絹絲/殼聚糖混紡織物的服用性能

朱　曼，潘志娟,2，汪吉艮，趙瑞芝

(1.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021； 2.現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室，江蘇 蘇州 215123；3.江蘇大生集團(tuán)有限公司，江蘇 南通 226002)

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絹絲/殼聚糖混紡織物的服用性能

朱曼1，潘志娟1,2，汪吉艮3，趙瑞芝3

(1.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021； 2.現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室，江蘇 蘇州 215123；3.江蘇大生集團(tuán)有限公司，江蘇 南通 226002)

摘要:用絹紡工藝將絹絲與殼聚糖纖維進(jìn)行混紡，制成三種混紡比的絹絲/殼聚糖混紡紗，混紡比分別為90：10、80：20、70：30，以絹絲/殼聚糖混紡紗及純絹絲為經(jīng)緯紗設(shè)計加工了具有不同殼聚糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的16塊織物，測試與分析了試樣的透氣性、抗起毛起球性、折皺回復(fù)性及懸垂性等服用性能。結(jié)果表明，殼聚糖纖維對絹紡織物的服用性能有良好的改善作用，與純絹絲織物相比，絹絲/殼聚糖混紡織物的透氣性、抗起毛起球性、折皺回復(fù)性更好，但懸垂性較差。

關(guān)鍵詞:殼聚糖纖維；混紡紗；絹紡織物；服用性能

甲殼素是一種天然氨基多糖高分子物質(zhì)，化學(xué)結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)纖維類似，是目前世界上唯一陽離子型的天然聚合物，其儲量巨大，存在于各種甲殼類動物的外殼及菌類、藻類等微生物的細(xì)胞壁中。由于甲殼素具有相容性好、抗癌、抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移、提高人體免疫力、護(hù)肝解毒等功能，使其在醫(yī)學(xué)、紡織、食品等領(lǐng)域有廣泛的用途。殼聚糖是甲殼素的N-脫乙?；漠a(chǎn)物，是一種可降解的環(huán)保型物質(zhì)，具有一定的抗菌抑菌及可紡性。海斯摩爾纖維是以阿拉斯加深海雪蟹殼為原料，利用殼聚糖溶液良好的成絲性能，通過濕法紡絲而制成，是殼聚糖的深加工產(chǎn)品，屬于抗菌功能性纖維[1-2]。

目前，國內(nèi)對殼聚糖纖維與天然纖維、再生纖維素纖維等進(jìn)行復(fù)合面料的開發(fā)做了大量研究。在殼聚糖混紡紗的研制與開發(fā)上取得了一系列的成果，開發(fā)了18.2 tex和14.5 tex殼聚糖/遠(yuǎn)紅外/棉混紡紗[3]、14.6 tex莫代爾/棉/殼聚糖纖維混紡針織紗[4]、14.8 tex×2莫代爾/棉/殼聚糖纖維60/30/10混紡汗布[5]、59/41殼聚糖纖維/腈綸混紡紗[6]、22.22 tex苧麻/殼聚糖纖維55/45抗菌紗線[7]、殼聚糖纖維/莫代爾/精梳棉/黏膠纖維10/30/30/30混紡紗[8]及各種混紡比的殼聚糖纖維/棉混紡紗。山東海斯摩爾生物科技有限公司研發(fā)了多種7.28～36 tex純殼聚糖纖維含量10%～30%的殼聚糖功能紗，這些殼聚糖功能紗主要是與精梳棉、莫代爾、天絲、竹纖維、麻賽爾、芳綸、羊毛、羊絨等纖維混紡而成，這些紗線已用于制織機(jī)織、針織面料，用于服裝內(nèi)衣、家紡、文胸、襪子等產(chǎn)品。

本文分別采用83.3×2 dtex絹絲/殼聚糖(90/10、80/20、70/30)混紡紗和相同線密度的純絹紡紗為經(jīng)緯紗，試織了15種絹絲/殼聚糖混紡平紋織物，1塊純絹絲平紋織物作為對比試樣。測試并分析了織物結(jié)構(gòu)參數(shù)和原料構(gòu)成對絹絲/殼聚糖混紡織物的透氣性、抗起毛起球、折皺回復(fù)性及懸垂性等服用性能的影響。

1　實　驗

1.1材料與儀器

材料：殼聚糖纖維(海斯摩爾生物科技有限公司)，純絹絲(83.3×2 dtex，嘉興市華益股份有限公司)，絹絲/殼聚糖(90/10、80/20、70/30)混紡紗(83.3×2 dtex，嘉興市華益股份有限公司)。

儀器：MEl00型烏斯特條干儀(瑞士烏斯特技術(shù)公司)，Y331A型紗線捻度儀(常州紡織儀器廠有限公司)，Y391紗線彈性儀(常州市天祥紡織儀器有限公司)，INSTRON5967型材料試驗機(jī)(美國英斯特朗公司)，SGA191型單紗整經(jīng)機(jī)(鹽城射陽紡機(jī)廠)，C/401型劍桿織機(jī)(天津隆達(dá)有限公司)，M021A型數(shù)字式織物透氣量儀(美國SDL ATLAS有限公司)，YG401G型織物平磨儀(寧波紡織儀器廠)，DRP-200織物懸垂性風(fēng)格儀(大榮科學(xué)精器制作所)。

1.2殼聚糖纖維相關(guān)性能指標(biāo)

殼聚糖纖維的相關(guān)性能指標(biāo)如表1所示。

表1　殼聚糖纖維的相關(guān)性能指標(biāo)

1.3混紡紗的成紗指標(biāo)及力學(xué)性能

采用MEl00型烏斯特條干儀、Y331A型紗線捻度儀、Y391紗線彈性儀及INSTRON5967型材料試驗機(jī)分別測定了絹絲/殼聚糖混紡紗及純絹紡紗的成紗指標(biāo)、捻度、定伸長彈性回復(fù)率及拉伸力學(xué)性能，結(jié)果如表2和表3所示。

表2　絹絲/殼聚糖纖維混紡紗線的成紗指標(biāo)及捻度

注：紗線的線密度均為120 Nm/2(83.3 dtex×2)。

表3　絹絲/殼聚糖纖維混紡紗線的力學(xué)性能

實驗結(jié)果表明，混紡紗中殼聚糖纖維的加入，可在一定程度上改善紗線的毛羽，但條干均勻性、紗線的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率稍有下降?？椩烨翱梢詫?jīng)紗進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳蠞{處理，改善紗線不勻的同時減少織造過程中毛羽的產(chǎn)生，以及提高紗線的強(qiáng)力，從而改善紗線的可織造性。

1.4試樣的設(shè)計與織造

以純絹絲和各種混紡比的絹絲/殼聚糖混紡紗分別作為經(jīng)緯紗試織了16塊織物，織物組織為平紋，設(shè)計經(jīng)密和緯密分別為600、260根/10 cm。

為了改善紗線質(zhì)量，以及減少織造過程中毛羽的產(chǎn)生，用PVA/變性淀粉混合漿料對紗線進(jìn)行上漿處理，漿料含固率為6%，漿紗過程采用低溫控制(漿槽65 ℃，烘房65 ℃)。漿紗后采用SGAl91型單紗整經(jīng)機(jī)進(jìn)行整經(jīng)，并用C/401型劍桿織機(jī)進(jìn)行小樣織造，幅寬26.7 cm，筘號15，穿入數(shù)為4。

1.5試樣的后整理與成品結(jié)構(gòu)

坯綢的后整理需要去除經(jīng)紗上的漿料及絹絲上殘留的絲膠，同時為了降低后整理中殼聚糖纖維含量的損失，采用如下整理工藝：整理液組成為精練劑1.5 g/L，30%雙氧水3 g/L，硅酸鈉2 g/L，碳酸鈉2 g/L，氫氧化鈉0.6 g/L(調(diào)節(jié)pH值)[5]；浴比1：40；溫度95 ℃；時間40 min。后整理前織物需先用溫水浸潤，整理后經(jīng)過四道水洗：第一道水洗溫度80～85 ℃，第二、三道水洗溫度40～50 ℃，第四道水洗為常溫冷水，時間均為10 min[9]。水洗完成后常溫下晾干，再用熨斗燙平。

織物成品規(guī)格如表4和圖1所示，從圖1可以看出1#～16#織物的經(jīng)緯密度基本沒有顯著性差異，蓋覆緊度均介于94%～96%。

表4　各織物的成品規(guī)格

注：織物組織均為平紋。

圖1　試樣的經(jīng)緯密度和蓋覆緊度Fig.1　Threads density and cover tightness of fabric samples

1.6織物的服用性能測試

1)透氣性：采用M021A型數(shù)字式織物透氣量儀，參照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，在測試面積為20 cm2，織物兩面壓差為100 Pa條件下進(jìn)行測定，每種織物測試10次，結(jié)果取平均值。

2)抗起毛起球性：采用YG401G型織物平磨儀(馬丁代爾儀)，參照GB/T 4802.2—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測定 第2部分：改型馬丁代爾法》，用羊毛磨料，平磨2 000次，平磨后進(jìn)行主觀評級，每種織物測試3次，取平均值。

3)折皺回復(fù)性：參照GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測定 回復(fù)角法》，采用水平法測試，織物受壓負(fù)荷為(10±0.5) N，急彈性回復(fù)時間(15±1) s，緩彈性回復(fù)時間5 min±5 s。每種織物的經(jīng)緯向分別測試3次取平均值，以經(jīng)緯向折皺回復(fù)角之和表示織物的折皺回復(fù)性。

4)懸垂性：采用DRP-200織物懸垂性風(fēng)格儀，參照GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測定》，取直徑24 cm的圓形試樣測試織物的懸垂系數(shù)，每種織物測試3次，取平均值。

2　測試結(jié)果及分析

2.1透氣性

圖2所示為織物的透氣性測試結(jié)果。從圖2可以看出，以純絹絲為經(jīng)紗的1#～4#織物透氣率均在75 mm/s左右，其中3#織物透氣性略好。透氣性與織物蓋覆緊度密切相關(guān)，蓋覆緊度越小，織物內(nèi)的孔隙越大，織物透氣性越好，3#織物的蓋覆緊度略低于1#、2#、4#，故在這四個試樣中其透氣性最好。

圖2　絹絲/殼聚糖混紡織物的透氣性Fig.2　Air permeability of spun silk/chitosan blended fabrics

當(dāng)織物中殼聚糖纖維含量小于10%時，以混紡紗為經(jīng)紗、純絹絲為緯紗的5#織物的透氣率明顯高于1#-4#織物，6#-16#以絹絲/殼聚糖纖維混紡紗為經(jīng)紗的織物的透氣性也均明顯好于1#-4#試樣，可見織物中混紡紗數(shù)量的增加(經(jīng)密大于緯密)在一定程度上會提高絹絲織物的透氣性；當(dāng)織物中殼聚糖纖維含量大于等于10%而小于20%時，織物的透氣率均高于150 mm/s；當(dāng)織物中殼聚糖纖維含量大于等于20%時，織物的透氣率高于175 mm/s。總體而言，5#-16#織物的透氣性呈現(xiàn)出緩慢向上遞增的趨勢，在經(jīng)緯紗均為混紡紗情況下，織物中殼聚糖纖維含量越高，其透氣性越好，且明顯優(yōu)于經(jīng)紗為純絹絲、緯紗為混紡紗的織物，以及純絹絲織物。這是因為氣體透過織物主要有兩條途徑：交織孔隙(與蓋覆緊度及紗線質(zhì)量相關(guān))和纖維間縫隙，在紗線線密度相同及織物蓋覆緊度相差不大情況下，影響織物透氣性的主要因素就是纖維間縫隙以及紗線質(zhì)量。絹絲/殼聚糖混紡紗表面的毛羽質(zhì)量優(yōu)于純絹絲，紗線表面的毛羽質(zhì)量及均勻性越差，形成的阻擋和通道變化越多[10]，故透氣性越差，反之則織物的透氣性較好。同時殼聚糖纖維幾乎無卷曲，纖維間抱合力差，故導(dǎo)致混紡紗中纖維間縫隙大于純絹絲，纖維間孔隙越大透氣性越好。因此，含有混紡紗的織物的透氣性優(yōu)于純絹絲織物，在經(jīng)緯均為混紡紗時殼聚糖纖維含量越多，織物的透氣性越好。

2.2抗起毛起球性

織物的抗起毛起球性的測定結(jié)果如圖3所示。1#織物的抗起毛起球性評定等級為3.5;2#-14#織物的抗起毛起球等級均為4；15#、16#織物的抗起毛起球等級為4.5。1#織物為純絹絲織物，2#-16#織物均為絹絲/殼聚糖混紡織物且15#、16#織物中的殼聚糖纖維含量最高。由此可見，絹絲/殼聚糖混紡織物的抗起毛起球性優(yōu)于純絹絲織物，且隨著織物中殼聚糖纖維含量的增加，織物的抗起毛起球性能提高。分析認(rèn)為：首先，絹絲/殼聚糖混紡紗的毛羽明顯短于純絹紡紗，且殼聚糖纖維含量越高毛羽越短，這有利于提高織物的抗起毛起球性；其次，對紗線的彈性回復(fù)率的測定結(jié)果表明(表3)，絹絲/殼聚糖混紡紗的彈性回復(fù)率高于純絹絲，紗線彈性回復(fù)率越高，因織物受摩擦而產(chǎn)生的變形越容易回復(fù)，紗線結(jié)構(gòu)不易受到影響，纖維間相應(yīng)地不容易產(chǎn)生松散，因此織物的起毛起球可得到改善；與此同時，本文所用殼聚糖纖維的回潮率為17.4%，高于絲素纖維的11%，且其質(zhì)量比電阻也小于絲素[10]，纖維吸濕性好，質(zhì)量比電阻小，則摩擦過程中不易產(chǎn)生靜電，不易使毛羽糾纏成球[11]，有助于提高織物的抗起毛起球性。

圖3　絹絲/殼聚糖纖維混紡織物的抗起毛起球性Fig.3　Anti-pilling resistance of spun silk/chitosan fiber blended fabrics

2.3折皺回復(fù)性

織物的急彈性和緩彈性回復(fù)角的測定結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，以純絹絲為經(jīng)紗的1#-4#織物的折皺回復(fù)角略低于以絹絲/殼聚糖混紡紗為經(jīng)紗的5#-16#織物，其中11#織物的折皺回復(fù)角最大，其急彈性和緩彈性折皺回復(fù)角分別為212°和282°左右。結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的條件下，紗線的拉伸彈性和初始模量對織物抗皺性的影響較大，拉伸彈性越好，紗線越易從應(yīng)變狀態(tài)回復(fù)；初始模量越大，一定外力作用下紗線變形量越小，回復(fù)程度越高。純絹絲和90/10絹絲/殼聚糖混紡紗的彈性回復(fù)率較小，90/10、80/20絹絲/殼聚糖混紡紗的初始模量略大于純絹絲及70/30絹絲/殼聚糖混紡紗，所以綜合紗線的兩種特性，11#織物的折皺回復(fù)性能最好。以絹絲/殼聚糖混紡紗為經(jīng)緯紗時，能在一定程度上改善純絹紡織物的折皺回復(fù)性。

圖4　絹絲/殼聚糖纖維混紡織物的折皺回復(fù)性Fig.4　Wrinkle recoverability of spun silk/chitosan fiber blended fabrics

2.4懸垂性

表5所示為織物的懸垂系數(shù)測定結(jié)果。表5顯示，絹絲/殼聚糖混紡織物的懸垂系數(shù)均介于43%～52%，大于1#純絹絲織物，即絹絲/殼聚糖混紡織物的懸垂性差于純絹絲織物。

織物懸垂性與其剛?cè)嵝韵嚓P(guān)，在紗線規(guī)格及織物規(guī)格設(shè)計均基本相同的情況下，影響織物剛?cè)嵝缘闹饕蛩貫榻?jīng)緯紗的剛度。而紗線的剛度與其初始模量密切正相關(guān)，初始模量越大，紗線剛度越大，相應(yīng)地織物的懸垂性差。純絹絲紗線的初始模量小于90/10、80/20絹絲/殼聚糖混紡紗，故純絹絲織物的懸垂性好于含有混紡紗的織物；以混紡紗為經(jīng)紗、純絹絲為緯紗的5#、9#、13#織物的懸垂系數(shù)也小于經(jīng)緯紗均為混紡紗的織物。11#織物的懸垂系數(shù)最大，這是因為80/20絹絲/殼聚糖混紡紗的初始模量最大，紗線剛度大，故該織物的懸垂性最差。

表5　絹絲/殼聚糖纖維混紡織物的懸垂系數(shù)

3　結(jié)　論

以絹絲/殼聚糖混紡紗為經(jīng)紗的織物的透氣性、折皺回復(fù)性優(yōu)于以純絹絲為經(jīng)紗的織物，且織物中殼聚糖纖維含量高于10%時，這些性能得到明顯改善。絹絲/殼聚糖混紡織物的抗起毛起球性優(yōu)于純絹絲織物，且織物中殼聚糖含量越高織物的抗起毛起球性越好。但是，絹絲/殼聚糖混紡織物的懸垂性比純絹絲織物差一些。

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DOI:研究與技術(shù)10.3969/j.issn.1001-7003.2016.01.001

收稿日期:2015-06-08; 修回日期:2015-12-11

基金項目:江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程二期項目(蘇政辦發(fā)〔2014〕37號)；南通市大生集團(tuán)紡織新材料協(xié)同創(chuàng)新研究院資助項目(CP42014001)

作者簡介:朱曼(1989—)，女，碩士研究生，研究方向為新型面料的研究與開發(fā)。通信作者：潘志娟，教授，zhjpan@suda.edu.cn。

中圖分類號:TS145.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1001-7003(2016)01-0001-06引用頁碼:011101

Wearability of spun silk/chitosan blended fabrics

ZHU Man1,PAN Zhijuan1,2,WANG Jigen3,ZHAO Ruizhi3

(1.College of Textile and Clothing Engineering,Soochow University,Suzhou 215021,China; 2.National Engineering Laboratory for Modern Silk,Suzhou 215123,China; 3.Jiangsu Dasheng Group Co.,Ltd.,Nantong 226002,China)

Abstract:This study prepares spun silk/chitosan blended yarn of three blending ratios,namely 90：10,80：20 and 70：30 through blending of spun silk and chitosan fiber with silk spinning technology,designs and weaves 16 fabrics with different mass fractions of chitosan fiber with spun silk/chitosan blended yarn and pure spun silk as warp and weft and tests and analyzes wearing properties of samples such as air permeability,anti-pilling resistance,wrinkle recoverability and draping.The result shows chitosan fiber can well improve the wearability of spun silk fabrics; compared to pure spun silk fabrics,spun silk/chitosan blended fabrics have better air permeability,anti-pilling resistance and wrinkle recoverability but poorer draping.

Key words:chitosan fiber; blended yarn; spun silk fabric; wearability