聚酯長絲/棉復合紗斜紋織物的保形性及服用性能

魏艷紅， 劉新金， 謝春萍， 蘇旭中， 張鐘唏

(1. 生態紡織教育部重點實驗室(江南大學)， 江蘇 無錫 214122；2. 南通紡織控股集團紡織染有限公司， 江蘇 南通 226007)

隨著消費者對服裝的追求向著時尚、舒適、功能、環保等多元化方向發展,人們對襯衫面料的要求也越來越高，不僅要求尺寸和形態穩定，還要求穿著舒適易護理，保形性好?？椢锏谋Ｐ涡灾饕ㄕ郯櫥貜托?、免燙性、懸垂性、尺寸穩定性等。純棉面料因具有良好的吸濕、透氣性，穿著舒適，深受廣大消費者青睞，是襯衫面料的理想選擇，但其存在易起皺、不挺括、尺寸穩定性差等缺點。為使襯衫面料具有免燙性，目前大多數企業采用化學試劑對其進行免燙整理，但經化學試劑整理會使織物的物理力學性能下降，使織物變得脆弱，彈性差，影響親膚感[1]，也會帶來甲醛釋放等安全與環保問題，不利于人們的身體健康[2]。按照歐美慣例，高檔襯衫面料應不使用或少用免燙整理技術[3]，因此，開發一種高保形織物，滿足后道工序不整理或輕微整理就可達到免燙功能，具有很大的現實意義。

本文利用聚酯(PET)長絲、精梳純棉紗(JC)開發出3種線密度均為9.8 tex的復合紗線，用這3種復合紗線和線密度為9.8 tex的精梳純棉紗，以二上二下斜紋組織織造了4種織物，研究PET長絲/棉復合紗織物的保形性及服用性能。

1 試驗部分

1.1 長絲性能及紗線制備

純棉紗(南通雙弘紡織有限公司)；細半消光PET長絲(江蘇恒科材料有限公司)。PET長絲的強伸性能如表1所示?？芍?，1#長絲初始模量、5%定伸長彈性回復率比2#長絲低。初始模量為試樣拉伸曲線初始直線部分的斜率，其大小表示纖維在低負荷下變形的難易程度，初始模量大則表示纖維在小負荷下不易變形，其織物的挺括性好。2#長絲的線密度比1#大，纖維線密度越大，剛性越大，其織物不易產生折痕。

表1 PET長絲的強伸性能Tab.1 PET fiber tensile properties

采用聚酯長絲和純棉紗制備得到3種線密度均為9.8 tex的復合紗線：1) PET/JC(9/91)包芯紗，其紗芯為線密度為1.11 tex的PET長絲；2)PET/JC(14/86)雙包芯紗，紗芯為2根線密度為0.88 tex的PET長絲；3)PET/JC(14/86)雙包纏紗，即用2根線密度為0.88 tex的PET長絲包纏1根純棉紗。紗線的性能指標如表2所示?？梢钥闯?，3種PET/JC復合紗的成紗條干不勻率等指標明顯優于純棉紗，復合紗的結構更緊密，毛羽少，表面光潔，其中雙包纏紗的強度最高，伸長率最大，條干不勻率最小，毛羽根數最少。包芯紗的強度比純棉紗略低，雙包芯紗最低。包芯紗的初始模量最大，因為2#長絲的初始模量比1#長絲高。

表2 紗線性能Tab.2 Yarn properties

1.2 織物組織結構

相對于平紋組織，二上二下斜紋組織因其浮長線相對較長，紗線之間的經緯交織點較少，織物中紗線可移動范圍大，織物形成的折皺更易回復[4-5]，故本文試驗中4種織物均采用二上二下斜紋組織，織物的組織結構與規格如表3所示。

表3 織物的組織結構Tab.3 Fabric weave structure

1.3 測試儀器

XL-2型紗線強伸度儀(上海新纖儀器有限公司)；USTER? TESTER 5型條干測試儀、USTER? ZWEIGLE HL400型毛羽儀(瑞士烏斯特公司)；YG(B)541E型智能式織物折皺彈性儀、Y(B)089D型全自動織物縮水率試驗機、YG(B)026ET型電子織物強力機(溫州市大榮紡織儀器有限公司)；PhabrOmeter 3型織物手感評價系統測試儀(美國欣賽寶科技公司)；HD026 N+型電子織物頂破強力儀(南通宏大實驗儀器有限公司)；YG601 N-Ⅱ型電腦式織物透濕儀、YG 461E-Ⅲ全自動透氣量儀、YG811型織物動態懸垂性風格儀器(寧波紡織儀器廠)。

1.4 測試方法

1.4.1 保形性測試

1.4.1.1折皺回復性 參照GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復性的測試 回復角法》的垂直法，在織物的正面經緯向各剪取5個試樣，分別測試其急彈性與緩彈性折皺回復角。用經向與緯向平均回復角之和來表示樣品總的折皺性指標。

1.4.1.2免燙性 參照AATCC 124—2014《織物經多次家庭洗滌后的外觀平整度》，對織物反復洗滌 5次，采用攤平晾干法干燥，對照AATCC三維平整度模板，按最接近的外觀平整度定級，1級最差，5級最好，也可根據需要定出半級的級數評價織物的免燙性。

1.4.1.3尺寸穩定性 參照GB/T 8629—2017 《紡織品 試驗用家庭洗滌和干燥程序》洗滌織物，干燥后測試織物的尺寸變化率。

1.4.1.4懸垂性 按GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測試》，分別測試織物的靜態懸垂性與動態懸垂性，用懸垂系數表示，其計算公式為

式中：F為懸垂系數；A0為試樣的面積，cm2;Ad為小圓盤的面積，cm2；As為試樣的懸垂投影面積，cm2。

1.4.2 抗變形性測試

1.4.2.1強伸性與拉伸彈性 織物的強伸性與5%定伸長時的拉伸彈性測試，依據GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》、FZ/T 01034—2008《紡織品 機織物拉伸彈性試驗方法》進行測定。

1.4.2.2頂破性 按GB/T 19976—2005《紡織品 頂破強力的測試 鋼球法》，測試織物的頂破強力，頂破速度為300 mm/min。制備直徑為6 cm的圓形試樣 5塊，測試結果取平均值。

1.4.3 服用性能測試

1.4.3.1織物風格 根據AATCC 202—2014《紡織品相對手感值儀器評價法》，剪取直徑為100 cm2的圓形試樣3塊，測試織物的硬挺度、柔軟度、光滑度、折皺回復率等織物的綜合手感。

Phabr Ometer型織物風格儀(簡稱法寶儀)的測試原理是源于購買面料時，面料從戒指中穿過，通過感知抵抗拉扯的能力判斷面料的質量[6]。法寶儀通過提取相關載荷-位移曲線，經數據轉換計算出織物的硬挺度、柔軟度、光滑度，其數值越大表明織物性能越好；按照相同的順序對3塊圓形試樣間隔 5 min 連續測試2次，通過Phabr Ometer型織物風格儀自帶軟件計算試樣前后測試差異，測得織物的折皺回復率。折皺回復率是衡量織物保形性的重要指標，折皺回復率越大則織物的折皺回復性越好，保形性也越好。

1.4.3.2透濕與透氣性 依據GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》測試織物的透濕量。每種試樣剪取直徑為 70 mm 的圓形試樣3塊，試驗溫度為(38±2) ℃，相對濕度為(90±2)%。

依據GB/T 5453—1997《織物透氣性的測定》，測試壓差為100 Pa時織物的透氣率，測試面積為20 cm2。

2 結果與分析

2.1 織物的保形性分析

2.1.1 折皺回復性

織物受到揉搓擠壓等外力作用時會發生塑性彎曲變形而產生折皺，折皺回復性即折皺回復的程度，一般采用急彈性回復角、緩彈性回復角表示，經緯向平均折皺回復角之和表示該織物的總折皺性，影響著織物的外觀與平整。折皺回復角是衡量織物保形性的重要指標之一，數值越大表明織物保形性越好。試樣的急彈性折皺回復角與緩彈性折皺回復角測試結果如表4所示?？椢锏恼郯櫥貜托耘c構成織物的纖維及紗線的初始模量相關，初始模量大，其織物在小負荷下不易變形。通過以上測試，2#長絲的初始模量比1#長絲高，4種紗線的初始模量大小為包芯紗>雙包芯紗>純棉紗>雙包纏紗。表4顯示4種織物折皺回復角的大小順序為B>C>A>D。

表4 織物的折皺回復性Tab.4 Fabric wrinkle resilience (°)

2.1.2 免燙性

圖1示出4種織物的平整度等級測試結果?？梢钥闯?， A織物為1級、B織物為3級、C織物為 2.5級、D織物為2級。對比表4與圖1可知，織物的免燙性等級與折皺回復角有一定的相關性，一般折皺回復角越大，織物免燙等級越高，即織物的保形性越好，但不完全吻合，如D織物折皺回復角最小(見表4)，而在圖1中平整度等級不是最差的。這是因為織物折皺回復角具有方向上的不對稱性，即各向異性[7]。蔣雙歌等[8]研究發現斜紋織物的折皺回復角與其織物紋路角度相關。折皺回復角實質上只反映了織物單一方向、單一形態的折皺回復性，與實際使用或穿著中織物的多向性、復雜形態相比不夠精確與全面。免燙性測試可更全面地表征整塊織物的抗皺性。

圖1 織物的平整度等級Fig.1 Smoothness grade of fabrics. (a) A fabric(1 grade); (b) B fabric (3 grade); (c) C fabric (2.5 grade); (d) D fabric (2 grade)

織物的平整度等級除與纖維的初始模量、彈性等相關外，還與纖維吸濕性、織物在濕態下的折痕回復性及縮水性密切相關。一般來說纖維的吸濕性小，織物濕態下折皺回復性好、縮水性小，同時其尺寸穩定性、免燙性好。PET長絲的實際回潮率為0.49%，比棉纖維低，因此，3種PET/JC復合紗織物的免燙等級均比純棉織物A高。

2.1.3 尺寸穩定性

表5示出織物尺寸穩定性測試結果?？芍?，復合紗織物的織縮率比純棉紗小，B織物的縮水率最小。長絲的沸水收縮率影響織物的尺寸穩定性，1#長絲沸水收縮率為9.5%，2#長絲為8.4%，因此，B織物的縮水率比C織物??；B織物是包芯紗，其中間長絲起支撐作用，外層由棉纖維作保護，因此，C織物比D織物縮水率小，即雙包芯紗織物尺寸穩定性更好。

表5 織物的尺寸穩定性Tab.5 Fabric dimensional stability %

2.1.4 懸垂性

織物的懸垂性測試結果如表6所示，其靜態與動態懸垂效果如圖2所示?？芍?，采用細旦PET長絲生產的復合紗織物可明顯改善純棉織物的懸垂性，織造的織物懸垂性與手感更接近天然絲綢織物，減少了化學處理工序，環保安全且穿著舒適、易打理[8]。

表6 織物的懸垂性Tab.6 Drapability of fabric %

2.2 織物的抗變形性分析

2.2.1 強伸性與拉伸彈性

織物的強伸性測試結果如表7 所示。PET長絲通過影響紗線強力進而影響織物的強伸性能，包芯紗織物的斷裂強力最小，純棉紗次之，包纏紗織物的強力最大，說明織物強力與其紗線強力呈正相關。

織物5%定伸長拉伸彈性回復率測試結果如表8 所示?？芍?，織物的拉伸彈性回復性受紡紗方式及長絲彈性的影響。PET長絲具有較好的彈性

圖2 織物的靜態與動態懸垂效果Fig.2 Static and dynamic drape effect of fabric. (a) A static; (b) A dynamic; (c) B static; (d) B dynamic; (e) C static; (f) C dynamic; (g) D static; (h) D dynamic

表7 織物的強伸性 Tab.7 Fabric tensile properties

回復性，因此，PET/JC復合紗織物的拉伸彈性回復率比純棉紗織物高；對表1分析可知，2#長絲的拉伸彈性回復性比1#好，因此，對比B、C織物，B包芯紗織物的拉伸彈性回復率比C雙包芯紗織物高；對比C、D織物，雙包芯紗織物的彈性回復率比雙包纏紗好。4種織物的拉伸彈性回復率大小順序為B>C>D>A。

表8 織物5%定伸長拉伸彈性回復率Tab.8 Tensile resilience of fabrics at 5% fixed elongation %

2.2.2 頂破性

頂破與服裝在人體肘部、膝部的受力以及手套、襪子在手指或腳趾處的受力相似，織物的頂破性能可較好地反映織物在受到膝部、肘部、臀部等部位多向強伸性的特征信息。A～D織物的頂破強力分別為540.2、645.5、573.3、610.3 N，可知復合紗織物的頂破強力比純棉紗織物高，其中B織物的頂破性能最好。

2.3 織物的服用性能分析

2.3.1 手感風格

織物的手感風格測試結果如表9所示?？芍?，細旦PET長絲的加入可提高織物的柔軟度，從而改善織物的舒適度。PET長絲具有較高的初始模量與彈性回復性，且PET的急彈性變形比例大，其織物具有起皺后在極短時間內快速回復的特性，因此，PET長絲有利于改善織物的抗皺性，4種織物的折皺回復率大小依次為B>C>D>A。折皺回復率與免燙等級呈正相關，即折皺回復率越高免燙等級越高，保形性越好。相比折皺回復角，折皺回復率考慮到了織物其他方向的折皺回復性，因此，可更好地全面反映織物的抗皺、免燙等級。

表9 織物的手感風格Tab.9 Fabric handle style

2.3.2 透濕與透氣性

襯衫織物一般為貼身衣物，因此，除考慮其保形性外，服用性也不能忽視?？椢锏氖孢m性主要包括透濕性、透氣性，其測試結果如表10所示。

表10 織物的透濕性與透氣性Tab.10 Moisture and air permeability of fabrics

由表10可知，4種織物的透濕性差異不大，織物的透濕性與纖維的吸濕性密切相關，吸濕性好的纖維制成的織物透濕性好，故吸濕性好的棉纖維與PET復合，有利于吸濕，可改善純合成纖維吸濕性差的缺點?？椢锏耐笟庑允芨采w緊度，即紗線間的空隙大小與多少、組織結構、厚度的影響[10]。D織物的透氣性最好，因為雙包纏紗紗線結構緊密，毛羽少；表面光潔，紗線直徑小，其織物中紗線間的空隙大，覆蓋緊度相對小。

3 結 論

1)織物在實際使用中所產生的折皺是多向立體的，折皺回復率相比折皺回復角可更好地表征織物的折皺回復性和免燙性。

2)棉纖維具有優良的手感和接觸舒適性，PET長絲具有良好的力學性能與條干不勻率，且彈性回復性好，PET長絲/棉復合紗用在襯衫面料中可改善服裝的外觀平整度與懸垂性，提高免燙等級，易護理，同時又不影響織物的舒適性。

3)相比包纏紗，包芯紗織物的抗皺性更好，免燙等級更高，尺寸穩定性好。芯絲的性能影響包芯紗的性能從而影響織物的性能，芯絲初始模量、斷裂強度、彈性回復率高，沸水收縮率低，則織物的保形性好。