羊毛/聚酰亞胺混紡經(jīng)編針織面料的開發(fā)及性能測試

黃雪紅，邵改芹，劉義勤，齊廣森，林衛(wèi)良，徐國耀

（1.江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226000；2.蘇州宏洋紡織染整有限公司，江蘇 蘇州 215000）

羊毛屬于天然蛋白質(zhì)纖維，具有手感柔軟、質(zhì)地堅牢、彈性及保暖性優(yōu)良、光澤自然柔和的特點，是制作高檔面料的首選。聚酰亞胺纖維具有高強、高模和耐高溫特性，是一種高性能纖維，具有優(yōu)異的耐高溫、阻燃、保暖、力學(xué)、耐化學(xué)等性能，已成為制取隔熱、消防等安全防護產(chǎn)品的熱點材料之一，受到市場的青睞。這兩種原料混紡后織成的面料強力高、透氣性好、保暖、柔軟、耐高溫，而且防縮效果明顯。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

（1）織物：原料25 tex毛/聚酰亞胺（80/20）混紡紗，經(jīng)編平紋組織。

（2）染料：毛用活染料蘭納素黑CE（亨斯邁）。

（3）其他藥劑：純堿、精練劑SA60（江蘇新瑞貝科技）、LDW630CE促染劑、米勒蘭LTD羊毛保護劑（亨斯邁）。

1.2 儀器與設(shè)備

恒溫振蕩器（AS-24-B，廣州泛科儀器有限公司），水洗牢度儀（SW）、摩擦色牢度儀（YIS6B）、[電子頂破強力機（YG031D）、尺寸穩(wěn)定性測試儀（FFZ261）、織物起毛起球儀（YG502）、透氣性測試儀（YG461）、織物阻燃性能測試儀（YG815A），溫州方圓]，電腦測色配色儀（SF600，Datacolor），紡織品熱阻測試儀[YG（B）606N型，溫州市大榮紡織儀器有限公司]，分光測試儀（YS3060，深圳市三恩時科學(xué)儀器有限公司）。

1.3 工藝

1.3.1 工藝流程

織造（經(jīng)編機型號KS-28）→預(yù)定型（150 ℃×1 min）→前處理（精練劑SA60 3.0 g/L，80 ℃×20 min）→染色（85 ℃×50 min）→后整理定型（柔軟劑30 g/L，160 ℃×1 min）。

1.3.2 染色配方及條件

常溫加蘭納素黑CE 2.7%（omf）循環(huán)5 min→加促染劑LDW630CE 3%（omf）、羊毛保護劑米勒蘭Q 0.9%（omf）、冰醋酸5 g/L循環(huán)5 min→織物進機循環(huán)5 min→以速率1 ℃/min升溫到85 ℃，保溫50 min→降溫到80 ℃，加純堿2 g/L，保溫20 min→降溫到60 ℃，熱水洗→常溫水洗出缸。

1.4 性能測試

1.4.1 表觀色澤K/S值

表觀色深度K/S值在SF600電腦測色配色儀上測定。

1.4.2 上染率、固著率

上染率E表示上染纖維上的染料占染浴中染料總量的百分數(shù)。

式中，A0代表染色前染液的吸光度；A1代表染色殘液的吸光度。

固著率F表示與纖維鍵合的染料占染浴中染料總量的百分數(shù)。

式中，A0代表染色前染液的吸光度；A2代表染色加皂洗殘液的吸光度。

1.4.3 色牢度

根據(jù)國標(biāo)GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》和GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取窚y定。

1.4.4 透氣性

根據(jù)國標(biāo)GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》和國標(biāo)GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能》測試。

1.4.5 起毛起球

根據(jù)國標(biāo)GB/T 4802.1—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測定》。

1.4.6 保暖性能

根據(jù)國標(biāo)GB/T 11048—2018《紡織品 生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定》完成。

1.4.7 阻燃性能

根據(jù)國標(biāo)GB/T 5455—2014《紡織品 織物阻燃檢測垂直燃燒法》測試。

1.4.8 松弛及氈化收縮

根據(jù)紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 70009—1999《毛紡織產(chǎn)品經(jīng)機洗后松弛及氈化收縮試驗方法》完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料的影響

紡紗方法對比如圖1所示。

圖1 紡紗方法對比

由圖1可知，緊密紡與其他紡紗方法相比，毛羽減少16%～20%，特別是長絨毛的改善更為明顯。因為長絨毛的減少，紗線的耐摩擦性增強，織造時斷頭和織機上的落毛變少，上漿率可減少28%～48%，還可以省掉燒毛工序。在保持同等強度的情況下，紗線捻度可減少8%～10%，織造效率可提高8%～10%，斷頭率可下降50%左右，織物的光澤更佳、手感更柔軟。

2.2 織造密度與張力的影響

經(jīng)編織造時，上機密度、經(jīng)向密度、緯向密度和張力對面料質(zhì)量的影響如表1所示。

表1 織造密度和張力對織物的影響

由表1可知，經(jīng)紗張力變大時，斷頭率變高，經(jīng)紗張力不宜太高；上機密度變大時，紗線斷頭率也變高，織物毛絲嚴重，上機密度不宜太高。

2.3 預(yù)定型的影響

溢流染色織物濕熱膨脹的加劇會導(dǎo)致羊毛織物的氈縮，為了保持織物的尺寸穩(wěn)定，必須對織物進行預(yù)定型。預(yù)定型溫度、時間對面料質(zhì)量的影響如表2所示。

表2 預(yù)定型溫度、時間對織物的影響

由表2可知，既要保持羊毛織物的尺寸穩(wěn)定，又要保持較好的手感，選擇150 ℃×1 min的預(yù)定型工藝。

2.4 染料的影響

目前，國內(nèi)外羊毛染色選用兩類染料染色，一類是毛用活性染料，一類是酸性染料，酸性染料染色溫度為100 ℃，毛用活性染料與羊毛纖維既有共價鍵結(jié)合，也有離子鍵結(jié)合，鍵合牢度好，在低溫促染劑LDW630CE的作用下，可以采用85 ℃染色[1]，降低羊毛織物的氈縮。因為聚酰亞胺纖維自帶金黃色，對普通染料沒有親和力，毛用活性染料只上染羊毛，面料的主色為黑色，聚酰亞胺金黃色作為點綴，產(chǎn)生雙色效果。

2.5 染色工藝的影響

（1）化料要充分，防止形成色點、色斑。

（2）助劑要分開緩慢地加入。

（3）織物要在染浴中低溫運轉(zhuǎn)5 min，達到均勻上染的目的。

（4）染浴pH一定要恒定保持在4～5。

（5）升溫速度不要快，因為羊毛與染料離子鍵結(jié)合，吸附速度快，易染花。染色時，升溫速度小于1 ℃/min較好。

（6）為了使織物有較好手感，降溫速度一般為1 ℃/min。

2.5.1 染色溫度

羊毛染色的溫度對羊毛面料染色的影響較大。考慮高溫對羊毛織物尺寸穩(wěn)定性和手感的影響，不考慮用100 ℃以上的溫度做實驗。染色時，溫度對染色質(zhì)量的影響如表3所示。

表3 染色溫度對染色效果的影響

由表3可知，將染色溫度為85 ℃與90 ℃時的各項指標(biāo)進行對比，上染率由85%提高到86%；K/S值由14.843提高到14.897，耐水洗色牢度和耐摩擦色牢度不變；手感變硬。綜合各因素，選擇染色溫度85 ℃。

2.5.2 保溫時間

染色溫度恒定時，保溫時間的長短對染色固著率、染色牢度的影響較大。同時，考慮到長時間高溫對羊毛造成的破壞，保溫時間不宜太長，染色時，保溫時間對染色質(zhì)量的影響如表4所示。

表4 保溫時間對染色效果的影響

由表4可知，保溫時間由50 min變?yōu)?0 min，固色率不變；色牢度保持不變；織物手感變硬；綜合固色率、色牢度和手感的評價，選擇在85 ℃保溫50 min。

2.5.3 助劑的影響

LDW630CE低溫促染劑能提高羊毛混紡織物的上染率、色深值、鮮艷度和色牢度等，使羊毛染色溫度由100 ℃降低到85 ℃[1]，助劑本身性能很穩(wěn)定，易溶于水、無異味、無污染。LDW630CE低溫促染劑對染色效果的影響如表5所示。

表5 LDW630CE低溫促染劑對染色效果的影響

由表5可知，在染色溫度為85 ℃、保溫時間為50 min的染色條件下，LDW630CE低溫促染劑用量由3%變?yōu)?%，上染率和固色率變化很小，色牢度不變。LDW630CE低溫促染劑價格提高，綜合上染率、固色率、色牢度和成本的變化，選擇LDW630CE低溫促染劑用量為3%。

2.6 相關(guān)性能測試

2.6.1 基本性能

對聚酰亞胺羊毛混紡經(jīng)編針織面料成品進行物理指標(biāo)測試，結(jié)果如表6所示。

表6 混紡羊毛經(jīng)編織物物理指標(biāo)

2.6.2 其他性能

混紡羊毛經(jīng)編織物性能測試結(jié)果如表7所示。

表7 混紡羊毛經(jīng)編織物性能測試

由表7可知，聚酰亞胺羊毛混紡經(jīng)編針織面料，透氣性好；頂破強力大，頂破高度小，頂破時面積增加幅度小，強度高；摩擦300次，面料輕微起毛不起球，抗起毛起球；面料松弛及氈化收縮率小，尺寸穩(wěn)定性好；面料的熱阻大，克羅值在0～1，傳熱系數(shù)小，保暖性能好；面料續(xù)燃、陰燃時間短于5 s，損毀長度小于標(biāo)準(zhǔn)150 mm，阻燃性能好。

3 結(jié)語

（1）采用緊密紡混紡羊毛紗經(jīng)編織造時，上機密度不能高、送經(jīng)張力不能大，防止織造斷頭。

（2）預(yù)定型溫度為150 ℃×1 min時，既可以提高織物的尺寸穩(wěn)定性，又不會損傷羊毛纖維。

（3）聚酰亞胺自帶金黃色、蘭納素黑CE 2.7%（omf）染羊毛產(chǎn)生黑黃雙色效果，采用LDW630CE低溫促染劑3%、染色溫度為85 ℃、保溫50 min，具有較好的染色效果。

（4）經(jīng)測試，混紡羊毛經(jīng)編織物透氣性好、強力高、抗起毛起球、防氈縮、保暖性好、阻燃性好，是高檔安防服裝的優(yōu)選面料。