【 摘 要 】实测分析木棉 /棉混纺纱和纯棉纱的性能,发现木棉混纺纱强力较低,但均匀度好,成本低,是一种可开发的新型纱。
【 关键词 】木棉 /棉混纺纱 强度 断裂伸长率 均匀度 毛羽
1 .引言
一直以来, 木棉纤维因其长度较短、强度低、抱合力差和缺乏弹性,难以单独纺纱,导致其在纺织方面的应用具有很大的局限性。但是木棉纤维具有一些其它天然纤维和合成纤维所不具备的优势,如体积重量轻、薄壁中空结构和不含有农药等化学残留物等。在崇尚服装材料天然和环保的今天,有必要重新审视其应用价值。
木棉纤维是锦葵目木棉科内几种植物的果实纤维,属单细胞纤维,其附着于木棉蒴果壳体内壁,由内壁细胞发育、生长而成。一般长约 8 ~ 32mm 、直径约 20 ~ 45 μ m 。纵向外观呈圆柱型,表面光滑,不显转曲;截面为圆形或椭圆形,中段较粗,根端钝圆,梢端较细,两端封闭,细胞中充空气。纤维的中空度高达 80 %左右。
木棉纤维的主要产地为热带美洲和东南亚地区, 目前应用的木棉纤维主要指木棉属的木棉种、长果木棉种和吉贝属的吉贝种这 3 种植物果实内的绵毛 [1] 。我国的木棉纤维主要来自于木棉属的木棉种,应用较少。 吉贝种 是 速生落叶乔木,主要产于印度尼西亚、尼日利亚、美国等,典型品种为爪哇木棉,我国海南、云南、广西等地有引进栽培 [2] 。
当前 木棉纤维的主要应用方面包括吸油材料、浮体材料、保暖材料和其他填充材料 [ 4] 。 本文实验所用木棉纤维为印度尼西亚的爪哇木棉, 研究着眼于木棉混纺纱与纯棉纱的性能比较,以预测不同比例的木棉 / 棉混纺纱线的可能应用领域。
2 .实验
2.1 试样
实验所用木棉 / 棉混纺纱为上海攀铭企业发展有限公司提供的转杯纺纱。
对比的纯棉纱为浙江某企业的牛仔布生产用纱。
其中木棉混纺纱中所混木棉纤维具体特征如下:纤维细度: 12129Nm ;纤维手扯长度: 21.2mm ;纤维横截面:细长腰圆型、有中腔;纤维回潮率: 9.4% 。
表 2 为木棉和棉的混纺比例和所纺纱支。
表 2 木棉和棉的混纺比例和所纺纱支
试样编号 |
tex |
英支 |
混纺比例
( 棉 : 木棉 ) |
1 |
58.3 |
10 s |
100 : 0 |
2 |
58.3 |
10 s |
60 : 40 |
3 |
58.3 |
10 s |
33 : 66 |
4 |
36.4 |
16 s |
100 : 0 |
5 |
36.4 |
16 s |
60 : 40 |
6 |
27.8 |
21 s |
100 : 0 |
7 |
27.8 |
21 s |
33 : 66 |
2.2 实验条件 [5]
纱样:由吸湿达到调湿平衡 24 小时
实验环境:温度 20 ℃ ± 2 ℃ , 相对湿度 65% ± 3%
纱线强度和断裂伸长率在 XL-1 纱线强伸度仪上测试,测试长度 50cm ,速度 500mm/min ,每种纱样各测试 40 次。
纱线均匀度、疵点、细节、粗节在 YG135G 条干均匀度测试分析仪上进行,速度 400m/min ,测试长度 400 米。
纱线毛羽在纱线电子检测仪( EIB-S )上进行,速度 50m/min 。
参照国家纺织行业标准 FZ12001-92 分等标准对纱的质量进行评价。
3 实验结果分析
3.1 细纱条干不匀率
表 3 为纱线的不匀率、粗节、细节和毛粒比较。由表 3 知:当木棉含量低于 50% 时,混纺纱比纯棉纱的条干好,可做机织和针织用纱。木棉含量超过 50% 后,不匀率增加。
混纺纱的粗细节均比纯棉纱要少,尤其是毛粒数量大幅度降低。
针织纱要求纱线均匀 ,条干好,所以混纺纱更适合做针织用纱。
3.2 纱线强度和断裂伸长度
如表 4 所示,木棉混纺纱比纯棉纱强力低。 60 : 40 混纺纱强力约降低 9% 左右;木棉纤维含量超过 50% 后,强力下降幅度达 45% 左右。
混纺纱强度下降可能是因为木棉纤维外壁光滑,表面摩擦性能低,导致纱线中纤维之间的滑移增加,使纱线强力下降。同时木棉单纤维强力较低,长度短,其短绒率的增加使成纱中分担外力的长纤维减少,也使纱强下降。纱线不匀率的增加也是纱线强力降低的因素之一。
表 3 细纱条干不匀率、粗节、细节和毛粒比较
试样
编号 |
tex |
纱支 |
混纺比例
( 棉 : 木棉 ) |
CV(%) |
机织纱
标准等级 |
针织纱
标准等级 |
细节
(km) |
粗节
(km) |
毛粒
(km) |
1 |
58.3 |
10 s |
100 : 0 |
13.98 |
2 |
2 |
2 |
48 |
1000 |
2 |
58.3 |
10 s |
60 : 40 |
12.11 |
1 |
1 |
0 |
40 |
40 |
3 |
58.3 |
10 s |
33:66 |
14.72 |
2 |
2 |
0 |
40 |
58 |
4 |
36.4 |
16 s |
100 : 0 |
15.11 |
2 |
2 |
20 |
110 |
305 |
5 |
36.4 |
16 s |
60 : 40 |
13.47 |
1 |
1 |
5 |
28 |
110 |
6 |
27.8 |
21 s |
100 : 0 |
15.62 |
2 |
2 |
145 |
202 |
422 |
7 |
27.8 |
21 s |
33:66 |
16.00 |
2 |
2 |
40 |
130 |
295 |
表 4 细纱断裂强度和断裂伸长率
试样
编号 |
tex |
纱支 |
混纺比例
( 棉 : 木棉 ) |
单纱断裂强度 (cN/tex) |
机织纱
标准等级 |
针织纱
标准等级 |
断裂伸长率
(%) |
1 |
58.3 |
10 s |
100 : 0 |
11.20 |
优 |
优 |
5.85 |
2 |
58.3 |
10 s |
60 : 40 |
10.29 |
优 |
优 |
6.35 |
3 |
58.3 |
10 s |
33:66 |
6.07 |
三 |
三 |
4.0 |
4 |
36.4 |
16 s |
100 : 0 |
8.90 |
优 |
优 |
4.0 |
5 |
36.4 |
16 s |
60 : 40 |
8.13 |
优 |
优 |
4.7 |
6 |
27.8 |
21 s |
100 : 0 |
7.87 |
优 |
优 |
3.94 |
7 |
27.8 |
21 s |
33:66 |
4.94 |
三 |
三 |
3.12 |
同时由表 4 知纱支相同时,当木棉纤维含量低于 50% 时,混纺纱比全棉纱断裂伸长率高。这可能是因为木棉纤维密度小,纤维之间容易折叠纠缠,当纱线受力伸长时,折叠的纤维会伸直;同时木棉纤维表面光滑,纤维伸直后会使纤维间的滑移增加,从而断裂伸长率增加。
木棉含量超过 50% 后,断裂伸长率降低。其原因除纤维滑移之外,短绒率对纱线的影响较大。短绒率对转杯纱强力和条干影响很大。木棉纤维短绒率高,随着其含量的增加,短绒率增加,这些极短的纤维在纺杯中积聚会引起条干不匀率增加和断头。
3.3 细纱毛羽
表 5 细纱毛羽数
试样
编号 |
tex |
纱支 |
混纺比例 |
毛羽数 /m |
( 棉 : 木棉 ) |
1mm |
2mm |
3mm |
3mm 以上 |
1 |
58.3 |
10 s |
100 : 0 |
118.5 |
7.03 |
0.41 |
0.11 |
2 |
58.3 |
10 s |
60 : 40 |
489.1 |
21.18 |
1.30 |
0.23 |
3 |
58.3 |
10 s |
33:66 |
478.6 |
27.81 |
1.92 |
0.38 |
4 |
36.4 |
16 s |
100 : 0 |
151.4 |
6.24 |
0.32 |
0.04 |
5 |
36.4 |
16 s |
60 : 40 |
283.83 |
9.64 |
0.51 |
0.07 |
6 |
27.8 |
21 s |
100 : 0 |
154.76 |
6.88 |
0.35 |
0.03 |
7 |
27.8 |
21 s |
33:66 |
224.57 |
11.59 |
0.49 |
0.08 |
图 1 纱线毛羽数量比较
从表 5 和图 1 知木棉混纺纱中 3mm 以下毛羽数量明显增加,均在 1.5 倍以上。纱支越低毛羽数增加越明显,其中 10 s 纱 1mm 长度的毛羽数增加约 3 倍左右。这是因为纱线的毛羽与纤维细度和长度有关。木棉纤维长度短容易产生毛羽。同时纱线内纤维根数增多,头尾数也越多,其它条件一样的情况下的毛羽数也越多。 以上数据表明混纺纱不适合做表面光洁,滑爽率度高的织物,但适合做一些起绒织物或要求手感蓬松柔软的织物。
【 参考文献 】
[1] 李虬 , 陈惠明 . 木棉科植物引种及繁殖研究 . 广东园林 ,1996,4:10~13
[2] 中国科学院中国植物志编辑委员会 . 中国植物志 ( 第四十九卷第二分册 ). 北京 : 科学出版社 ,1984:102~111
[ 4] 木棉纤维的特征与应用前景 肖红,于伟东,施楣梧
[5] 余序芬 纺织材料实验技术 中国纺织出版社
:
[(1东华大学 纺织学院,200051)(2上海攀铭企业发展有限公司)孙景侠1 王府梅1 刘维1 晏国馨2] |