塔絲隆複合滌綸布料經編工藝對成品拉伸回複性的影響研究 一、引言 隨著現代紡織工業的快速發展，功能性麵料在服裝、運動裝備、戶外用品等領域的應用日益廣泛。其中，塔絲隆（Taslon）作為一種高密度、...
塔絲隆複合滌綸布料經編工藝對成品拉伸回複性的影響研究
一、引言
隨著現代紡織工業的快速發展，功能性麵料在服裝、運動裝備、戶外用品等領域的應用日益廣泛。其中，塔絲隆（Taslon）作為一種高密度、高強度的滌綸長絲織物，因其優異的耐磨性、抗撕裂性和良好的光澤感，在高端服飾和功能性產品中備受青睞。近年來，複合技術與經編工藝的結合進一步提升了塔絲隆麵料的性能表現，尤其在拉伸回複性方麵展現出顯著優勢。
拉伸回複性是衡量織物在受力變形後恢複原狀能力的重要指標，直接影響穿著舒適度、耐久性和外觀保持性。對於需要頻繁拉伸與回彈的服裝如運動服、緊身衣、防護服等，良好的拉伸回複性尤為關鍵。因此，深入研究塔絲隆複合滌綸布料在不同經編工藝條件下的拉伸回複性能變化規律，具有重要的理論價值和實際意義。
本文將係統探討塔絲隆複合滌綸布料在經編過程中的工藝參數設置如何影響其終產品的力學性能，特別是拉伸回複性，並通過實驗數據與國內外研究成果進行對比分析，為優化生產工藝提供科學依據。
二、塔絲隆複合滌綸布料概述
2.1 塔絲隆的基本特性
塔絲隆（Taslon）是由日本東麗公司於20世紀70年代開發的一種高強低伸滌綸長絲織物，主要成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。其典型特征包括：
- 高強度：斷裂強力可達4.5–6.0 cN/dtex；
- 低延伸率：通常在15%–25%之間；
- 表麵光滑，具有絲綢般光澤；
- 耐磨、耐光、耐化學腐蝕；
- 易染色，色彩鮮豔持久。
由於其結構致密，塔絲隆常用於製作箱包、帳篷、風衣、滑雪服等對耐用性要求較高的產品。
2.2 複合滌綸的概念與發展
複合滌綸是指通過物理或化學方法將兩種及以上不同性質的聚合物纖維結合在一起形成的新型纖維材料。常見的複合方式包括並列型、皮芯型、海島型等。複合技術的應用可顯著改善單一纖維的局限性，例如提升彈性、吸濕排汗能力或熱穩定性。
在塔絲隆基礎上引入彈性纖維（如氨綸、PTT聚酯）或其他功能纖維（如抗菌母粒纖維、阻燃纖維），形成“塔絲隆+彈性體”或“塔絲隆+功能纖維”的複合結構，不僅增強了織物的柔韌性，也大幅提高了其動態回複性能。
據《中國化纖工業年鑒》（2023版）統計，2022年中國複合滌綸產量已達約860萬噸，占全球總量的60%以上，顯示出強勁的發展勢頭和技術積累。
三、經編工藝原理及其對織物結構的影響
3.1 經編工藝基本原理
經編（Warp Knitting）是一種利用一組或多組平行排列的紗線沿縱向同時成圈並相互串套形成織物的針織技術。與緯編相比，經編織物具有更高的尺寸穩定性、更低的脫散性和更強的抗拉強度。
典型的經編設備包括多梳拉舍爾經編機（Multibar Raschel Machine），其可通過調節梳櫛數量、送經量、針距、牽拉角度等參數精確控製織物組織結構和力學性能。
3.2 經編工藝參數分類
| 參數類別 | 具體參數 | 影響方向 |
|---|---|---|
| 紗線配置 | 滌綸/氨綸比例 | 彈性、回複率 |
| 紗線細度（dtex） | 密度、手感 | |
| 編織結構 | 組織類型（編鏈、襯緯等） | 結構穩定性、延展性 |
| 工藝參數 | 送經張力 | 紗線應力分布、均勻性 |
| 牽拉速度（m/min） | 成品克重、厚度 | |
| 針距（gauge） | 孔隙率、透氣性 | |
| 後整理工藝 | 定型溫度（℃） | 分子取向、熱定型效果 |
| 定型時間（min） | 回複性鎖定程度 |
資料來源：Zhang et al., Textile Research Journal, 2021; 中國紡織工程學會《針織工藝手冊》, 2022
四、塔絲隆複合滌綸布料的典型產品參數
以下為某企業生產的典型塔絲隆複合滌綸經編織物的產品參數示例：
| 項目 | 參數值 |
|---|---|
| 基礎材質 | 滌綸（PET）+ 氨綸（Spandex） |
| 滌綸占比 | 85% |
| 氨綸占比 | 15% |
| 紗線規格 | FDY 75D/72F + 40D 氨綸 |
| 織造方式 | 雙針床拉舍爾經編 |
| 組織結構 | 1+1編鏈+襯緯 |
| 成品克重（g/m²） | 180 ± 5 |
| 幅寬（cm） | 150 |
| 厚度（mm） | 0.42 |
| 斷裂強力（經向/緯向） | 850 N / 720 N |
| 斷裂伸長率（經向/緯向） | 28% / 35% |
| 洗後縮水率（經×緯） | ≤1.5% × ≤2.0% |
| 回彈率（循環拉伸5次後） | ≥92%（初始長度恢複率） |
| 色牢度（耐洗、摩擦） | 4–5級 |
該類產品廣泛應用於高性能運動服裝、騎行服及戰術裝備中。
五、經編工藝對拉伸回複性的影響機製分析
5.1 紗線組合與彈性回複關係
研究表明，氨綸含量是決定複合織物拉伸回複性的核心因素之一。美國北卡羅來納州立大學的Li和Chen（2020）在《Journal of Engineered Fibers and Fabrics》上發表的研究指出，當氨綸含量從5%增至20%時，經編塔絲隆織物的回彈率由78%提升至94%，但超過20%後易導致織造困難和成本上升。
國內東華大學張偉教授團隊（2021）通過對不同氨綸配比的塔絲隆經編織物進行循環拉伸測試發現：15%氨綸含量為優平衡點，既能保證良好彈性，又不影響織物整體強度和尺寸穩定性。
5.2 組織結構對回複行為的作用
經編組織結構直接影響紗線的空間排列和受力路徑。常用的幾種組織結構對拉伸回複性的影響如下表所示：
| 組織類型 | 結構特點 | 拉伸方向 | 回彈率（平均） | 適用場景 |
|---|---|---|---|---|
| 編鏈組織 | 縱向連接緊密，橫向延展小 | 經向為主 | 85% | 防風外套、箱包麵料 |
| 襯緯組織 | 加入橫紗增強橫向彈性 | 經緯雙向 | 91% | 運動緊身衣、泳裝 |
| 雙針床墊緯組織 | 三維立體結構，彈性空間大 | 全向 | 94% | 高端運動護具、壓縮服 |
| 賈卡提花組織 | 局部彈性調控，圖案可變 | 區域性差異 | 88%–93% | 功能分區服裝 |
數據參考：Wang et al., Fibers and Polymers, 2022; 中國產業用紡織品行業協會《功能性針織品白皮書》，2023
可以看出，雙針床墊緯結構因具備更好的三維支撐能力和應力分散機製，在多次拉伸後仍能維持較高回複率。
5.3 工藝參數優化對回複性能的提升
（1）送經張力控製
送經張力過大易造成紗線預應力過高，導致織物僵硬；過小則引起鬆弛、起皺。德國卡爾邁耶（Karl Mayer）公司在其技術報告中建議，對於75D滌綸+40D氨綸體係，佳送經張力應控製在12–18 cN範圍內。
（2）牽拉速度與密度匹配
牽拉速度影響單位長度內的線圈密度。實驗數據顯示，當牽拉速度從18 m/min提高到24 m/min時，線圈密度下降約12%，導致織物鬆散，回彈率降低約6個百分點。因此，需根據紗線粗細和氨綸比例動態調整牽拉係統。
（3）定型工藝的關鍵作用
熱定型是鎖定織物結構、穩定分子形態的重要環節。浙江大學材料學院的一項研究表明，采用190℃×45秒的定型條件可使塔絲隆複合織物的永久變形率降至低（<3%），而低於180℃或高於200℃均會導致性能劣化。
| 定型溫度（℃） | 時間（s） | 回彈率（%） | 永久變形率（%） |
|---|---|---|---|
| 170 | 45 | 82 | 6.8 |
| 180 | 45 | 89 | 4.2 |
| 190 | 45 | 93 | 2.7 |
| 200 | 45 | 91 | 3.5 |
| 210 | 45 | 87 | 5.1 |
注：測試條件為50%拉伸幅度，循環5次
由此可見，適度高溫有助於促進滌綸分子鏈重排，增強結晶區穩定性，從而提升回複能力。
六、實驗設計與數據分析
6.1 實驗樣本製備
選取三種不同經編工藝參數組合的塔絲隆複合滌綸樣品，編號A、B、C：
| 樣本 | 滌綸/氨綸比例 | 組織結構 | 定型溫度（℃） | 牽拉速度（m/min） |
|---|---|---|---|---|
| A | 90:10 | 編鏈 | 180 | 20 |
| B | 85:15 | 襯緯 | 190 | 18 |
| C | 80:20 | 雙針床墊緯 | 190 | 16 |
所有樣品均采用相同原料（75D FDY + 40D氨綸），經同一台MRPJ50/4型拉舍爾經編機織造。
6.2 測試方法
依據GB/T 3923.1-2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定》及ISO 13934-1標準執行拉伸測試；回複性測試參照ASTM D2594-20（彈性織物循環拉伸試驗法），設定拉伸幅度為50%，循環次數為5次，記錄每次釋放後的長度恢複百分比。
6.3 實驗結果匯總
| 樣本 | 初始斷裂強力（N） | 大伸長率（%） | 第1次回彈率（%） | 第5次回彈率（%） | 殘餘變形率（%） |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 820 | 26 | 86 | 79 | 5.2 |
| B | 760 | 34 | 91 | 88 | 3.1 |
| C | 710 | 41 | 93 | 92 | 2.3 |
結果顯示：
- 樣本A雖強度高，但因氨綸含量低且組織剛性大，回複性能差；
- 樣本B在強度與彈性間取得較好平衡，適合多數應用場景；
- 樣本C表現出優的拉伸回複性，但犧牲了一定的抗撕裂能力。
此外，掃描電鏡（SEM）觀察顯示，樣本C的紗線交織點更加均勻，氨綸絲分布連續，未見斷裂或纏繞異常，說明工藝匹配良好。
七、國際與國內研究進展對比
7.1 國外研究動態
歐美及日本在高性能經編複合材料領域起步較早。例如：
- 日本帝人（Teijin）公司開發的“Neotherm”係列經編複合滌綸麵料，采用PTT（聚對苯二甲酸丙二醇酯）替代部分PET，利用PTT固有的“記憶彈性”提升回複性能，其50次循環拉伸後回彈率仍保持在90%以上（Suzuki et al., Advanced Composite Materials, 2019）。
- 德國亞琛工業大學（RWTH Aachen）研究團隊提出“梯度經編”概念，通過賈卡控製係統實現局部彈性調控，使織物在肩部、肘部等高活動區域具備更高延展性，而在軀幹部位保持支撐力（Müller & Becker, Textile Science Quarterly, 2020）。
7.2 國內研究現狀
我國近年來在經編技術自主創新方麵取得顯著進展：
- 東華大學聯合江蘇陽光集團研發出“智能響應型經編塔絲隆”，通過嵌入溫敏形狀記憶合金纖維，實現在低溫下硬化、高溫下軟化的自適應調節功能（李明等，《紡織學報》，2022）。
- 浙江理工大學團隊提出“多尺度建模+人工智能預測”模型，用於優化經編工藝參數組合，顯著縮短試錯周期，提升一次成功率（陳翔宇等，《計算機集成製造係統》，2023）。
盡管如此，國產高端經編設備仍依賴進口（如卡爾邁耶、利巴），核心控製係統自主化程度有待提高。
八、應用前景與挑戰
8.1 應用領域拓展
塔絲隆複合滌綸經編織物憑借其卓越的拉伸回複性，正逐步滲透至多個新興領域：
- 智能穿戴設備：作為柔性傳感器基底材料，要求高彈、耐彎折；
- 醫療康複護具：用於肌肉支撐帶、關節固定器，需精準壓力反饋；
- 航空航天：輕量化抗壓結構織物，適用於艙內裝飾與生命支持係統；
- 新能源汽車內飾：兼具美觀、環保與動態適應性。
8.2 當前麵臨的技術挑戰
- 氨綸老化問題：長期紫外線照射或高溫環境下，氨綸易發生黃變和彈性衰減；
- 環保壓力：傳統滌綸源自石油，不可降解，亟需發展生物基替代品；
- 複雜結構穩定性控製難：高密度複合織造易出現紗線幹涉、斷頭等問題；
- 標準化缺失：目前尚無統一的拉伸回複性評價體係，影響產品橫向比較。
為此，行業正在推動綠色纖維研發，如使用Bio-PET（生物基聚酯）替代常規PET，並探索無氨綸彈性體係（如全PP棉包紗結構、蜂窩仿生結構）以實現可持續發展目標。
九、結論與展望（非結語）
綜上所述，塔絲隆複合滌綸布料的經編工藝對其成品拉伸回複性具有決定性影響。通過合理配置紗線比例、優化組織結構、精細調控送經與定型參數，可在保證力學強度的前提下顯著提升織物的動態回複能力。未來發展方向應聚焦於智能化工藝控製、多功能集成設計以及環境友好型材料創新，推動我國經編產業向高附加值、高技術壁壘領域邁進。
