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        棉低熔點(diǎn)氨綸包芯紗織物的保形性研究

        2022-04-15 05:51:04聶衛(wèi)娟郭明瑞高衛(wèi)東
        棉紡織技術(shù) 2022年4期
        關(guān)鍵詞:折皺緯向氨綸

        聶衛(wèi)娟 郭明瑞 高衛(wèi)東

        (江南大學(xué),江蘇無錫,214122)

        織物的保形性是指織物在使用過程中保持穩(wěn)定形態(tài)的性能[1]。影響織物保形性的因素很多,包括纖維的幾何形態(tài)、彈性、摩擦性能,紗線的結(jié)構(gòu),織物的幾何結(jié)構(gòu)和后處理等[2]。評(píng)價(jià)織物保形性的指標(biāo)有抗皺性、懸垂性、起毛起球性及尺寸穩(wěn)定性等[3]。棉氨綸包芯紗以氨綸長(zhǎng)絲為芯紗、棉為外包纖維加捻紡制而成,兼具氨綸長(zhǎng)絲的彈性和外包棉纖維的優(yōu)良特性,其織物具有舒適、合體、透氣、吸濕、美觀等特性,應(yīng)用廣泛[4-5]。采用低熔點(diǎn)滌綸長(zhǎng)絲、氨綸長(zhǎng)絲、棉纖維紡制包芯紗,對(duì)織造的緯平針織物進(jìn)行熱處理,可以提高織物的抗起毛起球性和力學(xué)性能[6]。在氨綸包芯紗的外包纖維中混入低熔點(diǎn)的滌綸短纖維,熱處理后可以提高包芯紗的強(qiáng)力,改善毛羽[7]。緯彈織物緯向富有彈性,貼身舒適,塑身美體,可用作牛仔褲、吊帶、裙子等[8-9]。棉氨綸包芯紗緯彈平紋織物以棉氨綸包芯紗為緯紗、棉紗為經(jīng)紗織造而成,氨綸絲的預(yù)牽伸倍數(shù)和紗線的捻系數(shù)均會(huì)影響織物的彈性、保形性等性能[10-12]。

        本研究探討氨綸絲牽伸倍數(shù)、包芯紗捻系數(shù)等參數(shù)以及織物熱處理溫度和熱處理時(shí)間等對(duì)棉低熔點(diǎn)氨綸包芯紗織物保形性的影響,并與棉普通氨綸包芯紗織物、棉織物進(jìn)行對(duì)比。其中,普通氨綸絲熔點(diǎn)在171 ℃左右,低熔點(diǎn)氨綸絲熔點(diǎn)在130 ℃左右。

        1 試驗(yàn)方案

        1.1 紗線

        采用FA507B 型環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)。緯紗紡制工藝:以4.0 g/10 m 精 梳 棉 粗 紗、44.4 dtex 低 熔 點(diǎn)氨綸絲、44.4 dtex 普通氨綸絲為原料,紡制JC 19.4 tex 紗、JC 19.4 tex(普通氨綸44.4 dtex)包芯紗和JC 19.4 tex(低熔點(diǎn)氨綸44.4 dtex)包芯紗,共計(jì)7 種紗,分別為P-360-3.5、D-360-3.5、

        C-360、D-360-3.0、D-360-4.0、D-330-3.5、D-390-3.5。其中,P 代表普通氨綸絲,D 代表低熔點(diǎn)氨綸絲,C 代表純棉紗;例如:P-360-3.5 表示捻系數(shù)為360 的棉普通氨綸包芯紗,氨綸絲牽伸倍數(shù)3.5倍。總牽伸20.69 倍,后區(qū)牽伸1.19 倍。

        經(jīng)紗紡制工藝:以4.0 g/10 m 精梳棉粗紗紡制JC 14.6 tex 紗,捻系數(shù)360,總牽伸27.42 倍,后區(qū)牽伸1.19 倍。細(xì)紗機(jī)工藝參數(shù):前羅拉隔距18 mm,后羅拉隔距45 mm,錠速12 000 r/min。所有單紗均為Z 捻。

        1.2 織物

        織前經(jīng)紗準(zhǔn)備。JC 14.6 tex 紗在HXJD-02型合股倍捻機(jī)上加工成S 捻JC 14.6 tex×2 股線,捻系數(shù)102。在GA392 型單紗漿紗機(jī)上對(duì)股線上漿,預(yù)烘溫度120 ℃,烘房溫度100 ℃,漿紗速度50 m/min。漿料為JD-011 酯化改性淀粉。采用GA193-600 型全自動(dòng)單紗整經(jīng)機(jī),總經(jīng)根數(shù)為1 224 根,整經(jīng)長(zhǎng)度14.4 m,整經(jīng)幅寬45 cm,整經(jīng)速度300 m/min。

        在SGA598 型全自動(dòng)劍桿織機(jī)上,以JC 14.6 tex×2 股線為經(jīng)紗,分別以上述7 種紗為緯紗,織造7 種平紋織物,織物經(jīng)密276 根/10 cm,緯密250 根/10 cm。

        退漿。將織物放入2%氫氧化鈉溶液中沸水煮煉10 min,流水清洗。

        1.3 熱處理

        采用NHG-500 型黏合機(jī)對(duì)織物進(jìn)行熱處理??椢颬-360-3.5 和D-360-3.5 分別在170 ℃、180 ℃、190 ℃下熱處理20 s、40 s、60 s;織物C-360、D-360-3.0、D-360-4.0、D-330-3.5、D-390-3.5 分別在180 ℃下熱處理40 s。

        2 性能測(cè)試

        2.1 低熔點(diǎn)氨綸絲表觀形貌

        從織物中抽出紗線,解捻后剝離出氨綸芯絲,使用VHX-5000 型超景深三維數(shù)碼顯微鏡觀察低熔點(diǎn)氨綸芯絲的表觀形貌。

        2.2 織物拉伸性能測(cè)試

        使用HD026NS 型電子織物強(qiáng)力儀測(cè)試織物緯向斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長(zhǎng)率,每種織物緯向取5塊試樣,試樣尺寸30 mm×200 mm(經(jīng)向×緯向),預(yù)加張力2 N,隔距100 mm,速度100 mm/min,測(cè)試結(jié)果取平均值。

        2.3 織物折皺回復(fù)性能測(cè)試

        參照AATCC 66—2008《織物折皺回復(fù):回復(fù)角法》水平法,利用JN-1 型織物折皺回復(fù)性能動(dòng)態(tài)測(cè)試儀。在每種織物的經(jīng)緯向各取5 塊試樣,尺寸40 mm×15 mm,壓力5 N,加壓時(shí)間5 min,卸除壓力5 min 后采集圖片,測(cè)量折皺回復(fù)角,取5 次平均值。

        3 測(cè)試結(jié)果與分析

        3.1 氨綸絲表觀形貌

        通過對(duì)比不同階段低熔點(diǎn)氨綸絲表面結(jié)構(gòu)形態(tài),分析氨綸絲形態(tài)變化原因。圖1 為低熔點(diǎn)氨綸芯絲的表觀形貌圖。

        圖1 低熔點(diǎn)氨綸絲表觀形貌

        圖1(a)所示為紡紗前氨綸絲,其表面光滑,呈伸直狀;圖1(b)所示為紗線中剝離出的氨綸絲,其表面仍然光滑,但經(jīng)過牽伸后的氨綸絲直徑略有減小;圖1(c)所示為從織物中剝離出的氨綸絲,呈一定彎曲形態(tài);圖1(d)所示為經(jīng)熱處理后織物中剝離出的氨綸絲,同樣呈一定彎曲形態(tài),并且長(zhǎng)絲表面黏有棉纖維,說明熱處理可以使低熔點(diǎn)氨綸絲的表層熔化,與所接觸的部分外包棉纖維黏結(jié),進(jìn)而使其包芯紗及織物性能發(fā)生改變。

        3.2 織物折皺回復(fù)性

        織物P-360-3.5 和D-360-3.5 在不同熱處理工藝下的緯向折皺回復(fù)角測(cè)試結(jié)果如圖2 所示。熱處理前,織物P-360-3.5 和D-360-3.5 的緯向折皺回復(fù)角相近,分別是89.2°和91.5°;在熱處理溫度180 ℃以及熱處理時(shí)間20 s 工藝下,棉低熔點(diǎn)氨綸包芯紗織物的緯向折皺回復(fù)角明顯增大,且遠(yuǎn)大于棉普通氨綸包芯紗織物,這主要是因?yàn)榈腿埸c(diǎn)氨綸絲具有皮芯結(jié)構(gòu),賦予了氨綸絲優(yōu)良的低溫?zé)狃ず闲阅埽谳^低溫度、較短時(shí)間下可與外包棉纖維形成彈性聯(lián)接點(diǎn),從而增加織物的抗皺性,故織物D-360-3.5 在更低溫度和更短時(shí)間熱處理工藝下,折皺回復(fù)性能得到較大的提升。

        織物P-360-3.5 和織物D-360-3.5 在不同熱處理工藝下的經(jīng)向折皺回復(fù)角如圖3 所示。熱處理后經(jīng)向折皺回復(fù)角明顯低于緯向,經(jīng)向折皺回復(fù)角與熱處理工藝變化規(guī)律與緯向基本一致。

        圖2 織物P-360-3.5 和D-360-3.5 的緯向折皺回復(fù)角

        圖3 織物P-360-3.5 和D-360-3.5 的經(jīng)向折皺回復(fù)角

        圖4 為180 ℃、40 s 熱處理?xiàng)l件下不同織物的折皺回復(fù)角,可以看出,芯絲的加入增加了織物的緯向折皺回復(fù)角。圖5 為180 ℃、40 s 熱處理?xiàng)l件下不同紗線捻系數(shù)織物折皺回復(fù)角,可以看出,紗線捻系數(shù)為360 時(shí),織物的緯向折皺回復(fù)角最大,增大或減小紗線捻系數(shù)都會(huì)減小織物的折皺回復(fù)角。這是因?yàn)槟硐禂?shù)過小,紗線中纖維易滑脫,變形能不足;捻系數(shù)過大,易引起纖維的塑性變形,抗皺性變差。圖6 為180 ℃、40 s 熱處理?xiàng)l件下不同氨綸絲牽伸倍數(shù)織物折皺回復(fù)角,氨綸絲牽伸3.0 倍時(shí)織物緯向折皺回復(fù)角最大,繼續(xù)增大芯絲牽伸倍數(shù),折皺回復(fù)性變差。從圖4~圖6 可以看到,熱處理工藝相同,其他變量改變時(shí),織物的緯向折皺回復(fù)角大時(shí),經(jīng)向折皺回復(fù)角往往較小。

        圖4 不同織物折皺回復(fù)角

        圖5 不同紗線捻系數(shù)織物折皺回復(fù)角

        圖6 不同氨綸絲牽伸倍數(shù)織物折皺回復(fù)角

        3.3 織物的拉伸性能

        織物P-360-3.5 熱處理前后的斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試結(jié)果如表1 所示。其中,未處理時(shí)織物斷裂強(qiáng)力197.30 N,斷裂伸長(zhǎng)率40.77%。棉普通氨綸包芯紗織物經(jīng)過熱處理后,斷裂強(qiáng)力均下降;隨著熱處理溫度的升高和處理時(shí)間的延長(zhǎng),斷裂強(qiáng)力損失逐漸增大。

        織物D-360-3.5 熱處理前后的斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試結(jié)果如表2 所示。其中,未處理時(shí)織物斷裂強(qiáng)力203.27 N,斷裂伸長(zhǎng)率39.27%??椢顳-360-3.5 在經(jīng)過熱處理后,與織物P-360-3.5 一樣,斷裂強(qiáng)力均會(huì)有不同程度下降。這是因?yàn)榘本]芯絲表面包覆棉纖維,熱處理溫度需要通過棉纖維施加到氨綸絲上,棉纖維有一定程度的損傷,強(qiáng)力降低。但是在溫度180 ℃、時(shí)間40 s以及溫度190 ℃、時(shí)間40 s 的熱處理工藝下,織物的斷裂強(qiáng)力仍保持織物原有強(qiáng)力;推斷可能的原因是:低熔點(diǎn)氨綸絲皮層熔融與外包棉纖維形成良好的黏結(jié),使外包棉纖維更加緊密地包覆芯紗,增加了織物的強(qiáng)力,彌補(bǔ)了棉纖維強(qiáng)力的損失。

        表1 織物P-360-3.5 的強(qiáng)伸性能測(cè)試結(jié)果

        表2 織物D-360-3.5 的強(qiáng)伸性能測(cè)試結(jié)果

        熱處理前,織物P-360-3.5 和織物D-360-3.5的斷裂伸長(zhǎng)率相近,分別為40.77%、39.27%。由表1 和表2 可以看出,熱處理后,織物D-360-3.5 的斷裂伸長(zhǎng)率明顯低于織物P-360-3.5 的,這是因?yàn)樵谕瑯拥臒崽幚砉に囅?,織物D-360-3.5中的低熔點(diǎn)氨綸芯絲皮層熔融與外包棉纖維形成黏結(jié),紗線包覆更加緊密,黏結(jié)點(diǎn)固定了氨綸芯絲的位置,阻止了氨綸芯絲的彈性伸長(zhǎng),降低了織物的斷裂伸長(zhǎng)率。

        圖7 所示為棉低熔點(diǎn)氨綸包芯紗芯絲牽伸倍數(shù)與織物強(qiáng)伸性能關(guān)系。可以看出,芯絲牽伸倍數(shù)在3 倍~4 倍對(duì)織物的強(qiáng)伸性能影響不明顯;隨著芯絲牽伸倍數(shù)的增大,織物的斷裂伸長(zhǎng)率有一定下降。

        圖7 氨綸絲牽伸倍數(shù)與織物強(qiáng)伸性關(guān)系

        圖8 所示為棉低熔點(diǎn)氨綸包芯紗織物紗線捻系數(shù)與織物強(qiáng)伸性能關(guān)系。捻系數(shù)從330 增大至360 時(shí)織物斷裂強(qiáng)力增大,斷裂伸長(zhǎng)率也略有增大,捻系數(shù)繼續(xù)增大至390 時(shí),織物斷裂強(qiáng)力減小,同時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率也減小。根據(jù)以往的織物拉伸斷裂試驗(yàn)可知:在低于臨界捻系數(shù)的一定范圍內(nèi),增大紗線捻系數(shù)可以提高織物斷裂強(qiáng)力,并達(dá)到一個(gè)峰值,而紗線接近臨界捻系數(shù)時(shí),織物斷裂強(qiáng)力會(huì)明顯下降。

        圖8 紗線捻系數(shù)與織物強(qiáng)伸性能關(guān)系

        4 結(jié)論

        (1)熱處理工藝會(huì)影響棉低熔點(diǎn)氨綸包芯紗織物的緯向折皺回復(fù)角,在熱處理溫度180 ℃和處理時(shí)間20 s 下,棉低熔點(diǎn)氨綸包芯紗織物的緯向折皺回復(fù)角會(huì)明顯提高,且優(yōu)于棉普通氨綸包芯紗織物。

        (2)包芯紗的捻系數(shù)和氨綸芯絲的牽伸倍數(shù)都會(huì)影響織物的折皺回復(fù)角,選擇合適的捻系數(shù)和牽伸倍數(shù)可以改善織物的折皺回復(fù)角。

        (3)熱處理工藝會(huì)損傷棉氨綸包芯紗織物強(qiáng)力,可通過調(diào)整紗線捻系數(shù),增加織物強(qiáng)力;棉低熔點(diǎn)氨綸包芯紗織物經(jīng)過熱處理后,氨綸芯絲皮層熔融與外包棉纖維黏結(jié),使織物強(qiáng)力增加。

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