丝光羊毛针织面料的开发与性能研究*

孟沙沙 杨启东2 张佩华

1. 纺织面料技术教育部重点实验室， 东华大学纺织学院， 上海 201620；2. 上海嘉麟杰纺织品股份有限公司， 上海 201504

丝光羊毛是利用化学方法处理羊毛纤维表面，对纤维表面的鳞片进行减量加工得到的，其纤维细而平滑，亲水性和吸湿透气性能增强[1]。通常，羊毛被应用于制作秋冬季节服装面料。随着纺织技术的进步，改性羊毛如丝光羊毛在夏季服装领域得到了全面的发展。与此同时，具有凉感功能的锦纶长丝在服装领域的应用也越来越多。凉感锦纶长丝是一种具有持续凉感功能的改性合纤长丝，它是在纺丝过程中融入纳米母粒得到的，有效利用了云母的天然层状结构及其导热、含水等功能[2]。

基于丝光羊毛的柔软性和优良的吸湿性，以及异形截面凉感锦纶长丝较好的热湿传递性和舒适性，本文将丝光羊毛和异形截面凉感锦纶长丝进行交织，并对织物组织结构进行设计，开发夏季服装用高档羊毛针织面料。

1 试样制备

1.1 编织工艺

1.1.1 原料

选用16.7 tex/1Z(60 N/1Z)捻丝光羊毛(浙江新澳纺织股份有限公司)、7.8 tex/24f(70 D/24f)异形截面凉感锦纶长丝(广东新会美达纺织股份有限公司)。

1.1.2 织物结构

利用集圈和双罗纹两种组织结构设计形成6种织物。一种是集圈组织，包括一面有集圈的织物(织物编号为1#和2#)和两面都有集圈的织物(织物编号为3#)共3种织物。其中，服装上接触人体皮肤的一面(以下称为“上针盘面”)为导湿性较好的异形截面凉感锦纶长丝，另一面(以下称为“下针筒面”)是吸湿性良好的丝光羊毛，且两种纱线的比例不完全相等。另一种是双罗纹组织，包括3种双罗纹织物(织物编号分别为4#、 5#和6#)，且织物两面都有丝光羊毛和异形截面凉感锦纶长丝。

1.1.3 设备参数

分别采用两种德国德乐公司生产的双面圆纬机编织两种组织结构，其中集圈组织在德乐UP472型双面圆纬机上编织，双罗纹组织在德乐I3P284型棉毛机上编织。

(1) 德乐UP472型双面圆纬机参数

机号：24针/(25.400 mm)；

筒径：762.000 mm(30 in)；

路数：72；

总针数：2×2 268；

转速：16～24 r/min。

(2) 德乐I3P284型棉毛机参数

机号：24针/(25.400 mm)；

筒径：762.000 mm(30 in)；

路数：84；

总针数：2×2 256；

转速：16～24 r/min。

1.1.4 织物编织

各织物编织图如图1所示，其中集圈组织织物分别呈现菱形网眼(1#织物)、横条网眼(2#织物)和两面网眼(3#织物)的外观效应，4#～6#织物均为双罗纹组织织物。

(a) 菱形网眼

(b) 横条网眼

(c) 两面网眼

(d) 双罗纹组织

1.1.5 纱线配置与穿纱方式

织物的纱线配置和穿纱方式分别见表1和表2。

表1 集圈组织织物的纱线配置

表2 双罗纹组织织物的穿纱方式

双罗纹组织织物采用的纱线配置也不同，4#～6#织物的丝光羊毛含量逐渐增加。

1.2 染整工艺

织物染整工艺路线：坯布→配缸→预缩→开幅→染色→脱水→理布→烘干→定型。

1.2.1 染色加工

染色工艺处方及条件：

芒硝浓度：5.00 g/L；

浴中平滑剂浓度：2.00 g/L；

匀染剂浓度：2.00 g/L；

螯合剂(无磷)浓度：0.30 g/L；

冰醋酸浓度：0.50 g/L；

毛用活性染料浓度：x%(o.w.f.)；

纯碱浓度：1.2%(质量分数)。

染色工艺曲线如图2所示。

图2 染色工艺曲线

染色结束后，将织物浸入60.0 ℃清水中清洗10 min，去除表面浮色。

1.2.2 热定型处理

将染色后的织物进行热定型处理，使织物尺寸稳定，消除布面褶痕。定型温度设定为130.0 ℃，车速为20 m/min，超喂率为20%。

1.2.3 成品织物参数

成品织物参数的测试结果见表3所示。

表3 成品织物参数

2 织物性能测试

2.1 起毛起球性

织物的起毛起球性测试参考ISO 12945—2：2000《纺织品 织物表面起球和起毛性的测定 第2部分：改型马丁代尔法》标准进行。每种织物分别剪取6块圆形试样，2块试样为一组，直径为14 cm，其中1块安装在试样夹持器中，另1块作为磨料安装在操作平台上，设置摩擦次数为2 000。将摩擦处理后的试样与标准样照进行对比评级，有1～5级，其中：5级最好，基本无明显变化；1级最差，织物表面产生严重的起毛和起球。

2.2 透气性

织物的透气性测试参考ASTM D737：1996《纺织品 织物透气性的测试》标准进行。所用仪器为瑞士TEXTEST FX3300型透气性测试仪，测试头面积为38 cm2，测试压力为125 Pa，气流量单位采用“cfm”(1 cfm=0.028 m3/min)。把试样自然地盖在测试头上，避开褶皱和疵点部位，压下肘杆开始测试，几秒后，显示屏的亮度逐渐增大并稳定，记下显示值。每种织物在不同位置测试5次，结果取平均值。

2.3 吸湿速干性

参照GB/T 6529—2008《纺织品 调湿和试验用标准大气》标准，将织物进行试验前调湿处理；参照GB/T 21655.1—2008《纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分：单项组合试验法》标准，测试织物的吸水率、芯吸高度和水分蒸发速率。

2.3.1 吸水率

将每种经过调湿处理的织物分别剪取5块尺寸为10 cm×10 cm的试样，放入天平称取其质量，记为原始质量；将试样放入盛有水的容器内，待其完全浸湿后用镊子取出并垂直夹在张力夹中，让水分自然滴落，直到两滴水下滴的时间间隔不少于30 s，取下试样并称取其质量，记为浸湿并滴水后的质量。

2.3.2 芯吸高度

将每种织物平行于织物纵横向分别剪取3块试样，将试样放入测试仪器内，记录30 min时水分上升高度的最小值，即芯吸高度。

2.3.3 水分蒸发速率

将每种经过调湿处理的织物分别剪取5块尺寸为10 cm×10 cm的试样，用天平称取其质量，记为原始质量。用吸管吸取约0.2 mL水，然后使吸管口与试样表面保持小于1 cm的距离，将吸管里的水都滴在试样上，并立即称取试样质量；接着，将试样垂直悬挂于标准大气中，每隔约5 min称取试样质量，当连续两次称取质量的变化率很小(不超过1%)时，则结束测试。

3 结果与分析

3.1 起毛起球性

由于集圈组织织物两面的外观效应不同，因此对两面(即上针盘面和下针筒面)分别进行起毛起球性能测试；双罗纹组织织物的两面外观相同，故任选一面进行测试。织物的起毛起球性测试结果见表4。

表4 织物的起毛起球性测试结果

织物的起毛起球性与纤维的形态、表面性质，以及织物结构和密度等因素有关。从表4可以看出，对于集圈组织织物(1#～3#织物)，由于异形截面凉感锦纶长丝表面光滑、基本无毛羽且截面异形，不易起毛起球，因此上针盘面的抗起毛起球性能明显比下针筒面好；对于双罗纹组织织物(4#～6#织物)，随着丝光羊毛含量的增加，抗起毛起球性能稍微变差。另外，织物密度对起毛起球性也有一定的影响，因为织物密度较大时纱线相互滑移摩擦的概率较小。

3.2 透气性

注意，测试透气率时将织物的正面压在下面，即集圈组织织物的下针筒面朝下，双罗纹组织织物任意取一面，测试结果如图3所示。

图3 织物的透气率测试结果

从图3可以看出，集圈组织织物的透气性稍优于双罗纹组织织物，其中3#织物即两面网眼集圈组织织物的透气性最好，这是因为集圈点比例最大，网眼多，织物的透通性好，有利于气流通过；双罗纹组织织物中，随着丝光羊毛含量的增加，织物面密度增大，透气性变差，同时透气性受织物密度的影响较大，5#、6#织物的织物密度比4#织物小，前者的透气率较大，其透气性较好。

3.2 吸湿速干性

3.2.1 吸水率

吸水率是评定纺织品吸湿速干性的一项重要指标，其测试结果如图4所示。

图4 织物的吸水率测试结果

吸水率越低，保水能力越弱，织物的排汗能力越强[3]。从图4可以看出，双罗纹组织织物的保水能力略高于集圈组织织物，这主要是因为网眼组织结构的芯吸能力强，导湿性好，水气扩散速度快；从织物密度(表3)看，6#织物的结构较5#织物松散，水气更易经过织物中的孔隙蒸发扩散，织物中的含水量减少。

3.2.2 芯吸高度

芯吸高度是指液态水沿织物毛细管上升的高度，其值越大，芯吸效应越好，即吸湿性越好。织物的芯吸高度测试结果如图5所示。

图5 织物的芯吸高度测试结果

芯吸能力是纺织品整体传湿性能的一部分[4]，受织物组织结构和纤维表面性能等因素的影响。从图5可以看出，集圈组织织物的芯吸高度明显高于双罗纹组织织物。液态水沿针织物线圈纵行或线圈横列传导时，织物芯吸性能与毛细管数量有关，毛细管数量越多则织物导湿能力越好。集圈组织织物存在网眼结构，其中的毛细管数量较多，故导湿性能较好。织物纵向的芯吸高度大于横向，这说明织物纵向的毛细孔隙贯通性比横向好，利于液态水的输送传导[5]。

3.2.3 水分蒸发速率

水分蒸发速率也是评价织物速干性的重要指标之一。测试时，集圈组织织物的上针盘面朝上，双罗纹组织织物则任选一面，其测试结果如图6所示。

图6 织物的时间-水分蒸发量曲线

夏季服装面料应具有吸湿吸汗、导湿快干的热湿舒适性功能，而水分蒸发量越多、蒸发速率越快，织物的吸湿速干性越好[6]。从图6可知，集圈组织织物的时间-水分蒸发量曲线位于双罗纹组织织物之上，而且曲线斜率较大，说明水分蒸发速率较快，这主要是因为网眼组织结构更利于水分扩散、蒸发。

4 结语

本文以丝光羊毛和异形截面凉感锦纶长丝为原料，采用集圈组织和双罗纹组织结构，设计制备了3种集圈组织织物和3种双罗纹组织织物共6种不同结构的织物，并对它们的起毛起球性、透气性和吸湿速干性进行测试与分析，发现：

(1) 集圈组织织物的抗起毛起球性、透气性、芯吸能力和水分蒸发速率均优于双罗纹组织织物；双罗纹组织织物的吸水率较高，但排汗能力差。

(2) 双罗纹组织织物的性能主要受丝光羊毛含量和织物密度的影响。丝光羊毛含量多，织物的抗起毛起球性能和透气性差，吸湿性好，水分蒸发速率快；织物密度小，织物易起毛起球，含水量少，吸湿速干性和透气性好。

(3) 将丝光羊毛和含有纳米母粒的异形截面凉感锦纶长丝结合使用，加上集圈组织结构良好的透气性，适合夏季服装用面料的开发。