緯編萊卡針織面料的彈性測試與研究

申紅梅

（無錫天祥質量技術服務有限公司,江蘇無錫 214101）

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緯編萊卡針織面料的彈性測試與研究

申紅梅

（無錫天祥質量技術服務有限公司,江蘇無錫 214101）

摘 要為探討萊卡針織面料的彈性影響因素，本文采用實驗對彈性織物的透氣性、抗起毛起球性、彎曲性能、抗皺性以及懸垂性做了分析。結果表明隨著氨綸含量的增加，織物的透氣性越差，越容易起毛起球，總折皺回復角也越大。組織結構對于緯編萊卡織物的彎曲性能及懸垂性影響也很大。

關鍵詞緯編萊卡針織面料；透氣性；抗起毛起球性；彎曲性能；抗皺性

Cellulase applied to cotton fabric dyeing and finishing process of practice

SHEN Hong-mei
(Wuxi Tianxiang Technology service Ltd., Jiangsu Wuxi 210101,China)

Abstract A series of experiments of air permeability, pilling resistance, bending property, wrinkle resistance and drapability were done and analyzed to study the influence factors on the elasticity property of Lycra knitted fabric. The results show that with the increasing of spandex in the knitted fabric, the air permeability property gets worse, the fabric is more likely to pill and the total recovery angle is larger. The fabric structure of weft Lycra fabric has great influence on the bending property and drapability.

Key words lycra weft knitted fabric；air permeability, pilling resistance, bending performance, wrinkle resistance.

緯編萊卡針織面料具有彈性好、延伸率大、生產效率高的特點，人們越來越崇尚舒適休閑的生活，隨著這種生活的改變，使得服裝的發展向著以下幾個方面發展：休閑的外觀；舒適的性能；適宜運動、郊游。

隨著緯編萊卡彈性原料在針織服裝面料領域得到廣泛應用，促使針織物追求更優異的彈性和彈性回復性。萊卡氨綸絲添加在針織物中的方式、添紗量的多少，都會直接影響織物的性能及表面形態，也直接影響著織物的服用性能。

影響萊卡針織物彈性和回復性的最重要的因素是萊卡氨綸紗線的規格（高彈、中彈與低彈）和含量，其次是織物的組織結構及結構參數，另外織物的生產加工工藝對萊卡針織物的彈性性能也具有很大的影響。

1 萊卡緯編針織彈性面料的研究現狀

1930年德國拜耳(Bayer)公司和IG公司開發了聚氨酯，最早用于合成橡膠和塑料，至1954年美國杜邦公司開始用于研制彈性纖維。1959年第一次實現了聚氨酯溶液干法紡絲的工業化生產，命名萊卡。隨后，歐洲和日本等地相繼投產，這才揭開了新一代萊卡彈力纖維的序幕，為萊卡彈力織物的開發奠定了夯實的基礎。

一般彈力服裝能夠保形而且舒適柔軟，相較于普通織物，彈力織物可長期保持柔軟不皺，影響針織彈性面料的因素有很多。

1.1 原料

萊卡氨綸彈性好，強度一般，吸濕比較差，有耐光性、耐酸性、耐堿性和耐磨性。緯編萊卡彈性面料穿著舒適、手感柔軟、不易起皺，這種面料中氨綸纖維起著至關重要的作用，所以要研究萊卡彈性針織物的服用性能和彈性，就需要研究氨綸在彈性針織面料中的含量。無論是織物的服用性能還是織物的彈性都與氨綸的含量有重要關系，而緯編萊卡針織物中的氨綸含量是可以控制的，它與氨綸的細度、氨綸的送紗量、氨綸的喂入速度、氨綸的喂入方式等有關。

氨綸在針織物中的含量比由氨綸線密度和氨綸織入量來控制，在相同的制造條件下，增加氨綸的添紗路數，可以增加氨綸的百分比含量，氨綸的含量多，織物的密度、面密度和厚度都變大。加入了氨綸的織物，其透氣性變差，所以在保證該原有織物的條件下，應盡量減少氨綸的含量，提高織物的舒適性。

氨綸的含量可以通過計算來選擇，另外，還要考慮氨綸的性能，氨綸品牌及生產方式不同導致產品的性能差異很大，要從性價比上進行考慮用計算的方法得出的氨綸含量要比其它方法更精確和快捷，可大大提高勞動生產率。平針織物經緯方向上的折皺回復角存在一定的差異。隨著氨綸含量的增加，經緯方向上的折皺回復角就越接近；同樣，隨著織物中氨綸含量的增加，平針織物的總折皺回復角也呈上升趨勢，而織物急彈性折皺回復角與緩彈性折皺回復角之間的差異值相似。

1.2 織物的組織結構

緯編針織物有多種不同的組織結構，不同的組織結構有著不同的性能，因此織物的組織結構同樣不能忽視。緯編針織物有三大基本組織結構，緯平針組織、羅紋組織、雙羅紋組織，以下以這三種為例來闡述一下氨綸絲的添紗方法對于緯編針織彈性面料的性能的影響。

緯平針組織按氨綸絲的添紗方法分為半添紗和全添紗組織，半添紗組織是在編織時氨綸絲1路隔1路喂入，織物帶有彈性，橫向彈性大于縱向彈性，織物表面呈細條狀橫楞（抽紗），而全添紗組織是應用最為廣泛的一種含氨綸絲緯平針組織，織物最容易出現的質量問題是毛羽多、不光潔、易起毛起球。羅紋組織分為三口用氨綸羅紋、半添紗氨綸羅紋、添紗氨綸羅紋，三口用氨綸羅紋是氨綸絲僅在羅紋織機針盤針上1路隔1路喂入，織物正反面有明顯差異；半添紗組織是在羅紋針盤針上每路喂入氨綸絲，織物表面平整，正反面外觀差異趨弱；添紗氨綸羅紋是氨綸絲在羅紋機針盤針、針筒針同時喂入（雙眼梭），織出的織物彈性優良，正反面外觀看不出差異，沒有卷邊現象。

1.3 針織機

目前國內常見針織機可分為兩大類：一是以德國進口、國產針織機，稱為德系針織機stoll；一是以日本進口、國產針織機，稱為日系導經針織機。德系針織機適合單孔絲，該系針織機校驗要求高，紗長、氨綸長和氨綸含量控制非常準確穩定，不存在分絲問題，它在織物結構上對氨綸的隱藏性較好，使織物的回彈、手感都比較好。日系針織機適應性很強，可以不分單孔雙孔，它結構相對簡單，市場上仿日系針織機種較多（以浙江，張家港居多），這類仿制機與日系針織機的差別較大，特別是使用年限較長的機型對氨綸的隱藏性很差，正反布面可明顯看出氨綸絲顯露，這時較易出現氨綸外漏，抽緊絲等疵點。

1.4 編織工藝

織物的編織工藝參數對于織物的服用性能影響較大。織物的工藝參數包括拉卡氨綸張力、線圈長度、滯后成圈針數、喂紗輪的位置等。萊卡氨綸針織物的幅寬分機上幅寬和松布幅寬，萊卡氨綸織物由于極具彈性，松布后織物幅寬都會收縮較大，幅寬計算公式為：幅寬=總針數÷橫向密度（每10cm針數)×2.54。在設計工藝時，氨綸張力的選擇非常重要，張力過大，織物緊縮，影響織物的懸垂性及彈性，且易斷絲、壞針；反之張力如果太小，織物會松松垮垮、不緊密沒有彈性，這樣也增大了氨綸絲用量，不利于編織。

含氨綸的針織面料,在常數拉伸比下，張力越大，重量越大，每厘米的線圈橫列、每厘米的針數越多，厚度越厚，透氣性越低。線圈長度決定了織物的厚薄，太長時，織物稀疏，彈性小；過短時，難以織造且使織物過厚而影響其懸垂性和手感，所以編織時應充分注意到彎紗深度的調節。氨綸含量增加，線圈長度保持不變，線圈橫列和線圈縱行間距值增加，并且含氨綸的織物越緊，織物的重量和厚度越大，而織物的透氣性、起球等級、歪斜度越低。編織羅紋組織時，上針相對下針要滯后成圈12枚針，而氨綸羅紋布要求上針至少滯后3到4枚針，否則，滯后針數太少，氨綸絲由于墊紗范圍過窄，要么出現跑絲上針吃不到氨綸絲，要么會誤墊入下針針鉤內，使布面出現橫路。調整喂紗輪的位置，在保證下針不吃到氨綸絲的前提下，盡量減小墊紗橫角和墊紗縱角，以確保氨綸絲能順利地喂入上針針鉤內，否則上針吃不到氨綸絲，布面會出現橫疵。

針織物的彈性是指當引起針織物變形的外力去掉后，針織物恢復原狀的能力。針織物的彈性并不一定都是橫向彈性比縱向彈性好，它不僅與針織物的線圈結構有關，而且還與織物所采用的紗線有關，紗線的彈性較大、摩擦系數較小的織物，縱向的彈性回復率比橫向彈性回復率大，而且針織物的彈性隨著摩擦系數的減小而增大。氨綸的含量越多，織物的彈性回復性能越好，縱橫向的彈性恢復性差異越小。隨著氨綸含量的增加，縱向與橫向彈性回復率都增加，織物的塑性變形小，織物的恢復性能好，當達到一定數值時，縱向與橫向彈性恢復率開始縮小。

2 課題研究內容

本課題重點研究的是針織彈性面料，著重研究以下幾點：

（1）選擇不同組分和原料的試樣進行對比，為分析提供依據。

（2）對于試樣的基本結構參數進行測試，并分析織物組織結構。

（3）對試樣進行各種服用性能測試，分析不同試樣的性能差異。

（4）對試樣的彈性性能和彈性回復性能進行測試，分析彈性差異。

（5）對試樣的壓力進行測試，分析壓力與彈性回復率的關系。

2.1 緯編萊卡針織面料彈性性能研究

2.1.1 緯編萊卡針織面料試樣選擇及基本參數

緯編針織物的性能與其密度、厚度、平方米克重、線圈長度等因素息息相關,因此我們便根據《紡織材料實驗技術》上所介紹的織物的密度、厚度、平方米克重的測試方法,對第二章中所編織的針織物的這幾項性能進行了測試。本課題涉及到4種不同的織物組織，試樣編號及測試結果見表2-1。

表2-1　試樣基本結構參數

2.1.2 彈性針織面料透氣性測試分析

試驗儀器:YG46lH全自動透氣量儀；

測試指標:透氣率/mm/s；

參數設置:測試壓差 100 Pa；測試面積20 cm2；

測試方式:自動；

測試原理：在規定的壓差下，測試單位時間內通過試樣的空氣流量，來推算織物的透氣性。

測試結果見表2-2。

表2-2　織物透氣性

由表2-2制得圖2-1，圖2-1清晰地表明了四種織物的透氣率的差異。

從圖2-1可以清楚的看到3號織物的透氣率最大，即表明3號織物的透氣性最好，參照表2-1，可得3號織物的原料是咖啡碳，而咖啡碳纖維的吸濕透氣非常好，所以織物的透氣性與織物的原料有關，在氨綸含量相差不算太大的情況下，織物原料對織物的透氣性影響較大。去除3號織物，2號織物的氨綸含量最大，但其透氣率最低，透氣性最差，所以氨綸含量越低，織物透氣性越好。

2.1.3 緯編萊卡針織面料彎曲性能的測試分析

彎曲性能是指織物受到與自身平面垂直的力或力矩作用時會產生彎曲變形。織物的彎曲性能與織物的剛柔性有關，測試方法共有3種，本次試驗采用的是KES-FB織物彎曲性能試驗法。

試驗儀器: KES風格儀；

測試指標:彎曲剛度；

試樣要求：5cm×20cm ，經緯向各5塊；

測試原理：將試樣夾持在固定夾頭與移動夾頭之間，移動夾頭由Y軸位置方向按純彎曲曲線移動到X軸位置，織物下面呈弓形彎曲，然后移動夾頭緩慢移動回到Y軸。接著移動夾頭向反方向移動，直至與X軸重合，織物反面呈弓形彎曲，再使移動夾回到Y軸。至此，完成一個彎曲循環。

測試結果見表2-3。

表2-3　織物彎曲剛度

由表2-3可看出四種織物的彎曲剛度有著顯著的差異。

4號織物的彎曲剛度的差異最大，而4號織物是羅紋織物，其它均為平針織物，所以明顯看出織物的組織結構對織物的彎曲性能影響較大。

2.2 彈性針織面料外觀保持性研究

2.2.1 緯編萊卡針織面料抗起毛起球性測試分析

所謂起球性是指織物在服用過程中，會不斷受到外力的作用，使織物表面的絨毛或單絲逐漸被拉出，當毛茸的高度和密度達到一定值時，外力摩擦的繼續作用使毛茸糾纏成球并凸起在織物表面，這種現象稱為織物的起毛起球。

試驗儀器：圓軌跡起球儀；

測試指標：起毛起球等級；

參照標準：GB/T 4802一1997；

參數設置: 起毛次數 150 ，起球次數 150；

試樣規格：直徑為（113+0.5）mm的試樣5塊。

測試結果如表2-4所示。

表2-4　織物的起毛起球等級

由表2-4可看出，羅紋織物的起毛起球等級最大，所以它的抗起毛起球性能最好，其它都較為接近，所以織物的組織結構影響較大。而從氨綸的含量來看，氨綸的含量越大，起毛起球級數越小。

2.2.2 緯編萊卡針織面料抗皺性測試分析

參照標準:GB/T 3819一1997；

實驗儀器:YG541B折皺儀；

測試指標:折痕回復角；

測試方法:將試樣沿折疊線對折,在承壓面積位置線上加上壓力重錘,在規定時間過后,釋放重錘, 經5分鐘后讀得緩折痕回復角，經向正面、緯向正面折痕回彈角各取5個試樣,取其平均值；經向反面、緯向反面折痕回彈角各取5個試樣,取其平均值；

測試原理:試樣在二級標準大氣壓下折疊加壓保持一定時間，卸除負荷后,讓試樣經過一定的回復時間,然后測量折痕回復角,以測得的角度來表示織物的折痕回復能力。

試樣準備:測試分經向正面、緯向正面和反面,試樣尺寸見圖2-3。

測試結果見表2-5。

表2-5　折皺回復角

觀察表2-5，可得以下幾個結論：

（1）平針織物正面，長向的折皺回復角要小于寬向的折皺回復角；而織物的反面，長向的折皺回復角要大于寬向的折皺回復角。羅紋針織物的長度方向折皺回復角要小于寬度方向的折皺回復角。

（2）織物緩彈性折皺回復角要大于織物急彈性回復角。

（3）萊卡氨綸含量增加，總折皺回復角增大，經緯方向上的折皺回復角之間的差異也越小。

2.2.3 萊卡彈性針織面料懸垂性測試分析

試驗儀器:XDP-l織物懸垂性測試儀；

測試指標:懸垂系數；

參數設置:升降速度200m/min ；轉動速度60r/ min ；上升停止，靜態測試5秒 ；試樣開始轉動，動態測試10秒；

測試原理:將織物放在一定織物的圓盤,織物因自重沿小圓盤周圍下垂,呈均勻折疊,然后用平行光照在織物上,得到水平投影圖,利用光電原理可以直接讀數。

測試結果如表2-6所示。

表2-6　試樣懸垂性

從表2-6中選出靜態懸垂系數和動態懸垂系數兩個指標做比較，得圖2-4和圖2-5。

由圖2-5可知，3號織物的動態懸垂系數之比最大，但是沒有明顯的規律，由此可得，動態懸垂性與紗線種類及織物組織結構都有影響。

2.3 總結

本文重點對于彈性織物的服用性能進行測試和分析，主要有織物的透氣性、彎曲剛度、抗皺性、抗起毛起球性以及懸垂性，著重分析影響這些性能的主要因素。

通過比較得出隨著氨綸含量的增加，織物的透氣性越差，織物的起毛起球等級越低，總折皺回復角越大。而織物組織結構對于織物的彎曲性能以及懸垂性影響較大。

3 緯編彈性針織面料彈性與彈性回復性能研究

3.1 緯編萊卡針織面料的彈性及彈性回復性能測試

緯編針織物的特點主要取決于緯編針織物所用的原料種類和特性、織物組織結構以及后整理方式，總體上說，緯編針織物具有手感柔軟、彈性和延彈性好等特點，缺點是織物不夠挺括，尺寸穩定性較差。

針織物在除去外力后可回復的變形，用拉伸彈性回復率表示。

針織物彈性的測試方法有定伸長拉伸法和定負荷拉伸法等，根據拉伸方向可分為單向拉伸和雙向拉伸，根據拉伸次數可分為單次拉伸和多次拉伸等方式。定伸長拉伸測試法是把針織物沿縱向或橫向拉伸至一定長度，保持一定的時間，除去外力，再停頓一定的時間，記錄外力去除后針織物拉伸方向的尺寸變化。定負荷拉伸測試法是織物在一定條件下加上一定負荷，保持一定時間，去除負荷，再停頓一定時間，記錄試樣在拉伸方向的尺寸變化。定負荷的伸長率越大，說明該織物在外力作用下愈容易產生變形。

由于服裝在穿著過程中，織物所承受更多的是定伸長拉伸，因此本試實驗采用定伸長拉伸。

目前尚未有專門測試針織物的彈性以及彈性回復率的儀器，一般情況下都是用織物強力儀測量。但是由于量程太大，所以采用測試原理相同的YG061電子紗線強力儀來測試針織物的定伸長拉伸，它的量程為0—3000CN，能很好地模擬針織物較低負荷下的反復拉伸的情況。

本實驗參照FZ/T70006-2004針織物拉伸彈性回復率試驗方法。

試樣準備：將每種試樣都置于標準大氣(溫度：20℃ + 2℃,相對濕度：65％ + 4％)下平衡24小時，從距離布端1.5m以上處剪取50mm×80 mm,每種織物準備橫向和縱向試樣各五塊，取樣時盡可能取兩塊試樣不同的縱行或橫列即不同經不同緯；

實驗的指標：一次拉伸彈性伸長回復率、塑性變形率；

參數的設置：上下夾頭間的隔距為50mm，拉伸速度為100mm/min，預加張力10CN，拉伸停置時間為60s，回復停置時間為60s。

試驗開始后，下夾頭以設定速度100 mm/min 勻速下降，拉伸織物；在拉伸到系統設定的拉伸長度時，下夾頭停止運動，進入拉伸停置時間；停置時間過后，下夾頭回升至原位置，進入回復停置時間；最后再拉伸到預加張力位置，自動記錄測試結果。測試裝置見圖3-1。

3.2 緯編萊卡針織面料彈性性能分析

針織物結構具有良好的延彈性。線圈是針織物結構最基本的單元。緯平針線圈由圈柱、針編弧和沉降弧組成，線圈具有確定的長度，對針織物的延伸性、彈性變形有重要的影響。

針織物的變形分為急彈性變形、緩彈性變形和塑性變形。急彈性變形是當加上負荷后產生，負荷去除后立即消失的形變部分；緩彈性變形是加上負荷后隨時間增加而增大，而當負荷除去以后，它又逐漸減小，經過一定時間它就完全消失的部分；塑性變形則是由于纖維或紗線微結構中產生了不可回復的變形部分。彈性變形和塑性變形的大小是衡量彈性針織物彈性性能的重要指標。一般來說，針織物的彈性變形愈大，塑性變形愈小，其彈性性能愈好。

本次實驗測試了三種織物的彈性性能，其結果如表3-1。

表3-1　彈性性能測試結果

參照表3-1對比可得以下幾個結論：

（1） 織物的橫向塑性變形要小于織物的縱向塑性變形，即織物的橫向彈性要大于織物的縱向彈性。

（2） 隨著氨綸含量的增加，萊卡織物的塑性變形越小，而彈性也越好。

（3） 保持織物橫向的拉伸變形所需要的拉伸力也小于縱向的。由于緯編針織物在相同伸長的情況下，橫向所需拉伸力較小，因而織物的橫向耐疲勞、松弛特性優于縱向。

由圖3-2和圖3-3的織物拉伸曲線可以看出，緯編針織物的拉伸過程可以分為三個階段，第一階段為極易變形區，在這一階段，拉伸力較小時，織物就產生較大的形變；隨著拉伸強力的增加，線圈間的聯系加強，拉伸進入第二階段，此時外力增加較多，而拉伸伸長增加較少；當拉伸力繼續增加時，紗線受到極大的擠壓，紗線因受較大的力作用而伸長，所以這階段外力增加很快，而伸長變形很小，此為第三階段。

圖3-4是3號織物的縱橫向拉伸對比圖，從圖中可以看出，橫向拉伸時，極易變形區較長，且曲線更平坦，也就是說織物的橫向更易變形。在低延伸的條件下（伸長＜15％），織物的形變應處于曲線的第一階段，大部分的形變是恢復的。一般緯編針織物，尤其是緯編平針結構，它們拉伸曲線的性質是一樣的，只是拉伸變形的能力不同而已。

3.3 緯編彈性針織面料彈性回復性能分析

本次試驗共測試了四種織物的彈性回復性能，測試結果如表3-2。

表3-2　織物彈性回復率（％）

從表3-2可得以下幾點結論：

（1）羅紋織物的彈性回復率比平針織物的彈性回復率要大，即羅紋織物的彈性回復性能要優于平針織物的彈性回復性能。

（2）織物的縱向彈性回復率要小于橫向彈性回復率，即織物的橫向彈性回復性能要好于縱向的彈性回復性能。

（3）織物組織結構相同，隨著氨綸含量的增加，織物的彈性回復性能越好。

針織物縱橫向拉伸彈性回復率的差異主要是由于針織物的結構所引起的。緯編針織物的基本結構為線圈，就線圈本身而言，它的縱橫向是不平衡的，縱向為2根較直的圈柱，橫向為1根彎曲的圈弧。這種結構上的差異導致了緯編針織物縱橫向在許多性能上的不同。

橫向拉伸時，在拉伸方向上的線圈橫列是由一路紗線彎曲而成的，拉伸時線圈的圈距增大，圈高變小；而縱向拉伸時，在拉伸方向上的各個線圈縱行是由很多根紗線串套形成的，拉伸時線圈的圈高增大，圈距變小。也就是說，在相同的拉伸負荷情況下，織物橫向的變形能力大于縱向，去除負荷后，其變形也同樣比縱向要容易回復。

3.4 總結

萊卡織物的橫向彈性要大于它的縱向彈性。隨著氨綸含量的增加，織物的彈性越好。織物的橫向耐疲勞、松弛特性優于縱向。羅紋織物的彈性回復性能要優于平針織物的彈性回復性能。織物的橫向彈性回復性能要好于縱向的彈性回復性能。織物組織結構相同，隨著氨綸含量的增加，織物的彈性回復性能也越好。

4 結論

緯編萊卡織物的服用性能有很多，本文只對透氣性、抗起毛起球性、彎曲性能、抗皺性以及懸垂性做了分析。隨著氨綸含量的增加，織物的透氣性越差，越容易起毛起球，總折皺回復角也越大。組織結構對于緯編萊卡織物的彎曲性能及懸垂性影響也很大。

緯編萊卡織物的彈性也很重要，織物的橫向彈性要大于織物的縱向彈性。隨著氨綸含量的增加，織物的彈性越好。織物的橫向耐疲勞、松弛特性優于縱向。羅紋織物的彈性回復性能要優于平針織物的彈性回復性能。織物的橫向彈性回復性能要好于縱向的彈性回復性能。如果織物組織結構相同，隨著氨綸含量的增加，織物的彈性回復性能也越好。

參考文獻：

[1] 尹克明. 氨綸針織物彈性分析及其工藝參數計算[J]. 輕紡工業與技術.2011，40(4)：13-15，24.

[2] 孫曙光. 氨綸針織面料工藝參數計算[J]. 針織工業. 2009(6)：9-10.

[3] 李巧蓮，謝梅娣. 針織物彈性回復性能測試[J]. 針織工業.2008(11)：63-65.

[4] 李 濤，孫亞寧．羅紋氨綸織物的編織及延彈性能研究[J].青島大學學報.2003，18(1)：52-54.

[5] 標準:GB/T 3819一1997.

[6] FZ/T 70006-2004．針織物拉伸彈性回復率試驗方法[S].

作者簡介：申紅梅(1971-),女,工程師 ,主要從事紡(針)織產品的檢測及研究工作。

文獻標識碼：B

中圖分類號：TS103

投稿日期：2015-12-30