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形状记忆整理对织物拉伸的探析

来源:印染在线 发布时间:2012年10月09日

纯棉织物经过形状记忆乳液整理后获得了形状记忆效应,具体表现在织物的折皱回复角增大,平整级别或折痕级别提高[1],由于整理剂与纤维素的交联以及整理浴的条件使纤维素发生降解,导致织物强力的下降[2]。在整理液中添加柔软剂或专用强力改善剂[3-4]可改善整理后织物的强力。这些方法使整理后织物强力经纬向同时提高,但没有解决纬向强力显著低于经向强力的问题。 国内外的学者采用微拉幅的方法[5-6],可以改善织物宽度方向的应力分布,从而降低织物的抗张强力和撕破强力的损失(对树脂整理尤为重要),对于提高产品的质量有较明显的效果。微拉伸使织物的结构更均匀,成品幅宽达到最初坯布的幅宽甚至更宽,拉伸后织物的手感更好,值得一提的是它降低了交联棉织物的强力损失。对织物的拉伸可达到其断裂伸长率的30%~50%,但是在通常情况下,其拉伸都超过断裂伸长率的50%,可以达到60%~ 80%。

与免烫整理类似,形状记忆整理也存在强力问题。主要是由于整理后产生了交联,在形状记忆聚氨酯硬段上的规则结构受到破坏,因此,整理后织物的断裂强力保持率明显下降,各种织物的纬向断裂强力保持率都明显低于经向。

1 提高织物纬向拉伸强力的方法

KES测试揭示,许多织物的经向拉伸弹性比纬向更大,而经向的拉伸能总是更低“”。经纱在生产过程中经过小应力的反复拉伸,屈服点提高,断裂功和断裂伸长降低。而纬纱在生产过程中受到的负荷作用比经纱小得多。

小应力的反复拉伸可增加织物强力,织物经过拉伸,伸长率降低,强力增加。如果在不会使织物最薄弱环节断裂的情况下,对织物纬向施加一个较小的拉伸力,保持一定时间的拉伸,使织物纬向纱线的受力由不均匀变得均匀,即最早承受张力的纱线或承受较大张力的纱线能够在一定的时间内将一部分的张力转移到尚未承受张力或承受较小张力的纱线上,那么受到破坏的纱线或纤维结构能有时间得到一定修复。同时所有的纬纱都能得到充分的伸直,使得张力在纬纱间能够平均分配,让所有的纬纱共同承受强力,在这个基础上改善织物结构的不均匀性,进而使得织物的断裂强力提高[12]。

2 试验部分

为明确织物整理前后纬向强力损失与纱线的关系,首先测试形状记忆整理前后的棉纱线强度,分析整理织物纬向强力损失与经纬纱线强力的关系。然后对整理前后织物的纬向进行微拉伸,探讨拉伸参数与增强效果的关系。

2.1 试验材料和设备

漂白棉府绸织物,经纬纱线密度均为14.6 tex,经纬密度分别为524、394根/10 cm,织物组织为平纹,纱线经纬向捻度相同,均为104捻/10 cm。

采用YG(B)021D-50型电子单纱强力机进行纱线强度试验:采用INSTRON 4411拉伸强力测试仪进行织物的拉伸停顿和循环拉伸单因子试验:采用Y501型电子织物强力机进行织物拉伸停顿正交试验。

2.2 试验方案

2.2.1 纱线试验

纱线分成2组。第1组测未整理织物的经纬向断裂强度,第2组测整理织物经纬向断裂强度。从整理前后的织物上拆下一定长度经纬纱线各40根,测其断裂强度。

2.2.2 织物试验

织物试验分3千方案:拉伸停顿和循环拉伸方案:拉伸停顿二因子五水平正交试验方案。

方案1 拉伸停顿方法。伸长率为5%、7%:停顿时间为30、60、90、120、180、240、300 s。

方案2 循环拉伸方法。伸长率为3%、5%、 7%:拉伸循环次数为5、10、15、20、25、30、35次。

方案3 二因子五水平正交试验。对整理前后的织物进行拉伸停顿试验。与方案1不同,方案3是织物先整理后拉伸,方案1是先拉伸后整理。因子水平见表1。

表1 因子水平表

 

2.3 形状记忆整理

采用的形状记忆聚氨酯乳液由香港理工大学研制,相变温度为60℃,定型形状为平整。形状记忆整理工艺过程为:整理工作液准备→浸轧→烘干→焙烘

在室温条件下对织物进行2次浸轧,在80~ 90℃烘干3~5 min,然后在150~170℃轧烫定型,焙烘3~5 min。

3 结果与分析

图1-2中,D/O为织物拉伸停顿后的断裂强度与直接拉伸断裂强度之比的百分率:D.F/O.P表示拉伸织物整理后断裂强度与织物直接整理后的断裂强度之比的百分率。

图2 方案2织物的增强效果

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