棉針織物尺寸穩(wěn)定性研究

孫長春

(青島大學，山東 青島 266071)

純棉針織物由于具有柔軟的手感和舒適的穿著體驗而受到廣大消費者的喜愛，近年來全球的需求量越來越大，然而沒有經(jīng)過尺寸穩(wěn)定性整理的純棉針織物在染整加工過程中保形性較差，布面容易產生褶皺[1，2]。所以，針織印染企業(yè)迫切需要解決的問題就是降低織物的縮水率和提高棉織物干、濕狀態(tài)下的尺寸穩(wěn)定性。以往棉針織物染整加工大多采用松式加工，雖能一定程度上提高尺寸穩(wěn)定性，但也會導致織物布面效果差，產品質量不穩(wěn)定，能耗上升[3-5]。近年來，針織印染企業(yè)大多采用緊式平幅連續(xù)化練漂技術和平幅染色技術，雖然布面平整度得到改善，但織物縮水率增大，影響了產品質量[6]。棉針織物尺寸穩(wěn)定性差不僅與纖維的溶脹性有關，且與針織物后道加工工藝有關[7]。本文針對棉針織物尺寸穩(wěn)定性差的問題進行了討論并提出了相應的解決方法。

1 棉針織物尺寸穩(wěn)定性差的原因

針織物是使用織針使紗線成圈，而后將線圈互相串套和銜接而成的。由于線圈結構自身的特性，當受到外界拉力作用時，線圈的形狀將不可避免地發(fā)生一定程度的變化。因此在洗滌和穿著的過程中，針織服裝都容易產生不同程度的變形。例如，當橫向拉伸棉緯平針織物時，針織物線圈的圈柱長度會變短，圈弧會伸長變直，織物中的紗線也會發(fā)生不同程度的轉移。這種轉移的程度與織物受外界的拉伸力、紗線接觸點間的摩擦阻力、紗線自身的物理機械性能以及針織物自身的密度等有關。且去除外界的拉力后，線圈若要恢復自身原有的狀態(tài)，也必須再次克服相互交織的紗線之間的摩擦力，如潘早霞等人[8]證明了由于紗線間的摩擦力不同，深色針織物的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于淺色針織物。

織物在受到外力作用后，總是試圖恢復到自身最小能量狀態(tài)。棉織物吸水濕潤會導致織物中的棉纖維溶脹，進而加速織物的松弛過程。在這種情況下，紗線中的內應力就顯現(xiàn)出來，在內應力的作用下，線圈中的直線段開始變彎曲，而彎曲強烈的部分開始變直，線圈中的紗線段及紗線接觸點產生轉移而形成縮水。棉針織品的縮水主要由纖維縮水、紗線縮水和織物縮水三部分共同導致[9]。在紡紗、織造和后續(xù)的染色和后整理過程中，棉纖維因受牽伸力而伸長并在纖維內形成內應力，而棉紗線之間的摩擦阻力和纖維間的抱合力會暫時固定住紗線狀態(tài)和纖維內力。在水或者水蒸氣的作用下，棉纖維吸濕導致纖維大分子之間的某些鍵斷裂，結合力發(fā)生變化，在內應力的作用下，纖維產生收縮[10]。紗線縮水由纖維吸濕后縮水和紗線吸濕后縮水共同完成。一方面，纖維在吸水時發(fā)生膨脹，這會導致紗線長度的收縮和有效直徑的增加。在不能發(fā)生紗線解捻的情況下，不能伸長甚至會縮短的纖維(通過纖維繞紗軸行程衡量)只能通過減少沿紗軸行程來調整纖維在紗線中的位置和狀態(tài)，從而使紗線的長度縮短。其次,在染色和后整理加工過程中，過大的拉伸外力或是拉伸外力不大但作用時間太長，織物沒有松弛和回縮條件，不可避免地導致紗線伸長和紗線捻度降低，并且濕加工中的水也會對棉纖維紗線產生定捻作用。在水處理的過程中若使棉針織物獲得完全松弛，可以回縮由纖維溶脹導致的紗線拉伸。在諸如練漂和染色濕加工過程中，針織坯布線圈受力后易于形成較大的形變，這通常表現(xiàn)為線圈高度的增大和寬度的減小。在潤濕狀態(tài)下，由于紗線交織阻力和織物線圈套結處摩擦力作用，棉針織物的變形難以恢復，導致織物縮水的可能性提高[11]。

2 改善棉針織物尺寸穩(wěn)定性和防縮技術

針織物的尺寸穩(wěn)定性差與織物拉伸張力和纖維膨脹有關，因此改善棉針織物尺寸穩(wěn)定性和防縮可采取以下三個途徑：選用縮水率低、彈性好的纖維與棉纖維混紡；減少棉針織物在濕處理加工過程中的受力；合理選用整理工藝。

2.1 選擇縮水率低 彈性好的纖維與棉纖維混紡

選用縮水率低的合成纖維與棉纖維混紡能提高棉纖維紗線的強力并降低其縮水率[12]。例如，使用少量滌綸短纖(0.8 dtex×38 mm)與純棉紗線進行混紡，可以使針織物的實際縮水率有很大幅度下降；棉纖維與2%的氨綸進行混紡就足以改善織物的尺寸穩(wěn)定性；芯紗為化纖長絲，外層為棉纖維的包芯紗也有很好的尺寸穩(wěn)定性。

2.2 減少濕處理過程中的拉伸力

針織物連續(xù)化漂染工藝發(fā)展相對落后，而使用噴射染色機等間歇式染色機進行練漂、染色和洗滌可使織物不斷得到松弛，松弛區(qū)和低張力拉伸區(qū)只需對織物施加很小張力，即可使得織物獲得良好的松弛效果。所以在濕處理加工過程中減小棉針織品受的拉伸力，使織物始終處于松弛狀態(tài)，避免織物纖維伸長產生塑性形變，是防止織物縮水的理想方法。

2.3 合理選用整理工藝

2.3.1松弛預處理技術

織物在水中浸潤松弛，纖維會發(fā)生溶脹，使得棉針織品收縮致密，纖維間的抱合力和紗線間的交織阻力增強，因此致密織物結構具有相當好的穩(wěn)定性，并且在后續(xù)加工中，只要受力較小，或者雖拉伸力大但作用時間短并且能及時在水中松弛(如噴射染色機)，織物不會產生大的變形，更不會產生不能通過精加工消除的拉伸變形。使用間歇式松式染色機進行練漂加工時，第一步的濕加工過程就是讓針織坯布經(jīng)過松弛預處理，獲得良好的尺寸穩(wěn)定性。

2.3.2堿縮

堿縮處理是使用濃氫氧化鈉溶液處理松弛狀態(tài)下的棉織物，其目的是增加織物的組織密度，使面料富有彈性，其主要用于棉針織物，特別是棉緯平針織物。棉纖維在濃氫氧化鈉溶液中發(fā)生化學反應，生成堿纖維素，導致棉纖維產生不可逆的大幅度膨脹。因為棉纖維經(jīng)堿縮處理后溶脹程度已經(jīng)非常大，織物再進行洗滌時收縮率會大幅降低。此外，濃氫氧化鈉溶液會使棉纖維大分子鏈段重排，有利于消除纖維中內應力，提高棉針織物的尺寸穩(wěn)定性。

2.3.3縱向超喂和橫向伸幅

在練漂、染色和印花過程中，棉針織物在縱向受到拉力，縱向長度變長，并且趨于引起織物橫向收縮。減小針織物縱向收縮和增加尺寸穩(wěn)定性最直接方法就是沿縱向給予適當超喂的同時進行橫向拉幅。通常使用針鋏鏈拉幅開幅織物，使用長撐板擴幅筒狀織物，利用直接浸軋水或者噴水蒸氣的方法使織物含有一定量的水分或使用超喂?jié)駭U幅、超喂烘干和超喂軋光工藝進行處理。

2.3.4強迫回縮整理

強迫回縮整理是在使織物縱向長度變小的同時避免織物橫向拉伸或允許出現(xiàn)橫向長度變小。目前最為有效的方法是使用橡膠毯預縮整理機，其已普遍用于機織物的防縮整理。

2.3.5其他方法

棉織物用蒙脫石(MMT)處理，可以改善其尺寸穩(wěn)定性[13]；對棉針織物進行樹脂整理，也能顯著提高其保形性；泡沫整理作為一種新的后整理技術是以泡沫作為介質代替染色和后整理過程中的大部分水或溶劑，從而降低被加工織物的帶液率，然后利用外界條件使泡沫擴散到織物的表面和內部。通過抗皺整理試驗發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)工藝相比泡沫整理技術的樹脂用量可減少12%，并且彈性略高于傳統(tǒng)樹脂整理技術[14]。

3 結語

棉針織物尺寸穩(wěn)定性差，這不僅與針織物的自身結構有關，還與設備和加工工藝有關。合理使用松弛預處理技術，發(fā)揮堿縮處理對棉針織物的定形作用，重視防縮后整理技術等，可使棉針織物的尺寸穩(wěn)定性得到極大地改善。