(論文)“陶氏”纖維織物的設計本科論文最新優(yōu)秀畢業(yè)論文資料搜集嘔血奉獻

“陶氏”纖維織物的設計 第 30 頁 共 30 頁1 緒論很久以前，彈力織物已經成為人們追求的對象，人們最早使用橡膠絲來賦予織物以彈性。隨著科技的進步、人民生活水平的提高，目前，彈力織物已經滲透到紡織服裝的各個領域，時裝、運動服、休閑裝等都在使用彈性面料?，F在市場上主要的彈力面料大多是通過加入氨綸絲(SPANDEX)來達到其彈性。但氨綸絲相對比較“嬌嫩”，不易保存、不能經受苛刻的整理條件，生產加工難度較大，由于其高彈力，在常規(guī)的后整理中易產生起皺、卷邊等問題，工藝不當還會造成氨綸絲斷裂、彈力下降、彈性嚴重損失等問題。由于氨綸纖維高彈力的特點，氨綸彈力織物大多都是高彈力織物，對皮膚具有壓迫感，到現在，這些問題一直都沒有得到很好的解決。隨著20世紀90年代人們對環(huán)保思想的回歸，并受返樸歸真、回歸大自然的潮流影響，人們對天然纖維特別是棉紡織品頗有喜愛。棉織物的手感舒適柔軟、吸濕透氣、自然環(huán)保、價格便宜等這些優(yōu)點都促進了棉紡織品的發(fā)展，但是棉紡織品也存在明顯的缺點，抗皺性差，所以棉織物一直不能成為高檔的紡織品。近二十年來，棉織物的抗皺整理方法得到了很大的發(fā)展，但是經整理后的織物的強力下降，手感變差，還會釋放一些對人體有害的化學物質。為解決這些問題，人們仍然在不斷的研究、改進之中，而利用XLA新型纖維開發(fā)出舒適性低彈抗皺棉型面料，不失為解決以上問題的最佳方法之一。1.1 國內外研究現狀1.1.1 彈性纖維的研究現狀世界上最早應用在服裝上的彈性纖維是橡膠絲，但橡膠絲有許多缺點，由于其回縮率較低，線密度有限，熱穩(wěn)定性差和使用壽命低，在紡織品上的應用不能令人滿意。而氨綸作為一種高彈性纖維則克服了這些缺點，迅速代替橡膠絲并大大拓寬了在服裝中彈性絲的使用范圍【1】。1937年，德國的O.Baye及其同事最早在實驗室制得氨綸，1962年由美國杜邦公司實現大規(guī)模的工業(yè)化生產，并命名為Lycra(萊卡)。在美國這種纖維稱為Spandex，而在歐洲，稱之為Elastance纖維，而且各個公司都有自己的命名，Lycra在世界市場上占有巨大的份額。繼杜邦之后，德國拜耳、口本東麗、東洋紡、鐘淵、帝人、韓國曉星等公司都相繼推出各自的產品【2】。氨綸的紡絲方法有干紡、濕紡和熔融紡絲法等，干法紡絲技術是當前氨綸工業(yè)生產最為普遍的方法，占世界氨綸總產量的86%，典型代表是杜邦公司的纖維和拜爾公司纖維；濕紡法約占10%，其代表是口本富士紡公司的Fujibo纖維；熔融紡絲法于近年新興起，約占3%，具有代表性的纖維品種是日清紡公司的、鐘紡公司的Mobilon。我國氨綸生產起步于20世紀年80代末，起步晚但發(fā)展很快，2000年以來，在市場需求強勁和高利潤的驅動下，我國氨綸產能迅速擴大，東洋紡、口清紡、杜邦、曉星、東國等技術都已在中國大陸開花結果，至2004年底年產量已將近20萬噸，居世界第一位【3】。XLA纖維是美國DOW化學公司于2002年推出的一種新型彈性纖維，2002年6月，此纖維曾獲得美國總統頒發(fā)的國家科技優(yōu)異獎章。DOW公司已于2004年在西班牙Tarragona(塔拉戈納)等地設立了XLA纖維生產裝置，近年來開始進行市場推廣和商業(yè)運作。XLA彈性纖維是一種獨特的聚烯烴彈性纖維，采用熔融紡絲法生產，具有柔軟的伸縮性以及良好的抗熱抗化學性能，具有很大的加工處理優(yōu)勢和極好的耐用性。可廣泛應用十色織布、牛仔布、針織品、內衣、泳裝、運動休閑服、職業(yè)裝等高性能服裝。在國內外有部分公司在相繼研究XLA相關產品，如美國的Tommy Hilfiger，Perry Ellis等，國內的山東魯泰、江蘇聯發(fā)、浙江雅戈爾、香港邦達國際等，邦達國際的曾林泉，陳啟宏，李勇明等人【4】、上海題橋紡織的董勤霞張永波等人【5】和煙臺工程職業(yè)技術學院的張玲【6】對有關XLA纖維相關產品的染整做了一些研究，但除了陶氏化學纖維業(yè)務部提供了部分XLA纖維的技術資料以外均無其他機構、院校和企業(yè)專門對纖維性能、紗線、及其織物進行較為深入的分析研究的相關論文和報道。1.1.2 彈力包芯紗及彈力織物的研究狀況彈力包芯紗及其織物主要用于制作具有一定彈性大小的服裝，而彈力服裝是當前國際服裝市場上流行的一個主潮流，我國近幾年也已日趨流行。因為彈力服裝非但尺寸大小適應面廣，且能保形而伸縮自如，緊貼皮膚的彈力針織服裝還能顯示人體身段的健美，增大人體的活動能力。人們很早就開始對彈力包芯紗及其織物進行了研究。20世紀60， 70年代，Aldrich與Grobler【7】研究了滌綸/羊毛包芯紗的拉伸等力學性能，在20世紀80年代左右，Tarafde和chatterjee【8】研究了棉/尼龍包芯紗織物的抗皺性與其紗線捻度之間的關系，20世紀90年代左右，包芯紗的研究是和實際生產結合在一起的，迎合了科研產業(yè)化的潮流。Sawhney【9】等人運用扭曲“三明治”的理念來紡制包芯紗，是通過預先加捻在一起的兩根棉紗做外包紗，以滌綸單紗做芯絲，從而達到扭曲“三明治”的包覆效果，不同于以往的外包纖維和內芯單根長絲的包覆結構。在國內，研究起步較晚，始于20世紀80、 90年代，研究和實際生產同時進行，曹虛【10】系統地研究了在包芯紗的紡紗過程中應注意的問題與成紗效果等。李哲平與儲才元【11】對棉氨包芯紗的力學性能進行了探討，分析了影響包芯紗強力、彈性的主要因素，并依據氨綸和棉紗的力學性能預測了包芯紗的強力。董燦君【12】介紹了氨綸包芯紗的紡紗機構、牽伸機構以及工藝設計，紡制氨綸包芯紗時，氨綸長絲的細度和預牽伸倍數是重要的兩項參數，應根據織物用途合理選配，同時對氨綸包芯紗的試驗方法也作了探討。仲岑然【13】采用數值分析方法對氨綸彈力紗在彈力織物中延伸特性進行分析，建立了紗線彈性伸長與織物組織、經紗密度等結構參數之間的關系模型，討論了織物結構參數對織物彈性的綜合影響，為氨綸彈力織物結構的設計提供了理論依據。目前在美國國內自產的服裝總量中，接近30%都是彈性程度不同的各種彈力服裝，在西歐、日本等國也同樣占較高的比例，而目_都呈繼續(xù)發(fā)展之勢。彈力織物通常分為以下三種類型【14】：(1)伸縮率在10%-20%者稱為“舒適彈力織物”，多數是緯向有伸縮性，穿著時壓力感較小，主要原料用滌綸彈性絲或PBT(聚對苯二甲酸丁二酷)、PTT(聚對苯二甲酸丙二酯等纖維，適用于男女襯衫、茄克衫、工作服、便服、制服、運動服、學生服等彈力要求較小的服裝。(2)伸縮率在20%-60%者稱為“行動彈力織物”，穿著時具有一定的緊迫壓力，其主要原料用氨綸包芯紗、混紡紗制成的機織緯彈織物或用PBT， PTT生產的經編或緯編的針織物，多用于生產彈性要求相對較高的運動服、茄克衫、體操訓練服等。(3)伸縮率在60%-200%者稱為“高彈力織物”，經緯兩向都有伸縮性，穿著時緊迫壓力感較大，主要原料為氨綸絲包芯紗或其它復合紗，經經編或緯編后，用來制作對彈力要求非常高的滑雪衫、特殊運動服、婦女緊身衣、體操服、游泳衣等。目前世界上彈力織物的興起主要靠使用氨綸纖維，國際上已經把彈力織物的流行數量視作某個國家人民服飾穿著水平的標志之一。大部分彈力織物與氨綸的關系十分密切，有長絲、包芯紗和混紡紗等，氨綸絲纖維常用的線密度有22. 2dtex (20D) ，44.4dtex (40D)、77.7dtex (70D)和133.3dtex (120D)等，選擇氨綸絲的線密度，一般根據彈性織物所適應的不同需要而定。根據日本有關行業(yè)對彈力織物作過的分析，一般機織物的彈性伸長約3%左右，而含有氨綸的彈力機織布經后整理后彈性可達到15-45%。一般應用于男士服裝的面料彈性可控制在15%左右，應用于女士服裝的可控制在18%左右，若經緯向雙彈織物伸長率還可降低到12%-15%，即可滿足穿著舒適性的要求。1.1.3 織物抗皺免燙的研究現況（1）織物抗皺參數研究20世紀初期，人們開始對棉織物抗皺性進行研究，這一時期研究的代表人物有Buck， Peirce， Collins等。其中Buck【15】主要探討了在干態(tài)與濕態(tài)兩種條件下，棉織物抗皺性之間的差異性和棉織物洗可穿性等內容。Peirce【16】通過對機織物幾何的組織結構進行建模，來分析機織物抗皺性的機理和織物表面組織結構的浮長與其抗皺性之間的關系。Colliflsh【17】研究了棉織物在潤濕條件下，折皺形成的基本原理、影響其洗可穿的因素，主要從棉原料的選擇、織物組織結構兩個方面來探討提高棉織物的抗皺性。20世紀中后期，歐美和亞洲科學家在這方面有較深的理論研究，Chapmanh【18】基于織物彎曲性與其抗皺性之間關系的模型。20世紀末TusharK.Ghoshh【19】研究織物彎曲剛度來評價織物的抗皺免燙性，DaeHwan【20】等人采用3D的方法，從織物粗糙度、織物表面折皺率以及傅立葉光譜三個方面來評價織物的抗皺免燙性。我國的研究始于20世紀80年代左右，陳冬生【21】探討了織物折皺回復性與拉伸回彈、剪切剛度、厚度等物理力學量之間的關系，王府梅【22】研究了織物抗皺免燙性與西褲外觀保型性之間的關系。郭嫣【23】等人從紗線捻度、捻向、織物緊度及織物組織結構等方面來探討了純棉織物的折皺性，最近幾年，織物抗皺免燙的研究仍然是熱點問題。（2）整理法研究人們最早使用脈醛或酚醛預縮體對棉織物的整理工藝，但是預縮體和整理液的穩(wěn)定性差，整理后的織物泛黃、手感差及強力下降，未能得到實際應用。1931年，這一技術經過改進用于粘膠纖維織物防縮抗皺整理。1935年研究發(fā)現，二聚氰胺一甲醛樹脂用作整理劑可以提高織物的抗皺性能，并具有耐洗性。這為醛胺縮合樹脂抗皺整理劑的發(fā)展奠定了基礎【24】。30年代棉紡織品的液氨加工技術系統理論研究也已經開始。20世紀50年代，為解決纖維素織物易皺問題，抗皺整理引起普遍重視，1963年挪威開發(fā)了液氨加工工藝，當時只是紗線整理，以替代紗線絲光處理的技術。1968年美國桑福公司獲得其專利后，冠以桑福純棉牛仔布品牌面世【25】。20世紀70年代之后，隨著人們生活節(jié)奏的加快，對織物抗皺整理需求增大，由BASF公司開發(fā)DMDHEU（簡稱2D樹脂），得到了廣泛的應用，我國使用該樹脂也有近二十年的歷史，由于經它整理的織物免燙性能好，耐久壓燙服裝整理能保持永久的褶皺性能，且耐洗牢度優(yōu)良，但2D樹脂游離甲醛及整理后織物不斷的釋放甲醛，制約了貼膚服裝及兒童服裝的使用。因此，自上20世紀80年代以來，國內外又廣泛展開了對低甲醛、無甲醛抗皺整理的開發(fā)研究。90年代，日本結合液氨整理對抗皺整理工藝技術進行創(chuàng)新改進，研發(fā)出了形態(tài)記憶整理技術，1993年口清紡推出了超級柔軟整理(SSP)，東洋紡推出了氣相整理(VP)。此時，日本市場上推出的純棉免燙整理襯衫，幾乎半數都經過形態(tài)記憶整理加工，這些工藝都是在液氨整理的基礎上再進行抗皺整理【26】。近幾年來，國內外相繼開發(fā)了一系列2D樹脂的衍生物及無甲醛產品，多元酸如BTCA，以等無甲醛整理劑也得到了多方面的研究和實驗。1.2 論文研究內容和目的意義目前市場上的棉類抗皺免燙面料主要是通過與滌綸或其它纖維混紡和后整理加工兩個路徑現實。但這兩種方法都有一定的缺陷，在織物中加入部分滌綸，固然可以提高織物的抗皺性，但這卻是以犧牲織物的舒適性為代價的，織物的透氣性、吸濕性指標明顯下降；而通過后整理方法得到的免燙面料，通常都含有一定的游離的甲醛，會對人身造成潛在的傷害，而用不含甲醛的整理劑整理的面料，抗皺效果卻較差，且織物的舒適性變差，強力通常要下降40%左右。而在織物中加入一定量的彈性纖維無疑可以提高織物的抗皺性，且又賦予織物以一定的彈性，再通過一些化學處理的方法，則可以開發(fā)出具有抗皺免燙功能的彈力面料，這無疑給服裝提供了一種高檔面料的選擇。氨綸纖維具有很高的彈性，可緊賦予織物以較高的彈性，但是卻不能承受免燙整理所需的劇烈的化學條件，如潮交聯整理時的強酸性，且其高彈性給人體帶來束縛感。XLA纖維是一種新型彈力纖維，具有解決上述問題的可能，但是除了生產其纖維的DOW公司公布了與其相關的部分資料，并無其他機構、院校和企業(yè)對該纖維有較深的研究和應用論文和報告。本論文對新型彈力纖維XLA的主要性能進行分析和探討，并生產其包芯紗和織物研究其彈性。本論文主要工作和研究內容如下:（1）全面分析比較陶氏纖維和氨綸絲的性能差別，探討陶氏纖維的優(yōu)越性。（2）棉/XLA纖維彈力包芯紗的紡制，初步探討在紡制過程中出現的問題，并提出合理的解決辦法。 （3）用棉/XLA作為經紗，織成4塊經緯彈力面料，測其拉伸斷裂性能、耐磨性能以及褶皺回復性能，綜合討論其彈性，確定最佳工藝驗證棉/XLA織物彈力的范圍。本論文的目的意義:(1)對新型的彈力纖維XLA作較為全面的探討和研究，為人們全面的認識和應用XLA纖維提供技術上的幫助、支持和參考。(2)對棉/XLA包芯紗線及棉/XLA經彈織物進行了生產和分析研究，為人們在生產開發(fā)含XLA產品提供參考和幫助。 2 XLA纖維的結構性能簡介在競爭激烈的服裝市場上，XLA彈性纖維與傳統的彈性纖維相比，能夠滿足消費者對服裝的舒適性、尺寸穩(wěn)定性及易于保養(yǎng)的要求，大大促進了彈力服裝的發(fā)展。新型XLA彈性纖維將會帶來紡織服裝面料的創(chuàng)新，在紡織服裝方面的應用更為廣泛。由于XLA彈性纖維是近年來新開發(fā)的彈性纖維，目前對于該纖維的研究和應用尚處于初級階段，除了部份技術資料來自于生產此纖維的Dow公司的報道外，并無其它科研機構、院校和企業(yè)對XLA進行詳細的研究論文和報道。2.1 XLA纖維簡介XLA纖維是一種獨特的聚烯烴彈性纖維，它是用由美國陶氏化學(DOW Chemical)應用其的專利技術在低結晶度時生產的，技術賦予纖維以優(yōu)秀的耐熱性能。這種纖維是通過熔融紡絲【27】（圖2-1）和分子交聯工藝制得的，熔融紡絲聚合物可以通過熔融紡絲法紡成單根絲或多根絲，通過不同的截面的噴絲孔，紡成不同的長絲(線密度范圍16. 6dtex (20D)，卷繞到筒子上，在一般的彈力熔融紡絲設備上完成。為了賦予DOW XLA纖維在較高溫度以尺寸穩(wěn)定性，在紡絲完成后，對纖維進行了共價交聯反應，纖維中的聚合物分子鏈通過共價鍵交聯而相互聯結在一起。盡管結晶區(qū)域的熔點為80C，但由于整個分子網絡存在共價交聯結構，在溫度高達220C時，仍可保證其完整性。其結晶體網絡可逆向變化，當溫度降至周圍環(huán)境溫度時，可以重新形成結晶體網絡。XLA纖維的彈性機理不同于氨綸纖維(SPANDEX)的軟硬鏈結構【28】（圖2-2），而是一種由共價交聯形成的分子網狀結構（圖2-3），非結晶體區(qū)中的柔性長鏈再形成交聯網絡，與高分子的結晶體并存起著物理連接作用。XLA纖維的彈性是由分子的結晶度、柔性鏈的長度和交聯網絡二者共同決定的，纖維的耐熱性不是來自晶體，而是柔性鏈之間的共價交聯網絡的程度，XLA纖維和普通烯烴類纖維的特征對比如表2-1。圖2-1圖2-1 XLA纖維結構示意圖圖2-2 氨綸纖維結構示意圖表2-1 XLA纖維和普通烯烴類纖維的對比平均結晶度（%）斷裂伸長（%）伸長恢復DOW XLA纖維14500是普通的烯烴纖維5033否由于XLA是聚烯烴類，纖維幾乎沒有活性基團，幾乎不吸濕，其回潮率只有0.2%。纖維具有抗染料著色的特性，因此面料經染色后，XLA纖維不會引起褪色，而使用XLA纖維不會產生過高的回縮力，可在一定程度上避免染色不均。由于XLA纖維非常的柔軟，其它纖維與其結合后能夠基本保留其他纖維的原本特性。它能夠耐強化學腐蝕和高溫，它的耐熨度達到3.5級(耐洗次數超過50次)，只有耐熨度達到這個級別的織物才可被確認為真正的免燙織物，而其他彈性纖維則難以抗御免燙所要求的劇烈加工條件。該纖維與傳統彈性纖維相比，有以下2大特性:（1）特有的力學性能XLA纖維具有良好的伸長復原性能，在織物中不會產生額外的殘余收縮力。XLA纖維的織物伸長所需的力要比其他彈力織物小，伸縮更自然舒適，而不是強烈的快速伸縮。因而做成的服裝會更舒展、貼身但不會粘附在人體上，產生束縛感。整理后的織物具有良好的尺寸穩(wěn)定性，織物制成服裝后也具有較低的洗滌收縮率。在拉伸時，達到同樣長度所需的力較氨綸小，所制服裝會使穿著者感到更加舒適。(2)具有抗化學降解和光降解性XLA纖維具有抗強酸和強堿的特性，除了有利于使絲光處理、苛性鈉洗滌、炭化等加工處理的條件最佳化，也有利于使其能夠進行多種專業(yè)整理，如低PH值條件下的免熨燙棉襯衫衣料整理。其抗氯、抗紫外線和光的特性可被一些要求更高的服裝所應用，如運動服、工業(yè)服和汽車行業(yè)服等，具有更廣闊的領域，這些特性，使XLA纖維具有加工處理優(yōu)勢和極好的耐用性。2.2 XLA纖維的微觀結構XLA彈性纖維橫截面為長橢圓形，其纖維只有一根單絲，并帶有皮芯結構；而氨綸長絲纖維則呈圓形截面，由3根單纖組成一根復絲，可以從圖2-4中看出有二根單絲相聯接。圖2-4 XLA纖維和氨綸的縱橫截面比較XLA纖維的皮芯結構有兩種解釋:一種可能是由于它是一種共混物，紡絲時是一種成分包覆在另一種成分外面；另一種可能是它在紡絲時外面一層先冷卻，而內層后冷卻，從而形成皮芯結構。2.3 XLA纖維強力及彈性回復性的實驗研究由于本論文研究方向是彈性纖維，所以彈性回復實驗是本論文的重點之一。利用YG020B電子單紗強力儀，研究XLA纖維和氨綸纖維的斷裂強力、斷裂伸長、并對實驗結果進行分析和比較。纖維的強伸性測試研究(1)實驗儀器及方法實驗材料:XLA彈性纖維，線密度均為15.56tex (140D)。實驗儀器: YG020B電子單紗強力儀。實驗方法:干態(tài)強力測試，以500mm/min的拉伸速度，對15.56dtex的XLA裸絲進行強伸性測試；濕態(tài)強力測試，將纖維浸沒在水中2分鐘，以500mm/min的拉伸速度，對15.56dtex的XLA裸絲進行強伸性測試。(2)實驗數據及圖表:有效試驗10次，其實驗數據見表2-2。表 2-2 纖維斷裂伸長實驗數據XLA纖維（干）XLA纖維（濕）斷裂伸長率（%）522.97512.54CV值15.2914.98斷裂強度（cN/dTex）0.930.91CV值16.8515.64(3)結果分析1. XLA纖維的干強力為0. 93 (cN/dtex)，和其濕強的0. 91(cN/dtex)的幾乎沒有變化，而其相應的斷裂伸長522. 97%和512. 54%也是非常的接近，可以得出濕度對XLA纖維的強力和斷裂伸長幾乎沒有影響，這主要是因為纖維成份中基本沒有和水作用的基團。2. XLA纖維的拉伸力要更小，成衣后人體上可表現為更小的束縛感，再加的柔軟舒適。 2.4 DOW XLA纖維的熱性能DOW XLA纖維的交聯技術可以使纖維在加工中所能承受的溫度高達220 C。含有XLA纖維的服裝可以用和熨燙主體纖維一樣的溫度來進行熨燙，水洗、酶洗等，也不用考慮XLA纖維的特點，所有的條件都可根據主體纖維制定。XLA纖維沸水收縮率比較高，在后道處理過程中，一定要加以注意控制，根據具體的情況制定相應的工藝，也可以利用XLA纖維的這種特性，結合相應的工藝，織造出一些特殊效應的織物。 2.5 本章小結 (1)對纖維的微觀結構進行介紹，對其縱橫截面、分子組成和結構進行了初步的了解，得出XLA的截面為長橢圓形，其分子中有一CH3、-CH:一、-CH一等基團。(2) XLA纖維的強伸性進行分析測試，得出XLA纖維的斷裂強度和斷裂伸長?？梢哉f明：XLA纖維具有很好的變形舒適性，相對較低的彈性，說明XLA在低伸長時具有更好的抗皺性3 棉/XLA包芯紗試驗研究經過前面的試驗分析之后，對XLA纖維已經有了一定的認識，為了進一步研究XLA纖維的紗線，織物的性能，進行棉/XLA紡紗和織造試驗，以對XLA纖維產品進行進一步的研究。在這次實驗中，包芯紗采取的是傳統的環(huán)錠紡的方法，原理如下:在環(huán)錠紡紗機上紡包芯紗時，長絲通過導紗器后，經集合器直接喂入前羅拉，不經后羅拉的喇叭口喂入前羅拉，否則會出現牽伸不開的現象而無法紡紗。包覆的棉纖維按傳統的紡紗方法使之包覆在芯紗的表面，當棉纖維后端脫離前羅拉鉗口后，所受張力減小而芯紗始終在羅拉到卷繞點之間保持很大的張力，因此，棉纖維覆蓋在芯紗表面，通過加捻卷繞成形即完成了紡紗過程【29】。 3.1 紡紗工藝及注意事項包芯紗是以彈力長絲為芯紗，外包一種或幾種非彈力的短纖維(棉、毛、滌等)紡成的紗線。棉/彈力絲包芯紗與其它彈力紗線相比一個顯著的特征是紗線在緊張拉伸狀態(tài)下芯絲不外露，因此染色效果好。在棉紡系統中廣泛采用包芯紗，可以織制多種棉型織物，產品的適應性強，市場前景廣闊。包芯紗的紡制方法有氣流紡、靜電摩擦紡、環(huán)錠紡等方法，目前使用最廣泛的是環(huán)錠紡，論文使用Dssp-01型數碼小樣細紗機進行紡紗。圖3-11XLA纖維平行筒子 2退繞羅拉 3V型槽導輪4吊錠粗紗 5后羅拉 6中羅拉 7前羅拉8導紗鉤 9細紗管紗在Dssp-01型數碼小樣細紗機上紡制彈力包芯紗的原理示意圖，如圖3-1所示。彈力絲筒子1置于喂入機構2上。筒子表面和喂入羅拉表面保持緊密接觸，XLA纖維絲不經過細紗的牽伸區(qū)，而直接通過導輪4(其作用是使彈力絲處十喇叭口的中間，增強包覆效果)自前羅拉8處喂入，與牽伸后的棉須條在前羅拉鉗口處并合，由鋼絲圈回轉加捻而形成包芯紗。在紡紗過程中要注意以下幾項：(1)預牽伸倍數，同一規(guī)格，不同品牌的纖維或者同品牌，只是不同批號的纖維，他們的預牽伸倍數都有可能不同，所以合理選擇預牽伸倍數是很重要的。陶氏纖維的斷裂伸長率為5.2倍，根據實際生產資料可知，陶氏纖維的預牽伸倍數范圍為2.54倍左右，所以選擇預牽伸倍數為3倍。(2)鋼絲圈的紗線通道應該偏大些，截面以瓦楞形和薄弓形為佳。由于所紡紗線屬于粗特紗，特選用較大號的鋼絲圈。也可以考慮通用兩個或三個鋼絲圈。(3)彈力絲在紡紗過程中很容易回縮，必須嚴格控制氣圈張力，在不影響斷頭的情況下，鋼絲圈盡量偏重選取。(4)確保包芯紗的包覆效果盡量最好，務必減少空芯紗，露芯紗，麻花紗的出現，這樣才能為后道織造工藝節(jié)省成本。由于所紡紗線是Z捻紗，所以紡紗過程中，在前羅拉入口處可以使芯紗的位置在純棉紗偏左放置，這樣有利于提高紗線的包覆效果。S捻反之。包芯紗生產工藝參數如表 31表 31項目數據細紗機型號Dssp-01型數字小樣細紗機彈力絲預牽伸倍數3倍粗紗定量472Tex后區(qū)牽伸倍數1.30總牽伸倍數7.403.2 彈力包芯紗成紗規(guī)格計算由于包芯紗的特殊性，所以其規(guī)格表達和計算與普通紗有所不同，其表達方法為外包纖維線密度+芯長絲線密度，論文試驗中所紡包芯紗的規(guī)格為663.6dtex +155.6dtex (140D)。但紗線在伸直狀態(tài)下彈力纖維是呈牽伸狀態(tài)的，所以其實際的線密度并不是外包纖維線密度和芯長絲線密度之和，而是外包纖維線密度和芯長絲在牽伸狀態(tài)下的線密度之后。棉/彈力包芯紗線密度計算公式如下:Ct = H + K其中 Ct XLA包芯紗分特數（dtex） Nt 彈力絲分特數（dtex） E 彈力絲牽伸倍數 H 外包纖維紡出特數（dtex） K 彈力絲牽伸配合系數，一般取1.16所以，實驗所紡XLA包芯紗的特數為：Ct = 637.8 + 1.16 = 680.0 dtex其中彈力絲的含量為：G = G 彈力絲含量百分比所以實驗所用包芯紗彈力絲含量百分比為：G = （155.61.16）/（3680.0）100% = 8.8%3.3 包芯紗的基本參數檢驗3.3.1 包芯紗的細度檢驗(1)實驗儀器及方法:實驗儀器：YG086型縷紗測長機，Y802型烘箱實驗材料：XLA彈力包芯紗實驗方法：用YG086型縷紗測長機從卷裝中退繞紗線，廢棄卷裝開頭和末的幾米紗，以避開損傷部分。每縷紗長100米，共卷繞10屢紗線。將紗線在烘箱中進行烘燥，取出后稱其重量。(2)實驗數據及圖表:實驗數據見表3-2。表 3-2 包芯紗百米長紗線重量實驗數據組號12345678910平均值重量（g）6.2666.1846.6946.5316.3586.0186.6756.3596.4036.4456.393所以，XLA彈力包芯紗的線密度為：Nt = （實驗數值100-芯紗線密度彈力絲牽伸配合系數/牽伸倍數）（棉纖維公定回潮率+1）+芯紗線密度彈力絲牽伸配合系數/牽伸倍數= （6.393100-155.61.16/3）（8.5%+1）+155.61.16/3=688.5 dtex3.3.2 包芯紗的捻度檢驗(1)實驗儀器及方法:實驗材料：XLA彈力包芯紗實驗方法：預加張力取，共進行15組實驗(2)實驗數據及圖表：實驗數據見表3-3。4 棉/XLA包芯紗織物試驗研究表 3-3 包芯紗捻度檢驗數據記錄組號12345678捻度54.857.656.855.959.552.251.556.6組號9101112131415平均值捻度58.956.558.352.756.053.355.855.76XLA纖維的性能特點最終還是要在織物體現，采用已紡好的棉/XLA包芯紗進行織物生產以對XLA纖維彈性織物進行分析研究。根據現有的紗線規(guī)格、生產設備等實際情況進行相應的設計、生產、測試。4.1 XLA包芯紗織物試驗設計由于本論文研究方向是彈性纖維，所以在選擇試織織物規(guī)格時，只考慮影響織物彈性的幾個因素。根據實驗條件，特選取三個因素：織物組織，經紗密度，經紗中包芯紗比例。對于每一個因素分別設置兩個水平，進行正交實驗設計，共四種織物，每種織物兩塊，共八塊。具體參數見表4-1表 4-1包芯紗織物設計表織物編號織物組織經紗密度經紗中包芯紗比例1平紋22066.7%2平紋33033.3%33/1斜紋22033.3%43/1斜紋33066.7%在陶氏纖維的實際應用過程中，多用于牛仔布、襯衣、泳衣、內衣等服裝。這些服裝大都組織簡單，所以在織物組織這個因素中，選擇較為簡單的平紋和斜紋做為織物的組織結構。但考慮到在織物組織中，經紗的浮長線可能是影響織物彈性的一個重要因素，為了加大浮長線的比較量，斜紋選取3/1斜紋。另外，需要說明的是經紗中包芯紗比例為66.7%，則表示在織造過程中，經紗的組成為每兩根包芯紗和一根純棉紗相間配置；經紗中包芯紗比例為33.3%，則表示在織造過程中，經紗的組成為每一根包芯紗和兩根純棉紗相間配置。根據織物測量時所需的布料尺寸，計算每種布樣至少所需布料大小為6 cm30 cm5+13 cm13 cm5+4 cm1.5 cm20 =1865 cm2。所以在織物制造的時，所織布樣實際大小為：20 cm60 cm2。經紗密度在制造過程中的確定：選用筘號大小為110筘/10cm，穿筘方法分別為每筘兩根和每筘三根。4.2 織造用紗線的紡制4.2.1 純棉紗線的工藝設計在織造過程中，除了要用到以上試驗中紡得的包芯紗，還需要用到與包芯紗同線密度同捻度得純棉紗線純棉紗生產工藝參數如表 4-2表4-2 純棉紗生產工藝參數表項目數據細紗機型號Dssp01型數字小樣細紗機粗紗定量472Tex后區(qū)牽伸倍數1.30總牽伸倍數6.85注：由以上數據算的所紡得純棉紗線密度為689.1dtex4.2.2 純棉紗線基本參數的檢驗一共紡制純棉紗15管，每管800米，隨即選取其中的10管進行試驗，試驗數據見表4-3。表4-3 純棉紗細度、捻度檢驗數據記錄組號捻度（捻/10cm）線密度(dtex)154.9692.6256.4686.4358.1689.6452.9690.4557.4688.8653.8687.3755.9690.4854.7689.7956.4692.51055.8687.1平均數55.6689.54.3 漿紗由于XLA彈力包芯紗在紡紗過程中，其芯紗經過了三倍的預牽伸，所以在管紗退繞過程中，若不施以外界張力，芯紗會嚴重收縮而外包棉紗則不收縮，紗線屈曲嚴重，這就使得織造非常困難。為了避免這種現象的發(fā)生，需要將包芯紗和純棉紗進行漿紗。包芯紗經過漿紗后，紗線外包覆了一層漿膜，由于漿膜比較脆硬不易彎折，既緩解了紗線的屈曲狀況，又增加了紗線的強力和耐磨性，有利于在織造過程中斷頭的減少。4.3.1 漿料的調制原料：玉米淀粉、水試驗儀器：HH-S恒溫水浴鍋、GA391型漿紗機漿料調制：將玉米淀粉用水溶解，調成濃度為6%的玉米淀粉溶液，將淀粉溶液放置于燒杯中，再把燒杯放進水浴鍋內，將水浴鍋內的水加熱到95并保持不變，持續(xù)30分鐘。4.3.2 漿紗工藝參數漿紗機：GA391型漿紗機漿紗速度：34米/秒烘房溫度：754.4 XLA包芯紗/棉交織物試織用漿過的包芯紗和純棉紗做經紗，用純棉紗做緯紗，按照表 4-1設計的織物規(guī)格及參數在Y002S型小樣織機上進行試織，設備和主要工藝參數見表4-4。表4-4 織物試織工藝參數表布樣1布樣2布樣3布樣4設備Y002S型小樣織機經紗688.5 dtex XLA/棉包芯紗 ，689.5 dtex 純棉紗緯紗689.5 dtex 純棉紗組織平紋平紋3/1斜紋3/1斜紋穿筘數2323上機經密220330220330由于整經機構的問題，在整經過程中，經紗的排列有略微的變化，即：如果包芯紗比例是66%，則每兩根純棉紗和四根包芯紗相間配置，包芯紗比例為66%時同理。在實際生產過程中，彈力絲往往都用作緯紗。但是在本試驗中所使用的小樣機，其打緯機構和引緯機構都是手動，很難控制打緯力的大小，也就很難控制緯紗密度的大小。而在本試驗中，彈力紗所在系統紗線的密度是一個重要的參數，為了保證密度均勻且符合試驗要求，所以將彈力絲改做經紗，以控制經密的方式實現。需要注意的是在織造過程中，如果遇到經紗短頭，在選取外界紗線進行接頭的時候，要注意所接紗線的種類。4.5 退漿由于紗線在漿紗后，其彈性會有很大的損失，為了試驗數據的準確和有效，在測量織物性能之前要進行退漿。1. 試驗原料及儀器：電熱爐、大燒杯、氫氧化鈉、滲透劑、水2. 溶液配比：氫氧化鈉 10g/L 滲透劑 2g/L3. 試驗方法：將待退漿織物承重，按1克織物比50mL溶液的比例，將織物浸泡在溶液中，用電熱爐進行加熱，待加熱到100時開始計時，持續(xù)加熱30分鐘。加熱完畢后，75熱水清洗2次，再用冷水將織物清洗干凈。4. 注意事項：在加熱過程中，要及時的進行攪拌，以免燒杯受熱不均勻，溶液局部沸騰而濺出燒杯。4.6 織物性能測試由于本試驗的重點是討論織物的彈性，所以在測量織物性能的時候，只選擇了織物的拉伸斷裂性能，織物的耐磨性能，以及織物的褶皺回復性能。4.6.1 織物的拉伸斷裂性能測試織物的拉伸斷裂機理：通常有兩種原因使得織物在受力拉伸時發(fā)生破壞，一種是因為紗線中纖維的斷裂；另一種是由于纖維之間產生滑移使得織物被破壞。很顯然，前一種斷裂的強力大小取決于纖維的斷裂強力和纖維在織物中的傾角；后一種斷裂的強力大小則取決于纖維間的作用力。而織物中纖維間的作用力也由兩個因素決定，一個是給紗線所加的捻度，加捻后纖維抱合在一起，使紗線可承受一定的強力；另一個是紗線在織物中曲屈而產生交織阻力。無捻織物中的紗線沒有捻度(或捻度很小)其單紗的斷裂強力幾乎為0，無捻織物之所以能夠承受一定的強力主要靠無捻紗在織物中曲屈而產生交織阻力，以及纖維本身的斷裂強力織物的拉伸斷裂試驗。試驗儀器：YG082A型織物拉伸斷裂測試儀試驗方法：取織物一塊，沿經紗方向在平整的布面上進行裁剪，剪取布樣大小為6cm30cm 。扯去紗邊使之成為寬度為5cm的經向強伸度條。每份樣本的強伸度試驗，經向采用4塊布條，并留取一條作為備用條。以其算數平均值作為試驗結果。試驗數據記錄：見表4-5 。表4-5 織物強伸性能測試表布樣編號測量性能試驗一試驗二試驗三試驗四平均值1斷裂強力（N）441485501480477斷裂伸長（%）20.921.923.424.922.82斷裂強力（N）896944925980936斷裂伸長（%）17.723.316.420.419.53斷裂強力（N）886938947865909斷裂伸長（%）26.320.820.519.921.94斷裂強力（N）14111357136613661375斷裂伸長（%）26.626.028.831.628.25織物的強伸度受溫濕度的影響，所以要將測得的強伸性能轉化為標準狀態(tài)下（溫度為20）的強伸性能，還需要將試驗數據乘以一個修正系數。經測得，實驗回潮率為%4.7，所以修正系數為1.178。經修正后斷裂強力及伸長數值見表4-6：表4-6 織物強伸性修正表布樣編號測量性能修正后數值1斷裂強力（N）526.6斷裂伸長（%）22.82斷裂強力（N）1102.6斷裂伸長（%）19.53斷裂強力（N）1070.8斷裂伸長（%）21.94斷裂強力（N）1598.5斷裂伸長（%）28.25注：預加張力為200cN在加緊布條的時候，要注意將布條夾正，測量開始之前，記得將預加張力裝置取下，以免影響實驗結果。根據試驗需要，設定拉伸速度為10cm/分鐘。在XLA彈力絲的斷裂過程中，可以觀察到，外包紗首先斷裂，然后XLA芯紗開始斷裂，這說明所紡的XLA/棉包芯紗的強力并未達到最大值，如果適當增加芯紗的預牽伸倍數，可以繼續(xù)提高XLA包芯紗的斷裂強力。4.6.2 織物的耐磨性能測試織物在使用過程中，由于使用場合的不同，會受到各種不同的外界因素的作用，逐漸降低使用價值，以致最后損壞。雖然織物在使用過程中損壞的原因是很多的，但實踐表明磨損是損壞的主要原因之一。磨損是指織物與另一物體由于反復摩擦而使織物逐漸損壞，而耐磨性就是織物具有的抵抗磨損的特性?？椢锏哪p主要是由于織物中的纖維或單絲受到機械損傷或纖維間的相互聯系遭到破壞的結果。織物的耐磨性能與織物的彈性有密切關系，織物在較小的外界作用力下，其彈性回復率越好，其耐磨性能就越好。所以在本試驗中，織物的耐磨性能也作為評價織物彈性的一項指標。實驗儀器：Y552型圓盤式織物平磨儀實驗方法：將織物裁剪成直徑為13cm的圓形布樣，每種布共5塊，在Y552型圓盤式織物平磨儀上進行實驗，當織物出現空洞或紗線斷開時，記下平磨儀轉數。實驗數據記錄見表4-7。表4-7 紗線耐磨性能測試表布樣編號測量性能試驗一試驗二試驗三試驗四實驗五平均值1紗線位移時轉數859673819586出現孔洞時轉數4504393964654074312紗線位移時轉數164143182149152158出現孔洞時轉數5405675035755925553紗線位移時轉數726168756368出現孔洞時轉數5184795275264715044紗線位移時轉數143139110128121128出現孔洞時轉數468504499532477496注：加壓重錘為250g由于織物的經密較小，所以在織物磨損過程中，某一系統的紗線受到砂輪的徑向作用，產生橫向現位移，使織物出現局部無經紗或緯紗的現象，記下此時的讀數。繼續(xù)磨損，紗線不再位移，織物局部上由于紗線聚集而變得厚重，耐磨性能急劇增加；而缺少紗線的部位則會變薄，砂輪在磨損織物時觸及不到這部分織物，也很難產生孔洞。當織物產生孔洞時記下轉數。4.6.3 織物的褶皺回復性能測試織物在使用過程中如果產生褶皺，就會影響其外觀性能?？柜薨櫺允侵缚椢镌谑褂眠^程中抵抗起皺以及褶皺容易回復的性能。通常褶皺回復角表示織物的褶皺回復能力。褶皺回復角是指一定形狀和尺寸的式樣在規(guī)定的條件下被折疊，卸去折疊負荷后經過一定時間，兩翼之間所形成的角度?？椢锏目拱櫺阅芎屠w維的彈性、紗線的細度、捻度、織物的組織結構、密度等因素有關。纖維的拉伸彈性恢復率大，初始模量高，織物的抗皺性能就較好。纖維的幾何形態(tài)尺寸特別是細度也將影響織物的抗皺性能，較粗的纖維抗皺性能好。織物經過染整加工、熱定型后，也可以改善其抗皺性。試驗儀器：M510型織物折痕恢復性測定儀。試驗方法：每次試驗用的試樣至少為20個，由各段樣品平均分攤，其中經向與緯向各一半。將試樣在測定儀上進行試驗。試驗數據記錄見表4-8。 表4-8 織物褶皺恢復性測試表布樣編號測量性能方向試驗一試驗二試驗三試驗四實驗五1緯向10478789584經向60484245552緯向10011694110108經向27283032263緯向104841209598經向37456827354緯向6368654575經向3232282935布樣編號測量性能試驗六試驗七試驗八試驗九實驗十平均值1緯向94105861089192經向5540496158512緯向1091159810999106經向3135363428313緯向11510999108114105經向4446576033454緯向684952594959經向2934292736314.7 數據處理及分析根據以上試驗數據，利用正交試驗原理，對織物的彈性精小型綜合分析。所有數據匯總見表4-9。表4-9 織物性能匯總織物編號織物組織經紗密度經紗中包芯紗比例斷裂強力斷裂伸長耐磨性能一耐磨性能二褶皺回復（經）褶皺回復（緯）1平紋22066.7%526.622.88643151922平紋33033.3%1102.619.51585553110633/1斜紋22033.3%1070.821.9685044510543/1斜紋33066.7%1598.528.21284963159注：耐磨性能一即表示織物中紗線出現位移時的儀器的轉數，它反映了織物中紗線抵抗外力產生位移的能力；耐磨性能二即表示織物中出現孔洞時的儀器的轉數，它反映了織物中紗線磨斷的難易程度。4.7.1 織物拉伸性能綜合分析1. 正交試驗表計算：見表4-10表4-10 織物強伸性正交計算表織物編號織物組織經紗密度經紗中包芯紗比例斷裂強力斷裂伸長1平紋22066.7%526.622.82平紋33033.3%1102.619.533/1斜紋22033.3%1070.821.943/1斜紋33066.7%1598.528.2K11629.242.31597.444.72125.151.0K22669.350.12701.147.72173.441.4k1814.621.2798.722.41062.625.5k21334.725.11350.623.91086.720.6極差520.13.9551.91.524.14.92. 試驗結果分析：（1）斷裂強力的試驗結果分析從織物組織這個因素來看，它的第一水平下的2次試驗的斷裂強力之和為K1 =526.6+1102.6=1629.2 ；它的第二水平下的2次試驗的斷裂強力之和為K2 =1070.8+1598.5=2669.3 。從經紗密度這個因素來看，它的第一水平下的2次試驗的斷裂強力之和為K1 =526.6+1070.8=1597.4 ；它的第二水平下的2次試驗的斷裂強力之和為K2 =1102.6+1598.5=2701.1 ；從經紗中包芯紗的比例這個因素來看，它的第一水平下的2次試驗的斷裂強力之和為K1 =526.6+1598.5=2125.1 ；它的第二水平下的2次試驗的斷裂強力之和為K2 =1102.6+1070.8=2173.4 ；k1、k2表示因素在