涤纶、棉及涤棉混纺织物风格的研究
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摘要：以同样规格的普通涤纶、细旦亲水涤纶、易染涤纶、棉及涤棉混纺平纹织物（共8种）为研究对象，采用织物风格评价系统（KES-FB）对各织物进行拉伸、剪切、弯曲、压缩及表面性能测试和风格研究。结果表明：纯涤纶织物较纯棉、涤棉混纺织物抗形变能力强，回弹性和保形性优良，手感松软、丰满、爽利；纯棉织物的悬垂性、抓握柔感和滑糯感占有优势；细旦亲水涤纶织物较为硬板、爽滑。
关键词：涤纶；棉；混纺；织物；性能；风格
中图分类号：TS106.5 文献标识码：A
Study on the Styles of Polyester， Cotton and Polyester/Cotton Blended Fabrics
Abstract： This paper took 8 kinds of plain weave fabric as the research objects， including conventional polyester fabric， fine-denier hydrophilic polyester fabric， easy-to-dye polyester fabric， pure cotton fabric and polyester/cotton blended fabric. Kawabata Evaluation System for Fabric （KES-FB） was used for testing their properties such as tensile， shearing， bending， compressive and surface performance and for studying fabric styles. The results show that the pure polyester fabric has better anti-deformation ability， resilience and shape retention than pure cotton fabric and polyester/cotton blended fabric； the pure cotton fabric is superior in terms of draping property， gripping softness and smoothness， while the fine-denier hydrophilic polyester fabric has harder and more subtle handle.
Key words： polyester； cotton； blending； fabric； performance； style
以纯棉、涤棉混纺及纯涤纶面料制成的服装在市场上到处可见。涤纶又有普通涤纶和改性涤纶之分。涤纶改性一般是通过化学的、物理的或二者结合的方式使常规涤纶的某些不良性能得以改善，如在聚对苯二甲酸乙二酯合成时共聚或共混引入某些改性基团或基体；熔体纺丝过程中混入一种或多种增强某些性能的物质；采用不同形状的喷丝孔纺制异形截面纤维；经纤维后加工或织物后整理使纤维的某种潜在性能得以显现等。棉、普通涤纶、各种改性涤纶及其混纺织物表现出不同的风格和性能。
通常，人们会用眼观、手触、穿着体验等方式对不同材质的面料做出评价，这些评价由主观意识得出，结果因人而异。风格的主特征是材料本身的物理特征，故对各种织物的相关物理特性量化后做出的手感等评价和判断比较客观。本文采用织物风格评价系统（KES-FB）对同种结构和规格参数的细旦亲水涤纶、易染涤纶、普通涤纶、棉以及 3种涤纶与棉混纺织物进行拉伸、剪切、弯曲、压缩和表面性能的研究，力图对 5 种受力状态下织物呈现的风格特征做出客观的评价。
1 实验部分
1.1 实验材料
选用细旦亲水涤纶（纤维规格0.89 dtex × 38 mm，圆形截面）、易染涤纶（纤维规格1.48 dtex × 38 mm，圆形截面）、普通涤纶（纤维规格1.56 dtex × 38 mm，圆形截面）、棉（细绒棉）等 4 种短纤维纯纺纱线以及 3 种涤纶与棉混纺纱线（其中普通涤纶与棉有两种混纺配比）织制的 8 块织物为研究对象，每块织物的经、纬纱均为40S/2的同种股线，织纹为1/1平纹组织，上机经密为260根/10 cm、纬密为210根/10 cm，织造完成后对织物进行了染整加工。各织物代号及用纱材质见表 1。
1.2 实验仪器和环境
仪器：织物风格测试系统（KES-FB），KATO TECH CO.， LTD， JAPAN；条件：温度（20 ± 3）℃，相对湿度（65±3）%。
1.3 实验
织物剪成20 cm × 20 cm的方形试样，标准条件下平衡24 h，依次经表面性能试验仪FB4、压缩性试验仪FB3、弯曲试验仪FB2及拉伸、剪切试验仪FB1测量织物的表面、压缩、弯曲、剪切和拉伸性能。
2 结果与讨论
KES织物风格评价系统可将所测织物的基本力学、物理性能指标通过线性回归方程转换成基本风格值，而单一的物理指标也可以表征织物手感的某一方面，后者是一种简约的手感表征法。本文采用简约、二元物理指标组合及多元物理指标线性回归转换等方法对棉、普通涤纶、两种改性涤纶和各涤棉混纺织物的风格特征做出判断，分析不同方法所得结果的差异。
2.1 织物的弹性和保形性
除后形变的回复性。对于织物而言，最大拉伸负荷下单位面积所做的功――拉伸比功（WT）、拉伸回复率（RT）、剪切刚性（G）以及剪切滞后矩（2HG、2HG5）等指标均与织物的弹性有关。3 种涤纶织物、棉织物以及涤棉混纺织物的拉伸比功和剪切刚性测试结果如图 1 和图 2 所示。
图 1 和图 2 显示，改性涤纶和普通涤纶织物在受到拉伸和剪切时，均不易形变；与棉混纺后，织物的拉伸比功增大、剪切刚性减小，即相同的拉伸力下涤棉混纺织物会产生更大的伸长；有剪切力存在时，涤棉混纺织物较纯涤纶织物易发生剪切形变；织物中棉含量越高，其拉伸和剪切形变越突出。此外可以看到，Tw和Td两种织物的拉伸比功较T织物的大，说明改性涤纶织物比普通涤纶织物的拉伸形变性大；细旦亲水涤纶织物的G相对最高，表现出较强的抗剪切性能。
外力去除后织物的拉伸和剪切回复能力强弱见图 3 和表 1。
图 3 表明，纯普通涤纶织物的拉伸回复性最佳，易染涤纶和细旦亲水涤纶织物亦有较高的拉伸回复率；各涤棉混纺织物的拉伸回复能力不及纯涤纶织物，纯棉织物的回弹性最弱；说明棉纤维的存在及其含量的加大对织物的拉伸回复有不利的影响。
表 1 显示，8 种织物0.5°剪切角的滞后矩2HG与5°剪切角的滞后矩2HG5出现大小趋势相反的现象。纯普通涤纶和改性涤纶织物的2HG5值大于纯棉织物和相应涤棉混纺织物，说明纯涤纶织物在稍大角度（如5°）的剪切变形时粘性较大，此时的形变需大的剪切力来支持，且剪切变形后不易很快回复；但 3 种涤纶织物的2HG值极小，表明涤纶织物对于微小的剪切形变具有极强的回复性，而混入棉纤维后织物微小剪切的回复能力下降，保形性变差。
弯曲滞后矩2HB是织物内纤维滑移或“流变”性能在弯曲中的表现。2HB越大，织物在弯曲过程中损失的能量越大；该值越小，织物的弯曲回复能力越强。组合值2HB/B（B为弯曲刚度）可表征织物制成的服装在穿着运动中保形的效果。通常2HB/B越大，织物越易走样和起皱。表 2 列出 8种织物的2HB、B 和2HB/B值。
表 2 的数据显示，尽管涤棉和纯棉织物相对于纯涤纶织物有稍小的2HB值，弯曲回复性略好，但2HB/B组合值显示，涤棉混纺织物的保形效果不及纯涤纶织物；纯棉织物的2HB/B相对最大，该材质的服装在穿用中相对最易折皱，形态保持能力最弱。
2.2 织物的柔软感和松软感
评价一块织物柔软还是硬挺一般会通过手对织物的握持、沿织物表平面方向的搓动以及向垂直于织物表平面方向的挤压等几种方式去觉察。对织物的握持实际是通过织物弯曲提供软与硬的信息，表 2 中已列出 8 种织物的弯曲刚度。
对比各织物的B值可知，纯棉织物具有最小的弯曲刚度，表明抓握该类织物时柔软感很强，而纯涤纶织物比涤棉混纺织物感觉硬挺；换言之，棉纤维的加入，可增强涤纶织物的柔软感。3 种纯涤纶织物比较，细旦亲水涤纶织物弯曲刚性最大。同为圆形截面的纤维，细度变小，纤维弯曲刚性理应随之下降，但弯曲刚性还与纤维的弹性模量成正比，从对Tw、Td和T这 3 种涤纶短纤维织物力学性能的测试发现，Tw纤维的弹性模量相对最高（51.5 cN/dtex），Td纤维的最低（20.53 cN/dtex）。从织物弯曲刚度的结果看，亲水涤纶0.89 dtex的单纤细度对其织物的柔软性贡献极小。
织物受到拉伸时形变对力的响应程度可以为手搓动织物时的感觉提供信息。图 4 显示了 8 种织物的拉伸线性度（LT）大小。
织物的线性度越低，其越容易追随微弱的力产生形变，表现出织物的收缩感小，手感较为柔和。8 种样品中，普通涤纶织物的LT值最低，表明其对拉伸力的追随性较强，即手在织物表平面搓动时，感觉比较柔和；普通涤纶与棉混纺后织物的搓动柔感减弱；两种改性涤纶织物搓捻时手感较硬，尤其是易染涤纶织物，其LT明显高过纯棉织物；混入35%棉纤维后，其织物的搓动糯感有所加强。将图 4 与表 2的B值对比发现，握持柔软感强的织物并非具有较大的搓动柔感。
压缩性能的测试可为织物提供松软的信息。压缩比功（WC）表征织物受压时变形能力的大小，WC越大，意味织物越蓬松；若以H代表织物厚度，则组合指标WC/H越大，织物的触压感越松软。8种织物样品的WC、H及WC/H数值列于表 3 中。
表 3 中WC/H组合值显示，纯涤纶织物比纯棉织物和涤棉混纺织物更为蓬松柔软；3 种涤纶织物相比，细旦亲水涤纶织物松软感较弱，说明此织物中纤维的细化并未给织物增添蓬松性和柔软感。观察图 4 和表 3 可发现，对织物搓捻和挤压时，普通涤纶织物比纯棉和涤棉混纺织物更蓬松。
KES评价系统可根据织物用途、综合多项相关物理指标得出织物的一些基本手感。用途不同，织物的基本手感项目和评价标准有所差异。依据男用夏季套装（KN-101-SUMMER）给出的织物硬挺度（KOSHI）和由女用冬季套装（KN-201-MDY）得到的织物柔软度（SOFUTOSA）强弱见表 4。
由表 4 看到，虽然织物的硬挺度和柔软度来自不同的织物用途，但评价结果基本一致。硬挺度最强的为细旦亲水涤纶织物，其柔软度恰好最弱；纯棉织物则对应最小的硬挺度和最大的柔软度。该两项基本手感评价权衡了弯曲刚度、弯曲滞后矩、剪切刚度、两种剪切角的滞后矩以及织物每平米克重、厚度等指标大小，在硬挺度的计算中，弯曲刚度的权重相对较大，故表 4 中织物硬挺度的强弱与其单项弯曲刚度的大小具有大致相同的趋势。
2.3 织物的悬垂性
织物的悬垂性常通过模拟人体的三维方式来表达，故织物的悬垂中既有弯曲又有剪切。可以说悬垂程度是较多表达织物弯曲性能的指标，而悬垂形态是较多反映织物剪切性能的指标。从KES评价体系可知，织物弯曲刚度（B）与每平方米克重（W）比值的三次平方根（（B/W）1/3）相当于靠自身重量使织物下弯至相同角度时织物的伸出长度，即相当于“弯曲长度”。该值越大，意味着织物的悬垂系数越大，织物弯曲下垂越难。由测得的各织物B值和W值计算得出“弯曲长度”，结果见图 5。
采用KES女用薄形衣料（KN-201-LDY）评价体系得到各织物的悬垂度（SHINAYAKASA），结果见表 5。此外，表现织物易于挺展成平面的指标――平展度（HARI）也蕴含了织物的抗悬垂特征；由男用夏季套装（KN-101-SUMMER）评价体系得出的各织物平展度亦列于表 5 中。
图 5 表明，3 种涤纶织物较相应的涤棉混纺织物具有更大的“弯曲长度”，即纯涤纶织物悬垂性不佳，而棉纤维的加入有利于涤纶织物悬垂性的改善。表 5 中织物悬垂度的评价结果与图 5 呈现的悬垂性强弱趋势一致，同样是纯棉织物的悬垂度最高；细旦亲水涤纶织物最为硬板；各涤棉混纺织物明显比相应的纯涤纶织物悬垂感强。表 5 中的平展度与悬垂度出自不同的评价体系，但从平展度反映的织物抗悬垂特征看，结果和弯曲长度、悬垂度表征的织物悬垂性强弱相符：细旦亲水涤纶织物的平展度最强，其自重成裥能力最差，悬垂性最弱；涤棉混纺织物较涤纶织物的抗悬垂性有所减弱，且随棉含量的增加，织物的平展度不断变小，悬垂感逐渐增强；纯棉织物的悬垂性相对最佳。
2.4 织物的丰满感
触压时富含弹性且蓬松的织物给人丰满的感觉。对织物压缩测试得到的压缩回复率（RC）大小见图 6，由男用夏季套装（KN-101-SUMMER）评价体系得出的各织物丰满度（FUKURAMI）见表 6。
图 6 中织物的压缩回弹性单项指标与表 6 中织物的丰满度综合指标所反映的织物丰满特征基本一致。对于同种规格的短纤维平纹织物，纯涤纶织物较纯棉织物更为丰满；3 种涤纶织物中，细旦亲水涤纶织物的丰满感相对最弱；纯棉织物手感较为干瘪。
2.5 织物的滑爽性
织物的平滑程度可通过测试织物的表面性能取得。所测织物的动摩擦系数（MIU）和粗糙度（SMD）大小见图 7和图 8。由女用冬季套装（KN-201-MDY）和男用夏季套装
（KN-101-SUMMER）评价体系分别得到各织物的滑糯度（NUMERI）和爽滑度（SHARI）（表 7 ）。
表 7 织物的丰满度
织物TwTw/JCTdTd/JCTT/JCJC/TJC滑糯度3.384.624.504.563.574.524.825.36爽滑度5.824.024.734.185.364.093.834.11
图 7 显示，普通涤纶和易染涤纶在混入棉纤维后，织物的动摩擦系数减小，即柔滑感增强，纯棉织物相对最为顺滑；而细旦亲水涤纶加入棉纤维后，织物的MIU值增大，滑感减弱。滑糯意味织物具有类似山羊绒般柔滑的手感，滑糯度越大，顺滑感越强。表 7 中滑糯度的强弱趋势与图 7的结果基本一致，棉织物滑糯度最强。
织物的爽滑度主要是由织物表面状态提供的一种感觉，体现织物具有粗硬纤维或强捻纱样的手感。将图 8 与表 7 中的爽滑度数值对比发现，织物越是粗糙不平，其爽滑度越高；各混纺织物较相应的纯涤纶织物平整、粘腻，而纯棉织物并非最为平整，纯涤纶织物手感较为爽利。
3 结论
（1）与纯棉及涤棉混纺织物相比，纯涤纶织物受到拉伸和剪切时不易形变，且具有优良的回弹性和保形性。
（2）纯棉织物抓握时柔感很强，但其搓动柔感不及纯涤纶和涤棉混纺织物；纯涤纶织物触压和搓捻时松软感较佳。
（3）纯涤纶织物较纯棉、涤棉混纺织物手感丰满、爽利；纯棉织物具有更佳的悬垂性和滑糯感；涤棉混纺织物较为平整。
（4）细旦亲水涤纶织物的剪切和弯曲刚性大，手感较普通涤纶和易染涤纶织物硬板、爽滑，丰满感和松软感较弱。
参考文献
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作者简介：周静宜，女，1961年生，副教授，主要从事合成纤维改性、新型纤维织物的设计与开发、织物性能研究及风格评价等。
作者单位：北京服装学院。
基金项目：国家科技支撑计划专题（2011BAE05B00-2011BAE05B0 1-03）。