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        純PTT仿毛面料的設(shè)計(jì)與性能分析

        2021-12-20 12:57:06王美芬呂治家
        棉紡織技術(shù) 2021年12期
        關(guān)鍵詞:手感

        趙 靜 王美芬 呂治家 王 杰

        (1.魏橋紡織股份有限公司,山東濱州,256200;2.魏橋國(guó)科研究院,北京,100020)

        隨著我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)施,消費(fèi)者對(duì)生態(tài)環(huán)保的關(guān)注度越來(lái)越高,企業(yè)從紡織原材料的選用到生產(chǎn)過(guò)程控制,力求降低碳排放和資源消耗。作為一種生態(tài)環(huán)保的生物基材料,PTT(聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯)是由對(duì)苯二甲酸和1,3丙二醇酯化縮聚制得,該纖維兼具錦綸的柔軟性和腈綸的蓬松性,性能優(yōu)勢(shì)明顯[1]1,所織面料蓬松豐滿、手感滑糯、吸濕透氣,抗皺保形性能突出,適合用于仿毛類產(chǎn)品,并且避免了純毛類面料易蟲(chóng)蛀、價(jià)格高、易起毛起球等不足。行業(yè)內(nèi)對(duì)PTT材質(zhì)在毛類風(fēng)格織物中的應(yīng)用已有具體研究,包括采用PTT混紡方式開(kāi)發(fā)用于女士制服類面料等[2-3],而純PTT面料的仿毛效果更加突出,但產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的技術(shù)難度較大。本研究結(jié)合實(shí)踐探討純PTT仿毛面料的設(shè)計(jì)思路和開(kāi)發(fā)方案,并對(duì)面料性能進(jìn)行測(cè)試和分析。

        1 純PTT短纖仿毛面料的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

        毛型面料品類眾多,且不同品類風(fēng)格差異明顯。純PTT仿毛面料的設(shè)計(jì)屬于對(duì)典型風(fēng)格特征的仿樣設(shè)計(jì),需要基于材料本身的特性來(lái)合理選擇應(yīng)用方向。鑒于PTT纖維較低的初始模量以及良好的彈性表現(xiàn),預(yù)測(cè)其更適合于表現(xiàn)精紡毛織物中的女衣呢類或薄型花呢類的風(fēng)格,這類面料的主要特征是手感柔軟、有彈性、活絡(luò)不板不爛。精紡毛織物最重要、最有價(jià)值的風(fēng)格就是手感,手感又是呢類產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要的風(fēng)格追求,因此把PTT仿毛面料的設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在良好手感的打造上[4]108-112。

        為充分發(fā)揮PTT材質(zhì)的柔軟和彈性,利用我公司純紡技術(shù)優(yōu)勢(shì),選用1.33 dtex×38 mm短纖維進(jìn)行純紡。根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]113的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),典型單面花呢及薄花呢的紗線參考線密度一般在單紗17 tex或股線17 tex×2。結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)習(xí)慣,設(shè)計(jì)線密度為19.7 tex,捻度偏小控制,以體現(xiàn)良好的彈性和活絡(luò)手感,并采用賽絡(luò)紡來(lái)降低紗線毛羽,確保面料的強(qiáng)力及耐磨性能??椢镌O(shè)計(jì)方面,女衣呢類織物多采用復(fù)雜小提花、破斜紋等松散組織結(jié)構(gòu),浮長(zhǎng)線偏長(zhǎng),構(gòu)成各種細(xì)致的圖案或凹凸的肌理。較長(zhǎng)的織物浮長(zhǎng)線有利于面料的柔軟舒適,且有利于織物壓縮和彎曲變形的回復(fù),但過(guò)長(zhǎng)的浮長(zhǎng)線容易引起勾絲[5],為實(shí)現(xiàn)良好的仿毛蓬松手感并兼顧機(jī)械性能,織物組織采用相對(duì)松散的三上三下加強(qiáng)破斜紋,如圖1所示。根據(jù)文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),國(guó)毛優(yōu)秀產(chǎn)品單面花呢類的成品經(jīng)緯向緊度推薦數(shù)值分別為89%和64%[4]119,由于PTT具有較好的收縮回復(fù)性能,需要給纖維留出足夠的織縮和染縮空間,按照25%~30%預(yù)留收縮率,綜合各類因素,設(shè)定坯布總緊度為80%,坯布經(jīng)向緊度為64%、緯向緊度為48%,因此確定坯布的經(jīng)緯紗線密度均為19.4 tex,經(jīng)密394根/10 cm,緯密276根/10 cm,上機(jī)幅寬為178 cm。

        圖1 織物組織圖

        因PTT纖維的玻璃化溫度在45℃~65℃,且纖維的初始模量較小,因此該材質(zhì)對(duì)織染生產(chǎn)過(guò)程中的溫度和加工張力特別敏感。該系列產(chǎn)品在漿紗工序選用冷漿低溫上漿工藝,染整采用松式溢流缸染色加工工藝,低溫分散染料常壓沸染,染色溫度100℃,松式定形,超喂量控制在10%~15%,定形溫度為120℃。

        2 面料性能測(cè)試分析

        織物手感與織物力學(xué)性能之間存在相關(guān)性,因此可以通過(guò)測(cè)試織物的力學(xué)性能來(lái)評(píng)價(jià)其手感風(fēng)格。為測(cè)試評(píng)價(jià)PTT仿毛面料的特征仿樣效果,應(yīng)針對(duì)精紡呢類面料的典型風(fēng)格特征,確定相應(yīng)的力學(xué)性能測(cè)試方法,如手感柔軟的特征可以借助彎曲測(cè)試、懸垂測(cè)試來(lái)檢測(cè)評(píng)估,舒適有彈性的特征可以通過(guò)壓縮風(fēng)格測(cè)試、折皺回復(fù)測(cè)試來(lái)評(píng)估,而手感活絡(luò)不板不爛等則可借助彎曲測(cè)試、表面摩擦測(cè)試等指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià)。據(jù)此選定該P(yáng)TT仿毛面料的測(cè)試項(xiàng)目包括表面摩擦性能、壓縮性能、彎曲性能、折痕回復(fù)性能、懸垂性能,并與同規(guī)格純羊毛面料進(jìn)行對(duì)比[6]。

        面料的表面摩擦性能、壓縮性能、彎曲性能3項(xiàng)指標(biāo)采用YG821L型織物風(fēng)格儀進(jìn)行測(cè)試,以力和位移兩個(gè)物理量測(cè)量織物的機(jī)械性能,客觀反映織物的風(fēng)格特征及其服用性能。試驗(yàn)分別依據(jù)FZ/T 01054—2012《織物表面摩擦性能的試驗(yàn)方法》、GB/T 24442.1—2009《紡織品 壓縮性能的測(cè)定 第1部分:恒定法》、GB/T 18318.6—2017《紡織品 彎曲性能的測(cè)定 第6部分:馬鞍法》進(jìn)行測(cè)定,對(duì)面料的經(jīng)緯向各測(cè)試3次,取平均值。

        2.1 表面摩擦性能

        表面摩擦測(cè)試主要是評(píng)價(jià)面料表面的滑、糙、爽程度,F(xiàn)Z/T 01054—2012標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試原理是將兩塊試樣疊合在一起,在一定的正壓力和速度條件下,從水平方向牽移上測(cè)試樣,測(cè)定和計(jì)算此過(guò)程中兩塊面料表面間的摩擦力變化與有關(guān)表面的摩擦性能指標(biāo)。面料表面摩擦性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。純PTT仿毛面料的經(jīng)緯向靜摩擦因數(shù)、動(dòng)摩擦因數(shù)均小于純羊毛面料,說(shuō)明無(wú)論是啟動(dòng)時(shí)還是位移運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,純PTT仿毛面料相比純羊毛面料所受到的摩擦力都更小,表明純PTT仿毛面料比純羊毛面料更加細(xì)膩?lái)樆?/p>

        表1 面料表面摩擦性能測(cè)試數(shù)據(jù)

        分析此指標(biāo)的影響因素認(rèn)為,PTT纖維的模量低、剛性小,所織面料柔軟順滑,而羊毛纖維表面帶有鱗片,雖然經(jīng)縮絨處理,但所織面料在受外力作用時(shí)還是存在一部分定向性摩擦效應(yīng)。

        2.2 壓縮性能

        壓縮測(cè)試可以評(píng)價(jià)面料的蓬松和豐滿等程度,測(cè)試采用單層織物壓縮方式,壓縮接觸面積為18 cm2。根據(jù)織物的表觀厚度來(lái)制作試樣尺寸大小和設(shè)置壓力值的各項(xiàng)參數(shù)。壓縮性能測(cè)試指標(biāo)主要有表觀厚度、穩(wěn)定厚度、壓縮率、壓縮彈性率、比壓縮彈性率、蓬松度等,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。純PTT仿毛面料的表觀厚度比純羊毛面料高0.500 mm,穩(wěn)定厚度比純羊毛面料高0.256 mm,壓縮率比純羊毛面料高6.461個(gè)百分點(diǎn),蓬松度比純羊毛面料高242.853 cm3/g,從上述4項(xiàng)數(shù)據(jù)可知,純PTT仿毛面料比純羊毛面料更加蓬松豐滿,并且穩(wěn)定性較好。

        表2 面料壓縮性能測(cè)試數(shù)據(jù)

        分析該項(xiàng)性能指標(biāo)的影響因素認(rèn)為,PTT材質(zhì)所具有的折線形分子結(jié)構(gòu)形態(tài)可賦予面料蓬松手感和一定彈性,經(jīng)過(guò)染整加工后手感更加突出,實(shí)現(xiàn)了比純羊毛面料更加蓬松豐滿的手感表現(xiàn)。

        2.3 彎曲性能

        彎曲試驗(yàn)主要用以評(píng)價(jià)面料手感的彎曲反彈和剛?cè)嵝阅埽瑴y(cè)試原理是將一定尺寸的試樣兩端夾持到夾樣器上,使試樣呈半圓豎環(huán)狀,在負(fù)荷作用下樣品向下彎曲,隨著變形的增大,半圓豎狀環(huán)兩側(cè)的彎曲應(yīng)力和應(yīng)變漸漸趨大,并待試樣受壓至一定位移后使其回復(fù)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

        表3 面料彎曲性能測(cè)試數(shù)據(jù)

        由表3可知,純PTT仿毛面料與純羊毛面料的經(jīng)向反彈率數(shù)據(jù)接近,純羊毛面料的數(shù)據(jù)略高,由此表明兩種面料的彎曲反彈性能均較好,純PTT仿毛面料在彎曲剛性較小的情況下達(dá)到了較為理想的彎曲反彈效果。由于純PTT仿毛面料過(guò)于柔軟,未能測(cè)出其緯向彎曲性能的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

        通過(guò)以上3種風(fēng)格測(cè)試的數(shù)據(jù)分析得出,純PTT仿毛面料與純羊毛面料相比,兩者風(fēng)格指標(biāo)相近,純PTT仿毛面料滑糯感和蓬松感更有優(yōu)勢(shì),手感更軟,符合精紡毛織物中的女衣呢類或薄型花呢類的風(fēng)格特征。

        2.4 折痕回復(fù)性能

        采用YG541E型織物折皺彈性儀,參照GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測(cè)定回復(fù)角法》,對(duì)兩種面料的折痕回復(fù)性能進(jìn)行測(cè)試,以折痕垂直回復(fù)法評(píng)價(jià)面料的抗折痕性能。兩種面料經(jīng)緯向各測(cè)10個(gè)樣品,取其平均值。測(cè)試數(shù)據(jù)有經(jīng)向折痕回復(fù)角、緯向折痕回復(fù)角、總折痕回復(fù)角。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

        表4 折痕彈性回復(fù)性能測(cè)試數(shù)據(jù)

        由表4可知,兩種面料的折痕回復(fù)性能均優(yōu)異,總折痕回復(fù)角非常相近。羊毛材質(zhì)具有突出的抗折痕能力,而PTT材質(zhì)則是受益于如彈簧形狀的纖維大分子鏈所帶來(lái)的性質(zhì),在外力的作用下可以轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺词健睒?gòu)象[1]3,外力去除后即可恢復(fù)原狀,顯示出優(yōu)異的回復(fù)性能。

        2.5 懸垂性能

        采用YG811E型織物懸垂測(cè)試儀,參照GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測(cè)定》,對(duì)兩種面料的懸垂性能進(jìn)行測(cè)試,在自重作用下對(duì)其自然下垂形成的曲面以平行光進(jìn)行照射,得到水平投影圖并分析計(jì)算,從而獲得懸垂性能指標(biāo)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。

        表5 面料懸垂性能測(cè)試數(shù)據(jù)

        懸垂性能的測(cè)試主要評(píng)價(jià)面料在服用過(guò)程中由于自重作用和彎曲程度而產(chǎn)生的曲面特性,采用圖像處理法測(cè)定織物的懸垂性。評(píng)價(jià)指標(biāo)總體上可分為反映懸垂程度和懸垂形態(tài)兩大類[7],表達(dá)織物懸垂程度的指標(biāo)主要是靜態(tài)懸垂系數(shù)、動(dòng)懸垂系數(shù)、懸垂形態(tài)變化率等。懸垂系數(shù)越小、懸垂形態(tài)變化率越大,說(shuō)明面料越柔軟、形態(tài)變化不呆板。由表5可知,純PTT仿毛面料的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)均較純羊毛面料小,懸垂形態(tài)變化率達(dá)到了純羊毛面料的2.5倍以上,純PTT仿毛面料體現(xiàn)出優(yōu)秀的懸垂性能。反映織物懸垂形態(tài)的指標(biāo)參數(shù)主要是靜態(tài)懸垂波數(shù)、動(dòng)態(tài)懸垂波數(shù)等,懸垂波數(shù)越多、越均勻,說(shuō)明懸垂形態(tài)越好。純PTT仿毛面料的動(dòng)態(tài)懸垂波數(shù)明顯優(yōu)于純羊毛面料,動(dòng)態(tài)投影周長(zhǎng)小于純羊毛面料,該面料在經(jīng)過(guò)勻速旋轉(zhuǎn)再自然下垂時(shí),形成的波紋個(gè)數(shù)多且?jiàn)A角小、分布均勻、投影面積小,面料的懸垂形態(tài)柔和順滑,更具美感。

        3 結(jié)論

        采用新型纖維開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品需要立足于纖維本身的特性,尤其是風(fēng)格特征仿樣,需要認(rèn)真研究目標(biāo)產(chǎn)品典型特征,轉(zhuǎn)化為技術(shù)參數(shù),通過(guò)合理的策劃設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新,充分發(fā)揮出材質(zhì)的優(yōu)勢(shì),在風(fēng)格特征仿樣中有所創(chuàng)新和提高,方能實(shí)現(xiàn)良好的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效果。

        通過(guò)對(duì)純PTT仿毛面料與純羊毛面料的測(cè)試分析可知,純PTT仿毛面料的摩擦因數(shù)比純羊毛面料更小,更加細(xì)膩?lái)樆?;純PTT仿毛面料的表觀厚度比純羊毛面料更大,蓬松性更好;純PTT仿毛面料懸垂系數(shù)更小,面料整體形態(tài)更加柔和美觀;純PTT仿毛面料的折痕回復(fù)角與純羊毛面料接近。綜合評(píng)估認(rèn)為,該純PTT仿毛面料具備精紡毛織物的主要典型特征,手感風(fēng)格符合精紡毛織物中的女衣呢類或薄型花呢類的風(fēng)格定位,適合于女裝上衣、裙子或褲裝用料,面料整體開(kāi)發(fā)效果達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。

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