張亞婷 張淑潔 羌培華 伏立松 趙學(xué)成

（1.天津工業(yè)大學(xué)，天津，300387；2.南通醋酸纖維有限公司，江蘇南通，226008）

1 研究背景

羽絨服作為一種冬季御寒保暖衣物，相比于其他類型的衣物，具有質(zhì)輕、保暖效果好、穿著舒適等特點(diǎn)，深受廣大消費(fèi)者的青睞。隨著人們生活水平的日益提高，羽絨服日趨時(shí)尚化，越來越輕薄和時(shí)裝化，不僅是冬天的理想御寒服裝，更是冬季時(shí)裝的第一主角。一般在實(shí)際生產(chǎn)中羽絨服的面料與底布通常選用細(xì)號高密織物來防止鉆絨，材質(zhì)較為單一，高密面料的外觀纖細(xì)輕薄、柔軟光滑，具有天然皮革的感覺，能夠增加羽絨面料的高級感［1］。在競爭日益激烈的服裝市場，服裝企業(yè)為適應(yīng)消費(fèi)者對冬季保暖服裝的各種需求，提升自身的創(chuàng)新功能設(shè)計(jì)與個(gè)性化服務(wù)設(shè)計(jì)能力，對于其縫紉線的更高要求也隨之而來［2］。

縫紉線是重要的輔助服裝材料之一，起縫合、連接、裝飾等作用，其品質(zhì)直接影響著縫口質(zhì)量，縫紉線是由兩根或兩根以上的單紗或單絲捻合制成，也有少數(shù)是編織而成，它比普通紗更堅(jiān)牢、均勻、光滑、富有彈性，并且常常是經(jīng)過特殊整理而具有通過針眼和適合縫合衣物時(shí)要求的耐磨損、美觀性等特性［3-4］?？p紉線的品質(zhì)受許多物理機(jī)械性能指標(biāo)影響，如斷裂強(qiáng)力、耐摩擦性能、斷裂伸長、伸長彈性等都是縫紉線重要的性能指標(biāo)，這是因?yàn)榭p制時(shí)縫紉線要反復(fù)穿刺縫料，從而經(jīng)受強(qiáng)烈的沖擊和摩擦，要求縫紉線具有強(qiáng)度高、耐磨性好、潤滑、條干均勻、斷裂伸長和彈性適度等特性?？p紉線的理化性能和產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量直接影響到制成品的生產(chǎn)制作、服用性能和外觀等方面的質(zhì)量水平，它的性能還直接關(guān)系到縫制行業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，是人民生活中不可缺少的用品［5-6］。

因羽絨服面料的紗號細(xì)、織物密度大等特點(diǎn)，使得縫紉線在縫合羽絨服之后，織物會(huì)出現(xiàn)線跡滲油，影響羽絨服穿著使用過程的美觀性，生產(chǎn)中斷線率高，需要利用蠟片或油劑來增強(qiáng)線的潤滑性，提高生產(chǎn)制成率，有助于縫紉過程中高速運(yùn)轉(zhuǎn)下針的散熱而防止斷線。

縫紉線生產(chǎn)中所使用的油劑主要成分以硅、蠟為主，縫紉線后整理就是讓線表面附著一層潤滑劑，使縫紉線表面比較光滑，降低摩擦因數(shù)，從而降低因摩擦而產(chǎn)生的熱量；同時(shí)形成一種熱的屏障，改善線的耐熱性，使覆蓋著的線體溫度不致過高。硅、蠟成分能夠幫助提高線的強(qiáng)力。國外最新流行的整理技術(shù)是浸漬整理，它已逐步取代了接觸法。浸漬整理的操作比較簡單，設(shè)備要求也不高，可以在原有的縫紉線染色設(shè)備上進(jìn)行。其方法是在染色、水洗后，按一定用量將整理劑投入染色機(jī)中，在一定的溫度時(shí)間控制下，像染色一樣讓整理劑均勻地被色紗筒子所吸附，然后取出色紗筒子，按常規(guī)方法進(jìn)行干燥。這種方法既可用于筒子，也可用于絞線。這一工藝對制線后整理帶來很大變革。經(jīng)浸漬整理的縫紉線，用電子顯微照片觀察，表面上油很均勻，紗線表面甚至每一纖維束的表面都涂上了一層膜。保證了縫紉線在高速縫紉反復(fù)撓曲中，每一瞬時(shí)都由涂層與金屬接觸，防止線體直接摩擦，有效地提高了縫紉線的潤滑性與耐熱性。據(jù)了解，國際上有一定聲譽(yù)的英國綿豐線業(yè)公司及美國、聯(lián)邦德國的不少制線廠，均已普遍采用浸漬整理［7］。

針對羽絨服面料線跡滲油及生產(chǎn)過程斷線率高等問題，本文采用后道過蠟片接觸法和選用4種油劑進(jìn)行浸漬處理的試驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)分析，得到羽絨服用縫紉線的最佳處理工藝。

2 試驗(yàn)材料及方法

2.1 試驗(yàn)材料

試劑：固體蠟片，RUCO-FIL PKK200紗線濕上蠟劑（以下簡稱PKK200），RUCO-FIL WAX（上海諾科生物科技有限公司，以下簡稱WAX），德國格拉扶紡織助劑Silwa BL146（德國graf公司，以下簡稱BL146），PERIFIL JAK/R潤滑劑（百得瑞紡織品添加劑有限公司，以下簡稱JAK/R），醋酸（以下簡稱HAC）。

材料：考慮到羽絨服生產(chǎn)中縫紉線的使用現(xiàn)狀，選取了最常用的9.8 tex×2滌綸縫紉線，細(xì)號高密羽絨服面料。

設(shè)備：ECO-38-2T型立信染缸，SSM-TK2-20CT型制線機(jī)，Juki DDL-8700型縫紉機(jī)，Tajima TEJTⅡ-C1201型繡花機(jī)，USTER TENSORAPID4型強(qiáng)力儀，Graf 02-CPF11型摩擦儀。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 過蠟片接觸法

將烘干后的色紗筒子置于SSM-TK2-CT型制線機(jī)，在制線機(jī)設(shè)備上安裝固體蠟片，紗線從兩塊蠟片的中間穿過，紗線在上蠟過程中，要保證上蠟的均勻度以及蠟塊的使用效率，所以要考慮紗線在蠟塊下通過時(shí)，紗線與蠟塊要有足夠的摩擦力，紗線在蠟塊中間直線運(yùn)動(dòng)，速度為 1 300 m/min，蠟片隔距為0.25 cm。

2.2.2 浸漬處理法

浸漬處理時(shí)，油劑在浴液中的溫度、泵速、循環(huán)次數(shù)、最終溫度、保溫時(shí)間為影響因素。PKK200缸內(nèi)最高溫度40℃，循環(huán)比為內(nèi)-外2 min、外-內(nèi) 4 min，應(yīng)用 pH值 5～6。WAX缸內(nèi)最高溫度55℃，循環(huán)比為內(nèi)-外3 min、外-內(nèi)7 min，應(yīng)用pH值5.5～6.2。BL146缸內(nèi)最高溫度 55 ℃，循環(huán)比為內(nèi)-外 2 min、外-內(nèi) 3 min，應(yīng)用pH值5.5～6.5。JAK/R缸內(nèi)最高溫度75℃，應(yīng)用pH值6～7。

原紗經(jīng)染色、水洗后，在原有的縫紉線染色設(shè)備上進(jìn)行。在染色機(jī)中注入冷水，參考各油劑性能設(shè)定缸內(nèi)工藝，如BL146按5%的用量（油劑質(zhì)量=紗線質(zhì)量×5%），將整理劑投入染缸中，根據(jù)不同整理劑的性能特點(diǎn)，加入所需的HAC。BL146加入的HAC為0.2 g/L，將水環(huán)境調(diào)至所需的pH值，測試得BL146的水環(huán)境pH值為5.8。設(shè)置缸泵的循環(huán)參數(shù)，BL146為正向1 min、反向1 min，泵速80%，保溫10 min，接著以正向2 min、反向3 min的循環(huán)次數(shù)、2℃/min的升溫速率運(yùn)行，最高溫度55℃，保溫時(shí)間10 min。在一定溫度時(shí)間的控制下，讓整理劑像染色一樣均勻地被色紗所吸附，然后取出色紗筒子，按常規(guī)方法進(jìn)行干燥。

2.3 性能測試

2.3.1 強(qiáng)伸性能測試

使用USTER TENSORAPID4型強(qiáng)力儀測試縫紉線樣品的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長，判定縫紉線是否能滿足紗線連續(xù)生產(chǎn)的要求。作為紗線測試中的重要參數(shù)，參考GB/T 3916—2013《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定（CRE法）》標(biāo)準(zhǔn)，先把試樣一端放在上夾鉗中，輕輕夾住，施加的預(yù)加張力為斷裂強(qiáng)力的5%，隔距為50 cm，每個(gè)樣品的測試次數(shù)為10次，每組共9個(gè)試驗(yàn)樣品。

2.3.2 摩擦測試

在車縫過程中縫紉線表面與針接觸，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，摩擦生熱會(huì)斷線或斷針，通過測試靜摩擦力和動(dòng)摩擦力，能夠評估縫紉線的表面性能。參考JISL 1095—1979《紗線摩擦因數(shù)的測定》，采用絞盤法測試機(jī)理，直流電機(jī)作為等速引力源，氣動(dòng)式殘紗處理，微機(jī)控制、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理，動(dòng)摩擦力以5 m/min的速度，靜摩擦力以5 cm/min的速度。

2.3.3 含油測試

含油測試是利用石油醚萃取的方法測試紗線的含油率，參考GB/T 6504—2008《化學(xué)纖維含油率試驗(yàn)方法》，先繞取5 g紗，在90℃～95℃的烘箱中烘0.5 h，用MP200A型電子秤稱重，記下讀數(shù)G1，將紗線放入石油醚溶劑中加熱至沸，萃取至沸需要1 h左右，將在石油醚容器中萃取后的紗線進(jìn)行烘干、稱重計(jì)數(shù)為G2，則含油率=［（G1-G2）/G2］×100%。

2.3.4 車縫測試

正常前向車縫試驗(yàn)的最小車縫長度為50 m。被測縫紉線應(yīng)通過縫50 m直到斷線的長度，即以目標(biāo)縫紉長度表征。該指標(biāo)能夠反映出縫紉線強(qiáng)力、摩擦及對高速運(yùn)作下散熱輔助的性能。車縫測試參數(shù)：速度4 500圈/min，線跡類型301，線圈密度12針/2.54 cm，面料尺寸200 cm×25 cm、4 層，樣品數(shù)5個(gè)［8］。

2.3.5 抗針熱測試

抗針熱測試是為探究紗線的耐熱性?？贯槦釡y試參數(shù)：速度5 500圈/min，線跡類型301，線圈密度12針/2.54 cm，縫紉張力70 cN，針號16/Nm 100 R，面料尺寸100 cm×18 cm、4層，樣品數(shù)5個(gè)。

2.3.6 防滲油性能測試

每個(gè)試驗(yàn)樣品在一層羽絨服面料上縫制10 cm長，測量沿著面料橫向的滲油長度，細(xì)號高密面料可直觀地看到滲油現(xiàn)象。

3 試驗(yàn)結(jié)果和分析

3.1 過蠟片接觸法

過蠟片接觸法試驗(yàn)結(jié)果：含油率0.9%，動(dòng)摩擦力62 cN，靜摩擦力56 cN，縫紉長度31.8 m，滲油長度1.9 mm。滿足細(xì)號高密羽絨服面料的滲油長度小于3 mm的要求。從試驗(yàn)結(jié)果得出，經(jīng)接觸法試驗(yàn)，縫紉線的滲油長度均值為1.9 mm，最大值為2.4 mm，最小值為1.5 mm，滿足防滲油需求，但其含油率均值為0.9%，動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的波動(dòng)大，車縫長度均值為31.8 m，最小值為15.6 m，斷線率高，不滿足生產(chǎn)用線要求。

根據(jù)在制線過程的實(shí)際觀察，紗線通過蠟塊的路程并不一定是直線，隨著張力的轉(zhuǎn)動(dòng)，縫紉線也不能夠一直接觸到蠟片，從而造成上油不勻甚至未上到油。色紗筒子制線時(shí)經(jīng)過上蠟裝置接觸上蠟，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為蠟座中心軸向后轉(zhuǎn)，張力盤向前轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)紗點(diǎn)出現(xiàn)位置偏差，蠟塊壓迫紗線的彎曲程度變化，容易造成上蠟不均勻。特別在上蠟面出現(xiàn)不平整的高點(diǎn)時(shí)，處于蠟座中心軸和張力盤之間的縫紉線會(huì)被凹凸不平的上蠟面帶起，致使縫紉線脫離導(dǎo)紗點(diǎn)切入蠟塊中，出現(xiàn)紗線將蠟塊切片現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)打結(jié)時(shí)，由于紗線夾在蠟塊的槽縫中，夾在蠟縫中的斷紗容易纏到蠟座的中心軸上，致使蠟塊轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，在蠟盒彈簧作用力下隨著上蠟量的進(jìn)給，會(huì)出現(xiàn)紗線把上蠟面拉成較深的橫向棱槽，使得上蠟面變得更不平滑，造成紗線連續(xù)切蠟片現(xiàn)象。這樣，不僅影響單錠的效率，而且浪費(fèi)蠟塊［9］。

3.2 浸漬法

3.2.1 拉伸性能

表1為色紗筒子經(jīng)4種油劑浸漬處理后得到的縫紉線樣品質(zhì)量指標(biāo)。從表1中數(shù)據(jù)能夠看出，經(jīng)4種油劑浸漬處理后的線密度、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長并未有明顯區(qū)別?？梢娪蛣τ诩喚€的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長的物理性能影響并不明顯，而紗線強(qiáng)力、斷裂伸長是紗線的內(nèi)在質(zhì)量，主要取決于紗線結(jié)構(gòu)和纖維性質(zhì)。

表1 斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長測試結(jié)果

3.2.2 含油率、摩擦性能、車縫性能

根據(jù)4種油劑的性能特點(diǎn)，均選取5%的用量，根據(jù)4種油劑所需的pH值，PKK200與JAK/R油劑加入的HAC濃度為0.1 g/L，WAX與BL146油劑加入的HAC濃度為0.2 g/L，缸內(nèi)泵速循環(huán)比、升溫速率、最終溫度、保溫時(shí)間見2.2.2。缸內(nèi)運(yùn)行結(jié)束后，能夠明顯看到PKK200和JAK/R缸內(nèi)上油浴液顏色發(fā)白、不透明，靜置12 h后沒有分層。BL146跟WAX上油浴液為淺藍(lán)且透明，靜置及高速離心后均無分層。PKK200與JAK/R兩種油劑所得樣品的含油率極低，PKK200的含油率均值為0.9%，JAK/R的含油率均值為0.5%，動(dòng)摩擦力跟靜摩擦力波動(dòng)大，且斷線率高，不能夠滿足縫紉需求［10］。

縫紉線上油率的高低與縫紉線的車縫性能關(guān)系密切，上油率低的縫紉線在高速車縫過程中容易產(chǎn)生靜電及斷線，而上油率過高的縫紉線則容易出現(xiàn)黏纏現(xiàn)象，都會(huì)影響車縫的正常進(jìn)行。縫紉線的油劑含量一般控制在滿足防靜電性、平滑性、車縫性等要求的前提下，上油率以少為好。而細(xì)號高密的羽絨面料對含油的要求更為嚴(yán)格，在保證滿足車縫性能的前提下還需保證防滲油性能，PKK200與JAK/R在細(xì)號高密面料的防滲油性能較好。BL146的含油率基本均勻，摩擦力低，車縫過程沒有斷線，滲油長度均值為1.7 mm，能夠滿足細(xì)號高密羽絨服面料的防滲油需求。WAX的含油率較為均勻，動(dòng)摩擦力和靜摩擦力較高，波動(dòng)較大，斷線率較高，滲油長度均值為3.3 mm，細(xì)號高密羽絨面料的防滲油性能不是很好。4種油劑的含油波動(dòng)性如圖1所示。其性能測試見表2。

測試結(jié)果證明，BL146油劑性能穩(wěn)定，通過缸內(nèi)浸漬處理法，含油率均勻，滿足細(xì)號高密羽絨服面料防滲油需求，摩擦力低、波動(dòng)小，有利于車縫，斷線率低，提高了生產(chǎn)力，對紗線染色性能和環(huán)境無明顯影響。且其靜摩擦力減動(dòng)摩擦力之差為正值，有資料介紹，該值為正值時(shí)，紗線的集束性較大，縫紉線纖維的結(jié)合度好；該值為零時(shí)，縫紉線纖維間聯(lián)系較弱；該值為負(fù)值時(shí)，縫紉線纖維抱合力差［11-12］。

圖1 4種油劑含油對比

表2 性能測試

3.2.3 抗針熱性

4種油劑經(jīng)過浸漬處理后得到的縫紉線樣品的線密度、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長并未有明顯區(qū)別，進(jìn)一步做了抗針熱試驗(yàn)，見表3。得到的數(shù)據(jù)能夠明顯看出BL146的抗針熱長度均值為53 cm，最大值為75 cm，最小值為48 cm。PKK200與JAK/R的抗針熱性能較差，而WAX的抗針熱長度均值為41 cm，最大值為56 cm，最小值為30 cm，相對于BL146的抗針熱性能較差。

通過以上測試明顯發(fā)現(xiàn)，使用BL146油劑經(jīng)浸漬處理后得到的縫紉線樣品的各項(xiàng)物理性能優(yōu)于其他3種油劑，上油率更加均勻。樣品與過蠟片接觸法在細(xì)號高密羽絨服面料的防滲油性能相當(dāng)，因而BL146油劑經(jīng)浸漬處理優(yōu)于過蠟片上油法，使用浸漬處理法上油更加均勻，縮減了制線過程中過蠟片的工序，提高了生產(chǎn)力，優(yōu)化了縫紉線性能。在4種油劑中選擇BL146油劑繼續(xù)試驗(yàn)，并進(jìn)一步從成本和油劑用量研究BL146油劑缸內(nèi)浸漬處理時(shí)縫紉線所需的最佳用量。

表3 抗針熱試驗(yàn)

3.3 BL146油劑用量

BL146使用5%的用量，不論是其物理性能、車縫性能還是細(xì)號高密羽絨服面料的防滲油性能都能夠滿足用線需求。為減少生產(chǎn)成本，試驗(yàn)了BL146在4%和3%用量的缸內(nèi)浸漬處理試驗(yàn)，所得縫紉線樣品含油率和車縫性能見表4，含油率穩(wěn)定性如圖2所示。

表4 BL146油劑不同用量下性能測試結(jié)果

圖2 BL146油劑不同用量缸內(nèi)柔軟含油穩(wěn)定性

從圖2可知，使用不同的BL146油劑用量，得到縫紉線樣品從內(nèi)到外的含油率都是較為均勻的。從表4可知，在車縫性能測試中，含油率降低則縫紉線的斷線率上升，而在使用過程中，要有良好的手感，并不是含油越高越好，對于細(xì)號高密的羽絨服面料，在滿足防滲油性能基礎(chǔ)上，含油率要低。3%油劑用量的防滲油性能會(huì)更好一些，而縫紉性能不能夠滿足用線要求。4%油劑用量的縫紉線縫紉性能相對于5%油劑用量會(huì)差一些，但是依然可以滿足用線要求，而防滲油性相對于5%的要更好。從生產(chǎn)成本及縫紉線性能考慮，選擇4%的油劑用量。

4 結(jié)論

（1）色紗筒子制線時(shí)通過接觸法上蠟，上蠟不均勻且含油率低，生產(chǎn)過程斷線率高，生產(chǎn)效率低。

（2）采用浸漬處理法，縫紉線上油更均勻，增強(qiáng)了車縫性能，滿足細(xì)號高密面料的防滲油性能；BL146是一種后處理劑和柔軟劑，適用于浸漬處理，通過浸漬整理，可提高縫紉線物理性能，且油劑對摩擦性能有很好的改善，提高了紗線強(qiáng)力，減少了斷線率；BL146油劑選用4%的用量，浴液環(huán)境pH需0.2 g/L的HAC，最終溫度55℃，保溫時(shí)間10 min為最佳。