舒适弹力针织面料的护理和性能的评价

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引言

“服装的弹力是看不到的,而是人体感受到的,一旦你感受过它,便不想失去。”[1] 服装设计师和面料制造商将功能性和设计潜力相结合以创造“舒适弹力”和“弹力布”的概念,这种面料具有“感觉良好”和“柔软的弹力性能”。 使用最广泛的弹力纤维是氨纶,面料中氨纶的使用比例从1%至10%以上不等,使消费者穿着舒适。

由于大部分“舒适弹力”面料的棉纤维含量很高(比如含棉90%~99%、氨纶1%~10%),广大消费者希望按照纯棉或涤棉混纺织物的护理方法来对它进行护理。消费者期望舒适弹力面料保持其原有的感觉,并结合柔软、舒适、伸展以及具有现代休闲和商务休闲风格的弹性的审美特点,理想情况下,含有小比例混纺纤维的面料应按照混纺的主要纤维成分推荐的洗涤条件洗涤。棉纤维常与氨纶纤维混纺,棉纤维本身能承受干洗机的高温定型。而氨纶是一种热敏纤维,与棉花及其他可以耐受较高温度的纤维混纺使用时,其产品的护理往往会产生一些问题。那么棉/氨纶针织面料是否需要特殊的护理标识?这种面料经多次洗涤后能否保持弹性及回复率呢?

为回答这些问题,服装护理研究中心(CCRC)说明了与舒适弹力面料有关的两个问题,如棉/氨纶针织面料。第一个问题是典型的护理标识推荐“易护理或轻柔洗涤”以及“悬挂晾干”。第二个问题是消费者对于织物尺寸变化、起毛或起球以及弹性变差的投诉数量。CCRC是美国棉花公司、GE消费产品、米利肯公司、宝洁、VF Imagewear、肯塔基州大学的纺织品检测实验室和西北大学麦考密克工程和应用科学学院之间的合作联盟。联盟成员代表着从纺织品、服装到家电和洗涤剂,每个涉及家庭洗涤的方面。CCRC的任务是了解、评估和改善家庭中衣物的护理。

该项目的总体目标是通过专门处理棉/氨纶系列产品与家庭护理设备之间的相互作用来阐述针对弹力面料样品推荐的护理说明。

1试验设计

采用因子研究设计评估舒适弹力针织面料的美观及功能特性。此研究设计以类似织物机构的纯棉针织面料为标准衡量了棉/氨纶针织面料的性能。美观特性研究的内容包括滑爽性外观、变色以及起毛起球;功能特性包括尺寸变化、弹性以及弹性回复率。每隔1个、5个和10个洗涤/干燥循环后得出所有的性能参数。此研究设计包括烘干程序对舒适弹性针织面料的影响及温度对美观和功能特性的影响。

样品

美国棉花公司准备了纱线,并织成针织面料。纯棉针织面料为筒状,棉/氨纶纤维织品是经平幅整理、浸轧和履带式烘干。两种面料都经过漂白并用活性染料在140F(60℃)经缓流喷射染色。两种面料的样品都剪成长度方向(织物的纵行)24in(60.96cm)、宽度方向(线圈横列)48in(121.92cm),然后对折成24in×24in(60.96cm×60.96cm)的试样。将对折后的样品正面朝上沿着边缘缝上用来模拟一件T恤衫。纯棉样品和92/8棉/氨纶的样品各制52份用于研究。所有的样品均为深蓝的纬编针织结构,依照试验设计的特定条件进行洗涤。

洗涤程序

使用垂直轴洗衣机进行洗涤。基于CCRC成员的经验,选择如下代表典型的客户洗涤模式的洗涤条件:

负荷大小:12支样品;洗涤剂:98g液体洗涤剂,也可加入30g织物柔顺剂;洗涤温度:温水(32.2℃)洗涤,冷水(18.3℃)漂洗;水的利用:大负荷运转(21加仑/洗涤循环),水硬度为7.8。

循环概况:易护理循环在中等的沾污水平、中等的洗涤速度及快速的旋转速度下进行,总循环时间为37min。

烘干程序

使用烘干机进行烘干,样品经过1次、5次和10次洗涤干燥循环后进行评价。基于推荐的护理说明以及对消费者习惯和做法的研究,选出以下三项用来干燥针织样品:

针织物传感器烘干――“干燥”水平;低热;总共用时44min;棉传感器烘干――“干燥”水平;低热;总共用时33min;空气烘干――平铺;平均温度为78F;平均用时2h~2.5h。

美观性评定

对于每个干燥条件,经第1、第5和第10洗涤/干燥周期后对样品外观保形性进行评估。使用下列测试方法:

• 外观(颜色变化等级)――AATCC 评定程序1,灰度色卡[2]。

• 滑爽性――AATCC测试方法124,反复家庭洗涤后的织物滑爽性评价[3]。

• 起毛起球性――ASTM D 3512[4]起球样照、美国棉花公司试验用7点起毛球分级样照。

• 色泽稳定性(∆E)――反射率的测定是使用Hunter Ultrascan XE的氙气闪光灯双光束分光光度计。色差值的测定依照AATCC评定程序6使用颜色测量仪器[5]。SLI的表格软件用于执行CIELab颜色差异的计算。在D65光源下,观察员从10˚方向来观察计算色度值。

性能评定

对于每个洗涤/干燥条件,从性能和功能特征两方面对样品进行评定。使用以下方法:

• 尺寸变化性――根据AATCC135对机织物和针织物自动家庭洗涤中的尺寸变化的评定[6],每个方向(经向和纬向)各取3个位置测量。

• 拉伸/蠕变性――ASTM6614,织物的拉伸性能测试方法CRE方法[7];对两个14in×2in(35.56cm×5.08cm)样品的每个方向进行评定;对织物先加负荷后放松,根据长度的不同计算出织物的增长。

• ASTM D2594,低功耗针织弹力织物性能的标准测试方法;[8]每个方向测试5个125mm×500mm样品。

数据分析

当实验室评估完成后,建立适合每项测试数据的方差模型,检验主要影响因素的统计意义及如下两个因素的交互作用:氨纶(0或8%) ,干燥周期(高热,低热,或无热/平铺),织物柔软剂(没有或液体柔软剂)以及洗涤(1个、5个或10个洗涤循环)。所有的测试都是在99%置信水平下进行。

2结果

将纯棉针织面料作为对比参照试验。棉/氨纶混纺面料的试验结果与参照试验进行比较。纯棉针织面料不是弹力针织面料,它主要用作基本性能织物。

尺寸变化

注意到,在每个方向(3次测量×3个样品) 9次测量的尺寸变化互相高度关联,长度的平均尺寸变化如图1、图2所示。图3和图4显示了洗涤对宽度方向上的平均尺寸变化的影响。主要发现是在所有洗涤的条件下,经过大于10个洗涤周期后,纯棉和棉/氨纶织物样品的性能仍非常好。所有的样品中,没有出现收缩率超过6%的和增大超过2.5%的。多数收缩出现在第一个洗涤或干燥周期。在长度方向上棉/氨纶样品比纯棉的参照样收缩大一些,然而,它在宽度方向平均收缩小一些。当样品是平铺烘干时,低热和高热情况下的平均收缩减至不足2%。织物柔软剂对尺寸变化的影响太小,没有实际意义。就尺寸变化来说,所有被测的洗涤和干燥条件代表了可接受的织物样品护理方法。

图1纯棉针织物长度方向上的尺寸变化评价

图2含8%/氨纶针织物长度方向上的尺寸变化评价

图3纯棉针织物宽度方向上的尺寸变化评价

图4含8%氨纶针织物宽度方向上的尺寸变化评价

滑爽性

与尺寸变化一样,这项研究的所有洗涤条件均得出了较好的滑爽性等级 (图5和图6)。只有两个织物样本低于 3.0 的评级。棉/氨纶织物样品比纯棉的滑爽性外观评级略高。织物样品平铺干燥时,其滑爽性外观评级与低热和高热的烘干相比略微降低。织物柔软剂对滑爽性的影响太小,没有实际意义。

图5纯棉针织物滑爽性评价

图6含8%氨纶针织物滑爽性评价

颜色变化

根据∆Ecmc 评价,洗涤的条件不会引起很大的颜色变化。纯棉面料样品的颜色变化稍大于棉/氨纶织物。但是, 经5次和10次洗涤后,这种差别缩小,消费者很难看出。笔者发现,颜色变化的数据是可用的。

拉伸性能

长度方向的拉伸性能为20%~95%(见图7、图8),宽度方向为21%~100%(见图9和图10)。这些洗涤条件不会干预织物的拉伸性能。按预期,棉/氨纶织物样品的拉伸远远超过纯棉面料。根据这些测试条件,织物柔软剂对弹性的影响并不明显。多次洗涤后,纯棉针织物的弹性下降,尤其是在宽度的方向,但棉/氨纶织物样品不会这样。

图7 纯棉针织物长度方向的拉伸性能评价

图8 含8%氨纶针织物长度方向的拉伸性能评价

图9纯棉针织物宽度方向的拉伸性能评价

图10含8%氨纶针织物宽度方向的拉伸性能评价

永久变形

不管洗涤条件如何,棉/氨纶织物样品显示永久变形小于5%(见图11和图12)。当使用高的热循环烘干时,纯棉面料样品长度方向的变形为 5%~15%,但低热循环和平铺烘干时变形减小(见图13)。纯棉面料样品宽度方向的变形趋势完全相反。使用低热干燥循环和平铺烘干时,经过10次洗涤/烘干循环后,宽度增长了 5%~15%,但高热循环周期的干燥使变形减少(图 14)。

图11含8%氨纶针织物长度方向上变形的评价

图12含8%氨纶针织物宽度方向上变形的评价

图13100%棉针织物长度方向上变形的评价

图14100%棉针织物宽度方向上变形的评价

3讨论

对讨论织物拉伸变形以及了解不同的测试方法的结果来说,现解术语至关重要。ASTM D2594 和 ASTM D6614将拉伸定义为“在特定条件下,由于施加张力使得织物试样长度的增加”[9]。此差异通常用织物试样初始长度的百分比表示。织物拉伸与织物断裂伸长率的区别在于后者(多达断裂点) 反映在不断增长的张力作用下的瞬间存在的拉伸的数量。织物变形是样本的原始长度与规定时间内施加指定张力并去除后织物长度之间的差异[10]。织物变形通常以施加张力之前试样的百分比长度表示。

ASTM 的拉伸和变形的测试方法之间是有区别的,知道哪些产品应使用哪种方法很重要。负载应用率可能是这两种测试方法的最不理解的相提并论,是有可能影响测试结果的。

值得注意的是,此次研究的样品,纯棉单面平针织物和92/8棉/氨纶单面平针织物截然不同。纯棉针织物被考虑列入舒适舒展类别仅是因为它的织物结构,然而,棉/氨纶混纺有额外的拉伸和回复性能,因为氨纶是由棉纤维包覆的。这一点突出了使用当前测试方法的挑战性,通过多种纤维和织物可引起重复的拉伸/回复数据,因此建议更宽范围的测试条件下使用更普遍的拉伸/回复性测试方法。

ASTM D3512 起球样照[11]用于对规定洗涤条件和时间间隔的研究样品进行分级。样本放在标准大气条件中,在日光光源下使用和麦克白样品分级系统进行分级。所有洗涤后的样本被评为5级(没有明显的起球)。美国棉花公司制的7点试验起毛起球分级法用来评估织物表面的破坏程度。此分级方法被用来评价起毛等级,没有可用的标准标度。此方法也可以代表一个范围从 7级(无起毛) 到1级 (严重起球)。评级过程演示了对办公室的工作环境中的荧光照明下未调湿样本进行分级。所有样本都被分为6级和7级别:轻微起毛到不起毛之间。在主观尺度的非综合数据基础上,棉/氨纶织物并没有出现表面变化、起球或起毛的现象。

4结论

基于此研究的结果,如果纱线和织物使用推荐的结构,棉/氨纶弹力织物的护理标签可以推荐按照混纺原料中的主要成分的洗涤和烘干的方法。使用电烘干机烘干时,棉/氨纶织物的收缩率比空气中平铺烘干大2%。不管使用哪种干燥方法,第一次洗涤以后都会发生收缩,但是在5次和10次洗涤/干燥周期之后平铺烘干和低热或高热烘干之间的区别非常小。 织物外观不受干燥方法的影响,因为当采用滚筒干燥时,织物的滑爽性、颜色变化和起毛或起球不会受到影响。

最初这项研究的范围是调查烘干机对弹性面料美观和性能的影响,以确定棉/氨纶混纺面料最佳的护理程序。不过,如上所述,许多常见的消费者对于这种混纺面料的投诉不被注意,即使是使用高温干燥机。因为在这项研究中使用的面料是在湿处理、受控条件下的实验室中,一些消费者的问题可能由织物结构或湿处理引起。因为穿着磨损测试不是这项研究的一部分,但是,需要进一步调查以确定这些是否是引起问题的根本原因。

对于纯棉和92/8棉/氨纶,弹性大致是用ASTM D6614方法评定的2倍。在ASTM D6614和D2594中,纯棉样品的弹性有很高的相关性。不管哪个方向,这个结论是真实的,但是在这项研究中纯棉织物仅用作对比参照,并不是舒适弹性面料。

测试弹性面料 (即92/8棉/氨纶织物)时,这两种方法的拉伸结果几乎没有相关性。此外, D6614 似乎已经远远超出了织物的屈服点,因此变形结果之间也没有相关性。这就提出了行业内应该使用哪种测试方法的问题。

参考文献:

[1] Azoulay, Julia F., AATCC Review, Vol.5, No. 1, January 2005, p9.

[2]AATCC Technical Manual, Vol. 80,2005, pp379-378.

[3] AATCC Technical Manual, Vol. 80,2005, pp205-208.

[4] Annual Book of ASTM Standards, Vol.7.02, 2004, pp24-29.

[5]AATCC Technical Manual, Vol. 80,2005, pp386-391.

[6]AATCC Technical Manual, Vol. 80,2005, pp231-234.

[7]Annual Book of ASTM Standards, Vol.7.02, 2004, pp1207-1209.

[8]Annual Book of ASTM Standards, Vol.7.01, 2004, pp626-630.

[9]Annual Book of ASTM Standards, Vol.7.01, 2004, pp626-630.

[10]Annual Book of ASTM Standards, Vol.7.02, 2004, pp1207-1209.

[11]Annual Book of ASTM Standards, Vol.7.01, 2004, pp626-630.

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