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1、第2 5 卷第3 期 纺织学报 V 0 1 2 5 ,N o 3 2 0 0 4 年6 月 J o u m a lo fT e x t i l eR e s e a r c h J u n ,2 0 0 4 精纺毛型织物剪切性能的实验研究 徐广标王府梅陈小萱 ( 东华大学纺织学院,上海,2 0 0 0 5 1 )( 常州肯特精毛纺织公司) 摘要:在大量实验数据的基础上,运用逐步回归的方法探讨了精纺毛型织物剪切性能与纱线、织物结构参数之间的关系。 关键词:精纺毛型织物剪切性能织物参数 中图分类号:T Sl 叭9 2 3 文献标识码:A文章编号:0 2 5 3 9 7 2 l ( 2 0 0 4
2、1 0 3 一0 0 3 4 一0 3 长期以来研究者在织物剪切性能的研究上投入 了大量精力,特别是2 0 世纪8 0 年代以后为实现面 料科学设计,弄清剪切性能与织物设计参数之间 的关系,曾有研究者对新合纤织物剪切性能进行过 系统研究h 。由于纱线摩擦问题非常复杂,至今没 有一个适合多类织物的通用剪切性能模型。为了满 足精纺毛型织物性能定量设计需求,本文通过大量 实验来探索毛型织物剪切性能随原料和结构变化的 规律。 1 研究方法 1 1 试样 选取常州第三毛纺织厂生产的4 0 种具有代表 性精纺毛型机织面料,试样5 0 为毛型短纤混纺面 料,约3 0 为涤纶长丝和毛型短纤复合纱线面料或 长丝
3、与短纤纱线交织面料,其中有5 种含莱卡、P B T 等弹性纤维弹力织物,不含双层织物。 1 2 实验 用K E s 。F B 剪切测试仪测量织物经纬向剪切刚 度G 和G : c N c m ( 。) 及经纬向剪切滞后值2 日G 、 2 日G 5 和2 日G :、2 口G 5 :( c N c m ) ;用测长称重方法测 纱线线密度( t e x ) ;用往复式织物密度仪测试织物经 纬向织造密度n ,根据公式。计算出紧度;用Y 3 3 1 型捻度机测量纱线捻度,然后再换算成捻系数。,用 股线与单纱捻系数差值来表征股线加捻程度;为了 更好地表征浮长对织物剪切性能影响,引用平均浮 长指标【4 I ;
4、对于纤维比表面积,选用与其成比例的参 数1 表征Ho 为纤维线密度( t e x ) ,假设纤维 截面为圆 。4 0 种织物结构参数及剪切性能指标见 表1 。 1 3 数据处理方法 采用逐步回归方法来寻找毛型织物剪切性能指 标与原料及结构参数间定量关系。由于不同类型织 物剪切性能的依存关系可能不同,先讨论2 8 种普通 单层毛型面料,寻找普通面料剪切性能与织物具体 参数之间关系,再验证得到弹力织物类对普通单层 织物规律具有适合性,这样在普通单层织物和弹力 织物共3 3 种试样( 见表1 ) 基础上来探讨毛型织物 剪切性能与织物具体参数之间一般关系,然后进一 步对比分析高密织物和强捻织物的剪切性
5、能与普通 织物异同。 2结果讨论 2 1 剪切刚度 用织物( 计3 3 种) 得到织物剪切刚度与织物具 体参数之间的线性回归方程( 1 ) 和( 2 ) 。 G = 一0 5 1 8 + 1 6 3 4 0 0 l 纬向紧度一0 3 9 2 平均浮长+ 1 4 1 1 0 0 1 经向紧度 ( 1 ) 相关系数:R = O 8 0 6 G ,= 一0 5 6 6 + 1 7 6 O 0 l 纬向紧度一0 4 3 6 平均浮长+ 1 4 4 l 0 O l 经向紧度 ( 2 ) 相关系数:R = 0 8 4 7 从方程( 1 ) 、( 2 ) 可知,织物经向和纬向剪切刚度 均主要取决于织物纬向紧
6、度、平均浮长和经向紧度, 织物剪切刚度与织物经纬向紧度正相关,与平均浮 长负相关,回归方程复相关系数都在O 8 以上。织 物剪切刚度主要由纱线间摩擦造成,紧度大织物中 纱线接触表面积大,纱线滑移阻力较大,从而使剪切 刚度增大;织物浮长长,经纬纱交织点较少,纱线易 滑移,剪切刚度变小。 由实际经验及相关分析知,经向剪切刚度G , 和纬向剪切刚度G :相关性很高,对经纬向实测剪 切刚度的数据进行一次拟合得到方程( 3 ) 。 G I = O 0 6 3 + 0 9 4 8 G 2( 3 ) 相关系数:尺= 0 9 4 8 由尺= 0 9 4 8 可知在预测毛型织物剪切刚度时 万方数据 PDF Wa
7、termark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 4 年第3 期 纺织学报 【3 5 】 一一一 衰l 实验结果 l8 6 96 9 74 3 3 4 3 32 5 6 22 5 6 2 2 86 【Ju ,)I z ) z j”7 61 1 ” 25 6 84 9 04 3 l 4 3 l1 2 5 21 2 5 21 O 6 0O 6 8O 5 81 1 3 0 6 8O 5 61 1 5 36 886 0 53 8 8 3 8 82 2 7 22 2 7 22 O 4
8、5O 5 2O 4 5O7 8 O 4 8O 4 70 7 2 44 8 O4 8 33 7 93 7 9 3 2 3 23 2 3 21 0 4 5O 6 00 6 2O 9 5 0 6 2O - 5 50 9 5 57 1 56 0 13 7 93 7 9 2 1 7 22 1 7 22 O3 5 O7 41 5 22 6 0 O 7 ll5 02 6 0 67 2 86 244 3 44 0 7 1 2 8 22 2 2 22 05 0 0 6O 6 7l2 0O 5 7 0 - 6 3l 1 0 * 71 2 65 6 53 8 83 8 91 8 5 2 1 8 5 22 95 5O
9、 8 0 1 1 5】8 2O + 7 20 9 2 l5 3 * 81 1 6 7 2 93 9 23 9 22 3 3 2 2 3 3 22 64 5 l8 31 4 03 1 81 7 6l 3 02 9 4 98 1 25 1 53 9 63 9 61 9 2x2 1 9 21 74 51 1 61 4 2 35 21 0 4l 1 32 9 0 1 07 275 7 83 8 43 8 41 3 9 2 1 3 9 2163 51 0 2O 6 l 1 6 5O 9 3O 6 01 4 8 1 16 2 44 8 23 8 63 8 61 3 21 3 2 1 33 50 4 80
10、5 80 9 0 O 4 7O 4 5O 8 0 1 26 5 2 5 7l4 0 94 0 83 8 5 2 3 8 5 22 05 0O 5 91 1 71 7 5 O 5 51 o o15 5 1 37 3 76 8 0 4 0 04 0 02 7 8 22 7 8 2 2 34 5O 8 31 0 51 7 5 O 7 90 9 3l5 5 。 1 47 1 06 6 5 4 3 94 3 92 5x 22 5 ) c 2 2 ,O4 5O 7 81 0 52 3O 1 5O 9 7 2 1 5 1 58 1 37 7 9 3 6 l3 6 l3 7 23 7x2l ,O 4 01 5
11、 l2 0 34 61 5 82 0 74 8 1 68 5 35 l4 4 0 4 3 8 6 1 2 8 22 01 74 0 O 8 50 6 51 3 5O 8 9O 6 41 4 5 1 77 3 75 7 6 4 0 4 3 8 6 1 2 8 22 02 04 0O 6 2 O 3 9l1 00 5 30 4 00 8 3 1 85 9 14 9 84 5 74 5 71 1 2 2 1 1 2 21 57 0O 6 20 4 30 8 9 O 5 6O 4 30 8 7 。2 0 8 7 96 8 77 1 42 2 21 7 2 2 1 7 2 21 71 0 0O 5 10
12、 4 00 9 0 O 5 5O 6 11 0 9 2 27 495 3 42 2 l4 1 91 3x2 2 0 0 01 31 0 0O 8 70 2 21 1 8O 8 4O 3 3 I2 2 2 38 0 24 5 0 4 8 I4 8 02 7 82 7 8 1 91 0 0O 6 5O 4 81 1 0O 6 30 4 81 1 0 2 45 9 O5 2 8 1 6 31 6 31 4 3 21 4 21 OI o o O 5 60 2 30 6 50 5 3O 2 3O 印 筠6 妊8褥。9瓠2 l瞎浮g 囊辑i 象幕2 K Q 鳃馘礤 戳酾搬髑O ;躺巨:勰l 疆n 2 67
13、 ( ) 55 761 5 8 4 1 81 3 22 2 2 21 75 0O 7 2O 3 31 0 0 O 6 9O 3 51 0 0 2 77 4 46 5 81 5 81 5 82 5 2 2 5 22 O4 5O 9 21 1 62 6 0O 9 11 1 62 6 0 2 87 2 17 0 11 5 81 5 82 5x2 2 5 22 04 5O 7 7O 9 22 2 0O 8 40 9 62 4 0 3 _ 0酗。6黪。r 2 骥5嬲5瓤j a抟徊 搓a礴a 鳓酗郑群差_ 4 o 。_ ? _ 2 O ) :_ 5 _ D咎豫 乳黼25 歌o I ;1 4 再4 钐够:毒
14、 黪滢K O褐瞧;髑戳灏鲰粥峨辩o o 鞠O 移 。3 2 7 4 26 8 42 0 94 4 5l I 1 22 0 0 01 04 0 0 3 90 1 3O 4 5O 4 30 2 6O 6 0 3 3 6 75 5 3 6 1 4 71 4 71 4 3 21 4x22 53 50 3 3O 3 0O 6 2 0 3 IO 9 8O 9 8 3 45 7 04 7 9 883 2 3 23 2x21 O6 0O 5 2O 7 71 2 3O 5 0 O 6 31 0 0 3 _ 55 辩t勰。t 镳 嬲略l 。篱2鸸;鞭l 汨3 $矗、磷0 :i 陶款辆O l 灏 l 汹“鳓 3 6
15、5 9 95 1 2 1 6 24 2 41 1 4 22 0 0 01 O5 0O 90 3 l1 2 5O 9 20 4 8I 3 3 3 76 045 0 71 7 14 2 42 0 2 2 0 2】05 00 7 9O 3 61 1 4O 6 90 2 91 0 5 3 85 835 071 7 l1 7 l8 7 2 8 7 21 O 4 5 0 9 1O 6 01 4 40 8 lO 3 61 1 l ”3 9 9 6 65 6 42 6 02 6 l1 1 1 21 8 5 22 87 0 O 5 70 2 3O 6 90 5 6O 2 4O 7 0 + 4 0l l l6 3
16、 41 4 93 8 81 1 1 21 8 5 22 8 6 00 7 104 6 1 2 0 O 6 804 J 61 1 3 瓤 1 0 2耋2 鳓 0 瓣懑2 蜘秘! |2 - J _ _ 8鲫9 鞠鲋筠联 0 l c |O ;迥4O :羽骶朔 + 4 2 1 3 07 3 01 6 51 6 62 3 8 22 3 8 22 64 51 0 91 2 02 7 0 14 7 1 2 02 6 0 4 37 6 65 9 18 2 83 9 52 8 25 5 5 6J 76 5O 5 60 7 01 4 70 5 70 8 3I 5 6 注:“* ”为高密织物( 经向紧度在9 5 以
17、上的织物) ;有底纹的为弹力织物试样;“# ”为单纱股丝z ,z 捻配置高捻织物。 芦 苫 要 Z 掣 趔 嚣 袜 计算值c N 一( c m ( 。) 1 ( a ) 经向 k 20 残 Z 鄞; 袜0O 计算值c N ,( c m r 1 1 ( b ) 纬向 图l 织物剪切刚度的汁算值与实测值之同的关系 可以根据纬向剪切刚度来近似推算经向剪切刚度。 用方程( 1 ) 、( 2 ) 来考察高密织物和高捻织物剪 切刚度,计算值与实测值的关系见图l 。从图1 中 看出高密织物计算剪切刚度与实测剪切刚度差异较 大。高密织物的紧度、纱线间接触面积及纱线屈曲 状态较一般织物有较大差异,织物剪切刚度与
18、织物 具体结构参数之间不符合普通单层织物和弹性织物 那种简单线性关系,而且可以看出经向紧度增大对 经向剪切刚度影响大于对纬向剪切刚度影响。从图 1 中还看出高捻织物计算剪切刚度值远大于实测剪 切刚度值,表明除织物紧度和浮长外,当捻度大到一 定程度时将成为影响织物剪切刚度的另一主要因 素。其实验采集到强捻织物较少,在此条件下无法 考察捻度对剪切刚度的定量影响。 2 2 剪切滞后 用讨论织物剪切刚度方法来讨论织物剪切滞后 量,所得回归方程及相关系数如下: 2 r G ,= 一0 6 6 1 + 1 0 2 5 G ,+ 0 2 0 9 平均浮 长+ 1 1 4 5 0 O l 经纱细度( t e
19、x ) 一 6 6 6 0 0 0 0 1 纬向捻系数( 4 ) 相关系数:R :O 8 9 5 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【3 6 】 纺织学报2 0 0 4 年第3 期 2 日G 5 l = 一1 9 6 6 + 2 9 4 G I + 0 3 7 4 :平均浮 长+ 1 8 4 l O 0 1 经纱细度( t e x ) ( 5 ) 相关系数:尺= 0 9 1 5 2 日G 2 = 一O 0 6 2 4 + 2 0 2 7 0 0 1
20、纬向紧度一 1 0 5 O 0 0 1 纬向捻系数+ 0 6 1 7 G :( 6 ) 相关系数:R = 0 8 0 2 日G 5 2 = 一2 1 6 9 + 2 3 6 8 G 2 + 1 7 3 1 0 0 1 纬纱细度( t e x ) + 1 8 8 0 0 0 l 经 向紧度( 7 ) 相关系数:尺= 0 9 0 2 从方程( 4 ) 、( 5 ) 、( 6 ) 、( 7 ) 可知绝大部分普通单 层织物和弹力织物经纬向剪切滞后决定于织物剪切 刚度、纱线捻系数、纱线细度及平均浮长,复相关系 数都在0 8 以上。剪切刚度作为首要因素引入方 程,表明织物剪切刚度越大剪切变形回复越难;加捻
21、 可以改善纱线的圆整度,随着捻系数增大,纱线剪切 滞后变小;纱线细度也作为影响剪切滞后性因素引 入方程,因为纱线细度越粗织物接触表面积越大,相 对摩擦越大,织物滞后也越大;平均浮长引入方程且 与织物滞后呈正相关,可能因为尽管织物在剪切过 程中纱线较易滑移,当织物在回复过程中,产生滑移 的纱线间粘滞性较大。织物纬向剪切滞后还与经向 紧度正相关,进一步表明紧度增加产生的纱线间摩 擦对剪切滞后的影响。用所得回归方程探求高密织 物和高捻织物的剪切滞后性能,具体见图2 和图3 。 计算值c N c m 1 计算值c N c m 1 ( a ) 经向( b ) 纬向 图2 织物剪切滞后量2 日G 的计算值
22、与实测值之间的关系 了 g ? Z 芒 趔 嬲 林 计算值c N c m - ( b ) 纬向 图3 织物剪切滞后量2 朋5 计算僵与实测值之间的关系 从图3 可以看出高密织物剪切滞后量计算值普 遍大于实测值,纬向剪切滞后量与普通织物的差异 大而经向与普通单层织物和弹力织物差异相对较 小,这表明当经向紧度增加时会对纬向剪切滞后量 产生较大影响。对高捻织物剪切滞后而言,经向对 普通单层织物和弹力织物回归方程适用性较差,纬 向剪切滞后量无较大差异。由于试样限制,今后将 作进一步的探讨。 3结论 1 精纺毛型织物剪切刚度主要决定于织物经纬 向紧度和平均浮长,且与织物经纬向紧度呈正相关, 与织物平均浮
23、长负相关,复相关系数在0 8 以上,说 明有可能用这3 项指标预测这类织物的剪切刚度。 2 精纺毛型织物剪切滞后主要决定于织物剪切 刚度、纱线细度和织物平均浮长,它们复相关系数都 在0 8 以上。 3 高密织物和高捻织物其剪切性能与纱线织物 结构关系不同于普通毛型织物和弹力织物。 参考文献 1 王府梅服装面料的性能设计上海:中国纺织大学出版社, 2 0 0 0 :5 6 2 冯世刚等新合纤织物的剪切性能与纱线、织物结构及纤维形态 结构的关系中国纺织大学学报,2 0 0 0 ( 6 ) :9 8 。l 叭 3 姚穆等纺织材料学北京:纺织工业出版社,1 9 9 3 :4 9 3 。4 9 4 4 冯世刚织物剪切性能的研究东华大学研究生学位论文2 0 0 0 【-E?z3姆藤林 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
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