210D氨纶力学指标对无缝内衣腰口尺寸的影响

张 磊，仲 霞，高久林，李 苏，陈 嫒

（连云港杜钟新奥神氨纶有限公司，江苏 连云港 222047）

随着人们对服装，特别是内衣的要求越来越高以及针织技术的进一步完善，新一代全成型针织无缝内衣应运而生。无缝针织的概念始于20世纪80年代，当时的生产设备主要用于袜子及针织衣物的工业化生产[1]。无缝加工技术指的是应用电脑技术，以人体曲线和生理机能为基础，依托计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）来设计款式，采用智能的数字化加工生产手段，使产品以立体的、一片的造型结构直接从机器上生产出来的一种技术[2]。所谓无缝内衣，就是采用专用的无缝内衣针织机生产的一次成型内衣，其运用高新无缝加工技术，从纱线到内衣都不需裁剪和缝合，使得颈、腰、臀等部位无需接缝便能集舒适、体贴、时尚于一身[1]，受到越来越多消费者的青睐。

210 D氨纶可应用于无缝内衣产品的腰口，腰口的高度在2 ～50 cm不等，且需要满足以下要求：腰口尺寸的大小和稳定性、腰口的弹性回复率和延伸率、腰口不能出现起泡现象。

目前，国内外很少有学者研究氨纶丝力学性能对无缝内衣腰口尺寸大小、延伸率、回复率等性能的影响，本研究调整氨纶丝卷绕工艺中牵伸比大小对力学性能的影响，重点研究了氨纶力学指标与无缝内衣腰口尺寸的相关联系，为210D无缝内衣腰口用氨纶的开发、生产提供数据参考。

1 试验内容

1.1 试验材料

在其他条件不变的情况下，分别生产牵伸比为1.00、1.05、1.10、1.15的4组210D氨纶丝样品。

1.2 试验仪器

万能材料试验机，设定夹钳间距为（50.0±0.5）mm。

进口无缝内衣机，针筒为13寸（1 152针），8路硬纱喂入装置和2路氨纶喂入装置.

1.3 试验方法

1.3.1 检测方法

参考行业标准FZ/T 50007——2012《氨纶丝弹性试验方法》，测定氨纶的断裂伸长率、断裂强度、弹性回复力、300%拉伸应力等力学性能。无缝内衣腰口弹性回复率和延伸率的检测，参考标准FZ/T 70006——2004《针织物拉伸弹性回复率试验方法》。

（1）弹性回复率检测：将原长为L1的无缝内衣腰口匀速拉至300%，停留60 s后迅速释放外力，30 s后测量无缝内衣腰口的尺寸为L2；弹性回复率w=（无缝内衣腰口的原长L1/拉伸回复后的长度L2）×100%；

（2）延伸率检测：将原长为L1的无缝内衣腰口匀速拉至最大，记录此时的长度L3；延伸率m=（最大拉伸长度L3/无缝内衣腰口的原长L1）×100%。

1.3.2 织造试验

织造试验通常采用试验的4组210D氨纶样品丝与2040锦纶包纱，在13寸（1 152针）进口无缝内衣机上完成织造试验。

（1）保持无缝内衣机上的张力控制数值（KTF）不变，用4组氨纶样品丝分别上机织造，制得4组无缝内衣样品。（2）在保证无缝内衣下机尺寸不变的情况下，通过调节张力控制器数值（KTF），将4组氨纶样品丝分别上机织造，得到4组无缝内衣样品。

2 结果与讨论

2.1 氨纶力学性能测试结果分析

2.1.1 牵伸比对氨纶300%定伸应力的影响

由图1可知，氨纶的300%定伸应力随着牵伸比的增大而增大，这是由于牵伸比的增大，使得氨纶软链段中呈松弛状态的分子链取向程度、氢键数量、软链段间内聚能增加，硬段间易形成交联，因此，氨纶的300%定伸应力不断增大。

图1 不同牵伸比氨纶丝的300%定伸应力

2.1.2 牵伸比对氨纶断裂强度的影响

由图2可知，氨纶的断裂强度随牵伸比的增大而增大，这是由于随着牵伸比的增大，氨纶硬段分子链之间的氢键数量不断增加，必然导致其结晶度增加，而结晶度更高时，微相分离更完全，进而将其拉断所需要的力也就越大。

图2 不同牵伸比氨纶丝的断裂强度

2.1.3 牵伸比对氨纶断裂伸长的影响

由图3可知，氨纶的断裂伸长随牵伸比的增大而减小，这是由于软链段分子链的取向程度和规整度不断增加，形成结晶，分子链的弯曲或卷曲程度降低，氨纶被拉伸后的行程变短，因此断裂伸长率减小。

图3 不同牵伸比氨纶的断裂伸长

2.1.4 牵伸比对氨纶回弹力的影响

由图4可知，氨纶的回弹力随牵伸比的增大而增大，这是由于随着牵伸比的增大，氨纶的拉伸应力不断增大，同时氨纶链段的规整度增加，因此氨纶在拉伸过程中克服摩擦力的做功较少，所以氨纶的回弹力不断增加。

图4 不同牵伸比氨纶的弹性回弹力

2.2 上机织造结果分析

2.2.1 300%定伸应力与腰口尺寸的关系

在保持无缝内衣机上KTF不变的条件下，分别将4组不同300%定伸应力的氨纶样品丝上机织造，得到4组不同下机腰口尺寸的无缝内衣样品，结果如图5所示。

图5 不同300%定伸应力的下机尺寸

由图5可知，无缝内衣腰口的尺寸随着氨纶300%定伸应力的增大而增大。保持无缝内衣机上张力控制器数值为12.5，且氨纶的300%定伸应力为35.6 cN时，腰口的下机尺寸只有26 cm；当氨纶的300%定伸应力达到62.7 cN时，腰口的下机尺寸可达到36.5 cm。

2.2.2 应力对腰口拉伸比的影响

通过调整无缝内衣机上张力控制器数值，达到无缝内衣腰口下机尺寸的要求，腰口延伸率如图6所示。

图6 不同300%定伸应力腰口的延伸率

由图6可知，随着氨纶300%定伸应力的增大，无缝内衣腰口的延伸率不断减小。同时在织造试验过程中发现，在织造大尺寸腰口时，若氨纶的300%定伸应力过小时（35.6 cN），则腰口的尺寸偏小，将张力控制器数值调到最小（5 cN）。此时的张力控制器已无法稳定控制张力输出，导致腰口尺寸不稳定，腰口的下机尺寸始终无法达到要求。在织造小尺寸腰口时，氨纶300%定伸应力过大（62.7 cN），则腰口尺寸偏大，将张力控制器数值调到最大（18 cN）。由于丝张力过大，在织造过程中断丝概率明显增大，不利于织造。因此，无缝内衣腰口的尺寸对氨纶的300%定伸应力有一定范围要求，过小时，无法满足有些大尺寸腰口的要求；过大时，氨纶丝在织造过程中容易断丝，且无法满足小尺寸腰口的要求。

2.2.3 弹性回复力对腰口的影响

在织造试验过程中，发现氨纶的回弹力对腰口的尺寸大小无明显影响，但对腰口的回复率有较大影响，具体如图7所示。

图7 不同200%弹性回复力腰口的回复率

由图7可知，无缝内衣腰口的弹性回复率随着氨纶回复力的增大而增加，当氨纶的回复力为5.24 cN时，腰口的回复率只有92.3%，当氨纶的回复力为5.85 cN时，腰口的回复率达到了97.6%，有了明显提高。因此，氨纶的弹性回复力越大，越有利于腰口回复率的提高。

3 结语

（1）随着丝卷卷绕牵伸比的增大，氨纶丝的300%定伸应力、弹性回复力、断裂强度不断增加。

（2）随着丝卷卷绕牵伸比的增大，其断裂伸长率下降。

（3）在无缝内衣机上张力控制器数值（KTF）不变的条件下，腰口的尺寸随着氨纶300%定伸应力的增大而增大。

（4）在保持下机尺寸不变的条件下，腰口的延伸率随着氨纶300%定伸应力的增大而减小。

（5）随着弹性回复力的增加，腰口的尺寸无明显变化，但腰口的回复率不断增大。

总之，氨纶的300%定伸应力不宜过大或过小。过小时，无法满足有些大尺寸腰口的要求；过大时，氨纶丝在织造过程中容易断丝，且无法满足小尺寸腰口的要求，同时腰口延伸率也偏小，比较适合的定伸应力范围为42～48 cN。