玉米纤维针织物研究

郝 悦

（际华三五二二装具饰品有限公司，天津 300380）

1 国内外对玉米纤维、纱线和织物的研究

1.1 玉米纤维的研究意义

玉米纤维为全芯层结构，横切面略呈圆形，由于纤维模量小，易于压扁，纤维边缘清晰度不明显，纤维纵向平行伸直度好，表面较平滑，纤维表面有孔隙和裂缝。从环保角度看，玉米纤维与其他合成纤维相比，占据很大优势，主要是因为玉米纤维可以生物降解，而其他合成纤维不具备这一特性。因此可以预见，玉米纤维未来会越来越受到重视。预计在未来的5～10年，随着我国玉米纤维技术的引进与成熟，我国玉米纤维的市场需求量将提升至100万t/年以上。此外，我国有着极为丰富的玉米原料，年产量在12亿t以上。在我国急需为玉米找到良好消化渠道的背景下，生产玉米纤维蕴含极大的商机，尤其在减少污染、加强环境保护方面，大力开发、应用玉米纤维，无疑可造福万代[1]。

1.2 玉米纤维纱线的应用

虽然玉米纤维的生产和应用在全球尚处于起步阶段，但是凭借优良的生物相容性和生物可降解性，在医药领域的应用被广泛关注。目前，应用玉米纤维纱线的医用产品，主要是手术缝合线。这种缝合线一经问世，立即得到广泛应用，不仅是因为其在伤口愈合后能自动降解并被人体吸收，术后无需拆线，还因其具有较高的抗张强度，可以有效控制降解速度，使缝线随着伤口的愈合自动缓慢降解[2]。

1.3 玉米纤维织物的开发

前人的研究表明，玉米纤维织物可以用作内衣面料。玉米纤维不仅质轻、触感柔软、光泽好，而且具有良好的导湿性，制作成内衣穿着时，皮肤不发黏，并在接触皮肤时有干爽感。此外，由于玉米纤维是以人体能够接受的乳酸为原料，对皮肤不会产生刺激，安全、舒适。玉米纤维具有优良的弹性、保型性、悬垂性以及染色性能，因此，由玉米纤维纯纺纱或与毛纤维混纺纱加工制成的服装织物毛型感强、抗皱性好。此外，玉米纤维还非常适合用于开发运动休闲服装产品，可以用短纤维成纱或直接用长丝生产运动休闲产品，也可以用玉米纤维与棉纤维混纺，制成吸汗速干型复合面料。

2 实验方案

2.1 混纺比

在研究中，将纺纱参数的设计分为两步进行。首先，试纺低比例玉米纤维的纱线，即先纺制玉米纤维占混纺纱线质量分数为20%和40%的两种混纺纱线。其次，根据纺纱过程及纱线的性能决定是否继续纺制60%、80%、100%的纱线。

2.2 纺纱工艺参数

按照设计的混纺比例，用天平称取玉米纤维和棉纤维分配纤维原料，采用快速转杯纺纱工艺进行混纺纱线纺制，计划成品纱线的线密度为45.5 tex，纱线的捻度为510捻/100 cm。

2.3 针织工艺

针织物组织结构为纬平纹针织物，也叫汗布组织。纬平纹针织是纬编针织物的原组织，大多数的纬平纹针织物都具有纬平纹针织物的部分甚至全部特性。纬平纹针织物线圈结构受到纵向或横向外力拉伸时，线圈形态会产生变形；受纵向外力拉伸时，纱线从圈弧移至圈柱；受横向外力拉伸时，纱线从圈柱移至圈弧。所以，纬平纹针织物的纵向变化和横向变化都很大，而且横向变形更明显。此外，纬平纹针织物的优点是比较轻薄且透气性好，缺点是线圈容易变形、脱散，而且边缘卷边严重。纬平纹针织物由于线圈结构比较简单，织物较为轻薄，在进行编织前，需要对纬编机器进行调试测试。为了保证不同混纺比纱线编织的针织物规格相同，应采用相同的上机参数进行编织。

3 纺纱过程及纱线性能

3.1 纺纱过程分析

本研究按照快速转杯纺纱的工艺流程进行纺纱，在整个过程中，严格控制各方面参数，如空气的湿度。资料表明，当空气湿度是65%～70%时，玉米纤维混纺纱线的成纱效果最好[3]。但在纺纱过程中发现，随着混纺比的不断加大，纱线的可纺性变差。当适当提高捻度后，可纺性得到了改善。

3.2 纱线的拉伸性能

研究还对混纺纱线进行了测试，得到纱线的基本物理性能，如表1所示。

前人的研究结果表明，玉米纤维/棉纤维混纺纱的强度与混纺比的关系类似于聚酯纤维/棉纤维混纺纱，即混纺纱的强度并不是随着玉米纤维占混纺比例的增加而增加，而是随着玉米纤维占混纺比例增加，开始有一点增加，然后下降，再上升，纱线强度曲线有明显的下凹点，本研究的结果也出现了下凹点，因为玉米纤维与棉纤维的断裂伸长率不同，受外力拉伸作用时，两种纤维不是同时断裂的，且棉纤维断裂时，玉米纤维的断裂强力比棉纤维还低。

4 织物性能

4.1 玉米纤维混纺针织物基本性能

在德国Stoll公司GMS系列的电脑横机上成功织成3种混纺比例的4块试样，布面平整均匀，织物规格如表2所示。

表1 玉米纤维混纺纱线的性能比较

表2 玉米纤维混纺针织物规格

4.2 玉米纤维混纺针织物抗起毛起球性

针织面料做成的服装，在穿着过程中，会不断受到各种外力和其他媒介物的摩擦作用，经常会出现损坏，在此之前，会出现起毛或者起球现象。针织物表面的起毛起球问题，通常在天然纤维和人造化学纤维织物上出现。针织物起毛起球的过程可分为起毛、毛羽纠缠成球、毛球脱落3个阶段。

针织物的起毛起球直接影响织物的外观效果，针织物表面起毛起球后，给人一种旧且不整洁的感觉，所以，如果要进行混纺针织物的编织，应充分考虑混纺比对织物抗起毛起球能力的影响。此外，为了降低织物表面的起毛起球程度，可以在生产中适当提高编织用纱线的捻度。

5 结语

（1）本研究使用玉米纤维与棉纤维成功纺出混纺纱线，并顺利编织出玉米纤维混纺针织物。同时，为了与纯棉织物进行对比，也纺制了相同参数的纯棉纱线，并编织了针织物。

（2）实验结果表明，玉米纤维/棉混纺针织物的表面抗起毛起球能力与混纺比例有很大关系，混纺针织物的抗起毛起球能力会随着织物中玉米纤维含量的增加而降低，混纺比大的混纺针织物起毛起球现象严重。

（3）研究发现，混纺比对玉米纤维混纺针织物的延伸性能有影响，针织物的延率性随着玉米纤维含量的增加而提升。前3种试样的实验结果通过曲线拟合可以得到公式：y=5.067lnx+30.694，x为玉米纤维含量，y为针织物的延伸性，其中，R2=0.993 8。由此可见，曲线的符合性很好。

（4）通过比较织物的拉伸回复率可知，混纺比对织物的拉伸回复性有影响，但是没有特别明显的规律。

（5）在纺纱过程中，随着玉米纤维含量的增多，出现纱条缠绕分梳辊的现象，采用点动的方式进行并条，纺制了3种混纺比例的纱线。但再继续加大混纺比，转杯纺纱能力降低，故未能对更多参数进行研究。