纬平针织物平整加工工艺对服用性能的影响

陈吴健，徐英莲，孔繁贞

(浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，浙江 杭州 310018)

针织物具有良好的弹性和延伸性［1－2］，经反复洗涤与使用后容易收缩变形，平整性较差，影响针织服装的造型。为了改善针织物的平整性，通常采用聚丙烯酸酯涂层定型的后整理方法，但是针织物的舒适透气等服用性能会受到一定的影响［3－4］。为减少涂层定型对针织物舒适透气性的影响，本文采用主原料与低熔点双组分涤纶长丝交织，利用低熔点纤维熔融黏结特点，改善针织物的平整性。

为对比分析2种工艺对针织物性能的影响，本文以棉毛混纺纱纬平针织物为研究对象，制备了4种涂层剂对其进行涂层加工，同时采用主原料与低熔点双组分涤纶长丝交织，进行热定型。分别测试织物的防脱散性、折皱回复性、抗弯刚度和透气性等，评价不同工艺对针织物透气性能的影响，探讨纬平针织物的平整加工工艺。

1 试验部分

1.1 原料与仪器

35.7 tex棉/毛(70/30)混纺纱，外购;8.6 tex皮芯结构低熔点双组分涤纶长丝，皮层为低熔点组分(熔点约160℃)，芯层为普通涤纶，皮芯比例为2∶1，南通天鼎热熔胶有限公司提供。

聚丙烯酸酯涂层剂、消泡剂、氨水、乳化剂和PTF增稠剂，工业级，佛山市元羽化工有限公司;丙烯酸甲酯、苯乙烯、二羟甲基脲、三聚氰胺、丙烯酸丁醋、丙烯酸、过硫酸氨、丙烯腈和N-羟甲基丙烯酰胺，化学纯，杭州高晶细化工有限公司。

电脑横机(12针);M-6型连续式万能热定形机，杭州三锦科技有限公司;YG461D型数字式织物透气量仪，温州方圆仪器有限公司;YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪、YYL-01型电子硬挺度仪和YG026D型多功能电子织物强力机，山东莱州市电子仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 针织物的织造

分别采用35.7 tex棉/毛(70/30)混纺纱为主原料和不同的添纱，根据编织要求，设计线圈密度、牵拉张力等工艺参数，统一弯纱深度Np值为100，编织平纹织物。

1.2.2 针织物预整理工艺

针织物下机后，尺寸会随着外力和温湿度的变化而变化，经洗涤并在自由状态下干燥后，其尺寸基本不变［5］。针织物预整理工艺［6］如下:织物下机后静置48 h→洗涤(洗涤剂2%，浴比1∶20，浸泡时间15 min)→干燥(平铺，在自由状态下干燥后，放置24 h)，按照上述2个步骤重复洗涤3次。

1.2.3 热定型工艺

根据低熔点涤纶长丝的熔融温度和预试验确定热定型工艺的最佳定型温度为160℃，定型时间为120 s，用M-6型连续式万能热定形机对织物进行热定型。

1.2.4 涂层浆的配制

涂层后整理是在织物正面或反面均匀地涂覆1层或多层高分子化合物［7－9］。通过预试验，本文采用常用的3种涂层浆和1种适用于高级织物的涂层浆对织物进行涂层处理。其中，A涂层浆配比为:聚丙烯酸酯100g、PTF增稠剂用量2 g、涂层浆黏度10Pa·s;B涂层浆配比为:聚丙烯酸酯100g、PTF增稠剂用量4 g、涂层浆黏度15Pa·s;C涂层浆配比为:聚丙烯酸酯100g、PTF增稠剂用量6 g、涂层浆黏度20Pa·s;D涂层浆配比为:丙烯酸甲酯2 g、苯乙烯3 g、丙烯腈3 g、丙烯酸丁醋30g、N-羟甲基丙烯酰胺3 g、丙烯酸2 g、二羟甲基脲120g、三聚氰胺8 g、乳化剂3 g、过硫酸胺7 g、PTF增稠剂用量2 g、涂层浆黏度15Pa·s，4种涂层浆中氨水、消泡剂和蒸馏水用量分别为0.5、0.5和200g，浴比均采用20∶1。

1.2.5 织物涂层定型工艺

将织物裁成300mm×200mm的尺寸→称量→配制涂层浆→织物浸渍1h→二浸二扎(常温，压力3档，速度1档)→烘干(50℃烘箱内)→按照上述2个步骤重复浸扎5次。7中测试织物的基本参数如表1所示。

表1 7种测试织物基本参数Tab.1 Basic parameters of seven tested fabrics

1.3 织物性能测试

1.3.1 织物的防脱散性测试

织物的防脱散性能主要取决于织物线圈接触点间的摩擦力，线圈接触点间的摩擦力越大，则黏结点的黏结力越大，接触点的压力越大，摩擦力越大，防脱散性越好。所以通过测试织物脱散时的黏结力，可衡量织物的防脱散性能。

使用YG026D型多功能电子织物强力机，参照GB/T 3923.1—2013《纺织品 织物拉伸性能 第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定》测试织物的防脱散性。测试时上夹持器夹持织物的一端，下夹持器夹持纬编织物脱散的纱线，开始等速拉伸，拉伸距离为80mm，得出织物发生脱散的拉力曲线图，每种试样测试5次，计算最大黏结力的平均值，应用数值积分法计算平均黏结力。

1.3.2 织物的折皱回复角测试

按照GB/T 3819—1997《纺织品 织物折痕回复性的测定回复角法》，使用YG541型织物折皱弹性测试仪对试样进行测试。

1.3.3 织物的抗弯刚度测试方法

按照GB/T 18318.1—2009《纺织品 弯曲性能的测定 第1部分:斜面法》，使用LLY-01型电子硬挺度仪对试样进行测试。

1.3.4 织物的透气性测试方法

按照GB/T 5453—1997《纺织品 织物透气性的测定》，使用YG461D型织物透气量仪进行测试。

2 结果与讨论

2.1 织物防脱散性

针织物的最大黏结力反映了织物脱散时线圈圈弧之间相互分离时的最大作用力，平均黏结力反映了针织物线圈整体结构拆散过程的平均作用力，是针织物稳定性的综合性指标。本文以平均黏结力衡量后整理对针织物防脱散性的影响。表2示出各针织物的黏结力。由表2可知，织物10#的平均黏结力比00#约大130%。分别以00#和10#为参照样本，根据变化率的大小，研究涂层和纤维热熔定型工艺对针织物性能的影响:织物00#经A、B、C、D不同涂层工艺的处理，其平均黏结力均有较大的提高，其中D工艺处理的织物04#平均黏结力提高最大(约为120%)，即涂层后织物的防脱散性能提高了1倍以上。织物10#经热熔定型整理，其防脱散性能提高了约110%，即利用低熔纤维的熔融黏结，可以提高纬编针织物的防脱散性能。本文织物的防脱散性能提高了1倍左右。

采用相同的编织工艺条件，在棉毛混纺纱中添加了8.6 tex的低熔点涤纶长丝，纱线的线密度由35.7 tex增加到44.3 tex(增加了24%)，针织物的面密度由201 g/m2增加到255 g/m2，增加了27%，纬编针织物纱线之间的抱合力增加了，织物防脱散能力约提高130%，即织物的紧密度是影响纬编针织物防脱散性的重要指标。

表2 黏结力的对比Tab.2 Comparison of adhesive strength

由于涂层浆料填充到线圈的空隙中，增大了纱线间抱合力，针织物的防脱散性能得到了大幅度的改善，即涂层后整理能够提高纬编针织物的平整性能。

织物中添加低熔点涤纶长丝后，当热定型温度达到涤纶长丝的熔点时，受热纤维熔融，在交错纱线中起到黏结稳定的作用，减少受力时相邻线圈纱线的相互转移，提高纬编针织物的平整性能。

2.2 织物折皱回复性

折皱回复性即在搓揉力的作用下，织物抵抗折皱形成的性能。折皱回复性的测试用折皱角来表示。折皱角愈大，织物的抗折皱性愈好［10］。表3示出试样的折皱回复角。

表3 折皱回复角的对比Tab.3 Comparison of crease recovery angle

由表3可知，纬编针织物是由纬向给纱编织而成，织物的经、纬向性能相差很大，织物00#纬向的折皱回复角远大于经向(约差12倍)。与00#相比，织物10#的经纬向折皱回复角分别提高约20%和15%，即随着织物紧密度的提高，织物经纬向的折皱回复角均有一定程度的提高，其中经向提高的幅度大于纬向，纬编针织物经纬向性能差异有减少的趋势。

经涂层后整理工艺，针织物的纬向折皱回复角有一定幅度的提高，经向折皱回复性有大幅度的提高，以C涂层工艺为例，与织物00#相比，针织物的经纬向折皱回复角分别提高约290%和20%，即涂层整理工艺，较大幅度地改善了纬编针织物的抗折皱性，大幅度减少了织物经纬向性能差异。

以织物10#为参考，经纤维热熔定型工艺整理，织物15#的经纬向折皱回复角分别增大了约520%和13%，即利用低熔纤维的熔融黏结，可提高其抗折皱性，大幅度减少织物经纬向性能差异。

低熔点涤纶长丝的纱线弯曲回复能力优于棉/毛混纺纱，折皱回复性好，与织物00#相比，织物10#的经纬向折皱回复角均有提高，主要是织物紧密度提高，增加纱线之间摩擦力，减少线圈的变形所致。

织物经过涂层处理，涂层浆料填充在线圈之间，能够增大纱线间切向力，减少织物受力时，纱线之间的转移大幅度地改善织物经向平整性。

纤维热熔定型工艺中低熔点涤纶长丝熔融黏结，在芯层普通涤纶的支撑下缠结并依附在常规纱线表面，形成结点，增大了织物经向的切向力，当重力释放时，易回原到原始状态，增强了织物抵抗折皱的能力。

2.3 织物抗弯刚度

抗弯刚度即织物抵抗弯曲形变的能力，与服装的平整性能密切相关。织物的抗弯刚度用抗弯长度表征，抗弯长度越大，其抗弯刚度越大，服装平整性越好。表4示出各针织物的抗弯长度。由表可知，织物10#的抗弯长度与00#的基本相当;经涂层和纤维热熔定型工艺后整理，针织物的抗弯刚度均有所改善，分别增加了约29%和56%。

表4 抗弯长度的对比Tab.4 Comparison of bending length

纬编针织物结构松软，抗弯长度较小;低熔点涤纶长丝弹性好，初始模量低，表面光滑，在棉/毛混纺纱中添加低线密度的涤纶长丝对织物的抗弯刚度影响较小。

由于涂层浆料填充在线圈之间，改变了针织物松软的结构状态，提高了织物的抗弯长度，而且浆料本身也增加了纱线的抗弯刚度。

纤维热熔定型工艺中低熔点涤纶长丝熔融黏结，在常规纱线表面形成结点，纱线由松散状态变为紧密刚硬状态，不仅长丝自身抗弯曲能力增强，还增强了和棉/毛纱线的抱合力，使织物的抗弯刚度有一定程度的增加。

2.4 织物透气性

透气性不仅直接影响织物的服用性能，还对织物的卫生性能产生影响，所以要求织物必须具有一定的透气性，使服装内的空气及时更换，保持舒适和清洁。毛织物作为新世纪倍受重视的纺织品，其透气性是一个不可忽视的重要指标［11］。表5示出各种织物的透气率。由表可知，与00#织物相比，在相同的编织工艺条件下，在棉毛混纺纱中添加了8.6 tex的低熔点涤纶长丝所得的织物10#，其透气率减少了约40%;经涂层后整理工艺，针织物的透气性大幅度地降低，其中C涂层工艺，织物透气性下降最多，与整理前织物00#相比，针织物的透气性减小约30%;经纤维热熔定型工艺，针织物的透气性没有发生明显的改变，与处理前织物10#相比，本文针织物的透气性增加约5%。

表5 透气率的对比Tab.5 Comparison of permeating rate

影响织物透气性的直接因素是织物的孔隙率，其次是纱线的结构和性能，相比织物00#，织物10#的密度大，孔隙率小，所以透气性明显降低。

经过涂层工艺整理，织物的空隙被涂层浆料填充，孔隙变小、孔隙数量也减小，透气性明显变差。

采用主原料与低熔点双组分涤纶长丝交织织物，在一定的热定型条件下，受温度、压力作用较大的纱线圈弧交叉部段，其低熔点原料熔化较为完全，在交叉部段纱线中起黏结作用，而其他部分熔化不完全，所以织物的孔隙率变化不大，在显微镜下观察织物结构，线圈的空隙率没有发生明显的变化，因此，在此热熔定型工艺下，织物的透气性影响不大，即仍能保持原有的透气性。

3 结论

1)经涂层工艺，纬平针织物的平整性得到了大幅度的提高:经纬向折皱回复性分别提高了290%和20%，防脱散性提高了120%，抗弯刚度提高了29%。但透气性降低了30%，影响了针织物的舒适透气性。

2)经热熔定型工艺，纬平针织物的平整性得到了大幅度的提高:针织物经纬向折皱回复性分别提高了520%和13%，防脱散性提高了110%，抗弯刚度提高了56%。透气性增加了5%，即在织物平整性大幅度提高的同时，能保持织物原有的透气性。

3)涂层工艺与热熔定型工艺都能改善纬平针织物的平整性，但从织物的制作工艺分析，纤维热熔定型工艺使纤维间的熔融黏结点在织物中的分布更均匀，性能更稳定，能够保持针织物的透气性。

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