蔣志青， 馬延濤， 郭 亞， 馬建偉， 陳韶娟

(1. 青島大學 紡織服裝學院， 山東 青島 266071； 2. 山東如意紡織有限公司， 山東 德州 251500)

盡管牛仔布的出現(xiàn)始于150多年前，但至今仍受到廣大消費者的喜愛，并在服裝市場中占有重要的地位。隨著人們生活水平的提高，牛仔布在傳統(tǒng)生產(chǎn)流程的基礎上衍生出多種類型的面料，如為改善牛仔面料的手感和彈性，開發(fā)了針織牛仔面料[1]，但是，針織牛仔面料與傳統(tǒng)的牛仔面料在風格上相距甚遠，且尺寸穩(wěn)定性和耐磨性都無法與傳統(tǒng)牛仔面料相比。為此近年來以機織技術為基礎，吸取針織牛仔面料優(yōu)勢，開發(fā)出一種更有市場潛力的牛仔面料——仿針織牛仔面料[2]。

為使牛仔面料兼具針織牛仔面料的彈性和傳統(tǒng)牛仔面料的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性，致力于獲得性能更佳的仿針織牛仔面料，本文從原料的選擇入手，搭配不同原料成分的紗線，彈力紗與非彈力紗交織，織物在彈力紗的作用下產(chǎn)生較大的縮率，呈現(xiàn)針織面料效果。以面密度相同的針織牛仔面料、純棉機織牛仔面料、棉/氨綸包芯紗(簡稱棉彈)機織牛仔面料和滌綸/氨綸包芯紗(簡稱滌彈)機織牛仔面料為對比，對仿針織牛仔面料的力學性能和織物風格進行了較為全面的分析和評價。仿針織牛仔面料的織造利用的是傳統(tǒng)牛仔面料的機織生產(chǎn)技術，這使仿針織牛仔面料保留了機織牛仔面料挺括、保型性好等優(yōu)點；同時，紗線、織物組織的選擇以及縮率的控制賦予了面料較大的彈性和透氣性，使之具有針織物的手感。

1 仿針織牛仔面料的開發(fā)

1.1 紗線選擇

彈力牛仔織物緯紗常選用氨綸包芯紗，其彈性好，但強力較低，滌綸長絲/氨綸包芯紗則兼具彈性與強力。仿針織牛仔面料屬于中低彈性織物。為便于控制幅寬以及獲得彈性手感，面料需具有一定彈性；但考慮到織造、染色過程，其彈性不能過大，故緯紗采用滌綸長絲/氨綸包芯紗，經(jīng)紗采用精梳純棉紗，彈力紗和非彈力紗結合織造。仿針織牛仔面料的有關特性由包芯紗的特性決定，收縮率也受包芯紗性能影響。

考慮各方面因素，確定純棉紗線密度為36 tex，滌綸長絲/氨綸包芯紗線密度為16.6 tex/4.4 tex。確定其經(jīng)紗織造縮率為11%，緯紗織造縮率為5%～7%。

1.2 織物組織設計

圖1 復合右斜紋組織圖Fig.1 Composite right-hand weave

1.3 生產(chǎn)工藝

1.3.1球經(jīng)整經(jīng)

球經(jīng)是染色前的準備工序，其工序特別是對經(jīng)紗張力的控制會直接影響到染色的質(zhì)量和整經(jīng)的順利進行。選用928球經(jīng)機(美國西點公司)，設置球經(jīng)車速為150 m/min，球經(jīng)根數(shù)為350，球經(jīng)軸長度為500 m，單紗行走張力為25～35 cN。

1.3.2束狀染色

束狀染色是指將球經(jīng)工序制成的12支繩狀紗球，同時在染色機(美國莫里森公司)中進行染色，然后將染色經(jīng)紗進行再次分經(jīng)做成分經(jīng)軸，最后在漿紗機上漿，制成漿軸供織造使用[3]。

采用靛藍染色工藝，控制染色參數(shù)為：靛藍流量83.3 g/L，保險粉流量83.3 g/L，pH值11.5～11.6。

1.3.3漿紗工藝

漿紗質(zhì)量是保證織造過程能否順利進行的關鍵。對于精梳純棉紗，其強力己滿足織造要求，但其毛羽較長，若控制不當，易形成“三跳”疵點，因此漿紗采用先重后輕的工藝，重被覆，兼滲透[4]。

調(diào)漿配方選用木薯淀粉100%、聚乙烯醇(PVA1988) 13.5%，漿液含固量為9.5%～10%。漿槽溫度設置為95 ℃以上，滲透壓力為0.4 MPa，被覆壓力為0.21～0.22 MPa，繞紗張力為0.3 MPa。最終產(chǎn)品上漿率為7%～8%。

1.3.4織造工藝

1.3.5后整理

仿針織牛仔面料的后整理工藝流程為：坯檢→燒毛→退漿→絲光→水洗→定型→整緯→預縮→成檢→打卷，由燒毛開始在整理線上經(jīng)過一系列處理后，最后檢驗、包裝入庫。工藝設計時考慮到精梳棉毛羽較少，可降低火口火焰溫度，適當將火口調(diào)小，采用正面燒毛。

后整理過程設置織物幅寬為135 cm，面密度為276 g/m2，拉斜控制在±3 cm以內(nèi)，預縮率為14.5%，機器車速為45 m/min。采用二正一反燒毛工藝。2次退漿：第1次退漿，雙漿槽含0.01 kg/L退漿酶，溫度≥85 ℃；第2次退漿，雙漿槽清水溫度為40 ℃。

2 物理性能測試

2.1 測試樣品及儀器

測試的樣品名稱及規(guī)格見表1。

為保證測試結果的準確性，試驗樣品均保持平整，無污漬。試樣規(guī)格統(tǒng)一為200 mm×200 mm, 并在溫度為(20±2) ℃、相對濕度為(65±2)%的標準環(huán)境下預調(diào)濕48 h后進行測試[5-6]。

參照GB/T 3923.2—2013《紡織品 織物拉伸性能 第2部分：斷裂強力的測定》，采用YG028PC型多功能電子織物強力機(溫州百恩儀器有限公司)測試5種牛仔面料的拉伸斷裂強力。

參照GB/T 3917.1—1997《紡織品 織物撕破性能 第1部分：撕破強力的測定》，利用YG(B)033 A型織物撕裂儀(溫州際高檢測儀器有限公司)測試5種牛仔面料的撕破強力。

參照GB/T 14575—2009《紡織品 色牢度試驗 綜合色牢度》，采用YB571B型色牢度測試儀(溫州市大榮紡織儀器有限公司)測試5種牛仔面料的色牢度。

表1 試樣名稱及規(guī)格Tab.1 Sample names and specifications

2.2 測試結果分析

5種牛仔面料基本力學性能和摩擦色牢度測試數(shù)據(jù)見表2?？梢姡悍箩樋椗Ｗ忻媪系臄嗔褟娏退浩茝娏ο鄬芨?，僅次于滌彈機織牛仔面料；純棉機織牛仔面料和針織牛仔面料的斷裂強力和撕破強力都比較低；純棉機織牛仔面料的摩擦色牢度最好，而仿針織牛仔面料的摩擦色牢度相對較差。

表2 織物基本力學性能和摩擦色牢度測試結果Tab.2 Test results of basic mechanical properties and color fastness of fabrics

3 織物風格

川端織物風格評價系統(tǒng)(KES-F)的測試原理主要基于織物風格是其本身所具有的力學性能作用于人的感官所產(chǎn)生的效應，共可測試拉伸(FB1)、剪切(FB1)、彎曲(FB2)、壓縮(FB3)、表面摩擦(FB4)等16項物理指標[7-8]。

仿針織牛仔面料及其對照樣品在低負荷下的力學性能測試結果見表3。

3.1 織物拉伸性能

低應力下的拉伸性能主要是指織物在低拉伸應力作用下產(chǎn)生的應力-應變性能，反映了織物在生產(chǎn)、縫紉加工及使用中常規(guī)受力時織物的變形特性。KES-F拉伸性能測試主要測評了織物的伸長變形與拉伸回復能力[9]。拉伸線性度反映織物的柔軟感，其值越小，織物越柔軟。拉伸比功反映織物的變形抵抗能力，其值越大，織物越堅牢，易變形。拉伸功回復率反映織物的拉伸彈性回復性能，該值越大，織物拉伸彈性越好。

從表3可看出，在低負荷條件下，除針織牛仔面料外，其他4種織物緯向比經(jīng)向的拉伸線性度小，緯向較柔軟，仿針織牛仔面料的拉伸線性度最小，針織牛仔面料的拉伸線性度最大，說明仿針織牛仔面料柔軟性最好，針織牛仔面料柔軟性相比最差；其他3種機織對比面料拉伸線性度差異不大，柔軟度相仿。純棉機織牛仔面料的拉伸比功最小，說明該面料在較小應力的作用下，抵抗變形的能力最好，而針織牛仔面料的拉伸比功最大，易變形。5種織物的拉伸功回復率差異不大，拉伸彈性較好，滌彈機織牛仔面料拉伸彈性最好。

表3 試樣在低負荷下的力學性能測試結果Tab.3 Test results of mechanical properties of fabrics under low load

注：拉伸比功單位為cN·cm2；拉伸功回復率單位為%；0.5°剪切滯后量單位為cN/cm； 5°剪切滯后量單位為cN/cm；彎曲剛度單位為cN·cm2/cm；彎曲滯后矩單位為cN/(cm·cm)；壓縮比功單位為cN·cm/cm；壓縮功回復率單位為%；表面粗糙度單位為μm。

3.2 織物剪切性能

織物受到自身平面內(nèi)的力或力矩作用時，經(jīng)緯紗的交織角度發(fā)生變化，矩形的試樣將變成四邊形，這種變形稱為剪切變形。織物的剪切變形將影響到其作為面料成形時的曲面造型[10]。

剪切剛度表示織物抗剪切變形的能力，其值越大，表明織物的活絡性越差[11]。0.5°剪切滯后量和5°剪切滯后量均反映受剪切變形時的黏性大小，即剪切彈性變形的大小，二者數(shù)值越小，表明剪切變形后的回復能力越好，反之，回復能力越差。

從表3可看出，針織牛仔面料的剪切剛度最大，織物活絡性最差。仿針織牛仔面料和純棉機織牛仔面料的剪切剛度較小，織物活絡性相對較好。棉彈機織牛仔面料、滌彈機織牛仔面料和針織牛仔面料的0.5°剪切滯后量和5°剪切滯后量均較大，剪切變形之后的回復能力較差，而仿針織牛仔面料和純棉機織牛仔面料相對來說，剪切變形后的回復性較好。

3.3 織物彎曲性能

織物受到與自身平面垂直的力或力矩作用時會產(chǎn)生彎曲變形?？椢锏膹澢阅芘c織物的剛柔性有關。彎曲剛度表示織物抗彎曲變形能力，其值越大，表示織物硬挺度越好。彎曲滯后矩表示織物彎曲變形中的黏性大小，其值越大，織物受力彎曲變形后回復能力越差，彎曲彈性越差，保型性越差。

從表3可看出，仿針織牛仔面料、棉彈機織牛仔面料和針織牛仔面料的彎曲剛度較大，硬挺度較好。滌彈機織牛仔面料的經(jīng)向彎曲剛度為負值，表明織物經(jīng)向在曲率為-0.5～1.5之間的彎曲剛度大于曲率為0.5～1.5之間的彎曲剛度；該織物的彎曲滯后矩最高，彎曲彈性差，保型性差。純棉機織牛仔面料的彎曲剛度和彎曲滯后矩都較小，織物硬挺度較小，身骨柔軟，保型性好。

3.4 織物壓縮性能

織物在厚度方向的壓縮性能與手感風格中的蓬松豐滿度、表面的滑糯性有關。壓縮線性度表示織物壓縮曲線的屈曲程度。壓縮比功是指壓縮時外力對單位面積試樣所做的功，壓縮比功越大，織物越蓬松。壓縮功回復率表示織物壓縮彈性回復性能，反映了織物的豐滿感，壓縮回復率越大，織物越豐滿。

從表3可看出，5種織物的壓縮線性度相差不大，其中最大的是仿針織牛仔面料。壓縮比功最大的是棉彈機織牛仔面料，該織物最蓬松，但其壓縮功回復率小，織物回復能力較弱；壓縮比功最小的是純棉機織牛仔面料，蓬松性較差，但是該織物壓縮功回復率最高，織物的回復能力強，織物豐滿。

3.5 織物表面摩擦性能

織物手感中的滑、糯、爽、糙與織物表面的摩擦性能有關，采用KES-F織物風格儀測試織物的摩擦性能主要是測量動摩擦平均因數(shù)、摩擦因數(shù)平均偏差、表面粗糙度這3個指標。動摩擦平均因數(shù)反映織物的光滑、粗濕感[12]。摩擦因數(shù)平均偏差反映織物的脆爽、勻整性，其數(shù)值越小織物表面摩擦性能越好。表面粗糙度反映織物表面的平整性，數(shù)值越小，織物表面越光滑，反之，越粗糙。

通過秩位法綜合動摩擦平均因數(shù)和織物表面粗糙度2個因素，得到的織物粗糙程度順序為：棉彈機織牛仔面料>針織牛仔面料>仿針織牛仔面料>純棉機織牛仔面料>滌彈機織牛仔面料。從表3還可看出，仿針織牛仔面料的摩擦因數(shù)平均偏差最小，織物表面勻整，純棉機織牛仔面料的摩擦因數(shù)平均偏差最大，織物表面勻整性差。

4 結 論

仿針織牛仔面料的研究開發(fā)是建立在對市場需求和牛仔服裝發(fā)展趨勢的充分調(diào)查和反復論證的基礎上的。本文注重結合工廠實際生產(chǎn)，對仿針織牛仔面料各工序工藝技術進行了較為深入的探討，并對產(chǎn)品進行機械性能測試和基于KES-F系統(tǒng)的織物風格評價，得到如下結論。

2)仿針織牛仔面料力學性能良好，經(jīng)向拉伸斷裂強力高達685 N，緯向高達486 N；經(jīng)向撕破強力達到59 N，緯向高于64 N，力學性能優(yōu)于針織牛仔面料，僅次于滌彈機織牛仔面料。

3)純棉機織牛仔面料的保型性、活絡性較好，但蓬松性和表面勻整性差；棉彈機織牛仔面料柔軟度一般，硬挺度較好，剪切和壓縮變形回復性能差，且織物表面粗糙；滌彈機織牛仔面料表面平滑，拉伸、壓縮彈性較好，但彎曲彈性和剪切變形回復性能差；針織牛仔面料彈性好，但織物易變形，活絡性差，表面較粗糙。相對于其他4種牛仔面料，仿針織牛仔面料手感柔軟，彈性較好，不易變形；活絡性好，剪切變形后回復性較好，但彎曲變形回復性能一般；較蓬松、豐滿；表面勻整。仿針織牛仔面料作為一種新型的牛仔面料，兼具了針織牛仔面料的柔軟貼身、彈性好和機織牛仔面料質(zhì)量穩(wěn)定性好的優(yōu)點，同時克服了針織牛仔面料和機織牛仔面料相應的缺點。在風格上，既具有機織牛仔面料粗獷挺擴等風格，又具有針織牛仔面料的舒適透氣風格，發(fā)展前景十分廣闊。

[1] 郭宇微. 針織牛仔面料生產(chǎn)工藝與服用性能研究[D]. 無錫：江南大學, 2008: 1-4.

GUO Yuwei. Study on the knitting process and wearability of knitted denim fabric [D]. Wuxi：Jiangnan University, 2008: 1-4.

[2] 呂治家, 李德朝. 緯二重仿針織牛仔面料的設計與生產(chǎn)[J]. 棉紡織技術, 2015, 43(11): 43-46.

Lü Zhijia, LI Dezhao. Design and production of double weft knitting-like jean fabric[J]. Cotton Textile Technology, 2015, 43(11): 43-46.

[3] 陳瑤. 球經(jīng)機控制系統(tǒng)的研究 [D]. 上海：上海交通大學, 2006: 2-4.

CHEN Yao. Research on control system of ball warp machine [D].Shanghai：Shanghai Jiaotong University, 2006: 2-4.

[4] 李永鋒, 歐天豪, 李開玲. 純棉薄型靛藍牛仔布漿染工藝[J]. 棉紡織技術, 1999, 27(2): 45-46.

LI Yongfeng,OU Tianhao, LI Kailing. Dyeing process of pure cotton light denim fabric[J]. Cotton Textile Technology,1999, 27(2): 45-46.

[5] ROMBALDONI F, MONTARSOLO A, MAZZUCHETTI G. KES-F characterization and hand evaluation of oxygen plasma-treated wool fabrics dyed at temperature below the boil [J]. Textile Research Journal, 2010, 80(14): 1412-1421.

[6] 周玲,傅佳佳,王鴻博,等.滌/棉/竹漿纖維混色混紡仿毛織物風格評價[J].紡織學報,2016,37(5):51-55.

ZHOU Ling, FU Jiajia, WANG Hongbo, et al. Evaluation on style of polyester/cotton/bamboo pulp fiber blended and color mixtured wool-like fabrics [J]. Journal of Textile Research,2016,37(5):51-55.

[7] 荊妙蕾, 孫晶. 幾種織物風格和服用性能的灰色近優(yōu)評價 [J]. 棉紡織技術, 2015, 43(8): 72-76.

JING Miaolei,SUN Jing. Grey premium evaluation of several kinds of fabric style and wearability[J]. Cotton Textile Technology, 2015, 43(8): 72-76.

[8] 史春麗, 繆旭紅, 劉偉峰,等. 滌綸經(jīng)編短絨仿棉織物與棉機織物性能對比 [J]. 棉紡織技術, 2014, 42(8): 5-8.

SHI Chunli, MIAO Xuhong, LIU Weifeng,et al. Property contrast between polyester warp-knitting short pile cotton-like fabric and cotton woven fabric[J]. Cotton Textile Technology, 2014, 42(8): 5-8.

[9] YANG R H, KAN C W, WONG W Y, et al. Comparative study of cellulase treatment on low stress mechanical properties of cotton denim fabric made by torque-free ring spun yarn [J]. Fibers and Polymers, 2013, 14(4): 669-675.

[10] 王美芹, 張帆, 孫宏,等. 基于KES系統(tǒng)的再生絲麻纖維紗與毛/滌混紡紗交織精紡面料風格分析[J]. 毛紡科技, 2016, 44(7): 8-11.

WANG Meiqin, ZHANG Fan, SUN Hong,et al. Style analysis of regenerated silk hemp fiber worsted fabric[J]. Wool Textile Journal, 2016, 44(7): 8-11.

[11] BAIG G A, CARR C M. Kawabata evaluation of PLA-knitted fabric washed with various laundering formulations [J]. The Journal of The Textile Institute, 2015, 106(2): 111-118.

[12] 周建萍, 陳晟. KES織物風格儀測試指標的分析及應用[J]. 現(xiàn)代紡織技術, 2005, 14(6): 37-40.

ZHOU Jianping, CHEN Sheng. Analysis and application of testing index of KES fabric style instrument[J]. Advanced Textile Technology, 2005, 14(6): 37-40.