竹纤维内衣面料的服用性能研究

张岑岑，李保玲，甘润生，马 芹

(1.河南工程学院纺织学院，河南郑州 450007； 2.河南省服用纺织品工程技术研究中心，河南郑州 450007； 3.纺织新产品开发河南省工程实验室，河南郑州 450007)



竹纤维内衣面料的服用性能研究

张岑岑1,2,3，李保玲1，甘润生1,2,3，马 芹1,2,3

(1.河南工程学院纺织学院，河南郑州 450007； 2.河南省服用纺织品工程技术研究中心，河南郑州 450007； 3.纺织新产品开发河南省工程实验室，河南郑州 450007)

以再生竹纤维/细旦涤纶70/30混纺纱线为原料，13.1tex混纺普通纱为经纱，15.6tex混纺竹节纱为纬纱，开发的平纹组织交织形成的再生竹纤维/细旦涤纶面料。对具有抗菌和防紫外线功能的再生竹纤维/细旦涤纶纤维面料的服用性能和风格进行了测试和分析，结果表明面料舒适柔软，具有较好的吸湿性以及防风性能，细腻匀整滑爽，适宜开发成环保功能型内衣面料，在功能性纺织服装领域具有广阔的市场前景。

竹纤维 内衣面料 服用性能 分析

0 引言

随着现代纺织技术的发展和人民生活水平以及健康意识的提高，来源丰富、生产工艺温和环保、面料舒适的竹纤维纺织品渐渐受到人们的青睐。竹纤维主要有原生竹纤维和再生竹纤维两种[1]。原生竹纤维是采用蒸煮[2]等机械和物理方法，将生长至一定程度的的慈竹或毛竹进行脱胶，直接从竹子中提取而得到的。原生竹纤维洁白光亮,挺直滑爽,细度均匀。而再生竹纤维作为一种我国自主研发成功的环保型再生纤维素纤维[3]，则是采用粘胶纤维的生产工艺[4]获得，生产条件较为温和清洁，属于绿色纤维。

研究人员对竹纤维的结构[5]、纺纱工艺[6]以及织造工艺[7]进行了研究，对实际生产具有一定的指导作用。同时，通过对竹纤维的抗菌抑菌能力[8]、防紫外线能力[9]进行研究，表明竹纤维具有优良的抑菌抗菌和防紫外线性能。进一步研究结果显示竹纤维面料很好地继承了竹纤维的抗菌抑菌、吸湿透气、舒适柔软、防紫外线、天然保健等特性。基于竹纤维优良的特性，使得竹纤维纯纺或混纺的机织[10]、针织[11]产品风格独特，能够很好地满足保护皮肤、调节微气候的需求，因此竹纤维面料在开发内衣产品方面具有广阔的市场前景。

在前期[12]以组分为70%的再生竹纤维和30%的涤纶纤维为原料，进行混纺生产了不同结构和细度的纱线交织形成的不同组织面料，用于开发夏季内衣，对其织造工艺进行了研究。本课题在此基础上，对其中一种规格为15.6tex混纺竹节纱作为纬纱，13.1tex的混纺普通纱作为经纱，以平纹组织交织形成再生竹纤维/细旦涤纶纤维面料的服用性能以及风格进行了测试和分析，从而满足人们对舒适内衣产品的需求，进而开发出舒适柔软的环保功能型内衣。

1 实验

1.1 实验材料与测试方法

1.1.1 实验材料

本课题的研究对象为自行设计织制的再生竹纤维面料，原料为再生竹纤维和细旦涤纶以竹/细旦涤纶70/30混纺纱线，其经纱为13.1tex的混纺普通纱，纬纱为15.6tex混纺竹节纱，面料的规格参数如表1所示。

表1 面料的规格

1.1.2 测试方法

1.1.2.1 面料服用性能测试

服用舒适性主要包括保温、透气和透湿性。

采用YG606平板式保温仪对面料进行保温性能测试，参照标准GB/T 11048—2008 《纺织品 生理舒适性 稳态条件下热阻和湿阻的测定》[13]。测试指标分别为：保温率、克罗值、传热系数。试验条件：预热30min，至少进行5个加热周期。将传热系数，热阻It，保温率按公式(1)进行指标综合，得到综合值Z。

(1)

式中：It为热阻，clo；U2为传热系数，W/m·℃；Q1为保温率，%；Z为综合指标。

采用YG461Z型全自动透气性能测试仪，将面料裁剪成20cm2的圆形试样，参照GB/T5453—1997 《纺织品 织物透气性的测定》[14]，测试面积20cm2，压差为100 Pa。

采用YG501D型透湿试验箱，参照GB/T 12704.1—2009 《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法》[15]，将面料裁剪成直径70mm的圆形试样；吸湿剂为无水氯化钙(需在160℃干燥3h)；实验条件为试验箱内温度38℃、湿度90%、气流速度0.5m/s。把盛有吸湿剂被试样封住杯口的透湿杯放入实验箱，试验前和试验后分别整体称重，求质量差，计算透湿量，计算如公式(2)所示。

(2)

式中：WVT为每平方米织物24h的透湿量，g/m2·d；△m为同一实验组合体2次称重之差，g；S为试样面积，m2；

1.1.2.2 面料外观特性测试

面料的外观特性包括织物的悬垂性、起毛起球性、抗折皱性以及抗弯曲性。

采用织物悬垂性测定仪描图称重法，参照GB/T23329—2009 《纺织品 织物悬垂性的测定》[16]进行悬垂性测试。将直径为240mm的无折痕面料试样进行描图、裁剪、称重并计算悬垂系数。

采用YG502型织物起毛起球仪，参照GB/T 4802.1—2008 《纺织品 织物起毛起球性能的测定 第1部分：圆轨迹法》[17]对面料进行织物起毛起球性测定。实验在压力为780cN条件下分别对5块直径为40mm的试样经织物摩擦实验，分别与样照对比评级，1级最差，5级最好。

采用YG541E型全自动织物抗折皱性仪，参照GB/T3819—1997 《纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》[18]测试织物的抗折皱性。试验条件：加压重锤质量为500g，加压时间5min，测试结果分别计算经、纬向的折痕回复角和总折痕回复角。

采用LLY-01型电子硬挺度仪，参照GB/T 18318.1—2009《纺织品 弯曲性能的测定 第1部分：斜面法》[19]进行抗弯曲性测定。沿着经、纬向将面料裁剪成250mm×25mm的试样。测试指标为弯曲长度(cm)。

1.1.2.3 面料坚牢度测试

坚牢度即织物抵抗外界破坏力的能力。织物的坚牢度主要包括撕破强力、顶破强力、耐磨性和拉伸强力。

采用HD026N型电子织物强力仪，参照GB/T 3917.4—2009 《纺织品 织物撕破性能 第4部分：舌形试样(双缝)撕破强力的测定》[20]进行面料撕破实验，试验条件：尺寸为200mm×50mm，经、纬向试样各五个；经向定伸长值为181.00mm，撕裂长度为180.50mm；纬向定伸长值为157.00mm，撕裂长度为156.50mm；隔距为100mm。

采用HD026N型电子织物强力仪，参照GB/T19976—2005 《纺织品 顶破强力的测定 钢球法》[21]进行顶破强力测定。织物强力仪的间距为450mm，下降速度300mm/min。

采用Y522型织物耐磨试验机，根据标准GB/T21196.3—2007 《纺织品马丁代尔法织物耐磨性的测定第3部分:质量损失的测定》[22]进行织物耐磨性质量损失测定。试样为直径125mm的织物，在加压质量为250克的条件下对5块试样分别进行摩擦实验，并记录磨前和磨后的织物质量。通过计算质量减少率来评定织物耐磨性。

采用HD026D-500多功能电子织物强力仪，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(条样法)》[23]进行织物拉伸断裂性能测定。试样尺寸为(320×60)mm，扯去两边的边纱后是50mm，经纬向各取至少三块试样。夹持器间的距离为200mm，预加张力为2N。

1.1.2.4 面料风格品级评定

利用KES-FB4-AUTO风格测试仪测试面料的风格品级[24]，测试条件：规格为200mm×200mm方形试样，仪器预热20min，测试三次求平均值。KES织物材料评价系统测试面料在低负荷下的各项力学指标，测试力学性能包括：拉伸、弯曲、剪切、表面摩擦和压缩性能共16项指标。

2 实验结果与讨论

2.1 服用性能分析

织物服用舒适性主要指热湿舒适性和接触舒适性，本文主要研究织物的接触舒适性，包括保温、透气和透湿性[25]。

竹/涤混纺普通纱线与混纺的竹节纱线以平纹组织交织形成的再生竹纤维/细旦涤纶面料的接触舒适性测试结果见表2。由表中结果可知，传热系数较小，克罗值较高，表明面料很好地继承了再生竹纤维保温性良好的特性。 再生竹纤维/细旦涤纶面料的透气率低于498 mm/s，相对较低，原因在于面料的经纬向密度较大且交织组织点较多，降低了织物的透气性，使得所设计的面料具有较好的防风功能，适于开发成冬季内衣织物。 再生竹纤维/细旦涤纶面料的透湿量大于棉织物1315(g/m2·d)[26]，面料的排湿速度快，面料的舒适性好。因此，再生竹纤维/细旦涤纶面料适于制作舒适防风的冬季内衣。

再生竹纤维/细旦涤纶面料的悬垂系数小于棉织物40.45%，表明面料悬垂性较好，亲肤贴身舒适。抗起毛起球性能测试结果显示等级均为4级，根据评级标准可知，属于轻微起毛起球[22]。在抗折皱性方面，再生竹纤维/细旦涤纶面料的总折皱回复角(96.4°)远小于棉纤维面料 (158.2°)[26]，基本达到了作为普通内衣面料的标准。虽然再生竹纤维/细旦涤纶面料的弯曲长度则稍大于棉纤维面料(1.28cm)[26]，但是两者相对来说均较小，表明面料较为柔软。

再生竹纤维/细旦涤纶面料的坚牢度结果如表2所示。从测试结果可知，面料的撕破强力和顶破强力均大于棉织物，能够满足内衣面料的要求。 再生竹纤维/细旦涤纶面料的伸长率和断裂功较棉纤维面料来说均较大，表明混纺竹纤维面料的牢固性好，承受拉伸变形能力好，内衣不容易变形。结合面料厚度与面密度数据可知，面料较为轻薄，因此再生竹纤维/细旦涤纶面料适于开发成轻薄型防风内衣面料。

表2 面料的服用性能

2.2 面料风格品级分析

通过测试面料在低负荷下的拉伸、剪切、弯曲、压缩和表面摩擦性能，从而分析面料的风格[24]。织物的拉伸特性指标包括：拉伸线性度LT、拉伸比功WT和拉伸回复率RT。其中，LT是指面料的柔软感；WT是指面料抵抗变形的性能，RT是指面料的变形回弹性。由表3可知，再生竹纤维/细旦涤纶面料较为柔软，弹性较好。面料的经向RT值略小于纬向，而前者的WT值则略大于后者，表明面料在纬向方向上容易发生变形，这是由于竹节纱的存在使面料容易变形且弹性较好。

织物的剪切特性指标剪切刚度G指的是织物变形抵抗能力，剪切滞后矩2HG和剪切滞后力2HG5指的都是面料的回复性能。由表3可知，再生竹纤维/细旦涤纶面料的剪切刚度G与棉纤维内衣面料(G=0.3389)[26]相比增加了一个数量级，表明面料剪切变形后的回复能力相对较差。

织物的弯曲刚度B指的是织物的刚柔性，越大表示面料越不易弯曲变形，弯曲滞后量2HB指的是面料的弹跳性。2HB值越大，织物回复能力越差。由表3可知，再生竹纤维/细旦涤纶面料的2HB与棉纤维内衣面料(2HB =0.0400)[26]值接近且相对较小，显示面料弯曲变形后的回复能力相对较好。

织物的表面特性表征包含三个指标，动摩擦因数MIU指面料的滑爽、粗湿感，摩擦系数平均偏差，MMD指面料的爽脆、匀整度，表面粗糙度SMD指织物的表面匀整度，对面料的滑爽度影响较大。由表3可知，再生竹纤维/细旦涤纶面料的SMD比棉纤维内衣面料偏大，且纬向大于经向，表明竹节纱的结构有利于增加面料的表面粗糙度，从而使面料更加滑爽。

面料的丰满度、蓬松度、滑糯感等与面料在厚度方向的压缩性能密切相连。织物的压缩线性比LC值表征的是面料的柔软性，压缩比功WC值表征的是面料的蓬松感，其数值愈大，面料愈松软；压缩回弹性RC表征的是面料的丰满度，数值越小面料的弹性愈差，即愈大愈好。由表3可知，面料的蓬松感不是很好。

表3 试样在低负荷下的力学性能测试结果

对再生竹纤维/细旦涤纶面料进行风格评定，结果可知，面料柔软，剪切变形回复能力相对较差，表面滑爽匀整，具有细腻的织纹和较好的压缩回弹性。面料风格评定结果表明，面料适合于开发成功能型内衣。

3 结论

再生竹纤维和细旦涤纶以竹/细旦涤纶70/30混纺纱线， 13.1tex混纺普通纱作为经纱，15.6tex混纺竹节纱作为纬纱，开发的再生竹纤维/细旦涤纶面料柔软舒适，具有较好的悬垂性、保温性和防风功能。面料织纹细腻，表面滑爽匀整，较为紧实，织物坚牢，不易发生拉伸变形。在舒适性、坚牢度、外观保持性等方面都满足内衣面料服用性能要求，且竹节纱和细旦涤纶的加入，使得面料具有比较好的抗菌性、抗紫外线特性以及吸湿排汗性，具有一定的防风功能，且更为环保，适宜制成防风功能型内衣，因此在环保功能内衣领域具有广阔的市场前景。

[1] 李会改，陈国强，万明.竹纤维的性能及应用[J].成都纺织高等专科学校学报，2016(1)：177-180.

[2] 程大莉,蒋身学,张齐生. 蒸煮处理对竹纤维化学组成的影响及机理[J].竹子研究汇刊,2010,29(1):50-53.

[3] 杨明霞，陈莉娜，刘雪平.再生纤维素纤维的开发现状及发展趋势[J].成都纺织高等专科学校学报，2016(3)：169-173.

[4] 顾俊晶. 再生竹纤维结构与性能研究[D]. 苏州：苏州大学,2009.

[5] 蒋建新,杨中开,朱莉伟,等. 竹纤维结构及其性能研究[J]. 北京林业大学学报,2008,30(1):128-132.

[6] 瞿彩莲,窦明池. 再生竹纤维的纺纱工艺研究[J]. 现代纺织技术,2006,14(4):1-3.

[7] 曾庆利,姚善心,赵霞,等. 竹纤维产品织造工艺[C] .2007年天竹纤维产业论坛，2007.

[8] 孙居娟. 竹纤维抗菌性能的研究[D]. 天津：天津工业大学,2007.

[9] 糸井 彻,王志进,杨以雄. 环保型竹纤维布料的开发[J]. 技术创新,2003(3):25-26.

[10]周蓉,张巧玲. 竹浆纤维机织产品的开发[J]. 上海纺织科技,2006,34(11):34-36.

[11]陈雪娇. 竹纤维针织物的开发[J]. 山东纺织科技,2008,49(4):74-79.

[12]马芹,张今朝. 竹涤细号弹力织物的生产[J]. 棉纺织技术,2006,34(7):57-58.

[13]国家纺织制品质量监督检验中心，3M中国有限公司，温州大荣纺织仪器有限公司，等.GB/T 11048—2008 纺织品 生理舒适性 稳态条件下热阻和湿阻的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2008.

[14]上海纺织科学研究院，国家棉纺织品质量监督检验中心.GB/T5453—1997 纺织品 织物透气性的测定[S]. 北京：中国标准出版社，1997.

[15]中纺标(北京)检验认证中心有限公司，国家纺织制品质量监督检验中心.GB/T 12704.1—2009 纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法[S]. 北京：中国标准出版社，2010.

[16]中纺标(北京)检验认证中心有限公司，莱州市电子仪器有限公司.GB/T23329—2009 纺织品 织物悬垂性的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2009.

[17]国家纺织制品质量监督检验中心.GB/T 4802.1—2008 纺织品 织物起毛起球性能的测定 第1部分：圆轨迹法[S]. 北京：中国标准出版社，2008.

[18]浙江丝科院.GB/T3819-1997 纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法[S]. 北京：中国标准出版社，1997.

[19]全国纺织品标准化技术委员会基础标准分会(SAC/TC 209/SC 1).GB/T 18318.1-2009 纺织品 弯曲性能的测定 第1部分：斜面法[S]. 北京：中国标准出版社，2010.

[20]北京市纺织纤维检验所，中纺标(北京)检验认证中心有限公司.GB/T 3917.4—2009 纺织品 织物撕破性能 第4部分：舌形试样(双缝)撕破强力的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2010.

[21]纺织工业标准化研究所，国家棉纺织产品质量监督检验中心.GB/T19976—2005 纺织品 顶破强力的测定 钢球法[S]. 北京：中国标准出版社，2006.

[22]纺织工业标准化研究所，中纺标(北京)检验认证中心有限公司，温州大荣纺织仪器有限公司.GB/T21196.3—2007 纺织品马丁代尔法织物耐磨性的测定第3部分:质量损失的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2008.

[23]纺织工业标准化研究所，中纺标(北京)检验认证中心有限公司，国家纺织制品质量监督检验中心.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(条样法) [S]. 北京：中国标准出版社，2013.

[24]周建萍,陈晟. KES织物风格仪测试指标的分析及应用[J]. 现代纺织技术,2005,14(6):37-40.

[25]李立新. 影响服装舒适性的因素[J]. 国际纺织导报,2006,34(6):74-77.

[26]严雯.彩色棉混纺针织产品的性能测试[D].上海：东华大学,2007.

Research on Wearability of Bamboo Fiber Underwear Fabric

ZHANGCen-cen1,2,3,LIBao-ling1,GANRun-sheng1,2,3,MAQin1,2,3

(1.TextileCollege,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou451191; 2.HenanProvincialResearchCenterofApparelTextileEngineeringTechnology,Zhengzhou450007; 3.HenanEngineeringLaboratoryofNewTextilesDevelopment,Zhengzhou450007)

By taking blended yarn of regenerated bamboo fiber/fine denier polyester 70/30 as raw materials,13.1tex common blended yarn as warp,15.6tex blended slub yarn as weft,a regenerated bamboo fiber/fine denier polyester fabric was developed by plain weave. The wearability and style of such fabric with antibacterial and UV protection performance were tested and analyzed. The results showed that the fabric was soft,fine,flat,smooth and comfort with better moisture permeability and good windproof function,which was suitable for environment-friendly functional underwear fabric development with broad market prospect in functional textile and clothing field.

bamboo fiber underwear fabric wearability analysis

2017-02-28

河南工程学院博士基金项目(D2015028)

张岑岑(1988-)，女，博士，讲师，研究方向：丝蛋白生物材料。

TS105.2

A

1008-5580(2017)02-0057-05