純棉織物經過形狀記憶乳液整理后獲得了形狀記憶效應,具體表現在織物的折皺回復角增大,平整級別或折痕級別提高[1],由于整理劑與纖維素的交聯以及整理浴的條件使纖維素發生降解,導致織物強力的下降[2]。在整理液中添加柔軟劑或專用強力改善劑[3-4]可改善整理后織物的強力。這些方法使整理后織物強力經緯向同時提高,但沒有解決緯向強力顯著低于經向強力的問題。 國內外的學者采用微拉幅的方法[5-6],可以改善織物寬度方向的應力分布,從而降低織物的抗張強力和撕破強力的損失(對樹脂整理尤為重要),對于提高產品的質量有較明顯的效果。微拉伸使織物的結構更均勻,成品幅寬達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棉織物的強力損失。對織物的拉伸可達到其斷裂伸長率的30%~50%,但是在通常情況下,其拉伸都超過斷裂伸長率的50%,可以達到60%~ 80%。
與免燙整理類似,形狀記憶整理也存在強力問題。主要是由于整理后產生了交聯,在形狀記憶聚氨酯硬段上的規則結構受到破壞,因此,整理后織物的斷裂強力保持率明顯下降,各種織物的緯向斷裂強力保持率都明顯低于經向。
1 提高織物緯向拉伸強力的方法
KES測試揭示,許多織物的經向拉伸彈性比緯向更大,而經向的拉伸能總是更低“”。經紗在生產過程中經過小應力的反復拉伸,屈服點提高,斷裂功和斷裂伸長降低。而緯紗在生產過程中受到的負荷作用比經紗小得多。
小應力的反復拉伸可增加織物強力,織物經過拉伸,伸長率降低,強力增加。如果在不會使織物最薄弱環節斷裂的情況下,對織物緯向施加一個較小的拉伸力,保持一定時間的拉伸,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間內將一部分的張力轉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構能有時間得到一定修復。同時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力,在這個基礎上改善織物結構的不均勻性,進而使得織物的斷裂強力提高[12]。
2 試驗部分
為明確織物整理前后緯向強力損失與紗線的關系,首先測試形狀記憶整理前后的棉紗線強度,分析整理織物緯向強力損失與經緯紗線強力的關系。然后對整理前后織物的緯向進行微拉伸,探討拉伸參數與增強效果的關系。
2.1 試驗材料和設備
漂白棉府綢織物,經緯紗線密度均為14.6 tex,經緯密度分別為524、394根/10 cm,織物組織為平紋,紗線經緯向捻度相同,均為104捻/10 cm。
采用YG(B)021D-50型電子單紗強力機進行紗線強度試驗:采用INSTRON 4411拉伸強力測試儀進行織物的拉伸停頓和循環拉伸單因子試驗:采用Y501型電子織物強力機進行織物拉伸停頓正交試驗。
2.2 試驗方案
2.2.1 紗線試驗
紗線分成2組。第1組測未整理織物的經緯向斷裂強度,第2組測整理織物經緯向斷裂強度。從整理前后的織物上拆下一定長度經緯紗線各40根,測其斷裂強度。
2.2.2 織物試驗
織物試驗分3千方案:拉伸停頓和循環拉伸方案:拉伸停頓二因子五水平正交試驗方案。
方案1 拉伸停頓方法。伸長率為5%、7%:停頓時間為30、60、90、120、180、240、300 s。
方案2 循環拉伸方法。伸長率為3%、5%、 7%:拉伸循環次數為5、10、15、20、25、30、35次。
方案3 二因子五水平正交試驗。對整理前后的織物進行拉伸停頓試驗。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研制,相變溫度為60℃,定型形狀為平整。形狀記憶整理工藝過程為:整理工作液準備→浸軋→烘干→焙烘
在室溫條件下對織物進行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 結果與分析
圖1-2中,D/O為織物拉伸停頓后的斷裂強度與直接拉伸斷裂強度之比的百分率:D.F/O.P表示拉伸織物整理后斷裂強度與織物直接整理后的斷裂強度之比的百分率。
圖2 方案2織物的增強效果
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