摘要：

　　家庭洗涤时，洗衣机脱水转速对服装水洗尺寸变化率及外观平整度影响显著，因而脱水转速的设定对洗衣机参数优化影响重要。本文选取常见纯棉衬衫，在滚筒洗衣机脱水转速分别为400r、600r、800r、1000r条件下洗涤，分别测试其尺寸变化率、外观平整度、最终含水率等指标，并且通过显微镜观察衬衫洗涤前后纱线直径的变化。结果发现，随脱水转速的增大，衬衫纱线的直径增大，最终含水率降低；1000r洗涤后纯棉衬衫纵横向的尺寸收缩率最小，而400r、600r洗涤后织物的外观平整度高于1000r洗涤。研究成果可为纯棉衬衫家庭滚筒洗涤时脱水转速的设置提供依据。

　　关键词：纯棉衬衫；脱水转速；尺寸变化率；外观平整度；含水率

　　1前言

　　家庭滚筒洗涤对织物洗后外观美感的影响是消费者较为关注的问题，因此，纺织品质量控制及贸易已将纺织品洗后外观性能作为一项重要检测指标[1]。织物“洗后外观”是一项综合指标，主要包括：水洗尺寸变化、洗后外观平整度[2]。水洗尺寸变化率指织物水洗过程中，纤维发生溶胀，纤维间的抱合粘滞力减弱，纱线发生变形，衬衫尺寸变化[3]；外观平整度指织物经家庭洗涤和干燥后表面的光滑程度[4]。

　　家庭洗涤物中，棉织物以其优良的服用性能成为洗涤的重要组成部分，但其弹性较差，洗涤后极易变形，外观美感下降。家庭洗涤参数中，洗涤机械力、洗涤程序、洗涤剂、洗涤方式等是影响织物洗后性能的主要因素[5]。以往的研究主要集中在洗涤方式、洗涤剂、洗涤温度时间对尺寸变化的研究上[6-7]，而洗涤机械力对织物外观影响鲜有研究。2010年F.Y. Daroux等人提出洗涤机械力增强时，加剧纤维损伤，纱线将会出现松动[8]，而脱水阶段对织物施加的旋转离心力是整个洗涤过程中最大的机械力[3]，且随脱水转速不同，织物最终含水率也不同，1972年HELGE A等人指出对于吸湿性纤维而言，含水率的变化对织物湿折皱回复力有显著的影响，这种影响源于对其纤维分子的作用[9]。因此，滚筒洗涤脱水转速对纤维、纱线的损伤及织物的最终含水率均有显著影响，表观反映为消费者关心的尺寸及平整度等外观性能的变化。

　　所以研究滚筒不同脱水转速洗涤下，棉织物外观性能的变化具有非常重要的意义。研究成果将会为纯棉织物洗涤时如何设置脱水转速提供理论依据，满足消费者对纺织品洗涤美观及洗涤技术不断提升的需求。

　　2试验部分

　　2.1试样及洗涤条件选择同一规格的纯棉衬衫作为洗涤试样，试样参数如表1所示。采用西门子滚筒洗衣机，变化脱水转速分别为400r、600r、800r、1000r，进行洗涤。

　　2.2测试

　　按照AATCC135—2004即织物经家庭洗涤后的尺寸变化标准测试洗涤后衬衫的尺寸变化率。按照AATCC124—2006即织物经重复家庭洗涤后外观平整度标准，采用织物平整度测试仪对洗后的衬衫外观平整度进行客观评级。通过电子显微镜观察衬衫洗涤前后纱线直径的变化。洗涤后，称重计算出衬衫的最终含水率，计算公式如式(1)所示：MC= (Wt-W0) /W0×100% (1)其中：W0——为衬衫洗涤前经恒温很湿平衡24h后的重量，g；Wt——为衬衫洗涤脱水后的重量，g。

　　3试验结果与讨论

　　3.1衬衫洗后尺寸变化率测试值

　　衬衫洗后尺寸变化率的测得结果如表2及图1所示。

　　由纵横向的尺寸变化率可知，随脱水转速的增大衬衫由收缩转为拉伸，且脱水转速为1000r时，衬衫出现轻微拉伸，衬衫的尺寸变化率最小。

　　3.2衬衫洗后外观平整度衬衫洗后外观平整度评级结果，如表3及图2所示，不同脱水转速下衬衫的外观平整度对比。

　　结果发现，随脱水转速的增大，衬衫洗后的外观平整度减小，即脱水转速400r与600r时衬衫洗后外观平整度较脱水转速为800r与1000r好。

　　3.3衬衫洗涤前后纱线直径的变化

　　显微镜观察显示棉衬衫洗涤前后纱线直径变化如表4所示。

　　结果发现，因纱线吸收溶胀，棉衬衫洗后的经纬纱线直径明显大于未洗涤时的纱线直径；且1000r洗涤后的经纬纱线直径略微大于400r洗涤后的纱线直径。3.4衬衫最终含水率衬衫洗涤脱水后的最终含水率结果，如表5及图3所示不同脱水转速下衬衫的最终含水率对比。

　　结果分析：随脱水转速的增大，衬衫洗后的最终含水率减小，即脱水转速400r洗后含水率最高，脱水转速1000r洗后含水率最低。

　　3.5综合分析

　　家庭滚筒洗涤时，棉纤维浸湿，水分子直接与纤维素分子链相互作用，通过扩展纤维素结构改变分子链排列，纤维出现溶胀现象，纤维直径增大[10]，如表4所示，棉衬衫洗涤后经纬纱线的直径较未洗涤变大。因此衬衫洗后纵横向都出现收缩现象，即尺寸变化率为负值，如表3所示。然而，随滚筒洗衣机脱水转速增大，衬衫为保证能紧贴滚筒筒壁做圆周运动，衬衫之间及衬衫与滚筒间的相互作用力也相应增大[8]。而当衬衫所受的作用力小于其纤维的溶胀力时，衬衫纵横向仍保持收缩状态，尺寸变小；当衬衫所受的作用力大于纤维的溶胀力时，衬衫纵横向将会出现拉伸，尺寸变大。由表3及图1知，滚筒洗衣机脱水转速为400r及600r时，衬衫洗后经纬向仍保持收缩状态，且衬衫400r洗后收缩率大于600r；脱水转速为800r及1000r时，衬衫洗后经纬向收缩减小，出现拉伸现象，且衬衫1000r洗后收缩最小，轻微拉伸，尺寸变化率最小。滚筒洗涤脱水阶段，因衣物堆积层厚影响，衬衫在离心力作用下紧贴筒壁，跟随滚筒做高速圆周运动。根据牛顿第二定律F =mw2r，脱水转速越大，角速度w越大，相应的衬衫所受的旋转离心力F越大，根据牛顿第三定律，衬衫所受到的压力越大，衬衫在洗涤阶段的变形将在脱水阶段形成压皱，甚至超出衬衫的弹性变形范围转为塑性变形。故洗衣机脱水转速越大，衬衫形成压皱甚至塑性变形的可能性越大，即1000r洗后棉衬衫折皱变形的概率大于400r和600r。

　　家庭洗涤时，衬衫充分浸湿，故纤维分子无定形区以氢键形成结合的结合水相同，则游离水是衬衫含水率变化的主体[11]。棉纤维结晶区约占50%左右，这意味着衬衫浸湿时，溶胀将在50%的无定形区发生[10]，水分子与棉纤维无定形区内大量的亲水基团如羟基、羧基等以氢键形成结合形成结合水，分子链重组使得纤维聚合物获得较低的能量，因此纤维无定形区滑移性较大，衬衫极易变形，此时若在衬衫折皱形成的方向上施加拉力将会缓解折皱的形成[12-13]。而按照织物外观平整度评级标准，衬衫洗后晾干选取悬挂晾干，衬衫表面的游离水越多，衬衫重力越大，折皱形成方向上的拉力也越大，缓解衬衫折皱的形成。故脱水转速越小、棉衬衫游离水越多，含水率越高，重力越大，洗后外观越平整。

　　4总结

　　通过以上分析知，棉衬衫经家庭滚筒洗衣机洗涤时，因纤维吸湿溶胀以及衬衫与滚筒间相互作用力的共同影响，随脱水转速的增大，棉衬衫纵横向由收缩转为轻微拉伸，即1000r洗后棉衬衫出现轻微拉伸，尺寸变化率最小。受洗衣机旋转离心力及衬衫最终含水率的影响，随脱水转速的增大，棉衬衫的外观平整度变差，即脱水转速为400r、600r时衬衫洗后的外观平整度优于1000r。

　　参考文献：

　　[1]陈慧敏,张渭源,顾洪波.服装面料平整度等级的评定方法及研究趋势[J].北京服装学院学报(自然科学版),2006(3): 27-33.

　　[2]赵霞，李莹.纺织品服装洗后外观标准的比较[J].纺织导报，2006(9)：70-76.

　　[3]陈建国.离心洗衣机的洗涤原理与结构设计[J].家电科技，2007(12):42-43.

　　[4]石风俊.织物折皱回复性能的研究[J].毛纺科技，2001(4)：16-19.

　　[5]陈东旺.洗涤条件对机织物水洗尺寸变化率的影响[J].纺织科技进展,2007,6:63, 75.

　　[6]李素英.加热对机织物尺寸稳定性的影响[J].黑龙江纺织，2004(6)：9-10.

　　[7]李小兰.温度对机织物尺寸稳定性的影响[J].棉纺织技术，2002(5)：63-64.

　　[8]F.Y. Daroux, D.J. Carr, J. Kieser, B.E. Niven, M.C.Taylor. Effect of laundering on blunt force impact damagein fabrics[J]. Forensic Science International，2010 (197)：21–29.

　　[9]HELGE A. HJALMARSSON. HARALD ASNES.Laundering Conditions for Improved Wash-and-Wear Appearance Part I: Influence of Physical Conditions during Laundering on Crease Formation and Crease Recovery in Fabrics[J]. Textile Research Journal，1972.

　　[10] Barbora Siroka, Avinash P. Manian, Michael F. Noisternig,Ute Henniges, Mirjana Kostic, Antje Potthast, Ulrich J.Griesser, Thomas Bechtold. Wash–Dry Cycle Induced Changes in Low-Ordered Parts of Regenerated Cellulosic Fibers [J].Wiley Online Library. 2012(1):1-12.

　　[11]夏强,魏娟.水分对棉纤维性能的影响及其调控[J].棉花加工技术，2002(6)：25-27.

　　[12]赵瑞海,韩春丽,张旺锋.棉纤维超分子结构及与纤维品质的关系[J].棉花学报，2005,17(2)：112-116.

　　[13]浙江丝绸科学研究院真丝起皱机理研究组.丝纤维及其织物的起皱机理[J].丝绸，1993(6)：18-21.

　　(作者单位：袁建荣、李兆君、丁雪梅，东华大学服装学院；胡娟，博西华电器有限公司）