張 毅，高園園

(天津工業(yè)大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300387)

服裝的舒適度取決于織物的各項(xiàng)服用性能，織物的這些性能高度依賴紗線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?；趯w維內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳輸機(jī)理的研究，通過改變紗線結(jié)構(gòu)來提高織物的舒適性，其中之一就是對中空紗的研究。兔毛纖維作為一種天然的中空纖維，特殊的髓腔結(jié)構(gòu)使其具有良好的服用性能[1-2]，但兔毛纖維也存在一定缺點(diǎn)，如卷曲少、可紡性差，加工及使用時(shí)容易掉毛、強(qiáng)力低、靜電大等，這些問題是抑制其產(chǎn)品開發(fā)的瓶頸[3]。近年來，在兔毛纖維結(jié)構(gòu)、紗線結(jié)構(gòu)、熱性能、保暖性、縮絨性等方面的研究為其應(yīng)用提供了依據(jù)[4-5]。趙華等[6]探索粗紡高比例兔毛紗的生產(chǎn)工藝，張光旭等[7]對保暖用中空、多孔紗線及其性能的進(jìn)行了相關(guān)研究，楊衛(wèi)珍等[8]對兔毛纖維結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行深入探索，為研究開發(fā)新型兔毛/天絲混紡織物提供了可行依據(jù)。本文將在已有研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)兔毛的性能，進(jìn)一步研究兔毛/天絲混紡紗工藝，解決兔毛/天絲混紡紗中存在的問題，研究以維綸(PVA)作為伴紡紡制的兔毛/天絲混紡中空紗針織產(chǎn)品的保暖性、透氣性、透濕性與芯紗(PVA)含量的關(guān)系，比較退維后紗線中空結(jié)構(gòu)對織物性能的影響，以開發(fā)出輕質(zhì)保暖的針織產(chǎn)品[9-10]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材 料

以兔毛/天絲70/30混紡作外包紗線，PVA作芯紗紡制紗線，紗線規(guī)格如表1所示，芯紗含量為PVA占整個(gè)混紡紗的含量(下同)。

表1 紗線規(guī)格

1.2 設(shè) 備

QJF-210圓筒針織機(jī)(杭州長河錢江針織機(jī)械廠)，YG(B)461D-II型數(shù)字式織物透氣量儀(溫州大榮紡織儀器有限公司)，LFY-216透濕量測定儀(山東省紡織科學(xué)研究院),ASTM平板式織物保暖測試儀(日本大榮科學(xué)精器制作所)。

1.3 工藝流程

針織物設(shè)計(jì)：緯平組織，行高210 mm，針數(shù)300針。

針織工藝：針織→退維→整理→皂洗→熨燙。

1.4 織物性能測試

1.4.1 透氣性

使用 YG461 型織物透氣儀，根據(jù)GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為壓力差100 Pa、噴嘴號數(shù)8。測試條件為溫度(20±3)℃，相對濕度65%±3%。

1.4.2 透濕性

使用LFY-216透濕量測定儀，采用正杯法，根據(jù)GB/T 1270.4—2009《紡織品 織物透濕性的測定》進(jìn)行測試。測試條件為溫度(25±2)℃，相對濕度20%±2%。

1.4.3 保暖性

使用ASTM平板式織物保暖測試儀，根據(jù) GB 11048—89《紡織品保溫性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為試樣尺寸30 cm×30 cm，實(shí)驗(yàn)條件為溫度(20±0.2)℃，濕度65%±2%。

2 結(jié)果與討論

2.1 兔毛/天絲混紡中空紗針織產(chǎn)品透氣性

分別對退維前后兔毛/天絲混紡針織物的透氣性進(jìn)行了測試，透氣率測試結(jié)果如圖1所示。

圖1 兔毛/天絲混紡中空紗針織產(chǎn)品透氣率

由圖1可以看出：中空紗織物透氣性比包芯紗織物透氣性好，這是因?yàn)橥司S后除去了水溶性維綸芯紗[11-12]，導(dǎo)致織物變薄、織物內(nèi)孔隙率增加，從而增加了織物透氣性。通過比較不同芯紗含量織物的透氣性可以看出：包芯紗織物在芯紗含量為20%的時(shí)候透氣性最大、芯紗含量為25%時(shí)織物的透氣性最小，芯紗含量大于25%后，織物的透氣性又開始增加。這是由于芯紗含量的比例越小，對外層纖維透氣性的影響就越小，當(dāng)芯紗含量過大，外包纖維包覆不完全會使芯紗透過外包纖維，使外包纖維的空隙增加，從而增加透氣性。

對于中空紗織物來說，理論上紗線中空體積越大透氣性越好，但是一旦芯紗含量超出一定范圍，中空體積過大，中空紗線就會坍縮變形[13]，紗線變扁導(dǎo)致中空紗的中空體積受到影響，會使織物收縮，導(dǎo)致織物的紗線間孔隙減小，織物透氣性降低。如圖1退維后曲線所示，芯紗含量在一定范圍內(nèi)，透氣性會隨著芯紗含量的增加而增加，超過一定范圍，透氣性開始下降。從圖1可以看出，芯紗含量為25%的織物透氣性大于芯紗含量為20%的織物，且具有較好的透氣性；芯紗含量超過25%后織物透氣性逐漸降低。

2.2 兔毛/天絲混紡中空紗針織產(chǎn)品透濕性

分別測試退維前后兔毛/天絲混紡針織物的透濕性，芯紗含量影響織物的透濕性能，透濕率見圖2。

圖2 兔毛/天絲混紡中空針織產(chǎn)品透濕率

如圖2所示，退維前多孔紗織物的透濕性低于退維后的中空紗織物的透濕性，這是因?yàn)橥司S前中空紗織物具有較為緊密的織物結(jié)構(gòu)，減少了空氣的空間，延遲了擴(kuò)散過程，空氣具有比纖維材料高得多的水分?jǐn)U散系數(shù)[14]。退維后，將PVA纖維去除，使混紡紗線具有空心結(jié)構(gòu)，可以儲存更多的空氣，導(dǎo)致中空紗線織物的透濕性增加。

從圖2還可以看出，退維前隨著芯紗含量的增加，中空紗織物的透濕性逐漸降低。這是因?yàn)橹锌占喭獍喚€的牽伸是相同的，所以芯紗含量高的紗線體積也會增大，透濕性逐漸降低。退維后織物的透濕性在一定范圍隨著芯紗含量的上升，透濕性能增加，芯紗含量越大，退維后所形成的中空結(jié)構(gòu)越明顯，但超過一定芯紗含量，透濕性能會降低，這是由于芯紗含量過大會破壞中空結(jié)構(gòu)，紗線為包纏紗，退維后紗線條干不均，影響透濕性能的傳遞，導(dǎo)致織物導(dǎo)濕性能降低，所以退維后不同芯紗含量紗線透濕性大小為：芯紗含量25%>芯紗含量20%>芯紗含量29%。

2.3 兔毛/天絲混紡中空紗針織產(chǎn)品保暖性

服裝保暖性主要以克羅值大小來評定,克羅值是指室溫21 ℃，相對濕度50%以下，氣流不超過0.1 m/s(無風(fēng))條件下，試穿者靜坐不動，感覺舒適并維持其體表平均溫度為33 ℃時(shí)，所穿衣服的保溫值為1克羅值，克羅值越大，織物保溫性越好[15]。兔毛/天絲混紡中空紗針織產(chǎn)品保暖性能如圖3所示。

圖3 兔毛/天絲混紡中空紗針織產(chǎn)品保暖性能

由圖3可以看出，中空紗織物(退維后)比包芯紗織物(退維前)的克羅值更高，保暖性更好。這是由于中空紗織物除去了導(dǎo)熱系數(shù)較高的維綸纖維，并且具有包芯紗所不具有的中空結(jié)構(gòu)，空氣可以靜止在紗線的中空結(jié)構(gòu)中，使熱量長時(shí)間維持在織物中，同時(shí)退維后，溶脹的維綸大分子在紗線內(nèi)部和水分子共同作用，使紗線結(jié)構(gòu)疏松，孔隙率增加。但是通過觀察芯紗含量對保暖性和克羅值的影響發(fā)現(xiàn)，隨著芯紗含量的增大，保暖率和克羅值逐漸降低。對包芯紗織物(退維前織物)來說，芯紗含量的增大，導(dǎo)熱系數(shù)高的維綸纖維會直接降低織物的保暖性。對于中空紗織物(退維后織物)來說，保暖率和克羅值的降低是因?yàn)樵谛炯喓看笥?0%后，紗線中空體積過大，纖維間排列不緊密，紗線結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易受到外力的影響，導(dǎo)致空氣在中空結(jié)構(gòu)中處于流動的狀態(tài)，這會加快熱量的散失，并且由于中空體積的增大，中空結(jié)構(gòu)容易被壓扁變形坍縮，使空氣量減少，從而使織物的保暖性下降。故芯紗含量在20%左右可以獲得較為良好的保暖性。

3 結(jié)束語

本文探究了芯紗含量對兔毛/天絲混紡中空紗織物透氣性、透濕性和保暖性的影響，得出：在芯紗含量相同的條件下，PVA溶解后的中空紗織物較PVA溶解前的織物透氣、透濕、保暖性均有所提高，對芯紗含量在20%～25%時(shí)，中空紗線和織物的性能較優(yōu)異，可以兼顧較好的保暖性、透氣性和透濕性。對開發(fā)高支輕薄保暖性內(nèi)衣產(chǎn)品具有重要的借鑒意義。