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1、第2 8 卷第7 期 2 0 0 7 年7 月 纺织学报 J o u m a lo f r e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 8N o 7 J u l 2 0 0 7 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 7 ) 0 7 一0 0 4 2 0 5 亚麻纬编针织物及其拉伸性能 李红霞,周琼,黄故 ( 天津工业大学纺织学院,天津3 0 0 1 6 0 ) 摘要通过在s T O L L 电脑横机上开发亚麻针织物的探索,得出了保持一定的湿度,利用双股亚麻纱为原料进行 编织前处理,选择合理的编织工艺参数可有效提高亚麻针织物可编织性的结论。对所开发产
2、品的结构、面密度、织 物厚度及拉伸变形能力等指标进行测试分析,结果表明:弯纱深度值为1 0 5 时,亚麻四平织物抗拉伸能力和拉伸变 形能力较优,其厚度及耗纱量适中,性价比合适,可作为抗拉伸能量吸收性能较好的、环保纺织复合材料的增强体。 关键词亚麻纱;纬编;针织物;拉伸性能;电脑横机 中图分类号:T s l 8 4 文献标识码:A F l a xw e f tl 【】【l i t t e df a b r i ca n di t st e I 塔i l ep r o p e r t i e s u H o n g x i a ,z H O UQ i o n g ,H U A H GG u ( b
3、 o zo ,7 础i k ,死n 彬nP o 蜘e c n i c 咖妇”渺,醌砸n3 0 0 1 6 0 ,醌i ) A b s t 阳c tn ep 印e rs t u d i e ds o m ef l a xn a tk n i t t e df a b r i c sd e v e l o p e do nt h eS T O L Lc o m p u t e r sn a t - k n i t t i n g 嘲c h i n e I tw a sf o u n dt h a 土t h en a ) 【n a t - k n i t t a b i l i t yc o u l
4、 db ei l p m v e db ys o I n ee f f b c t i v en l e t h o d s , i n c l u d i n g m a i n t a i n i n gr n o i s t u r e ,u s i n gt w o p l yn a ) 【y 锄s ,p r e - p r o c e s s i n ga n dd e s i g n i n gm t i o n a lk n i t t i n gp a r a n l e t e r s T h e f a b n c ss t r u c t u r e ,w e i 曲t
5、,t h i c k n e s sa J l dt e n s i l ep r o p e n i e so ft h es a m p l e sw e r et e s t e da n da n a l y z e ds t a t i s t i c a l l y T h ef i n d i n g sr e v e a l e dt h a tw h e nt h en a xn l i l a n o r i bo f P = 1 0 5 ,t h ef a b r i ch a sb e t t e rt e n s i l ep r o p e r t i e sa n
6、 d l o w e rc o s t I tc a nb eu s e da st h ep r e f o 瑚o fe c o - 伍e n d l yt e x t i l ec o m p o s i t e so fb e t t e re n e r g ) ra b s o r p t i o n K e yw o r d sn a xy a m ;w e f tk n i t t i n g ;k n i t t e df a b r i c ;t e n s i l ep r o p e r t y ;c o m p u t e rn a t k n i t t i n gm
7、 a c h i n e 亚麻纤维以其可再生、可降解的环保特性受到 人们的重视。与其它天然纤维相比,亚麻纤维具有 高强度、高模量的特性,可作为环保型复合材料的增 强体原料。我国具有丰富的亚麻纤维资源,开发高 性能亚麻纤维纺织品对改造传统的工农业产品,坚 持可持续发展道路具有重要意义。随着针织工业 的不断发展,针织横机编织技术日趋成熟,针织产品 的应用领域越来越广泛。将先进的电脑横机技术及 传统亚麻产业的技术经验相结合,研究解决亚麻针 织技术存在的关键问题,在横机上进行亚麻针织物 的开发及其性能研究对拓展设计思路、开发环保型 亚麻针织产业用产品具有重要的意义。本文目的是 利用针织横机开发产业用亚
8、麻针织新产品,以期所 开发的产品在耗纱少的前提下具备一定的厚度,既 节省原料,同时还能达到较优良的拉伸性能,用于可 降解环保型纺织复合材料的增强体。 1 亚麻纬编织物的设计与加工 1 1 亚麻纤维特性 亚麻纤维具有吸湿、舒适、透气、凉爽、抑菌、防 霉、高强、高模、环保等优良性能,但亚麻纱弹性差, 刚性大,摩擦因数大,条干不匀,有纱疵,易扭转成 结,所以造成编织困难“ 。 。本文采用6 6 7t e X 半漂 白纯亚麻纱。 1 2 织物组织结构设计 亚麻纬编针织物组织结构不同将直接影响其编 织及其织物的物理机械性能。考虑到是初步尝试, 收稿日期:2 0 0 6 1 0 3 0修回日期:2 0 0
9、 7 0 3 一0 7 基金项目:天津市高等学校科技发展基金项目( 2 0 0 5 1 3 0 4 ) 作者简介:李红霞( 1 9 6 4 一) ,女,副教授,硕士生。主要研究方向为针织技术、纺织新材料的研发等。黄故,通讯作者,E m a i l : h u a n g U l p u b l i c t p t t j c n 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第7 期 李红霞等:亚麻纬编针织物及其拉伸性能 4 3 且由于客观条件,选择了横机编
10、织中常见的成圈结 构( 纬平针组织、三平空转组织、四平空转组织、1 + 1 罗纹组织、平针衬纬组织) 及集圈结构( 半畦编组织、 双半畦编组织、畦编组织、双畦编组织) 进行了亚麻 纬编针织物小样的开发。编织设备采用德国s T o L L 公司的c M s 3 2 0T c ( 多针距) 电脑横机及其花型准备 系统。部分特殊组织结构的编织图见图1 。 ( a ) 平针衬纬组织 ( b ) 双半畦编组织 ( c ) 双畦编组织 图1部分特殊组织结构的编织图 F i g 1 T h r e a dp a t l ln o t a t i o no fp a r 田- s p e c i a ls t
11、 i t c h ( a ) P l a i n i n l a ys t i t c h ;( b ) D o u b l eh a l fc a r d i g a n s t i t c h ;( c ) D o u b l ef u c a r d i g a I ls t i t c h 1 3 亚麻纬编织物小样加工 经多次试织,在电脑横机上编织开发了9 种不 同结构、不同弯纱深度( P 值) 的小样。成圈结构 小样编号见表1 ,其中平针衬纬小样实物照片见图 2 ,其P 值为1 1 0 。集圈结构小样编号见表2 。P 值越小,弯纱深度越小;P 值越大,弯纱深度越大。 表1 成圈结构小
12、样 T a b 1S 蛐p l e s0 ft h ek I I i ts t l 眦t 叫e (a)正面(b)反面 图2 平针衬纬织物正反面实物图 F i g 2S a m p l ef a c e ( a ) a n dr e v e r s e ( b ) s k e t c h e so fp l a i n i n l a yf a b r i c 表2 集圈结构小样 T a b 2 S a m p l e so f 地t 眦ks t n l c t u m 2 拉伸性能测试 2 1 单股和双股亚麻纱线的拉伸性能 2 1 1 拉伸性能测试与分析 测试仪器采用Y G 0 6 l F 型
13、电子单纱强力仪。机 速为5 0 0m I I l i n ,隔距为5 0 0m m 。分别测试干、湿状 态下的拉伸性能。 加湿方法:为防止亚麻纱缠结在一起,确保加湿 均匀,渗透完全,将适量的亚麻纱均匀地缠绕在小棍 上,浸泡在水中1 0m i n ,取出后晾至半干的湿态时进 行测试。每个试样测l o 次取其平均值,结果见表3 。 表3 亚麻纱线拉伸性能指标 T a b 31 e I l s n ep a r a m e t e r0 fn 躯y a r n 由表3 可知,亚麻纱湿态时的断裂强力、断裂伸 长率比干态时有很大的提高,断裂强力不匀率有所 改善,故湿度对亚麻纱线有显著影响。其原因主要 有
14、2 个:一是亚麻纤维吸湿后纤维横向膨胀且表面 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 4 4 纺织学报第2 8 卷 摩擦因数增大,使得纤维间的摩擦力加强;二是亚麻 纤维吸湿后塑性变形增加,刚性下降,柔软性增强, 纤维间的抱合力增强,因此,加湿能有效改善亚麻纱 线的拉伸性能,改善其可编织性,进而提高亚麻针织 物的抗拉伸能力和拉伸变形能力,所以亚麻纱线适 合在相对湿度较大的环境中进行编织。 双股亚麻纱的断裂强力为单股纱断裂强力的 2 倍,断裂伸长率也大大提高,
15、抗拉伸的能力增强, 断裂强力不匀率也大大降低,双股纱比单股纱的编 织性能优越。采用双股亚麻纱编织在一定程度上改 善了亚麻纱线由于条干不匀而造成的强力不匀,能 有效提高纱线断裂强力和断裂伸长率,改善其可编 织性,进而提高亚麻针织物的抗拉伸能力和拉伸变 形能力。 2 1 2 改善亚麻纱线可编织性的因素 在实际编织中发现,亚麻纱编织前处理是改善 蜡可有效改善其集束性,减少毛羽并改善其表面摩 擦性能,提高其可编织性。在编织工艺参数中,弯纱 深度J 7 、,P 值对亚麻纱可编织性和纬编针织物性能有 很大影响4 。5o 。 2 j 2 纬编亚麻织物小样的性能测试及分析 通过对小样物理参数指标( 面密度、织
16、物厚度 等) 及拉伸强力性能的测试分析,得到性价比、抗拉 伸能力和拉伸变形能力优良的产品及其最佳编织 工艺。 2 2 1 小样规格及拉伸性能测试与分析 经小样编织试验,依据现有条件及产品开发的 宗旨,最终确定对所开发产品中的4 种结构( 纬平 针、三平空转、四平空转、1 + 1 罗纹) 、不同J 7 、7 P 值的 小样( 见表1 ) 进行规格参数及拉伸性能的测试。 2 2 1 1 小样面密度及厚度的测试及分析小样 的厚度是在M cY G l 4 l 厚度仪上测得。小样的面密 其可编织性的有效途径,在编织前经过重新络筒上 度及厚度的测试数据见表4 。 表4 小样的部分规格参数 T a b 4P
17、 a r 锄e t e ro fs 锄p l e s 由表4 可知: 1 ) 织物的耗纱量可由面密度直接反映,面密度 越大,耗纱量越大。P 值相同时,不同织物组织耗 纱量为纬平针 三平 四平 罗纹,说明织物结构的 弹性直接影响其单位面积内的容纱量,罗纹织物较好 的弹性造成其耗纱较多;相同织物组织,织物耗纱量 随P 值的减小而增大,其原因可能是随着P 值的 减小,织物的密度增加,因而其单位面积内的容纱量 增加。双面织物的耗纱量约为单面织物的2 倍。 2 ) 织物的组织结构及P 值直接影响其厚度。 相同织物组织,针织物厚度随尸值变化呈非线性 变化,随P 值增大,针织物厚度先增大后减小,其 原因为随
18、着J 7 、7 P 值逐渐增大,织物的密度逐渐减小, 织物的膨松度增强,织物的厚度增大,但当P 值增 大到一定程度时,织物变得稀薄,其厚度必定下降。 罗纹在P 值为1 0 5 ,其它组织在尸值为1 1 时, 织物厚度均达到最大值;P 值相同时,不同组织织 物厚度不同,其原因是由于织物结构的弹性所致,弹 性较好的罗纹织物使线圈收紧,厚度增加。双面织 物的织物厚度约为单面织物的2 倍。 综合考虑织物耗纱量及其厚度可得:B 3 、c 3 织 物较厚且纱线耗用量适中。织物具有一定的厚度是 某些领域对产业用纺织品的要求。 2 2 1 2 小样拉伸性能的测试及分析考虑到产 品的最终用途是作抗拉伸环保复合材
19、料的增强体, 要求其具备较大的抗拉伸能力和拉伸变形能力,所 以本文侧重研究产品在拉伸过程中的变形能力,因 而将其断裂强力和断裂伸长率作为主要测试分析指 标进行研究。 针织物特有的线圈结构使得硬挺、高模量的亚 麻纱线在横机编织过程中存在易弯曲断裂的问题, 所以开发性能优良的亚麻横机编织物就需要对亚麻 纱在织物结构中的受弯曲程度加以研究,P 值不 同,线圈的长度和纱线的弯曲程度不同,其织物密度 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第7 期李红霞等:亚麻纬编
20、针织物及其拉伸性能 4 5 不同。随着P 值的减小,线圈长度减小,纱线的弯 曲程度增大,其织物密度增大。不同织物结构在一 定的P 值下所形成的线圈结构形态不同,纱线的 弯曲程度不同,当所承受的力不能使硬挺、高模量的 亚麻纱线达到弯曲断裂状态时,随着P 值的减小, 织物密度的增大,其承受拉伸力的能力会逐渐增强, 但当P 值减小到一定程度时,线圈结构中亚麻纱 线达到弯曲断裂的状态时,亚麻纱线的弯曲断裂就 会造成织物拉伸性能的下降。 采用Y G 0 6 5 电子织物强力仪;试样尺寸为 2 0 0m m 7 0m m ;夹间距高为1 0 0m m ,1 0 0m I I l m i n 定 速拉伸。
21、1 ) 纬平织物( 预加张力1 0 0c N ) 经向拉伸性能的 测试数据见表5 ( 同一P 值,测试1 0 次后的均值) 。 可知,小样A 6 ( 尸值为1 1 0 的纬平织物) 断裂强力 和断裂伸长率较大,强力不匀率和伸长不匀率较小, 说明其抗拉伸能力较好,拉伸变形能力较大。 表5 纬平织物经向拉伸性能指标 T a b 5V e r t i c a lt e n s n ep a r 锄e t e ro fp l a i nf a b r i c 2 ) 罗纹织物经向拉伸性能的测试数据见表6 ( 同一P 值,测试1 0 次后的均值) 。可知,小样D 2 的断裂强力最大,但断裂伸长率较低,说
22、明其抗拉伸 能力较好,但拉伸变形能力不佳;小样D 5 ( P 值为 1 0 O 的罗纹织物) 的断裂强力及断裂伸长率都较 大,强力不匀率和伸长不匀率较小,说明其抗拉伸 能力较好,拉伸变形能力较大。在编织过程中,当 P 值小于1 0 0 时,织物编织很困难,此时的线圈结 构形态造成了硬挺、高模量的亚麻纱线弯曲断裂,影 响了编织的顺利进行。 表6 罗纹织物经向拉伸性能指标 T a b 6V e n i c a lt e l l s i l ep a r a 眦t e ro f 咖f a b c 3 ) 三平织物单轴向拉抻性能的测试数据见表7 ( 同一J 7 、7 P 值,测试1 0 次后的均值)
23、。可知,三平织 物经向、纬向拉伸性能各向异性,经向强力较大,伸 长率、强力不匀率、伸长不匀率较低。小样B 4 ( P 值为1 0 5 的三平织物) 经纬向的断裂强力均达到最 大值,伸长率较大,且各向异性差异较小,经纬向的 强力不匀率和伸长不匀率均较小,说明其整体抗拉 伸能力较好,拉伸变形能力较大。 4 ) 四平织物单轴向拉伸性能的测试数据见表8 ( 同一J 7 、7 P 值,测试1 0 次后的均值) 。可知,四平织 物经向、纬向拉伸性能各向异性,经向强力较大,伸 长率、强力不匀率、伸长不匀率较低。小样c 4 ( P 值为1 0 5 的四平织物) 经纬向的断裂强力均达到最 大值,伸长率较大,且各
24、向异性差异较小,经纬向的 强力不匀率和伸长不匀率均较小,说明其整体抗拉 伸能力较好,拉伸变形能力较大。四平织物经纬向 抗拉伸能力和拉伸变形能力优于三平织物。 表7 三平织物单轴向拉伸性能指标 T a b 7V e n i c a la n dh o 曲n t a lt e 璐i l ep a r a m e t e r0 fh a l fm n a r i bf a b r i c 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 。4 6 纺织学报第2 8 卷 2
25、 2 2 亚麻纬编织物小样的优选 由小样拉伸性能测试及分析可得,相同组织结 构不同P 值时,织物抗拉伸能力和拉伸变形能力 最佳的小样分别是A 6 ( P 值为1 1 0 ) 、B 4 ( P 值为 1 0 5 ) 、c 4 ( P 值为1 0 5 ) 、D 5 ( P 值为1 0 0 ) 。 各组织结构中抗拉伸能力和拉伸变形能力最佳 小样的指标对比见表9 。 表9 最佳拉伸性能小样的主要指标 T a b 9M a i nt e 璐p a r a m e t e ro ft h es a m p l e s w i t hg o o dt e 璐i l ep r o p e n i 鹤 对比分析
26、可知:四平织物经纬向强力均匀,断 裂强力较大,耐久性、延展性较好,是抗拉伸能力和 拉伸变形能力较优的产业用亚麻纬编针织物组织结 构的首选,且当P 值为1 0 5 时最佳;其厚度及耗 纱量适中,性价比合适,织物表面平整,可考虑作为 抗拉伸能量吸收性能较好的环保型民用纺织复合材 料的增强体。 3结论 1 ) 亚麻作为高性能生态环保的天然纤维在产业 用纺织品领域极具应用价值,利用针织技术开发产 业用环保新材料具有很大潜力。 2 ) 在针织横机上开发性能优良的亚麻纬编针织 物还需对亚麻纱线加湿、上蜡及柔软处理前后的纱 线表面摩擦因数、刚柔性等指标变化进行对比分析, 进一步探求提高亚麻纱可编织性的方法;
27、同时还需 对所开发纬编针织物的顶破强力、耐磨性能等做进 一步研究。 3 ) P 值为1 0 5 时的四平织物经纬向强力均匀 且断裂强力较大,拉伸变形能力、延展性较好,是抗 拉伸能力和拉伸变形能力较优的产业用亚麻纬编针 织物结构的首选。黼 参考文献: 1 邹文典亚麻在产业用纺织品中的应用 J 产业用纺 织品,2 0 0 l ( 2 ) :2 7 2 8 2 龙德树,杨传强,曾宪庆,等亚麻和胡麻纤维的性能 研究 J 纺织学报,1 9 9 9 ,2 0 ( 3 ) :1 3 6 一1 4 0 3 刘丽妍,王瑞,焦晓宁,等不同针刺工艺亚麻毡性能 测试与研究 J 产业用纺织品,2 0 0 4 ( 4 ) :2 7 2 9 4 宋广礼,沈晓燕电脑横机弯纱深度对织物弹性和延 伸性的影响 J 针织工业,2 0 0 2 ( 2 ) :4 3 4 6 5 宋广礼,华福祥,沈晓燕电脑横机弯纱深度值对织物 结构和尺寸稳定性的影响 J 针织工业,2 0 0 1 ( 3 ) :4 9 5 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
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