精纺毛型织物弯曲性能预测途径探讨.pdf

第2 5 卷第6 期 纺织学报 v 0 1 2 5 N o 6 2 0 0 4 年1 2 月 J o u m a lo fT e 】c t i l eR e s e a r c h D e c 2 0 0 4 = = = = = = = = = = = = = = = = 2 = = 一 精纺毛型织物弯曲性能预测途径探讨 i 府梅徐产标 ( 东华大学纺织学院，上海，2 0 0 0 5 1 ) 摘要：实验研究差别化纤维长丝织物弯曲性能的预测公式对毛型织物的适用性。研究表明绝大多数单层毛型织物的弯曲性能 对纱线织物结构的依赖关系与差别化长丝织物有类似的规律，得到单层毛型织物弯曲性能的预测公式。并对双层织物、高密织物 及弹力织物的弯曲性能作了初步探讨。 关键词：毛型织物弯曲性能预测方程 、 中图分类号：T s1 0 1 9 2 3 l文献标识码：A 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 4 ) 0 6 0 0 7 6 0 3 面料设计与开发已成为2 0 世纪8 0 年代以来面 料研究人员的工作重心。从理论上论证过纱线和织 物的弯曲性能与结构因素及原料性状的关系¨“，并 用多元统计分析求取过差别化长丝织物纱线的弯曲 性能与原料性状及结构因素的关系b 1 。值得重视的 是，理论和实验研究结果相吻合，差别化长丝织物的 弯曲性能主要取决于表1 所示的几个因素。本文重 点研究差别化长丝织物弯曲性能预测的研究结果对 精纺毛型织物的适用性。 表1 差别化长丝织物弯曲性能的预测方程3 织物与纱线弯曲刚度的关系 雾蛊复：芝：；：芝； 经纱弯曲刚度预测方程 纬纱弯曲刚度预测方程 织物经向弯曲滞后量的预测方程 织物纬向弯曲滞后量的预测方程 B ，1 = 3 1 6 ×1 0 “+ I 4 7 ×l o 一6 ×砰 曰，2 = 2 1 8 ×l o 一4 + 1 6 l ×1 0 一6 ×魑 2 册】= 一2 4 7 ×1 0 3 + 0 5 1 ×B l 2 邶2 = 一1 9 5 ×l O 一3 + 0 4 8 ×B 2 注：B 为织物弯曲刚度( c N ·c m 2 ·c m 1 ) ；曰，为织物中单根纱线 的平均抗弯刚度( c N ·c m 2 ) ；2 瑚为织物的弯曲滞后量( c N ·c m · c m 一) ；n 为织造密度( 根·( 1 0c m ) “) ；c 为织物中纱线的屈曲率( 如 多数织物经纬纱屈曲率为4 8 ) ；x 为纱线线密度( t e x ) ；右下标 “1 ”表示织物的经向参数、右下标“2 ”表示织物纬向参数。 1 研究方法 1 1 试样 选取常州三毛生产的4 3 种具有代表性的精纺 毛型织物，试样的5 0 为毛型短纤混纺面料，约 3 0 为涤长丝与毛型短纤纱线的复合纱面料或长丝 与短纤纱线的交织面料，并且有6 种含莱卡或P B T 等弹性纤维的弹力织物，3 种双层组织织物。 1 2 实验及数据处理 1 ) 测定织物的原料品种及含量；2 ) 测定织物经 纬纱的线密度及纱线结构；3 ) 测定织物的织造密度 及织物组织；4 ) 用K E s F B l 纯弯试验仪测定织物 弯曲性能。 除双层织物和弹力织物以外的4 3 种织物的部 分测试结果见表2 。首先采用表1 的差别化长丝织 物弯曲性能的预测公式和表2 的纱线织物结构参数 计算各织物的弯曲指标，将计算弯曲指标与实测弯 曲指标相比较，进而判定表l 的预测公式在毛型织 物上的应用价值。 2 结果与讨论 2 1 弯曲刚度 分析4 3 种精纺毛型织物发现，绝大多数织物计 算值与实测值的相关性很好，但有少部分织物的两 数值间差异较大，进一步分析织物结构后发现，这部 分织物是双层织物和高密织物。对于双层织物，将 其看作二单层织物的算术叠加，分别计算各层的弯 曲刚度，二层的和视为双层织物的计算弯曲刚度。 图l 为分类表示的织物计算弯曲刚度和实测弯曲刚 度的相关情况，表3 列出了3 0 种普通单层织物弯曲 刚度计算值与实测值的相关系数。 从图l 和表3 看出，对于绝大多数普通单层织 物来说，弯曲刚度计算值与实测值之间的相关系数 在0 8 以上，这表明绝大多数普通单层毛型织物的 弯曲刚度对纱线织物结构的依赖关系与新合纤织物 有类似的规律，即纱线线密度是影响毛型纱线及织 物弯曲刚度的主要因素，有可能借助差别化长丝织 “_ ¨，1 l ¨”_ ¨¨·1 1 ¨_ ，¨¨_ ¨I ¨¨| ¨_ ¨_ ¨，。¨¨I 3 4 0 。4 2 0 参考文献 1D o n a l dH e a m 等计算机图形学北京：电子工业出版社，2 0 0 2 2 朱松文服装材料学北京：中国纺织出版社，1 9 9 9 ：3 0 8 0 3贾宝范等材料力学北京：高等教育出版社，1 9 8 4 ：1 6 0 1 6 5 ，2 1 5 2 2 0 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 2 0 0 4 年第6 期 纺织学报 【7 7 】 嚣擎原料缒翼攀星竺竺竺竺：! 釜黎矍笾! ! 茎矍塞曼! 经向纬向 ( ) 经纱 纬纱 经向 纬向经向纬向 2 6 0 6 6 8 毛，4 0 O 3 3 t e x 涤3 7 02 2 97 51 2 5 ×21 2 5 ×2l ，1 3 9 3 4 5 6 0 8 毛5 5 O 3 3 l e x 涤3 7 62 1 88 02 2 7 ×22 2 7 ×22 28 7 4 4 5 6 0 8 毛5 5 O 3 3 t e x 涤2 7 31 4 55 93 2 3 ×23 2 3 ×21 ，l8 5 5 3 5 6 0 5 毛6 5 O 3 3 t e x 涤3 4 42 1 27 02 1 7 ×22 I 7 ×22 21 2 O 2 0 1 0 0 6 6 8 毛2 8 52 8 98 71 7 2 ×21 7 2 ×222 ，136 O 2 21 0 0 7 0 8 毛2 6 42 9 55 71 2 5 ×22 0 O2 ，24 4 2 3 1 0 0 6 6 8 毛2 3 72 1 16 92 7 82 7 842 ，215 O 2 4 1 0 0 7 0 5 防缩毛条 1 3 82 4 44 8 1 4 3 ×21 4 3 ×21 ，1 4 O 3 27 0 8 毛4 0 O 2 2 t e x 涤3 5 ，天丝2 6 83 7 86 21 1 1 ×22 0 0l ，14 7 4 36 5 6 0 8 毛，3 5 0 3 3 t e x 粘2 7 21 9 65 92 7 8 ×25 5 62 ，l1 0 8 7 m5 5 6 4 5 毛，4 5 O 3 3 t e x 涤5 2 4 2 3 6 1 2 61 8 5x21 8 5 ×222 ，251 9 5 8 4 5 6 0 8 毛，5 5 0 3 3 t e x 涤4 3 0 2 7 41 1 6 2 3 3 ×22 3 3 ×23 21 6 3 4 0 6 0 “8 毛，4 0 O 3 3 t e x 涤 4 9 03 2 11 l 】1 5 ，6 ×22 3 85 ，25 4 4 2 叫 4 5 6 0 8 毛5 5 O 3 3 t e x 涤 4 6 62 6 01 3 02 3 8 ×22 3 8 ×243 ，23 4 0 3 3 5 6 】 8 1 8 0 4 5 2 5 5 7 3 1 3 7 1 3 3 7 4 2 3 5 1 1 6 2 2 O 1 6 2 7 3 6 6 5 1 7 0 7 1 3 O 6 1 2 5 5 9 6 6 2 1 2 1 2 2 1 3 】7 3 4 4 2 1 5 0 4 1 3 0 5 0 7 7 5 3 3 8 3 2 5 6 1 注：为计算弯曲刚度与实测值相差较大的试样。这批试样的纬向紧度差异较小，绝大多数分布在4 5 一7 5 范围；绝大多数经纬向单纱捻 系数为3 6 0 。4 3 0 ，反向加捻的股线捻系数在4 1 5 。4 6 5 ，只有试样2 3 的单纱织物捻系数为4 8 0 ，2 0 号Z ，z 捻配置的股线为单纱合计捻系数为7 1 4 。 鼍。 七o o O 鬟。 林 计算值c Nc m 2c m 。 r a l 经向 懿磊 龟0 1 5 否o1 0 声y = 2 2 缸+ o 0 1 5 毒。 弘o s 螂：赢·枷麟 器n 0 0 0 著蒜奄矿茄勘 计算值c Nc m 2c m 1 ·普通单层织物- 高密织物·双层织物x 弹力织物 一普通单层织物回归直线一高密织物的回归直线 图1 精纺毛型织物弯曲刚度的计算值与实测值的关系 表3 普通单层织物弯曲刚度计算与实测值的相关实数 物弯曲刚度的预测公式由纱线的线密度和织造密度 来预测普通单层精纺毛型织物的弯曲刚度。 情况特别的少部分高密织物都是经向紧度较高 的织物，这可能因为相邻纱线的挤压增加了纤维间 的摩擦阻力使得纱线变得更加刚硬，当然这种挤压 作用的强弱还与织物组织有关。表4 为本实验证明 的织物弯曲刚度规律与差别化长丝织物类似时对应 的织物紧度范围。若紧度超出表4 给定紧度范围的 高密织物，则织物的弯曲刚度与普通织物的规律 不同。 另外一种情况是经向高密织物的经向弯曲刚度 除个别点之外与普通织物无明显差别，而纬向织物 弯曲刚度明显增大，这说明织物任一方向织造密度 提高时对该方向织物的弯曲刚度无异常影响，但却 导致垂直方向弯曲刚度超常增大。 襄4 可预测织物弯曲剐度对应的织物紧度范围 织物经向紧度范围( ) 平纹 斜纹 缎纹 变化组织 8 1 8 5 1 0 0 9 0 对于双层织物而言，当上下层接结点少时，可以 看成是两层比较独立的单层弯曲刚度的简单加和， 但当接结点增多时双层织物的两层应看成一个整 体，这时表现出来的性能不再符合单层织物的叠加 规律，计算所得的双层织物弯曲刚度与实测值差异 变大。 从图1 看出弹力织物的弯曲刚度与普通单层毛 型织物有相似的规律，但一个值得注意的事实是，弹 力织物沿弹性方向的弯曲刚度的实测值比计算值更 小，这是因为氨纶等弹性纤维的初始模量很低，而表 l 的预测方程只反映纱线织物结构的影响，没有考 虑纱线拉伸模量的影响。由理论研究结果可知¨- ， 当纤维或纱线的拉伸模量比普通情况低时，织物的 实际弯曲刚度会比由表1 公式预测的结果更低。 从图l 还看出无论经向还是纬向实测弯曲刚度 总是大于计算弯曲刚度，这可能是因为精纺毛型织 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 【7 8 】 纺织学报2 0 0 4 年第6 期 物的弯曲性能与差别化长丝织物存在系统差异，如 精纺毛型织物与差别化长丝织物相比，羊毛表面有 鳞片、差别化长丝织的碱减量后整理工艺及短纤纱 的毛羽等都使两类织物中纤维间的摩擦接触状态不 同，而纤维间摩擦接触状态是决定织物中纱线弯曲 刚度的主要因素。4 一。 2 2 弯曲滞后量 从图2 和表3 看出绝大多数单层织物弯曲滞后 量计算值与实测值的相关系数在0 8 以上，这说明 毛型织物弯曲滞后与差别化长丝织物有相似的规 律，即弯曲刚度是决定弯曲滞后量的主要因素，可以 借助差别化化纤长丝织物弯曲滞后量的预测公式由 弯曲刚度来预测毛型织物的弯曲滞后量。 1 量 。 g o Z 趔 羼 球 计算值c Nc m 2c m ( a ) 经向 ( b ) 纬向 ·普通单层织物- 高密织物t 双层织物×弹力织物 一普通单层织物回归直线高密织物的回归直线 图2 精纺毛型织物弯曲滞后量计算值与实测值的关系 从图2 可见，1 ) 双层织物的弯曲滞后量不符合 普通织物的弯曲滞后量的规律，表现为计算滞后值 远小于实测值，这可能是因为双层织物除了层内纱 线的摩擦之外，还有层间的摩擦，摩擦规律与普通织 物的不同，而且随着上下层接结点的增多，滞后值呈 增大趋势。弹力织物的弯曲滞后量计算值与实测值 相差不大，基本上分布在普通单层织物回归直线的 两侧，这表明弹力织物与普通单层织物的弯曲滞后 量的变化规律相似，也可以用差别化长丝织物的滞 后量预测公式来估算弹力织物的滞后性能。2 ) 普通 单层织物弯曲滞后量的计算值普遍大于实测值，这 可能是因为差别化长丝织物与毛型织物之间存在系 统的差异。我们知道摩擦是影响织物弯曲回复性的 重要因素。对比差别化长丝织物和毛型织物，前者 纤维比表面积较大，纱线间的接触面积较大，而且差 别化长丝多为低捻或无捻长丝圆整度较差，纱线间 也能充分接触。对于毛型织物而言纱线的捻度较大 圆整度得到改善，纱线较粗，纤维比表面积较小，纱 线间摩擦较小，从而使毛型织物弯曲滞后值较长丝 织物小。 2 3 精纺毛型织物弯曲性能的预测 显而易见，对于绝大多数普通单层毛型织物可 以借助差别化长丝织物弯曲性能预测公式进行预 测，但由于差别化长丝织物与毛型织物的原料性状 存在系统差异，需要对新合纤织物的弯曲刚度及滞 后的方程稍加修正使其适应对毛型织物弯曲性能的 预测。修正方程见表5 。 表5 精纺毛型织物弯曲性能的预测方程 指标 预测方程 误差率( ) 经向弯曲刚度 纬向弯曲刚度 经向弯曲滞后量 纬向弯曲滞后量 口7 = 1 7 6 ×l o 一2 + ( 2 6 5 ×l o 一4 + 1 2 3 ×1 0 一6 ×x ) ×n ，( 1 + c ) 口2 = 13 6 ×l o 一2 + ( 1 9 l ×l o 一4 + 1 4 1 ×1 0 一6 ×码) ×n ( 1 + c ) 2 册，= 一4 8 6 ×1 0 一3 + o 7 4 ×1 0 一6 ×船 2 瑚：= 一2 6 3 ×1 0 一3 + o 7 6 ×1 0 一6 ×船 口；= 1 5 ×1 0 一2 + ( 4 9 l ×1 0 一4 + 3 6 2 ×l o 一6x 髓) ×n ，( 1 + c ) 1 4 6 2 1 4 2 9 4 3 0 O 2 2 0 纬向高密织物 2 瑚I ：7 3 4 ×1 0 一3 + 1 1 l ×l o 一6xx l o o 3结论 性能的预测还需作进一步研究。 1 毛型织物的弯曲性能对纱线织物结构的依 赖关系与差别化长丝织物有类似的规律，可以用表 l 5 的预测方程预测单层精纺毛型织物的弯曲性能 2 指标。 2 影响织物弯曲性能的因素很多，目前主要考， 虑纱线线密度和织造密度两大因素，弯曲刚度的预 测精度只能达到8 0 左右，而弯曲滞后量的预测精 4 度只能达7 0 左右。 3 对于双层织物、高密织物及弹力织物的弯曲 参考 文献 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 ：1 8 4 1 9 2 K a w a b a t aS T e x t i l eS t n l c t u r a lC o m p o s i t e s C o m p o s i t eM 砒e r i a l s s e r i e s 3 U n i v e r s i t vo f D e l a w a r e ，N e w a r k ，D E U S A 1 9 8 9 ：7 8 1 1 0 燕飞等织物及其纱线弯曲性能的研究中国纺织大学研究 生学位论文1 9 9 9 ：1 2 F u m e iW a n g S t u d yo nt h eB e n d i n gP r o p e r i e so fW o V e nF h 蹦c sa n di t s Y 姗n D c e e d i n 9 8o f6 t l lA s j 卸T 缸脚ec o n f 爵印c e ，H o n g k o n g2 0 0 1 8 ， 2 2 ，2 4 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark