紗線強(qiáng)力對(duì)純棉平紋面料強(qiáng)力的影響

耿彩花，梁顏玲，李友祥，李長(zhǎng)娟，宋海燕

（1.魯泰紡織股份有限公司，山東淄博 255100；2.山東輕工職業(yè)學(xué)院，山東淄博 255300）

0 引言

紗線強(qiáng)力對(duì)織造出的面料的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力影響較大。為了研究紗線強(qiáng)力對(duì)純棉平紋面料強(qiáng)力的影響，本文將長(zhǎng)絨棉和細(xì)絨棉按不同混紡比例進(jìn)行紡紗，同時(shí)將所制純棉紗線設(shè)計(jì)成3個(gè)平紋花色，并使用相同的織造工藝和整理工藝進(jìn)行生產(chǎn)，然后測(cè)試所得面料的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力。與此同時(shí)，模擬家庭洗滌方式對(duì)面料進(jìn)行多次水洗，測(cè)試洗后面料的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力，分析其耐洗服用性能。

1 試驗(yàn)

1.1 紗線選擇

將相同批次的新疆長(zhǎng)絨棉和細(xì)絨棉進(jìn)行混紡，混紡比例分別按以下5 種方式進(jìn)行：10%長(zhǎng)絨棉+90%細(xì)絨棉、20%長(zhǎng)絨棉+80%細(xì)絨棉、30%長(zhǎng)絨棉+70%細(xì)絨棉、40%長(zhǎng)絨棉+60%細(xì)絨棉、50%長(zhǎng)絨棉+50%細(xì)絨棉。按上述5種方式混紡制得的紗線規(guī)格均為11.7 tex。

1.2 面料設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)3種平紋組織的色織面料花色，每種花色都由上述混紡比的紗線經(jīng)增白、染色、織造所得；對(duì)同花色不同混紡比的紗線采用同缸染色；面料同時(shí)進(jìn)行燒退、絲光、拉幅、磨毛、預(yù)縮整理。所設(shè)計(jì)的花色為白色、深藍(lán)色、藍(lán)白格子，每種顏色分別采用5種配棉，詳情見(jiàn)表1。

表1 試樣設(shè)計(jì)

1.3 儀器設(shè)備

H5KL 型萬(wàn)能強(qiáng)力測(cè)試儀，美國(guó)天氏歐森公司（Tinius Olsen Ltd）生產(chǎn)；Elmendorf 撕破強(qiáng)力測(cè)試儀，英國(guó)James H.Heal公司生產(chǎn)。

1.4 測(cè)試方法

調(diào)濕參照ASTM D1776∶2020《紡織品 調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》執(zhí)行。

洗滌參照AATCC 135∶2018《織物經(jīng)家庭洗滌后的尺寸穩(wěn)定性》執(zhí)行，試驗(yàn)條件為常規(guī)棉洗滌條件，49 ℃洗滌，轉(zhuǎn)籠烘干。

斷裂強(qiáng)力參照ASTM D5035∶2018《織物拉伸斷裂強(qiáng)力及伸長(zhǎng)的測(cè)定：條樣法》（5 cm布條法）執(zhí)行。

撕破強(qiáng)力參照ASTM D1424∶2019《織物抗撕破性能的試驗(yàn)方法：埃爾門多夫擺錘法》執(zhí)行。

1.5 相關(guān)系數(shù)計(jì)算

原紗強(qiáng)力和面料強(qiáng)力間線性相關(guān)系數(shù)r可由式（1）計(jì)算。

式中：

x——原紗強(qiáng)力，N；

y——面料強(qiáng)力，N。

2 結(jié)果與分析

2.1 撕裂強(qiáng)力

對(duì)所有面料按試驗(yàn)要求取樣，然后分別進(jìn)行水洗。按要求調(diào)濕后分別測(cè)試洗前以及水洗5次、10次、30 次、50 次后面料的經(jīng)、緯向斷裂強(qiáng)力，結(jié)果詳見(jiàn)表2。

由表2可知：隨著配棉中長(zhǎng)絨棉混紡比例的提高，紗線的強(qiáng)力不斷提高；紗線強(qiáng)力與面料經(jīng)、緯向斷裂強(qiáng)力的正相關(guān)性很強(qiáng)，紗線強(qiáng)力越高，面料經(jīng)、緯向斷裂強(qiáng)力越高；a 花型紗線強(qiáng)力與面料經(jīng)向斷裂強(qiáng)力的r高達(dá)0.931，與緯向斷裂強(qiáng)力的r高達(dá)0.966；b 花型紗線強(qiáng)力與面料經(jīng)向斷裂強(qiáng)力的r高達(dá)0.977，與緯向斷裂強(qiáng)力的r高達(dá)0.969；c 花型紗線強(qiáng)力與面料經(jīng)向斷裂強(qiáng)力的r為0.935，與緯向斷裂強(qiáng)力的r為0.888。

表2 面料經(jīng)、緯向斷裂強(qiáng)力結(jié)果

3個(gè)花型面料水洗前后的經(jīng)向和緯向平均斷裂強(qiáng)力變化情況詳見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 面料多次水洗后經(jīng)向斷裂強(qiáng)力的變化

圖2 面料經(jīng)多次水洗后緯向斷裂強(qiáng)力的變化

由圖1和圖2可以看出：3種不同花色紗線使用不同混紡比的面料，經(jīng)多次水洗后，經(jīng)、緯向斷裂強(qiáng)力均下降；5 次水洗后，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力平均下降2.4%，緯向斷裂強(qiáng)力平均下降3.0%；10 次水洗后，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力平均下降4.0%，緯向斷裂強(qiáng)力平均下降5.6%；30 次水洗后，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力平均下降6.7%，緯向斷裂強(qiáng)力平均下降7.6%；50 次水洗后，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力平均下降10.1%，緯向斷裂強(qiáng)力平均下降10.8%；經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力降低的幅度基本一致。主要原因是水洗過(guò)程中面料受到摩擦、擠壓，少量纖維素的分子鏈破壞，且水洗后紗線蓬松，纖維間應(yīng)力變小，抱合力變差。

2.2 撕破強(qiáng)力

按要求對(duì)所有面料進(jìn)行取樣，然后分別進(jìn)行水洗。按要求調(diào)濕后分別測(cè)試面料水洗前以及水洗5次、10次、30次、50次后的經(jīng)、緯向撕破強(qiáng)力，測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表3 面料經(jīng)、緯向撕破強(qiáng)力結(jié)果

由表3 可知：紗線強(qiáng)力與面料經(jīng)、緯向撕破強(qiáng)力的正相關(guān)性較強(qiáng)，紗線強(qiáng)力越高，面料經(jīng)、緯向撕破強(qiáng)力越高；a 花型紗線強(qiáng)力與面料經(jīng)向撕破強(qiáng)力的r為0.872，與緯向撕破強(qiáng)力的r高達(dá)0.976；b花型紗線強(qiáng)力與面料經(jīng)向撕破強(qiáng)力的r為0.898，與緯向撕破強(qiáng)力的r為0.790；c 花型紗線強(qiáng)力與面料經(jīng)向撕破強(qiáng)力的r為0.897，與緯向撕破強(qiáng)力的r高達(dá)0.906；經(jīng)向撕破強(qiáng)力與紗線強(qiáng)力的相關(guān)性較經(jīng)向斷裂強(qiáng)力同紗線強(qiáng)力的相關(guān)性弱。這是因?yàn)榭椢锼浩茝?qiáng)力的大小除了與紗線的強(qiáng)力有關(guān)外，還與撕裂處紗線分擔(dān)外力情況及纖維的斷裂延伸度有關(guān)。如果紗線在織物內(nèi)能做適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)并有足夠的延伸度，則在受到外力作用時(shí)，應(yīng)力不會(huì)過(guò)于集中在撕裂處的幾根紗線上，而是很快地轉(zhuǎn)移到其他的紗線上去，共同承受應(yīng)力的作用，使應(yīng)力分散，這樣就可以使織物的撕破強(qiáng)力高些[5]。

3種花色不同混紡比面料多次水洗后面料的平均撕破強(qiáng)力變化情況詳見(jiàn)圖3和圖4。

圖3 面料多次水洗后經(jīng)向撕破強(qiáng)力的變化

圖4 面料多次水洗后緯向撕破強(qiáng)力的變化

由圖3和圖4可以看出：3種不同花色的面料經(jīng)多次水洗后，經(jīng)、緯向撕破強(qiáng)力均有所下降；5 次水洗后，經(jīng)向撕破強(qiáng)力平均下降1.4%，緯向撕破強(qiáng)力平均下降1.1%；10次水洗后，經(jīng)向撕破強(qiáng)力平均下降3.8%，緯向撕破強(qiáng)力平均下降3.4%；30 次水洗后，經(jīng)向撕破強(qiáng)力平均下降11.0%，緯向撕破強(qiáng)力平均下降7.1%；50次水洗后，經(jīng)向撕破強(qiáng)力平均下降15.9%，緯向撕破強(qiáng)力平均下降10.1%。因?yàn)樗催^(guò)程中面料受到摩擦、擠壓，少量纖維素分子鏈被破壞，加上面料上的柔軟劑被洗掉很多，使得纖維變得松散，纖維抱合力變差；另一方面是多次洗滌后，紗線毛羽增多，纖維的滑移性減弱，使得面料的撕破強(qiáng)力降低。

一般情況下，平紋純棉面料的服用強(qiáng)力滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的斷裂強(qiáng)力（180～250 N）和撕破強(qiáng)力（6～8 N）。綜合以上情況，這3種組織規(guī)格面料的斷裂強(qiáng)力水洗50次后為335 N，高于合格基準(zhǔn)較多；c花型面料的撕破強(qiáng)力50次水洗后均能達(dá)到服用要求；a花型和b 花型的面料的撕破強(qiáng)力30 次水洗前基本能達(dá)到服用要求，但30 次水洗后細(xì)絨棉比例高的達(dá)不到服用要求。

3 結(jié)論

（1）平紋純棉面料的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力均與所用紗線的強(qiáng)力相關(guān)性較強(qiáng)，其中經(jīng)向的相關(guān)系數(shù)超過(guò)0.9，緯向的相關(guān)系數(shù)大多在0.8以上。

（2）平紋純棉面料的撕破強(qiáng)力除與紗線強(qiáng)力相關(guān)外，還與面料中紗線的滑移性密切相關(guān)。

（3）經(jīng)過(guò)多次水洗后，平紋純棉面料的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力均逐漸下降，且水洗50次后，強(qiáng)力降低幅度超過(guò)10%。