亞麻/錦綸/莫代爾濕法混紡紗及織物的制備和性能研究

白子敬，張馨月，張紫云，王路，徐迪，郁崇文

(東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620)

亞麻具有透氣吸濕、抗菌防霉等特性[1]，備受人們喜愛，被廣泛應(yīng)用于紡織工業(yè)中。但是亞麻紡織品硬挺、易皺、外觀性能較差[2]，難以滿足人們在服用領(lǐng)域的需求，故常使用其他纖維與亞麻混紡以改善織物性能[3]。亞麻梳成麻制取過程中落下的大量短纖維分裂度低、麻屑雜質(zhì)多、可紡性差[4]，采用傳統(tǒng)的紡紗加工方法很難紡制高支高檔紗。隨著人們對高檔亞麻產(chǎn)品的需求量加大，對紗線品質(zhì)的要求也隨之提升[5]。因此通過改善工藝流程，增加其他材料混紡的方式探索亞麻短麻的應(yīng)用，生產(chǎn)出品質(zhì)較高的產(chǎn)品，對亞麻產(chǎn)業(yè)具有重要意義[6]。

亞麻常規(guī)的紡紗是采用濕紡[7]，濕紡工藝具有煮漂工序，可提高亞麻纖維分離度，相較干法紡紗，生產(chǎn)的產(chǎn)品檔次更高。錦綸彈性好、耐磨性強(qiáng)，Modal柔軟舒適，這兩種纖維性能可以與亞麻互補(bǔ)。本文選用亞麻短麻、錦綸、Modal 3種纖維，利用亞麻濕紡技術(shù)，選取適合的混紡比制備了混紡紗及其織物，并測試了混紡紗與織物的主要性能，比較分析了亞麻/錦綸/Modal濕法混紡紗及織物相較于亞麻純紡紗及織物的優(yōu)點，對改善亞麻短麻產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

試驗所需原料參數(shù)情況見表1。

表1 試驗原料

1.2 錦綸、Modal耐酸堿性試驗

在濕法生產(chǎn)加工過程中，由于錦綸和Modal與亞麻制成的粗紗需要一起煮漂，粗紗煮漂包含浸酸和堿煮練，因此需分析錦綸和Modal兩種纖維的耐酸堿穩(wěn)定性。試驗根據(jù)常規(guī)亞麻紗的煮漂工藝參數(shù)區(qū)間[8]，探究在常規(guī)工藝區(qū)間內(nèi)錦綸與Modal力學(xué)性能的變化，同時由于錦綸、Modal在混紡紗中所占比例不同，兩者在混紡紗中整體耐酸堿性存在差異，因此在符合常規(guī)生產(chǎn)條件的情況下，分別設(shè)置試驗參數(shù)以及配置制相應(yīng)酸、堿濃度的溶液。將錦綸和莫代爾纖維分別放入上述配制好的溶液中，測試煮漂前后的纖維強(qiáng)伸性能。

1.3 工藝流程

為確保紡紗工序的工藝針對性，采用條混[9]。根據(jù)文獻(xiàn)[10]，設(shè)置混紡比(亞麻/錦綸/Modal)分別為60/20/20、40/40/20。

1.3.1 混紡紗制備

亞麻條、錦綸條、Modal條→并條(5道)→短麻粗紗→粗紗煮漂→細(xì)紗→干燥→絡(luò)筒。

紡得的亞麻/錦綸/Modal 60/20/20混紡紗和亞麻/錦綸/Modal 40/40/20混紡紗的支數(shù)均為28 Nm，細(xì)紗的捻系數(shù)為97 αm。

1.3.2 織物制備

制備出不同混紡比的混紡紗后，利用LXC-3525CVI全自動電腦橫機(jī)(島精機(jī)有限公司)將其織造成雙羅紋織物。

亞麻/錦綸/Modal 60/20/20織物規(guī)格為雙28 N×28 N/22×20；亞麻/錦綸/Modal 40/40/20織物橫密為雙28 N×28 N/21×20。

1.4 性能測試

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，對成紗的斷裂強(qiáng)力、紗疵、毛羽等進(jìn)行測試，評價混紡紗的力學(xué)性能與條干；對織物的透濕性、透氣性、耐磨指數(shù)、折皺回復(fù)角、彎曲剛度進(jìn)行測試，評定織物的舒適性和保形性。

1.4.1 拉伸性能

按照GB/T 3916—1997《單根紗線斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長的測定》測試紗線斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、斷裂伸長，測試儀器為XQ-1C纖維強(qiáng)伸度儀(上海新纖儀器有限公司)。每個試樣測試30次，夾持長度為500 mm，拉伸速度為500 mm/min。

1.4.2 條干性能

按照J(rèn)JG 048—1991《紗線毛羽測試儀檢定規(guī)程》測試紗線毛羽，測試儀器為YG172A紗線毛羽測試儀(北京金洋萬達(dá)科技有限公司)，測試速度為60 m/min，連續(xù)試驗次數(shù)為每組按1管。

按照GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗線條干不勻試驗方法 第1部分：電容法》測試混紡紗的粗節(jié)、細(xì)節(jié)、棉結(jié)、條干不勻率等，測試儀器為CT3000型條干均勻度測試分析儀(陜西長嶺紡織機(jī)電科技有限公司)，每個試樣每次測量200 m，測定3次。

1.4.3 織物透濕透氣性

按照GB/T 12704.1—2009《織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》測試混紡紗織物透濕性能，測試儀器為YG601H透濕儀(寧波紡織儀器廠)，高度調(diào)節(jié)范圍為0～8 mm。

按照GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性試驗方法》測試織物透氣性，試驗儀器為YG461型織物中壓透氣量測試儀(溫州際高檢測儀器有限公司)，每個試樣選用不同部位測量10次。

1.4.4 織物耐磨性

按照GB/T 19089—2012《紡織品馬丁代爾織物耐磨性的測定 第1部分：馬丁代爾耐磨試驗儀法》測試織物耐磨性，測試儀器為YG401-6織物平磨儀(萊州市電子儀器有限公司)，裁取10塊尺寸200 mm×50 mm的試樣，每次200 s。

1.4.5 織物折皺彎曲性能

按照GB/T29257—2012《紡織品織物褶皺回復(fù)性的評定 》測試混紡織物折皺回復(fù)角，測試儀器為YG541E型全自動激光織物折皺彈性儀(寧波紡織儀器廠)，測試3次。

按照GB/T 18318.5—2009《紡織品彎曲性能的測定 第1部分：斜面法》，測試混紡織物彎曲剛度，測試儀器為XDP-1型織物懸垂性測試儀(上海新纖儀器有限公司)，裁取尺寸200 mm×50 mm的試樣，經(jīng)、緯向各5塊。

2 性能測試結(jié)果與分析

2.1 濕法混紡可行性探究

在常規(guī)亞麻紗煮漂工藝參數(shù)區(qū)間內(nèi)，綜合考慮兩者所占比例與纖維特性后設(shè)置錦綸、Modal的試驗參數(shù)，兩者在不同條件下力學(xué)性能的變化見表2、3。

表2 錦綸、Modal纖維的耐酸性

表3 錦綸、Modal纖維的耐堿性

由表2、3可知，錦綸和Modal纖維經(jīng)酸堿處理后強(qiáng)伸性受影響程度較輕。錦綸在亞麻煮漂的酸處理工藝下 (2%酸液濃度下浸漬60 min)，強(qiáng)度僅降低8%，伸長率僅下降2%；Modal在亞麻煮漂的酸處理工藝下 (2%酸液濃度下浸漬45 min)，纖維強(qiáng)度下降了15%，伸長減少了7%。繼續(xù)模擬煮漂的堿煮步驟，發(fā)現(xiàn)兩種纖維分別經(jīng)濃度為6%的堿液煮練60 min后，錦綸的強(qiáng)伸性降低16%左右，Modal強(qiáng)度降低17%，伸長率降低7%。錦綸和Modal纖維的力學(xué)性能在酸堿作用后降低幅度在20%之內(nèi)，能夠承受濕紡加工中的粗紗煮漂工序，因此可采用濕法紡紗。

2.2 亞麻/錦綸/Modal濕法混紡紗對比亞麻純紡紗性能分析

對亞麻/錦綸/Modal濕法混紡紗與純亞麻紗的斷裂伸長、條干、毛羽等進(jìn)行測試，結(jié)果見表4。

表4 純亞麻紗與亞麻/錦綸/Modal濕法混紡紗性能測試結(jié)果

混紡比和混紡組分對混紡紗性能影響顯著[11]，為了對比亞麻/錦綸/Modal濕法混紡紗與純亞麻紗的性能，對混紡紗和純紡紗的斷裂伸長、條干、毛羽等進(jìn)行了測試。由于試驗在工廠內(nèi)進(jìn)行，其麻紗加工工藝參數(shù)固定，因此不同支數(shù)的麻紗強(qiáng)度相近，故選用強(qiáng)度相近的20 Nm麻紗作為試驗對象。由表4可知，上述兩種亞麻/錦綸/Modal 濕法混紡紗相較于純亞麻紗的斷裂強(qiáng)度下降區(qū)間在40%～50%，而斷裂伸長率則較純亞麻紗上升顯著，最高超過兩倍；細(xì)節(jié)、粗節(jié)上升不明顯或得到改善，混紡紗的棉結(jié)比亞麻減少近一半，混紡紗條干CV值減小，減幅在20%～50%；3 mm以上有害毛羽數(shù)量大幅度下降，紗疵減少，亞麻/錦綸/Modal濕法混紡紗可顯著改善亞麻紗質(zhì)量。

2.3 亞麻/錦綸/Modal混紡織物對比亞麻織物性能分析

2.3.1 透濕透氣性能測試結(jié)果與分析

為了比較純亞麻與亞麻/錦綸/Modal混紡織物的舒適性，對雙20 N×20 N/18×16純紡亞麻織物與亞麻混紡織物的透濕、透氣性進(jìn)行測試，選用不同部位的試樣測量10次，結(jié)果見圖1。

圖1 純亞麻織物與亞麻/錦綸/Modal混紡織物透濕透氣性測試結(jié)果Fig.1 Water vapor permeability and breathability test results for pure linen fabrics with linen/nylon/Modal blends

麻織物透氣透濕性能較好，混紡紗的透氣透濕性能是表征其綜合性能的重要指標(biāo)[12]。由圖1可知，亞麻/錦綸/Modal 40/40/20的混紡織物透濕率相比純亞麻織物降低32%，而亞麻/錦綸/Modal 60/20/20混紡織物透濕率降低16%，說明錦綸含量的增加會影響織物的透濕性。亞麻/錦綸/Modal混紡織物透氣率普遍比純麻織物高，可能是由于混紡紗的支數(shù)高，織物輕薄所致。從舒適性能角度可認(rèn)為亞麻/錦綸/Modal 60/20/20混紡比更優(yōu)。

2.3.2 保形性測試結(jié)果與分析

為了比較純亞麻與亞麻/錦綸/Modal混紡織物的保形性，對純亞麻織物與亞麻混紡織物的耐磨性、折皺性、彎曲性能進(jìn)行了測試分析，結(jié)果見表5。

表5 純亞麻織物與混紡織物的保形性

由表5可知，亞麻/錦綸/Modal混紡織物的耐磨性、抗皺性均優(yōu)于純亞麻織物，亞麻/錦綸/Modal混紡織物的彎曲剛度也小于純紡亞麻織物，可證實混紡織物成分對純紡亞麻織物性能的改善。亞麻/錦綸/Modal 60/20/20與亞麻/錦綸/Modal 40/40/20相比，錦綸比例高時，混紡織物的抗皺性、柔軟性更好。

3 結(jié)語

亞麻/錦綸/Modal濕法混紡紗及其織物在綜合性能上相比純亞麻較優(yōu)，3種纖維優(yōu)勢互補(bǔ)，成紗條干均勻、毛羽少、拉伸斷裂性能優(yōu)良、紗疵較少；其織物透濕率和透氣率與純亞麻織物相比下降不明顯；耐磨指數(shù)可達(dá)156.25次/mg，相比純亞麻提升48.6%，彎曲剛度減小，能較好地滿足服用要求，拓展了亞麻濕法混紡產(chǎn)品領(lǐng)域。