萬愛蘭，叢洪蓮，蔣高明，鐘 君，王 敏

(江南大學(xué)教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇 無錫 214122)

包芯色紗性能及其對(duì)橫編成形提花鞋面織物的影響

萬愛蘭，叢洪蓮，蔣高明，鐘 君，王 敏

(江南大學(xué)教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇 無錫 214122)

橫編成形提花鞋面織物目前一般以滌綸長(zhǎng)絲為原料，為提高鞋面材料的吸濕性和舒適性，通過對(duì)比8種染色后的棉/錦綸/羊毛(60/30/10)包芯紗的性能，探討其對(duì)提花鞋面織物性能的影響。對(duì)色紗的條干、毛羽指標(biāo)、拉伸性能進(jìn)行了表征，用8種包芯色紗，采用常用的緯平針、1+1羅紋和1+1雙反面組織等織物結(jié)構(gòu)，織成鞋面針織物，研究其頂破性能、起毛起球性能及保暖性能，同時(shí)分析了包芯色紗在橫編提花鞋面材料成形時(shí)的可編織性能。結(jié)果表明，黑色紗線的拉伸性能指標(biāo)最低，斷裂強(qiáng)力比淡綠色紗線下降39.9%，其織物的頂破強(qiáng)力也最低，可編織性能最差，尤其是在編織提花組織及翻針形成網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)時(shí)易出現(xiàn)破洞;淡綠色紗線毛羽指數(shù)最低，為34.58根/10 m，織物起毛起球最少。

棉/錦綸/羊毛包芯紗;可編織性;橫編成形提花鞋面;頂破強(qiáng)力;起毛起球

半精紡工藝是由毛紡、棉紡、絹紡等紡紗技術(shù)相結(jié)合而成的［1］，常采用棉、羊毛、羊絨等天然纖維與錦綸長(zhǎng)絲為原料［2］。利用半精紡紡紗技術(shù)在細(xì)紗工序采用緊密賽絡(luò)紡加工成包芯紗［3－4］，實(shí)現(xiàn)天然纖維與化纖長(zhǎng)絲的復(fù)合，以化學(xué)長(zhǎng)絲為芯紗，外包天然纖維，在改善接觸舒適性的同時(shí)提高了紗線強(qiáng)力，對(duì)拓展包芯紗在針織一次成形技術(shù)中的應(yīng)用有積極作用。

半精紡棉/錦綸/羊毛包芯紗綜合了棉、錦綸、羊毛3種纖維的優(yōu)點(diǎn)，羊毛優(yōu)良的彈性可補(bǔ)償棉纖維易起皺，彈性差的缺點(diǎn)，而棉具有較好的接觸舒適性可降低了羊毛纖維的刺癢感［5］，錦綸做芯紗具有較好的耐磨性和彈性，3種原料的復(fù)合克服了單一原料的編織性能和服用性能的缺陷。

為此，本文通過對(duì)染色后的棉/錦綸/羊毛包芯紗性能進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，觀察了它們的條干、毛羽指數(shù)和拉伸性能，采用緯平針、1+1羅紋和1+1雙反面組織在德國STOLLcmS 530HP電腦橫機(jī)上試織，分析包芯色紗性能及其組織結(jié)構(gòu)對(duì)各自橫編成形織物頂破性能、起毛起球性能、保溫性能和可編織性的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料

8種不同顏色的半精紡棉/錦綸/羊毛包芯紗，比例為 60%棉、30%錦綸、10%羊毛，紗支均為35.7 tex×2的股線，紗線平均捻度為280捻/m。所有紗線試樣均由浙江桐鄉(xiāng)錦翔針織有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 包芯色紗性能測(cè)試

根據(jù)GB/T 2543.2—2001《紡織品紗線捻度的測(cè)定第2部分 退捻加捻法》，用Y311A紗線捻度儀測(cè)捻度，結(jié)果如表1所示。根據(jù)GB/T 3292.1—2008《紡織品紗線條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分 電容法》，用YG135G條干均勻度儀測(cè)包芯紗的條干不勻指標(biāo)。根據(jù)FZ/T 1086—2000《紡織品紗線毛羽測(cè)定方法 投影計(jì)數(shù)法》，用YG172A毛羽測(cè)試儀測(cè)股線毛羽指數(shù)。根據(jù)GB/T 3916—1997《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》，用YG020B型電子單紗強(qiáng)力儀測(cè)紗線的拉伸性能。

1.2.2 橫編成形鞋面織物服用性能表征

選擇STOLLcmS 530HP E7.2多針距電腦橫機(jī)進(jìn)行橫編成形鞋面組織的織造，針床寬度為127cm，總針數(shù)為699針，編織利用M1軟件設(shè)置上機(jī)文件。

以單面緯平針、1+1羅紋組織、1+1雙反面組織為實(shí)例，為便于成圈及線圈外觀形態(tài)美觀，其線圈長(zhǎng)度 Np值分別為 12.0、9.0、12.5。

表1 棉/錦綸/羊毛包芯紗顏色編號(hào)及實(shí)測(cè)捻度Tab.1 Color and real twist of cotton/nylon/wool core-spun yarn

按照GBT 4802.2—2008《紡織品 織物起球試驗(yàn)馬丁代爾法》，用YG401G型馬丁代爾起球儀進(jìn)行5000次的起球試驗(yàn)，并在暗室中的評(píng)級(jí)箱內(nèi)對(duì)起球后織物進(jìn)行評(píng)級(jí)，通過視覺描述評(píng)級(jí)，由2人進(jìn)行評(píng)價(jià)。

按照GB 19976—2005-T《紡織品頂破強(qiáng)力的測(cè)定鋼球法》，用HD026N多功能電子織物強(qiáng)力儀測(cè)試織物的頂破性能。根據(jù)GB/T 11048—2008《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測(cè)定》，用YG606D型平板式保溫儀對(duì)織物的導(dǎo)熱系數(shù)、克羅值和保溫率進(jìn)行測(cè)試。

上述試驗(yàn)均在溫度為(20±2)℃，濕度為65%±2%條件下先平衡24 h后進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果取平均值。

1.2.3 橫編成形提花鞋面的可編織性

橫編成形鞋面的常見組織結(jié)構(gòu)有加強(qiáng)筋與空氣層集圈組織［6］、雙面提花組織、翻針形成的網(wǎng)眼組織等，結(jié)合相應(yīng)織物的性能特征和鞋面材料的結(jié)構(gòu)分區(qū)，分析滿足橫編成形提花鞋面材料功能分區(qū)和服用性能的要求。

2 結(jié)果和討論

2.1 包芯色紗物理性能

2.1.1 色紗條干均勻度

對(duì)8種不同顏色的包芯紗分別進(jìn)行了條干、粗細(xì)節(jié)和毛粒等指標(biāo)的測(cè)試，結(jié)果見表2。由表中數(shù)據(jù)可知，2#試樣(黑色紗)的條干不勻率最高，有粗節(jié)，其余試樣間差異均不顯著。

2.1.2 色紗毛羽指數(shù)及其分布

紗線的毛羽指數(shù)對(duì)織物的諸多性能會(huì)產(chǎn)生影響，如手感、風(fēng)格、起毛起球性能［7］、保暖性等。測(cè)試40個(gè)紗管，每個(gè)紗管測(cè)試長(zhǎng)度為10 m，結(jié)果取平均值。表3、4列出了8種試樣的毛羽指數(shù)、毛羽長(zhǎng)度為3mm及3mm以上的毛羽指數(shù)之和S3、總毛羽指數(shù)Tp和S3占Tp的百分比ST，其中Tp為不同毛羽長(zhǎng)度(1～9mm)的毛羽指數(shù)之和［8］，ST為毛羽指數(shù)為3mm及3mm以上的毛羽指數(shù)之和ST占總毛羽指數(shù)Tp的百分比。

表2 包芯紗線條干均勻度Tab.2 Average values of irregularity and imperfections of core-spun yarns

由表3、4可知，2#試樣(黑色)毛羽長(zhǎng)度分布及S3、Tp和 ST指數(shù)最高，其次是 5#試樣(墨綠);而 3#試樣(淡綠)的毛羽指數(shù)相對(duì)最低，這可能與染色升溫及保溫工藝有關(guān)，染深色時(shí)為了上色和固色而延長(zhǎng)保溫時(shí)間，因此對(duì)纖維表面完整性和物理性能都有損傷。

表3 包芯紗線毛羽指數(shù)Tab.3 Average number of hairs in different length groups for core-spun yarns

表4 紗線的S3、Tp和ST平均值Tab.4 Mean values of S3，Tpand STfor core-spun yarns

2.1.3 色紗拉伸性能

由于染色過程中染料的吸附和染色溫度的影響，包芯紗的拉伸性能出現(xiàn)顯著差異，結(jié)果如表5所示。由表可知，2#紗(黑色)的斷裂強(qiáng)力比3#紗(淡綠)下降39.9%，斷裂伸長(zhǎng)下降17.55%。說明染深色劣化了紗線的物理性能，而物理性能直接影響橫機(jī)產(chǎn)品的可編織性［9］。

2.2 橫編成形提花鞋面織物的服用性能

2.2.1 鞋面織物的頂破性能

頂破強(qiáng)力是考核針織物質(zhì)量的一個(gè)重要物理指標(biāo)。表6示出3種針織物的頂破性能。由表可看出，針織物的頂破強(qiáng)力受組織結(jié)構(gòu)和線圈長(zhǎng)度影響較大，1+1羅紋的頂破強(qiáng)力最大，其次是單面緯平針，最低的是1+1雙反面，即頂破強(qiáng)力隨線圈長(zhǎng)度的增大而減小。其原因是線圈長(zhǎng)度越大，在單位受力面積內(nèi)同時(shí)承受外力的線圈數(shù)越少。這個(gè)結(jié)果與李孔虎等［10］的研究結(jié)果一致，染色深淺對(duì)針織物的頂破性能有影響，對(duì)應(yīng)于3種組織，2#-2織物(黑色)的頂破強(qiáng)力最差，與最大強(qiáng)力的1#-1織物(淺灰色)差異分別為41.7%(1+1羅紋)、36.1%(單面緯平針)、32.1%(1+1雙反面)，這可能與染色后紗線毛羽和拉伸性能有關(guān)。紗線毛羽指數(shù)高，紗線主干纖維數(shù)少，在頂破作用下，同時(shí)承受頂破力的纖維數(shù)較少，故紗線毛羽指數(shù)越高，針織物的頂破強(qiáng)力越小。此外，紗線的斷裂強(qiáng)力越小，針織物的頂破性能越差。

表5 包芯紗的拉伸性能Tab.5 Tensile properties of core-spun yarns

表6 緯平針、1+1羅紋和1+1雙反面織物的頂破性能Tab.6 Ball upend properties of plain，rib and purl fabric

2.2.2 鞋面織物的保暖性

在行走和運(yùn)動(dòng)過程中，鞋面對(duì)足部具有一定的包裹及支撐作用，不僅有利于平衡鞋腔體內(nèi)熱量保持與散發(fā)的關(guān)系，起到保暖效果，而且也提供了安全性和穩(wěn)定性［11］?？椢锏膶?dǎo)熱系數(shù)越小、克羅值越大，其保溫率越高。一般來說，保溫性取決于傳熱性、含氣率、織物的結(jié)構(gòu)，尤其是輕薄針織物更為復(fù)雜，這是因?yàn)闅饪椎拇笮?、容積等會(huì)改變空氣的對(duì)流情況。表7示出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下不同顏色織物的導(dǎo)熱性能。

表7 緯平針、1+1羅紋和1+1雙反面織物的保溫性Tab.7 Heat insulating property of plain，rib and purl fabric

由表7可知組織結(jié)構(gòu)對(duì)保暖性有影響，1+1雙反面織物比1+1羅紋織物的保溫率稍高，緯平針織物的保溫率最低，這是因?yàn)榫暺结樤趩吾槾簿幙棧€圈的三維結(jié)構(gòu)較1+1羅紋和1+1雙反面組織空間延伸度小、厚度較薄，其可儲(chǔ)蓄靜止空氣的能力較弱［12］。

2.2.3 鞋面織物的起毛起球性能

對(duì)針織物進(jìn)行5000次馬丁代爾起球試驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。從圖可看出，組織結(jié)構(gòu)對(duì)起毛起球的影響較明顯，緯平針組織為單針床單面編織成圈，較1+1羅紋和1+1雙反面在三維空間結(jié)構(gòu)的厚度方向薄，在長(zhǎng)度和寬度方向的平面上結(jié)構(gòu)緊湊，受利薩茹曲線摩擦后，織物表面紗線中纖維間的握持力度較大，纖維抽拔不易，成球較小較少。1+1羅紋織物的表面起球后因形成的毛球高度較高，受纖維間的互竄糾纏連接機(jī)制作用，形成毛球根部纖維的自繞和鎖結(jié)，在經(jīng)受抽拔和摩擦作用力時(shí)不易從織物表面脫落，圖2示出1+1羅紋針織物的起毛起球照片。

圖1 緯平針針織物的起毛起球照片F(xiàn)ig.1 Photos of fuzzing and pilling of plain fabric

圖2 1+1羅紋針織物的起毛起球照片F(xiàn)ig.2 Photos of fuzzing and pilling of rib fabric

1+1雙反面組織因不斷在前后針床翻針成圈，線圈長(zhǎng)度值最大，形成的織物結(jié)構(gòu)疏松，織物表面的纖維在受到外力作用后糾纏成球，球體緊密，為類圓形，圖3示出1+1雙反面針織物的起毛起球照片。此外，在同種組織結(jié)構(gòu)中，3#-3織物(淡綠)因其毛羽指數(shù)及S3值最低，其起毛起球最少，這個(gè)結(jié)論與Beltran 等［8］的研究結(jié)果一致。

圖3 1+1雙反面針織物的起毛起球照片F(xiàn)ig.3 Photos of fuzzing and pilling of purl fabric

2.3 橫編成形提花鞋面可編織性分析

2.3.1 橫編成形提花鞋面的結(jié)構(gòu)區(qū)域

橫編成形提花鞋面一般為雙面織物，花型效應(yīng)可通過結(jié)構(gòu)提花和顏色提花來形成，結(jié)構(gòu)提花主要是利用針織的三功位技術(shù)即成圈、集圈和浮線以及翻針移圈形成花型效應(yīng)，雙面顏色提花主要是采用空氣層組織、反面芝麻點(diǎn)組織。橫編成形提花鞋面材料根據(jù)運(yùn)動(dòng)需求及美觀性，可分為鞋頭區(qū)域(A)、鞋幫兩側(cè)區(qū)域(B)、鞋頭與鞋底連接部位及不同功能區(qū)域的連接區(qū)(C)、鞋子Logo區(qū)(D)、為了美觀勾畫的線條區(qū)(E)及鞋跟區(qū)域(F)、鞋領(lǐng)口區(qū)域(L)，如圖4所示。

鞋頭A區(qū)要求具有較好的透氣性和耐磨性，常采用集圈或翻針移圈形成的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)增強(qiáng)透氣性，或連接正反面的雙色小提花結(jié)構(gòu)，提高鞋面織物的緊密性和頂破性能;鞋幫兩側(cè)B區(qū)集圈或翻針形成的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)增強(qiáng)透氣性;鞋頭與鞋底連接部位及不同功能區(qū)域的連接區(qū)C多采用空氣層提花或雙色橫條組織結(jié)構(gòu);鞋后跟F區(qū)經(jīng)常與腳后踵摩擦，采用不易延伸變形的雙色小提花或斜紋結(jié)構(gòu);地組織G區(qū)為小菱形空氣層提花結(jié)構(gòu);Logo區(qū)D和線條E區(qū)采用類似C區(qū)的空氣層組織;鞋領(lǐng)口區(qū)L采用羅紋組織［6］。

圖4 橫編成形鞋面材料結(jié)構(gòu)分區(qū)Fig.4 Structure areas of flat knitting shaped shoe-upper

2.3.2 橫編成形提花鞋面各結(jié)構(gòu)的受力分析

橫編成形鞋面材料各結(jié)構(gòu)分區(qū)的組織編織圖如圖5所示。

圖5 橫編成形鞋面材料各區(qū)域組織編織圖Fig.5 Knitted structures of flat knitting shaped shoe-upper.(a)Area A;(b)Area B;(c)Area C;(d)Area D;(e)Area E

圖5中a、b、c處均為雙面空氣層提花組織的針盤針與針筒針吃紗，紗線受力增大;d處為翻針形成網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)位置，線圈需從針筒針翻到對(duì)應(yīng)針位的針盤針，不僅要承受因織針沿移圈系統(tǒng)三角上升到最高位置進(jìn)行翻針的垂直方向的張力和與織針產(chǎn)生的摩擦力，還要承受在翻針時(shí)彈性擴(kuò)圈片張開時(shí)水平方向的張力，故在進(jìn)行翻針形成網(wǎng)眼組織的編織時(shí)，除機(jī)速降慢、線圈長(zhǎng)度NP值設(shè)定恰當(dāng)外，紗線的強(qiáng)力和延伸性是編織橫編提花鞋面材料的重要影響因素。在橫機(jī)成形過程中，紗線需承受前后針床交替成圈或翻針的動(dòng)作，如編織反面芝麻點(diǎn)的三色提花組織，線圈在前針床和后針床都要編織成圈，斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)低的紗線(如2#紗)在顏色交接處易出現(xiàn)破洞;如編織網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，低斷裂伸長(zhǎng)和強(qiáng)力的紗線承受不了前后針床的頻繁雙向翻針移圈接圈動(dòng)作，從而影響正常編織。

3 結(jié)論

本文主要討論了8種包芯色紗的紗線條干、毛羽及拉伸性能對(duì)橫編成形提花鞋面織物的編織性能、織物保溫性、頂破性能和起毛起球的綜合影響。通過紗線條干不勻指標(biāo)和毛羽指數(shù)的測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紗線染色深淺影響顯著，棉/錦綸/羊毛包芯紗經(jīng)染深色后，羊毛纖維表面受損傷，其條干不勻率和紗線毛羽指數(shù)增大。深色包芯紗織物頂破強(qiáng)力下降，這與紗線的條干不勻指標(biāo)、毛羽指數(shù)和拉伸性能指標(biāo)結(jié)果一致。針織物的保溫性與線圈長(zhǎng)度成反比。組織結(jié)構(gòu)的緊密程度及線圈長(zhǎng)度對(duì)起球后成球形態(tài)有較大影響。紗線毛羽受染色深度影響較大，從而影響織物起毛起球性能。原料的選用及染色工藝對(duì)橫編成形性的影響尚需進(jìn)一步研究，從而為解決針織一次成形橫編鞋面織物提供有效的方法和措施。

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Influence of dyed cotton/polyamide/wool core-spun yarn properties on flat knitting shaped shoe-upper knittability

WAN Ailan，CONG Honglian，JIANG Gaoming，ZHONG Jun，WANG Min
(Engineering Research Center of Knitting Technology，Ministry of Education，Jiangnan University，Wuxi，Jiangsu 214122，China)

The polyester filament was applied commonly in flat knitting shaped shoe-upper.In order to increase the moisture absorption and touch comfortability，the yarn properties of cotton/polyamide/wool yarns with 8 colors were compared to research influence thereof on the knittability on flat knitting machine and the knitted fabrics properties.The component of the core-spun yarn was 60%of cotton，30%of polyamide and 10%of wool.The dyed yarn evenness，hairiness and tensile properties were characterized.The bursting strength， fuzzing and piling properties， heat retention property and knittability of corresponding knits with single jersey，rib and purl structure were investigated.The results show that the tensile strength of the dark yarn was the lowest，which descended by 39.9%compared with that of light green，and the knittability and the bursting strength of the corresponding fabric were decreased，especially the dark yarns were broken when the double jacquard and the mesh structure were knitted.The hairiness index(34.58/10 m)and the numbers of pills of knits were lowest of light green yarn.

cotton/polyamide/wool core-spun yarn;knittability;flat knitting shaped shoe-upper with double jacquard;bursting strength;fuzzing and pilling

TS 182.7;TS 186.2

A

10.13475/j.fzxb.20140505406

2014－05－28

2015－03－31

國家科技支撐項(xiàng)目(2012BAF13B03);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(JUSRP11452，JUSRP51404A)

萬愛蘭(1976—)，女，講師，博士。主要研究方向?yàn)獒樋椊Y(jié)構(gòu)與性能。E-mail:ailan.wan@jiangnan.edu.cn。