秦路路

河北科技大學(xué) 河北省紡織服裝工程技術(shù)研究中心(中國(guó))

隨著服裝業(yè)的蓬勃發(fā)展與大眾消費(fèi)者對(duì)服裝購(gòu)買(mǎi)需求的不斷增加，ZARA、優(yōu)衣庫(kù)、H&M及GAP等品牌的快時(shí)尚服裝成為中國(guó)服裝市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)之一，這些品牌服裝以平價(jià)“大牌”的形象給消費(fèi)者高性價(jià)比、高品質(zhì)的體驗(yàn)[1]，廣受消費(fèi)者青睞?？鞎r(shí)尚服裝品牌一般選用黏膠、腈綸、棉等具有優(yōu)良穿著舒適性的纖維作為主要原料進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。黏膠針織物柔軟、涼爽、懸垂性好、洗后易干，穿著舒適，是理想的夏季服裝面料[2]。黏膠/錦綸混紡織物可仿羊絨的手感、光澤，無(wú)論貼身還是外穿，都具有良好的穿著舒適性，但其起毛起球現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了服裝的使用壽命和穿著美觀，降低了服用性能[3]。而腈綸/錦綸混紡針織物雖然不易起毛起球，但穿著舒適性、手感等性能偏差，不適合貼身穿，在服裝方面的應(yīng)用受到限制。

本文結(jié)合目前市場(chǎng)快銷(xiāo)品牌針織面料用紗的需求，選用不同線密度的黏膠纖維和腈綸為原料，分別與錦綸混紡，利用聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)長(zhǎng)絲做芯紗，進(jìn)行混紡針織紗的設(shè)計(jì)試紡，探討不同種類(lèi)、不同線密度的纖維對(duì)成紗性能的影響，為針織物抗起毛起球性能的研究提供一定的理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)原料及纖維性能測(cè)試

1.1 纖維原料

黏膠纖維的長(zhǎng)度為38 mm，線密度為0.10、0.13和0.17 tex，分別記為0.9 D 黏膠纖維、0.12 D 黏膠纖維和0.15 D 黏膠纖維；錦綸的長(zhǎng)度為38 mm，線密度為0.13 tex，記為1.2 D 錦綸，二者由唐山三友集團(tuán)興達(dá)化纖有限公司提供。腈綸(經(jīng)抗起毛起球工藝處理)的長(zhǎng)度為38 mm，線密度為0.10、0.13和0.17 tex，分別記為0.9 D腈綸、1.2 D 腈綸和1.5 D 腈綸；PBT長(zhǎng)絲的線密度為6.1 tex，二者由山東中纖紡織科技有限公司提供。

1.2 纖維強(qiáng)伸性測(cè)試

將3種纖維原料放入標(biāo)準(zhǔn)溫濕度下(溫度為20 ℃，相對(duì)濕度為65%)進(jìn)行預(yù)調(diào)濕和調(diào)濕處理，使之達(dá)到吸濕平衡，隨后對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)伸性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

由表1中數(shù)據(jù)可知，相對(duì)濕度為65%時(shí)，錦綸的斷裂強(qiáng)度最高，斷裂伸長(zhǎng)率最大，因而，在3種纖維中，錦綸更柔軟而強(qiáng)韌，耐疲勞性和耐磨性優(yōu)良。表1數(shù)據(jù)顯示，黏膠纖維的斷裂強(qiáng)度高于腈綸的斷裂強(qiáng)度。其原因在于本文試驗(yàn)用腈綸為抗起毛起球腈綸。制造抗起毛起球腈綸的特殊工藝使腈綸大分子鏈的堆砌緊密程度和分布不均勻，纖維截面具有明顯孔隙或裂紋，纖維縱向出現(xiàn)凹凸明顯的溝槽。盡管這增強(qiáng)了紡紗過(guò)程中纖維間的抱合力，有利于成紗性能的改善[4]，但也降低了纖維的斷裂強(qiáng)度。

表1 相對(duì)濕度為65%時(shí)纖維原料強(qiáng)伸性能測(cè)試結(jié)果

1.3 纖維摩擦因數(shù)測(cè)試

纖維摩擦是指纖維之間、纖維與其他物質(zhì)之間表面接觸并發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的行為。在纖維成紗過(guò)程中，纖維靠其相互摩擦作用成網(wǎng)成條、滑移變細(xì)，并具有一定的力學(xué)性能[5]77。采用Y151型纖維摩擦系數(shù)儀對(duì)3種纖維的摩擦因數(shù)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)選擇張力鉗質(zhì)量為100 mg，轉(zhuǎn)速為12 r/min。不同輥上纖維摩擦因數(shù)測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 不同輥上纖維摩擦因數(shù)測(cè)試結(jié)果

纖維的摩擦是紡織品加工和成型的基礎(chǔ)，在紡紗和織造過(guò)程中，纖維與纖維之間，纖維與紡紗加工器件之間的摩擦是紡織加工的重要參數(shù)[6]。由表2可知，3種纖維與金屬輥的動(dòng)靜摩擦因數(shù)較大，與纖維輥的動(dòng)靜摩擦因數(shù)相對(duì)較小，在紡紗過(guò)程中應(yīng)注意纖維與金屬輥之間摩擦引起的質(zhì)量轉(zhuǎn)移、生熱和靜電現(xiàn)象。另外，黏膠纖維與錦綸的動(dòng)摩擦因數(shù)明顯高于腈綸與錦綸之間的摩擦因數(shù)，這是因?yàn)轲つz纖維和錦綸在紡織纖維靜電序列中位置較接近，二者均易因摩擦帶正電荷[5]127。因此，在錦綸/黏膠纖維混紡過(guò)程中，兩種纖維因帶同種電荷相互排斥，導(dǎo)致紡紗工序中出現(xiàn)纖維排斥，抱合力差的現(xiàn)象。

2 紡紗工藝

2.1 紡紗工藝流程

根據(jù)企業(yè)對(duì)針織混紡紗的規(guī)格要求，黏膠纖維(或腈綸)、錦綸、PBT長(zhǎng)絲的質(zhì)量比為50∶22∶28，采用原料混合工藝紡制針織混紡紗。

紡紗工藝流程：手扯開(kāi)松——梳棉——一道并條——二道并條——粗紗——細(xì)紗。

本文根據(jù)混紡紗主成分命名混紡紗，如：以0.9 D黏膠纖維為主成分的混紡紗命名為0.9 D黏膠混紡紗。

2.2 紡紗工序中的問(wèn)題及解決措施

黏膠纖維與錦綸混紡時(shí)，當(dāng)空氣濕度小于50%時(shí)，黏膠纖維和錦綸靜電現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)生較多纖維飛花，纖維集束性降低，棉條抱合力較差，從而堵塞圈條器，成條困難。這是因?yàn)轲つz纖維和錦綸與紡紗機(jī)件摩擦?xí)r易形成同種電荷，導(dǎo)致混紡纖維須條擴(kuò)散而無(wú)法成紗。針對(duì)此問(wèn)題，采用加濕的辦法，即將空氣濕度維持在63%～70%，問(wèn)題得以解決。

腈綸與錦綸混紡時(shí)，腈綸卷曲穩(wěn)定性差，抱合力較低，生條強(qiáng)度低，并條工序的斷條多，嚴(yán)重影響成紗均勻性。在并條機(jī)的前羅拉部分加上集束裝置，防止了須條擴(kuò)散，增加了纖維的抱合力，斷條明顯減少。

3 成紗性能測(cè)試與分析

3.1 紗線強(qiáng)伸性

紗線強(qiáng)伸性由斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率表征，是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。紗線的斷裂強(qiáng)力高，加工過(guò)程中斷頭率低，有利于紡紗過(guò)程、后加工和織造工藝的順利進(jìn)行[7]113。紗線強(qiáng)伸度測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 紗線強(qiáng)伸性測(cè)試結(jié)果

由紗線的斷裂機(jī)理可知，纖維的性質(zhì)和紗線的結(jié)構(gòu)(捻度)是影響紗線強(qiáng)度的主要因素[5]161?；旒徏喌臄嗔褟?qiáng)度與纖維線密度、單纖維強(qiáng)度及纖維的摩擦性能相關(guān)。錦綸與黏膠纖維混紡時(shí)，纖維靜電現(xiàn)象嚴(yán)重，須條抱合力差，混紡紗強(qiáng)度受纖維線密度的影響較為明顯。相同線密度的兩種纖維混紡，紗線纖維排列均勻，纖維強(qiáng)度利用率較高，成紗強(qiáng)度較高。錦綸和腈綸混紡時(shí)，纖維梳理牽伸順利，成網(wǎng)成條均勻，單纖強(qiáng)度的影響占主導(dǎo)地位。1.2 D腈綸斷裂強(qiáng)度最低，導(dǎo)致最終成紗斷裂強(qiáng)度最低。纖維較細(xì)時(shí)，纖維間摩擦阻力大，纖維不易滑脫，紗線強(qiáng)度較高，因而1.2 D黏 膠混紡紗和0.9 D腈綸混紡紗的強(qiáng)度較高。錦綸與黏膠纖維混紡時(shí)，纖維越細(xì)，靜電現(xiàn)象越嚴(yán)重，纖維伸直度差，紗線結(jié)構(gòu)蓬松，容易發(fā)生滑移，故1.2 D 黏膠混紡紗的斷裂伸長(zhǎng)率較高。

雖然黏膠纖維的單纖強(qiáng)度高于腈綸，但是在混紡過(guò)程中，黏膠纖維、錦綸摩擦產(chǎn)生電荷電位相同，兩種纖維互相排斥，棉條集束性較差，纖維強(qiáng)度利用率降低，成紗穩(wěn)定性及平均強(qiáng)度較低。

3.2 紗線毛羽指數(shù)的測(cè)試

紗線毛羽是指暴露在紗線主干外的纖維端。毛羽是衡量紗線質(zhì)量好壞的標(biāo)志之一[7]147。一般認(rèn)為3 mm以上的毛羽會(huì)造成織造過(guò)程開(kāi)口不清及紗線易磨損而引起斷紗，從而影響織物的外觀及透氣、透濕、抗起毛起球等性能。在后處理、印染等環(huán)節(jié)中，過(guò)多的毛羽可能導(dǎo)致上染不勻、在布面出現(xiàn)橫檔等問(wèn)題。

各混紡紗不同毛羽長(zhǎng)度下的毛羽指數(shù)測(cè)試結(jié)果如表4所示，表4中A、B、C、D、E列分別為毛羽長(zhǎng)度為3、4、5、6、7 mm時(shí)的毛羽指數(shù)。

表4 紗線毛羽指數(shù)測(cè)試結(jié)果

從表4可知，0.9 D腈綸混紡紗和0.9 D黏膠混紡紗的毛羽較少。這是因?yàn)橥ǔＧ闆r下，纖維越細(xì)，紗體結(jié)構(gòu)越緊密，在摩擦的過(guò)程中纖維端不容易被拉出紗線表面。

對(duì)比線密度相同而原料不同的混紡紗，腈綸混紡紗的毛羽較少。這是因?yàn)轲つz纖維與錦綸混紡過(guò)程中，易產(chǎn)生同種電荷的靜電，使纖維抱合力減弱，毛羽增多。腈綸、錦綸的纖維靜電位相差較大，摩擦?xí)r形成異種電荷，異種電荷相吸，使毛羽減少。

3.3 紗線條干均勻性測(cè)試

紗線的條干不勻?qū)儆诰€密度不勻，紗線的線密度不勻不僅會(huì)使紗線產(chǎn)生疵點(diǎn)，影響紗線的外觀質(zhì)量和力學(xué)性能，而且會(huì)加大織造時(shí)產(chǎn)生斷頭和停機(jī)的機(jī)率，造成織造過(guò)程無(wú)法順利進(jìn)行，從而進(jìn)一步影響織物的外觀和性能[8]。紗線條干均勻性測(cè)試結(jié)果如表5所示。

由表5可知，不同線密度的黏膠混紡紗中，0.9 D黏膠混紡紗的條干變異系數(shù)最小，其粗節(jié)、細(xì)節(jié)和棉結(jié)較少，條干均勻性較好。這是因?yàn)橐话闱闆r下，同種紗線，單根紗線內(nèi)纖維數(shù)增加，有利于纖維間相互接觸，增大紗條均勻性[5]230，因此0.9 D黏膠混紡紗的條干變異系數(shù)比1.2 D黏膠混紡紗和1.5 D黏膠混紡紗的條干變異系數(shù)小。表5數(shù)據(jù)表明，不同線密度的腈綸混紡紗中，1.2 D腈綸混紡紗的條干變異系數(shù)最小。這是因?yàn)樗缅\綸的線密度與1.2 D腈綸的線密度相當(dāng)，兩種纖維混合排列均勻，且錦綸與腈綸摩擦過(guò)程中，易靜電相吸，有利于提高紗線條干均勻性。

表5 紗線條干均勻性測(cè)試結(jié)果

比較相同線密度的黏膠混紡紗和腈綸混紡紗，后者條干均勻性更好。這是因?yàn)楸疚脑囼?yàn)用腈綸由特殊工藝制成，纖維縱向具有溝槽，在紡紗過(guò)程中增強(qiáng)了纖維間的抱合力，使纖維排列緊密，紗條不易擴(kuò)散；而黏膠與錦綸混紡時(shí)，靜電排斥現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)生較多的飛花，從而導(dǎo)致黏膠混紡紗的紗條不勻；另外人為操作(如接頭)不當(dāng)、飛花附著在機(jī)件上、紗線內(nèi)存在雜質(zhì)等因素，都會(huì)造成黏膠混紡紗的條干不勻。

4 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)通過(guò)將不同線密度的黏膠纖維、腈綸分別與錦綸、PBT長(zhǎng)絲配伍混紡，并測(cè)試混紡紗的成紗性能，不同線密度的黏膠混紡紗中，0.9 D黏膠混紡紗的毛羽最少，條干較均勻，成紗強(qiáng)度適中，成紗質(zhì)量較好。不同線密度的腈綸混紡紗中，0.9 D腈綸混紡紗的斷裂強(qiáng)力較高，毛羽少；1.2 D腈綸混紡紗的條干變異系數(shù)最小。對(duì)比相同線密度，不同原料的混紡紗，腈綸混紡紗的斷裂強(qiáng)力略高于黏膠混紡紗，且毛羽較少，纖維混紡成網(wǎng)成紗順利，條干較均勻。

黏膠纖維因其良好的穿著舒適性，常用于貼身織物，但是黏膠纖維與錦綸混紡過(guò)程中，由于兩種纖維電位相近，在接觸和摩擦的作用下纖維帶同種電荷，靜電排斥嚴(yán)重，導(dǎo)致成紗性能惡化。因此為保證黏膠纖維與錦綸混紡順利進(jìn)行，應(yīng)對(duì)纖維進(jìn)行抗靜電預(yù)處理或在紡絲液中添加相應(yīng)的抗靜電成分，且在紡紗過(guò)程中適當(dāng)提高空氣相對(duì)濕度。