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        錦綸/熔紡氨綸針織面料防脫散熱定型工藝研究

        2019-11-28 05:03:46袁維娜李家成
        國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào) 2019年9期

        袁維娜 李家成 沈 為

        1. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)) 2. 廣東瑞源科技股份有限公司(中國(guó))

        針織面料質(zhì)地柔軟、貼身舒適,深受人們的歡迎。但針織產(chǎn)品在使用過(guò)程中具有容易脫散的共性問(wèn)題,嚴(yán)重影響了織物的產(chǎn)品質(zhì)量與使用價(jià)值。調(diào)查表明,脫散是影響針織物穿著服用性能的主要原因之一[1]。改善針織物的脫散性能并提高針織物的彈性回復(fù)性是針織領(lǐng)域比較關(guān)注的研究?jī)?nèi)容。

        目前,為防止針織面料在邊緣處脫散,常規(guī)方法是對(duì)裁剪的邊緣包縫鎖邊,或用布帶等進(jìn)行滾邊處理[2]。這種方法不僅增加了服裝加工工序與經(jīng)濟(jì)成本,而且也可能影響服裝的美觀度。本文采用熔紡氨綸,利用熔紡氨綸在一定溫度下可以熔融黏結(jié)的特性,改善針織面料的脫散性能,對(duì)織物試樣防脫散的熱定型工藝進(jìn)行探討。

        1 試驗(yàn)部分

        1.1 面料制備

        本文選用77.78 dtex/48F錦綸與22.22 dtex熔紡氨綸在無(wú)縫內(nèi)衣機(jī)上編織平針全添紗織物,其編織圖如圖1所示。所用機(jī)型為T(mén)OP-2型無(wú)縫內(nèi)衣機(jī),機(jī)號(hào)為E 28??椢镌嚇游锢韰?shù)如表1所示。

        圖1 織物試樣編織圖

        表1 織物試樣物理參數(shù)

        1.2 熱定型方案

        熔紡氨綸需經(jīng)一定的熱處理才能在針織物中將形成的線圈相互黏結(jié)固定,本文從熱定型溫度及熱定型時(shí)間兩個(gè)方面分別進(jìn)行探討。

        1.2.1 溫度單因子試驗(yàn)

        織物試樣的熱定型采用的是干熱定型方式。根據(jù)前期供方氨綸裸絲熱處理的結(jié)果,以及錦綸針織物熱定型的常用溫度范圍,確定了織物試樣的定型溫度為140、 150、 160、 170和180 ℃,定型時(shí)間均為60 s,然后進(jìn)行脫散性能測(cè)試。

        1.2.2 時(shí)間單因子試驗(yàn)

        在溫度單因子測(cè)試中,在將定型時(shí)間設(shè)置為60 s條件下,當(dāng)定型溫度為140 ℃和150 ℃時(shí),熔紡氨綸并未黏結(jié)成網(wǎng),織物試樣仍可橫向脫散;當(dāng)定型溫度超過(guò)170 ℃時(shí),試樣中的熔紡氨綸已經(jīng)黏結(jié)成網(wǎng),但定型后的織物色澤泛黃;而經(jīng)160 ℃定型后的織物具有成網(wǎng)的趨勢(shì)。因此,將定型溫度設(shè)置為160 ℃,并將定型時(shí)間調(diào)整為80, 100和120 s進(jìn)行試驗(yàn)。

        1.3 織物脫散性測(cè)試

        1.3.1 試驗(yàn)儀器

        本文采用XN-1A型氨綸彈性?xún)x對(duì)織物邊緣的紗線脫散性能進(jìn)行測(cè)試。在針織物的脫散性試驗(yàn)中,要求儀器一端夾持紗線,另一端夾持織物,測(cè)試紗線從織物邊緣脫散下來(lái)所需的力值。普通的織物強(qiáng)力儀夾持紗線時(shí)容易滑移,且量程太大、精度不夠。本文采用氨綸彈性?xún)x,該儀器可以滿(mǎn)足量程、隔距及精度方面的要求,但夾頭寬度不夠夾持織物。本文對(duì)夾頭進(jìn)行了改造,鑒于氨綸彈性?xún)x的上夾持器裝有力學(xué)傳感器,故將下夾頭更換為織物夾頭,圖2a)為原夾頭,圖2b)為改造后的夾頭。

        1.3.2 試驗(yàn)方法與步驟

        首先將織物試樣提前脫散為光邊,脫散后織物試樣規(guī)格為10 cm× 8 cm,即沿織物橫列方向?yàn)?0 cm,縱行方向?yàn)? cm。然后沿著織物一端脫散出一部分錦綸和氨綸,將織物對(duì)折夾持在下夾頭上,脫散出的紗線夾持在上夾頭上,進(jìn)行脫散性測(cè)試。

        a) 原夾頭

        b) 改造后的夾頭

        脫散性能用紗線從織物試樣邊沿中拉脫所需的力值表征。對(duì)于可以順利脫散的試樣,其脫散力用紗線穩(wěn)定持續(xù)脫散時(shí)脫散曲線波峰的平均值表示;對(duì)于不可以順利持續(xù)脫散的試樣,其脫散力用試樣在脫散過(guò)程中的最大力值表示。

        1.4 織物拉伸回彈性測(cè)試

        1.4.1 試驗(yàn)儀器

        織物拉伸回彈性測(cè)試采用Instron電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。

        1.4.2 試驗(yàn)方法

        根據(jù)FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復(fù)率試驗(yàn)方法》,采用定伸長(zhǎng)反復(fù)拉伸的方式進(jìn)行測(cè)試,設(shè)置隔距長(zhǎng)度為100 mm,預(yù)加張力為0.1 N,拉伸速度為100 mm/min,回程速度為50 mm/min,預(yù)定伸長(zhǎng)為50%,當(dāng)試樣達(dá)到預(yù)定伸長(zhǎng)時(shí)停頓1 min,然后回到起點(diǎn),停頓3 min,如此進(jìn)行反復(fù)拉伸,一個(gè)試樣反復(fù)拉伸3次,分別測(cè)試織物橫向和縱向的彈性回復(fù)率。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 熱定型溫度對(duì)織物的脫散性能的影響

        當(dāng)織物試樣熱定型時(shí)間設(shè)置為60 s時(shí),經(jīng)不同熱定型溫度處理后,織物邊緣紗線拉脫的脫散力試驗(yàn)結(jié)果如表2所示,脫散力曲線如圖3所示。

        表2 熱定型時(shí)間為60 s時(shí),不同熱定型溫度下織物的脫散力

        圖3 不同熱定型溫度下織物試樣的脫散力曲線

        由表2可知,當(dāng)定型時(shí)間穩(wěn)定為60 s時(shí),隨著熱定型溫度的升高,織物邊緣紗線的脫散力增大。在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),沒(méi)有經(jīng)熱定型處理的織物,其紗線可以持續(xù)穩(wěn)定而順暢地與織物脫離,且在整個(gè)紗線脫散過(guò)程中,脫散力值沒(méi)有太大波動(dòng),平均值為1.70 cN。

        經(jīng)140 ℃熱定型后的織物,其紗線也可穩(wěn)定順利地脫散,但脫散力比未定型的織物大,說(shuō)明線圈之間的脫散阻力有所增大。140 ℃熱定型后的織物的脫散力平均值為4.84 cN。經(jīng)150 ℃熱定型后的織物,其脫散力波動(dòng)比140 ℃熱定型織物的大,但仍然可以持續(xù)脫散,脫散力平均值為11.63 cN。

        經(jīng)160 ℃和170 ℃熱定型后的織物,在測(cè)試過(guò)程中的脫散力波動(dòng)起伏較大。這是由于織物試樣中的熔紡氨綸在此溫度下已開(kāi)始出現(xiàn)部分熔融,與錦綸絲產(chǎn)生較大的黏滯力,使得錦綸復(fù)絲線圈無(wú)法完整地從與之穿套的前一個(gè)線圈中脫散出來(lái)。部分錦綸絲會(huì)與相鄰線圈出現(xiàn)纏結(jié)、拉扯現(xiàn)象,導(dǎo)致紗線不能連續(xù)穩(wěn)定而順利地脫散,且可連續(xù)脫散的線圈縱行數(shù)減少。

        當(dāng)試樣織物經(jīng)180 ℃下60 s熱定型后,原先脫散出來(lái)的氨綸絲熔融斷裂,只剩下連續(xù)的錦綸絲,且錦綸絲由于高溫加熱手感稍脆硬。將該錦綸絲夾持在上夾頭上進(jìn)行脫散測(cè)試。在織物脫散性試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),由于所用的錦綸絲是復(fù)絲,部分錦綸單絲在織物經(jīng)熱定型后已被熔融的氨綸絲黏結(jié),導(dǎo)致拉伸過(guò)程中錦綸絲受拉從前一橫列的線圈脫出時(shí),與該線圈的部分單絲黏連。隨著試驗(yàn)過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行,脫散的錦綸絲與越來(lái)越多的后續(xù)縱行中的線圈黏連,導(dǎo)致織物沿橫列方向逐漸被抽緊,如圖4所示,此時(shí)脫散力值不斷增大。隨著試驗(yàn)的進(jìn)一步進(jìn)行,少量錦綸單絲開(kāi)始出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象,同時(shí)也伴隨著已經(jīng)黏結(jié)的氨綸絲被拉斷,部分錦綸單絲從黏結(jié)點(diǎn)處被拉開(kāi),此時(shí)脫散力開(kāi)始迅速下降,最終殘存的錦綸單絲被拉斷。在整個(gè)脫散過(guò)程中,脫散力的峰值為126.37 cN。

        圖4 氨綸絲與錦綸黏結(jié)圖

        2.2 熱定型時(shí)間對(duì)織物脫散性能的影響

        當(dāng)熱定型溫度為160 ℃時(shí),不同熱定型時(shí)間條件下織物的脫散力測(cè)試結(jié)果如表3所示,脫散力曲線如圖5所示。

        表3 熱定型溫度為160 ℃時(shí),不同熱定型時(shí)間下織物的脫散力

        圖5 不同熱定型時(shí)間下織物試樣的脫散力曲線

        在熱定型溫度為160 ℃條件下,熱定型時(shí)間不超過(guò)80 s時(shí),脫散出的氨綸絲斷裂,僅夾持錦綸絲進(jìn)行脫散測(cè)試??椢锝?jīng)80 s和100 s熱定型之后,在較小的延伸率下便達(dá)到脫散力的峰值,且脫散力的峰值出現(xiàn)得越來(lái)越多、越來(lái)越密,說(shuō)明織物中被熔紡氨綸黏結(jié)的線圈數(shù)增多,黏結(jié)的效果越來(lái)越均勻??椢镌?60 ℃、 80 s條件下熱定型時(shí),熔紡氨綸之間及其與錦綸間的黏結(jié)效果最好,此時(shí)的脫散力最大。而經(jīng)100 s和120 s熱定型后,在織物脫散測(cè)試中,脫散力的峰值逐漸減小,這是因?yàn)榭椢镌诮?jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的熱定型后,錦綸紗線變脆,強(qiáng)力有所損傷,因而脫散力的峰值會(huì)降低。由此可知,當(dāng)熱定型溫度為160 ℃,定型時(shí)間為80~100 s時(shí),織物的防脫散效果較好。

        2.3 熱定型工藝對(duì)織物拉伸回彈性的影響

        織物試樣彈性回復(fù)性的測(cè)試結(jié)果如表4所示??偦貜?fù)率以織物橫向和縱向彈性回復(fù)率的平均值表示。

        表4 熱定型溫度為160 ℃時(shí),不同定型時(shí)間條件下織物的彈性回復(fù)率

        圖6 熱定型溫度為60 ℃時(shí)織物試樣 彈性回復(fù)性能測(cè)試結(jié)果

        圖6為織物彈性回復(fù)性能測(cè)試結(jié)果。由表4及圖6可知,在熱定型溫度為160 ℃,不同的熱定型時(shí)間條件下,織物的橫向彈性回復(fù)率普遍大于縱向彈性回復(fù)率;在160 ℃熱定型條件下,織物的橫向彈性回復(fù)率隨著熱定型時(shí)間的增加先增大后減小,縱向彈性回復(fù)率變化并沒(méi)有呈現(xiàn)明顯的規(guī)律;織物的總彈性回復(fù)率隨著熱定型時(shí)間的增加,呈先增大后減小的趨勢(shì),在熱定型時(shí)間為80 s時(shí),織物的總彈性回復(fù)率為93.75%;熱定型時(shí)間為100 s時(shí),織物的總彈性回復(fù)率達(dá)最大值,為93.88%,比80 s時(shí)高0.1%。因此,從節(jié)約能耗、提高生產(chǎn)效率及織物彈性回復(fù)率和防脫散性能方面綜合考慮,溫度為160 ℃,時(shí)間為80 s時(shí)的熱定型工藝較好。

        3 結(jié)論

        本文對(duì)錦綸/熔紡氨綸織物進(jìn)行了熱定型處理,對(duì)處理后織物的脫散性能及拉伸回彈性能進(jìn)行了測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明,在熱定型時(shí)間為60 s,熱定型溫度為140~180 ℃時(shí),隨著溫度的升高,熔紡氨綸會(huì)發(fā)生熔融并將相鄰線圈的紗線黏結(jié),從而改善了針織物的防脫散性能。在熱定型溫度為160 ℃時(shí),隨著熱定型時(shí)間的增加,織物的脫散力值先增大后減小,在160 ℃、 80 s時(shí)試樣織物的防脫散效果最好。綜合而言,使錦綸/熔紡氨綸織物試樣防脫散性能和彈性回復(fù)性能都較好的熱定型工藝是定型溫度為160 ℃, 時(shí)間為80 s。

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