純棉織物經(jīng)過(guò)形狀記憶乳液整理后獲得了形狀記憶效應(yīng),具體表現(xiàn)在織物的折皺回復(fù)角增大,平整級(jí)別或折痕級(jí)別提高[1],由于整理劑與纖維素的交聯(lián)以及整理浴的條件使纖維素發(fā)生降解,導(dǎo)致織物強(qiáng)力的下降[2]。在整理液中添加柔軟劑或?qū)S脧?qiáng)力改善劑[3-4]可改善整理后織物的強(qiáng)力。這些方法使整理后織物強(qiáng)力經(jīng)緯向同時(shí)提高,但沒(méi)有解決緯向強(qiáng)力顯著低于經(jīng)向強(qiáng)力的問(wèn)題。 國(guó)內(nèi)外的學(xué)者采用微拉幅的方法[5-6],可以改善織物寬度方向的應(yīng)力分布,從而降低織物的抗張強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力的損失(對(duì)樹(shù)脂整理尤為重要),對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量有較明顯的效果。微拉伸使織物的結(jié)構(gòu)更均勻,成品幅寬達(dá)到最初坯布的幅寬甚至更寬,拉伸后織物的手感更好,值得一提的是它降低了交聯(lián)棉織物的強(qiáng)力損失。對(duì)織物的拉伸可達(dá)到其斷裂伸長(zhǎng)率的30%~50%,但是在通常情況下,其拉伸都超過(guò)斷裂伸長(zhǎng)率的50%,可以達(dá)到60%~ 80%。
與免燙整理類(lèi)似,形狀記憶整理也存在強(qiáng)力問(wèn)題。主要是由于整理后產(chǎn)生了交聯(lián),在形狀記憶聚氨酯硬段上的規(guī)則結(jié)構(gòu)受到破壞,因此,整理后織物的斷裂強(qiáng)力保持率明顯下降,各種織物的緯向斷裂強(qiáng)力保持率都明顯低于經(jīng)向。
1 提高織物緯向拉伸強(qiáng)力的方法
KES測(cè)試揭示,許多織物的經(jīng)向拉伸彈性比緯向更大,而經(jīng)向的拉伸能總是更低“”。經(jīng)紗在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)小應(yīng)力的反復(fù)拉伸,屈服點(diǎn)提高,斷裂功和斷裂伸長(zhǎng)降低。而緯紗在生產(chǎn)過(guò)程中受到的負(fù)荷作用比經(jīng)紗小得多。
小應(yīng)力的反復(fù)拉伸可增加織物強(qiáng)力,織物經(jīng)過(guò)拉伸,伸長(zhǎng)率降低,強(qiáng)力增加。如果在不會(huì)使織物最薄弱環(huán)節(jié)斷裂的情況下,對(duì)織物緯向施加一個(gè)較小的拉伸力,保持一定時(shí)間的拉伸,使織物緯向紗線的受力由不均勻變得均勻,即最早承受張力的紗線或承受較大張力的紗線能夠在一定的時(shí)間內(nèi)將一部分的張力轉(zhuǎn)移到尚未承受張力或承受較小張力的紗線上,那么受到破壞的紗線或纖維結(jié)構(gòu)能有時(shí)間得到一定修復(fù)。同時(shí)所有的緯紗都能得到充分的伸直,使得張力在緯紗間能夠平均分配,讓所有的緯紗共同承受強(qiáng)力,在這個(gè)基礎(chǔ)上改善織物結(jié)構(gòu)的不均勻性,進(jìn)而使得織物的斷裂強(qiáng)力提高[12]。
2 試驗(yàn)部分
為明確織物整理前后緯向強(qiáng)力損失與紗線的關(guān)系,首先測(cè)試形狀記憶整理前后的棉紗線強(qiáng)度,分析整理織物緯向強(qiáng)力損失與經(jīng)緯紗線強(qiáng)力的關(guān)系。然后對(duì)整理前后織物的緯向進(jìn)行微拉伸,探討拉伸參數(shù)與增強(qiáng)效果的關(guān)系。
2.1 試驗(yàn)材料和設(shè)備
漂白棉府綢織物,經(jīng)緯紗線密度均為14.6 tex,經(jīng)緯密度分別為524、394根/10 cm,織物組織為平紋,紗線經(jīng)緯向捻度相同,均為104捻/10 cm。
采用YG(B)021D-50型電子單紗強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行紗線強(qiáng)度試驗(yàn):采用INSTRON 4411拉伸強(qiáng)力測(cè)試儀進(jìn)行織物的拉伸停頓和循環(huán)拉伸單因子試驗(yàn):采用Y501型電子織物強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行織物拉伸停頓正交試驗(yàn)。
2.2 試驗(yàn)方案
2.2.1 紗線試驗(yàn)
紗線分成2組。第1組測(cè)未整理織物的經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)度,第2組測(cè)整理織物經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)度。從整理前后的織物上拆下一定長(zhǎng)度經(jīng)緯紗線各40根,測(cè)其斷裂強(qiáng)度。
2.2.2 織物試驗(yàn)
織物試驗(yàn)分3千方案:拉伸停頓和循環(huán)拉伸方案:拉伸停頓二因子五水平正交試驗(yàn)方案。
方案1 拉伸停頓方法。伸長(zhǎng)率為5%、7%:停頓時(shí)間為30、60、90、120、180、240、300 s。
方案2 循環(huán)拉伸方法。伸長(zhǎng)率為3%、5%、 7%:拉伸循環(huán)次數(shù)為5、10、15、20、25、30、35次。
方案3 二因子五水平正交試驗(yàn)。對(duì)整理前后的織物進(jìn)行拉伸停頓試驗(yàn)。與方案1不同,方案3是織物先整理后拉伸,方案1是先拉伸后整理。因子水平見(jiàn)表1。
表1 因子水平表
2.3 形狀記憶整理
采用的形狀記憶聚氨酯乳液由香港理工大學(xué)研制,相變溫度為60℃,定型形狀為平整。形狀記憶整理工藝過(guò)程為:整理工作液準(zhǔn)備→浸軋→烘干→焙烘
在室溫條件下對(duì)織物進(jìn)行2次浸軋,在80~ 90℃烘干3~5 min,然后在150~170℃軋燙定型,焙烘3~5 min。
3 結(jié)果與分析
圖1-2中,D/O為織物拉伸停頓后的斷裂強(qiáng)度與直接拉伸斷裂強(qiáng)度之比的百分率:D.F/O.P表示拉伸織物整理后斷裂強(qiáng)度與織物直接整理后的斷裂強(qiáng)度之比的百分率。
圖2 方案2織物的增強(qiáng)效果
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