木棉棉混纺纱性能的测试分析

　　孙景侠 王府梅 刘维 晏国馨（东华大学）
　　为扩大木棉纤维的开发和利用价值，介绍了木棉纤维的主要物理化学性质，实测对比分析了纯棉纱和不同比例木棉与棉混纺纱的性能，发现木棉比例在50％以内时，虽然木棉棉混纺纱的强力较低，但条干均匀度好，可作为机织、针织用纱，且可降低成本。
　　1木棉及其主要性质
　　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他天然纤维和合成纤维所不具备的优势，如体积质量小、薄壁中空结构和不含有化肥、农药残留物等。
　　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8mm～32mm、直径约20μm～45μm。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。我国的木棉纤维主要来自于木棉属的木棉种，应用较少。吉见种是速生落叶乔木，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。表1将木棉与棉的物理和化学性质进行了比较，其中木棉纤维的各项数据引自尼日利亚的爪哇木棉。
 

　　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。本文试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木棉棉混纺纱与纯棉纱性能对比试验
　　2．1试样
　　试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纱。对比的纯棉纱为浙江一企业的牛仔布用转杯纱。其中木棉棉混纺纱中所混木棉纤维具体特征如下：纤维细度0．824dtex纤维手扯长度21．2mm，纤维回潮率9．4％。
 

　　表2为木棉和棉的混纺比例和所纺纱线密度。

　　2．2试验条件
　　纱样：由吸湿达到调湿平衡24h。试验环境：温度20℃±2℃，相对湿度65％±3％。纱线强度和断裂伸长率在XL-1型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型条干均匀度测试分析仪上进行，速度400m／min，测试长度400m。
　　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FZI2001一1992分等标准对纱的质量进行评价。
　　3试验结果分析
　　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可知：当木棉含量低于50％时，混纺纱比纯棉纱的条干好。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细纱强度和断裂伸长率
 

　　表4为细纱强度和断裂伸长率数据。

　　由表4可知：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，也使纱线强力下降。纱线不匀率的增加也是纱线强力降低的因素之一。
　　同时由表4知纱号相同时，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；另外木棉纤维表面光滑，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，木棉纤维短绒率高也是一个重要因素。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和增加断头。
　　3．3细纱毛羽
 

　　表5为细纱毛羽数对比。

　　从表5可知，混纺纱中3mm以下毛羽数量明显增加，均在1．5倍以上。纱线越粗毛羽数增加越明显，其中58．3tex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，其他条件一样的情况下毛羽数也越多。
　　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。
　　4结论
　　木棉纤维不可纯纺，但可与棉纤维混纺，其中棉的混纺比例不能低于40％，所纺纱纱线强力稍低，但条干较好，纱较粗时仍适合机织用，纱较细时可做纬纱或针织用纱。木棉含量超过60％时纺纱难度增加，但仍可成纱，也可用作针织用纱或纬纱。因为纬纱所需强力较低，而且混纺纱的体积较大，有较好的覆盖性。
　　混入木棉后的纱线强度会下降，但可以降低成本，提高产品的环保卫生性能，提供新的产品应对国际的“特保”等贸易壁垒。