高支高保形衬衫面料的开发及其性能

魏艳红， 刘新金， 谢春萍， 苏旭中， 张钟唏

(1.江南大学 生态纺织教育部重点实验室，江苏 无锡 214122；2.南通纺织控股集团纺织染有限公司，江苏 南通 226007)

纯棉衬衫面料因其具有良好的吸湿、透气性，穿着舒适、柔软，深受广大消费者青睐，成为男士商务必备的衣物，但它易起皱、不挺括，尺寸稳定性差，严重影响服装的外观，特别是高支纯棉衬衫[1-2]。为了赋予高支衬衫面料良好的洗可穿性能，常需对其进行免烫整理，但是免烫整理后会使织物的物理机械性能下降，如织物变得脆弱、弹性差等[3]，同时可能留下有害化学物质，不利于人们的身体健康[4]。按照欧美的惯例，高档衬衫面料应不使用或少用免烫技术整理[5]。因此，通过改变纺纱方式、优选组织结构，使织物的折皱回复性达到免烫效果，继而开发一种高支高保形衬衫面料很有必要。

利用精梳棉、PET长丝生产的3种纱线分别是 JC 7.3 tex纯棉纱、JC/PET 7.3 tex(0.88 tex)包芯纱、JC/PET 7.3 tex(1.11 tex)包芯纱。其中7.3 tex为纱线的线密度，0.88，1.11 tex为PET长丝的线密度。将这3种纱线按照不同的组织开发了4种衬衫面料，通过对比面料的保形性、抗变形性、舒适性，确定综合性能最优的一种织物，为高支高保形衬衫面料开发作实践基础。

1 材料与测试方法

1.1 原料与仪器

1.1.1原料 PET长丝，江苏恒科新材料有限公司

生产，其主要规格与性能见表1。纤维较粗时，刚性大，不易产生变形，因此长丝B的初始模量比长丝A大。表2为PET长丝与纱线的拉伸弹性。表2中长丝B的急弹性变形比例、拉伸弹性回复率比长丝A大；3种纱线急弹性变形比例、拉伸弹性回复率的大小顺序为纱线c> 纱线b> 纱线a。急弹性变形比例、拉伸弹性回复率大，则变形回复能力强，其织物的抗皱性好。

表3为纱线的性能。由表3可以看出，JC/PET包芯纱的条干、粗细节、毛羽(尤其3 mm及以上毛羽)均比纯棉纱好。

表1 PET长丝的性能

表2 PET长丝与纱线的拉伸弹性

表3 纱线性能

1.1.2仪器 YS305浆纱机，GA193-300型全自动单纱整经机，SGA598型全自动箭杆织样机，均由江阴通源纺机有限公司制造；YMPO-01A立式气压电动小轧车，莱州元茂仪器有限公司制造；YG(B)541E型智能式织物折皱弹性仪，YG(B)026ET电子织物强力机，均由温州大荣纺织仪器有限公司制造；YG701E-Ⅲ型全自动织物缩水率试验机，宁波大禾仪器有限公司制造；PhabrOmeter 3 织物手感评价系统测试仪，美国欣赛宝科技公司制造；YG811型织物动态悬垂性风格仪器，YG 461E-Ⅲ全自动透气量仪，YG601N-Ⅱ型电脑式织物透湿仪，均由宁波纺织仪器厂制造。

1.2 织物的设计及织造

织物紧度影响织物的折皱回复性，当紧度太大纱线之间摩擦力与束缚力增加，且纱线间的切向滑动阻力增大，纱线不易做相对移动，织物的折皱不易回复。实验中，织物的经纬密等组织结构参考中恒大耀纺织科技有限公司的衬衫面料设计，具体组织结构见表4。 织造流程为：浆纱→整经→穿纵→穿扣→织造→退浆→熨烫平整。

表4 织物的组织结构

高支高密织物一般生产难度比较大，高支纱单纱强力低，对原纱质量要求高，整经与织造时断头率高，因此需要有合适的上浆率，应选择流动性好、粘附性强、热黏度稳定的高浓低黏浆料[6]。浆纱速度54 m/min，烘房温度61 ℃，采用两进、两出重上浆。浆料配方：PR-Su 3.7 kg，CP-L 3.7 kg，变性淀粉3.7 kg，KT 0.6 kg，YL 0.1 kg。采用质量浓度为10 g/L的碱退浆，并加入质量浓度为2 g/L的渗透剂，退浆温度80～85 ℃，退浆时间1.5 h，然后用60 ℃热水清洗，最后用冷水充分水洗。

1.3 织物的保形性测试

1.3.1折痕回复性 按GB/T 3819—1997，采用智能式织物折皱弹性仪，测试织物的急弹性回复角与缓弹性回复角。每种试样经纬向各取5块，试样尺寸为40 mm×15 mm，压力负荷为10 cN，加压时间5 min。为了防止测试过程中试样有粘附现象，影响测量结果，在两翼之间离折痕线2 mm处放置一张厚度小于0.02 mm的纸片或塑料薄膜。

1.3.2尺寸稳定性 参照GB/T 8629—2017，利用全自动织物缩水率实验机，选择4N程序，对织物洗涤，干燥后测试织物的尺寸变化率。

1.3.3平挺性 参照美国标准AATCC 124—2014，对织物进行5次洗涤，采用摊平晾干法干燥，对照AATCC三维平整度模板，按最接近的外观平整度定级。

1.3.4织物风格(刚柔性) 参照美国标准AATCC 202—2014，利用织物手感评价系统测试仪，测试织物的折皱回复率、硬挺度、柔软度、光滑度。试样剪成直径为100 cm圆形。

1.3.5悬垂性 按GB/T 23329—2009，利用织物动态悬垂性风格仪分别测试织物的静态悬垂性与动态悬垂性，用悬垂系数表示。试样剪成直径为240 mm的圆形，且在中心开一个直径为4 mm的小孔。测试动态悬垂时，工作台旋转速度为60 r/min。

1.4 织物的抗变形性测试

参照FZ/T 01034—2008，采用电子织物强力机，测试织物的1次5 %定伸长与5次反复拉伸弹性回复率。隔距长度200 mm，拉伸速度20 mm/min，预加张力2 N，伸长时间1 min，回复时间3 min。

1.5 织物的舒适性测试

1.5.1透气性 依据GB/T 5453—1997，利用全自动透气量仪测试织物的透气率。实验面积为20 cm2，采用100 Pa压力差，每块试样测试10次，结果取其平均值。

1.5.2透湿性 依据GB/T 12704.1—2009，采用电脑式织物透湿仪测试织物的透湿量。每种试样剪取直径为70 mm的圆形试样3块，实验条件为温度(38±2)℃，相对湿度(90±2)%。

2 结果与分析

2.1 织物的保形性测试

2.1.1折皱回复性 织物折皱回复性如图1所示。由图1可知，在相同的组织下，JC/PET 包芯纱织物的折皱回复性比1#纯棉织物好，且3#织物比2#织物好。PET长丝具有优良的弹性，与纯棉纱相比，JC/PET 包芯纱的急弹性变形比例、弹性回复率较大，其织物具有起皱后在极短的时间内快速回复的特性。同时JC/PET 包芯纱的毛羽较少，表面光洁，织物纱线间的摩擦系数相对较小，其织物起皱后更易回复。斜纹与平纹组织相比，平纹组织的交织点多，当外力释放后，织物中纱线不易移动，从而较难回复到原来的状态；2/2斜纹组织浮长线相对长，组织交织点少且不集中，织物中纱线可移动范围大，织物的抗皱性较好[6]，因此2#与4#织物相比，2#织物的折皱回复性好。

图1 织物的折皱回复性Fig.1 Fabric wrinkle recovery

2.1.2尺寸稳定性 织物的尺寸稳定性见表5。4种织物共同的特点是：经向缩水率大于纬向，并且1#纯棉织物的缩水率最大。纤维的吸湿性是影响织物缩水性的主要因素之一，棉纤维的吸湿性好，纤维吸湿膨胀率大，而PET长丝的实际回潮率为0.48%，几乎不吸湿，因此PET长丝的加入可以明显提高织物的尺寸稳定性。文中4种织物经向紧度均大于纬向，纬纱间空隙大，织物落水后纬纱之间有较大的余地可供其吸湿膨胀，因此纬纱直径明显增加，迫使经纱更加屈曲，故经向缩水率较纬向大。

表5 织物的尺寸稳定性

2.1.3平挺性 4种织物的平整度等级如图2所示。由图2可知1#纯棉织物1.5级、2#JC/PET 7.3 tex(0.88tex)包芯纱织物2.5级、3#JC/PET 7.3 tex(1.11tex)包芯纱织物3级、4#JC/PET 7.3 tex(0.88tex)包芯纱织物1.5级。织物的平挺性与纤维的吸湿性、织物在湿态下的折皱回复性以及织物的缩水率密切相关，PET长丝吸湿性小，湿态下的折皱回复性好。表1和表2测试数据显示涤纶的初始模量、弹性回复率高，且湿态时几乎与干态相同，因此PET长丝的加入使其织物平挺性、免烫性能好[7]。织物的组织影响其折皱回复性，从而影响织物的平挺性，2/2斜纹组织交织点少，浮长线长，因此，2#与4#织物相比2#织物采用2/2斜纹组织，平整度等级更高。

图2 织物的平整度等级Fig.2 Smoothness appearance levels of fabrics

2.1.4织物风格(刚柔性) 织物的手感风格见表6。织物的刚柔性包括硬挺度和柔软度，纤维的初始模量是影响织物刚柔性的决定因素。初始模量大则纤维在小负荷作用下不易变形，其织物挺括。PET长丝具有较高的初始模量，因此JC/PET包芯织物的硬挺度比1#纯棉织物高。

表6 织物的手感风格

折皱回复率是表征抗皱性的主要指标之一。表6中4种织物折皱回复率的大小为

3#>2#>4#>1#

2.1.5悬垂性 悬垂性表征了织物在重力作用下悬垂、飘扬、变形的特征[8]，根据使用状态可以分为静态悬垂性与动态悬垂性。织物的悬垂性常用悬垂系数F表示[9]，即

(1)

式中：AD为试样的初始面积；AF为试样的悬垂投影面积；Ad为小圆盘面积。

试样的原面积一定，悬垂投影面积越小，悬垂系数F越小，则试样的悬垂性越好。

由表7织物的静、动态悬垂系数及图3织物的静态与动态悬垂效果显示，JC/PET包芯纱织物的悬垂性明显没有1#纯棉织物好。纤维的刚柔性是影响织物悬垂性的主要因素之一，PET长丝的初始模量大，因此PET长丝的加入使织物的刚性增大，挺括性变好，但悬垂性变差。

2.2 织物的抗变形性

织物的1次5%定伸长与5次反复拉伸弹性回复率见表8。由表8可以看出，2#，3#，4#JC/PET包芯纱织物的拉伸弹性回复率明显大于1#纯棉织物，并且3#>2#，4#>2#。因为，PET长丝具有较好的拉伸弹性回复性，并且由表2可知长丝B的拉伸弹性回复率比长丝A高。此外，平纹组织交织点多，结构紧密，故织物不易发生变形。

表8 5%定伸长拉伸弹性回复率

2.3 织物的舒适性

2.3.1透气性 4种织物的透气率如图4所示。织物的透气性受纤维材料、覆盖紧度(即纱线间的空隙大小与多少)、组织结构、厚度的影响[10]。由图4可以看出1#纯棉织物的透气性最好，PET芯丝的加入在一定程度上影响织物的透气性，并且芯丝含量越高，透气性越差，尤其采用平纹组织时透气性更差，如4#织物。 一般异形截面纤维织物比圆形截面织物的透气性好，且天然纤维比合成纤维的透气性好，因此棉纤维织物的透气性比涤纶织物好。平纹组织的交织点多，纤维束缚的比较紧密，纱线间的孔隙较小，故透气性差；2/2斜纹组织浮长线长，交织点少，故透气性较好。为了提高面料的舒适性，当使用JC/PET包芯纱生产衬衫面料时，建议采用斜纹组织，既可以提高织物的保形性，又可以改善织物的舒适性。

图4 织物的透气性Fig.4 Air permeability of fabrics

2.3.2透湿性 图5为织物的透湿性。由图5可以看出，4种织物的透湿性差异不大。一般吸湿性好的纤维其织物的透湿性也好，天然棉纤维的吸湿性一般比合成纤维好。虽然2#，3#，4#织物中含有PET长丝，但有吸湿性较好的棉纤维包覆在PET的外表面，有利于吸湿，因此与1#纯棉织物相比其吸湿性差异不明显。

图5 织物的透湿性Fig.5 Moisture permeability of fabrics

3 结 语

1)在相同的组织下，JC/PET包芯纱织物比纯棉纱织物的折皱回复性、尺寸稳定性、平挺性、拉伸弹性回复性好，且PET长丝的初始模量越大、拉伸弹性回复性越好，其织物的保形性、抗变形性越好。

2)使用相同的纱线开发织物时，2/2斜纹组织比平纹组织的抗皱性、透气性好。为了提高织物的保形性而又不影响织物的舒适性，当用JC/PET包芯纱开发衬衫面料时，建议选用2/2斜纹组织。

3)2/2斜纹组织的3#JC/PET 7.3 tex(1.11tex)包芯纱织物，面料挺括，折皱回复性、尺寸稳定性、免烫性最好，平整度等级可以达到3级。

4)据GB/T 18863—2002规定，具有基本免烫功能的纺织品，洗涤干燥后外观平整度≥3.5级，水洗尺寸变化率-3%～3%。因此，文中在不使用化学整理剂的情况下，通过改变纺纱方式与优选组织，达到了提高织物折皱回复性的目的，且免烫等级接近免烫纺织品。