薄型带类织物抗纰裂性能的影响因素

邢 爽，孟亚勇，曹继鹏，于学智，李 平

(1.辽东学院 服装与纺织学院，辽宁 丹东 118003;2.中原工学院 纺织服装产业研究院，河南 郑州 450000；
3.丹东广维纺织品有限公司，辽宁 丹东 118003)

带类织物，通常是指宽度为0.3～30.0 cm的狭条状或管状纺织品。对于有的工业用传送带宽度达到1 m或1 m以上的，带类织物可以通过机织、针织和编织的方式进行加工[1]。带类织物可以在产业中直接应用，也可以作为组成部分与其他产品一同使用。在航空航天业中，降落伞并非一个整体织造产物，而是通过拼接缝合的方式加工而成，本文设计产品正是用于拼接降落伞织物的带类织物。强度和可靠性是制造降落伞织物的基本要求，为保证降落伞的安全性能，要求带类织物与拼接织物在性能上尽可能相近，不能发生纰裂[2]。织物纰裂是指织物在使用过程中受到外力作用后所产生的纱线滑移，主要表现为缝迹纰裂和摩擦纰裂[3-5]。本文研究的是用于伞布缝合的机织带的缝迹纰裂问题。

机织物是由经纬纱相互屈曲交织而成的。由于经纬纱之间存在相互阻力作用，当纱线之间的滑移动力大于其纱线的阻力的平衡被打破时，就会产生滑移，当滑移超过一定量时就会产生缝迹纰裂。纰裂与受力三角有关：当倒三角区在承受负荷时，先是受力系统的纱线随负荷的增加产生滑移并相互挤在一起，摩擦增大，受力系统的滑移减慢，最后将负荷转移给非受力系统的纱线，从而导致其断裂[6-8]。有研究表明：大部分织物的经纱滑移现象较纬纱严重[9]；
缝合处的针迹密度、针号及缝纫线的参数对织物产生纰裂有一定的影响[10-12]；
纱线的细度、捻度以及对原样及缝合试样是否预施加张力对纱线滑移也有一定的影响[13-14]。此外，后处理工艺也会对织物的抗纰裂性能带来负面影响，尤其是苎麻织物和蚕丝织物经过柔软整理后，会使其抗纰裂性能显著下降[15]。

结合以往研究，本文以锦纶为原料，采用平纹与斜纹2种组织织成薄型带类织物，探讨纬密、纬纱线密度及织物组织等因素对带类织物抗纰裂性能的影响。

1.1 实验原料

织带原料为锦纶长丝(常熟涤纶有限公司生 产)。经纱采用股线27.8 tex×2，纬纱分别采用27.8、15.4和11.1 tex 3种线密度。缝制样品采用15.3 tex×3 锦纶长丝缝纫线。

1.2 实验方案

试样为锦纶带类织物，宽度为13 mm，经密为37根/cm。通过改变织物组织、纬纱线密度和纬密3个因素设计了18种实验方案，其中组织为平纹和斜纹2种，纬向线密度为11.1、15.4 和27.8 tex，纬密为10、12和14根/cm，在CA系列挠性剑杆织机改装的织带机上进行织造。

缝制样品为锦纶长丝3股缝纫线，缝纫机针为12号，针迹密度为62针/(100 mm)。

1.3 性能测试

由于目前尚无关于带类织物纰裂性能的检测标准，因此，本文参考服用纺织品标准，采用定滑移量法对带类织物进行检测，通过比较不同实验方案条件下的滑移阻力大小来表征其抗纰裂性能的优劣，为将来相关标准的制定提供参考数据。

采用YG (B) 026G型电子织物强力机进行检测，参照GB/T 13772.1—2008《纺织品 机织物接缝处抗纱线滑移的测定第1部分 定滑移量》国家标准[4]，对18种方案试织的样品进行定滑移量测试。纱线在织物受力的作用下从接缝处开始滑动，记录在缝迹2侧产生的滑移量达到3 mm时所受到的滑移阻力大小，以此来判断织物抗纰裂性能的优劣。滑移阻力越大，说明织物抗纰裂性能越好。

试样夹持隔距为100 mm，拉伸速度为50 mm/min，每个实验方案测试8个试样，取其平均值。

具体试验方案及对应测试结果见表1。

表1 不同方案带类织物的滑移阻力测试结果

2.1 织物组织结构的影响

由表1可知，将1～9与10～18方案中同样的经纬纱密度和经纬密度条件下的滑移阻力数据进行比较并经过计算可知，平纹组织的滑移阻力是斜纹组织的3.2～5.1倍，这说明平纹组织薄型带类织物的抗纰裂性能明显优于斜纹组织，组织结构是影响其接缝抗纰裂性能的关键因素，这与平纹组织的结构特点是分不开的。平纹和斜纹组织相比，由于其交织点更多，经纬纱的屈曲程度更大，纱线之间的摩擦阻力有一定增加，因而可以增加纱线的滑移阻力。但同时平纹组织的带类织物也更加硬挺，在柔软度方面不如斜纹组织。

2.2 织物纬密的影响

表1显示，无论是平纹组织还是斜纹组织，在经纱和纬纱线密度、经密一定的前提下，随着纬密的增加，带类织物的滑移阻力随之增加，抗纰裂性能得以提升，且提升幅度因纬纱线密度不同而存在差异。

由表1中数据并经过计算得知：在织物组织为平纹的前提下，当纬纱线密度为27.8和15.4 tex时，随着织物纬密的增加，织物滑移阻力增加的幅度较大，分别达到117.73%和114.75%；
当纬纱线密度为11.1 tex时，纬密变化和滑移阻力增加的幅度较小(56.04%)；
当织物组织为斜纹、纬纱线密度为27.8 tex时，滑移阻力增加幅度达到138.35%；
当纬纱线密度为15.4 tex时，织物滑移阻力增加幅度为54.91%；
当纬纱线密度为11.1 tex时，增加幅度达到103.58%。

从以上数据分析可以看出：当织物组织为平纹、纬纱线密度较大(27.8和15.4 tex)时，随着纬密的增加，滑移阻力增加比较明显，均超过100%；
当织物组织为斜纹、纬纱线密度较大(27.8 tex)和较小(11.1 tex)时，随着纬密的增加，滑移阻力增加比较明显，分别达到138.35%和103.58%。当纬纱线密度为15.4 tex时，增加幅度是最小的。这说明织物组织不同，纬密对滑移阻力的影响规律有所不同。因此，在通过增加纬密来提升织物的抗纰裂性能时，如选择线密度较大的纬纱，效果相对要更明显。斜纹组织条件下，经纬纱密度越接近，越有利于提升抗性能。所有方案中，以组织为平纹、纬纱线密度为27.8 tex且纬密为14根/cm时，织物的抗滑移性能最好；
以组织为斜纹、纬纱线密度为11.1 tex且纬密为10根/cm时，抗纰裂性能最差。

2.3 纬纱线密度的影响

由表1可看出，在组织为平纹条件下，当纬密为12和14根/cm、线密度为27.8 tex时的抗纰裂性能最好，11.1 tex时次之，15.4 tex时最差，且织物的抗纰裂性能不是呈线性规律变化；
而当纬密为10根/cm，线密度为11.1 tex时的抗纰裂性能最好，27.8 tex时次之，15.4 tex时最差，且织物的抗纰裂性能变化趋势有所不同。从上述数据可以看出：大的纬纱线密度和大的纬密组合，抗纰裂性能最佳；
小的纬纱线密度和小的纬密组合，在织物抵抗纰裂方面也会表现出优良的性能(通过表1中方案1、4和7之间的比较可发现)。这可能是由于纬纱线密度较小时，其刚性也较小，和较小的纬密相配合，会使织物结构更加向中间结构方向靠近，有利于避免纱线之间的滑脱。

在组织为斜纹条件下，当纬密为10根/cm时，随着纬向线密度的增加，织物的抗滑移性能呈增加趋势，在3种纬向线密度(11.1、15.4和27.8 tex，下同)条件下，滑移阻力分别为18.74、19.05 和19.92 N，相差很小；
当纬密为12根/cm时，随着纬向线密度的增加，织物的抗滑移性能呈增加趋势，在3种纬向线密度条件下，滑移阻力分别为24.39、24.53和39.62 N；
当纬密为14根/cm时，随着纬向线密度的增加，织物的抗滑移性能呈增加趋势，在3种纬向线密度条件下，滑移阻力分别为38.15、29.51和47.48 N。可见，在纬密为12和14根/cm 2种条件下，大纬向线密度体现出抗纰裂性能的优势。但是，在纬密为14根/cm、纬向线密度11.1 tex时，织物的滑移阻力也较大(38.15 N)，表现出较好的抗纰裂性能。这一点与平纹组织有所不同。

在经纱线密度和经密不变的条件下，通过对本次试验18种薄型带类织物接缝滑移阻力的测试和分析，可得到如下结论。

1)平纹组织薄型带类织物抗纰裂性能明显优于斜纹组织，组织结构是影响其接缝抗纰裂性能的关键因素。

2)无论是平纹组织还是斜纹组织，在纬纱线密度不变时，随着纬密的增加，织物抗纰裂性能得以提升，但是提升幅度因纬纱线密度不同而存在差异。当平纹组织、纬纱线密度较大时，抗纰裂性能提升幅度也较大，说明经纬纱的线密度越接近效果越好；
斜纹组织时规律有所不同。

3)当组织为平纹时，随着纬纱线密度的增加，织物的抗纰裂性能不是呈线性规律变化；
当组织为斜纹时，随着纬纱线密度的增加，织物的抗纰裂性能得以提升，且基本呈线性规律变化。

4)本试验结果显示，组织为平纹、纬向密度为14根/cm且纬向线密度为27.8 tex是薄型带类织物抗纰裂的综合最优方案。

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