全聚紡針織物服用性能測試分析

趙 超， 劉新金,2， 王廣斌

(1.江南大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫 214122；2.江蘇蘇絲絲綢股份有限公司，江蘇 宿遷 223700；3.新疆天山毛紡織股份有限公司，烏魯木齊830054)

研究與技術(shù)

全聚紡針織物服用性能測試分析

趙 超1， 劉新金1,2， 王廣斌3

(1.江南大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫 214122；2.江蘇蘇絲絲綢股份有限公司，江蘇 宿遷 223700；3.新疆天山毛紡織股份有限公司，烏魯木齊830054)

為探究全聚紡針織物的服用性能，分別對天絲/長絨棉/精梳棉20/50/30、精梳棉/長絨棉20/80、滌綸/棉65/35和G100天絲四種相同規(guī)格的全聚紡針織物和環(huán)錠紡針織物的頂破性、透氣性、滲水性進(jìn)行直接測試；并采用PhabrOmeter評價(jià)系統(tǒng)，分別測試了織物的硬挺度、柔軟度、光滑度、懸垂性，采用相關(guān)性分析法，比較手感特征值之間的關(guān)系。結(jié)果表明：全聚紡針織物有良好的抗頂破性和滲水性，硬挺度、光滑度也優(yōu)于環(huán)錠紡針織物；而環(huán)錠紡針織物與全聚紡針織物相比則更加柔軟，懸垂性和透氣性也更好，但是在相對手感值方面卻沒明顯優(yōu)勢；織物硬挺度和柔軟度是影響織物手感風(fēng)格的主要因素，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)用戶要求，選擇合適的紡紗系統(tǒng)織制織物。

全聚紡針織物；普通環(huán)錠紡針織物；服用性能；PhabrOmeter評價(jià)系統(tǒng)；相對手感

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對衣著用途的要求越來越高，對不同用途織物所具有的服用性能要求也越來越高。織物的服用性能主要由組成織物的原料、紗線與織物的結(jié)構(gòu)、紡織工藝與染整工藝等因素共同決定，共同影響著織物的透氣性、柔軟度、懸垂性、光滑度、手感等。而其中紗線是構(gòu)成織物的主要元素，實(shí)際生產(chǎn)中可以利用紗線對織物的影響，選擇合適的紡紗方式提高改善織物質(zhì)量，滿足市場需求。

全聚紡機(jī)構(gòu)是在普通環(huán)錠紡基礎(chǔ)上改造而成的，由窄槽式空心羅拉、負(fù)壓集聚裝置、吸風(fēng)插件等部件組成的一種新型負(fù)壓式羅拉集聚型集聚紡裝置。該裝置保留了傳統(tǒng)環(huán)錠紡的中羅拉上、下膠圈和后牽伸區(qū)機(jī)構(gòu)，將前羅拉替換成直徑為50 mm的空心羅拉，配合相應(yīng)的吸風(fēng)系統(tǒng)，從而達(dá)到縮小加捻三角區(qū)的目的。同時(shí)使須條向前輸送速度和羅拉速度保持一致，減少不必要的牽伸，提高紗線質(zhì)量[1-2]。與普通環(huán)錠紡相比，它能將有害毛羽降低70%，同時(shí)保留1～2 mm短毛羽，1～2 mm短毛羽的保留量接近于環(huán)錠紗[3]。同時(shí)提高了紗線強(qiáng)力，改善了紗線均勻度，使紗線強(qiáng)力提高。全聚紡裝置示意圖如圖1所示。

該裝置可以安裝在國產(chǎn)機(jī)架上，便于老機(jī)改造，與傳統(tǒng)網(wǎng)格型緊密紡裝置相比，改造成本低。在實(shí)現(xiàn)負(fù)壓氣流完全集聚效果的前提下，有效降低系統(tǒng)能耗及改造過程中機(jī)物料消耗[1]，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。由于全聚紡紗線強(qiáng)力高、毛羽少、條干均勻的特點(diǎn)，使全聚紡面料布面光潔，染色均勻橫檔少，因此深受消費(fèi)者和生產(chǎn)廠家喜愛。但是全聚紡針織物和環(huán)錠紡針織物在服用性能上差異比較大，而且環(huán)錠紡在中國目前普及率高有它自身的優(yōu)勢和特點(diǎn)，因此本文選用四種相同規(guī)格的全聚紡針織物和普通環(huán)錠紡針織物進(jìn)行性能測試和分析。

圖1 全聚紡裝置示意
Fig.1 Structure of complete condensing spinning system

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試 樣

選擇4組結(jié)構(gòu)規(guī)格相同的全聚紡針織物試樣和普通環(huán)錠紡針織物(江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)有限公司)，進(jìn)行織物性能對比測試，試樣的具體規(guī)格見表1。

表1 試樣規(guī)格

1.2 測試儀器

YG 141D厚度儀(寧波紡織儀器廠)，YG(B)461E型數(shù)字式織物透氣量儀(溫州市大榮紡織儀器有限公司)，HD026N+電子織物強(qiáng)力儀(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)，YG(B)812型織物滲水性測定儀(溫州市紡織儀器廠)。

1.3 測試方法

對于織物的服用性能主要從透氣性、頂破性、織物滲水性、織物風(fēng)格等方面進(jìn)行評定，分別測試織物的透氣率、頂破強(qiáng)力、水柱高度、光滑度、硬挺度、柔軟度、懸垂性能等指標(biāo)。

織物厚度使用YG 141D厚度儀在布面上不同位置測試10次，取平均值。

織物透氣性測試參照GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測定》，采用YG(B)461E型數(shù)字式織物透氣量儀，試樣尺寸為20 cm2，試樣兩側(cè)壓差為100 Pa，同一樣品的不同部位在溫度為20 ℃，相對濕度為65%的室內(nèi)條件下重復(fù)測試10次，取平均值。

織物頂破性能根據(jù)GB/T 19976—2005《紡織品 頂破強(qiáng)力測定 鋼球法》，采用HD026N+電子織物強(qiáng)力儀，同一塊織物不同部位選取5個(gè)直徑為45 mm的圓形試樣在溫度為20 ℃，相對濕度為65%的室內(nèi)條件下重復(fù)測試10次，取平均值。

織物滲水性能根據(jù)GB/T 4744—1997《紡織織物 抗?jié)B水性測定 靜水壓試驗(yàn)》，采用YG(B)812型織物滲水性測定儀，選擇出水速度為600 mm/min，靜水壓法，將20 cm×20 cm的試樣放在試樣臺(tái)進(jìn)行測試，直到布面上出現(xiàn)3滴水珠時(shí)停止試驗(yàn)，讀出水柱高度。

織物的風(fēng)格根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)AATCC 66，采用PhabrOmeter織物手感評價(jià)系統(tǒng)測試原理[4]，將待測織物在溫度為20 ℃，相對濕度為65%條件下平衡24 h后，同一塊試樣選取3個(gè)不同部位100 cm2的圓形試樣。將試樣水平放置在測試臺(tái)上，并施加一定的重力，由計(jì)算機(jī)發(fā)送信號(hào)控制推桿向下移動(dòng)，推動(dòng)樣品通過測試盤中心圓孔產(chǎn)生包括拉伸、剪切、彎曲及摩擦等機(jī)械變形，來模擬手掌做手感評價(jià)，并提取相關(guān)載荷-位移曲線，經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計(jì)算出相應(yīng)的手感風(fēng)格指標(biāo)[5]。并根據(jù)曲線通過一系列數(shù)據(jù)處理分析轉(zhuǎn)換成8個(gè)反映織物手感的獨(dú)立手感特性因子。其中3個(gè)影響因子已經(jīng)被確定，分別為硬挺度、柔軟度和光滑度。將一組純棉織物作為參考樣品，計(jì)算其他織物相對于純棉織物的相對手感值，純棉織物手感標(biāo)記為0，其他織物相對手感值越大，表示所測織物手感越好。測試項(xiàng)目包括織物手感指紋圖、織物手感特性、織物相對手感值、織物懸垂系數(shù)。硬挺度越大越挺括，柔軟度越大柔軟性能越好，光滑度越大，織物越光滑，懸垂性越大表現(xiàn)為懸垂性能越差[6]。為了探究織物手感特征值之間的關(guān)系，對測試數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 測試結(jié)果與分析

試樣的厚度、透氣性能、頂破性能和滲水性能的測試結(jié)果見表2。為了更直觀地表達(dá)織物服用性能之間的關(guān)系，將織物厚度、透氣率測試結(jié)果，如圖2所示，織物厚度、頂破性測試結(jié)果，如圖3所示。

表2 織物服用性能測試結(jié)果

圖2 織物厚度、透氣率測試結(jié)果Fig.2 Test result of thickness and air permeability of fabrics

圖3 織物厚度、頂破性測試結(jié)果Fig.3 Test result of thickness and bursting of fabrics

2.1 織物厚度和織物透氣性能分析

織物厚度是衡量織物性能的一個(gè)重要因素，織物厚度不僅與織物組織、構(gòu)成織物紗線的線密度有關(guān)，而且還與紗線表面毛羽有關(guān)。由于全聚紡紗線與普通環(huán)錠紡紗線相比毛羽少，所以，當(dāng)紗線細(xì)度相同時(shí)，由環(huán)錠紡織成的針織物比全聚紡織成的針織物更加蓬松，厚度更厚。并且由于天絲紗線表面光潔，織物緊密，所以C組織物要比D組織物厚。因此，結(jié)合表2和圖2可知四組織物厚度為：A

從圖2可知，當(dāng)織物厚度大幅度增加時(shí)，織物透氣率隨之減小，這時(shí)織物厚度阻礙了氣體流通，織物的透氣性能與織物厚度成反比，所以四組織物透氣性能表現(xiàn)為：A>B>D>C。但是，普通環(huán)錠紡針織物的厚度稍厚于全聚紡針，透氣率卻比全聚紡針織物的透氣率好。主要是因?yàn)橛幸婷鹗弓h(huán)錠紡織成的針織物的厚度稍有增加，使它比全聚紡織成的針織物更加蓬松，能形成更多的空間，讓空氣更容易通過織物，因此環(huán)錠紡針織物的透氣性能更好。

2.2 織物頂破性能分析

織物頂破性能是衡量織物機(jī)械性能好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。在織物服用方面，例如衣服肘部、褲子膝部、手套等部位就顯得尤為重要。從表2和圖3可知，全聚紡針織物的頂破強(qiáng)力比普通環(huán)錠紡針織物要高。這是因?yàn)槿奂徏喚€中纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移系數(shù)比環(huán)錠紡的高，較高的纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移系數(shù)使得紗線中纖維接觸點(diǎn)增多，纖維之間的糾纏勾結(jié)能力增強(qiáng)使得紗線的強(qiáng)力提高，而且全聚紡紗線中纖維的徑向位置比環(huán)錠紡的小，紗線的緊密度高，纖維都被束縛在紗體上[7]。所以，全聚紡紗線的斷裂強(qiáng)力高于環(huán)錠紡紗線，全聚紡針織物的頂破強(qiáng)力也比普通環(huán)錠紡針織物高。如圖3所示，除了斷裂強(qiáng)力，織物厚度也是影響頂破性能的重要因素，織物越厚頂破性能越好。所以，由于四組織物厚度為：A

2.3 織物滲水性能分析

織物滲水性能的好壞，決定了人體汗液通過織物表面蒸發(fā)到空氣中的難易程度，更直接影響服裝對人體的舒適性能?？椢餄B水性能與織物的原料組成、厚度、結(jié)構(gòu)緊密程度、織物間空隙等因素有關(guān)。從表2可以看出，當(dāng)測試時(shí)布面出現(xiàn)三滴水珠時(shí)，全聚紡針織物水珠高度比普通環(huán)錠紡針織物的水珠要低，這表明全聚紡針織物的滲水性能要比環(huán)錠紡針織物的滲水性能好。當(dāng)原料組成相同時(shí)，全聚紡針織物因?yàn)楸砻婷鹕伲椢锉砻婀鉂?，空隙大，吸濕性要差些，水分更容易通過織物。當(dāng)原料不同時(shí)，天絲織物的的透濕性要比棉好[8]，所以G100天絲織物D組的滲水性能要大于其他3組。

2.4 織物風(fēng)格對比分析

織物風(fēng)格是織物本身所固有的，作用于人的感官所產(chǎn)生的綜合效應(yīng)[9]。不同織物服用性能不同，織物所對應(yīng)的風(fēng)格也不同，織物的用途也不同。目前，織物風(fēng)格主要分為主觀評價(jià)和客觀評價(jià)兩大類。主觀評價(jià)依靠觸覺獲得織物風(fēng)格，此方法太過局限，主觀性嚴(yán)重。因此，本文使用PhabrOmeter風(fēng)格儀測試織物風(fēng)格，各試樣手感特征值見表3。手感指紋圖見圖4。

表3 試樣手感特征值

從表3可知，全聚紡針織物硬挺度高于普通環(huán)錠紡針織物。這是由于全聚紡紗中的纖維接觸點(diǎn)增多，纖維之間的糾纏勾結(jié)能力強(qiáng)，紗線緊密，使得全聚紡紗線的彎曲剛度比環(huán)錠紡紗線大?？椢镉餐Χ纫才c組成紗線的原料、紗線直徑和捻度等因素有關(guān)。結(jié)合表1和表3可知，在這幾種因素中，紗線的直徑對織物的硬挺度影響最大。紗線線密度越大，織物硬挺度越高。所以，四組硬挺度表現(xiàn)為：D>C>B>A。而織物懸垂性指的是織物在本身質(zhì)量及織物剛?cè)岢潭扔绊懴?，所表現(xiàn)出的自然懸垂的特征。從表3可知，織物懸垂性能和硬挺度成反比，硬挺度越大織物懸垂性能越差。與紗線細(xì)度成正比，織物越細(xì)，懸垂性能越好。所以，環(huán)錠紡針織物的懸垂性能要比全聚紡針織物好，并且A、B、C、D四組織物的懸垂性能表現(xiàn)為：A>B>C>D。

紗線毛羽同樣是影響織物柔軟性和光滑度的一個(gè)重要因素。全聚紡紗線相比于環(huán)錠紡針織物毛羽大幅減少，1～2 mm的有益毛羽有利于織物的豐滿度和覆蓋度，有益毛羽多，織物相對蓬松、柔軟。所以，全聚紡針織物的柔軟度稍差于普通環(huán)錠紡針織物。另一方面，織物柔軟性能也與紗線細(xì)度有關(guān)，紗線越細(xì)越柔軟。結(jié)合表1的紗線細(xì)度和表3的柔軟度可知，A、B兩組很明顯大于C、D兩組。全聚紡紗線表面有害毛羽少，紗線條干均勻緊密，致使織物表面光潔、滑爽。而環(huán)錠紡針織物表面毛羽會(huì)因?yàn)槟Σ?，毛羽相互糾纏更容易起毛起球[10]，影響織物光滑度，所以全聚紡針織物的光滑度大于環(huán)錠紡針織物。

一款織物的手感由構(gòu)成織物的紗線、組織、原料等共同決定。從表3來看，全聚紡針織物的相對手感值相對于環(huán)錠紡針織物沒有明顯的優(yōu)勢。當(dāng)紗線在10 tex左右時(shí)，環(huán)錠紡針織物的相對手感值要好于全聚紡針織物。但是，在紗線線密度在20 tex左右時(shí)，全聚紡針織物卻要比環(huán)錠紡針織物好。而且可以看出紗線在20 tex左右時(shí)，C、D兩組織物手感要好于紗線在10 tex左右A、B兩組織物。當(dāng)紗線原料不同手感也表現(xiàn)得不盡相同。天絲作為一種綠色環(huán)保纖維，擁有類似真絲的獨(dú)特手感，又有棉的柔軟性能，A組織物由天絲和棉混紡而成，相對手感要好于B組棉織物。由G100天絲紗線織成的D組織物也要好于C組滌綸和棉的混紡織物。

圖4 試樣指紋Fig.4 Fingerprints of samples

分析指紋圖4可以發(fā)現(xiàn)，硬挺度、柔軟度、光滑度是影響織物風(fēng)格的3個(gè)主要手感因素，其他V4、V5、V6、V7、V8這5個(gè)因素不管是紗線種類、紡紗方式，還是紗線線密度等因素不同，它們的風(fēng)格都表現(xiàn)得比較相近。與參考試樣純棉相比，A、B、C、D四組織物的風(fēng)格都與參考試樣在指紋圖上的表現(xiàn)趨勢都相差較大，并且C、D兩組織物的手感風(fēng)格與A、B兩組織物相比，明顯可以看出，在硬挺度方面差距大，C、D兩組織物硬挺度優(yōu)于A、B兩組織物，而柔軟度則與之相反。另外光滑度在指紋圖上表現(xiàn)趨勢相近，可見在這些試樣中織物硬挺度和柔軟度為影響織物手感的主要因素。

3 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析是指對兩個(gè)或多個(gè)變量進(jìn)行相關(guān)性分析，并且用相關(guān)系數(shù)r來描述相關(guān)性大小的一種方法。相關(guān)系數(shù)r的取值范圍：-1≤|r|≤1，當(dāng)r大于0時(shí)表示正相關(guān)，小于0時(shí)表示負(fù)相關(guān)。當(dāng)r等于0時(shí)，說明兩個(gè)變量之間無相關(guān)性。r越接近1，表示兩個(gè)變量之間相關(guān)程度越高。當(dāng)0≤|r|≤0.2時(shí)為極弱相關(guān)，當(dāng)0.2≤|r|≤0.4時(shí)，相關(guān)性很弱，當(dāng)0.4≤|r|≤0.6時(shí)，相關(guān)性中等，當(dāng)0.6≤|r|≤0.8時(shí)，相關(guān)性很強(qiáng)，當(dāng)0.8≤|r|≤1時(shí)，相關(guān)性極強(qiáng)[11]。通過相關(guān)性分析法，分析硬挺度、柔軟度、光滑度、懸垂性和手感值之間互相存在的聯(lián)系。手感特征值之間的相關(guān)系數(shù)如表4所示。

表4 手感特征值之間的相關(guān)系數(shù)

從表4可以看出，硬挺度和柔軟度、硬挺度和懸垂性、柔軟度和懸垂性之間具有極強(qiáng)的相關(guān)性，證明了織物的剛?cè)嵝允怯绊憫掖剐阅艿闹匾蛩?。而這幾款織物的手感值和硬挺度、柔軟度之間的相關(guān)程度極強(qiáng)，而與光滑度之間的相關(guān)性則表現(xiàn)的很弱，此結(jié)果也與通過指紋圖得到的結(jié)論相一致。本文所選織物的硬挺度和柔軟度為影響手感的主要因素，為面料工藝設(shè)計(jì)和選材提供了借鑒。

4 結(jié) 論

1)全聚紡針織物具有較好的頂破性能和滲水性能，硬挺度和光滑度也比環(huán)錠紡針織物要好。但是環(huán)錠紡針織物的透氣性、柔軟度和懸垂性能均優(yōu)于全聚紡針織物。

2)全聚紡針織物相對于環(huán)錠紡針織物手感沒有明顯優(yōu)勢。不同紗線細(xì)度范圍內(nèi)，全聚紡針織物和環(huán)錠紡針織物分別在手感上有不同優(yōu)勢。但是當(dāng)構(gòu)成織物的紗線線密度在20 tex左右時(shí)，這兩種紗線織物手感普遍要好于紗線線密度為10 tex左右的織物。另外，在其他條件一定時(shí)，纖維種類也是影響織物手感的另一大因素。

3)硬挺度、柔軟度、光滑度是影響織物風(fēng)格的3個(gè)主要手感因素。在這些織物中，硬挺度和柔軟度影響了織物風(fēng)格手感在指紋圖上的表現(xiàn)趨勢。

4)根據(jù)全聚紡針織物擁有良好的頂破、滲水、硬挺、光滑的特點(diǎn)，適合開發(fā)高檔襯衫、短袖、西裝等夏季服裝。而環(huán)錠紡?fù)笟?、柔軟、懸垂性好等特點(diǎn)，則更適合于內(nèi)衣等貼身衣物和秋冬季服裝。

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Test and analysis of wearability of complete condensing spinning knitted fabrics

ZHAO Chao1, LIU Xinjin1,2, WANG Guangbin3

(1.Key Laboratory of Eco-textile Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, China; 2.Jiangsu Susi Silk Co., Ltd.,Suqian 223700, China; 3.Xinjiang Tianshan Wool Textile Co., Ltd., Urumchi 830054, China)

In order to explore the wearability of complete condensing spinning knitted fabrics, complete condensing spinning and ring spinning knitted fabrics with the same specifications woven by tencel / long-staple cotton / combed cotton (20/50/30) yarn, combed cotton / long-staple cotton (20/80) yarn, polyester / cotton (65/35) yarn and G100 tencel yarn were taken as examples. And some properties of these fabrics such as bursting, water permeability and air permeability were tested and analyzed. Moreover, the PhabrOmeter evaluation system was also used to test their stiffness, softness, smoothness and draping values. And the method of correlation analysis was used to analyze the relationship between the characteristic values of fabric hand feelings. It is shown that the complete condensing spinning fabrics have better bursting, water permeability, stiffness and smoothness. But the softness, drapability and air permeability of ring spinning knitted fabrics are more excellent than those of complete condensing spinning fabrics. However, in terms of the relative hand feeling, ring spinning knitted fabrics don’t have obvious advantages. In addition, the hand feeling depends mostly on the stiffness and softness of the fabrics. In the practical production, suitable spinning system should be chosen to weave the fabric according to the requirement of users.

complete condensing spinning knitted fabrics; common ring spinning knitted fabrics; wearability; PhabrOmeter evaluation system; relative hand feeling

10.3969/j.issn.1001-7003.2017.03.007

2016-09-05;

2016-12-28

江蘇省博士后科研資助計(jì)劃項(xiàng)目(1501146B)；中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2015M581722)；江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20151359)；江蘇省產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(BY2015019-10，BY2016022-27)；蘇省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(BA2014080)；紡織服裝產(chǎn)業(yè)河南省協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目(hnfx14002)；廣東省產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(2013B090600038)；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(蘇政辦發(fā)〔2014〕37號(hào))；新疆自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2016B02025-1)

TS101.923.6

A

1001-7003(2017)03-0038-06 引用頁碼: 031107