纖維素纖維噴氣紗針織物綜合性能評價

肖 豐，李營建

（河南工程學院 紡織學院，鄭州 450007）

噴氣紡紗是一種技術成熟、科技含量高的現代紡紗加工技術，具有流程短、產量高、用工少、自動化程度高、紗線質量好等優勢，受到越來越多紡織業人士的關注[1].使用噴氣紡紗開發研制生態纖維素纖維針織面料，將新纖維的優點與新型紡紗的優勢結合于一體，既擴大了噴氣紡紗原料的適用范圍，又可提高產品的檔次，符合新產品開發的潮流[2].采用模糊數學綜合評判法評價織物的質量可以解決單一物理指標進行評價時所產生的分散性及可比性誤差較大的問題[3].為了全面推廣使用纖維素纖維混紡噴氣紗針織面料，本文測試了開發針織物的透氣性、透濕性、導濕性（芯吸效應）、懸垂系數、頂破強度和耐磨性，用模糊數學的理論進行評判，探討紗線結構、纖維原料、織物組織規格對針織物性能的影響.

1 噴氣紡紗的原理及成紗結構特點

噴氣紡紗屬于非自由端紡紗，它是利用兩級噴嘴噴射出的高速旋轉氣流，對牽伸裝置輸出的須條施加假捻，并使露在須條外面的頭端自由纖維包纏在紗芯上，形成噴氣紗線[4].高倍顯微鏡下可以看出，噴氣紗是復合性結構，即一部分是無捻（或捻度很?。┑男炯?，另一部分是包纏在芯紗外緣的包纏纖維.拉伸時包纏纖維對芯紗產生向心力，使纖維間的抱合力大大提高，從而使成紗具有一定強力.因此噴氣紗的結構與環錠紗是截然不同的.噴氣紗具有以下特點:①耐磨性能好.頭端自由纖維螺旋狀包纏在外，或者無規則捆扎在紗芯上，紗摩擦系數大，一般不易解體；②透氣性好.其結構蓬松，芯纖維幾乎無捻，呈平行狀態，纖維間隙較大；③硬挺度大.直徑略粗，剛性大；④強力低，但強力不勻率小.

2 織物性能測試

影響織物性能的因素有很多，如纖維原料、紗線結構[5]、織物組織及規格等.為了全面掌握產品的性能特點，更好的利用生態纖維素纖維，進一步推廣使用噴氣紡紗，選擇了5種噴氣紗針織物，對其外觀舒適性能和耐用性能進行測試，并與環錠紗針織物進行對比分析.為了充分認識紗線結構對織物性能及風格的影響，選擇環錠紗針織物，其使用的原料為纖維素纖維混紡或純棉，與開發產品的原料相近.

2.1 試樣規格

試樣規格如表1所示.

表1 試樣規格Tab.1 Specification of samples

2.2 性能測試

測試了織物的透氣性、透濕性、芯吸效應、懸垂系數、耐磨性和頂破強度，測試結果見表2.

透氣性采用YG461數字式織物透氣量儀，按照GB/T 5453—1997的試驗標準進行測試；織物透濕性采用YG501D型透濕試驗箱，按照GB/T 12704—91的方法標準進行測試，選擇測試時間為30 min，再換算成24 h的透濕量；芯吸效應采用YG871毛細管效應測定儀，按照ZB W04019—1990試驗方法進行測試，測試30 min的毛細上升高度，分別測試縱向和橫向；懸垂性采用YG811織物懸垂性測定儀，按照FZ/T 01045—1996試驗方法進行測試；耐磨采用YG401型平磨儀，按照GB 8690—88的標準進行測試，磨擦次數為100次，以磨損前后織物的重量損失率來衡量織物的耐磨性；頂破強力采用HD026N電子織物強力儀，按照FZ/T 01030—1993頂破法標準進行測試.

表2 試樣性能指標測試結果Tab.2 Result of samples properties measurement

3 織物綜合性能評價

考核織物性能的指標有很多個，很難直觀地就某一個性能指標評判織物綜合性能的優劣，而且試樣的規格、原料、紗線結構等不盡相同，帶有模糊性和不完全性.所以采用模糊線型加權變換進行綜合評判[6]，可從整體上對噴氣紗針織物的性能做出評價.

3.1 確定因素及其權重

根據產品開發的思路，開發的噴氣紗針織物主要用以制作高檔針織內衣和T恤衫，所以確定了透濕性、透氣性、芯吸、懸垂性、耐磨性和頂破強力作為評價指標，建立了因素集 U，U={U1，U2，U3，U4，U5，U6}.U1為透濕性，U2為透氣性，U3為芯吸值，U4為懸垂性，U5為耐磨性，U6為強伸性.

透濕性是織物透過水蒸汽的性能，無論冬天還是夏季，人體都在不斷散發汗氣，透濕性好的內衣，能及時排除人體散發的水蒸汽，穿著舒適.透氣性是指空氣通過織物的能力，直接影響織物的服用性能，春夏季服裝要求應有較好的透氣性.芯吸反映織物的導濕性能，導濕性能好，則傳遞液態水的能力強，能迅速排走汗液，降低人體表面的濕度.懸垂性能好的織物，可形成光滑流暢的曲面造型，具有良好的貼身性.頂破強力和耐磨性反映織物的耐用牢度.作為貼身穿的服裝面料，對舒適性要求較高，所以透濕性、透氣性、芯吸效應對織物綜合性能具有重要影響，懸垂性對綜合性能的影響次之，耐磨性和頂破強力對綜合性能影響較小.

為了使上述因素更加客觀，特請9位專家對這幾種因素的重要性進行判定，根據各因素相對重要性數據建立判斷矩陣.判斷矩陣R為:

根據判斷矩陣求出最大特征根所對應的特征向量，所求特征向量即為權重分配，記為權重因子A=（0.381，0.282，0.181，0.084，0.041，0.032），即權重分配為透濕性0.381，透氣性0.282，芯吸0.181，懸垂性0.084，耐磨性0.041，強伸性0.032.

通過對判斷矩陣的一致性檢驗，求得其隨機一致性比率CR=0.059.當CR＜0.10時，即認為判斷矩陣具有滿意的一致性，說明權數分配是合理的[7].

3.2 綜合評價

因試樣性能指標的單位、數量及不同，為便于比較，必須對每一項測試數據分別進行歸一化即標準化處理，將數據壓縮到[0，1]閉區間內，極值標準化公式為[7]:

因懸垂性和耐磨性測試數據與織物的綜合性能呈負相關，其標準化值取1－ui.

標準化處理后建立模糊矩陣P:

矩陣中第3列括號內數據為橫向芯吸數據.

織物性能的綜合評判可表達為矩陣B.

芯吸值分縱向和橫向，數據處理時，分別求出B值，然后取其平均值.

3.3 綜合評價結果

根據綜合評判值可以確定針織物綜合性能的優劣.上述的 9 種織物綜合評判結果為:1#＞2#＞4#＞5#＞7#＞3#＞9#＞8#＞6#.

3.3.1 紗線結構對織物性能的影響

1#～5#織物為噴氣紗織物，6#～9#織物為環錠紗織物.由此可以看出，噴氣紗織物的綜合性能普遍好于環錠紗織物.其主要原因是噴氣紗結構蓬松，芯纖維無捻，纖維間隙較大，利于透過空氣和水蒸汽.因芯纖維幾乎呈平行狀態，也利于水分傳導，所以芯吸值也比較高；噴氣紗針織物的懸垂適度，比環錠紗針織物略差.噴氣紗的紗芯上捆扎有頭端自由纖維，從而使紗中纖維緊密抱合，這種成紗方法使噴氣紗剛性增大，故織物相對較硬，有身骨，具有仿麻的手感及硬挺度，可改善纖維素纖維環錠紗針織物柔軟有余，挺括不足的缺陷；環錠紗中纖維排列規則，多為圓錐、圓柱螺旋線狀分布（約占77%），摩擦時易解體.而噴氣紗外層是包纏纖維，為不規則分布狀態，不易解體.雖然噴氣紗強力偏低，逆向不耐磨，但成紗摩擦系數大，織成織物后，由于紗與紗間摩擦抱合性好，布身緊密，磨損支持面大，故耐磨性好，頂破強力提高.

3.3.2 纖維原料對織物性能的影響

1#～5#、8#～9#為纖維素纖維與棉混紡織物，6#～7#為純棉織物.混紡織物的綜合性能相對較為理想，這是因為天絲、莫代爾、竹漿纖維均屬于新型纖維素纖維，其回潮率高于棉纖維，使織物具有良好的導濕性能和透濕性能，排除厚度因素（3#號織物較厚，而7#號織物雖為棉織物，但較?。?，其透氣性較為理想；天絲、莫代爾纖維強力強，接近合成纖維，所以，1#、2#、9#織物強力高，耐磨.竹漿纖維強力低，故其混紡織物的強力較純棉與天絲、莫代爾混紡織物低.如3#、6#和8#同為雙珠地，組織厚度接近，但3#和8#織物的強力小于6#號織物.1#、2#、4#、5#、7#和 9#織物厚度接近，但 4#、5#織物的強力低于 1#、2#、7#和 9#織物.

3.3.3 織物組織、結構對織物性能的影響

由綜合評判結果可以看出，單面提花織物（1#、2#）的綜合性能最好，羅紋組織針織物（4#、5#）次之，雙珠地織物（3#、6#和8#）的綜合性能相對較差，緯平針織物（7#、9#）綜合性能好于雙珠地.單面提花織物較薄，克重輕.為形成花紋或斜紋線，織造時按照花型意匠圖，部分織針在某些路數中不參加編織，形成浮線，所以織物中縫隙較大，透濕性、透氣性和導濕性能理想；雙珠地針織物為集圈組織，通過有規律的配置集圈形成蜂巢狀的網眼，可增加織物的透氣性，但因其厚度大，影響了吸濕透氣性和懸垂性.如7#織物，為緯平棉織物，薄、克重輕，故其綜合性能反而比3#織物好.但珠地針織物的縱、橫向性能較接近，薄弱環節少，且織物較厚，故頂破強力高，耐磨性好；抽條雙羅紋（5#）織造時有規律的抽針，使紗線縫隙增大，所以與普通的雙羅紋（4#）相比，不僅外觀漂亮，而且透氣性改善；縱、橫向芯吸效果沒有明顯差異，大部分織物縱向略好于橫向，這主要由組織決定；輕薄型織物（7#）由于柔軟，其懸垂性好于厚型織物.厚重織物（3#、6#和8#）抵抗外力的能力強，故其頂破強度高.

4 結束語

由以上分析可以看出，噴氣紗針織物透氣透濕，芯吸效應明顯，服用性能好.懸垂性比環錠紗針織物略差，織物挺括，可改善纖維素纖維環錠紗針織物柔軟有余，挺括不足的缺陷.噴氣紗表面摩擦大，織物內部紗與紗間緊密抱合，使織物耐磨性提高，頂破強力接近環錠紗織物.因為纖維素纖維噴氣紗針織物布面勻整，無歪斜，抗起球，涼爽透氣，有身骨，所以，適合制作針織T恤和內衣.

[1]邢明杰.自由端噴氣紡紗技術的進展[J].紡織導報，2005（3）:29-32.

[2]閻均.噴氣紡產品開發與應用新思路[J].現代紡織技術，2009（5）:25-27.

[3]王鴻博，高衛東.織物質量的模糊綜合評價[J].天津工業大學學報，2003，22（2）:10-12.

[4]肖豐，尚亞力.新型紡紗與花式紗線[M].北京:中國紡織出版社，2008:47-67.

[5]凌群民，宋麗娜.紗線結構對純棉針織物性能的影響[J].針織工業，2010（3）:22-24.

[6]李鴻吉.模糊數學基礎及實用算法[M].北京:科學出版社，2005.

[7]王崎.實用模糊數學:修訂版[M].北京:科學技術文獻出版社，1992.