王　琳，馮向偉，曹秋玲

(河南工程學院 紡織學院，河南 鄭州 450007)

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咖啡炭無縫內(nèi)衣面料的開發(fā)與性能研究

王琳，馮向偉，曹秋玲

(河南工程學院 紡織學院，河南 鄭州 450007)

摘要：選用咖啡炭滌綸長絲分別與棉紗、天竹紗、棉氨包芯紗和滌綸長絲交織，在全成型針織無縫內(nèi)衣機上設(shè)計生產(chǎn)了5種添紗內(nèi)衣面料.對織物進行性能測試可知，咖啡炭長絲織物較咖啡炭長絲與短纖紗交織織物的頂破強力和耐磨性好；咖啡炭長絲與棉紗、天竹紗交織，能夠改善織物的透氣、透濕和導濕性；咖啡炭纖維適宜用來制作直接接觸皮膚的無縫內(nèi)衣面料.

關(guān)鍵詞：咖啡炭；纖維；無縫內(nèi)衣；性能

咖啡炭纖維是利用廢棄的咖啡渣，經(jīng)過1 000 ℃以上的煅燒處理，運用最新的納米技術(shù)對其進行微粉化后加入紡絲熔體中生產(chǎn)的一種新型環(huán)保纖維.咖啡渣的回收再利用不增加地球負擔，可達到紡織生產(chǎn)節(jié)能減碳的目的.咖啡炭滌綸纖維是以聚酯為載體的一種功能性纖維，具有消臭除味、釋放負離子、蓄熱保暖、發(fā)射遠紅外等功能，貼身穿著能夠帶給消費者清爽舒適的感覺[1-3].咖啡炭纖維的成功開發(fā)，為紡織產(chǎn)品提供了新的原料素材.采用咖啡炭滌綸長絲分別與棉紗、天竹紗、棉氨綸包芯紗和滌綸長絲交織,設(shè)計生產(chǎn)了5種咖啡炭織物，對織物進行頂破、耐磨、透氣、透濕和導濕等性能測試，為進一步進行咖啡炭產(chǎn)品的開發(fā)提供了參考資料.

1產(chǎn)品設(shè)計

1.1原料選擇

選用83 dtex(75D)咖啡炭滌綸長絲分別與18.4 tex(32S)棉紗、14.6 tex(40S)天竹紗和18.4 tex(32S)棉氨包芯紗交織設(shè)計生產(chǎn)了3種長絲短纖紗交織物.天然棉纖維具有優(yōu)良的吸濕性能,手感柔軟、穿著舒適，常作為針織內(nèi)衣的主要原料；天竹纖維是以竹材為原料的再生纖維素纖維，具有吸放濕性能優(yōu)良、手感柔軟、抗菌、抑菌、易于生物降解的特性；棉氨包芯紗是由氨綸作紗芯、外包棉纖維的組合紗線，集合了棉纖維吸濕透氣和氨綸彈性持久的優(yōu)點.將咖啡炭滌綸長絲分別與棉紗、天竹紗和棉氨包芯紗交織，既能保持咖啡炭的功能，也能使產(chǎn)品具有纖維素纖維良好的穿著舒適性和氨綸的合體性，尤其適合制作直接接觸皮膚的無縫內(nèi)衣.同時，設(shè)計生產(chǎn)了83 dtex咖啡炭滌綸長絲與83 dtex滌綸長絲交織和純咖啡炭2種長絲織物，以全面了解咖啡炭長絲織物的性能特點.

1.2機器參數(shù)

機器型號為BQDYTEC8全成型無縫針織內(nèi)衣機，機號為26針/25.4 mm，路數(shù)為8路，每路紗嘴數(shù)為4個，筒徑為35.56 cm，針數(shù)1 152枚.

1.3編織工藝

1.3.1組織設(shè)計

平針組織為單面結(jié)構(gòu)，織物的縱橫向延伸性都比較好，但易脫散和卷邊.添紗組織以緯平針組織為地組織，在編織時一根紗線為地紗、一根紗線為面紗，添紗組織的編織圖如圖1所示.

圖1添紗組織編織圖
Fig.1Notation of plating stitch

1.3.2程序設(shè)計

全成型無縫內(nèi)衣機采用專用的花型軟件設(shè)計系統(tǒng)，程序通過U盤輸入到機器控制器，共8個成圈系統(tǒng)，每個成圈系統(tǒng)的彎紗三角由步進電機控制其彎紗深度，各編織系統(tǒng)具備二功位選針(成圈或浮線).每個系統(tǒng)有一個16級電子選針器、4個紗嘴，采用微處理可編程邏輯件的架構(gòu)，通過總線控制方式自動控制，每只紗嘴配置斷紗自停裝置，每兩路設(shè)有斷針自停裝置.在編程時，每個編織系統(tǒng)的所有織針都參加編織，一個成圈系統(tǒng)編織一個橫列，每路有4個紗嘴，1號紗嘴為面紗，4號紗嘴為地紗，2號和3號紗嘴退出工作.

1.3.3穿紗方式

1#織物，各成圈系統(tǒng)的1號紗嘴穿咖啡炭長絲，4號紗嘴穿棉紗；2#織物，各成圈系統(tǒng)的1號紗嘴穿咖啡炭長絲，4號紗嘴穿天竹紗線；3#織物，各成圈系統(tǒng)的1號紗嘴穿咖啡炭長絲，4號紗嘴穿棉氨綸包芯紗；4#織物，各成圈系統(tǒng)的1號紗嘴穿滌綸，4號紗嘴穿咖啡炭長絲；5#織物，各成圈系統(tǒng)的1號和4號紗嘴均穿咖啡炭長絲.

1.3.4生產(chǎn)要點

棉纖維和天竹短纖維紗需經(jīng)過絡(luò)筒除去紗疵，進行上蠟或給油處理,長絲則不需要考慮除去紗疵.開始編織時，先慢速編織，正常運轉(zhuǎn)后再以30 r/min的速度編織.在編織過程中,各路張力要均勻一致且保持穩(wěn)定,采用松式落布.程序復位編織后，要把不編織的紗嘴的紗線剪斷，否則布面會出現(xiàn)破洞疵點.最后，把紗頭纏繞到中間的導棒上，以方便下次使用.

2性能測試

2.1規(guī)格參數(shù)

設(shè)計開發(fā)的咖啡炭無縫內(nèi)衣面料規(guī)格參數(shù)見表1.

表1　面料規(guī)格參數(shù)

2.2試驗方法

2.2.1頂破

參考GB/T 19976—2005《紡織品頂破強力的測定 鋼球法》[4]，1#～5#織物分別裁取直徑為6 cm的試樣5塊，在HD026N電子織物強力儀上進行頂破試驗，頂破鋼球下降速度為100 mm/min，計算試樣頂破強力的平均值.

2.2.2耐磨

采用Y522型圓盤式織物平磨儀測試織物的耐磨性，1#～5#織物分別剪取直徑為125 mm的圓形試樣5塊，選用質(zhì)量為500 g的重錘，磨料為中A-150，磨損次數(shù)為200轉(zhuǎn).采用質(zhì)量減少率來評價試樣的耐磨性.

2.2.3透氣

參考GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測定》[5]，采用YG461D型數(shù)字式織物透氣量儀，在規(guī)定的壓差條件下，測定1#～5#織物的透氣率.

2.2.4透濕

參考GB/T 12704.1—2009《紡織品織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》[6]，1#～5#織物分別裁取直徑為70 mm的試樣3塊，在試驗箱內(nèi)進行透濕性試驗，計算織物的透濕率.

2.2.5導濕

參考FZ/T 01071—2008《紡織品毛細效應(yīng)試驗方法》[7]，1#～5#織物分別裁取縱橫向30 cm×2.5 cm的條形試樣各3塊，將試樣的一端浸入YG871型毛細效應(yīng)測定儀的液體中，測量在規(guī)定時間內(nèi)液體沿試樣上升的高度，計算縱橫向平均芯吸高度.

2.3結(jié)果與討論

咖啡炭無縫內(nèi)衣面料的性能測試結(jié)果見表2.

表2　性能測試結(jié)果

2.3.1頂破性能

從表2可以看出，4#織物的頂破強力最大，1#織物的頂破強力最小，其他織物的頂破性能接近.針織物的織物組織結(jié)構(gòu)和原料成分對頂破性能均有影響，4#織物面紗為滌綸長絲，強伸性能較棉紗、天竹紗和咖啡炭滌綸好，面料頂破強力明顯提高；3#織物地紗為棉氨包芯紗，強度雖低但斷裂伸長率較大，而且面料較厚，故頂破性能也較好.

2.3.2耐磨性能

在5種咖啡炭長絲針織物中，質(zhì)量減少率最大的是3#織物，1#次之，4#和5#織物的質(zhì)量減少率較小，故耐磨性好.這是由于1#～3#織物采用了棉紗、天竹紗和棉氨包芯紗添紗組織，短纖維的含量增加，織物經(jīng)受摩擦作用時短纖維易從織物中抽出脫落，耐磨性能變差.4#和5#織物均由長絲組成，纖維不易從織物中抽出脫落，所以耐磨性能提高.由于咖啡炭滌綸長絲中添加了咖啡炭納米顆粒，強力較普通滌綸長絲有所下降，故5#純咖啡炭滌綸長絲織物較4#咖啡炭滌綸與普通滌綸交織物的耐磨性稍差.

2.3.3透氣性

織物的透氣率越大，透氣性就越好.由表2可以看出，5種織物透氣性能從優(yōu)到劣的排序為5#，2#，4#，1#，3#.其中，5#織物為咖啡炭長絲織物，厚度小、面密度小、長絲紗體表面光滑.咖啡炭纖維由于添加了咖啡炭粉體顆粒，纖維表面和內(nèi)部有一定的孔隙，這些孔隙能很好地吸附空氣，使咖啡炭織物的透氣性增強.2#織物的紗為天竹紗，天竹纖維截面為不規(guī)則鋸齒形，有明顯的孔隙和裂紋，呈多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，縱向有溝槽，有利于面料透氣.4#織物為長絲織物，厚度小、面密度小、織物密度小，故透氣性也較好.3#棉氨包芯紗/咖啡炭添紗織物的透氣性最差，主要是因為氨綸的彈性大，織物厚度和密度也較大，所以透氣性下降.

2.3.4透濕性

織物的透濕性直接影響到人體服裝(織物)環(huán)境微氣候的相對濕度，織物的透濕性差，不能有效排濕，人體穿著會感到不舒適.織物的透濕率越大，透濕性就越好.5種織物的透濕性能從優(yōu)到劣的排序為2#，1#，3#，5#，4#.其中，2#織物的透濕性最好，主要是由于天竹纖維不僅吸濕能力強，而且散濕快.1#和3#織物中的棉纖維吸濕性好，短纖維紗與咖啡炭滌綸交織有利于水蒸氣向外界傳遞，但3#織物較2#織物厚、密度大，纖維間的接觸點多、傳遞通道長，水分子遇到的阻礙大，所以3#織物較2#織物的透濕性差.4#和5#織物同為長絲織物，纖維內(nèi)親水基團少、吸濕能力差，咖啡炭纖維由于添加了咖啡炭粉體顆粒，孔隙增加、結(jié)構(gòu)疏松，吸濕性能較普通滌綸得到了改善，所以5#織物較4#織物的透濕性能有所提高.

2.3.5導濕性

利用縱橫向平均芯吸高度表征織物的導濕性能，5種織物的導濕性能排序與透濕性能相同，從優(yōu)到劣排序為2#，1#，3#，5#，4#.織物的導濕性與透濕性均受到纖維吸濕能力的影響，2#天竹紗與咖啡炭添紗織物的導濕性明顯優(yōu)越，同為長絲織物的5#咖啡炭織物較4#咖啡炭長絲與滌綸長絲交織物的芯吸能力強，說明咖啡炭顆粒的加入改善了織物的導濕性.

3結(jié)論

(1)咖啡炭長絲織物較咖啡炭長絲與短纖紗交織織物的頂破強力和耐磨性好.

(2)咖啡炭長絲與棉紗、天竹紗和棉氨包芯紗交織，能夠改善織物的穿著舒適性，特別是天竹紗的加入能夠明顯提高織物的透氣、透濕和導濕能力.

(3)咖啡炭纖維由于加入了咖啡炭納米顆粒，強度稍有下降但吸附能力明顯提高，適宜制作直接接觸皮膚的無縫內(nèi)衣面料，既有較好的頂破強力和耐磨性能，也有良好的透氣、透濕和導濕性能，故既耐穿又舒適.

參考文獻：

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Development of coffee carbon seamless underwear fabrics

and the properties study

WANG Lin, FENG Xiangwei, CAO Qiuling

(CollegeofTextiles,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou450007，China)

Abstract:5 kinds of seamless underwear fabrics are developed through seamless underwear knitting machine by using coffee carbon filament interwoven with cotton yarn, bamboo pulp fiber yarn, cotton and spandex core-spun yarn or polyester filament. The properties of the products are tested and the conclusion is that bursting strength and wear resistance of coffee carbon filament fabric is better than that of coffee carbon fabric interwoven with spun yarn; air permeability, the moisture permeability and moisture conductivity of coffee carbon fabric interwoven with cotton or bamboo pulp fiber yarn are excellent. Coffee carbon filament is suitable for the seamless underwear fabric with direct contact to skin.

Key words:coffee carbon; filament; seamless underwear; property

作者簡介：王琳(1965-),男，河南南陽人，教授，主要從事針織新產(chǎn)品的開發(fā)與研究.

基金項目：河南省科技廳科技攻關(guān)項目(132102110176);河南工程學院紡織科技與標準應(yīng)用研究所項目(YJJJ2013006)

收稿日期：2014-10-12

中圖分類號：TS186.2

文獻標志碼：A

文章編號：1674-330X(2015)01-0009-04