木棉棉混紡紗性能的測試分析

　　孫景俠 王府梅 劉維 晏國馨（東華大學）
　　為擴大木棉纖維的開發和利用價值，介紹了木棉纖維的主要物理化學性質，實測對比分析了純棉紗和不同比例木棉與棉混紡紗的性能，發現木棉比例在50％以內時，雖然木棉棉混紡紗的強力較低，但條干均勻度好，可作為機織、針織用紗，且可降低成本。
　　1木棉及其主要性質
　　木棉纖維因其長度較短、強度低、抱合力差和缺乏彈性，難以單獨紡紗，導致其在紡織方面的應用具有很大的局限性。但是木棉纖維具有一些其他天然纖維和合成纖維所不具備的優勢，如體積質量小、薄壁中空結構和不含有化肥、農藥殘留物等。
　　木棉纖維是錦葵目木棉科內幾種植物的果實纖維，屬單細胞纖維，其附著于木棉蒴果殼體內壁，由內壁細胞發育、生長而成。一般長約8mm～32mm、直徑約20μm～45μm?？v向外觀呈圓柱型，表面光滑，不顯轉曲；截面為圓形或橢圓形，中段較粗，根端鈍圓，梢端較細，兩端封閉，細胞中充空氣。纖維的中空度高達80％左右。
　　木棉纖維的主要產地為熱帶美洲和東南亞地區，目前應用的木棉纖維主要指木棉屬的木棉種、長果木棉種和吉貝屬的吉貝種這3種植物果實內的綿毛。我國的木棉纖維主要來自于木棉屬的木棉種，應用較少。吉見種是速生落葉喬木，主要產于印度尼西亞、尼日利亞、美國等，典型品種為爪哇木棉，我國海南、云南、廣西等地有引進栽培。表1將木棉與棉的物理和化學性質進行了比較，其中木棉纖維的各項數據引自尼日利亞的爪哇木棉。
 

　　當前木棉纖維的主要應用方面包括吸油材料、浮體材料、保暖材料和其他填充材料。本文試驗所用木棉纖維為印度尼西亞的爪哇木棉，研究著眼于木棉混紡紗與純棉紗的性能比較，以預測不同比例的木棉棉混紡紗線的可能應用領域。
　　2木棉棉混紡紗與純棉紗性能對比試驗
　　2．1試樣
　　試驗所用木棉棉混紡紗為上海攀銘企業發展有限公司提供的轉杯紗。對比的純棉紗為浙江一企業的牛仔布用轉杯紗。其中木棉棉混紡紗中所混木棉纖維具體特征如下：纖維細度0．824dtex纖維手扯長度21．2mm，纖維回潮率9．4％。
 

　　表2為木棉和棉的混紡比例和所紡紗線密度。

　　2．2試驗條件
　　紗樣：由吸濕達到調濕平衡24h。試驗環境：溫度20℃±2℃，相對濕度65％±3％。紗線強度和斷裂伸長率在XL-1型紗線強伸度儀上測試，測試長度50cm，速度500mm／min，每種紗樣各測試40次。紗線均勻度、疵點、細節、粗節在YG135G型條干均勻度測試分析儀上進行，速度400m／min，測試長度400m。
　　紗線毛羽在紗線電子檢測儀(EIB-S)上進行，速度50m／min。參照國家紡織行業標準FZI2001一1992分等標準對紗的質量進行評價。
　　3試驗結果分析
　　3．1細紗條干不勻率

　　表3為紗線的不勻率、粗節、細節和毛粒比較。

　　由表3可知：當木棉含量低于50％時，混紡紗比純棉紗的條干好。木棉含量超過50％后，不勻率增加?；旒徏喌拇旨毠澗燃兠藜喴伲绕涫敲盗看蠓冉档?。針織紗要求紗線均勻，條干好，所以混紡紗更適合做針織用紗。
　　3．2細紗強度和斷裂伸長率
 

　　表4為細紗強度和斷裂伸長率數據。

　　由表4可知：混紡紗比純棉紗強力低。60：40混紡紗強力約降低9％左右；木棉纖維含量超過50％后，強力下降幅度達45％左右?；旒徏啅姸认陆悼赡苁且驗槟久蘩w維外壁光滑，表面摩擦性能低，導致紗線中纖維之間的滑移增加，使紗線強力下降。同時木棉單纖維強力較低，長度短，其短絨率的增加使成紗中分擔外力的長纖維減少，也使紗線強力下降。紗線不勻率的增加也是紗線強力降低的因素之一。
　　同時由表4知紗號相同時，當木棉纖維含量低于50％時，混紡紗比全棉紗斷裂伸長率高。這可能是因為木棉纖維密度小，纖維之間容易折疊糾纏，當紗線受力伸長時，折疊的纖維會伸直；另外木棉纖維表面光滑，纖維伸直后會使纖維間的滑移增加，從而斷裂伸長率增加。木棉含量超過50％后，斷裂伸長率降低。其原因除纖維滑移之外，木棉纖維短絨率高也是一個重要因素。短絨率對轉杯紗強力和條干影響很大。木棉纖維短絨率高，隨著其含量的增加，短絨率增加，這些極短的纖維在紡杯中積聚會引起條干不勻和增加斷頭。
　　3．3細紗毛羽
 

　　表5為細紗毛羽數對比。

　　從表5可知，混紡紗中3mm以下毛羽數量明顯增加，均在1．5倍以上。紗線越粗毛羽數增加越明顯，其中58．3tex紗1mm長度的毛羽數增加約3倍左右。這是因為紗線的毛羽與纖維細度和長度有關。木棉纖維長度短容易產生毛羽，同時紗線內纖維根數增多，頭尾數也越多，其他條件一樣的情況下毛羽數也越多。
　　以上數據表明混紡紗不適合做表面光潔、滑爽度高的織物，但適合做一些起絨織物或要求手感蓬松柔軟的織物。
　　4結論
　　木棉纖維不可純紡，但可與棉纖維混紡，其中棉的混紡比例不能低于40％，所紡紗紗線強力稍低，但條干較好，紗較粗時仍適合機織用，紗較細時可做緯紗或針織用紗。木棉含量超過60％時紡紗難度增加，但仍可成紗，也可用作針織用紗或緯紗。因為緯紗所需強力較低，而且混紡紗的體積較大，有較好的覆蓋性。
　　混入木棉后的紗線強度會下降，但可以降低成本，提高產品的環保衛生性能，提供新的產品應對國際的“特保”等貿易壁壘。