随着我国“双碳”战略的实施，消费者对生态环保的关注度越来越高，企业从纺织原材料的选用到生产过程控制，力求降低碳排放和资源消耗。作为一种生态环保的生物基材料，PTT（聚对苯二甲酸丙二醇酯）是由对苯二甲酸和1，3丙二醇酯化缩聚制得，该纤维兼具锦纶的柔软性和腈纶的蓬松性，性能优势明显［1］1，所织面料蓬松丰满、手感滑糯、吸湿透气，抗皱保形性能突出，适合用于仿毛类产品，并且避免了纯毛类面料易虫蛀、价格高、易起毛起球等不足。行业内对PTT材质在毛类风格织物中的应用已有具体研究，包括采用PTT混纺方式开发用于女士制服类面料等［2⁃3］，而纯PTT面料的仿毛效果更加突出，但产品设计开发及生产的技术难度较大。本研究结合实践探讨纯PTT仿毛面料的设计思路和开发方案，并对面料性能进行测试和分析。1 纯PTT短纤仿毛面料的设计开发毛型面料品类众多，且不同品类风格差异明显。纯PTT仿毛面料的设计属于对典型风格特征的仿样设计，需要基于材料本身的特性来合理选择应用方向。鉴于PTT纤维较低的初始模量以及良好的弹性表现，预测其更适合于表现精纺毛织物中的女衣呢类或薄型花呢类的风格，这类面料的主要特征是手感柔软、有弹性、活络不板不烂。精纺毛织物最重要、最有价值的风格就是手感，手感又是呢类产品设计主要的风格追求，因此把PTT仿毛面料的设计重点放在良好手感的打造上［4］108⁃112。为充分发挥PTT材质的柔软和弹性，利用我公司纯纺技术优势，选用1.33 dtex×38 mm短纤维进行纯纺。根据参考文献［4］113的经验数据，典型单面花呢及薄花呢的纱线参考线密度一般在单纱17 tex或股线17 tex×2。结合企业生产习惯，设计线密度为19.7 tex，捻度偏小控制，以体现良好的弹性和活络手感，并采用赛络纺来降低纱线毛羽，确保面料的强力及耐磨性能。织物设计方面，女衣呢类织物多采用复杂小提花、破斜纹等松散组织结构，浮长线偏长，构成各种细致的图案或凹凸的肌理。较长的织物浮长线有利于面料的柔软舒适，且有利于织物压缩和弯曲变形的回复，但过长的浮长线容易引起勾丝［5］，为实现良好的仿毛蓬松手感并兼顾机械性能，织物组织采用相对松散的三上三下加强破斜纹，如图1所示。根据文献经验数据，国毛优秀产品单面花呢类的成品经纬向紧度推荐数值分别为89%和64%［4］119，由于PTT具有较好的收缩回复性能，需要给纤维留出足够的织缩和染缩空间，按照25%~30%预留收缩率，综合各类因素，设定坯布总紧度为80%，坯布经向紧度为64%、纬向紧度为48%，因此确定坯布的经纬纱线密度均为19.4 tex，经密394根/10 cm，纬密276根/10 cm，上机幅宽为178 cm。.F002图1织物组织图因PTT纤维的玻璃化温度在45 ℃~65 ℃，且纤维的初始模量较小，因此该材质对织染生产过程中的温度和加工张力特别敏感。该系列产品在浆纱工序选用冷浆低温上浆工艺，染整采用松式溢流缸染色加工工艺，低温分散染料常压沸染，染色温度100 ℃，松式定形，超喂量控制在10%~15%，定形温度为120 ℃。2 面料性能测试分析织物手感与织物力学性能之间存在相关性，因此可以通过测试织物的力学性能来评价其手感风格。为测试评价PTT仿毛面料的特征仿样效果，应针对精纺呢类面料的典型风格特征，确定相应的力学性能测试方法，如手感柔软的特征可以借助弯曲测试、悬垂测试来检测评估，舒适有弹性的特征可以通过压缩风格测试、折皱回复测试来评估，而手感活络不板不烂等则可借助弯曲测试、表面摩擦测试等指标来综合评价。据此选定该PTT仿毛面料的测试项目包括表面摩擦性能、压缩性能、弯曲性能、折痕回复性能、悬垂性能，并与同规格纯羊毛面料进行对比［6］。面料的表面摩擦性能、压缩性能、弯曲性能3项指标采用YG821L型织物风格仪进行测试，以力和位移两个物理量测量织物的机械性能，客观反映织物的风格特征及其服用性能。试验分别依据FZ/T 01054—2012《织物表面摩擦性能的试验方法》、GB/T 24442.1—2009《纺织品 压缩性能的测定 第1部分：恒定法》、GB/T 18318.6—2017《纺织品 弯曲性能的测定 第6部分：马鞍法》进行测定，对面料的经纬向各测试3次，取平均值。2.1　表面摩擦性能表面摩擦测试主要是评价面料表面的滑、糙、爽程度，FZ/T 01054—2012标准的测试原理是将两块试样叠合在一起，在一定的正压力和速度条件下，从水平方向牵移上测试样，测定和计算此过程中两块面料表面间的摩擦力变化与有关表面的摩擦性能指标。面料表面摩擦性能测试结果见表1。纯PTT仿毛面料的经纬向静摩擦因数、动摩擦因数均小于纯羊毛面料，说明无论是启动时还是位移运动过程中，纯PTT仿毛面料相比纯羊毛面料所受到的摩擦力都更小，表明纯PTT仿毛面料比纯羊毛面料更加细腻顺滑。.T001表1面料表面摩擦性能测试数据面料种类经向静摩擦因数经向动摩擦因数纬向静摩擦因数纬向动摩擦因数纯PTT仿毛面料0.3780.2040.3090.193纯羊毛面料0.4300.3060.3190.236分析此指标的影响因素认为，PTT纤维的模量低、刚性小，所织面料柔软顺滑，而羊毛纤维表面带有鳞片，虽然经缩绒处理，但所织面料在受外力作用时还是存在一部分定向性摩擦效应。2.2　压缩性能压缩测试可以评价面料的蓬松和丰满等程度，测试采用单层织物压缩方式，压缩接触面积为18 cm2。根据织物的表观厚度来制作试样尺寸大小和设置压力值的各项参数。压缩性能测试指标主要有表观厚度、稳定厚度、压缩率、压缩弹性率、比压缩弹性率、蓬松度等，测试结果见表2。纯PTT仿毛面料的表观厚度比纯羊毛面料高0.500 mm，稳定厚度比纯羊毛面料高0.256 mm，压缩率比纯羊毛面料高6.461个百分点，蓬松度比纯羊毛面料高242.853 cm³/g，从上述4项数据可知，纯PTT仿毛面料比纯羊毛面料更加蓬松丰满，并且稳定性较好。.T002表2面料压缩性能测试数据面料种类表观厚度/mm稳定厚度/mm压缩率/%蓬松度/（cm³·g-1）压缩弹性率/%比压缩弹性率/%纯PTT仿毛面料1.0710.62541.682578.98563.75726.569纯羊毛面料0.5710.36935.221336.13281.21428.590分析该项性能指标的影响因素认为，PTT材质所具有的折线形分子结构形态可赋予面料蓬松手感和一定弹性，经过染整加工后手感更加突出，实现了比纯羊毛面料更加蓬松丰满的手感表现。2.3　弯曲性能弯曲试验主要用以评价面料手感的弯曲反弹和刚柔性能，测试原理是将一定尺寸的试样两端夹持到夹样器上，使试样呈半圆竖环状，在负荷作用下样品向下弯曲，随着变形的增大，半圆竖状环两侧的弯曲应力和应变渐渐趋大，并待试样受压至一定位移后使其回复。测试结果见表3。.T003表3面料弯曲性能测试数据面料种类经向反弹率/%纬向反弹率/%纯PTT仿毛面料76.66测不出纯羊毛面料80.1187.11由表3可知，纯PTT仿毛面料与纯羊毛面料的经向反弹率数据接近，纯羊毛面料的数据略高，由此表明两种面料的弯曲反弹性能均较好，纯PTT仿毛面料在弯曲刚性较小的情况下达到了较为理想的弯曲反弹效果。由于纯PTT仿毛面料过于柔软，未能测出其纬向弯曲性能的指标数据。通过以上3种风格测试的数据分析得出，纯PTT仿毛面料与纯羊毛面料相比，两者风格指标相近，纯PTT仿毛面料滑糯感和蓬松感更有优势，手感更软，符合精纺毛织物中的女衣呢类或薄型花呢类的风格特征。2.4　折痕回复性能采用YG541E型织物折皱弹性仪，参照GB/T 3819—1997《纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》，对两种面料的折痕回复性能进行测试，以折痕垂直回复法评价面料的抗折痕性能。两种面料经纬向各测10个样品，取其平均值。测试数据有经向折痕回复角、纬向折痕回复角、总折痕回复角。测试结果见表4。.T004表4折痕弹性回复性能测试数据面料种类经向折痕回复角/（°）纬向折痕回复角/（°）总折痕回复角/（°）纯PTT仿毛面料160.2162.9323.1纯羊毛面料166.9158.1325.0由表4可知，两种面料的折痕回复性能均优异，总折痕回复角非常相近。羊毛材质具有突出的抗折痕能力，而PTT材质则是受益于如弹簧形状的纤维大分子链所带来的性质，在外力的作用下可以转变为“反式”构象［1］3，外力去除后即可恢复原状，显示出优异的回复性能。2.5　悬垂性能采用YG811E型织物悬垂测试仪，参照GB/T 23329—2009《纺织品 织物悬垂性的测定》，对两种面料的悬垂性能进行测试，在自重作用下对其自然下垂形成的曲面以平行光进行照射，得到水平投影图并分析计算，从而获得悬垂性能指标。测试结果见表5。.T005表5面料悬垂性能测试数据面料种类静态悬垂系数动态悬垂系数静态悬垂波数动态悬垂波数静态投影周长/cm动态投影周长/cm悬垂形态变化率/%纯PTT仿毛面料32.3167.465.337.0062.6068.23108.81纯羊毛面料53.8477.016.332.0067.3269.8143.08悬垂性能的测试主要评价面料在服用过程中由于自重作用和弯曲程度而产生的曲面特性，采用图像处理法测定织物的悬垂性。评价指标总体上可分为反映悬垂程度和悬垂形态两大类［7］，表达织物悬垂程度的指标主要是静态悬垂系数、动悬垂系数、悬垂形态变化率等。悬垂系数越小、悬垂形态变化率越大，说明面料越柔软、形态变化不呆板。由表5可知，纯PTT仿毛面料的静态和动态悬垂系数均较纯羊毛面料小，悬垂形态变化率达到了纯羊毛面料的2.5倍以上，纯PTT仿毛面料体现出优秀的悬垂性能。反映织物悬垂形态的指标参数主要是静态悬垂波数、动态悬垂波数等，悬垂波数越多、越均匀，说明悬垂形态越好。纯PTT仿毛面料的动态悬垂波数明显优于纯羊毛面料，动态投影周长小于纯羊毛面料，该面料在经过匀速旋转再自然下垂时，形成的波纹个数多且夹角小、分布均匀、投影面积小，面料的悬垂形态柔和顺滑，更具美感。3 结论采用新型纤维开发新产品需要立足于纤维本身的特性，尤其是风格特征仿样，需要认真研究目标产品典型特征，转化为技术参数，通过合理的策划设计和技术创新，充分发挥出材质的优势，在风格特征仿样中有所创新和提高，方能实现良好的产品开发效果。通过对纯PTT仿毛面料与纯羊毛面料的测试分析可知，纯PTT仿毛面料的摩擦因数比纯羊毛面料更小，更加细腻顺滑；纯PTT仿毛面料的表观厚度比纯羊毛面料更大，蓬松性更好；纯PTT仿毛面料悬垂系数更小，面料整体形态更加柔和美观；纯PTT仿毛面料的折痕回复角与纯羊毛面料接近。综合评估认为，该纯PTT仿毛面料具备精纺毛织物的主要典型特征，手感风格符合精纺毛织物中的女衣呢类或薄型花呢类的风格定位，适合于女装上衣、裙子或裤装用料，面料整体开发效果达到设计预期。