改善羊毛织物褶裥保持性能的纱线指标研究

杨德明，庄伟华，符爱芬，俞金林，詹永娟，沈彧超

(江苏丹毛纺织股份有限公司，江苏 丹阳 212351)

随着人们生活水平的提高，消费者对纺织服装的要求越来越高，逐渐由单一的保暖、舒适等服用要求向高档、环保、美观等个性要求转换[1]。为了满足消费者差异化、个性化要求，纺织服装企业开发了一系列新产品以填补市场空白，多侧重于花型设计及功能纺织品方面的开发[2-3]。目前，高品质纺织品，尤其是高档免烫纺织品的开发正成为消费热点，亟待纺织服装企业攻克技术难关，实现纺织品耐久褶裥保形性能且易护理[4]。

褶裥耐久保持性能作为高档免烫纺织品重要指标之一，是指织物经熨烫构成的褶裥(含轧纹、折痕)，在洗涤后经久保形的程度[5]。实质上是大多数合成纤维织物热塑性的一种表现形式。由于大多数合成纤维是热塑性高聚物，因而一般都可通过热定形处理，使这类纤维或以这类纤维为主的混纺织物，取得使用上所需的各种褶裥、轧纹或折痕[6]。而羊毛纤维是天然角朊蛋白纤维，其二硫键在高温、强酸碱条件下容易发生断裂，出现强力锐减，甚至织物解体问题[7]。因此高温褶裥定形工艺并不适用于羊毛织物，需要从原料、纱线、织造、整理全过程进行工艺控制，使羊毛织物褶裥耐久保持[8-10]。

采用生物酶防缩羊毛为原料，从纺纱角度对织物褶裥耐久保持性进行探究，通过选择合理的纱线形式及纺纱工艺参数，建立羊毛织物纱线指标与褶裥耐久保持性间的关系。

1 纱线规格设计

1.1 原料选配

生物防缩羊毛纤维与同规格普通羊毛纤维在强力、缩率等方面存在差异。为了对比生物防缩羊毛纱线与普通羊毛纱线成纱指标差异，需要选配纤维长度、细度尽可能接近的原料，纤维性能指标见表1。

1.2 纱线规格确定

根据原料及纱线结构的不同，织物褶皱耐久保持性存在差异。一般来说，原料缩率的不同决定织物最终抗皱水平，而纱线的构成形式、线密度、捻度、捻向影响纤维在纱线内部分布状态，会对纱线的抗弯刚度乃至织物的抗皱保形性能产生影响。选择11种规格不同的经纱与同一规格纬纱交织成布，研究纱线指标与褶皱保持性能关系，经纱规格设计方案见表2。纬纱是单纱密度为15 tex的双股纱，捻向为“Z-S”，单纱捻系数为93，合股捻系数为145。

表1 纤维性能指标

表2 纱线规格设计方案

1.3 纺纱过程控制及成纱指标测试

由于Z-Z同向加捻，纱线缠结、抱合程度增大，内应力较强，容易产生纱线缩率差异及捻缩现象，为了消除纺纱引起的内应力及捻缩，需要将纱线放置于饱和蒸汽室，以(98±2) ℃蒸纱1 h。11种羊毛纱线成纱力学指标测试结果见表3，均满足可纺性要求。

表3 11种羊毛纱线成纱力学指标测试结果

纱线断裂强伸度测试采用YG061 L型电子单纱强力仪(温州大荣纺织仪器有限公司)测试，测试按GB/T 3916—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》进行测试。隔距500 mm，拉伸速度500 mm/min,预加张力(0.5±0.1) cN/tex。

2 织造及过程控制

采用2/2斜纹组织，通过sm93-300-340高速剑杆织机(意大利舒美特公司)上机织造。织物紧度为105%，纬经比为0.95，径向密度为200根/(10 cm)、纬向密度为190根/(10 cm)，织物幅宽为157 cm。由于纱线规格大多为强捻纱，在整经、织造过程中，在满足正常生产条件下，需要格外控制织造张力及速率，尽量选用低速率、低张力生产配置，减少纱线与钢筘、综眼的摩擦，避免纱线断纱、擦伤引起的质量问题。

3 褶裥保持指标测试及分析

3.1 折皱回复角

折皱回复角测试采用YG(B) 541D-II型折皱回复角测试仪(温州市大荣纺织仪器有限公司)，参照GB/T 3819—1997 《纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》进行测试。急弹回复角测试时间为(15°±1°)，缓弹回复角测试时间(300±5) s，压力负荷为(10±0.05) N，测试工位10位，每组试样测试 1次。织物折皱回复角测试结果见表4。

表4 织物折皱回复角测试结果

从表4的实验方案1、2测试结果来看，生物防缩羊毛织物具有更高的折皱回复角，比同等规格的普通羊毛织物提高6.1°。这是由于生物防缩羊毛纤维表面经生物酶分解了部分羊毛鳞片蛋白，在经纺纱、织造过程后，纤维间抱合滑移性能比普通羊毛纤维好，因此单位时间的折皱回复效果也更佳。

由表4的方案2、3测试结果来看，同向加捻对羊毛织物折皱回复角的提高具有明显正向影响。这是由于同向加捻可有效增加纱线密度及内应力，纱线的抗弯刚度等性能提升，相应的织物抗弯折回复能力也更强。

由表4的方案2、4、5测试结果来看，股纱相较于单纱有较高的折皱回复角，随合股数提高，折皱回复性变好。合股纱相较于单纱增加了纱线间的作用力，合股数越多，纱线间作用力越大，在织物被弯折后，纱线回复原状的能力也更强。

由表4的方案2、6、7测试结果来看，纱线的线密度提高有助于提高折皱回复性。纱线线密度增大，纱线越粗，单根纱线抗弯折能力增强，织造成布后由于纱线协同效应，折皱回复性也好。

由表4的方案7、8、9测试结果来看，单纱初始加捻捻系数越高，折皱回复性越好。单纱初始捻系数越高，内应力越强，单位长度捻回数增加，在织物或者纱线弯折时更不易弯曲。

由表4的方案9、10、11测试结果来看，合股捻系数的提高有助于折皱回复性提高。合股捻系数提高使得股线内单纱抱合作用增强，股纱的抗弯刚度也较大，折皱回复性好。

3.2 毡缩率

毡缩率采用Wascator FOM 71 CLS缩水率试验机(瑞典伊莱克斯股份有限公司)，参照IWS TM31《可机洗羊毛的防缩测试》进行测试。按IWS TM31准备样品，将待测织物放入缩水率试验机(洗涤量不超过1 kg)，使水面浸没织物；经1×7A松弛环节及3×5A洗涤环节，记录松弛及洗涤后尺寸测试结果，计算平均值。按IWS TM31收缩百分比及收缩面积比率公式计算毡缩率，织物毡缩率测试结果见表5。由实验方案2、3测试结果来看，同向加捻对羊毛织物折皱回复角的提高具有明显效果。这是由于同向加捻可有效增加纱线密度及内应力，纱线的抗弯刚度等性能提升，相应的织物抗弯折回复能力也更强。

表5 织物毡缩率测试结果

由表5的实验方案1、2测试结果来看，生物防缩羊毛织物具有更好的毡缩率，同等规格的生物防缩织物可降低3.44%。这是由于生物防缩羊毛纤维表面经生物酶分解了部分羊毛鳞片蛋白，纤维收缩率降低，在经纺纱、织造过程后，毡缩现象被大幅削弱，因此毡缩率也更低。

由表5的实验方案2、4、5测试结果来看，股纱相较于单纱有较低的毡缩率，且合股数越高，越不易毡缩。合股纱相较于单纱增加了纱线间的作用力，合股数越多，纱线间作用力越大，在织物湿热条件下，收缩的趋势被有效阻止。

由表5的实验方案2、6、7测试结果来看，纱线的线密度提高有助于降低毡化现象。纱线线密度增大，纱线越粗，织物交织点面积越大，排列越紧密，织造成布后由于纱线协同效应，毡缩不明显。

由表5的实验方案7、8、9测试结果来看，单纱初始加捻捻系数越高，毡化越不明显。单纱初始捻系数越高，内应力越强，单位长度捻回数增加，在织物湿热条件下，可收缩空间很小，因此毡化较困难。

由表5的实验方案9、10、11测试结果来看，合股捻系数的提高有助于折皱回复性提高。合股捻系数提高使得股线内单纱抱合作用增强，股线内作用力有效阻碍毡化效应。

4 结束语

本文在优化纱线设计基础上，对影响羊毛织物褶裥保持性的纤维种类、纱线合股数、线密度、加捻捻度等指标进行了研究分析，并就过程控制提出了建议。在开发高保形免烫面料的纺纱控制方面应当注意：①生物防缩羊毛织物比普通羊毛织物耐久褶裥保持效果好；②采用同向合股技术增加合股数可有效提升羊毛织物褶裥保持性；③增大纱线线密度，并提高纱线同向加捻程度能有效改善羊毛织物褶裥保持指标。