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技术文章 |
平针织物胀破强力的影响因素解析
作者: 来源: 阅读: 时间:2015-07-10 08:50 字体:[  复制 

胀破强力是棉针织面料的一项重要物理测试指标,找到其影响因素,有利于更好地开发棉针织面料。本文按照通用的ASTM D 3786—01《薄膜法测定纺织品的鼓破强力》的测试方法,对棉纬平针织物从纱线强力、线圈长度和染整3个方面分别进行了分析。

1 ASTM D 3786-01测试方法简介
ASTM D 3786—01采用常规油压测试方法。测试前要进行仪器的校准。校准后.将面料平整固定在圆形卡盘上,在面料的下部.紧贴一弹性橡胶片,其直径为48 mm.该弹性橡胶片为一油压装置的对外施力部分,当加压时.橡胶片被油压鼓起,继而作用在覆于其上的面料上。随着压强的不断增大.弹性橡胶片形变越来越大.上部的面料也被越顶越紧.当压力增大到一定程度的时候,面料被鼓破.这时就可以在压强表盘上读出胀破时候的总强力,再减去施加在弹性橡胶片上的强力,就是面料的胀破强力。如达到测试仪器的最大形变.面料依旧没有破裂.则结果显示为“Not Burst’’[1]o

2试验结果及分析
2.1纱线强力对胀破强力的影响
从ASTM D 3786—01测试仪器的设计原理可以看出,胶片是呈球形的形变来对面料施力.面料被固定在卡盘上.所以面料受力之
后也是以近似球面的形式变化.如当面料被鼓起来后,其纵向线条也由直线变成了弧线。假定直线C为通过底面的直径,设半径为d,则列便是包含弧E,切线为日的图上的弦长.因d为弦切角,所以弧E所在圆的半径为d/sina,并且弧E所对的角度为2a,这样可以求得弧E的长度为:d/sina·1T·20d180。。这样可以求得伸长率如式(1)所示。
(d/sina·1T·2d/1 80。一2d)/2d=盯·or/(sina·180。)一l (1)同理,当取样分析的线段不是直径,而是其他任意线段D的时候,将C替换成D,则G替换成E、n替换成口,也可以得到类似式(1)的计算结果叮T·∥(si邶·180。)一1。即不论在测试样品中的任何位置,任何线段,虽然他们伸长的绝对量有区别,但是伸长率是完全相同的,也就是每条纱线受到的力是完全等价的。
由此得出结论:纱线的断裂强力越大,胀破强度就越高.并且断裂总是最先发生在纱线强力相对薄弱的环节。因此,从纱线的角度来看.胀破强度不是取决于一批纱线的强力平均值.而是由强力的最小值决定。
2.2线圈长度对胀破强力的影响
对于平针织物.面料结构对胀破强力的影响,也主要是指线圈长度(单位为cm/50针)对胀破强力的影响.
从ASTM D 3786—01的设计来看,当面料织造比较紧密的时候,覆盖在弹性橡胶片的纱线条数比较多,顶起时需要更大的强力。通过如下实验方案来验证这一点:采用棉纱的线密度为14.5 tex(40s),同一设备,分别取5个不同的线圈长度各织造22.7 kg(50磅)平针布,然后同时进行染色和后整理,对其成品进行胀破测试和拉伸测试,测试结果如表l所示。
50个线圈
的长度从13.2 cm增大到15.0 cm,在实际生产中已是非常大的变化量,但是胀破强力只降低了4.5%。由此可以推断,随着线圈长度的增大,面料的胀破强力有逐渐降低的趋势,但并不显著。这是因为当面料比较稀疏时,纱线之间的缝隙会偏大一些。测试仪器上弹性橡胶片承受了更多的压力,但此位置的面积终究只占非常小的比例,导致其对胀破强力的影响也比较小。因此,通过改变织造工艺来改善胀破强力,不是有效的途径。
从表1中还可以看出,在后整理和染色丁二艺完全一致的情况下,随织造线圈长度的增大,面料的纵、横向伸长率都有增大的趋势。当线圈长度为16 cm时,面料伸长率超过了测试仪器的最大形变,测试结果为“Not Burst”.
2.3染整对胀破强力的影响
染整对面料的胀破强力影响非常大,情况也非常复杂。主要是不同的后整理剂和后整理方式对纱线的强力有不同的影响.
2-3.1预定形
含有氨纶的棉针织布,通常都会进行预定形。温度通常设定在190~200℃,时间通常为40~60 s,在此条件下,有些棉纤维发生热裂解,使得布面泛黄、强力降低[2]。有些面料,为改善卷边卷口现象,采用的温度和时间更长.棉纤维损伤就更为严重,胀破强力下降就更为明显。
2.3.2前处理
前处理对棉平针面料强力的影响因情况而异.棉织物多是在碱性条件下进行前处理,时间通常在1 h内。此过程通常近似有“碱缩”的效果,棉纱强力会略有提高.但对有些颜色的棉织物,如白色、深黑等,需要在前处理时加双氧水(H:O:)进行漂白,使得纤维素中的羟基被氧化,聚合度下降,布面强力也随之下降E2]。最终使得同一大货的不同颜色之间,胀破强力有较大的区别。
2.3.3染色
棉针织物多是在碱性条件下进行缸内染色,正常染色对纱线的强力影响不大。但很多情况下颜色不能一次染到位,需要追加染料.甚至剥色。长时间煮布会造成布面强力降低,而剥色对布面强力影响更大。目前,剥色主要是用保险粉(Na矗p。)、双氧水(H:O:)、漂水(NaCl0)。它们都会破坏布面强力,使得胀破测试的结果偏低[2】。如果是面料中混有少量的涤纶或锦纶,要求双染,情况就更为复杂。总的来讲,涤纶和锦纶多在酸性条件下染色,而酸能使纤维素水解,从而降低布面强力。
2.3.4成品定形
棉平针面料成品定形温度多在150℃上下,同预定形一样,在此温度下棉纤维的聚合度会降低[2】,导致布面强力降低。如大货规格不符,需要重修,则强力损失会更为严重。
此外,防缩整理、抗皱整理、抗起毛起球整理等,能在纤维间形成网络胶联的整理,可以提高胀破强度;丝光可以提高棉纱的强力,从而提高胀破强度。而烧毛、磨毛等,将大大降低面料的胀破强度。

3结论
3.1在ASTM D 3786—01方法的胀破测试中,测试样品各条纱线受力是等价的。因而胀破总是发生在最薄弱的环节,提高纱线的最低强力,降低纱线的断裂不匀率,可有效提高面料的胀破强力。
3.2随织造线圈长度的增大,胀破强力有减小的趋势,但变化量不明显。
3.3染色及后整理对面料的胀破强力有非常大的影响。能增大纱线强力或在布面间产生胶联的整理。可以提高面料胀破强力。反之,对纱线有强氧化、腐蚀、破坏作用的整理,将导致面料的胀破强力下降.


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