紗線強力對純棉平紋面料強力的影響

耿彩花，梁顏玲，李友祥，李長娟，宋海燕

（1.魯泰紡織股份有限公司，山東淄博 255100；2.山東輕工職業學院，山東淄博 255300）

0 引言

紗線強力對織造出的面料的斷裂強力和撕破強力影響較大。為了研究紗線強力對純棉平紋面料強力的影響，本文將長絨棉和細絨棉按不同混紡比例進行紡紗，同時將所制純棉紗線設計成3個平紋花色，并使用相同的織造工藝和整理工藝進行生產，然后測試所得面料的斷裂強力和撕破強力。與此同時，模擬家庭洗滌方式對面料進行多次水洗，測試洗后面料的斷裂強力和撕破強力，分析其耐洗服用性能。

1 試驗

1.1 紗線選擇

將相同批次的新疆長絨棉和細絨棉進行混紡，混紡比例分別按以下5 種方式進行：10%長絨棉+90%細絨棉、20%長絨棉+80%細絨棉、30%長絨棉+70%細絨棉、40%長絨棉+60%細絨棉、50%長絨棉+50%細絨棉。按上述5種方式混紡制得的紗線規格均為11.7 tex。

1.2 面料設計

設計3種平紋組織的色織面料花色，每種花色都由上述混紡比的紗線經增白、染色、織造所得；對同花色不同混紡比的紗線采用同缸染色；面料同時進行燒退、絲光、拉幅、磨毛、預縮整理。所設計的花色為白色、深藍色、藍白格子，每種顏色分別采用5種配棉，詳情見表1。

表1 試樣設計

1.3 儀器設備

H5KL 型萬能強力測試儀，美國天氏歐森公司（Tinius Olsen Ltd）生產；Elmendorf 撕破強力測試儀，英國James H.Heal公司生產。

1.4 測試方法

調濕參照ASTM D1776∶2020《紡織品 調濕和試驗用標準大氣》執行。

洗滌參照AATCC 135∶2018《織物經家庭洗滌后的尺寸穩定性》執行，試驗條件為常規棉洗滌條件，49 ℃洗滌，轉籠烘干。

斷裂強力參照ASTM D5035∶2018《織物拉伸斷裂強力及伸長的測定：條樣法》（5 cm布條法）執行。

撕破強力參照ASTM D1424∶2019《織物抗撕破性能的試驗方法：埃爾門多夫擺錘法》執行。

1.5 相關系數計算

原紗強力和面料強力間線性相關系數r可由式（1）計算。

式中：

x——原紗強力，N；

y——面料強力，N。

2 結果與分析

2.1 撕裂強力

對所有面料按試驗要求取樣，然后分別進行水洗。按要求調濕后分別測試洗前以及水洗5次、10次、30 次、50 次后面料的經、緯向斷裂強力，結果詳見表2。

由表2可知：隨著配棉中長絨棉混紡比例的提高，紗線的強力不斷提高；紗線強力與面料經、緯向斷裂強力的正相關性很強，紗線強力越高，面料經、緯向斷裂強力越高；a 花型紗線強力與面料經向斷裂強力的r高達0.931，與緯向斷裂強力的r高達0.966；b 花型紗線強力與面料經向斷裂強力的r高達0.977，與緯向斷裂強力的r高達0.969；c 花型紗線強力與面料經向斷裂強力的r為0.935，與緯向斷裂強力的r為0.888。

表2 面料經、緯向斷裂強力結果

3個花型面料水洗前后的經向和緯向平均斷裂強力變化情況詳見圖1和圖2。

圖1 面料多次水洗后經向斷裂強力的變化

圖2 面料經多次水洗后緯向斷裂強力的變化

由圖1和圖2可以看出：3種不同花色紗線使用不同混紡比的面料，經多次水洗后，經、緯向斷裂強力均下降；5 次水洗后，經向斷裂強力平均下降2.4%，緯向斷裂強力平均下降3.0%；10 次水洗后，經向斷裂強力平均下降4.0%，緯向斷裂強力平均下降5.6%；30 次水洗后，經向斷裂強力平均下降6.7%，緯向斷裂強力平均下降7.6%；50 次水洗后，經向斷裂強力平均下降10.1%，緯向斷裂強力平均下降10.8%；經緯向斷裂強力降低的幅度基本一致。主要原因是水洗過程中面料受到摩擦、擠壓，少量纖維素的分子鏈破壞，且水洗后紗線蓬松，纖維間應力變小，抱合力變差。

2.2 撕破強力

按要求對所有面料進行取樣，然后分別進行水洗。按要求調濕后分別測試面料水洗前以及水洗5次、10次、30次、50次后的經、緯向撕破強力，測試結果詳見表3。

表3 面料經、緯向撕破強力結果

由表3 可知：紗線強力與面料經、緯向撕破強力的正相關性較強，紗線強力越高，面料經、緯向撕破強力越高；a 花型紗線強力與面料經向撕破強力的r為0.872，與緯向撕破強力的r高達0.976；b花型紗線強力與面料經向撕破強力的r為0.898，與緯向撕破強力的r為0.790；c 花型紗線強力與面料經向撕破強力的r為0.897，與緯向撕破強力的r高達0.906；經向撕破強力與紗線強力的相關性較經向斷裂強力同紗線強力的相關性弱。這是因為織物撕破強力的大小除了與紗線的強力有關外，還與撕裂處紗線分擔外力情況及纖維的斷裂延伸度有關。如果紗線在織物內能做適當的滑動并有足夠的延伸度，則在受到外力作用時，應力不會過于集中在撕裂處的幾根紗線上，而是很快地轉移到其他的紗線上去，共同承受應力的作用，使應力分散，這樣就可以使織物的撕破強力高些[5]。

3種花色不同混紡比面料多次水洗后面料的平均撕破強力變化情況詳見圖3和圖4。

圖3 面料多次水洗后經向撕破強力的變化

圖4 面料多次水洗后緯向撕破強力的變化

由圖3和圖4可以看出：3種不同花色的面料經多次水洗后，經、緯向撕破強力均有所下降；5 次水洗后，經向撕破強力平均下降1.4%，緯向撕破強力平均下降1.1%；10次水洗后，經向撕破強力平均下降3.8%，緯向撕破強力平均下降3.4%；30 次水洗后，經向撕破強力平均下降11.0%，緯向撕破強力平均下降7.1%；50次水洗后，經向撕破強力平均下降15.9%，緯向撕破強力平均下降10.1%。因為水洗過程中面料受到摩擦、擠壓，少量纖維素分子鏈被破壞，加上面料上的柔軟劑被洗掉很多，使得纖維變得松散，纖維抱合力變差；另一方面是多次洗滌后，紗線毛羽增多，纖維的滑移性減弱，使得面料的撕破強力降低。

一般情況下，平紋純棉面料的服用強力滿足標準要求的斷裂強力（180～250 N）和撕破強力（6～8 N）。綜合以上情況，這3種組織規格面料的斷裂強力水洗50次后為335 N，高于合格基準較多；c花型面料的撕破強力50次水洗后均能達到服用要求；a花型和b 花型的面料的撕破強力30 次水洗前基本能達到服用要求，但30 次水洗后細絨棉比例高的達不到服用要求。

3 結論

（1）平紋純棉面料的斷裂強力和撕破強力均與所用紗線的強力相關性較強，其中經向的相關系數超過0.9，緯向的相關系數大多在0.8以上。

（2）平紋純棉面料的撕破強力除與紗線強力相關外，還與面料中紗線的滑移性密切相關。

（3）經過多次水洗后，平紋純棉面料的斷裂強力和撕破強力均逐漸下降，且水洗50次后，強力降低幅度超過10%。