牛角瓜纖維混紡針織物性能測(cè)試與分析

羅　艷，吳　煒，萬(wàn)賢福，3，汪　軍，3

(1.東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上?！?01620；2.巴音郭楞蒙古自治州纖維檢驗(yàn)所，新疆 巴音郭楞　841000；3.東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海　201620)

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牛角瓜纖維混紡針織物性能測(cè)試與分析

羅艷1，吳煒2，萬(wàn)賢福1，3，汪軍1，3

(1.東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海201620；2.巴音郭楞蒙古自治州纖維檢驗(yàn)所，新疆 巴音郭楞841000；3.東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201620)

將6種不同混紡比例的牛角瓜纖維混紡紗織成緯平針織物，分別測(cè)試針織物的拉伸力學(xué)性能、保暖性、透氣透濕性和耐磨性能，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)牛角瓜纖維/棉/滌綸混紡織物在拉伸力學(xué)性能、透氣性和耐磨性能方面較優(yōu)，而牛角瓜纖維/棉混紡織物在保暖性和透濕性能方面較好。指出：不同牛角瓜纖維含量的織物性能不同，牛角瓜纖維含量為30%的混紡針織物力學(xué)性能較好，可用于針織襪子產(chǎn)品開發(fā)；牛角瓜纖維含量為40%的混紡針織物力學(xué)性能稍差，但保暖性能較好，可用于針織保暖內(nèi)衣面料；牛角瓜纖維含量為50%的混紡針織物力學(xué)性能較低，但保暖性優(yōu)異，需要進(jìn)一步優(yōu)化其力學(xué)性能，使其滿足保暖性要求的同時(shí)更耐穿。

牛角瓜纖維；混紡針織物；織物性能；斷裂強(qiáng)度CV；力學(xué)性能；保暖性；耐磨性

牛角瓜纖維又名水晶棉，是從牛角瓜果實(shí)中獲得的冠毛纖維，屬于天然纖維素纖維，呈淡淡的黃色，有蠶絲般柔和的光澤，手感柔軟滑糯。該纖維特征為：縱向光滑無(wú)轉(zhuǎn)曲，橫截面呈圓形或橢圓形，有高達(dá)80%的中空度，因此保暖性好[1]；纖維強(qiáng)度較棉纖維低，但高于木棉纖維[2]；回潮率比棉高，吸濕性好，并且具有一定的抗菌性[3]，非常適合開發(fā)抗菌性要求稍高的紡織品，如內(nèi)衣內(nèi)褲、襪子毛巾、醫(yī)用紗布等；此外，因其具有體積質(zhì)量小和保暖性好的特點(diǎn)，也可用于開發(fā)輕薄保暖型服裝面料。

因?yàn)榫哂休^多的優(yōu)異性能，牛角瓜纖維受到廣泛關(guān)注，有人用化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行了一定的預(yù)處理，改善了纖維強(qiáng)力和抱合力，使牛角瓜纖維能夠順利紡紗[4-7]；也有人對(duì)某種比例的牛角瓜纖維/棉纖維混紡紗進(jìn)行了紡紗工藝研究和織物產(chǎn)品開發(fā)[8]。但對(duì)牛角瓜纖維混紡織物的研究較少，牛角瓜纖維混紡織物品種多樣性還不夠豐富，限制了牛角瓜纖維在紡織服裝領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，筆者將對(duì)牛角瓜纖維不同混紡比例織物進(jìn)行性能測(cè)試和分析，研究牛角瓜纖維混紡比例對(duì)織物性能的影響，以及不同原料與牛角瓜纖維混紡后織物的性能差異，并通過優(yōu)選混紡比例開發(fā)出一種適合做針織保暖內(nèi)衣的面料。

1　試樣準(zhǔn)備

1.1紗線性能

筆者采用的紗線為自行設(shè)計(jì)試紡的牛角瓜纖維/棉纖維混紡紗和牛角瓜纖維/棉纖維/滌綸纖維混紡紗，其混紡比例和紗線性能如表1所示。為方便描述，對(duì)牛角瓜纖維/棉纖維30/70、40/60、50/50和牛角瓜纖維/棉纖維/滌綸纖維30/20/50、40/27/33、50/33/17混紡紗編號(hào)分別為1、2、3、4、5、6，混紡針織物編號(hào)分別為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)。

表1各纖維的混紡比例和紗線性能

紗線品種斷裂強(qiáng)度/(cN·tex?1)斷裂強(qiáng)度CV/%斷裂伸長(zhǎng)率/%條干CV/%粗節(jié)細(xì)節(jié)個(gè)·km?13mm及以上毛羽指數(shù)/(根·m?1)115．738．566．8618．373756032．01213．579．886．5319．7944514033．03311．2311．656．4020．9653018036．15416．7610．208．9117．833455530．00514．8510．417．2119．144129031．20612．6811．966．2720．1252015235．67

由表1可知，分別對(duì)比分析1、2、3號(hào)紗線和4、5、6號(hào)紗線可得出如下變化規(guī)律：隨著牛角瓜纖維含量的增加，混紡紗的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率逐漸下降，紗線條干均勻度變差，毛羽增多，這主要是由于牛角瓜纖維抱合力較差，剛性大，易脆斷所致。分別對(duì)比1和4、2和5、3和6號(hào)紗線，即對(duì)比相同牛角瓜纖維含量的牛角瓜纖維/棉纖維混紡紗和牛角瓜纖維/棉纖維/滌綸纖維混紡紗性能，發(fā)現(xiàn)加入滌綸纖維的牛角瓜纖維混紡紗斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都得到提升，條干均勻度得到改善，毛羽量減少，這主要是因?yàn)闇炀]纖維強(qiáng)度是三種混紡纖維原料中最高的，且纖維整齊度好，從而使紗線質(zhì)量得到改善。

1.2織造工藝

緯平針組織一般是內(nèi)衣類、襪類等的首選組織，且結(jié)合牛角瓜纖維中空結(jié)構(gòu)、保暖性好、吸濕性好的特點(diǎn)，筆者將6種混紡紗織成相同規(guī)格的緯平針織物，測(cè)試幾種織物的拉伸性能、保暖性、透氣透濕性能和耐磨性，研究混紡比對(duì)織物性能的影響以及不同原料與牛角瓜纖維混紡后織物性能差異，希望通過混紡比的優(yōu)選開發(fā)出一種針織保暖內(nèi)衣面料?？椩煸嚇拥目棛C(jī)采用東華大學(xué)小型針織打樣圓機(jī)，筒徑為20 cm，機(jī)號(hào)為E18；織造紗線號(hào)數(shù)為18.2 tex，采用兩根單紗喂入方式。

2　織物性能測(cè)試與分析

2.1測(cè)試方法

針織物的密度、厚度和平方米干重分別采用Y511B型織物密度鏡、YG141N型數(shù)字式織物厚度儀和Y802型八籃恒溫烘箱測(cè)得?？椢飶?qiáng)力采用梯形法、HD026N+電子織物強(qiáng)力儀測(cè)定，夾持長(zhǎng)度為100 mm，拉伸速度為100 mm/min，預(yù)加張力為2 N。織物的保暖性依據(jù)GB/T 11048—2008《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測(cè)定》、采用YG606E型紡織品熱(濕)阻測(cè)試儀測(cè)定?？椢锏耐笣裥圆捎梦鼭穹?、依據(jù)GB/T 12704.1—2009《紡織品織物透濕性試驗(yàn)方法：第1部分：吸濕法》、采用YG601H型電腦織物透濕儀測(cè)定。透氣性依據(jù)GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測(cè)定》、采用YG461E型透氣性測(cè)試儀，其測(cè)試有效面積為0.002 83 m2，吸濕時(shí)間為1 h。耐磨性依據(jù)GB/T 21196.3—2007《紡織品馬丁代爾法織物耐磨性的測(cè)定第3部分：質(zhì)量損失的測(cè)定》規(guī)定的方法、采用YG401E型織物平磨儀測(cè)定。

2.2測(cè)試結(jié)果及分析

幾種混紡織物基本參數(shù)見表2，各種指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果見表3。

表2幾種混紡織物基本參數(shù)

編號(hào)橫密縱密線圈數(shù)·(5cm)?1織物厚度/mm干重/(g·m?2)1號(hào)53580．830141．52號(hào)54600．839146．53號(hào)54590．835143．04號(hào)53590．833142．55號(hào)54600．840147．06號(hào)53600．837145．5

由表2可以看出，幾種混紡織物橫密和縱密較為接近，織物厚度和平方米干重也無(wú)過大差異。

表3各種織物指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

織物指標(biāo)1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)6號(hào)縱向斷裂強(qiáng)力/N226．75194．50163．25266．25230．75186．50縱向斷裂伸長(zhǎng)率/%55．4655．0648．9066．9858．8658．14橫向斷裂強(qiáng)力/N161．75154．50133．25179．75166．00143．50橫向斷裂伸長(zhǎng)率/%103．1199．7495．84104．1091．7987．53保暖率/%46．0947．4848．8745．5147．0348．64透濕率/(g·(m2·h)?1)400．71392．23381．63336．75322．61318．02透氣率/(mL·(cm2·s)?1)715．83592．40537．36811．48628．15573．18耐磨指數(shù)/(次·mg?1)724．6641．0581．4806．5735．3602．4

按表3中數(shù)據(jù)對(duì)幾種牛角瓜纖維混紡針織物性能進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如下。

a)相同牛角瓜纖維含量的牛角瓜纖維/棉纖維/滌綸纖維混紡織物(前者)與牛角瓜纖維/棉纖維混紡織物(后者)性能對(duì)比可以看出，前者橫向和縱向的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率、織物耐磨性、透氣性均優(yōu)于后者，但保暖性和透濕性能比后者差。其中，拉伸性能差異主要與紗線性能有關(guān)；前者耐磨性高于后者，這是由于含滌綸纖維的混紡紗線的毛羽量較后者少，這使得前者在平磨時(shí)，纖維從紗線中抽拔出來(lái)或磨斷的可能性減少；同時(shí)滌綸纖維強(qiáng)度高、有一定的卷曲，因此抱合力較好，纖維不易受摩擦而斷裂，且纖維從紗線中抽拔出來(lái)難度更大，耐磨性也較好；此外，前者的透氣性更好，主要是其混紡紗線毛羽量少于后者，毛羽多對(duì)織物孔隙填充較多，使得氣體通過的難度增加，造成牛角瓜纖維/棉纖維混紡織物透氣性下降；前者保暖性不如后者主要是因?yàn)闇炀]纖維保暖性較差，且含有滌綸纖維的混紡紗毛羽較少，降低了織物中靜止空氣含量，因此保暖性下降；透濕性差異主要是由于牛角瓜纖維和棉纖維吸濕性較好，織物吸水、保水量很大，因此透濕性好。

b)從同種混紡原料、不同混紡比織物的性能對(duì)比分析可以看出，隨著牛角瓜纖維含量的增加，織物斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率、透氣率、透濕率和耐磨指數(shù)均減小，而保暖率增加。隨著牛角瓜纖維含量的增加，紗線性能下降，導(dǎo)致織物拉伸性能變化；牛角瓜纖維含量增大后，混紡紗毛羽量增加，加大了空氣和氣體水分子通過織物的阻力，因此透氣率和透濕率下降；牛角瓜纖維有較大的中空度，腔內(nèi)滯留了大量靜止空氣，使牛角瓜纖維含量越高，所含靜止空氣越多，保暖性越好。

3　結(jié)論

通過測(cè)試結(jié)果分析，相比牛角瓜纖維/棉纖維混紡織物，混入了滌綸纖維后的牛角瓜纖維/棉纖維/滌綸纖維混紡織物在拉伸性能、耐磨性和透氣性方面有所改善，雖然保暖性稍差，但總體而言也達(dá)到保暖針織內(nèi)衣的要求；在不同牛角瓜纖維含量的混紡織物性能對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，牛角瓜纖維含量為30%的混紡織物力學(xué)性能較好，可用于針織襪子產(chǎn)品的開發(fā)；牛角瓜纖維含量為40%的混紡針織物力學(xué)性能稍差，但保暖性能較好，可用于針織保暖內(nèi)衣面料；而牛角瓜纖維含量為50%的混紡針織物由于織物力學(xué)性能較低，但保暖性優(yōu)異，因此需要進(jìn)一步優(yōu)化其力學(xué)性能，使其滿足保暖性要求的同時(shí)更耐穿。

[1] 費(fèi)魏鶴，胡惠民，李璇，等.牛角瓜纖維的結(jié)構(gòu)與性能研究[J].中國(guó)纖檢，2011(7):80-83.

[2] 高靜，趙濤，陳建波.牛角瓜、木棉和棉纖維的成分、結(jié)構(gòu)和性能分析[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012(2):151-155.

[3] 方國(guó)平，胡惠民.牛角瓜纖維及其在針織領(lǐng)域應(yīng)用初探[J].針織工業(yè)，2014(5):26-30.

[4] 黃惠民.一種紡紗用牛角瓜纖維/棉條及其加工方法和設(shè)備：中國(guó)，CN101565860[P].2009-10-28.

[5] 黃惠民.一種蘿藦纖維的紡織用棉及加工方法：中國(guó)，CN101871128A[P].2010-10-27.

[6] 黃惠民，黃版旎.一種制備牛角瓜纖維純紡紗的方法：中國(guó)，CN102704262A[P].2012-10-03.

[7] 黃惠民，周華.牛角瓜纖維分離設(shè)備：中國(guó)，CN203393269U[P].2014-01-15.

[8] 馬灣灣.輕質(zhì)纖維：水晶棉纖維的紡紗及產(chǎn)品開發(fā)[D].上海：東華大學(xué)，2014.

The Properties Test and Analysis of Akund Knitting Blended Fabric

LUO Yan1，WU Wei2， WAN Xianfu1，3,WANG Jun1，3

(1.Textiles College Donghua University，Shanghai 201620，China;2.Fiber Inspection Institute of Bayingol Mongolian Autonomous Prefecture，Bayingol 841000,China;3.Key Laboratory of Textile Science & Technology Ministry of Education Donghua University，Shanghai 201620，China)

Six kinds of Akund blended yarns in different blending ratio have been made into plain-knitted fabric，and then testing is done of the mechanical properties，warmth retention，air and moisture permeability，wear resistance of the fabrics.The results show that the Akund/cotton/polyester blended fabric is better than Akund/cotton blended fabric in tensile strength，air permeability and wear resistance，but is worse in warmth retention and moisture permeability when these two kinds of blended fabrics contain same ratio of Akund fibers.The analysis of the properties of Akund blended fabrics in different ratio show that when the Akund blended fabric has excellent tensile strength and wear resistance with the Akund fiber content of 30%，which is applicable for knitted socks production.The property of tensile strength and wear resistance is getting lower，but the warmth retention is getting better with the blended fabric content of 40% Akund fibers，which can be used for knitted warmed underwear production.When the Akund blended fabric contains 50% Akund fibers,some improvement is needed in mechanical properties and wear resistance to meet the requirements of the fabric properties and durability.

Akund fiber;blended knitted fabric;fabric properties;tensile strengthCV;mechanical property;warmth retention;wear resistance

2015-12-24

羅艷(1990—)，女，四川仁壽人，研究生，主要從事棉紡技術(shù)方面的研究。

TS101.92+1

B

1001-9634(2016)04-0035-03