羊毛/聚酯交织比对精纺西装面料成形性的影响

G. S. Kakad A. W. Kolhatkar

Jawaharlal Darda工程与技术研究所 纺织工程部(印度)

消费者通常会根据织物外观选购面料，而织物是否美观在很大程度上取决于面料的成形性。成形性是决定织物整体外观的重要因素。它是表征织物能够转化为所需三维服装形态的一种性能。成形性良好的服装，织物能够光滑均匀地覆盖于服用者身体曲面上。成形性与织物的力学性能如拉伸、剪切和弯曲强度相关。通过测试各种织物的低应力力学性能从而评价织物的手感和外观性能，一直是许多研究者感兴趣的研究课题。KES-F织物风格仪是织物低应力力学性能测试的首选系统。该系统获得的数据可便捷地将织物的基本力学行为与其力学性能相关联。Lindberg将可成形性定义为织物以不产生褶皱的方式覆盖各种曲面的能力。它通常用织物在起皱前的弯曲刚度和纵向压缩变形曲线线性度的乘积表征。利用式(1)，可以更精确地根据KES-F数据对可成形性进行定量表征。

(1)

式中：EMT——延伸率，%；

LT——拉伸曲线的线性度；

B——弯曲刚度，N·cm2/cm；

G——剪切模量，N·cm/cm；

2HG5——5°剪切角时的剪切滞后力，N/cm。

交织比是影响织物力学行为的一个重要因素。在考虑产品成本、质量和使用性能等的基础上，通常通过改变羊毛/聚酯交织比，可生产不同的精纺西装(WSF)面料，从而扩大产品范围。本文旨在探讨羊毛/聚酯交织比对WSF织物低应力力学性能和成形性的影响。

1 原料和方法

本文采用2×3因子分析方法，利用Ashanhurst织物设计准则设计试验WSF织物，分别采用2组不同羊毛/涤纶交织比(65/35， 55/45)和3种织物组织结构(1/1平纹，2/2斜纹，3/1斜纹)设计了6组试验织物，织物经纬线线密度均为2×12 tex，经纬向密度均为27根/cm。WSF织物设计所使用的详细规格参数见表1。

表1 不同羊毛/聚酯混纺比WSF织物的详细参数

表2为本文所制备的全部WSF织物在KES-F系统上测试所得的低应力力学性能值。利用所得试验数据，由式(1)可获得WSF织物的成形性结果。

表2 低应力力学性能详细参数

2 结果和讨论

2.1 交织比对WSF织物低应力拉伸性能的影响

图1为羊毛/聚酯交织比对WSF织物低应力拉伸性能的影响结果。由图1可知，随着织物中羊毛组分的增加，WSF织物的拉伸性能(EMT、WT和RT)均有所提高。

图1 交织比对WSF织物低应力拉伸性能的影响

除了纤维、纱线和织物的结构参数外，织物的拉伸性能还取决于其组成纤维的拉伸特性。羊毛纤维具有较高的延伸性和回复率，因此除与拉伸滞后性能相关的LT值外，织物中羊毛含量相对聚酯含量对织物的拉伸性能起主导作用。依据统计结果，羊毛所占比例对WSF织物的低应力拉伸性能有显著影响。

此外，可看出羊毛/聚酯交织比为65/35的1/1平纹WSF织物的EMT、WT和RT值最高；而羊毛/涤纶交织比为55/45的3/1斜纹的WSF的EMT、WT和RT值最低。这是由于羊毛纤维的拉伸性能好，因此WSF织物中羊毛含量越高，其EMT、RT和WT值越高。而以聚酯为主要成分的WSF织物则体现出较高的LT值。LT相关性能受拉伸变形过程中织物褶皱的产生与消除现象影响，这与织物的结构参数和纤维材料有关。羊毛纤维因具有天然卷曲和表面鳞片层，在拉伸变形回复过程中会损失较多能量。因此，随着羊毛含量的增加，WSF织物的LT值降低，3/1斜纹和2/2斜纹WSF织物也表现出相同的变化趋势。

2.2 交织比对WSF织物低应力剪切性能的影响

WSF织物中羊毛含量对其剪切性能的影响如图2所示。由图2可以看出，所有羊毛纤维含量高的WSF织物的G、2HG和2HG5值均较高。其中，剪切滞后力2HG和2HG5值上升程度较G值的上升程度小，这与羊毛纤维的表面性质有关。羊毛的表面呈鳞片状，而聚酯的表面光滑。因此羊毛和聚酯任一纤维组分的增加或减少都会改变WSF织物的剪切性能。羊毛/聚酯交织比对G、2HG和2HG5的影响在统计学上极为显著。除平纹WSF织物外，3/1斜纹和2/2斜纹组织的WSF织物也表现出类似的趋势。交织比与织物结构的组合效应还表明，与相应的斜纹织物相比，羊毛纤维比例较高的平纹织物的剪切性能值较高，这是因为，一方面羊毛鳞片表面具有较高的参与度，另一方面纱线交织程度高对织物剪切过程也产生影响。

图2 交织比对WSF织物低应力剪切性能的影响

2.3 交织比对WSF织物低应力弯曲性能的影响

羊毛和聚酯纤维交织比对WSF织物低应力弯曲性能的影响结果如图3所示。结果表明，WSF织物中羊毛含量越高，其B值和2HB值均越低。

图3 交织比对WSF织物低应力弯曲性能的影响

羊毛含量越高的WSF织物其B值和2HB值越低，这与纤维本身的弯曲特性有关。根据Mortan等的研究结果，聚酯纤维的比弯曲刚度为0.30，羊毛纤维为0.24，因此WSF织物中羊毛含量高会降低其低应力弯曲性能。采用3/1斜纹和2/2斜纹组织的WSF织物也表现出类似的趋势。研究发现，随着浮线长度的增加，WSF织物中羊毛含量的增加会进一步降低其B值和2HB值。

对于3/1斜纹和2/2斜纹WSF织物，羊毛/聚酯交织比为55/45 WSF织物均比交织比为65/35的织物具有更高的B值和2HB值。数据分析结果表明，交织比对WSF织物的低应力弯曲性能有显著影响。

2.4 交织比对WSF织物成形性的影响

羊毛和聚酯纤维的交织比对WSF织物成形性的影响如图4所示。结合前述关于低应力拉伸、剪切和弯曲性能的讨论可知，羊毛和聚酯的交织比将显著影响WSF织物的成形性。

图4 交织比对WSF织物成形性能的影响

从图4可以看出，当织物中羊毛含量高时，无论是采用1/1平纹、3/1斜纹还是2/2斜纹组织，所得WSF织物的成形性均较好。图5为WSF织物的低应力力学性能指标和成形性综合数据分析图。从图5可以看出，对于羊毛交织比较高的WSF织物，其EMT、G和LT值高于B值，呈现较好的成形性。WSF织物的成形性能主要受织物伸长率和剪切阻力的影响，而这些因素与羊毛纤维的天然卷曲特性及表面鳞片状结构相关。综合数据分析表明，羊毛/聚酯交织比对WSF的成形性有显著影响。

图5 WSF织物的低应力力学性能和成形性分析

3 结论

羊毛纤维具有较好的延伸性，因此羊毛/聚酯交织物中羊毛组分的增加会提高WSF织物的拉伸性能(如EMT、WT和RT)。羊毛纤维表面呈鳞片状结构，其在WSF织物中的含量会改变织物的剪切性能。由于羊毛纤维的比抗弯刚度较低，所有羊毛含量较高的WSF织物的应力弯曲性能均较低。综合上述因素，因羊毛纤维的可延伸性及表面鳞片状结构，其在羊毛/聚酯交织物中含量越高，WSF织物的成形性能越好。