影響彈力牛仔織物彈性指標(biāo)的因素分析

劉幸樂 侯賀剛

（河北新大東紡織有限公司，河北石家莊，052260）

氨綸以其良好的彈性回復(fù)性和較高的抗拉伸強(qiáng)度，在使用過程中可賦予織物良好的彈性回復(fù)性和舒適性［1］。氨綸絲的使用，將牛仔織物推向一個(gè)新的發(fā)展領(lǐng)域，改善了傳統(tǒng)牛仔織物粗糙、僵硬的缺點(diǎn)，制成的牛仔服裝穿著舒適貼身，在便于日常運(yùn)動(dòng)的同時(shí)體現(xiàn)了形體美［2］。而彈力牛仔織物往往具有較大的內(nèi)應(yīng)力，只有經(jīng)過水洗后，這些內(nèi)應(yīng)力才能得到充分釋放，其表現(xiàn)形式是緯紗在彈力方向發(fā)生收縮，織物幅寬變窄。而織物的彈性是從織物洗后幅寬向筘幅方向拉伸過程中，織物中紗線、纖維無損傷情況下的最大伸長(zhǎng)率［3］。相同筘幅織造的面料，水洗后幅寬越窄，彈性測(cè)試可拉伸的空間越大，織物的彈性伸長(zhǎng)率也就越大。

1 試驗(yàn)部分

1.1 設(shè)備儀器及材料

彈力牛仔織物，經(jīng)紗為36.44 tex 純棉紗，緯紗為29.5 tex（44.4 dtex）氨綸包芯紗，氨綸絲預(yù)牽伸3.2 倍，經(jīng)密496 根/10 cm，緯密256 根/10 cm。此織物為基礎(chǔ)織物，在其基礎(chǔ)上改變某項(xiàng)規(guī)格形成測(cè)試所需的系列織物。

化學(xué)試劑：滲透劑1073（上海華達(dá)助劑廠），退漿酶（石家莊市泰昆化工有限公司），液堿（石家莊遠(yuǎn)征石油化工有限公司），柔軟劑ZD?518（宜興市中達(dá)化工有限公司），彈性整理劑958（山東寶時(shí)精細(xì)化工有限公司）。

設(shè)備儀器：OPTIMAX?4?R?220 型劍桿織機(jī)（比利時(shí)必佳樂公司），ZHLMH443 型預(yù)縮整理機(jī)（儀征市縱橫紡織機(jī)械有限公司），ENAIRGY XSTREAM?2200 型空氣柔軟機(jī)（意大利PEN?TEK 公司），3LWTW4840YW1 型AATCC 標(biāo)準(zhǔn)縮水率機(jī)（廣州志順機(jī)械設(shè)備有限公司），3XWED57055W2 型美標(biāo)烘干機(jī)（廣州志順機(jī)械設(shè)備有限公司），TM0049A 型靜態(tài)彈性拉伸回復(fù)測(cè)試儀（東莞泰安儀器有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

在其他織物規(guī)格和后整理加工工藝相同的條件下織制平紋織物、二上一下右斜紋織物、三上一下右斜紋織物和五枚三飛緞紋織物，通過對(duì)比各織物彈性伸長(zhǎng)率分析組織結(jié)構(gòu)對(duì)織物彈性的影響；采用三上一下右斜紋織制不同緯向緊度、緯紗滌綸含量、后整理方式和化學(xué)試劑下的系列織物，并測(cè)試各織物的彈性伸長(zhǎng)率，分析各因素對(duì)織物彈性的影響情況。具體測(cè)試方法：參照AATCC 135《織物經(jīng)家庭洗滌后尺寸變化的測(cè)定》對(duì)織物進(jìn)行水洗，按照ASTM 3107—2003《彈性機(jī)織物的彈性性能測(cè)試》測(cè)試洗后織物緯向彈性指標(biāo)。三上一下右斜紋織物織造時(shí)織機(jī)后梁高度7 cm，后梁深度3 cm，停經(jīng)架高度0 cm，停經(jīng)架深度7 cm，綜框動(dòng)程26 cm，開口時(shí)間312°，后梁彈簧位置5 格，第二羅拉位置2 格，上機(jī)張力3.5 kN～3.6 kN，轉(zhuǎn) 速500 r/min。 預(yù) 縮采用兩正燒毛，速度80 m/min；退漿機(jī)采用5個(gè)退漿槽退漿，水溫60 ℃，速度50 m/min；采用單橡毯、單呢毯預(yù)縮，速度50 m/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)彈性的影響

經(jīng)測(cè)試，平紋織物、二上一下右斜紋織物、三上一下右斜紋織物和五枚三飛緞紋織物的彈性伸長(zhǎng)率分別為38.2%、43.8%、47.4%和65.8%。可見，在總經(jīng)根數(shù)、筘幅和緯紗不變的情況下，不同組織結(jié)構(gòu)的織物彈性伸長(zhǎng)率存在明顯的差異。平紋織物的彈性伸長(zhǎng)率最小，五枚三飛緞紋織物的彈性伸長(zhǎng)率最大。在幾種組織結(jié)構(gòu)中，平紋組織經(jīng)緯紗交織點(diǎn)的密度最大，交織點(diǎn)的密度是影響織物水洗后幅寬的重要因素。由于織造過程所使用的經(jīng)紗有較多漿料的包裹，剛度較大，而緯紗則相對(duì)柔軟，相鄰兩個(gè)交織點(diǎn)之間的緯紗更容易發(fā)生彎曲。織物交織點(diǎn)密度越大，沿緯向相鄰兩個(gè)交織點(diǎn)之間的緯紗彎曲程度增加，緯紗與經(jīng)紗之間產(chǎn)生的摩擦力越大，則緯紗經(jīng)拉伸和收縮受到的阻力也越大。由于摩擦力的作用，削弱了織物的內(nèi)應(yīng)力，織物經(jīng)過水洗后幅寬變化較小，彈性伸長(zhǎng)率也最小。相比平紋織物，二上一下右斜紋織物和三上一下右斜紋織物的經(jīng)緯紗交織點(diǎn)密度依次變小，織物經(jīng)水洗后幅寬變窄，彈性伸長(zhǎng)率增加。而五枚三飛緞紋織物經(jīng)緯紗交織點(diǎn)最少，經(jīng)浮線較長(zhǎng)，緯浮點(diǎn)分布更為均勻，織物水洗后有更大的應(yīng)力釋放空間，洗后幅寬最窄，其彈性急劇增大。

2.2 緯向緊度對(duì)彈性的影響

2.2.1 緯密對(duì)彈性的影響

其他規(guī)格相同，僅緯密不同的系列織物經(jīng)后整理和水洗后，彈性伸長(zhǎng)率測(cè)試結(jié)果見圖1。

圖1 緯密對(duì)彈性伸長(zhǎng)率的影響

由圖1 可以看出，在一定范圍內(nèi)織物彈性隨著緯密的增加而降低。但緯密與彈性伸長(zhǎng)率之間并未呈現(xiàn)完全的線性反比關(guān)系。緯密的變化首先影響緯向緊度，進(jìn)而影響織物的彈性伸長(zhǎng)率。根據(jù)織物緯向緊度計(jì)算公式EW(%)=0.037×緯密×，可知緯向緊度隨緯密的增加而增加，緯密增加的過程中，緯紗與緯紗有了更多的接觸機(jī)會(huì)，從而在彈性測(cè)試過程中緯紗與緯紗之間的摩擦力也逐漸增加。由于組織結(jié)構(gòu)中交織點(diǎn)的作用，相鄰兩根緯紗水洗后產(chǎn)生收縮的位置不同，而緯紗之間摩擦力的增加阻礙了每一根緯紗的收縮，在緯密不斷增加的過程中，織物彈性伸長(zhǎng)率下降的速度逐漸降低，并逐漸趨近于零。

反之，在一定范圍內(nèi)降低緯密，織物的彈性伸長(zhǎng)率會(huì)越來越大。但理想狀態(tài)下的緯密與彈性伸長(zhǎng)率的關(guān)系存在一個(gè)臨界值，當(dāng)緯密小于臨界值后，含絲率則成為影響織物彈性最主要的因素。緯密不足時(shí)，較低的含絲率不足以支撐織物的收縮，進(jìn)而織物的彈性在緯密低于臨界值時(shí)，會(huì)隨著緯密的減小而降低。

2.2.2 緯紗線密度對(duì)彈性的影響

其他規(guī)格相同，僅緯紗線密度不同的系列織物經(jīng)后整理和水洗后，彈性伸長(zhǎng)率測(cè)試結(jié)果見圖2。

圖2 緯紗線密度對(duì)彈性伸長(zhǎng)率的影響

由圖2 可以看出，在坯布緯密和其他工藝條件不變的情況下，織物的彈性伸長(zhǎng)率隨著緯紗線密度的增加而降低。在緯紗線密度從30.55 tex增加到33.78 tex 的變化過程中，織物彈性伸長(zhǎng)率降低較為緩慢，但隨著緯紗線密度不斷增加，織物彈性伸長(zhǎng)率開始急劇下降，當(dāng)緯紗線密度繼續(xù)增加超過43.04 tex 后，織物彈性伸長(zhǎng)率的降低速度再次緩慢下來，并逐漸趨近于零。曲線發(fā)生變化的原因是，在緯紗線密度較低時(shí)，緯紗與經(jīng)紗之間的摩擦力對(duì)織物彈性的影響起主導(dǎo)作用；當(dāng)緯紗線密度增加到一定程度后相鄰緯紗之間相互擠壓，每一根緯紗的收縮和拉伸都受到經(jīng)紗和相鄰緯紗的雙重摩擦阻力。根據(jù)織物緯向緊度的計(jì)算公式，織物的緯向緊度隨緯紗線密度的增加而增加，織物緊度越大，相鄰緯紗之間的摩擦力越大，織物經(jīng)水洗后收縮過程中受到的阻力也越大，彈性伸長(zhǎng)率則越低。

2.3 滌綸含量對(duì)彈性的影響

其他規(guī)格相同，僅改變緯紗外包纖維中滌綸含量的系列織物經(jīng)過同一種方式加工后，彈性伸長(zhǎng)率測(cè)試結(jié)果見圖3。

圖3 滌綸含量對(duì)彈性伸長(zhǎng)率的影響

由圖3 可以看出，彈力牛仔織物中，緯紗中滌綸含量越高，織物彈性伸長(zhǎng)率越小。在其他條件相同的情況下，緯紗中滌綸含量從0 到100%的變化過程中，織物的彈性伸長(zhǎng)率產(chǎn)生了有限的變化。在后整理的燒毛、預(yù)縮和后期的水洗烘干過程中，滌綸大分子結(jié)構(gòu)在高溫下受到破壞，冷卻后不能恢復(fù)到初始狀態(tài)，限制了水洗后面料的收縮，同時(shí)在彈性伸長(zhǎng)率測(cè)試過程中緯紗更難以拉伸到初始長(zhǎng)度。相比純棉彈力織物，滌綸含量越高的彈力織物經(jīng)過后整理加工和水洗后，發(fā)生可塑性變形的幾率越大，既難以收縮，又難以拉伸，其彈性伸長(zhǎng)率也相對(duì)低。

2.4 后整理方式對(duì)彈性的影響

對(duì)同一款坯布采用空氣整理、退漿整理和絲光整理后，織物的彈性伸長(zhǎng)率分別為49.8%、47.4%和43.9%。可見，同樣的坯布經(jīng)過空氣整理后彈性伸長(zhǎng)率最大，退漿機(jī)退漿后的彈性伸長(zhǎng)率次之，絲光整理后彈性伸長(zhǎng)率最小。空氣整理過程中，織物在風(fēng)機(jī)的氣流作用下反復(fù)與外物撞擊，可最大程度上釋放內(nèi)應(yīng)力，在松弛狀態(tài)下，織物可完全恢復(fù)到相對(duì)較穩(wěn)定的尺寸，洗后幅寬也明顯窄于退漿整理的洗后幅寬，因此空氣整理后的織物彈性伸長(zhǎng)率最大。而織物經(jīng)過絲光整理［4］后，纖維發(fā)生溶脹，變得圓潤飽滿。經(jīng)紗截面積變大，經(jīng)紗之間的接觸機(jī)會(huì)增加，面料經(jīng)水洗后幅寬可收縮的空間變小。同時(shí)紗線變得硬挺，抗變形能力增強(qiáng)，水洗后經(jīng)紗受到相鄰經(jīng)紗的擠壓變形較小，難以收縮到常規(guī)退漿后的幅寬。緯紗也相對(duì)變粗，緯向緊度增加，從而對(duì)織物彈性伸長(zhǎng)率產(chǎn)生不利影響。

2.5 化學(xué)試劑對(duì)彈性的影響

2.5.1 化學(xué)試劑種類對(duì)彈性的影響

對(duì)同一款成品織物，分別浸泡清水、15 g/L柔軟劑ZD?518 和彈性整理劑958 各5 min，以清水浸泡后的織物為參考樣，烘干后測(cè)試得彈性伸長(zhǎng)率分別為47.4%、52.3%和48.7%。可見，經(jīng)柔軟劑處理后，織物的彈性伸長(zhǎng)率顯著增大，而經(jīng)過彈性整理劑處理的織物彈性伸長(zhǎng)率增加效果不明顯。柔軟劑對(duì)織物彈性影響顯著的原因：一方面是織物浸泡過柔軟劑后，經(jīng)紗變得光滑柔軟，水洗后由于氨綸絲的作用，緯紗開始收縮，經(jīng)紗互相擠壓［5］，更容易發(fā)生變形；另一方面是緯紗表面也變得較為光滑，降低了緯紗與經(jīng)紗之間的摩擦力，緯紗在氨綸絲的作用下更容易收縮。在其他條件保持不變的情況下，經(jīng)過柔軟劑處理的織物水洗后幅寬最窄，彈性伸長(zhǎng)率也最大。而彈性整理劑的主要成分為氨基硅酮，氨基硅酮自帶有交聯(lián)體系，在織物表面自行交聯(lián)形成彈性模，在一定程度上可改善織物的彈性伸長(zhǎng)率和回復(fù)率，但效果并不明顯。

2.5.2 化學(xué)試劑濃度對(duì)彈性的影響

使用不同濃度的柔軟劑ZD?518 浸泡成品織物5 min，烘干后測(cè)試其彈性伸長(zhǎng)率，結(jié)果見圖4。

圖4 柔軟劑濃度對(duì)彈性伸長(zhǎng)率的影響

由圖4 可以看出，隨著柔軟劑ZD?518 濃度的增加，織物經(jīng)過浸泡后彈性伸長(zhǎng)率越來越大，但柔軟劑濃度增加到15 g/L 后，彈性伸長(zhǎng)率增加變得緩慢，此時(shí)柔軟劑已充分浸透紗線。但隨著柔軟劑濃度的繼續(xù)增加，生產(chǎn)成本隨之增加，而織物彈性伸長(zhǎng)率不再發(fā)生大的變化，因此15 g/L 的柔軟劑濃度為生產(chǎn)使用的最佳用量。

3 結(jié)論

（1）牛仔織物的彈性伸長(zhǎng)率受到織物組織結(jié)構(gòu)的影響，織物組織經(jīng)緯紗交織點(diǎn)的密度越小，織物的彈性越大；交織點(diǎn)分布越均勻，織物彈性越大。

（2）牛仔織物的彈性伸長(zhǎng)率受到織物緯向緊度的影響，而織物的緯向緊度又受到坯布緯密和緯紗線密度的影響；坯布緯密不斷增加的過程中，織物緯向緊度也在增加，而織物的彈性伸長(zhǎng)率則會(huì)降低并逐漸趨近于零；緯紗線密度的增加也會(huì)影響織物緯向緊度，進(jìn)而間接降低織物的彈性伸長(zhǎng)率，且彈性伸長(zhǎng)率會(huì)隨著緯紗線密度的增加而降低，并逐漸趨近于零。

（3）織物緯紗中的滌綸含量越高，后續(xù)高溫加工過程中受到的破壞越大，織物的彈性越小。

（4）相比常規(guī)退漿防縮加工，同樣的坯布經(jīng)過空氣整理后內(nèi)應(yīng)力得到充分釋放，織物的彈性伸長(zhǎng)率最大；而絲光整理后紗線變得飽滿和硬挺，彈性伸長(zhǎng)率最小。

（5）經(jīng)柔軟劑處理后，織物的彈性伸長(zhǎng)率顯著增大；經(jīng)過彈性整理劑處理的織物彈性伸長(zhǎng)率增加效果不明顯；柔軟劑增加到一定濃度后，織物彈性伸長(zhǎng)率不再增加。