粘膠/UHMWPE混紡紗床上用品織物服用性能研究

張志穎,沈星星,眭建華,3

(1.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021；2.帝人(中國(guó))纖維商品開發(fā)有限公司，江蘇 南通 226000； 3.南通紡織絲綢產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，江蘇 南通 226000)

目前，UHMWPE纖維在家用紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用極少[1-4]。UHMWPE纖維高強(qiáng)高耐磨、接觸涼爽感、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)使得其應(yīng)用于家用紡織品具有較好的意義。但由于纖維超高強(qiáng)、不吸水、染色性能極差等自身問題，純UHMWPE纖維顯然不適宜直接采用。本文設(shè)計(jì)選用觸感柔軟、吸水性高的粘膠短纖維與UHMWPE纖維制成混紡紗，參考一般棉織床上用品面料規(guī)格，設(shè)計(jì)制成坯布，再精煉整制成成品，測(cè)試分析面料的服用性能。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

采用線密度2.3dtex、長(zhǎng)度38mm的粘膠短纖維與線密度1.21dtex、長(zhǎng)度38mm的UHMWPE短纖維，配置50/50、65/35、90/10 3種混紡比，在環(huán)錠紡紗設(shè)備制成線密度183.3dtex粘膠/UHMWPE混紡紗。

相近線密度棉紗床上用品面料的織物緊度配置為：平紋組織經(jīng)緯向緊度500～650,3枚斜紋組織800～900,5枚緞紋組織800～1 000。據(jù)此設(shè)計(jì)了表1所示粘膠/UHMWPE混紡紗織物試樣規(guī)格。

表1 織物規(guī)格表

坯布制成后，參照人造棉織物制定粘膠/ UHMWPE混紡紗織物的精練工藝。工藝如下：

精練劑(自制高濃度(AEO-0T)SAS)，

3 g/L；

純堿

1 g/L；

硅酸鈉

3 g/L；

滲透劑，浴比

1∶30；

溫度

95 ℃；

時(shí)間

60 min。

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容與方法

(1)織物精練前后形態(tài)變化：將樣品熨燙平整，恒溫恒濕環(huán)境平衡2h后，測(cè)取織物精練前后樣品尺寸與重量，樣品數(shù)5，取平均值。分別計(jì)算出織物經(jīng)向縮率εj、緯向縮率εw及重量減率εg。

(2)織物懸垂性：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23329-2009紡織品織物懸垂性的測(cè)定，在YG(L)811-DN型織物動(dòng)態(tài)懸垂風(fēng)格儀上，采用圓盤法，測(cè)試圓盤面積、懸垂織物面積及懸垂織物的投影面積，計(jì)算織物懸垂系數(shù)F。樣品數(shù)5，取平均值。

(3)織物透氣性：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5453-1997紡織品織物透氣性的測(cè)定，在YG461E-Ⅲ全自動(dòng)透氣量?jī)x上，測(cè)取一定壓力差的條件下，單位時(shí)間內(nèi)通過織物樣品單位面積的空氣量。樣品受測(cè)面積 20 cm2，壓力差100 Pa，測(cè)試并計(jì)算透氣率Q(mm/s)，樣品數(shù)10，取平均值。

(4)織物的透濕性：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12704.2-2009紡織品織物透濕性實(shí)驗(yàn)方法第2部分：蒸發(fā)法]，在FX3150全自動(dòng)織物透濕量測(cè)試儀上，采用蒸發(fā)法，在溫度(38±2)℃，相對(duì)濕度RH(50.0±2.0)%條件下進(jìn)行測(cè)試，被測(cè)試樣為直徑為7cm的圓，測(cè)試結(jié)果為試樣每平方米每24 h的透濕量 L[(g/m2)·24h)]，樣品數(shù)3，取平均值。

(5)織物的接觸冷暖感：人體皮膚在接觸織物后，由于織物對(duì)人體皮膚的刺激使人產(chǎn)生冷或暖的感覺，即為織物的接觸冷暖感?？椢锝佑|冷暖感是織物熱物理性能描述以及人體接觸感覺描述的重要性能指標(biāo)，可以瞬間接觸冷暖感C來衡量，C值越大，則織物的接觸冷感越顯著，反之，則織物的接觸暖感顯著。

試驗(yàn)采用KES-F7精密瞬間熱物性測(cè)試儀，在溫度20℃，相對(duì)濕度65%的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，試樣大小為10 cm×10cm，定溫臺(tái)溫度20過℃，貯熱板的標(biāo)準(zhǔn)溫度為30℃。試驗(yàn)時(shí)，將試樣置于定溫臺(tái)上，達(dá)到熱平衡后，迅速將貯熱板平移放到定溫臺(tái)的試樣上，貯熱臺(tái)內(nèi)貯存的熱量開始向低溫區(qū)的試樣傳導(dǎo)，傳導(dǎo)熱量的峰值即為試樣所測(cè)得的C值。樣品數(shù)5，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

織物形態(tài)及性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果如表2所示，表中樣品號(hào)0#的織物為純棉床上用品織物，經(jīng)緯紗均為145.8 dtex的棉紗，經(jīng)紗密度670根/10cm，緯紗密度355根/10cm，5枚緞紋組織，用作對(duì)比分析。

表2 粘膠/UHMWPE混紡織物形態(tài)與服用性能

續(xù)表2

2.2 織物形態(tài)特征

(1)織物經(jīng)向縮率εj值在8.00%～12.00%范圍，緯向縮率εw值在2.00%～5.00%范圍，εj≥εw，考慮所有試樣在經(jīng)紗的原料和線密度配置上都相同，因此分析認(rèn)為經(jīng)緯向縮率差異主要是織造時(shí)經(jīng)紗張力設(shè)置所致，由原料所產(chǎn)生的縮率與εw值接近。

(2)比較相同組織配置、不同混紡比紗線配置樣品的經(jīng)緯向縮率εj、εw值，可以看出，隨著混紡紗中粘膠纖維含量增加(即UHMWPE纖維含量降低)，織物經(jīng)緯向縮率值均呈增加趨勢(shì)。這與UHMWPE纖維的沸水收縮性能遠(yuǎn)低于粘膠纖維一致。

(3)比較相同混紡比紗線配置、不同織物組織配置樣品的經(jīng)緯向縮率εj、εw值，可以看出，隨著組織從平紋(2枚)→3枚→5枚、結(jié)構(gòu)越來越松，織物經(jīng)向縮率值呈逐漸下降趨勢(shì)，而緯向縮率值呈逐漸增大趨勢(shì)。

(4)由表中εg值看出，隨著混紡紗中UHMWPE纖維的含量降低(即粘膠纖維含量增加)，εg值逐漸降低，分析原因認(rèn)為可能是UHMWPE纖維的抱合性能較差，精練過程中容易從混紡紗中脫落，混紡紗中UHMWPE纖維含量越高，重量減率越高。隨著織物結(jié)構(gòu)變松，重量減率呈下降趨勢(shì)，其中結(jié)構(gòu)較緊的2枚、3枚組織織物與結(jié)構(gòu)較松的5枚組織織物，重量減率差異明顯。

2.3 服用性能

2.3.1 織物懸垂性

(1)粘膠/UHMWPE混紡紗織物動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)Fd值總體小于純棉織物，懸垂性優(yōu)于純棉織物。分析認(rèn)為由于混紡織物中粘膠纖維存在，其比重大，使織物保持優(yōu)良的懸垂性能。

(2)相同經(jīng)緯紗配置下，織物組織結(jié)構(gòu)越松，F(xiàn)d值基本呈減小趨勢(shì)，懸垂性越好；緞紋組織織物懸垂性最好，并且隨著混紡紗中粘膠纖維含量增加(UHMWPE纖維含量降低)，F(xiàn)d值越小，懸垂性越好。

2.3.2 織物透氣性

(1)混紡織物的Q值均大于純棉織物，透氣性很好。

(2)相同組織結(jié)構(gòu)下，隨著混紡紗中UHMWPE纖維含量降低，Q值呈增大趨勢(shì)，透氣性越好；相同混紡比樣品中，隨著組織由緊至松，Q值呈明顯增大趨勢(shì)。

2.3.3 織物透濕性

(1)混紡織物的L值僅為純棉織物的1/3左右，其透濕性能遠(yuǎn)差于純棉織物。

(2)相同組織結(jié)構(gòu)、不同纖維含量或者相同纖維含量、不同松緊組織下，混紡織物的L值相差不大，透濕性沒有明顯差別。

2.3.4 織物接觸冷暖感

(1)混紡紗織物中，粘膠∶UHMWPE混紡比為65∶35時(shí)，其C值大于純棉織物，混紡比達(dá)到 50∶50時(shí)，C值比純棉織物增加50%左右。說明隨著UHMWPE纖維的含量增加，織物涼爽感明顯提升。

(2)相同原料配置下，不同組織結(jié)構(gòu)織物的C值差異不大，說明組織松緊不影響織物的接觸冷暖指標(biāo)。

3 結(jié)論

(1)混紡紗織物的精練縮率均小于5%，較?。籙HMWPE纖維含量大的織物，其精練重量減率較大。

(2)由于混紡紗中含有粘膠纖維，織物保持良好的懸垂性能和透氣性能；將UHMWPE纖維與粘膠纖維混紡則大大減弱了織物的透濕性能。

(3)混紡紗中混入U(xiǎn)HMWPE纖維，可以顯著提高織物的接觸涼爽感。

因此，采用粘膠纖維與UHMWPE纖維混紡，可以開發(fā)具有高強(qiáng)、涼爽感又有柔軟通透床上用品面料。