菠萝叶纤维与棉纤维纺织物的性能范文

《棉纺织技术杂志》2016年第4期

摘要:

分析几种菠萝麻混纺织物的性能。试织了7中不同规格的菠萝麻混纺织物;测试了各试样的透气性、透湿性、耐磨性、顶破强力及起毛起球性，分析对比不同混纺比、织物组织和密度对织物性能的影响。试验表明:随着菠萝麻纤维含量的增加，织物耐磨性、顶破强力、透气性、透湿性均有改善，而起毛起球性严重;斜纹织物透气、透湿、起毛起球性好，而耐磨性、顶破强力差。认为:菠萝麻混纺织物可应用于夏季汽车坐垫织物。

关键词:

菠萝麻纤维;棉纤维;混纺比;透气性;耐磨性;顶破强力;起毛起球性

菠萝麻纤维是从菠萝叶片中提取的新型环保天然纤维，其织物具有抗菌防臭、良好吸湿透气、坚挺耐磨等特点，属于功能性生态纺织品［1］。在可纺性方面，由于单纤维长度短，不能直接用于纺纱，因此采用半脱胶方法制成工艺纤维，将较短的单纤维黏连成满足纺纱工艺的长纤维。近年来，纺织技术的进步对菠萝麻纤维的处理也有改善，可以成功地利用不同的纺纱技术纺制出菠萝麻纯纺纱和混纺纱［2-5］，菠萝麻混纺织物的应用逐渐拓宽。本文以菠萝麻纤维与棉纤维的混纺纱和纯棉纱为原料，根据装饰类织物的特性及要求，设计开发不同组织、密度及风格特征的菠萝麻纤维混纺织物，应用于夏季汽车坐垫织物。

1织物规格设计

本试验采用三种纱，分别为菠萝麻/棉50/5058tex纱(断裂强度14．52cN/tex，断裂伸长率9．64%，条干CV10．05%)、菠萝麻/棉60/4058tex纱(断裂强度16．26cN/tex，断裂伸长率9．93%，条干CV11．6%)和纯棉58tex纱(断裂强度14．2cN/tex，断裂伸长率10．05%，条干CV8．56%)。混纺纱断裂强度及断裂伸长率均可满足织造工艺要求，可省略浆纱工序。合理的织物组织及经纬密是纺织品质感纹理的基础。根据装饰用织物的结构特点，我们以简单实用为基本原则，设计了平纹、方平与经山斜纹三种织物组织，通过改变混纺纱在织物中的排列及经纬密，试织了7种不同试样。试样在Y200S型小样织机上织造，参考车饰用纺织品的性能要求，试样规格见表1。

2织物性能测试

我国用于汽车内饰的织物品种较多，包括机织物和针织物。汽车内饰织物需要具有舒适性、功能性和装饰性等。对于舒适性，主要考虑织物的手感、摩擦阻力、透气透湿及织物气味等性能。我们选用菠萝麻和棉纤维为原料，纤维本身具有良好的抗菌防臭、吸湿透气等特点，功能性主要参考织物的耐磨耐用、抗起毛起球性能，最后根据织物组织设计，满足装饰用的风格要求［6］。

2．1织物耐磨性能测试与分析织物的耐磨性是指织物抵抗摩擦而损坏的性能。座椅类织物在使用过程中经常要与接触物体发生摩擦，如沙发套与外衣之间的摩擦，汽车坐垫与服装之间的摩擦。通过对被损坏原因的研究发现，70%的破坏是因磨损引起的，所以织物的耐用性主要决定于织物的耐磨性。织物在使用中因受摩擦损坏的方式很多，而且在摩擦的同时还受物理、化学、生物、热以及气候的影响。因此，测试织物的耐磨性，为了尽可能地接近织物在实际使用中受摩擦而损坏的情况，本试验参考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》，采取平磨的测试方法，使用YG522型圆盘式织物平磨仪，选择A-150型砂轮和250g加压重锤，磨损转数取200圈，每种织物试验5次，取其质量损失率的平均值作为各种织物耐磨性的评定指标。试样1至试样7质量损失率依次为0．596%、0．472%、0．987%、0．796%、0．372%、0．625%、0．317%。试样1至试样3测试数据表明，当织物组织结构和经纬密一定时，随着菠萝麻纤维含量的增加，混纺织物的质量损失率减小。这是由于菠萝麻纤维的线密度及纤维长度都较棉纤维高，而本试验采用平磨测试方法，在一定范围内，较粗的纤维比较耐平磨。另外，菠萝麻纤维的力学性能优于棉纤维，混纺织物中菠萝麻纤维含量越高，织物耐磨损性能越好。试样1、试样4、试样5数据表明，相同混纺比和经纬密时，平纹织物耐磨性最好，其次是方平织物和斜纹织物。试样1、试样6、试样7数据表明，织物成分和组织结构相同时，经密较大的磨损率较低，织物耐平磨性几乎随织物单位面积质量的增加而呈线性增大［7］。

2．2织物的顶破性能测试与分析织物的顶破性能反映了织物的强伸性能，如沙发或座椅的棱角处对座套或坐垫的力类似于顶破。本试验采用YG031型电子织物顶破仪进行测试，织物1至织物7的顶破强力依次为600N、633N、555N、665N、575N、565N、623N。试验表明，织物的顶破强力随着混纺织物中菠萝麻纤维含量的增加而增大。这是因为菠萝麻纤维的强伸性优于棉纤维;织物经纬密越大，单位面积内承受破坏力的纱线根数越多，织物承受顶破能力越强;织物组织对织物顶破强力也有一定的影响。因此试验中方平组织织物的顶破性能最好，平纹织物次之，斜纹织物的顶破强力最小。斜纹织物结构最为疏松，抗顶破能力最差。

2．3织物的起毛起球性测试与分析织物摩擦后起毛起球的程度称为起毛起球性。起毛起球不但影响织物的外观和手感，还影响织物的表面摩擦、抱合性与耐磨性。试验采用YG502型圆轨迹起毛起球仪，依据GB/T4802.1—2008《织物起毛起球性能的测定第1部分圆轨迹法》测试，织物1至织物7的单位面积起球个数依次为3．72个/cm2、3．89个/cm2、3．50个/cm2、3．92个/cm2、3．85个/cm2、3．82个/cm2、3．67个/cm2。影响织物起毛起球的因素有很多，如纤维的性质、纱线的结构、织物组织等。试样1至试样3随着菠萝麻纤维含量的增加，起球个数较多，因为菠萝麻纤维的表面粗糙，摩擦因数大，摩擦中有利于握持后的抽拔，纠缠成球。试样1、试样4、试样5显示，测试平纹织物抗起毛起球性能最好;试样1、试样6、试样7显示，织物的密度越小，起球个数越多，这和织物结构有关，若织物蓬松，交织点少，浮长线长，则有利于起毛量和起毛长度的增加，容易形成毛球。

2．4织物的舒适性测试与分析

2．4．1织物的透气性测试与分析织物透气性即为气体分子通过织物的性能，影响着织物的穿着舒适性，如隔热、保暖等，通常用透气率表示［8］。本试验采用YG461E型数字式透气量仪。试样大小为20cm×20cm。试样1至试样7透气率依次为525．88mL/(cm2·s)、577．84mL/(cm2·s)、498．56mL/(cm2·s)、565．72mL/(cm2·s)、602．35mL/(cm2·s)、582．30mL/(cm2·s)、495．62mL/(cm2·s)。影响织物透气性的因素有很多，本质上与织物的孔隙大小、织物的体积分数、厚度等相关。本试验中试样1、试样2、试样3的透气率显示，试样2中菠萝麻纤维含量最高，透气性能最好;主要原因是菠萝麻纤维截面为不规则的锯齿形，截面上布满了许多大小不一的孔隙，纵向形态平直，表面有许多微细沟槽，即菠萝麻纤维内的孔隙比棉纤维的多，结构疏松，透气性能较好。对比试样1、试样4、试样5，试样5即斜纹织物的透气率最高;试样1、试样6、试样7表明，织物密度越小，织物透气性能越好。这是因为织物的结构不同，其空隙亦不同。当织物孔隙分布变异较大时，织物的通透性更多地取决于大孔径孔数的多少，而不是小孔径孔数的多少，当织物孔隙分布均匀时，其通透性取决于平均孔径，也就是取决于纱线间孔隙的大小。

2．4．2织物的透湿性测试与分析织物的透湿性是指织物透过水汽的性能。透湿性是织物的一项重要舒适性指标，直接关系到织物排放汗气的能力。对车饰座椅类织物进行透湿性测试是十分必要的，只有具有了良好的透湿性，才能具有良好的排放汗气的能力。本试验依据GB/T12704．1—2009《纺织品织物透湿性试验方法第1部分吸湿法》，采用透湿杯吸湿法进行测试，测试选用YG601-Ⅰ/Ⅱ型电脑式织物透湿仪。试样1至试样7透湿率依次为152．17g/(m2·h)、172．53g/(m2·h)、132．45g/(m2·h)、176．35g/(m2·h)、186．34g/(m2·h)、168．56g/(m2·h)、138．42g/(m2·h)。纱线性质和织物结构是影响织物透湿性的主要因素。本试验中，试样1、试样2、试样3的纱线原料不同，菠萝麻纤维含量较高的试样2透湿性能最好。因为菠萝麻纤维的吸湿性良好，而且吸放湿速率较快，是理想舒适的夏季坐垫用材料。对比试样1、试样4、试样5，试样5的透湿性能最好;试样1、试样6、试样7表明，织物结构越疏松，越利于织物吸湿，织物的透湿性也越好。织物结构紧密，纤维吸湿能力降低，纤维的孔隙减少，织物的透湿性下降。

3结论

(1)随着织物中菠萝麻纤维含量的增加，织物的耐磨性、顶破强力、透气性、透湿性均有改善的趋势，而织物的抗起毛起球性则下降。

(2)织物组织是纺织品设计的重要因素，对织物的外观效果、舒适性都有很大的影响。本试验选用的斜纹织物透气、透湿性等指标较好，但耐磨、抗起毛起球及顶破性能较差;所用平纹织物的耐磨性能较好，透湿、透气性能略差。

(3)织物的密度对于纺织品的各项性能都有着一定的影响，织物的透气性、透湿性与织物的密度密切相关。本次测试，在其他因素相同的条件下，密度较大的织物透气性、透湿性较差，耐磨性、顶破强力、抗起毛起球性均较好。

参考文献:

［1］勤宝．新型天然纤维———菠萝麻［J］．纺织装饰科技，2007(1):5．

［2］王红，刑声远．菠萝叶纤维的开发及应用［J］．纺织导报，2010(3):52-54．

［3］连文伟，张劲，薛忠，等．菠萝叶纤维与其它植物纤维的吸湿性能对比测试及分析［J］．绿色科技，2014(10):78-82．

［4］姚桂芬，刘海文．芦荟改性粘胶衬衫用织物性能研究［J］．棉纺织技术，2014，42(1):31-34．

［5］陈爱珍，李焰．舒弹丝棉混纺织物透通性能研究［J］．棉纺织技术，2015，43(2):21-24．

［6］序启，栋洪华．提高汽车内饰织物质量的途径［J］．大众标准化，2005(12):28-30．

［7］于伟东．纺织材料学［M］．北京:中国纺织出版社，2006:312．

［8］黄紫娟，崔春燕，潘晨阳．毛织物透气性能与织物结构参数的灰色关联性［J］．毛纺科技，2015(2):13-16．

作者：陈振宏 刘君妹 张威 安宗华 单位：河北科技大学