当长时间受到变化的张力作用,或者长时间反复受到较大张力作用后,纺织品经向各批段的伸长率是不同的,纬向的宽度也不相同,常常会出现所谓“荷叶边”现象,即门幅不规整,并很难消除。不同弹性纤维由于弹性回复力不同(有的属软弹性纤维,有的属硬弹性纤维),它们在不同张力下的变形和回复特性是不同的,出现上述伸长和收缩现象也是不同的,在染整加工时应加以注意。
染整加工时,“应力松弛”现象也会经常出现,最典型的例子就是拉幅或热定形时织物纬向张力会不断变化。拉幅或热定形加工时,通过给织物纬向施加一定的张力使织物平整,消除折皱印和使门幅规整划一,其目的是消除纤维的内应力,使纤维分子链发生重新排列,建立较稳定的结合,使纤维或纺织品的形态或尺寸稳定。弹性纤维容易变形,受到张力作用后,分子链发生相对滑动,而且这种形变量不仅与应力大小有关,还与作用时间有关。作用时间延长,随着分子链的不断运动,特别是“软”链段分子链的运动,纤维或织物受到的应力会逐渐减小,即发生应力松弛现象。纤维或织物的应力减小后,会降低织物的平整度和门幅规整划一性,所以要严格控制弹性纤维拉幅或热定形的时间,时间过长会降低产品的质量。
如前所述,在一定张力下,或者一定门幅下长时问加工,出现蠕变或应力松弛现象,都会影响纺织品的形态或尺寸。特别是弹性纺织品,其力学性能不同于普通纤维,进行染整加工时。要注意纤维这些性能的变化,特别是在高温、高湿和存在对纤维有溶胀作用的化学品中加工时,更要严格控制加工温度、张力和处理时间。
纺织品反复受到外力作用,其蠕变积累到一定程度,会发生疲劳破坏。弹性纤维纺织品由于弹性回复性好,一般不会出现疲劳破坏,但在较强的外力下长时间反复作用,也会损伤弹性。
为了不损伤弹性纤维的物理机械性能,特别是纺织品的弹性和尺寸稳定性,染整加工时应进行所谓松弛处理和热定形。
松弛处理的目的是消除含弹性纤维纺织品在纺丝、织造、运输和存放等过程中受到的残余内应力,使分子软链段充分卷曲松弛,达到稳定状态。此时,纺织品的尺寸会发生一定程度的收缩,而其组织密度则会增加,从而使织物平整度提高,还可改善热定形效果,减少后续加工。松弛处理是在低张力、湿、热状态下进行的。当温度高于纤维的玻璃化温度后,无定形区,主要是软链段区分子链运动加速,分子链调整至内应力很低的状态后,弹性回复能力增强。分子链处在低内应力状态下,纤维不容易出现蠕变和应力松弛,更不会出现疲劳破坏现象。为了提高松弛处理效果,适当提高温度和含湿量可以加速纤维分子链的运动。
松弛处理后,不仅纤维弹性会增加,其它性能(包括织物尺寸)也会变化。有研究报道曾测定不同松弛状态下弹性针织物的尺寸变化,结果如表5所示。
由表5可看出,3种针织物经不同松弛处理后,密度都有所增加,但增加率差别很大。密度增加的原因是织物尺寸收缩。织物尺寸收缩的原因是多方面的,主要原因是纤维收缩,其次也是由于纱线弯曲度增大,即织缩增加之故。对于纯棉针织物,松弛处理后密度增加主要是由于纱线弯曲度增大,织缩增大之故。针织物在织造和染整加工时,会受到各种机械力作用,特别是纵向的张力引起织物伸长变形和松弛处理后,纤维、纱线和线圈的内应力减小或消除,纤维、纱线和线圈的形态变稳定,纤维的弹性也随之恢复,因为纤维的分子链区段结构或分子链交联的弹性结构充分得到恢复,所以弹性有明显恢复。因此,含弹性纤维的织物密度增加率远比纯棉针织物的高。已经指出,织物松弛处理密度增加的原因是多方面的,除了纤维分子链松弛引起纤维长度收缩外,还包括纤维或纱线弯曲度增加,即织缩增加,特别是亲水性纤维。例如棉纤维在湿态下,纤维或纱线的直径变粗,互相挤压使纱线距离减小,即密度增大。但是对于含弹性纤维的织物,由于弹性纤维吸水性差,在湿态溶胀时远比棉纤维小,因此由纤维变粗引起织物密度增加的程度远比棉纤维低。
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