蓄熱調(diào)溫/絹絲混紡紗的制備及性能研究

范新宇，王建坤，郭　晶

(天津工業(yè)大學紡織學院，天津　300387)

0　前言

當今，隨著人們消費觀念水平的不斷提高，人們對紡織品的功能性、舒適性以及美觀性等提出了更高的要求，純紡的織物已不能滿足人們的要求，因此混紡織物受到越來越多的青睞。因為每種紡織纖維，不管是天然纖維或是合成纖維都具有各自不同的性能，于是采用不同的纖維混紡或交織，可使紗線同時擁有不同纖維的性能，充分發(fā)揮不同組分纖維的優(yōu)點，從而滿足人們對紡織品功能性和舒適性的需求[1]。本課題采用蓄熱調(diào)溫纖維與絹絲混紡，開發(fā)混紡紗，使蓄熱調(diào)溫纖維的調(diào)溫性能與絹絲柔軟、滑爽、優(yōu)良的懸垂性等特點相結(jié)合，為獲得兼舒適與美觀的混紡產(chǎn)品提供了可能。

通過對課題研究，積累一定的工藝上機以及參數(shù)設置的經(jīng)驗，同時為以后此方面的研究提供基本的數(shù)據(jù)參考。

1　實驗部分

1.1　蓄熱調(diào)溫/絹絲混紡紗的制備

1.1.1原料的選擇

所用的調(diào)溫纖維是天津工業(yè)大學功能纖維研究所研制的蓄熱調(diào)溫纖維，所用的絹絲由青島宏大公司提供。兩種纖維的各項性能如表1所示。

表1　兩種纖維的各項性能指標

1.1.2紗線規(guī)格

為了保證最終的產(chǎn)品能夠發(fā)揮智能調(diào)溫的作用，黏膠基蓄熱調(diào)溫纖維在混紡紗中所占的比例必須大于30%[2]，同時為了使混紡紗能夠獲得絹絲的優(yōu)良特性，絹絲的含量均不低于30%?；诒菊n題的目的是探討不同纖維混紡比例對紗線調(diào)溫性能及產(chǎn)品風格的影響，因此設計了6種不同混紡比的混紡紗線。表2為紗線的具體規(guī)格：

表2　紗線的具體規(guī)格

注：1,2,3為第一組紗線；3,4,5為第二組紗線

1.1.3紡紗工藝設計

由于本課題所用的蓄熱調(diào)溫纖維、絹絲以及棉的長、細度差異不大，在紡紗工序中所使用的棉型纖維的牽伸隔距對三種纖維都能實現(xiàn)良好地牽伸，因此采用纖維混合的方法。由于紡紗過程在實驗室使用小型紡紗設備完成，所以與工廠生產(chǎn)的工藝流程存在差別。蓄熱調(diào)溫纖維與絹絲都存在著靜電現(xiàn)象，在紡紗前應先進行抗靜電處理。由于纖維中存在大量的束纖維，因此在噴灑抗靜電劑之前要對纖維分別進行開松，經(jīng)開松后的纖維變成散纖維狀態(tài)。經(jīng)開松處理后，蓄熱調(diào)溫纖維按2%取抗靜電劑，加水稀釋后均勻的噴灑到纖維上，絹絲噴灑抗靜電劑4%。為使抗靜電劑與纖維充分混合，將噴灑抗靜電劑的纖維再次進行開松，并將開松后的纖維密封堆置12小時以上[3]。在此道工序中不同的纖維是分別進行處理的，棉纖維只進行開松處理。具體紡紗流程如圖1。

圖1紡紗工藝流程圖

1.2　蓄熱調(diào)溫/絹絲混紡紗的性能測試

1.2.1紗線拉伸性能測試

實驗儀器：YG061F型電子單紗強力儀。

試驗標準：GBT3916-1997《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》。

拉伸參數(shù)：拉伸速度：500mm/min，拉伸隔距：500mm，拉伸形式：等速拉伸。

試驗次數(shù)：20次。

1.2.2紗線毛羽測試

實驗儀器：YG172型毛羽測試儀。

實驗標準：FZ/ 01086-2000《紡織品紗線毛羽測試方法—投影計數(shù)法》。

試驗參數(shù)：試驗次數(shù)：1管/5次；片段長度：10m；測試速度：30m/min；溫度：21℃；相對濕度：60%。

1.2.3紗線烏氏條干均勻度測試

實驗儀器：ME100型USTER條干儀。

試驗標準：GB/T 3292-1997《 紡織品紗線條干不勻試驗方法—電容法》。

試驗參數(shù)：測試速度：200m/min，測試時間：1min。

1.2.4熱調(diào)節(jié)性能測試

調(diào)溫性能比較常用的測試方法有差示掃描量熱法(DSC)、溫度調(diào)節(jié)因素(TRF)測試法、微氣候儀法、暖體假人法等[4-5]，本課題所使用的方法是差示掃描熱量法(DSC)，它是測量輸給被測樣品和標準樣之間的功率差與溫度或時間關系的技術。

實驗儀器：200F3型差示掃描熱量儀。

試驗參數(shù)：溫度范圍：-20℃～100℃；溫速：10℃/min。

2　結(jié)果與分析

2.1　混紡比對拉伸性能的影響

分別對試驗中所獲得的各個混紡比的混紡紗的斷裂強力和斷裂伸長率的20個數(shù)據(jù)求平均值，結(jié)果如表3和表4。

表3　混紡紗的斷裂強力

表4　紡紗的斷裂伸長率

由表可以看出，第一組混紡紗的斷裂強度隨著蓄熱調(diào)溫纖維含量的增加斷裂強度和斷裂伸長率逐漸下降；第二組混紡紗的斷裂強度隨著蓄熱調(diào)溫纖維含量的增加，斷裂強度和斷裂伸長率逐漸提高，但三個混紡比的斷裂強度差距在30cN/tex以內(nèi)。

由于本課題中所使用的三種纖維的斷裂強力：棉>絹絲>蓄熱調(diào)溫纖維，斷裂伸長率：絹絲>蓄熱調(diào)溫纖維>棉，因此第一組紗線的斷裂強度隨著蓄熱調(diào)溫纖維含量的增加而降低，而斷裂伸長率增大。第二組紗線是不同混紡比的蓄熱調(diào)溫/絹絲混紡紗，由于絹絲很光滑，抱合力比較低，容易造成纖維間的滑移，使紗線斷裂，因此當絹絲含量較大時，混紡紗的斷裂強度和斷裂伸長都比較差。

2.2　混紡比對成紗毛羽的影響

對試驗中所獲得的各個混紡比的混紡紗的3mm的毛羽指數(shù)的平均值進行統(tǒng)計，結(jié)果如表5所示。

表5　混紡紗的3mm毛羽指數(shù)

由表5可知，兩組混紡紗的3mm毛羽指數(shù)，均隨著蓄熱調(diào)溫纖維含量的增加而降低。第一組紗中毛羽指數(shù)最低的混紡比是50/30/20，第二組紗中毛羽指數(shù)最低的混紡比是70/30。

在本課題中嚴格控制了各道工序參數(shù)的一致性，因此造成紗線之間毛羽指數(shù)存在差異的主要原因是纖維性質(zhì)的差別和混紡比的不同。絹絲的靜電現(xiàn)象嚴重，纖維之間的斥力較大、抱合力較小，在細紗工序中，前羅拉輸出的紗條擴散，并且在離心力作用下，已捻入的紗線的纖維易被甩出，從而造成毛羽指數(shù)的增大。因此在兩組紗線中，毛羽指數(shù)均隨著絹絲含量的減少而降低

2.3　混紡比對成紗條干的影響

實驗對各個混紡比的混紡紗的烏斯特條干進行了測試，測試結(jié)果如表6。

表6　混紡紗的條干不勻率

由表6可知，兩組混紡紗的成紗條干均勻度都隨著蓄熱調(diào)溫纖維含量的增加而提高。第一組混紡紗的混紡比為50/30/20時，紗線的條干均勻度最好；第二組混紡紗的混紡比為70/30時，紗線的條干均勻度最好。

由于絹絲靜電現(xiàn)象嚴重、可紡性差，是影響紗線條干均勻度的主要原因。在紡紗各道工序中受靜電現(xiàn)象影響嚴重的是梳理工序，雖然在紡紗開始前進行了預處理，但靜電現(xiàn)象依然存在，由于靜電的存在，梳理工序輸出的棉網(wǎng)容易粘輥、繞輥，使得輸出的棉網(wǎng)均勻度較差，而棉網(wǎng)的不均勻也造成了最終紗線條干不勻。因此，實驗所得到的混紡紗隨著絹絲所占比重的增加，條干均勻度越差，絹絲含量為50%不勻率最高。

2.4　混紡比對熱性能的影響

實驗對蓄熱調(diào)溫纖維、30/50/20蓄熱調(diào)溫/絹絲/棉混紡紗、70/30蓄熱調(diào)溫/絹絲混紡紗分別進行了DSC性能測試，測試結(jié)果如表7。

表7　DSC測試結(jié)果

由表7可以看出，30/50/20蓄熱調(diào)溫/絹絲/棉混紡紗以及70/30蓄熱調(diào)溫/絹絲混紡紗的熔融溫度和結(jié)晶溫度基本相同，但熱焓值與蓄熱調(diào)溫相比都有不同程度的衰減，30/50/20蓄熱調(diào)溫/絹絲/棉混紡紗的衰減程度大于70/30蓄熱調(diào)溫/絹絲混紡紗，這主要是蓄熱調(diào)溫纖維含量差異造成的。對數(shù)據(jù)進行分析可以得到熱焓值與蓄熱調(diào)溫纖維的含量不是直線相關，這主要是由于紡紗過程中損耗了一部分微膠囊。所以，由于試驗所使用的測試樣品是被剪成粉末狀的纖維或紗線，因此對測試結(jié)果產(chǎn)生影響的因素主要是蓄熱調(diào)溫纖維的含量以及紡紗過程造成蓄熱調(diào)溫纖維中微膠囊的損耗程度。

30/50/20蓄熱調(diào)溫/絹絲/棉混紡紗中蓄熱調(diào)溫纖維含量為30%，是所紡紗線中最小的，經(jīng)DSC測試，該混紡紗存在熱焓值，但焓值很小，對溫度調(diào)節(jié)的作用不明顯。因此，蓄熱調(diào)溫混紡紗中蓄熱調(diào)溫纖維含量應大于30%，紗線表現(xiàn)出較好的調(diào)溫效果。

3　結(jié)論

(1)混紡比對紗線基本性能的影響較顯著。第一組紗線的斷裂強度、斷裂伸長、毛羽指數(shù)以及條干受混紡比影響較大，隨著蓄熱調(diào)溫纖維含量的增大，紗線的強伸性能變差，毛羽指數(shù)和條干均勻度變好。第二組紗線拉強性能受混紡比的影響較小，混紡比對毛羽指數(shù)和條干的影響較大。

(2)混紡紗中含有蓄熱調(diào)溫纖維，DSC測試結(jié)果顯示，混紡紗存在熱焓值，但蓄熱調(diào)溫纖維含量為30%時焓值很小，對溫度的調(diào)節(jié)作用不明顯，為獲得更好的調(diào)溫效果，混紡紗中蓄熱調(diào)溫纖維的含量應大于30%，70/30蓄熱調(diào)溫/絹絲混紡紗的調(diào)溫效果最顯著。

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