不同染色工藝下的混紡寶拉絨紗線及織物性能差異

江 妮 俞 灝 張佩華 陸 建

1. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院(中國) 2. 上海日舒科技紡織有限公司(中國)

腈綸又被稱為“人造羊毛”，具有柔軟、保暖等較好的服用性能，作為羊毛纖維的平價替代品，是冬季保暖服裝的首選材料[1]。近年來，為了滿足各細(xì)分市場的需求，差別化腈綸層出不窮。

寶拉絨(polarno)纖維是日本東洋紡公司研發(fā)的新型改性腈綸，是一種通過同時聚合膨體與固體兩種組分的腈綸而產(chǎn)生的復(fù)合腈綸。寶拉絨纖維具有天然的三維卷曲，纖維外觀類似彈簧結(jié)構(gòu)。由于雙組分結(jié)構(gòu)的空間卷曲特性，其蓬松度優(yōu)于普通腈綸和羊毛纖維，手感也較柔軟。

橫機針織產(chǎn)品通常選用毛紡生產(chǎn)工藝制備腈綸紗線，一般采用絞紗染色和色紡染色兩種染色工藝[2]。通過對混紡寶拉絨紗線進行染色處理后發(fā)現(xiàn)，采用不同的染色工藝，可得到兩種不同手感的織物。為了更好地發(fā)揮寶拉絨纖維的優(yōu)勢，生產(chǎn)出成品形態(tài)穩(wěn)定性佳、面料柔軟同時兼具保暖性的織物，本文以寶拉絨/羊毛(40/60)混紡紗線作為研究對象，通過比較絞紗染色工藝和色紡染色工藝下紗線及織物的性能，為進一步開發(fā)寶拉絨纖維針織產(chǎn)品提供依據(jù)。

1 試驗

1.1 試樣

選取寶拉絨/羊毛(40/60)混紡紗線，線密度為41.67 tex雙股，分別通過絞紗染色工藝和色紡染色工藝獲得色紗。絞紗染色工藝和色紡染色工藝的配方及染色工藝曲線相同，染色工藝配方如表1所示，染色工藝曲線如圖1所示。

表1 染色工藝配方

分別采用上述染色紗線，在飛虎牌FTHK7G×36型、8機號手搖橫機上編織1+1滿針羅紋織物，下機后靜置48 h測試織物密度、面密度和厚度，測試結(jié)果如表2所示。

圖1 絞紗染色工藝曲線

表2 織物基本規(guī)格參數(shù)

1.2 測試方法與指標(biāo)

1.2.1 紗線

——細(xì)度。參照GB/T 4743—2009《紡織品 卷裝紗 絞紗法線密度的測定》，采用YG086型縷紗測長機測試紗線的實際線密度，按(0.5±0.1)cN/tex確定預(yù)加張力，兩種紗線各測試3次，每次取100 m，試驗結(jié)果取平均值。

——回潮率。參照GB/T 6503—2008《化學(xué)纖維 回潮率試驗方法》，采用Y802N型八籃恒溫烘箱，測試紗線的回潮率。兩種紗線各取3個試樣，試驗前用真空烘箱對紗線進行預(yù)調(diào)濕，烘燥溫度為(45±2)℃，烘燥時間為0.5 h，再將紗線放置在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下進行調(diào)濕平衡24 h。試驗溫度為(110±2)℃，烘燥2 h后，每隔10 min稱重一次，直至恒重，試驗結(jié)果取平均值。

——力學(xué)性能。參照GB/T 3916—2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》，采用YG061F型電子單紗強力儀測試紗線的斷裂強力、斷裂強度、斷裂伸長率及初始模量。拉伸隔距為500 mm，拉伸速度為500 mm/min，按(0.5±0.1)cN/tex確定預(yù)加張力，每種試樣各測試100次，取平均值。

——毛羽。參照FZ/T 01086—2020《紡織品 紗線毛羽測定方法投影計數(shù)法》，采用YG172A型紗線毛羽測定儀測試紗線表面毛羽數(shù)量，毛羽長度設(shè)定為3 mm，紗線片段長10 m，測試速度為30 m/min。絞染紗線和色紡紗線各取2個卷裝，每個卷裝各測試10次，取平均值。

——動摩擦因數(shù)。參照J(rèn)ISL 1095—1979《紗線摩擦因數(shù)的測定》，采用LFY-110型紗線動態(tài)摩擦因數(shù)測定儀測試紗線的動態(tài)摩擦系數(shù)，絞染紗線和色紡紗線各取2個卷裝，每個卷裝各測5次，取平均值。

1.2.2 織物

——耐皂洗色牢度。參照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》，采用SW-8A型耐洗色牢度試驗機測試織物的耐水洗色牢度。采用單纖維貼襯方法，第一塊為棉單纖維貼襯，第二塊為羊毛單纖維貼襯。每種織物各制備3塊，試驗溫度為40 ℃，時間為30 min，每個攪拌容器中放入8顆鋼珠。試驗結(jié)束后自然晾干，采用視覺評定法和Datacolor 850型測色配色儀測定織物的K/S值，試驗結(jié)果取平均值。

——耐摩擦色牢度。參照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》，采用Y571N型染色摩擦牢度機測試織物的耐干摩擦色牢度。采用單纖維貼襯方法，第一塊為棉單纖維貼襯，第二塊為羊毛單纖維貼襯。每種織物各制備3塊，將棉摩擦布固定在摩擦頭上，每次試驗?zāi)Σ?0個循環(huán)，摩擦頭向下壓力為(9±2)N。試驗結(jié)束后采用視覺評定法和Datacolor 850型測色配色儀測定織物的K/S值，試驗結(jié)果取平均值。

——耐汗?jié)n色牢度。參照GB/T 3922—2013《紡織品 色牢度試驗 耐汗?jié)n色牢度》，采用Y902-II型汗?jié)n色牢度烘箱耐汗?jié)n色牢度烘箱測試織物的耐汗?jié)n色牢度性能。采用單纖維貼襯方法，第一塊為棉單纖維貼襯，第二塊為羊毛單纖維貼襯。每種織物各制備6塊，平分放入酸液和堿液中浸泡30 min后放入恒溫箱內(nèi)，溫度為(37±2)℃，保持4 h。試驗結(jié)束后自然晾干，采用視覺評定法和Datacolor 850型測色配色儀測定織物的K/S值，試驗結(jié)果取平均值。

——熱學(xué)性能。參照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定》，采用YG606G型熱阻濕阻測試儀測試織物的熱阻?？椢镌嚇映叽鐬?5 cm×35 cm，每個試樣測試3次，取平均值。

——硬挺度：參照GB/T 18318—2001《紡織品 織物彎曲長度的測定》，采用LLY-01型電子織物硬挺儀測試織物的硬挺度。試樣尺寸為(25±1)mm×(250±1)mm，每種織物橫向和縱向上各裁剪6塊試樣，試驗結(jié)果取平均值。

——懸垂性。參照GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測定》，采用DRP-200型織物懸垂儀測試織物的靜態(tài)懸垂性。夾持盤直徑為12 cm，兩種織物各隨機裁剪3塊圓形試樣，試樣直徑為24 cm，結(jié)果取平均值。

——透氣性。參照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，采用YG461E型全自動透氣性測定儀測試織物的透氣性能。試樣尺寸為20 cm2，試驗壓差為100 Pa，對于同一試樣，取不同部位，共測試20次，結(jié)果取平均值。

——抗靜電性能：參照GB/T 12703—2010《紡織品 靜電性能的評定》，采用H0110/V2型抗靜電衰減測試儀測試織物抗靜電性能。衰減電壓是指對織物加壓30 s后高壓斷開瞬間織物的靜電電壓，半衰期是指靜電壓衰減至原始值一半時所需的時間。試驗前在溫度為20 ℃，濕度為70%的大氣環(huán)境下調(diào)濕24 h。兩種織物各制備3塊尺寸為4.5 cm×4.5 cm的試樣，每塊試樣各測試2次，結(jié)果取平均值。

——起毛起球。參照GB/T 4802.3—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測定 第3部分：起球箱法》，采用YG511-6型箱式起球儀測試織物抗起毛起球性能。每種織物橫縱方向各縫合4支試驗試樣管，設(shè)置試驗翻動參數(shù)設(shè)置為7 200轉(zhuǎn)，根據(jù)織物表面起球狀況，對照評價表進行視覺評定，結(jié)果取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 紗線性能

絞染紗線和色紡紗線的實際線密度、吸濕性能、力學(xué)性能和表面性能等測試結(jié)果如表3所示。

表3 紗線各項性能指標(biāo)

——實際線密度。由表3可知，絞染紗線和色紡紗線的實際線密度相差0.05 tex，可認(rèn)為兩種紗線實際線密度基本一致，且與名義線密度41.67 tex接近。

——吸濕性能。絞染紗線的回潮率相比色紡紗線提高9.57%。這是因為色紡紗線是對纖維進行染色，再將纖維混紡成紗線的，染色后的纖維與纖維之間緊密結(jié)合，水汽難以在纖維表面停留或吸附，只有少量裸露在外的纖維極性基團能夠吸附水汽，而絞染紗線是對紡好的紗線進行染色，除了裸露的纖維極性基團能夠吸附水汽，紗線表面附著的陽離子染料也能夠吸附一部分水汽。

——力學(xué)性能。絞染紗線的斷裂強力比色紡紗線高20.24%，這是因為絞染紗線毛羽少，纖維之間抱合力強。絞染紗線的斷裂強度和斷裂伸長率也大于色紡紗線，初始模量小于色紡紗線。絞染紗線柔軟而強韌，手感較好[3]，使用過程中不易斷裂，具有良好的服用性能。

——表面性能。紗線表面長度大于等于3 mm的毛羽通常被稱為有害毛羽[4]，色紡紗線表面有害毛羽數(shù)量較多，相對運動時，摩擦阻力較大，在織造時不宜采用過大的紗線張力，以免產(chǎn)生斷頭。

2.2 織物性能

絞染織物和色紡織物的色牢度、熱學(xué)性能、硬挺度、懸垂性、抗靜電性能和抗起毛起球性能測試結(jié)果如表4所示。

表4 織物各項性能指標(biāo)

——色牢度。視覺評價上，腈綸織物染色后的色牢度較好。兩種織物經(jīng)耐皂洗、耐摩擦、耐汗?jié)n色牢度測試后，變色等級均為4級及以上，顏色基本不發(fā)生變化，沾色等級也是4級及以上。其中絞染織物的耐皂洗色牢度和耐汗?jié)n色牢度優(yōu)于色紡織物，色紡織物的耐摩擦色牢度優(yōu)于絞染織物。由于視覺評定存在主觀性，故再通過測試K/S值補充試驗結(jié)果[5-6]。絞染織物經(jīng)色牢度試驗后，K/S值變化率較小，說明絞染織物的掉色程度小于色紡織物。

——熱學(xué)性能。影響織物導(dǎo)熱性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有織物組織結(jié)構(gòu)、織物厚度、織物含濕量及織物內(nèi)孔隙率等[7]。由于色紡織物的面密度與橫密略大于絞染織物，織物內(nèi)部孔隙小，使得色紡織物具有較好的保暖性能。另外，色紡紗線的毛羽較多，阻擋了空氣在人體與服裝形成的微氣候之間的流動[8]，單位時間內(nèi)通過織物的空氣流量較小，導(dǎo)致色紡織物的透氣率比絞染織物小18.85%，保暖作用更好，色紡織物的保暖性能相比絞染織物提高32.66%。

——硬挺度。絞染紗線初始模量比色紡紗線低6.88%，制得的絞染織物抗彎剛度比色紡織物小，說明絞染織物挺括性較差，成衣手感更加柔軟，而色紡織物較為硬挺。

——懸垂性。絞染織物的靜態(tài)懸垂系數(shù)比色紡織物小1.76%，因此絞染織物的外觀曲面更好，成衣貼身性能優(yōu)于色紡織物。

——抗靜電性能。色紡織物的半衰期短，說明電荷散逸得快，抗靜電性能好[9]。根據(jù)半衰期評定表，小于等于5 s表明兩種織物的抗靜電性能均較好。

——抗起毛球性能。經(jīng)視覺評定，摩擦試驗后兩種織物表面以起毛為主，形成的毛球極小，因為寶拉絨和羊毛均為短纖維，起毛后易脫落難以形成毛球。且兩種織物的縱向比橫向更容易起毛，因為沿著紗線軸向摩擦，纖維在這個方向上更容易從織物中抽出產(chǎn)生毛茸，糾纏成團。絞染紗線表面長毛羽較少，紗線摩擦因數(shù)小[10]，不利于織物表面起毛茸及球粒的生長和保持?？傮w上絞染織物的抗起毛起球性能較好。

3 結(jié)論

本文以寶拉絨/羊毛混紡紗線和織物為研究對象，分別對絞紗染色和色紡染色制備的寶拉絨/羊毛(40/60)混紡紗線進行紗線及橫機織物性能對比。試驗結(jié)果如下所述。

——絞染紗線回潮率比色紡紗線高9.57%，吸濕性能好；表面毛羽數(shù)量少于色紡紗線，動態(tài)摩擦因數(shù)小，織造時不易產(chǎn)生斷頭；斷裂強度大，斷裂伸長率高，初始模量低，紗線柔軟而強韌。

——絞染織物和色紡織物的變色等級均大于4級，但絞染織物的褪色程度小于色紡織物，其色牢度較好；絞染織物透氣率比色紡織物高18.85%，熱阻比色紡織物小32.66%，導(dǎo)熱系數(shù)大，保暖性能不如色紡織物；絞染織物抗彎剛度比色紡織物小9.98%，靜態(tài)懸垂系數(shù)比色紡織物小1.76%；兩種織物的抗起毛起球等級均為3級及以上；半衰期均小于5 s，具有良好的抗靜電性能。

綜合紗線和織物的性能分析，可認(rèn)為絞染紗線的服用性能較好，適用于制備冬季柔軟的毛衣。