竹纖維內(nèi)衣面料的服用性能研究

張岑岑，李保玲，甘潤(rùn)生，馬 芹

(1.河南工程學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州 450007； 2.河南省服用紡織品工程技術(shù)研究中心，河南鄭州 450007； 3.紡織新產(chǎn)品開發(fā)河南省工程實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450007)

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竹纖維內(nèi)衣面料的服用性能研究

張岑岑1,2,3，李保玲1，甘潤(rùn)生1,2,3，馬 芹1,2,3

(1.河南工程學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州 450007； 2.河南省服用紡織品工程技術(shù)研究中心，河南鄭州 450007； 3.紡織新產(chǎn)品開發(fā)河南省工程實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450007)

以再生竹纖維/細(xì)旦滌綸70/30混紡紗線為原料，13.1tex混紡普通紗為經(jīng)紗，15.6tex混紡竹節(jié)紗為緯紗，開發(fā)的平紋組織交織形成的再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料。對(duì)具有抗菌和防紫外線功能的再生竹纖維/細(xì)旦滌綸纖維面料的服用性能和風(fēng)格進(jìn)行了測(cè)試和分析，結(jié)果表明面料舒適柔軟，具有較好的吸濕性以及防風(fēng)性能，細(xì)膩勻整滑爽，適宜開發(fā)成環(huán)保功能型內(nèi)衣面料，在功能性紡織服裝領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)前景。

竹纖維 內(nèi)衣面料 服用性能 分析

0 引言

隨著現(xiàn)代紡織技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平以及健康意識(shí)的提高，來源豐富、生產(chǎn)工藝溫和環(huán)保、面料舒適的竹纖維紡織品漸漸受到人們的青睞。竹纖維主要有原生竹纖維和再生竹纖維兩種[1]。原生竹纖維是采用蒸煮[2]等機(jī)械和物理方法，將生長(zhǎng)至一定程度的的慈竹或毛竹進(jìn)行脫膠，直接從竹子中提取而得到的。原生竹纖維潔白光亮,挺直滑爽,細(xì)度均勻。而再生竹纖維作為一種我國(guó)自主研發(fā)成功的環(huán)保型再生纖維素纖維[3]，則是采用粘膠纖維的生產(chǎn)工藝[4]獲得，生產(chǎn)條件較為溫和清潔，屬于綠色纖維。

研究人員對(duì)竹纖維的結(jié)構(gòu)[5]、紡紗工藝[6]以及織造工藝[7]進(jìn)行了研究，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用。同時(shí)，通過對(duì)竹纖維的抗菌抑菌能力[8]、防紫外線能力[9]進(jìn)行研究，表明竹纖維具有優(yōu)良的抑菌抗菌和防紫外線性能。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示竹纖維面料很好地繼承了竹纖維的抗菌抑菌、吸濕透氣、舒適柔軟、防紫外線、天然保健等特性?；谥窭w維優(yōu)良的特性，使得竹纖維純紡或混紡的機(jī)織[10]、針織[11]產(chǎn)品風(fēng)格獨(dú)特，能夠很好地滿足保護(hù)皮膚、調(diào)節(jié)微氣候的需求，因此竹纖維面料在開發(fā)內(nèi)衣產(chǎn)品方面具有廣闊的市場(chǎng)前景。

在前期[12]以組分為70%的再生竹纖維和30%的滌綸纖維為原料，進(jìn)行混紡生產(chǎn)了不同結(jié)構(gòu)和細(xì)度的紗線交織形成的不同組織面料，用于開發(fā)夏季內(nèi)衣，對(duì)其織造工藝進(jìn)行了研究。本課題在此基礎(chǔ)上，對(duì)其中一種規(guī)格為15.6tex混紡竹節(jié)紗作為緯紗，13.1tex的混紡普通紗作為經(jīng)紗，以平紋組織交織形成再生竹纖維/細(xì)旦滌綸纖維面料的服用性能以及風(fēng)格進(jìn)行了測(cè)試和分析，從而滿足人們對(duì)舒適內(nèi)衣產(chǎn)品的需求，進(jìn)而開發(fā)出舒適柔軟的環(huán)保功能型內(nèi)衣。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與測(cè)試方法

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本課題的研究對(duì)象為自行設(shè)計(jì)織制的再生竹纖維面料，原料為再生竹纖維和細(xì)旦滌綸以竹/細(xì)旦滌綸70/30混紡紗線，其經(jīng)紗為13.1tex的混紡普通紗，緯紗為15.6tex混紡竹節(jié)紗，面料的規(guī)格參數(shù)如表1所示。

表1 面料的規(guī)格

1.1.2 測(cè)試方法

1.1.2.1 面料服用性能測(cè)試

服用舒適性主要包括保溫、透氣和透濕性。

采用YG606平板式保溫儀對(duì)面料進(jìn)行保溫性能測(cè)試，參照標(biāo)準(zhǔn)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》[13]。測(cè)試指標(biāo)分別為：保溫率、克羅值、傳熱系數(shù)。試驗(yàn)條件：預(yù)熱30min，至少進(jìn)行5個(gè)加熱周期。將傳熱系數(shù)，熱阻It，保溫率按公式(1)進(jìn)行指標(biāo)綜合，得到綜合值Z。

(1)

式中：It為熱阻，clo；U2為傳熱系數(shù)，W/m·℃；Q1為保溫率，%；Z為綜合指標(biāo)。

采用YG461Z型全自動(dòng)透氣性能測(cè)試儀，將面料裁剪成20cm2的圓形試樣，參照GB/T5453—1997 《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》[14]，測(cè)試面積20cm2，壓差為100 Pa。

采用YG501D型透濕試驗(yàn)箱，參照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》[15]，將面料裁剪成直徑70mm的圓形試樣；吸濕劑為無水氯化鈣(需在160℃干燥3h)；實(shí)驗(yàn)條件為試驗(yàn)箱內(nèi)溫度38℃、濕度90%、氣流速度0.5m/s。把盛有吸濕劑被試樣封住杯口的透濕杯放入實(shí)驗(yàn)箱，試驗(yàn)前和試驗(yàn)后分別整體稱重，求質(zhì)量差，計(jì)算透濕量，計(jì)算如公式(2)所示。

(2)

式中：WVT為每平方米織物24h的透濕量，g/m2·d；△m為同一實(shí)驗(yàn)組合體2次稱重之差，g；S為試樣面積，m2；

1.1.2.2 面料外觀特性測(cè)試

面料的外觀特性包括織物的懸垂性、起毛起球性、抗折皺性以及抗彎曲性。

采用織物懸垂性測(cè)定儀描圖稱重法，參照GB/T23329—2009 《紡織品 織物懸垂性的測(cè)定》[16]進(jìn)行懸垂性測(cè)試。將直徑為240mm的無折痕面料試樣進(jìn)行描圖、裁剪、稱重并計(jì)算懸垂系數(shù)。

采用YG502型織物起毛起球儀，參照GB/T 4802.1—2008 《紡織品 織物起毛起球性能的測(cè)定 第1部分：圓軌跡法》[17]對(duì)面料進(jìn)行織物起毛起球性測(cè)定。實(shí)驗(yàn)在壓力為780cN條件下分別對(duì)5塊直徑為40mm的試樣經(jīng)織物摩擦實(shí)驗(yàn)，分別與樣照對(duì)比評(píng)級(jí)，1級(jí)最差，5級(jí)最好。

采用YG541E型全自動(dòng)織物抗折皺性儀，參照GB/T3819—1997 《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測(cè)定 回復(fù)角法》[18]測(cè)試織物的抗折皺性。試驗(yàn)條件：加壓重錘質(zhì)量為500g，加壓時(shí)間5min，測(cè)試結(jié)果分別計(jì)算經(jīng)、緯向的折痕回復(fù)角和總折痕回復(fù)角。

采用LLY-01型電子硬挺度儀，參照GB/T 18318.1—2009《紡織品 彎曲性能的測(cè)定 第1部分：斜面法》[19]進(jìn)行抗彎曲性測(cè)定。沿著經(jīng)、緯向?qū)⒚媪喜眉舫?50mm×25mm的試樣。測(cè)試指標(biāo)為彎曲長(zhǎng)度(cm)。

1.1.2.3 面料堅(jiān)牢度測(cè)試

堅(jiān)牢度即織物抵抗外界破壞力的能力。織物的堅(jiān)牢度主要包括撕破強(qiáng)力、頂破強(qiáng)力、耐磨性和拉伸強(qiáng)力。

采用HD026N型電子織物強(qiáng)力儀，參照GB/T 3917.4—2009 《紡織品 織物撕破性能 第4部分：舌形試樣(雙縫)撕破強(qiáng)力的測(cè)定》[20]進(jìn)行面料撕破實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)條件：尺寸為200mm×50mm，經(jīng)、緯向試樣各五個(gè)；經(jīng)向定伸長(zhǎng)值為181.00mm，撕裂長(zhǎng)度為180.50mm；緯向定伸長(zhǎng)值為157.00mm，撕裂長(zhǎng)度為156.50mm；隔距為100mm。

采用HD026N型電子織物強(qiáng)力儀，參照GB/T19976—2005 《紡織品 頂破強(qiáng)力的測(cè)定 鋼球法》[21]進(jìn)行頂破強(qiáng)力測(cè)定?？椢飶?qiáng)力儀的間距為450mm，下降速度300mm/min。

采用Y522型織物耐磨試驗(yàn)機(jī)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T21196.3—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》[22]進(jìn)行織物耐磨性質(zhì)量損失測(cè)定。試樣為直徑125mm的織物，在加壓質(zhì)量為250克的條件下對(duì)5塊試樣分別進(jìn)行摩擦實(shí)驗(yàn)，并記錄磨前和磨后的織物質(zhì)量。通過計(jì)算質(zhì)量減少率來評(píng)定織物耐磨性。

采用HD026D-500多功能電子織物強(qiáng)力儀，參照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分 斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定(條樣法)》[23]進(jìn)行織物拉伸斷裂性能測(cè)定。試樣尺寸為(320×60)mm，扯去兩邊的邊紗后是50mm，經(jīng)緯向各取至少三塊試樣。夾持器間的距離為200mm，預(yù)加張力為2N。

1.1.2.4 面料風(fēng)格品級(jí)評(píng)定

利用KES-FB4-AUTO風(fēng)格測(cè)試儀測(cè)試面料的風(fēng)格品級(jí)[24]，測(cè)試條件：規(guī)格為200mm×200mm方形試樣，儀器預(yù)熱20min，測(cè)試三次求平均值。KES織物材料評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試面料在低負(fù)荷下的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)，測(cè)試力學(xué)性能包括：拉伸、彎曲、剪切、表面摩擦和壓縮性能共16項(xiàng)指標(biāo)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 服用性能分析

織物服用舒適性主要指熱濕舒適性和接觸舒適性，本文主要研究織物的接觸舒適性，包括保溫、透氣和透濕性[25]。

竹/滌混紡普通紗線與混紡的竹節(jié)紗線以平紋組織交織形成的再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的接觸舒適性測(cè)試結(jié)果見表2。由表中結(jié)果可知，傳熱系數(shù)較小，克羅值較高，表明面料很好地繼承了再生竹纖維保溫性良好的特性。 再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的透氣率低于498 mm/s，相對(duì)較低，原因在于面料的經(jīng)緯向密度較大且交織組織點(diǎn)較多，降低了織物的透氣性，使得所設(shè)計(jì)的面料具有較好的防風(fēng)功能，適于開發(fā)成冬季內(nèi)衣織物。 再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的透濕量大于棉織物1315(g/m2·d)[26]，面料的排濕速度快，面料的舒適性好。因此，再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料適于制作舒適防風(fēng)的冬季內(nèi)衣。

再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的懸垂系數(shù)小于棉織物40.45%，表明面料懸垂性較好，親膚貼身舒適?？蛊鹈鹎蛐阅軠y(cè)試結(jié)果顯示等級(jí)均為4級(jí)，根據(jù)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，屬于輕微起毛起球[22]。在抗折皺性方面，再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的總折皺回復(fù)角(96.4°)遠(yuǎn)小于棉纖維面料 (158.2°)[26]，基本達(dá)到了作為普通內(nèi)衣面料的標(biāo)準(zhǔn)。雖然再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的彎曲長(zhǎng)度則稍大于棉纖維面料(1.28cm)[26]，但是兩者相對(duì)來說均較小，表明面料較為柔軟。

再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的堅(jiān)牢度結(jié)果如表2所示。從測(cè)試結(jié)果可知，面料的撕破強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力均大于棉織物，能夠滿足內(nèi)衣面料的要求。 再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的伸長(zhǎng)率和斷裂功較棉纖維面料來說均較大，表明混紡竹纖維面料的牢固性好，承受拉伸變形能力好，內(nèi)衣不容易變形。結(jié)合面料厚度與面密度數(shù)據(jù)可知，面料較為輕薄，因此再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料適于開發(fā)成輕薄型防風(fēng)內(nèi)衣面料。

表2 面料的服用性能

2.2 面料風(fēng)格品級(jí)分析

通過測(cè)試面料在低負(fù)荷下的拉伸、剪切、彎曲、壓縮和表面摩擦性能，從而分析面料的風(fēng)格[24]?？椢锏睦焯匦灾笜?biāo)包括：拉伸線性度LT、拉伸比功WT和拉伸回復(fù)率RT。其中，LT是指面料的柔軟感；WT是指面料抵抗變形的性能，RT是指面料的變形回彈性。由表3可知，再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料較為柔軟，彈性較好。面料的經(jīng)向RT值略小于緯向，而前者的WT值則略大于后者，表明面料在緯向方向上容易發(fā)生變形，這是由于竹節(jié)紗的存在使面料容易變形且彈性較好。

織物的剪切特性指標(biāo)剪切剛度G指的是織物變形抵抗能力，剪切滯后矩2HG和剪切滯后力2HG5指的都是面料的回復(fù)性能。由表3可知，再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的剪切剛度G與棉纖維內(nèi)衣面料(G=0.3389)[26]相比增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)，表明面料剪切變形后的回復(fù)能力相對(duì)較差。

織物的彎曲剛度B指的是織物的剛?cè)嵝?，越大表示面料越不易彎曲變形，彎曲滯后?HB指的是面料的彈跳性。2HB值越大，織物回復(fù)能力越差。由表3可知，再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的2HB與棉纖維內(nèi)衣面料(2HB =0.0400)[26]值接近且相對(duì)較小，顯示面料彎曲變形后的回復(fù)能力相對(duì)較好。

織物的表面特性表征包含三個(gè)指標(biāo)，動(dòng)摩擦因數(shù)MIU指面料的滑爽、粗濕感，摩擦系數(shù)平均偏差，MMD指面料的爽脆、勻整度，表面粗糙度SMD指織物的表面勻整度，對(duì)面料的滑爽度影響較大。由表3可知，再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料的SMD比棉纖維內(nèi)衣面料偏大，且緯向大于經(jīng)向，表明竹節(jié)紗的結(jié)構(gòu)有利于增加面料的表面粗糙度，從而使面料更加滑爽。

面料的豐滿度、蓬松度、滑糯感等與面料在厚度方向的壓縮性能密切相連。織物的壓縮線性比LC值表征的是面料的柔軟性，壓縮比功WC值表征的是面料的蓬松感，其數(shù)值愈大，面料愈松軟；壓縮回彈性RC表征的是面料的豐滿度，數(shù)值越小面料的彈性愈差，即愈大愈好。由表3可知，面料的蓬松感不是很好。

表3 試樣在低負(fù)荷下的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果

對(duì)再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料進(jìn)行風(fēng)格評(píng)定，結(jié)果可知，面料柔軟，剪切變形回復(fù)能力相對(duì)較差，表面滑爽勻整，具有細(xì)膩的織紋和較好的壓縮回彈性。面料風(fēng)格評(píng)定結(jié)果表明，面料適合于開發(fā)成功能型內(nèi)衣。

3 結(jié)論

再生竹纖維和細(xì)旦滌綸以竹/細(xì)旦滌綸70/30混紡紗線， 13.1tex混紡普通紗作為經(jīng)紗，15.6tex混紡竹節(jié)紗作為緯紗，開發(fā)的再生竹纖維/細(xì)旦滌綸面料柔軟舒適，具有較好的懸垂性、保溫性和防風(fēng)功能。面料織紋細(xì)膩，表面滑爽勻整，較為緊實(shí)，織物堅(jiān)牢，不易發(fā)生拉伸變形。在舒適性、堅(jiān)牢度、外觀保持性等方面都滿足內(nèi)衣面料服用性能要求，且竹節(jié)紗和細(xì)旦滌綸的加入，使得面料具有比較好的抗菌性、抗紫外線特性以及吸濕排汗性，具有一定的防風(fēng)功能，且更為環(huán)保，適宜制成防風(fēng)功能型內(nèi)衣，因此在環(huán)保功能內(nèi)衣領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)前景。

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[19]全國(guó)紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分會(huì)(SAC/TC 209/SC 1).GB/T 18318.1-2009 紡織品 彎曲性能的測(cè)定 第1部分：斜面法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[20]北京市紡織纖維檢驗(yàn)所，中紡標(biāo)(北京)檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司.GB/T 3917.4—2009 紡織品 織物撕破性能 第4部分：舌形試樣(雙縫)撕破強(qiáng)力的測(cè)定[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[21]紡織工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，國(guó)家棉紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心.GB/T19976—2005 紡織品 頂破強(qiáng)力的測(cè)定 鋼球法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[22]紡織工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，中紡標(biāo)(北京)檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司，溫州大榮紡織儀器有限公司.GB/T21196.3—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[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[23]紡織工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，中紡標(biāo)(北京)檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司，國(guó)家紡織制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心.GB/T 3923.1-2013 紡織品 織物拉伸性能 第1部分 斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定(條樣法) [S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[24]周建萍,陳晟. KES織物風(fēng)格儀測(cè)試指標(biāo)的分析及應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代紡織技術(shù),2005,14(6):37-40.

[25]李立新. 影響服裝舒適性的因素[J]. 國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào),2006,34(6):74-77.

[26]嚴(yán)雯.彩色棉混紡針織產(chǎn)品的性能測(cè)試[D].上海：東華大學(xué),2007.

Research on Wearability of Bamboo Fiber Underwear Fabric

ZHANGCen-cen1,2,3,LIBao-ling1,GANRun-sheng1,2,3,MAQin1,2,3

(1.TextileCollege,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou451191; 2.HenanProvincialResearchCenterofApparelTextileEngineeringTechnology,Zhengzhou450007; 3.HenanEngineeringLaboratoryofNewTextilesDevelopment,Zhengzhou450007)

By taking blended yarn of regenerated bamboo fiber/fine denier polyester 70/30 as raw materials,13.1tex common blended yarn as warp,15.6tex blended slub yarn as weft,a regenerated bamboo fiber/fine denier polyester fabric was developed by plain weave. The wearability and style of such fabric with antibacterial and UV protection performance were tested and analyzed. The results showed that the fabric was soft,fine,flat,smooth and comfort with better moisture permeability and good windproof function,which was suitable for environment-friendly functional underwear fabric development with broad market prospect in functional textile and clothing field.

bamboo fiber underwear fabric wearability analysis

2017-02-28

河南工程學(xué)院博士基金項(xiàng)目(D2015028)

張岑岑(1988-)，女，博士，講師，研究方向：絲蛋白生物材料。

TS105.2

A

1008-5580(2017)02-0057-05