薄型帶類(lèi)織物抗紕裂性能的影響因素

邢 爽，孟亞勇，曹繼鵬，于學(xué)智，李 平

(1.遼東學(xué)院 服裝與紡織學(xué)院，遼寧 丹東 118003;2.中原工學(xué)院 紡織服裝產(chǎn)業(yè)研究院，河南 鄭州 450000；3.丹東廣維紡織品有限公司，遼寧 丹東 118003)

帶類(lèi)織物，通常是指寬度為0.3～30.0 cm的狹條狀或管狀紡織品。對(duì)于有的工業(yè)用傳送帶寬度達(dá)到1 m或1 m以上的，帶類(lèi)織物可以通過(guò)機(jī)織、針織和編織的方式進(jìn)行加工[1]。帶類(lèi)織物可以在產(chǎn)業(yè)中直接應(yīng)用，也可以作為組成部分與其他產(chǎn)品一同使用。在航空航天業(yè)中，降落傘并非一個(gè)整體織造產(chǎn)物，而是通過(guò)拼接縫合的方式加工而成，本文設(shè)計(jì)產(chǎn)品正是用于拼接降落傘織物的帶類(lèi)織物。強(qiáng)度和可靠性是制造降落傘織物的基本要求，為保證降落傘的安全性能，要求帶類(lèi)織物與拼接織物在性能上盡可能相近，不能發(fā)生紕裂[2]?？椢锛劻咽侵缚椢镌谑褂眠^(guò)程中受到外力作用后所產(chǎn)生的紗線滑移，主要表現(xiàn)為縫跡紕裂和摩擦紕裂[3-5]。本文研究的是用于傘布縫合的機(jī)織帶的縫跡紕裂問(wèn)題。

機(jī)織物是由經(jīng)緯紗相互屈曲交織而成的。由于經(jīng)緯紗之間存在相互阻力作用，當(dāng)紗線之間的滑移動(dòng)力大于其紗線的阻力的平衡被打破時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生滑移，當(dāng)滑移超過(guò)一定量時(shí)就會(huì)產(chǎn)生縫跡紕裂。紕裂與受力三角有關(guān)：當(dāng)?shù)谷菂^(qū)在承受負(fù)荷時(shí)，先是受力系統(tǒng)的紗線隨負(fù)荷的增加產(chǎn)生滑移并相互擠在一起，摩擦增大，受力系統(tǒng)的滑移減慢，最后將負(fù)荷轉(zhuǎn)移給非受力系統(tǒng)的紗線，從而導(dǎo)致其斷裂[6-8]。有研究表明：大部分織物的經(jīng)紗滑移現(xiàn)象較緯紗嚴(yán)重[9]；縫合處的針跡密度、針號(hào)及縫紉線的參數(shù)對(duì)織物產(chǎn)生紕裂有一定的影響[10-12]；紗線的細(xì)度、捻度以及對(duì)原樣及縫合試樣是否預(yù)施加張力對(duì)紗線滑移也有一定的影響[13-14]。此外，后處理工藝也會(huì)對(duì)織物的抗紕裂性能帶來(lái)負(fù)面影響，尤其是苧麻織物和蠶絲織物經(jīng)過(guò)柔軟整理后，會(huì)使其抗紕裂性能顯著下降[15]。

結(jié)合以往研究，本文以錦綸為原料，采用平紋與斜紋2種組織織成薄型帶類(lèi)織物，探討緯密、緯紗線密度及織物組織等因素對(duì)帶類(lèi)織物抗紕裂性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

織帶原料為錦綸長(zhǎng)絲(常熟滌綸有限公司生 產(chǎn))。經(jīng)紗采用股線27.8 tex×2，緯紗分別采用27.8、15.4和11.1 tex 3種線密度?？p制樣品采用15.3 tex×3 錦綸長(zhǎng)絲縫紉線。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

試樣為錦綸帶類(lèi)織物，寬度為13 mm，經(jīng)密為37根/cm。通過(guò)改變織物組織、緯紗線密度和緯密3個(gè)因素設(shè)計(jì)了18種實(shí)驗(yàn)方案，其中組織為平紋和斜紋2種，緯向線密度為11.1、15.4 和27.8 tex，緯密為10、12和14根/cm，在CA系列撓性劍桿織機(jī)改裝的織帶機(jī)上進(jìn)行織造。

縫制樣品為錦綸長(zhǎng)絲3股縫紉線，縫紉機(jī)針為12號(hào)，針跡密度為62針/(100 mm)。

1.3 性能測(cè)試

由于目前尚無(wú)關(guān)于帶類(lèi)織物紕裂性能的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，本文參考服用紡織品標(biāo)準(zhǔn)，采用定滑移量法對(duì)帶類(lèi)織物進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)比較不同實(shí)驗(yàn)方案條件下的滑移阻力大小來(lái)表征其抗紕裂性能的優(yōu)劣，為將來(lái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考數(shù)據(jù)。

采用YG (B) 026G型電子織物強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，參照GB/T 13772.1—2008《紡織品 機(jī)織物接縫處抗紗線滑移的測(cè)定第1部分 定滑移量》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[4]，對(duì)18種方案試織的樣品進(jìn)行定滑移量測(cè)試。紗線在織物受力的作用下從接縫處開(kāi)始滑動(dòng)，記錄在縫跡2側(cè)產(chǎn)生的滑移量達(dá)到3 mm時(shí)所受到的滑移阻力大小，以此來(lái)判斷織物抗紕裂性能的優(yōu)劣。滑移阻力越大，說(shuō)明織物抗紕裂性能越好。

試樣夾持隔距為100 mm，拉伸速度為50 mm/min，每個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)試8個(gè)試樣，取其平均值。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

具體試驗(yàn)方案及對(duì)應(yīng)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同方案帶類(lèi)織物的滑移阻力測(cè)試結(jié)果

2.1 織物組織結(jié)構(gòu)的影響

由表1可知，將1～9與10～18方案中同樣的經(jīng)緯紗密度和經(jīng)緯密度條件下的滑移阻力數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，平紋組織的滑移阻力是斜紋組織的3.2～5.1倍，這說(shuō)明平紋組織薄型帶類(lèi)織物的抗紕裂性能明顯優(yōu)于斜紋組織，組織結(jié)構(gòu)是影響其接縫抗紕裂性能的關(guān)鍵因素，這與平紋組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分不開(kāi)的。平紋和斜紋組織相比，由于其交織點(diǎn)更多，經(jīng)緯紗的屈曲程度更大，紗線之間的摩擦阻力有一定增加，因而可以增加紗線的滑移阻力。但同時(shí)平紋組織的帶類(lèi)織物也更加硬挺，在柔軟度方面不如斜紋組織。

2.2 織物緯密的影響

表1顯示，無(wú)論是平紋組織還是斜紋組織，在經(jīng)紗和緯紗線密度、經(jīng)密一定的前提下，隨著緯密的增加，帶類(lèi)織物的滑移阻力隨之增加，抗紕裂性能得以提升，且提升幅度因緯紗線密度不同而存在差異。

由表1中數(shù)據(jù)并經(jīng)過(guò)計(jì)算得知：在織物組織為平紋的前提下，當(dāng)緯紗線密度為27.8和15.4 tex時(shí)，隨著織物緯密的增加，織物滑移阻力增加的幅度較大，分別達(dá)到117.73%和114.75%；當(dāng)緯紗線密度為11.1 tex時(shí)，緯密變化和滑移阻力增加的幅度較小(56.04%)；當(dāng)織物組織為斜紋、緯紗線密度為27.8 tex時(shí)，滑移阻力增加幅度達(dá)到138.35%；當(dāng)緯紗線密度為15.4 tex時(shí)，織物滑移阻力增加幅度為54.91%；當(dāng)緯紗線密度為11.1 tex時(shí)，增加幅度達(dá)到103.58%。

從以上數(shù)據(jù)分析可以看出：當(dāng)織物組織為平紋、緯紗線密度較大(27.8和15.4 tex)時(shí)，隨著緯密的增加，滑移阻力增加比較明顯，均超過(guò)100%；當(dāng)織物組織為斜紋、緯紗線密度較大(27.8 tex)和較小(11.1 tex)時(shí)，隨著緯密的增加，滑移阻力增加比較明顯，分別達(dá)到138.35%和103.58%。當(dāng)緯紗線密度為15.4 tex時(shí)，增加幅度是最小的。這說(shuō)明織物組織不同，緯密對(duì)滑移阻力的影響規(guī)律有所不同。因此，在通過(guò)增加緯密來(lái)提升織物的抗紕裂性能時(shí)，如選擇線密度較大的緯紗，效果相對(duì)要更明顯。斜紋組織條件下，經(jīng)緯紗密度越接近，越有利于提升抗性能。所有方案中，以組織為平紋、緯紗線密度為27.8 tex且緯密為14根/cm時(shí)，織物的抗滑移性能最好；以組織為斜紋、緯紗線密度為11.1 tex且緯密為10根/cm時(shí)，抗紕裂性能最差。

2.3 緯紗線密度的影響

由表1可看出，在組織為平紋條件下，當(dāng)緯密為12和14根/cm、線密度為27.8 tex時(shí)的抗紕裂性能最好，11.1 tex時(shí)次之，15.4 tex時(shí)最差，且織物的抗紕裂性能不是呈線性規(guī)律變化；而當(dāng)緯密為10根/cm，線密度為11.1 tex時(shí)的抗紕裂性能最好，27.8 tex時(shí)次之，15.4 tex時(shí)最差，且織物的抗紕裂性能變化趨勢(shì)有所不同。從上述數(shù)據(jù)可以看出：大的緯紗線密度和大的緯密組合，抗紕裂性能最佳；小的緯紗線密度和小的緯密組合，在織物抵抗紕裂方面也會(huì)表現(xiàn)出優(yōu)良的性能(通過(guò)表1中方案1、4和7之間的比較可發(fā)現(xiàn))。這可能是由于緯紗線密度較小時(shí)，其剛性也較小，和較小的緯密相配合，會(huì)使織物結(jié)構(gòu)更加向中間結(jié)構(gòu)方向靠近，有利于避免紗線之間的滑脫。

在組織為斜紋條件下，當(dāng)緯密為10根/cm時(shí)，隨著緯向線密度的增加，織物的抗滑移性能呈增加趨勢(shì)，在3種緯向線密度(11.1、15.4和27.8 tex，下同)條件下，滑移阻力分別為18.74、19.05 和19.92 N，相差很??；當(dāng)緯密為12根/cm時(shí)，隨著緯向線密度的增加，織物的抗滑移性能呈增加趨勢(shì)，在3種緯向線密度條件下，滑移阻力分別為24.39、24.53和39.62 N；當(dāng)緯密為14根/cm時(shí)，隨著緯向線密度的增加，織物的抗滑移性能呈增加趨勢(shì)，在3種緯向線密度條件下，滑移阻力分別為38.15、29.51和47.48 N?？梢?jiàn)，在緯密為12和14根/cm 2種條件下，大緯向線密度體現(xiàn)出抗紕裂性能的優(yōu)勢(shì)。但是，在緯密為14根/cm、緯向線密度11.1 tex時(shí)，織物的滑移阻力也較大(38.15 N)，表現(xiàn)出較好的抗紕裂性能。這一點(diǎn)與平紋組織有所不同。

3 結(jié)論

在經(jīng)紗線密度和經(jīng)密不變的條件下，通過(guò)對(duì)本次試驗(yàn)18種薄型帶類(lèi)織物接縫滑移阻力的測(cè)試和分析，可得到如下結(jié)論。

1)平紋組織薄型帶類(lèi)織物抗紕裂性能明顯優(yōu)于斜紋組織，組織結(jié)構(gòu)是影響其接縫抗紕裂性能的關(guān)鍵因素。

2)無(wú)論是平紋組織還是斜紋組織，在緯紗線密度不變時(shí)，隨著緯密的增加，織物抗紕裂性能得以提升，但是提升幅度因緯紗線密度不同而存在差異。當(dāng)平紋組織、緯紗線密度較大時(shí)，抗紕裂性能提升幅度也較大，說(shuō)明經(jīng)緯紗的線密度越接近效果越好；斜紋組織時(shí)規(guī)律有所不同。

3)當(dāng)組織為平紋時(shí)，隨著緯紗線密度的增加，織物的抗紕裂性能不是呈線性規(guī)律變化；當(dāng)組織為斜紋時(shí)，隨著緯紗線密度的增加，織物的抗紕裂性能得以提升，且基本呈線性規(guī)律變化。

4)本試驗(yàn)結(jié)果顯示，組織為平紋、緯向密度為14根/cm且緯向線密度為27.8 tex是薄型帶類(lèi)織物抗紕裂的綜合最優(yōu)方案。