PTT紗線的彈性對無縫內衣織物服用性能的影響

劉 晨，趙 俐

（東華大學 紡織學院，上海 201620）

PTT紗線的彈性對無縫內衣織物服用性能的影響

劉 晨，趙 俐

（東華大學 紡織學院，上海 201620）

為了了解聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）及PTT/聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）紗線對織物彈性性能的影響，選擇PTT紗線及PTT/PET雙組分紗與無縫內衣領域常用的錦綸和兩種錦綸/氨綸包芯紗共6種紗線，對比其在沸水處理前后的強力－伸長特征以及定伸長彈性特征，并對比這6種紗線組合編織成的11種無縫內衣織物的彈性回復率.采用顯著性檢驗的數學方法證明含有PTT的雙組分紗線的彈性回復率與錦綸/氨綸包芯紗相似，PTT紗線作為無縫內衣織物的底紗較適宜，用其編織的無縫內衣產品的保形性及耐疲勞性優良.

PTT紗線；無縫內衣；力學特征；彈性回復率

無縫內衣市場由于其產品適用面廣、售價高，使得國內外不少針織廠商進駐這一領域.由于內衣類產品要求彈性優良、貼體性好，產品中大量采用氨綸包紗和錦綸彈力絲.但氨綸價格較高且其在無縫內衣面料成份中的含量需控制在一定比例以下，否則長時間穿著會因服裝壓力過大而對人體產生壓迫感，嚴重時皮膚會出現壓痕，因而無縫內衣生產廠商努力尋求一種代替氨綸的新型纖維.聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）纖維同樣也是彈性纖維，但其屬于亞彈性纖維，用其所加工的內衣產品彈性好［1］、彈性回復率也很高.由于具有較低的初始模量，PTT的手感十分柔軟，且保持了聚酯系產品的抗污染性和低靜電性的優良性能［2］，可以滿足無縫內衣的服用性能的要求.文獻［3－6］研究了PTT纖維的彈性以及不同類型PTT纖維織物的性能.楊小雨等［4］采用PTT/PET雙組分復合紗系列PTT長絲與棉為原料開發針織牛仔產品，研究得出PTT可以代替氨綸，并且具有很好的透氣性和彈性回復率.袁傳剛等［5］研究了PTT經編彈力泳裝面料的彈性，研究表明PTT經編彈力泳裝面料斷裂強力較小、伸長率較大，具有優異的彈力回復性.王少輝等［6］研究了PTT混紡針織毛衫服用性能，表明了PTT/羊毛/天絲和PTT/竹纖維針織毛衫的綜合服用性能較優.本文研究純PTT紗線及PTT與其他原料混紡紗線的彈性對無縫內衣服用性能的影響，對比雙組分PTT/PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）紗線和錦綸（PA）/氨綸（PU）包芯紗的彈性回復率，論證含有PTT紗線的彈性具有較優的服用價值，以期為無縫內衣產品的開發提供試驗指導.

1 試樣與試驗

1.1 紗線試樣

根據無縫內衣的常規工藝，篩選了6種紗線.紗線品種規格如表1所示.

表1 紗線規格Table 1 Yarn specifications

1.2 織物規格

6種紗線組合編織成的11種無縫內衣織物規格如表2所示，其均在SANTONI SM8－T0P2E26型單針筒無縫針織圓機上編織而成.

表2 織物規格Table 2 Fabric specifications

1.3 染色工藝

分散染料：分散大紅H－BGL（上海澳麗沙化工顏料染料公司）；勻染劑：PDJ（Clariant）1mL/L（上?？迫R蒽化工有限公司）.

一般分散染料染色在酸性或弱酸性條件下進行，考慮到PTT有著良好的pH值適應性，故不在染浴內調節pH值［7］.織物試樣的染色在中性偏酸的條件下進行.由于以上織物均含有PTT紗線或成分，所以染色統一采用如圖1所示的工藝，以排除染料及其他因素對織物彈性的影響.

圖1 染色曲線圖Fig.1 Dyeing curve

1.4 沸水處理

采用高溫染色機，對6種紗線進行100℃沸水處理30min，在烘干機中干燥1h后，在溫度為（20±2）℃、相對濕度為（65±3）%的恒溫恒濕室靜置24h.

1.5 試驗

1.5.1 紗線的拉伸斷裂測試

采用YG 061型紗線電子強力儀，根據紗線拉伸斷裂的測試方法［8］，測試結果如表3所示.

表3 紗線在沸水處理前后的強力－伸長特征以及定伸長彈性特征測試結果Table 3 Test results of yarns'breaking elongation and fixing elastic elongation before and after boiling water treatment

1.5.2 紗線定伸長彈性測試

采用YG 061型紗線電子強力儀，定伸長拉伸紗線，夾持長度為250mm，定伸長率為25%，拉伸速度為500mm/min，每組測試20根，取平均值，測試結果如表3所示.

1.5.3 織物拉伸彈性回復率測試

采用YG 065型織物電子拉伸儀，按照針織物拉伸彈性回復的測試方法［9］，定伸長率為30%，測得11種無縫織物的定伸長率1次和反復3次拉伸彈性回復率和塑性變形率，測量結果如表4所示.

表4 織物的拉伸彈性特征測試結果Table 4 Test results of fabrics'tensile elasticity %

續 表

2 分析與討論

2.1 紗線彈性分析

由于織物在下機后均要經過染色及后整理工序，PTT織物一般染色需在100℃左右的染料中經60min染色，為了更好地說明紗線性能對織物的影響，將6種紗線經高溫沸水處理30min.從表3可以看出，所有紗線的斷裂強力在熱處理后，都有不同程度的下降，而其中兩種PTT/PET雙組分紗線熱處理后斷裂伸長率分別提高了2.0%和4.2%，PTT紗線斷裂伸長率增加了1.5%左右，其他紗線的斷裂伸長率變化不明顯.

出現此類現象的原因是PTT和PET同屬聚酯類纖維，PET的大分子構象幾乎是直線形狀，而PTT聚合物的分子構象是螺旋形的，所以PET和PTT兩組分復合而成的雙組分紗線具有潛在的熱收縮性差異［10］，在受熱后，由于不同聚合物收縮程度不同，從而產生永久的螺旋卷曲，由于該卷曲是由其自身性質決定的，而不像PA/PU那樣由機械作用產生的，所以彈性比較穩定.當PTT/PET雙組分紗線受到拉伸時，在拉伸初始階段，作用力小時，PTT的作用起主導地位，PTT成分的分子螺旋形被外力拉直，所以在拉伸曲線上會產生一段“平臺”構形.由于PTT/PET中PTT只占50%左右，所以隨著拉力的不斷增加，PET的作用逐漸顯現，PTT的作用逐漸減小，在紗線最終斷裂時，PET的拉伸特性占主要地位，在常溫下，PTT/PET的彈性由于受到PET的限制無法充分體現出來.但是在沸水處理后，PTT/PET雙組分紗線中的PET組分受熱發生大分子鏈段的擾動和伸長，表現出其在沸水處理后的彈性回復率與錦綸/氨綸包芯紗相似，將采用顯著性檢驗的方式對其進行彈性回復的檢驗.

在沸水處理后，測試得Y2的彈性回復率X1平均值為59.1%，Y5的彈性回復率X2平均值為61.3%.由于這兩種紗線的彈性回復率差別小，所以對其進行顯著性檢驗，數據如表5所示.

表5 紗線定伸長彈性回復率測試結果Table 5 Test results of fixing elastic elongation resilience rate %

（1）正態分布David檢驗.假設檢驗

H0：樣本服從正態分布

H1：樣本不服從正態分布

對于α＝0.05的顯著水平和樣本量為6時，查表得臨界值的上下限分別為

計算值介于上下限之間，故樣本服從正態分布.

（2）顯著性檢驗.此次試驗為兩種不同紗線在相同條件下進行測試，對比彈性回復率，故采用方差σ2未知時的均值μ的假設檢驗T～t（n－1）.

將試驗數據進行配對分析，記ζ＝ξ－η，則ζ～N（μ1－μ2，σ21＋σ22）.

Zi＝Xi－Xi＋1（i＝1，2，3，4，5，6）為ζ的一組樣本觀測值，有

問題轉化為在顯著水平α＝0.05下，假設檢驗H0：μ＝μ0＝0；H1：μ≠μ0＝0 （σ2）

根據方差σ2為未知的雙側檢驗法則，接受H0，認為這兩種材料的彈性回復率沒有顯著的不同.即認為PTT/PET紗線的彈性回復率與錦綸/氨綸包芯紗相似，在工業生產中可以使用PTT/PET紗線代替PA/PU包芯紗.

PTT在熱處理后，斷裂伸長率增加明顯，這是因為在高溫下，PTT纖維內解取向程度增加，并增加了“Z”型彈簧特征的分子構象，使得更多分子鏈由伸直態變為卷曲態，從而導致紗線整體的延伸性增加，但是由于沒有其他纖維的輔助作用，所以斷裂伸長率在熱處理后的變化率略低于PTT/PET紗線.PTT紗線的彈性回復率會增加，是因為其含有空間構型較易改變的3個亞甲基鏈段，亞甲基鏈段具備了在小應力下發生應變的特性.在熱的作用下，PTT螺旋形卷曲有所釋放，部分直鏈分子也變為彎曲態增加了彈性，彈性回復率增加［7］.

2.2 織物彈性分析

將11種織物按照變組織、變面紗、變底紗來排列.變組織對比：織物F1與F9、F2與F10.F3與F11.變面紗對比：織物為F4，F5和F6.變底紗對比：織物F5，F7和F8.

圖2所示的彈性回復率均是由針織物縱向測得.圖2（a）和2（b）表明添紗組織和假羅紋組織1次和3次定伸長拉伸后的彈性回復率均是織物F2較高，但織物F3回彈性緊跟其后為76.3%；圖2（c）表明織物F7的1次和3次定伸長拉伸后的彈性回復率為76.4%和68.6%，較F5和F8要高.在相同面紗的情況下，含PTT/PET紗線的織物比PA/PU紗織物的彈性略好；圖2（d）表明，底紗均用PTT/PET紗，面紗為PTT 8.33tex的織物F5的1次和3次定伸長拉伸后的彈性回復率較織物F4和F6要高，且多次拉伸后耐疲勞性好，此結果與上述紗線分析的結果吻合，即使用的紗線彈性直接影響織物的彈性.

從圖2（a）和2（b）可知，總體而言，添紗組織織物比假羅紋織物彈性回復率高，織物的耐疲勞性要好.但是其彈性與紗線類型也呈正相關，如面紗由莫代爾25.00tex與面紗由PTT 8.33tex組成的織物F1和F9相比，假羅紋組織的彈性回復率比添紗組織的要高，其原因是該組織在莫代爾紗線有很高的強力和假羅紋組織有較長沉降弧的依托下，PTT的彈性發揮了重要的作用.

從圖2（c）可知，當面紗都采用PTT時，采用PTT做底紗的織物F7，比采用其他紗線的彈性要好，1次定伸長拉伸的彈性回復率比其他兩種織物F5和F8分別高出4.6%和21.7%.這是由于底紗和面紗若有相同的力學和彈性特征時，在力的作用下紗線之間的相互克制作用小，除接觸點相互牽制外，其他部分紗段都發揮了其良好的力學性能.而PET/PTT為底紗織物的彈性回復率比PA/PU包芯紗為底紗的織物要高，這是由于PET/PTT中還有50%的PTT，其成分和力學性質與面紗相似，也達到了一定相互輔助的作用.

從圖2（a）和2（b）可知，當底紗都采用PTT時，采用PA做面紗的織物F2，1次和3次定伸長彈性回復率為89.8%和80.3%；但是從圖2（c）中可見，當PTT紗線作為面紗時的織物F7，1次和3次定伸長彈性回復率分別是76.4%和68.6%，彈性回復率有所下降，故PTT紗線更適宜作為織物的底紗.這是由于PA紗線的斷裂強力大，斷裂伸長率高，且初始模量小，用其作為面紗，不僅可以利用其高的斷裂強力輔助PTT紗線良好的彈性，達到高的彈性回復，并且PA自身彈性優異，兩者結合起來可以達到更好的彈性效果.但是如果PTT紗線作為面紗，其強力不如PA，且不能充分滿足輔助底紗彈性發揮的作用，雖然圖2（c）中面紗和底紗均為PPT的織物F7的彈性回復率都要比織物F5和F8高，但是其數值仍然沒有達到80%以上，故在實踐中，建議工廠使用PA作為面紗而PTT作為底紗，不但可以達到彈性要求，并且可以滿足舒適感，減少穿著過程中的壓迫感.綜上所述，以PTT為原料的織物的彈性回復率都較高，經過3次反復拉伸的回彈性仍然比其他材料織造的織物彈性高，適合作為內衣類服裝及要求貼身穿著服裝的原料.

3 結 語

沸水處理后PTT紗線的斷裂伸長率大，初始模量低，定伸長拉伸后塑性形變小，彈性回復率高.由PTT長絲作為面紗和底紗的無縫織物，彈性回復率大，塑性變形小，且PTT更適宜做添紗織物的底紗.PTT原料可以滿足無縫內衣對彈性的要求，解決了無縫內衣市場中產品單一的問題.由于以PTT作為無縫內衣的原料，還有很多性能有待于研究，同時也需要開發更多的PTT相關產品來滿足市場多樣性的要求，所以PTT材料的發展潛力是巨大的.

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The Elastic Property of PTT Filament Influence on the End－Use Performance of Seamless Underwear

LIU Chen，ZHAO Li
（College of Textiles，Donghua University，Shanghai 201620，China）

In order to understand the elastic property of poly （trimethylene terephthalate）（PTT）and PTT/polyethylene terephthalate（PET）bi－component filament influence on seamless underwear，six types of yarns were selected to do a series of tests，which were PTT filament，PTT/PET bi－component filament，polyamide（PA）and two types of polyamide/polyurethane（PU）corn－spun yarn.The six yarns'breaking elongation and fixed elastic elongation before and after boiling water were compared and the eleven types of seamless underwear fabrics'elasticity resilience rate were compared as well.The results showed that elastic recovery of PTT/PET bicomponent filament was similar to PA/PU corn－spun yarn's by using elasticity test.PTT filament used as ground yarn was much better than as the plating yarn in seamless underwear.And the fabrics of PTT filaments had good dimensional stability and fatigue durability.

PTT filament；seamless underwear；mechanics characteristic；elastic recovery

TS 182＋.6

A

2011－04－29

PTT產業鏈技術開發資助項目（10105117）

劉 晨（1987—），女，內蒙古烏海人，碩士，研究方向為針織物服用性能.E－mail：vicky842＠163.com

趙 俐（聯系人），女，副教授，E－mail：zhaoli＠dhu.edu.cn

1671－0444（2012）03－0281－06