高弹性针织运动面料的功能开发与性能研究

费燕娜 盛国莉

（沙洲职业工学院，江苏 张家港 215600）

针织面料种类众多，用途广泛，不同的用途对面料的性能有着不同的要求[1]。纬编针织面料较经编针织面料有其自身优势，主要在于横向延伸性好，弹性好，面料较柔软[2][3]，穿着更舒适。高弹性的纬编针织面料可以避免女性在运动时可能产生的服装撕裂、变形、甚至走光等尴尬[4][5]，同时高弹性面料具有良好的塑形能力，可以很好地修饰身材，深受女性消费者的喜爱[6]。因此纬编针织面料成为追求高品质针织运动服装的首选。本文主要研究涤氨混纺的双面纬编针织面料，两种成分混纺比为T90ST10，重点解决在该面料染整工艺过程中遇到的门幅过大及克重不稳定的问题，并对面料进行功能性开发，研究该面料在弹性、抗菌、抗紫外线等方面的性能。

1 染整工艺

1.1 染整工艺路线的确定

选用涤氨混纺双面纬编针织面料，涤氨混纺比为T90SP10，为了保证染色效果，采用进口染料及高温高压染色，同时确认面料不需要增白、印花工艺。初步确定染整工艺路线为：准备→水洗→松弛精练→脱水→烘干→（热定形）→高温高压染色→脱水→烘干→热定形。

1.2 热定形工艺的改进

对面料进行初次及二次染色定形后，该面料的门幅及克重见表1。从表1 中可以看出，经过初次热定形处理后，面料有效门幅达到166 cm，克重为240 g，均未达到客户留样标准。于是对面料进行回修处理，针对门幅过大的问题，对面料先进行湿热处理再进行热定形，以此来控制尺寸达到稳定。面料经二次处理后，面料门幅较第一次处理有所改善，有效门幅为157 cm，克重总体有所改善，为286 g，均在标准门幅与标准克重允许误差范围内。同时，经二次处理后，布面效果也有所改善，布面平整无条，表面无疵点。

表1 热定形工艺处理结果对比

热定形的温度与处理时间对面料弹性有很大影响。主要是由于温度越高，处理时间越长，对氨纶性能损伤越大，从而严重影响面料弹性，具体定形温度与面料弹力损伤关系见表2。从表2可知，在相同处理时间条件下，当定形温度为185℃时，弹力损伤为9%；当温度达到195℃时，弹力损伤达15%。于是，根据面料回缩与弹性测试结果不断调整热定形工艺参数，最后确定热定形工艺条件为：定形温度175℃，处理时间25 秒。

表2 热定形温度与弹力损伤测试结果

2 抗菌整理

国内对于抗菌面料的处理标准之一是在生产时加入抗菌整理剂，抗菌剂的加入可以在很大程度上抑制各种细菌和微生物的滋生。在对面料进行整理时，一般只需要加入少量的抗菌剂就会达到显著的效果，过量添加抗菌剂会对人体健康造成损害。针对不同面料类型，抗菌剂的用量及使用方法不同。本次抗菌整理采用山宁泰的Sanitized®TH 27-24 抗菌剂，由于该批面料为T90SP10，抗菌剂浓度需控制在1%以内。在100 L 浸渍溶液中，不同浴比条件下抗菌剂用量总克数见表3。抗菌整理采用浸渍工艺，在染浴中直接加入抗菌剂，处理工艺为：先加入染色助剂，再加入Sanitize®TH 27-24 抗菌剂，最后加入染料升温至正常染色温度染色。

表3 不同浴比条件下抗菌剂用量 g/100 L

3 抗紫外线整理

户外活动常常伴随着强烈的紫外线，长期的紫外线照射会对人体皮肤会产生不良影响。具有抗紫外线效果的运动类服装可以有效抵御紫外线的伤害，保护人体在户外运动的健康。在阳光下，双面纬编针织面料较单面纬编面料更不易透光，有较好的遮光性。为了提升所开发面料的抗紫外线性能，同时在双面纬编针织面料夹层织一层黑丝，该黑丝能够有效抵御紫外线。经过处理后的双面纬编针织面料具有物理性遮光性能，无涂层和化学成分，不掉色，属于一款绿色环保、健康无害的具有抗紫外线效果的针织运动面料。

4 性能测试

4.1 弹性回复测试

高弹性针织面料的一个重要指标是面料弹力，优越的弹性一方面与线圈组织结构有关，另一方面与纱线原料有关。氨纶是一种高弹性纤维，弹性回复率极佳。表4 是对该款涤氨混纺面料进行3 次弹性测试的结果。从表4 可知，每次测试结果均一致，即：面料弹力167.4%、伸长率3.6%、弹性回复率88.8%，符合客户要求的面料伸长率不超过5%、弹性回复率不低于85%的弹性指标。

表4 弹性测试结果

4.2 抗菌性能测试

参照美标AATCC-100，采用振荡烧瓶法，分别对样布进行未经洗涤及经20 次洗涤后抗菌性能测试，结果见表5、表6。其中1#试样是经金黄色葡萄球菌（S.aureus，ATCC STRAIN 6538）处理后的样布、2#试样是经大肠杆菌（E.coli，ATCC STRAIN 8739）处理后的样布、3#试样是经克雷白氏肺炎杆菌（K.pneumoniae，ATCC STRAIN 4352）处理后的样布。抑菌率计算公式为：式中：Y 为抑菌率；Wb为空白对照样接触24h 后的菌落浓度；Wc为被测试样接触24h 后的菌落浓度。

从表5 可以看出，未经洗涤的被测试样对三种细菌的抑菌率均达到99.99%，抑菌效果非常突出。由表6 可知，经20 次洗涤后，试样对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率仍达到99.9%，对克雷白氏肺炎杆菌的抑菌率为98%。对照客户要求（面料未经洗涤的抑菌率达95%以上，经20 次洗涤后抑菌率达90%以上），说明该款面料的抗菌性能是合格的。

表5 未经洗涤抗菌测试结果

表6 洗涤后抗菌测试结果

4.3 抗紫外线性能测试

根据ASTM D6603-2011 防紫外线纺织品标签标准指南，UPF 评级标准见表7，参照AATCC 183 防紫外线测试标准，对该款面料进行抗紫外线测试。测试前，参照ASTM D6544-2012 防紫外线测试前纺织品制备标准规程对试样进行处理。具体处理条件为：将面料进行40 次洗涤，机洗、在27℃条件下温和循环，低滚筒干燥，并经过100 小时的光照暴晒后进行测试，结果见表8。

表7 UPF 值分类和评级

表8 抗紫外线测试结果

经过处理，面料的紫外线防护系数仍达到33.3，其中UV-A 透射率为44.7%，比未经处理面料有较大程度的提高，其余指标没有多大变化。波长在315-400 nm 范围内的UV-A 长波紫外线，较波长范围在280-315 nm 之间的UV-B 短波紫外线对人体伤害小很多，因为人体皮肤本身所具有的天然屏障可以抵御大部分UV-A 的紫外线，具有一定的防护功能。根据客户要求，面料UPF 等级为25+，而面料测试结果为30+，能够起到很好的防护效果，满足客户对面料紫外线防护等级的要求。

5 结论

对高弹性针织运动面料进行功能开发与性能研究，选用涤氨混纺双面纬编针织面料，确定染整工艺路线，根据面料回缩与弹性测试结果，调整热定形工艺参数，确定热定形处理温度为175℃，处理时间25 秒；面料弹性指标为：弹力167.4%，伸长率3.6%，弹性回复率88.8%；抗菌测试结果显示：未经洗涤及经过20 次洗涤后，面料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率均达到99%以上，对克雷白氏肺炎杆菌的抑菌率分别为99%和98%；抗紫外线测试结果显示，面料的UPF 等级为30+，对紫外线能够起到很好的防护效果。各方面的测试结果表明，面料性能良好，各项指标均满足客户要求。