肖 豐，李營建

（河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，鄭州 450007）

噴氣紡紗是一種技術(shù)成熟、科技含量高的現(xiàn)代紡紗加工技術(shù)，具有流程短、產(chǎn)量高、用工少、自動(dòng)化程度高、紗線質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)，受到越來越多紡織業(yè)人士的關(guān)注[1].使用噴氣紡紗開發(fā)研制生態(tài)纖維素纖維針織面料，將新纖維的優(yōu)點(diǎn)與新型紡紗的優(yōu)勢(shì)結(jié)合于一體，既擴(kuò)大了噴氣紡紗原料的適用范圍，又可提高產(chǎn)品的檔次，符合新產(chǎn)品開發(fā)的潮流[2].采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判法評(píng)價(jià)織物的質(zhì)量可以解決單一物理指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)所產(chǎn)生的分散性及可比性誤差較大的問題[3].為了全面推廣使用纖維素纖維混紡噴氣紗針織面料，本文測(cè)試了開發(fā)針織物的透氣性、透濕性、導(dǎo)濕性（芯吸效應(yīng)）、懸垂系數(shù)、頂破強(qiáng)度和耐磨性，用模糊數(shù)學(xué)的理論進(jìn)行評(píng)判，探討紗線結(jié)構(gòu)、纖維原料、織物組織規(guī)格對(duì)針織物性能的影響.

1 噴氣紡紗的原理及成紗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

噴氣紡紗屬于非自由端紡紗，它是利用兩級(jí)噴嘴噴射出的高速旋轉(zhuǎn)氣流，對(duì)牽伸裝置輸出的須條施加假捻，并使露在須條外面的頭端自由纖維包纏在紗芯上，形成噴氣紗線[4].高倍顯微鏡下可以看出，噴氣紗是復(fù)合性結(jié)構(gòu)，即一部分是無捻（或捻度很小）的芯紗，另一部分是包纏在芯紗外緣的包纏纖維.拉伸時(shí)包纏纖維對(duì)芯紗產(chǎn)生向心力，使纖維間的抱合力大大提高，從而使成紗具有一定強(qiáng)力.因此噴氣紗的結(jié)構(gòu)與環(huán)錠紗是截然不同的.噴氣紗具有以下特點(diǎn):①耐磨性能好.頭端自由纖維螺旋狀包纏在外，或者無規(guī)則捆扎在紗芯上，紗摩擦系數(shù)大，一般不易解體；②透氣性好.其結(jié)構(gòu)蓬松，芯纖維幾乎無捻，呈平行狀態(tài)，纖維間隙較大；③硬挺度大.直徑略粗，剛性大；④強(qiáng)力低，但強(qiáng)力不勻率小.

2 織物性能測(cè)試

影響織物性能的因素有很多，如纖維原料、紗線結(jié)構(gòu)[5]、織物組織及規(guī)格等.為了全面掌握產(chǎn)品的性能特點(diǎn)，更好的利用生態(tài)纖維素纖維，進(jìn)一步推廣使用噴氣紡紗，選擇了5種噴氣紗針織物，對(duì)其外觀舒適性能和耐用性能進(jìn)行測(cè)試，并與環(huán)錠紗針織物進(jìn)行對(duì)比分析.為了充分認(rèn)識(shí)紗線結(jié)構(gòu)對(duì)織物性能及風(fēng)格的影響，選擇環(huán)錠紗針織物，其使用的原料為纖維素纖維混紡或純棉，與開發(fā)產(chǎn)品的原料相近.

2.1 試樣規(guī)格

試樣規(guī)格如表1所示.

表1 試樣規(guī)格Tab.1 Specification of samples

2.2 性能測(cè)試

測(cè)試了織物的透氣性、透濕性、芯吸效應(yīng)、懸垂系數(shù)、耐磨性和頂破強(qiáng)度，測(cè)試結(jié)果見表2.

透氣性采用YG461數(shù)字式織物透氣量儀，按照GB/T 5453—1997的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試；織物透濕性采用YG501D型透濕試驗(yàn)箱，按照GB/T 12704—91的方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，選擇測(cè)試時(shí)間為30 min，再換算成24 h的透濕量；芯吸效應(yīng)采用YG871毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀，按照ZB W04019—1990試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試30 min的毛細(xì)上升高度，分別測(cè)試縱向和橫向；懸垂性采用YG811織物懸垂性測(cè)定儀，按照FZ/T 01045—1996試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試；耐磨采用YG401型平磨儀，按照GB 8690—88的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，磨擦次數(shù)為100次，以磨損前后織物的重量損失率來衡量織物的耐磨性；頂破強(qiáng)力采用HD026N電子織物強(qiáng)力儀，按照FZ/T 01030—1993頂破法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試.

表2 試樣性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果Tab.2 Result of samples properties measurement

3 織物綜合性能評(píng)價(jià)

考核織物性能的指標(biāo)有很多個(gè)，很難直觀地就某一個(gè)性能指標(biāo)評(píng)判織物綜合性能的優(yōu)劣，而且試樣的規(guī)格、原料、紗線結(jié)構(gòu)等不盡相同，帶有模糊性和不完全性.所以采用模糊線型加權(quán)變換進(jìn)行綜合評(píng)判[6]，可從整體上對(duì)噴氣紗針織物的性能做出評(píng)價(jià).

3.1 確定因素及其權(quán)重

根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)的思路，開發(fā)的噴氣紗針織物主要用以制作高檔針織內(nèi)衣和T恤衫，所以確定了透濕性、透氣性、芯吸、懸垂性、耐磨性和頂破強(qiáng)力作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立了因素集 U，U={U1，U2，U3，U4，U5，U6}.U1為透濕性，U2為透氣性，U3為芯吸值，U4為懸垂性，U5為耐磨性，U6為強(qiáng)伸性.

透濕性是織物透過水蒸汽的性能，無論冬天還是夏季，人體都在不斷散發(fā)汗氣，透濕性好的內(nèi)衣，能及時(shí)排除人體散發(fā)的水蒸汽，穿著舒適.透氣性是指空氣通過織物的能力，直接影響織物的服用性能，春夏季服裝要求應(yīng)有較好的透氣性.芯吸反映織物的導(dǎo)濕性能，導(dǎo)濕性能好，則傳遞液態(tài)水的能力強(qiáng)，能迅速排走汗液，降低人體表面的濕度.懸垂性能好的織物，可形成光滑流暢的曲面造型，具有良好的貼身性.頂破強(qiáng)力和耐磨性反映織物的耐用牢度.作為貼身穿的服裝面料，對(duì)舒適性要求較高，所以透濕性、透氣性、芯吸效應(yīng)對(duì)織物綜合性能具有重要影響，懸垂性對(duì)綜合性能的影響次之，耐磨性和頂破強(qiáng)力對(duì)綜合性能影響較小.

為了使上述因素更加客觀，特請(qǐng)9位專家對(duì)這幾種因素的重要性進(jìn)行判定，根據(jù)各因素相對(duì)重要性數(shù)據(jù)建立判斷矩陣.判斷矩陣R為:

根據(jù)判斷矩陣求出最大特征根所對(duì)應(yīng)的特征向量，所求特征向量即為權(quán)重分配，記為權(quán)重因子A=（0.381，0.282，0.181，0.084，0.041，0.032），即權(quán)重分配為透濕性0.381，透氣性0.282，芯吸0.181，懸垂性0.084，耐磨性0.041，強(qiáng)伸性0.032.

通過對(duì)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)，求得其隨機(jī)一致性比率CR=0.059.當(dāng)CR＜0.10時(shí)，即認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，說明權(quán)數(shù)分配是合理的[7].

3.2 綜合評(píng)價(jià)

因試樣性能指標(biāo)的單位、數(shù)量及不同，為便于比較，必須對(duì)每一項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)分別進(jìn)行歸一化即標(biāo)準(zhǔn)化處理，將數(shù)據(jù)壓縮到[0，1]閉區(qū)間內(nèi)，極值標(biāo)準(zhǔn)化公式為[7]:

因懸垂性和耐磨性測(cè)試數(shù)據(jù)與織物的綜合性能呈負(fù)相關(guān)，其標(biāo)準(zhǔn)化值取1－ui.

標(biāo)準(zhǔn)化處理后建立模糊矩陣P:

矩陣中第3列括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為橫向芯吸數(shù)據(jù).

織物性能的綜合評(píng)判可表達(dá)為矩陣B.

芯吸值分縱向和橫向，數(shù)據(jù)處理時(shí)，分別求出B值，然后取其平均值.

3.3 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)綜合評(píng)判值可以確定針織物綜合性能的優(yōu)劣.上述的 9 種織物綜合評(píng)判結(jié)果為:1#＞2#＞4#＞5#＞7#＞3#＞9#＞8#＞6#.

3.3.1 紗線結(jié)構(gòu)對(duì)織物性能的影響

1#～5#織物為噴氣紗織物，6#～9#織物為環(huán)錠紗織物.由此可以看出，噴氣紗織物的綜合性能普遍好于環(huán)錠紗織物.其主要原因是噴氣紗結(jié)構(gòu)蓬松，芯纖維無捻，纖維間隙較大，利于透過空氣和水蒸汽.因芯纖維幾乎呈平行狀態(tài)，也利于水分傳導(dǎo)，所以芯吸值也比較高；噴氣紗針織物的懸垂適度，比環(huán)錠紗針織物略差.噴氣紗的紗芯上捆扎有頭端自由纖維，從而使紗中纖維緊密抱合，這種成紗方法使噴氣紗剛性增大，故織物相對(duì)較硬，有身骨，具有仿麻的手感及硬挺度，可改善纖維素纖維環(huán)錠紗針織物柔軟有余，挺括不足的缺陷；環(huán)錠紗中纖維排列規(guī)則，多為圓錐、圓柱螺旋線狀分布（約占77%），摩擦?xí)r易解體.而噴氣紗外層是包纏纖維，為不規(guī)則分布狀態(tài)，不易解體.雖然噴氣紗強(qiáng)力偏低，逆向不耐磨，但成紗摩擦系數(shù)大，織成織物后，由于紗與紗間摩擦抱合性好，布身緊密，磨損支持面大，故耐磨性好，頂破強(qiáng)力提高.

3.3.2 纖維原料對(duì)織物性能的影響

1#～5#、8#～9#為纖維素纖維與棉混紡織物，6#～7#為純棉織物.混紡織物的綜合性能相對(duì)較為理想，這是因?yàn)樘旖z、莫代爾、竹漿纖維均屬于新型纖維素纖維，其回潮率高于棉纖維，使織物具有良好的導(dǎo)濕性能和透濕性能，排除厚度因素（3#號(hào)織物較厚，而7#號(hào)織物雖為棉織物，但較薄），其透氣性較為理想；天絲、莫代爾纖維強(qiáng)力強(qiáng)，接近合成纖維，所以，1#、2#、9#織物強(qiáng)力高，耐磨.竹漿纖維強(qiáng)力低，故其混紡織物的強(qiáng)力較純棉與天絲、莫代爾混紡織物低.如3#、6#和8#同為雙珠地，組織厚度接近，但3#和8#織物的強(qiáng)力小于6#號(hào)織物.1#、2#、4#、5#、7#和 9#織物厚度接近，但 4#、5#織物的強(qiáng)力低于 1#、2#、7#和 9#織物.

3.3.3 織物組織、結(jié)構(gòu)對(duì)織物性能的影響

由綜合評(píng)判結(jié)果可以看出，單面提花織物（1#、2#）的綜合性能最好，羅紋組織針織物（4#、5#）次之，雙珠地織物（3#、6#和8#）的綜合性能相對(duì)較差，緯平針織物（7#、9#）綜合性能好于雙珠地.單面提花織物較薄，克重輕.為形成花紋或斜紋線，織造時(shí)按照花型意匠圖，部分織針在某些路數(shù)中不參加編織，形成浮線，所以織物中縫隙較大，透濕性、透氣性和導(dǎo)濕性能理想；雙珠地針織物為集圈組織，通過有規(guī)律的配置集圈形成蜂巢狀的網(wǎng)眼，可增加織物的透氣性，但因其厚度大，影響了吸濕透氣性和懸垂性.如7#織物，為緯平棉織物，薄、克重輕，故其綜合性能反而比3#織物好.但珠地針織物的縱、橫向性能較接近，薄弱環(huán)節(jié)少，且織物較厚，故頂破強(qiáng)力高，耐磨性好；抽條雙羅紋（5#）織造時(shí)有規(guī)律的抽針，使紗線縫隙增大，所以與普通的雙羅紋（4#）相比，不僅外觀漂亮，而且透氣性改善；縱、橫向芯吸效果沒有明顯差異，大部分織物縱向略好于橫向，這主要由組織決定；輕薄型織物（7#）由于柔軟，其懸垂性好于厚型織物.厚重織物（3#、6#和8#）抵抗外力的能力強(qiáng)，故其頂破強(qiáng)度高.

4 結(jié)束語

由以上分析可以看出，噴氣紗針織物透氣透濕，芯吸效應(yīng)明顯，服用性能好.懸垂性比環(huán)錠紗針織物略差，織物挺括，可改善纖維素纖維環(huán)錠紗針織物柔軟有余，挺括不足的缺陷.噴氣紗表面摩擦大，織物內(nèi)部紗與紗間緊密抱合，使織物耐磨性提高，頂破強(qiáng)力接近環(huán)錠紗織物.因?yàn)槔w維素纖維噴氣紗針織物布面勻整，無歪斜，抗起球，涼爽透氣，有身骨，所以，適合制作針織T恤和內(nèi)衣.

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