緯編牛仔面料的設(shè)計(jì)及其彈性回復(fù)性

萬愛蘭， 繆旭紅， 蔣高明

(1. 江南大學(xué) 教育部針織技術(shù)工程研究中心， 江蘇 無錫 214122；2. 生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(江南大學(xué))， 江蘇 無錫 214122)

緯編牛仔面料的設(shè)計(jì)及其彈性回復(fù)性

萬愛蘭1,2， 繆旭紅1,2， 蔣高明1,2

(1. 江南大學(xué) 教育部針織技術(shù)工程研究中心， 江蘇 無錫 214122；2. 生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(江南大學(xué))， 江蘇 無錫 214122)

為研究緯編針織牛仔面料的保型性和尺寸穩(wěn)定性，以靛藍(lán)紗、本白棉紗、滌綸、氨綸為原料，采用成圈+浮線、集圈+浮線的復(fù)合組織設(shè)計(jì)了斜紋和魚鱗結(jié)構(gòu)的2類共11款彈力緯編牛仔面料作為褲料。對11款緯編牛仔面料的彈性回復(fù)性進(jìn)行了測試，結(jié)果表明緯編牛仔面料的縱向彈性回復(fù)性均優(yōu)于橫向，適合橫裁；織物縱向即腿圍方向彈性回復(fù)性好，拉伸彈性實(shí)驗(yàn)測試中，橫向即褲長方向因浮線的存在需施加較大的定伸長力，說明橫向的延伸性及彈性較小；組織結(jié)構(gòu)和浮線長度對橫向彈性回復(fù)性影響較大，織物縱向的彈性回復(fù)性受氨綸線密度、比例和線長影響。當(dāng)組織均為六路斜紋時(shí)，非彈性紗線密度大，單次拉伸彈性回復(fù)率與縱密成反比，但3次拉伸后彈性回復(fù)率下降明顯，表明非彈性紗線密度越大，緯編牛仔的縱向多次拉伸彈性回復(fù)率越差。

緯編牛仔面料； 針織斜紋； 魚鱗結(jié)構(gòu)； 彈性回復(fù)性

自1847年Levis的第1條帆布牛仔褲誕生至今，盡管牛仔面料出現(xiàn)了由粗重型向輕薄型發(fā)展，市場上也出現(xiàn)了厚薄不同、風(fēng)格迥異的牛仔面料，但大都局限于機(jī)織產(chǎn)品。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生活水平的提高，人們對服裝舒適性的要求不斷提高，對服裝的面料要求也越來越高，而個(gè)性化發(fā)展則對面料的多樣化提出了更高的需求，對牛仔面料既要求簡約大方，又要求柔軟輕薄、舒適透氣、彈性及回復(fù)性好。常規(guī)的機(jī)織牛仔面料已難以滿足消費(fèi)者的需求，部分消費(fèi)者希望可在外觀上具有傳統(tǒng)牛仔的風(fēng)格，而穿著舒適性又能具有一定的延伸性、彈性和回復(fù)性[1-3]。隨著針織技術(shù)的快速發(fā)展，針織物線圈結(jié)構(gòu)為延伸性和合體舒適性提供了可能。目前，針織牛仔以緯編居多，經(jīng)編因其整經(jīng)及織造要求高，尚未形成量產(chǎn)，正處于研發(fā)階段。

經(jīng)典的機(jī)織牛仔面料是指用純棉靛藍(lán)染色紗作為經(jīng)紗，本色棉紗作為緯紗，采用二上一下右斜紋組織交織而成。而緯編牛仔即利用針織線圈結(jié)構(gòu)的變化使得針織牛仔紗以類似機(jī)織牛仔經(jīng)紗浮線的方式顯露在織物的表面，其他的紗線或者本色棉紗編織底面線圈，并產(chǎn)生露白效果，體現(xiàn)牛仔的風(fēng)格[4]。緯編牛仔面料不僅外觀上類似機(jī)織牛仔，其觸感因線圈結(jié)構(gòu)而更加柔軟，穿著更加舒適，透氣性、延伸性能更好。此外，緯編牛仔生產(chǎn)流程短，生產(chǎn)成本低，原料選擇范圍更廣，適應(yīng)性更強(qiáng)，織物損耗更少[5]?？筛纳茩C(jī)織牛仔板硬[6]、肘部及膝蓋部位褶皺回復(fù)差等缺點(diǎn)。

本文通過對緯編牛仔褲料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用不同的原料開發(fā)了3類結(jié)構(gòu)的彈力緯編牛仔面料，同時(shí)對其彈性回復(fù)性進(jìn)行了研究。

1 織物設(shè)計(jì)與后整理工藝

根據(jù)整理方式的不同，緯編牛仔面料可分為色織、染布和印花等。本文從緯編結(jié)構(gòu)角度采用色織的方法，進(jìn)行針織牛仔面料的開發(fā)，并對緯編結(jié)構(gòu)、紗線的線密度和織物縱密對彈性回復(fù)性的影響進(jìn)行研究。

1.1 原料選用

表1示出所用的紗線線密度及顏色代號。Ai表示不同粗細(xì)及顏色的棉紗，A2～A5為緯編牛仔紗，A1和A6、A7為不同線密度的本白棉紗；B1、B2表示不同粗細(xì)的滌綸長絲；C1～C5表示不同粗細(xì)的氨綸絲。

表1 紗線線密度及顏色代號Tab.1 Linear density and color code of yarns sample

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與編織工藝

從緯編的組織結(jié)構(gòu)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，為獲得仿機(jī)織面料的外觀效應(yīng)，以斜紋外觀為主，從緯編結(jié)構(gòu)主要為2類：第1類是靛藍(lán)紗通過以一針成圈和不同長度的浮線復(fù)合結(jié)構(gòu)形成斜紋[7]，工藝反面的浮線形成仿機(jī)織的斜紋效應(yīng)作為服用正面；第2類是本白棉紗通過集圈和浮線復(fù)合形成魚鱗結(jié)構(gòu)[8]，工藝正面為滿針出針的靛藍(lán)紗線圈，工藝反面顯示的是本白棉紗浮線。根據(jù)花型高度和寬度，斜紋的成圈系統(tǒng)循環(huán)路數(shù)設(shè)計(jì)為6路一循環(huán)[9]和8路一循環(huán)；魚鱗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為大魚鱗和小魚鱗結(jié)構(gòu)。斜紋和魚鱗結(jié)構(gòu)的編織如圖1所示。

圖1 緯編斜紋和魚鱗結(jié)構(gòu)編織圖Fig.1 Knitting diagram of twill and scale-style structure for weft knitting denim fabric. (a) Twill with six cam systems; (b) Twill with eight cam systems; (c) Large scale-style structure; (d) Small scale-style structure

圖1(a)示出6路斜紋。穿紗方式為1、3、5路以添紗的方式穿入滌綸絲(成白色棉紗)和氨綸絲；2、4、6路穿入緯編牛仔紗。織造時(shí)，滌綸絲(成白色棉紗)覆蓋住氨綸絲，顯露在工藝正面；2、4、6路的緯編牛仔紗以1針出針成圈2針不編織形成浮線，利用浮線形成斜紋顯露在工藝反面，工藝反面用于服用正面。

圖1(b)示出8路斜紋。穿紗方式為1、3、5、7路以添紗的方式穿入緯編牛仔紗和氨綸絲，2、4、6、8路穿入白色棉紗；織造時(shí)，緯編牛仔紗全部出針成圈并覆蓋住氨綸絲，顯露在工藝正面。

圖1(c)示出大魚鱗結(jié)構(gòu)。穿紗方式1、3路以添紗的方式穿入緯編牛仔紗和氨綸絲，2、4路穿入本白棉紗。織造時(shí)，緯編牛仔紗全部出針成圈并覆蓋住氨綸絲，顯露在工藝正面。

圖1(d)示出小魚鱗結(jié)構(gòu)。穿紗方式1、3路以添紗的方式穿入緯編牛仔紗和氨綸絲，2、4路穿入本白棉紗?？椩鞎r(shí)，緯編牛仔紗全部成圈并覆蓋住氨綸絲，顯露在工藝正面。

8路斜紋、大魚鱗和小魚鱗結(jié)構(gòu)均為工藝正面作為服用正面。

設(shè)計(jì)緯編牛仔面料組織時(shí)，將靛藍(lán)紗顯露在服用正面，服用反面顯露本白棉紗或滌綸長絲，而靛藍(lán)紗在服用反面只稍有顯露，這樣能盡可能地使布面結(jié)構(gòu)和效應(yīng)接近傳統(tǒng)機(jī)織牛仔布，同時(shí)由于靛藍(lán)紗易掉色，服用反面貼皮膚穿著不易使靛藍(lán)染料沾染皮膚。

根據(jù)不同的原料搭配，結(jié)合組織結(jié)構(gòu)，選用不同機(jī)號的緯編大圓機(jī)(泉州佰源機(jī)械有限公司)，織造時(shí)根據(jù)紗線張力設(shè)計(jì)不同的線圈長度，開發(fā)斜紋和魚鱗結(jié)構(gòu)2類共11款緯編牛仔面料，下機(jī)后坯布的幅寬和面密度如表2所示。

表2 緯編牛仔試樣所用原料、設(shè)備參數(shù)及坯布規(guī)格

1.3 后整理工藝

采用化學(xué)的或物理化學(xué)的方法，通過特定的設(shè)備，對織造下機(jī)后的坯布進(jìn)行處理加工使之達(dá)到服用的外觀平整、形態(tài)穩(wěn)定，減少緯編牛仔面料勾絲和死痕，提高織物的服用性能或通過加入特定的整理劑賦予織物阻燃、拒水拒油、抗靜電等特殊功能。緯編牛仔面料按棉紗是否染色分為色織面料和白坯布染色面料2類。色織針織牛仔因需仿機(jī)織牛仔，一般用靛藍(lán)紗色織，其后整理工序簡單，主要后道工序?yàn)槎ㄐ魏统梢滤础Ｔ诙ㄐ喂ば?，坯布?jīng)過水槽時(shí)，加入柔軟劑可改善手感。

定形采用德國門富士定型機(jī)，針架寬度為160 cm，烘箱溫度為180 ℃，車速為164.4 m/min，超喂率為22%～40%。采用酵素洗，其工藝為：升溫至50 ℃加入2 g/L滲透劑EHC、1.5 g/L中性酵素保溫20 min，70 ℃熱水洗5 min，50 ℃溫水洗3 min，60 ℃ 皂洗10 min，常溫過2遍清水3 min。經(jīng)后整理后成品面料的參數(shù)如表3所示。

表3 緯編牛仔試樣成品參數(shù)Tab.3 Finished fabrics parameters of weft knitted denim

2 彈力緯編牛仔面料拉伸性能測試

紡織材料為高分子聚合物，受外力作用后針織物的力學(xué)特征為黏彈性，將產(chǎn)生應(yīng)力松弛和蠕變，在一定的外界條件下，變形后針織物力求向最小能量狀態(tài)趨近[10]。針織物受拉伸后的變形是線圈結(jié)構(gòu)變化的結(jié)果，針織物的變形分急彈性變形、緩彈性變形和塑性變形。針織牛仔面料的彈性回復(fù)性不僅關(guān)系到針織牛仔服裝的外觀風(fēng)格，還影響服裝的穿著舒適性。當(dāng)采用彈性纖維，彈性纖維會影響變形及回復(fù)的效果。

針織物拉伸彈性的測試方法很多[11]，在服裝的穿著過程中發(fā)生穿、脫、坐、蹲等動作，織物受到的拉伸更多的是定伸長拉伸，本文將選擇單向的定伸長拉伸法來對針織牛仔面料的橫向和縱向進(jìn)行單次和多次的實(shí)驗(yàn)。

采用YG026C型電子織物強(qiáng)力機(jī)(常州第二紡織機(jī)械有限公司)，根據(jù)FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復(fù)率測試方法》，沿著樣布的經(jīng)向和緯向分別裁剪50 mm×200 mm的5個(gè)樣布作為試樣。夾持長度為100 mm，拉伸速度為100 mm/min，試樣寬度為50 mm，設(shè)置定伸長率為100%，預(yù)加張力為1 N，反復(fù)1次，松弛等待時(shí)間為60 s，張緊等待時(shí)間為30 s，回程速度為50 mm/min，記錄織物的定伸長力、彈性回復(fù)率和塑性變形率。

3 結(jié)果與討論

整理后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所示。從緯編牛仔的結(jié)構(gòu)由于4#和6#試樣的橫向彈性比較小，不能滿足100%的伸長率，其緯向伸長率設(shè)置為60%。

3.1 組織結(jié)構(gòu)對拉伸彈性回復(fù)性能的影響

從表4可知，橫向定伸長率100%拉伸時(shí)，在拉伸力作用下，線圈圈距增大，成圈的線圈長度迅速轉(zhuǎn)移釋放以抵消外力作用，線圈發(fā)生橫向變形，形成“線圈轉(zhuǎn)移”，部分線圈圈弧長度轉(zhuǎn)移后變成浮線形式，但由于線圈結(jié)構(gòu)中本身有浮線存在，受力后先發(fā)生成圈的線圈長度變化，當(dāng)成圈的線圈長度完全釋放出來后，繼續(xù)受力會使得紗線中纖維發(fā)生滑移，如圖2所示。2個(gè)線圈間有2個(gè)浮線長度相隔形成的長度為La，在橫向定伸長拉伸率100%拉伸后，長度變?yōu)?La，在橫向拉伸時(shí)，其他條件類似的情況下，線圈結(jié)構(gòu)中浮線的長度會影響面料的彈性伸長能線力，浮線越長，拉伸彈性越差，面料的彈性回復(fù)率越差，如2#和11#樣品。

表4 緯編牛仔試樣拉伸彈性回復(fù)結(jié)果Tab.4 Tensile elastic recovery results of weft knitted denim

圖2 緯編牛仔面料橫向拉伸線圈變形圖(定伸長率為100%)Fig.2 Loops deformation of weft knitted denim after horizontal stretching at 100% elongation

縱向定伸長率為100%拉伸時(shí)，線圈圈高增大，線圈長度和形態(tài)變化主要來源于相鄰的沉降弧和不編織的浮線，如圖3所示。圈高Lb受縱向定伸長率100%拉伸后變?yōu)?Lb，縱向拉伸后織物的彈性回復(fù)率較橫向拉伸好。

圖3 緯編牛仔面料縱向拉伸線圈變形圖(定伸長率為100%)Fig.3 Loops deformation of weft kintted denim after longitudinal stretching at 100% elongation

用于褲料時(shí)，為使緯編牛仔外觀與機(jī)織經(jīng)紗浮線形成的斜紋接近，一般將緯編牛仔面料橫裁，故要求面料的縱向即腿圍方向彈性回復(fù)性好，拉伸彈性實(shí)驗(yàn)測試中，橫向即褲長方向因浮線的存在需施加較大的定伸長力才能進(jìn)行測試，說明該方向的延伸性及彈性較小，本文設(shè)計(jì)的緯編牛仔面料符合褲料的要求。

3.2 氨綸對織物縱向彈性回復(fù)性的影響

表5示出氨綸及縱密對織物縱向彈性回復(fù)性的影響。從表可知，當(dāng)組織結(jié)構(gòu)均為6路斜紋時(shí)， 1#、2#、3#樣品原料基本相同，只有氨綸線密度、線圈長度和含量不同，1#樣品用的11.7 tex氨綸， 2#樣品用的7.8 tex氨綸，3#樣品用的4.4 tex氨綸，9#樣品用的6.1 tex氨綸，1#樣品和9#樣品氨綸絲線圈長度比2#和3#樣品大，且氨綸比例高，織物縱向經(jīng)單次拉伸后， 1#樣品分別比2#和3#樣品彈性回復(fù)率高7.5%和8.8%；3次拉伸后，縱向的彈性回復(fù)率差異減??；氨綸絲線圈長度相同時(shí)，含量越高織物彈性回復(fù)越好；說明氨綸越粗、線圈長度越長、含量越大，織物縱向彈性回復(fù)率越好，塑性變形率越低。4#、5#、6#、7#樣品的彈性回復(fù)率規(guī)律及8#、10#樣品的測試結(jié)果見表5所示。

表5 氨綸及縱密對緯編牛仔面料縱向彈性回復(fù)性的影響

與1#、2#、3#樣品相比，同樣是6路斜紋組織，9#樣品的非彈性紗線密度大，經(jīng)單次拉伸后因?yàn)榭椢锟v密低而彈性回復(fù)率較大，但3次拉伸后彈性回復(fù)率下降明顯(18%)，說明組織結(jié)構(gòu)相同的情況下，非彈性紗線密度增大，緯編牛仔褲面料經(jīng)多次拉伸后彈性回復(fù)下降明顯。

11#樣品為8路斜紋組織，氨綸絲的線密度及線圈長度與2#樣品相同，但氨綸絲的含量低，經(jīng)單次和3次拉伸后彈性回復(fù)率均低于2#，表明6路斜紋和8路斜紋的組織結(jié)構(gòu)對織物縱向拉伸彈性回復(fù)率影響不大。

4 結(jié) 論

1)本文利用成圈與不同長度的浮線組合形成仿機(jī)織的緯編牛仔面料，研究了組織結(jié)構(gòu)和氨綸絲粗細(xì)、線圈長度及含量對緯編牛仔面料的彈性及回復(fù)性的影響。通過拉伸彈性回復(fù)性測試實(shí)驗(yàn)表明，本文設(shè)計(jì)的緯編牛仔面料符合褲料的褲長方向延伸性及彈性小、腿圍方向的彈性回復(fù)率高的要求。

2)浮線的存在會降低緯編牛仔面料橫向的彈性及彈性回復(fù)性，且浮線長度越長面料的橫向彈性及回復(fù)性越差；氨綸越粗、線圈長度越長、含量越高，緯編牛仔面料的縱向彈性回復(fù)率越好，塑性變形率越低。

3)組織結(jié)構(gòu)相同的情況下，非彈性紗的線密度較大時(shí)，氨綸含量低，緯編牛仔褲面料經(jīng)多次拉伸后彈性回復(fù)下降明顯。

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Structuredesignandelasticresilienceofweftknitteddenimfabric

WAN Ailan1,2, MIAO Xuhong1,2, JIANG Gaoming1,2

(1.EngineeringResearchCenterforKnittingTechnology,MinistryofEducation,Wuxi,Jiangsu214122,China; 2.KeyLaboratoryofEco-Textiles(JiangnanUniversity),MinistryofEducation,Wuxi,Jiangsu214122,China)

The research works of denim fabric focus on the shape preserving property and dimensional stability. Two types of structures of 11 weft knitted denim fabrics were designed for the pants. Cotton, polyester and spandex were designed as the materials and the structures as loop or tuck combined with floating. The elastic resilience was tested. The results showed that the longitudinal elastic resilience was better than the horizontal one. The designed weft denim fabrics were adaptive for cross-cut. The longitudinal direction was the leg circumference, and the horizontal direction as the length of pants. The elastic resilience of horizontal direction was influenced significantly by the structure and the length of floating, and the longitudinal direction by the linear density, proportion, and loop length of spandex. As the same structure of six cam systems twill, the repeatedly elastic resilience of longitudinal direction of weft knitted denim fabric was inversely proportional to the linear density of non-elastic yarns

weft knitted denim fabric; knitting twill; scale-style; elastic resilience

TS 106.6

A

10.13475/j.fzxb.20161105606

2016-11-22

2017-02-07

江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新資金-前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目(BY2015019-01)

萬愛蘭(1976—)，女，副教授，博士。主要研究方向?yàn)獒樋椊Y(jié)構(gòu)與性能。E-mail：ailan.wan@jiangnan.edu.cn。