#～4#和斜紋系列中的7#～11#隨著緯紗線密度的增加，織物緊度變大，造成織物中紗線間的孔隙變小，所以織物的透氣率略有降低;而對(duì)比相近規(guī)格的平紋和斜紋交織物可知，平紋交織物的透氣性明顯低于斜紋交織物，這是因?yàn)槠郊y織物的紗線浮長(zhǎng)比斜紋小，織物交織點(diǎn)比斜紋多，所以平紋織物的孔隙結(jié)構(gòu)沒有斜紋那樣疏松，繼而導(dǎo)致平紋織物的透氣性較斜紋織物差;16#順紆縐效應(yīng)交織物的組織為3/1破斜紋，且縐效應(yīng)織物中強(qiáng)捻紗線會(huì)使紗線呈現(xiàn)三維卷曲狀態(tài)，織物的孔隙結(jié)構(gòu)比較疏松，所以其透氣率最大，超過1 100 mm/s。此外，與相近規(guī)格的PTT/桑蠶絲交織物相比，PTT/PET/蠶絲復(fù)合織物的蓋覆緊度大，蠶絲含量少，透氣率較小。以上結(jié)果說明結(jié)構(gòu)參數(shù)如蓋覆緊度和緯紗捻度的大小對(duì)織物透氣性能的影響比較顯著，但仍可看出大量提高PTT纖維的含量會(huì)使織物的透氣率降低。

2.2 織物的抗起毛起球性

如圖2所示，PTT/桑蠶絲交織物的抗起毛起球等級(jí)均較高，大多在4～5級(jí)。比較相近規(guī)格不同原料構(gòu)成織物的抗起毛起球等級(jí)可知，平紋交織物4#、斜紋交織物9#和交織雙縐13#的抗起毛起球等級(jí)均高于對(duì)應(yīng)的真絲織物1#、6#和12#，而5#純PTT織物和PTT含量達(dá)到將近70%的15#縐效應(yīng)交織物的抗起毛起球等級(jí)也分別大于結(jié)構(gòu)參數(shù)相似的4#和13#縐效應(yīng)交織物，這說明PTT纖維含量提高，有利于改善織物的抗起毛起球性能，且PTT纖維優(yōu)良的耐磨性能夠在PTT/桑蠶絲交織物中明顯體現(xiàn)出來。

圖2 各織物的抗起毛起球性Fig.2 Pilling resistance of each kind of fabrics

變化結(jié)構(gòu)參數(shù)的織物中，7#～11#斜紋交織物緯紗線密度變大，織物緊度增加，紗線及纖維間的抱合力增加，摩擦過程中纖維間不易分離繼而露出織物表面，且緯紗變粗后其剛性增大，承受外力的能力也增強(qiáng)，所以織物抗起毛起球等級(jí)有增加的趨勢(shì);不同織物組織下，2#～4#平紋交織物的抗起毛起球等級(jí)(4.5～5級(jí))高于結(jié)構(gòu)參數(shù)相近的7#～9#斜紋交織物(4級(jí))，與造成織物透氣性差異的原因相同，平紋織物的交織點(diǎn)較多，織物結(jié)構(gòu)比斜紋致密，纖維間有較好的抱合，不易被抽拔，故其抗起毛起球性好于斜紋織物;交織物中，16#順紆縐效應(yīng)織物組織浮長(zhǎng)最大，織物交織點(diǎn)最少，抗起毛起球等級(jí)也最低。與相近規(guī)格的PTT/桑蠶絲斜紋交織物相比，PTT/PET/蠶絲復(fù)合織物的緊度大，其抗起毛起球等級(jí)也較高。

2.3 織物的折皺回復(fù)性

各織物的急彈性和緩彈性折皺回復(fù)角如圖3所示。從圖3可看出，平紋、斜紋和縐效應(yīng)系列中，PTT/桑蠶絲交織物的折皺回復(fù)角始終明顯大于相近規(guī)格的桑蠶絲織物;5#純PTT織物的折皺回復(fù)角大于1#電力紡而小于4#平紋交織物。結(jié)構(gòu)參數(shù)相同條件下，纖維品種對(duì)織物抗皺性的影響主要表現(xiàn)為纖維拉伸彈性和初始模量?jī)煞矫妫?］:拉伸彈性越好，纖維越易從應(yīng)變狀態(tài)回復(fù);初始模量越大，一定外力作用下纖維變形量越小，回復(fù)程度越高。PTT纖維拉伸彈性比桑蠶絲好，但其初始模量(2.58 cN/dtex［6］)比桑蠶絲(146 cN/dtex［7］)小得多，所以綜合了兩種纖維特點(diǎn)的PTT/桑蠶絲交織物抗皺性能最好。

圖3 各織物的折皺回復(fù)性Fig.3 Wrinkle recovery performance of each kind of fabrics

分析7#～11#斜紋交織物的折皺回復(fù)角數(shù)據(jù)可知，隨著緯紗線密度的增加，織物折皺回復(fù)角呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢(shì)。緯紗線密度增大，經(jīng)紗屈曲波高增加，織物厚度增加，且較粗的緯紗對(duì)經(jīng)紗回復(fù)也有支持作用，再加上PTT優(yōu)良的彈性回復(fù)能力，因此織物的經(jīng)向折皺回復(fù)角隨之增加并趨向于180°(完全回復(fù));但與此同時(shí)，織物緯向緊度也在增加，經(jīng)緯紗間的摩擦阻力變大，外力釋去后織物回復(fù)阻力相應(yīng)增加，這會(huì)減弱緯紗變粗對(duì)折皺回復(fù)產(chǎn)生的積極作用，故織物總折皺回復(fù)角先增加后減小。比較平紋和斜紋系列可以看出，PTT/桑蠶絲斜紋交織物的急彈性和緩彈性折皺回復(fù)角分別高達(dá)325°和340°左右，其折皺回復(fù)性能優(yōu)于平紋織物，這符合織物組織交織點(diǎn)越少抗皺性越好的一般規(guī)律。縐效應(yīng)系列織物中，16#順紆縐破斜紋織物的折皺回復(fù)角最大;13#細(xì)條紋縐效應(yīng)織物的折皺回復(fù)角大于14#粗條紋縐效應(yīng)織物。同為斜紋組織的PTT/PET/蠶絲復(fù)合織物也具有較好的折皺回復(fù)性能，但不如PTT/桑蠶絲交織物。綜合上述結(jié)果可見，將PTT與桑蠶絲交織能夠明顯改善織物的折皺回復(fù)性能。

2.4 織物的定伸長(zhǎng)彈性

各織物在10%定伸長(zhǎng)下的經(jīng)緯向彈性回復(fù)率如圖4所示。由于PTT纖維具有獨(dú)特的Z字型分子鏈結(jié)構(gòu)，其回彈性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于桑蠶絲，5#純PTT織物的定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率最高，PTT/桑蠶絲交織物的經(jīng)向(PTT)彈性回復(fù)率大于緯向(桑蠶絲)，1#真絲電力紡和6#真絲斜紋綢的彈性回復(fù)率明顯小于相似規(guī)格的PTT/桑蠶絲交織物，這說明將PTT與桑蠶絲交織能夠明顯改善織物的拉伸回彈性。此外，雖然12#真絲雙縐的緯紗捻度高于13#交織雙縐，但13#織物的定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率與12#真絲雙縐相當(dāng);且在交織物中，PTT纖維含量最高的15#織物平均定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率最大，超過90%;其次，16#順紆縐效應(yīng)織物和18#PTT/PET/蠶絲復(fù)合雙縐織物也具有較高的定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率。與一般織物不同，縐效應(yīng)織物中由于強(qiáng)捻紗線的存在，紗線具有三維螺旋起拱的形態(tài)，該形態(tài)的位移能夠提供織物10%定伸長(zhǎng)拉伸變形的主要部分，對(duì)織物回復(fù)有積極作用［8］?？U效應(yīng)越明顯，織物定伸長(zhǎng)彈性越大，細(xì)條紋縐效應(yīng)織物13#和18#的彈性回復(fù)率均大于相應(yīng)的粗條紋縐效應(yīng)織物14#和 19#。

圖4 各織物的定伸長(zhǎng)彈性Fig.4 Constant extension elasticity of each kind of fabrics

斜紋系列7#～11#交織物中隨著緯紗線密度增加，織物經(jīng)向定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率下降而緯向提高，緯紗線密度增加，一方面，經(jīng)紗屈曲程度增大，在定伸長(zhǎng)10%時(shí)，因紗線屈曲伸直所產(chǎn)生的伸長(zhǎng)的比例越大;另一方面，經(jīng)緯紗間交織阻力增大，所以織物經(jīng)向定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率減小;緯向彈性回復(fù)率的變化正好與經(jīng)向相反，10#和11#織物的表現(xiàn)尤其明顯，這是因?yàn)楸狙芯恐锌椢锞暭喚€密度的增加是通過對(duì)桑蠶絲的并捻實(shí)現(xiàn)的，特別是10#和11#織物的緯紗為復(fù)捻紗線，并合加捻能夠改善緯紗自身的力學(xué)性能［10］，相同伸長(zhǎng)下股線的回復(fù)性能更好。不同織物組織下，斜紋交織物的定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率較平紋交織物略有提高，織物在定伸長(zhǎng)10%的拉伸過程中承受的負(fù)荷主要來自于紗線間因彎曲程度變化而引起的摩擦阻力，受拉系統(tǒng)紗線由屈曲逐漸伸直，并壓迫非受拉系統(tǒng)紗線使其更加屈曲。平紋織物內(nèi)紗線交織點(diǎn)比斜紋多，浮長(zhǎng)線短，拉伸時(shí)經(jīng)緯紗間切向滑動(dòng)阻力大，相應(yīng)地去除外力后回復(fù)阻力也比斜紋大，因此斜紋織物的定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率要比平紋高一些。

3 結(jié)論

綜觀所有PTT/桑蠶絲交織物的服用性能數(shù)據(jù)可以看出，將PTT長(zhǎng)絲與桑蠶絲交織能夠明顯提高織物的折皺回復(fù)角和定伸長(zhǎng)彈性回復(fù)率;且與真絲織物相比，PTT/桑蠶絲交織物的抗起毛起球等級(jí)略有提高;蓋覆緊度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)織物透氣性的影響比較顯著，但可看出PTT纖維含量過高，織物透氣率明顯降低;PTT/PET/桑蠶絲復(fù)合織物也具有很好的定伸長(zhǎng)彈性和抗起毛起球性能，但其透氣性和抗皺性能不如PTT/桑蠶絲交織物。試制的面料中4#平紋交織物、9#斜紋交織物和13#交織雙縐、16#交織順紆縐，以及18#PTT/PET/桑蠶絲復(fù)合織物都具有良好的服用性能。通過研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)PTT/桑蠶絲交織物四項(xiàng)服用性能的影響可發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加緯紗線密度可以提高織物抗皺性能;PTT/桑蠶絲斜紋交織物的透氣性、抗皺性和定伸長(zhǎng)彈性都優(yōu)于平紋織物;織物縐效應(yīng)越明顯，其透氣性和定伸長(zhǎng)彈性越好。

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