羊毛/聚酯交織比對精紡西裝面料成形性的影響

G. S. Kakad A. W. Kolhatkar

Jawaharlal Darda工程與技術(shù)研究所 紡織工程部(印度)

消費(fèi)者通常會根據(jù)織物外觀選購面料，而織物是否美觀在很大程度上取決于面料的成形性。成形性是決定織物整體外觀的重要因素。它是表征織物能夠轉(zhuǎn)化為所需三維服裝形態(tài)的一種性能。成形性良好的服裝，織物能夠光滑均勻地覆蓋于服用者身體曲面上。成形性與織物的力學(xué)性能如拉伸、剪切和彎曲強(qiáng)度相關(guān)。通過測試各種織物的低應(yīng)力力學(xué)性能從而評價(jià)織物的手感和外觀性能，一直是許多研究者感興趣的研究課題。KES-F織物風(fēng)格儀是織物低應(yīng)力力學(xué)性能測試的首選系統(tǒng)。該系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)可便捷地將織物的基本力學(xué)行為與其力學(xué)性能相關(guān)聯(lián)。Lindberg將可成形性定義為織物以不產(chǎn)生褶皺的方式覆蓋各種曲面的能力。它通常用織物在起皺前的彎曲剛度和縱向壓縮變形曲線線性度的乘積表征。利用式(1)，可以更精確地根據(jù)KES-F數(shù)據(jù)對可成形性進(jìn)行定量表征。

(1)

式中：EMT——延伸率，%；

LT——拉伸曲線的線性度；

B——彎曲剛度，N·cm2/cm；

G——剪切模量，N·cm/cm；

2HG5——5°剪切角時(shí)的剪切滯后力，N/cm。

交織比是影響織物力學(xué)行為的一個(gè)重要因素。在考慮產(chǎn)品成本、質(zhì)量和使用性能等的基礎(chǔ)上，通常通過改變羊毛/聚酯交織比，可生產(chǎn)不同的精紡西裝(WSF)面料，從而擴(kuò)大產(chǎn)品范圍。本文旨在探討羊毛/聚酯交織比對WSF織物低應(yīng)力力學(xué)性能和成形性的影響。

1 原料和方法

本文采用2×3因子分析方法，利用Ashanhurst織物設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)試驗(yàn)WSF織物，分別采用2組不同羊毛/滌綸交織比(65/35， 55/45)和3種織物組織結(jié)構(gòu)(1/1平紋，2/2斜紋，3/1斜紋)設(shè)計(jì)了6組試驗(yàn)織物，織物經(jīng)緯線線密度均為2×12 tex，經(jīng)緯向密度均為27根/cm。WSF織物設(shè)計(jì)所使用的詳細(xì)規(guī)格參數(shù)見表1。

表1 不同羊毛/聚酯混紡比WSF織物的詳細(xì)參數(shù)

表2為本文所制備的全部WSF織物在KES-F系統(tǒng)上測試所得的低應(yīng)力力學(xué)性能值。利用所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，由式(1)可獲得WSF織物的成形性結(jié)果。

表2 低應(yīng)力力學(xué)性能詳細(xì)參數(shù)

2 結(jié)果和討論

2.1 交織比對WSF織物低應(yīng)力拉伸性能的影響

圖1為羊毛/聚酯交織比對WSF織物低應(yīng)力拉伸性能的影響結(jié)果。由圖1可知，隨著織物中羊毛組分的增加，WSF織物的拉伸性能(EMT、WT和RT)均有所提高。

圖1 交織比對WSF織物低應(yīng)力拉伸性能的影響

除了纖維、紗線和織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)外，織物的拉伸性能還取決于其組成纖維的拉伸特性。羊毛纖維具有較高的延伸性和回復(fù)率，因此除與拉伸滯后性能相關(guān)的LT值外，織物中羊毛含量相對聚酯含量對織物的拉伸性能起主導(dǎo)作用。依據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，羊毛所占比例對WSF織物的低應(yīng)力拉伸性能有顯著影響。

此外，可看出羊毛/聚酯交織比為65/35的1/1平紋WSF織物的EMT、WT和RT值最高；而羊毛/滌綸交織比為55/45的3/1斜紋的WSF的EMT、WT和RT值最低。這是由于羊毛纖維的拉伸性能好，因此WSF織物中羊毛含量越高，其EMT、RT和WT值越高。而以聚酯為主要成分的WSF織物則體現(xiàn)出較高的LT值。LT相關(guān)性能受拉伸變形過程中織物褶皺的產(chǎn)生與消除現(xiàn)象影響，這與織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)和纖維材料有關(guān)。羊毛纖維因具有天然卷曲和表面鱗片層，在拉伸變形回復(fù)過程中會損失較多能量。因此，隨著羊毛含量的增加，WSF織物的LT值降低，3/1斜紋和2/2斜紋WSF織物也表現(xiàn)出相同的變化趨勢。

2.2 交織比對WSF織物低應(yīng)力剪切性能的影響

WSF織物中羊毛含量對其剪切性能的影響如圖2所示。由圖2可以看出，所有羊毛纖維含量高的WSF織物的G、2HG和2HG5值均較高。其中，剪切滯后力2HG和2HG5值上升程度較G值的上升程度小，這與羊毛纖維的表面性質(zhì)有關(guān)。羊毛的表面呈鱗片狀，而聚酯的表面光滑。因此羊毛和聚酯任一纖維組分的增加或減少都會改變WSF織物的剪切性能。羊毛/聚酯交織比對G、2HG和2HG5的影響在統(tǒng)計(jì)學(xué)上極為顯著。除平紋WSF織物外，3/1斜紋和2/2斜紋組織的WSF織物也表現(xiàn)出類似的趨勢。交織比與織物結(jié)構(gòu)的組合效應(yīng)還表明，與相應(yīng)的斜紋織物相比，羊毛纖維比例較高的平紋織物的剪切性能值較高，這是因?yàn)椋环矫嫜蛎[片表面具有較高的參與度，另一方面紗線交織程度高對織物剪切過程也產(chǎn)生影響。

圖2 交織比對WSF織物低應(yīng)力剪切性能的影響

2.3 交織比對WSF織物低應(yīng)力彎曲性能的影響

羊毛和聚酯纖維交織比對WSF織物低應(yīng)力彎曲性能的影響結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，WSF織物中羊毛含量越高，其B值和2HB值均越低。

圖3 交織比對WSF織物低應(yīng)力彎曲性能的影響

羊毛含量越高的WSF織物其B值和2HB值越低，這與纖維本身的彎曲特性有關(guān)。根據(jù)Mortan等的研究結(jié)果，聚酯纖維的比彎曲剛度為0.30，羊毛纖維為0.24，因此WSF織物中羊毛含量高會降低其低應(yīng)力彎曲性能。采用3/1斜紋和2/2斜紋組織的WSF織物也表現(xiàn)出類似的趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，隨著浮線長度的增加，WSF織物中羊毛含量的增加會進(jìn)一步降低其B值和2HB值。

對于3/1斜紋和2/2斜紋WSF織物，羊毛/聚酯交織比為55/45 WSF織物均比交織比為65/35的織物具有更高的B值和2HB值。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，交織比對WSF織物的低應(yīng)力彎曲性能有顯著影響。

2.4 交織比對WSF織物成形性的影響

羊毛和聚酯纖維的交織比對WSF織物成形性的影響如圖4所示。結(jié)合前述關(guān)于低應(yīng)力拉伸、剪切和彎曲性能的討論可知，羊毛和聚酯的交織比將顯著影響WSF織物的成形性。

圖4 交織比對WSF織物成形性能的影響

從圖4可以看出，當(dāng)織物中羊毛含量高時(shí)，無論是采用1/1平紋、3/1斜紋還是2/2斜紋組織，所得WSF織物的成形性均較好。圖5為WSF織物的低應(yīng)力力學(xué)性能指標(biāo)和成形性綜合數(shù)據(jù)分析圖。從圖5可以看出，對于羊毛交織比較高的WSF織物，其EMT、G和LT值高于B值，呈現(xiàn)較好的成形性。WSF織物的成形性能主要受織物伸長率和剪切阻力的影響，而這些因素與羊毛纖維的天然卷曲特性及表面鱗片狀結(jié)構(gòu)相關(guān)。綜合數(shù)據(jù)分析表明，羊毛/聚酯交織比對WSF的成形性有顯著影響。

圖5 WSF織物的低應(yīng)力力學(xué)性能和成形性分析

3 結(jié)論

羊毛纖維具有較好的延伸性，因此羊毛/聚酯交織物中羊毛組分的增加會提高WSF織物的拉伸性能(如EMT、WT和RT)。羊毛纖維表面呈鱗片狀結(jié)構(gòu)，其在WSF織物中的含量會改變織物的剪切性能。由于羊毛纖維的比抗彎剛度較低，所有羊毛含量較高的WSF織物的應(yīng)力彎曲性能均較低。綜合上述因素，因羊毛纖維的可延伸性及表面鱗片狀結(jié)構(gòu)，其在羊毛/聚酯交織物中含量越高，WSF織物的成形性能越好。