羊毛纤维直径对织物服用性能的影响

羊毛纤维直径对织物服用性能的影响
杨陈
【摘要】选取3种不同直径的羊毛纤维,分别纺制成3种线密度为19.6 tex的双线合股纱,并织成3种不同规格的羊毛织物.通过测试不同规格羊毛纱线及其织物的条干均匀度、力学性能及吸放湿性能,研究了羊毛纤维直径对织物服用性能的影响.【期刊名称】《国际纺织导报》
【年(卷),期】2018(046)004
【总页数】3页(P16-18)
【关键词】羊毛纤维;直径;条干均匀度;力学性能;吸放湿性能
【作者】杨陈
【作者单位】江西服装学院服装工程学院中国
【正文语种】中文
羊毛纤维直径直接影响织物的力学性能、吸湿导汗性和手感舒适性等服用性能[1-3]，对羊毛服饰的加工设计具有重要的意义[4-6]。

本文对由不同直径羊毛纤维纺制的纱线及其织物的服用性能进行了测试与分析，为高档羊毛服饰的设计与开发提供参考和借鉴。

1 试验
1.1 材料与仪器
试验用羊毛纤维为澳大利亚羊毛，平均直径分别为19.56、 24.13和28.72 μm。

试验用仪器有梅特勒托利多AL204型电子分析天平、YG136A型条干仪、AHS-1947型热风循环烘箱、BYH-225型标准型恒温恒湿试验箱和INSTRON 5590型万能材料试验机。

1.2 试验方法
1.2.1 羊毛纱线及其织物的制备
将3种不同直径的羊毛纤维分别纺制成线密度为19.6 tex的双线合股纱，纱线的
捻系数为94捻/10 cm。

然后，将上述纱线分别织成经纱密度为420根/10 cm，纬纱密度为360根/10 cm的1/1平纹织物、3/1斜纹织物和5/3纬面缎纹织物。

1.2.2 条干均匀度测试
分别测试3种纱线的条干均匀度，测试速度为200 m/min，每种纱线测试30组，结果取平均值。

1.2.3 力学性能测试
将3种不同规格的羊毛纱线及其织物放置到温度为(20±1)℃、相对湿度为(65±1)%的恒温恒湿试验箱中(标准环境)，静置24 h。

调湿羊毛织物，并将其沿经向裁剪
成长250 mm、宽50 mm的试样，分别测试羊毛纱线及其织物的断裂强力与断
裂伸长率。

在1%、 3%、 5%的定伸长条件下，分别测试羊毛纱线及其织物的弹
性回复率。

每个指标测试30组，结果取平均值。

——测试条件：羊毛纱线的夹持长度为100 mm，羊毛织物的夹持长度为200 mm，纱线与织物的拉伸速度均为20 mm/min，拉伸方式均为CRE拉伸。

1.2.4 吸放湿性能测试
吸放湿性能是服装吸湿导汗性能评价的重要指标之一，因此对吸放湿性能的测试具有重要意义。

——吸湿性能测试：将不同规格的羊毛纤维、羊毛纱线及其织物试样放置在温度
为(105±1)℃的烘箱中干燥至恒定质量后，分别称取10 g干燥后的试样放置到标
准环境的恒温恒湿试验箱中。

测试并记录各试样吸湿回潮到恒定质量所需的时间及恒定质量后试样的质量，计算试样吸湿回潮前后的质量差与质量比，以表征试样的吸湿性能。

——放湿性能测试：将不同规格的羊毛纤维、羊毛纱线及其织物试样放置在温度
为(105±1)℃的烘箱中干燥至恒定质量后，分别称取10 g干燥后的试样放置到标
准环境的恒温恒湿试验箱中，当回潮均达到50%时，测试并记录各试样干燥至恒
定质量所需的时间。

吸放湿性能指标测量均测试30组，结果取平均值。

2 结果与讨论
2.1 条干均匀度
由不同直径羊毛纤维纺制的羊毛纱线的条干
CV值如表1所示。

表1 不同直径羊毛纤维纺制的羊毛纱线的条干CV值羊毛纤维平均直径/μm羊毛
纱线条干CV值/%19.5611.2424.1312.5628.7213.95
由表1可知，羊毛纱线的条干均匀度随羊毛纤维直径的增加而降低。

分析其原因：根据短纤维成纱的极限不匀率理论[7]，在理想状态下，可将纱条假设为短纤维随
机的排列，而该短纤维随机排列的不匀率的数值与纱条横截面上的纤维平均根数的平方根成反比。

即纤维根数越多，随机排列的不匀率越小，纱线的条干均匀度越好。

根据Martindale公式[8]，纺纱所用纤维的直径越小，纱线线密度不匀率越小，纱线的条干均匀度越好。

2.2 力学性能
由不同直径的羊毛纤维织造的羊毛纱线的力学性能指标如表2所示。

不同规格羊
毛织物的力学性能指标如表3所示。

表2 不同规格羊毛纱线的力学性能测试结果羊毛纤维平均直径/μm羊毛纱线强伸
性能羊毛纱线弹性回复率/%断裂强力/cN断裂伸长率/%1%定伸长3%定伸长5%定伸长
19.56273.096.8598.795.392.524.13261.156.1196.293.690.328.72205.575.629 5.389.585.1
由表2可知，羊毛纱线的断裂强力、断裂伸长率及弹性回复率均随着羊毛纤维直
径的增加而降低。

这主要是因为，在纱线线密度相同的条件下，羊毛纤维直径越小，纱线横截面积内纤维的根数越多，纱线内部纤维间抱和力越大；纱线的条干均匀度越好，纱线的粗细节越少，纱线的强力弱环越少。

因此，纤维越细，羊纺纱线的力学性能越好。

表3 不同规格羊毛织物的力学性能测试结果羊毛织物组织羊毛纤维平均直径
/μm19.5624.1328.72断裂强力/N断裂伸长率/%1%定伸长3%定伸长5%定伸长断裂强力/N断裂伸长率/%1%定伸长3%定伸长5%定伸长断裂强力/N断裂伸长
率/%1%定伸长3%定伸长5%定伸长1/1平纹
691.922.9399.197.594.3672.263.5298.695.291.2651.354.1497.292.489.53/1
斜纹
682.133.6198.296.393.7660.324.2997.194.589.6641.655.0495.992.286.95/3
纬面673.34.3795.892.590.2651.005.5693.591.387.7635.286.6891.989.484.8
由表3可以看出，在纱线线密度及定伸长相同的条件下，羊毛织物的断裂强力及
弹性回复率随着织物浮长线的增加而降低，而断裂伸长率则随着织物浮长线的增加而增加。

而在定伸长相同的条件下，羊毛纤维直径越大，羊毛织物的弹性回复率下降幅度越高。

由此可知，纤维直径较小的羊毛织物的尺寸保型性优于纤维直径较大的羊毛织物。

2.3 吸放湿性能
不同规格的羊毛纤维、羊毛纱线及其织物的吸放湿性能测试结果见表4。

由表4可
知，在同等试样测试条件下，羊毛纤维的吸湿回潮率及吸、放湿速率随羊毛纤维直径的增加而降低。

这是由于在质量相同的条件下，羊毛纤维直径越小，纤维的比表面积越大，纤维吸、放湿速率越快，纤维羊毛纤维直径越小，吸湿回潮能力越强。

而在同一纤维直径下，羊毛纤维、羊毛纱线及其织物的吸湿回潮率及吸、放湿时间的排列次序均为：羊毛纤维<羊毛纱线<5/3纬面缎纹织物<3/1斜纹织物<1/1平纹织物。

这是由于相对于单纤维，纱线纤维的微空间增加，提高了纱线纤维的吸湿回潮能力。

5/3纬面缎纹织物、3/1斜纹织物、1/1平纹织物的浮长线依次减小，织物组织点依次增多，因此增加了织物吸湿回潮的能力。

同时从吸、放湿的时间测试结果可知，羊毛纤维、羊毛纱线及其织物的吸湿速率均高于放湿速率。

表4 不同规格羊毛纤维、羊毛纱线及其织物的吸放湿性能测试结果项目羊毛纤维
平均直径/μm19.5624.1328.72吸湿回潮率%吸湿时间/s放湿时间/s吸湿回潮率%吸湿时间/s放湿时间/s吸湿回潮率%吸湿时间/s放湿时间/s羊毛纤维13.423 1297 32011.044 0808 2399.735 2208 527羊毛纱线15.344 6237 95012.466 4978 62110.957 8918 8931/1平纹织物19.687 0159 82317.248 89311 03714.0510 10312 0563/1斜纹织物18.916 2378 63516.237 8469 42412.958 59310 3035/3纬面缎纹织物17.115 9367 82615.937 0168 60111.128 2199 129
3 结语
通过测试不同规格羊毛纱线及其织物的条干均匀度、力学性能及吸放湿性能，可得以下结论。

——羊毛纱线的条干均匀度、力学性能及吸湿回潮率随羊毛纤维直径的增加而降低；吸、放湿时间随羊毛纤维直径的增加而增加。

——羊毛织物的力学性能及吸湿回潮率随羊毛纤维直径的增加而降低，而吸、放
湿时间随羊毛纤维直径的增加而增加；在羊毛纤维直径相同的条件下，羊毛织物的
吸湿回潮率及吸、放湿时间随着织物浮长线的增加而减小；同时，羊毛纤维、羊毛纱线及其织物的吸湿速率均高于放湿速率。

基金项目：
1. 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ161203)
2. 江西省文化艺术科学重点研究基地中华服饰文化研究中心资助项目
(YG2016354B)
参考文献
【相关文献】
[1] 朱明辉.不同细度超细羊毛纤维的压缩弯曲性能研究[D].西安：西安工程大学，2016.
[2] 李海涛，徐艳龙，蒋芳，等.不同细度羊毛的吸湿性能研究[J].毛纺科技，2013， 41(10)： 49-52.
[3] 黄范范.细羊毛超声波洗毛工艺研究及其损伤表征[D].上海：东华大学，2016.
[4] 李璐.细度对羊毛纤维形态及性能的影响[J].辽宁丝绸，2016 (4)： 4-5.
[5] 李璐.细度及易护理处理方式对羊毛性能影响的研究[D].北京：北京服装学院，2017.
[6] 王维，李伟，赵伟，等.拉细羊毛纤维的特征和产品加工性能[J].毛纺科技，2003 (5)： 17-21.
[7] 于伟东，储才元.纺织物理[M].上海：东华大学出版社，2002.
[8] MARTINDALEJ G. A new method of measuring the irregularity of yarns with some observartions on the origin of irregularity in worsted slivers and yarns[J]. Journal of the Textile Institute， 1943，36:35-47。