（纺织工程专业论文）全棉牛仔布的织物结构对其保型性研究.pdf

浙江理 学位论文作者完全了解学 有关部门或机构送交论文的复 大学可以将本学位论文的全部 或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文属于 保密1 ：3，在 不保密b ： 年解密后使用本版权书。 指导教师签名：嗡稚 日期：洲。年毛月c ) e l 卜 烈刖： 名 签年 者卜 作，嫦y 论 ： 位期挚日 浙江理工大学硕士论文 摘要 一 牛仔面料自问世以来深受世界各国各阶层人们的喜爱，而且牛仔面料在纺织品交易份 额中也占有很大比例，然而牛仔服装在穿着过程中经常受到各种外力作用和环境影响而产 生各种各样的变形，以致服装造型走样，这严重影响了服装的外观。 论文首先在研究起拱实验的基础上提出了影响牛仔面料保型性因素和新的表征牛仔 面料保型性指标，并深入的研究了这些因素与各指标之间的关系，为牛仔服装的开发提供 一些参考，主要内容及结论如下： ( 1 ) 在起拱实验的基础上发现起拱实验对具体设计参数不清楚的牛仔面料的保型性 的综合评价有比较大的优势，但是起拱实验只能模拟服装穿着时的拉伸变形和弯曲变形， 对折痕没有考虑其中，因此提出使用抗皱性实验、弯曲性能测试、拉伸回复测试来替代起 拱实验模拟牛仔面料的主要变形，并且对于原料相同的牛仔影响保型性因素是其组织结构。 ( 2 ) 在纱线原料相同的情况下，控制纱线密度作为设计牛仔面料时的唯一结构变量， 来分析它与牛仔面料保型性指标之间的关系。随着经向纱线密度的增大，纬向纱线密度不 超过某临界值时，牛仔面料的折痕回复能力成线性变弱，拉伸回复减弱，弯曲性能增强， 这说明面料的保型性变差。 ( 3 ) 在纱线原料相同的情况下，控制织物组织作为设计牛仔面料时的唯一结构变量， 来分析它与牛仔面料保型性指标之间的关系。随着织物组织循环数的增大，牛仔面料的折 痕回复能力变强，拉伸回复能力增强，弯曲能力变差，从而说明牛仔面料的保型性也就越好。 ( 4 ) 在纱线原料相同的情况下，控制纱线线密度作为设计牛仔面料时的唯一结构变 量，来分析它与牛仔面料保型性指标之间的关系。随着牛仔面料经向纱线线密度的增大， 牛仔面料的折痕回复能力成抛物线型减弱，拉伸回复能力减弱，抵抗弯曲变形的能力成线 性增大，从而说明牛仔面料的保型性越差。 ( 5 ) 纱线密度是通过改变面料的紧度来影响面料保型性，纱线线密度是通过改变面 料的紧度和厚度来影响面料保型性，织物组织是通过改变面料厚度来影响面料保型性，因 此可以通过紧度和厚度来评价面料的保型性。 ( 6 ) 在确定牛仔面料力学性能的情况下，尽量选用低纱线密度、高纱线线密度和3 1 或者3 2 织物组织方案来设计牛仔面料，提高牛仔面料的保型性。 关键词：牛仔布：保型性；起拱；织物结构；保型 d e n i mf a b r i ch a sb e e nw e l lr e c e i v e db ya l ls e c t o r so ft h ew o r l dp e o p l e 。sf a v o r i t es i n c e i n c e p t e d d e n i mf a b r i c s i nt e x t i l et r a d ei s a l s oal a g g e rp r o p o r t i o no fs h a r e ，h o w e v e r , w h e n w e a r i n gj e a n so f t e ns u b j e c tv a r i o u se x t e r n a l f o r c ea n de n v i r o n m e n t a li m p a c tw h i c hf r o ma v a r i e t yo fd i f f e r e n tk i n do fd e f o r m a t i o n ，r e s u l t i n gi nc o s t u m e sa l i a s i n g ，w h i c hs e r i o u s l ya f f e c t e d t h ea p p e a r a n c eo fc l o t h i n g b a s e do ns t u d yo fb a g g i n ge x p e r i m e n t s ，t h es h a p er e t e n t i o no fi m p a c tf a c t o r sd e n i mf a b r i c p r o t e c t i o na n da n e wc h a r a c t e r i z a t i o no fb o v i n es h a p er e t e n t i o nf a b r i cp r o t e c t i o ni n d i c a t o r s ，a n d i n - d e p t hs t u d yo ft h e s ef a c t o r sa n dt h ev a r i o u si n d i c a t o r so f t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h em a i n c o n t e n t sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) i nb a g g i n ge x p e r i m e n t , f o u n dt h a tb a g g i n ge x p e r i m e n to nt h eb a s i so ft h es p e c i f i cd e s i g n p a r a m e t e r si sn o tc l e a r d e n i ms h a p er e t e n t i o no fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o na r er e l a t i v e l yl a r g e a d v a n t a g e ，b u tt h eb a g g i n ge x p e r i m e n tc a no n l yb es i m u l a t e dw h e n t h ec l o t h e sw e a rd e f o r m a t i o n a n db e n d i n gd e f o r m a t i o no ft h et e n s i l eo nt h ec r e a s ed o e sn o tt a k ei n t oa c c o u n t ，a n dt h eb a g g i n g e x p e r i m e n ti sl a t i t u d e da n dl o n g i t u d e dt ot h eu n i f o r m f o r c ew h i l ew e a r i n gc o w b o yc l o t h e s ，w h e n m a i n l yb yt h el a r g e rf o r c e ，s oe x p e r i m e n tf o rt h eu s eo fa n t i - w r i n k l e ，b e n d i n gp e r f o r m a n c e t e s t i n g ，t e n s i l et e s t i n gt or e p l a c er e p l ye x p e r i m e n t a ls i m u l a t i o no fb a g g i n gam a j o rd e f o r m a t i o n o fd e n i mf a b r i c s ( 2 ) t h ee x p e r i m e n tc h o s et h es a l n ey a m m a t e r i a l ，t h r o u g hc o n t r o l l i n gf a b r i cw e a v e ，w h i c hw a s t h eo n l yv a r i a b l ef o rd e s i g n i n gd e n i mf a b r i c ，t oa n a l y z ei t sr e l a t i o nw i t hd e n i mf a b r i c s h a p e r e t a t i o ni n d e x i ti st h a ti ft h ew a r py a md e n s i t yb e c o ml a g e ra n d w e f ty a md e n s i t yb e y o n d ad e n s i t y ，t h ed e n i mf a b r i c sc o c k l er e c o v e ra b i l i t yw i l lb e c o m ew e a k e r ，a n dt h ef a b r i ct e n s i l i t y r e c o v e ra b i l i t yw e a k e r ，t o o b u tb e n d i n gp r o p e r t i e sb e c o m es t r o n g e r t h e s ei n t e r p r e t a t e sd e n i m f a b r i c s s h a p er e t e n t i o nb e t t e r ( 3 ) t h ee x p e r i m e n tc h o s et h es a m ey a mm a t e r i a l ，t h r o u g hc o n t r o l l i n gf a b r i cw e a v e ，w h i c hw a s t h eo n l yv a r i a b l ef o rd e s i g n i n gd e n i mf a b r i c ，t oa n a l y z ei t sr e l a t i o nw i t hd e n i mf a b r i c s h a p e r e t a t i o ni n d e x r e s u l t ss h o w e dt h a tw i t ht h ei n c r e a s i n gc y c l en u m b e ro ff a b r i cw e a v e ， d e n i mf a b r i c sc r e a s er e s i l i e n c ya b i l i t yb e c a m es t r o n g e r , a n dt e n s i l er e s i l i e n c yp e r f o r m a n c ea l s o 浙江理工大学硕士论文 s h e wb e t t e r ，w h i l eb e n d i n gc a p a c i t yw e n tw o r s e ，a l lt h e s er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e s h a p e - r e l a t i o nc a p a c i t yo fd e n i mf a b r i cb e c a m em u c hb e t t e rt h a nb e f o r e ( 4 ) t h ee x p e r i m e n tc h o s et h es a m ey a mm a t e r i a l ，t h r o u g hc o n t r o l l i n gf a b r i cw e a v e ，w h i c hw a s t h eo n l yv a r i a b l ef o r d e s i g n i n gd e n i mf a b r i c , t oa n a l y z ei t sr e l a t i o n w i md e n i mf a b r i c s h a p e r e l a t i o ni n d e x i ti st h a ti ft h ew a r py a ml i n e a rd e n s i t yb e c o ml a g e r ，t h ed e n i mf a b r i c s c o c k l er e c o v e r a b i l i t y w i l lb e c o m ew e a k e r ，a n dt h ef a b r i c t e n s i l i t y r e c o v e ra b i l i t y w e a k e r ，t o o b u tb e n d i n gp r o p e r t i e sb e c o m es t r o n g e r t h e s ei n t e r p r e l a t e sd e n i mf a b r i c ss h a p e r e t e n t i o nb e c o m i n gb e t t e r ( 5 ) y a md e n s i t yi n f l u e n c et h ed e n i mf a b r i cs h a p er e t e n t i o nt h r o u g hc h a n g i n gt h ef a b r i c s t i g h t n e s s y a ml i n e a rd e n s i t yi n f l u e n c et h ed e n i mf a b r i cs h a p er e t e n t i o nt h r o u g hc h a n g i n gt h e f a b r i c st i g h m e s sa n dt h i c k n e s s f a b r i cw e a v ei n f l u e n c et h ed e n i mf a b r i cs h a p er e t e n t i o nt h r o u g h c h a n g i n gt h ef a b r i c st h i c k n e s s s ow ec a nu s et i g h t n e s sa n dt h i c k n e s st oe v a l u t ew h i c hd e n i m f a b r i c ss h a p er e t e n t i o ni sb e t t e r ( 6 ) w es h o u l ds e l e c t eal o w e ry a md e n s i t ya n dh i g h e ry a ml i n e a rd e n s i t ya n d3 1o r 3 2f a b r i c s t r u c t r u et o d e s i g nf a b r i cd e n i mf a b r i c ，i fl i m i t et h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e s o fd e n i m f a b r i c s d e n i mf a b r i cs h a p er e t e n t i o nw i l lb eb e r e r k e y w o r d s ：d e n i m ；s h a p er e t e n t i o n ；b a g g i n g ；f a b r i cs t r u c t u r e ；p r o t e c t e dm e c h a n i s m i i i 第二章影响牛仔面料保型性因素分析1 2 2 1 实验部分1 2 2 1 1 实验仪器及材料1 2 2 1 2 指标表征1 3 2 2 起拱实验分析1 3 2 3 保型性研究缺陷性分析及改进1 5 2 3 1 实验材料1 5 2 3 2 保型性表征指标1 5 2 4 拉伸实验分析1 5 2 5 本章小结1 6 第三章纱线密度对全棉牛仔布保型性影响研究1 7 3 1 实验材料及仪器1 7 3 1 1 实验材料及规格1 7 3 1 2 实验方法1 7 浙江理工大学硕士论文 3 1 3 衡量指标1 8 3 2 实验结果与分析1 8 3 2 1 纱线密度与牛仔面料保型性影响1 8 3 2 2 纱线密度保型性机理分析2 4 3 3 本章小结2 6 第四章织物组织对牛仔布保型性影响研究2 8 4 1 实验材料及方法2 8 4 1 1 实验用牛仔面料参数2 8 4 1 2 面料宏观指标测试2 8 4 1 3 抗皱性测试2 8 4 1 4 抗弯性能测试2 9 4 1 5 拉伸回复性能测试2 9 4 2 实验结果分析2 9 4 2 1 折痕回复性能分析2 9 4 2 2 弯曲性能影响3 0 4 2 3 拉伸回复性能影响3 0 4 2 4 织物组织保型机理研究3 4 4 3 本章小结3 6 第五章线密度对全棉牛仔布保型性影响研究3 7 5 1 实验材料及仪器3 7 5 1 1 实验材料3 7 5 1 2 实验方案及过程3 8 。 5 1 3 衡量指标3 8 5 2 实验结果与分析3 9 5 2 1 纱线线密度与面料保型性影响3 9 5 2 2 保型机理分析4 6 5 3 本章小结4 9 第六章结论5 0 6 1 结论5 0 6 2 展望5 0 i i 参考文 浙江理工大学硕士论文 第一章绪论 牛仔面料自1 8 7 3 年问世以来，一直以其粗犷、洒脱、舒适、耐穿的风格深受人们青 睐，且作为重要的服装面料，在世界纺织品交易中占有相当大的份额。且随着人们生活 水平的不断提高，人们的消费观念也随之发生相应的改变，对牛仔服装的观念也是如此， 从一开始的耐久性到现在的视觉风格，穿着舒适性等方面转变。然而牛仔面料在生产制作 和穿着服用过程中，经常受到各种外力的作用和环境的影响而产生各种各样的变形，以致 服装造型走样，从而严重影响了服装的外观跚。 i i 牛仔布保型国内外研究现状 牛仔服装在穿着过程中由于穿着者长时间坐或者其它动作使牛仔服装产生重复的或 静态的多向拉伸、弯曲、折皱等作用，容易在膝盖，胳膊肘部位产生变形，从而影响了牛 仔服装的视觉外观。这些变形主要是由于牛仔面料的回复能力和面料抵抗变形能力不强造 成的州。目前对牛仔服装保型性的研究主要体现在两个方面，即织造设计方面和后整理方 面。 i i 1 牛仔面料的织造设计方面 为了增强牛仔服装的保型性，面料设计人员通过采用在面料经向、纬向或在经纬向同 时加入少量弹性纱线来改变牛仔面料的保型性峨刀。添加了弹力纱线的牛仔面料具有尺寸 稳定性好，不易起皱的特点，具有优良的弹性伸长率、弹性恢复和耐久性能，其优良的舒 适弹性，在一定程度上克服了牛仔服装肘部、膝盖部位易变形起拱的缺点，服装穿着时更 加合体、贴身、柔软，服装弹性恢复性能好，能保持服装造型和尺寸不变。 现在应用最广泛的弹性纱线为氨纶包芯纱、氨纶合捻纱、氨纶包覆纱。其中包芯纱弹 性最好，但强力低，显著特点是纱线在紧张拉伸状态下芯丝不外露，染色效果好，且手感 柔软。合捻线和包履纱弹性与强力虽然较高，但有露芯现象，不适合染深色，且手感硬。 弹力牛仔布属于中低弹织物，为较好的控制幅宽，其弹性率不应过大，同时考虑染色效果 及手感，大多采用包芯纱。 市场上的低弹牛仔面料有纬向弹力牛仔面料、经向弹力牛仔面料、经纬向双弹牛仔面 料，其中以纬向弹力牛仔面料数量最多。而效果以经纬双弹牛仔布为最好，其服用性、舒 适性较单向弹力牛仔布更好。它改善了纬弹织物经向弹力不足，而且手感柔软、伸张自如、 不折不皱，用双弹牛仔面料制成的服装合身、贴体、线条流畅、美观大方、穿着舒适。 此外，氨纶弹力纱线的质量好坏，特别是同一批次纱线的弹力差异，会直接影响到织 浙江理工大学硕士论文 造生产、后整理的顺利进行和成布的尺寸稳定性，以及弹性伸长的一致性、产品门幅的一 致性。 然而，随着人们追求复古和回归大自然的情怀，更多的人对牛仔服装的面料也有了新 的要求，即希望使用全棉牛仔面料，这一新的趋势将使设计师不得不放弃使用面料加弹力 纱来增强牛仔服装的保型性。 1 1 2 牛仔面料的后整理方面 为了改善牛仔面料的相关性能使之拥有更好的服用性能，一般在面料后整理阶段使用 化学或物理方法使棉纤维内部分子结构或纤维内部发生改变，提高棉纤维的弹性模量，从 而使全棉牛仔面料拥有其它功能牛仔面料的特殊性能。 从理论研究上来说主要有沉积理论和交联理论： ( 一) 沉积理论：具有多官能团的树脂的初缩体是很小的微粒，能够扩散到纤维的无 定形区内，树脂化后即沉积于纤维中，和纤维分子建立氢键，将纤维分子互相缠结起来， 通过物理机械作用或氢键，改变了纤维的流变性能，限制了分子链的相对移动性能，改善 了织物的变形。 ( 二) 交联理论：交联剂将两个纤维素分子中的羟基形成共价交联，将相邻的分子链 互相联结起来，从而使纤维在形变过程中，由于氢键拆散而导致的不立即回复的形变的减 少，也就是使纤维从形变中的回复能力获得提高。目前共价交联理论己被广泛接受。 不论用哪种理论来解释，有一点是共同的，就是经过整理后纤维素纤维的弹性模量是 提高的，即比未处理的纤维难变形，而且有较高的弹性。棉织物经过树脂整理后强力下降， 是与交键引起纤维素微细结构的刚性构型有关，防皱整理在纤维大分子或基本结构单元间 引入了共价交联，降低了纤维随外力而发生形变的能力，从而使纤维的断裂强度和断裂延 伸度发生显著下降。施加在各根纤维上的应力，本来可以通过分子链及原纤之间的滑动而 被吸收，但因为交联，致使这种滑动受阻。由于力集中在比交联前少得多的分子链上，这 样可在低作用力下，使纤维断裂。因此，因交联产生织物强力降低。减少强力损失的方法 一是通过降低交联整理剂的用量，二是使交联尽可能分布均匀。 1 2 牛仔布保型性能及机理研究 1 2 1 牛仔服装穿着中的变形及成因 假设每个人穿着的服装对其来说是最合体的，则因服装尺寸问题而导致的服装变形可 以被忽略，下图1 1 为人穿着服装时的几个主要状态：站立，运动，坐立不动，正是因为这 些形态的动作导致牛仔服装在穿着在相关部位变形。 2 浙江理工大学硕士论文 图1 1 牛仔服装穿着时变形 从上图中可以看出站立的形态对服装的尺寸稳定性影响较小，移动和坐立状态对牛仔服装 的形态影响较大，因为牛仔面料受人体躯干的作用而承受外力。当处于移动和坐立状态时 服装的膝盖部位、胳膊肘部位、大腿内侧和臀部部位均受到人体躯干较大力的作用，正是 3 由图1 2 可知，曲线l 表示，在纤维拉伸起始部分，纤维开始受到拉伸力作用，拉伸外 力几乎与变形成直线关系，此直线的斜率就是纤维弹性模量e 值；曲线2 表示织物在拉伸力 作用下，在州段织物内的纱线和纤维先后被拉直，但变形量与拉伸力不成比例，拉伸力 增加速度快于拉伸变形量。至曲线c 点开始，纱线内纤维已被几乎全部拉直，拉伸力与织 物变形问的关系为曲线之c _ d 部分，而这一部分与纤维拉伸曲线的起始部分近似平行。 当纤维受到拉伸力作用时，纤维内部最短的非晶区大分子链首先伸直，平行于纤维轴， 并受到拉伸。个别大分子主链可能被拉断。随后，结晶区逐步产生相对移动，排列方向也 开始顺向纤维轴。被拉断的大分子主链逐渐增多，大分子链之间的氢键等发生断裂，伸长 变形迅速增大。大分子或基原纤头端从结晶区中拔出而游离，部分大分子被拉断，头端也 游离。最后，在整根纤维最薄弱的截面上断开睡埘。 ( 二) 弯曲变形：服装在穿着中经常受到弯曲力矩的作用，服装面料在弯矩的作用下， 就很容易产生弯曲变形。由材料力学可知，弯曲变形的难易与该材料的弹性模量有关，弹 性模量愈大，愈难产生弯曲变形；弹性模量越小，愈易产生弯曲变形。对于服装用织物而 言，弯曲的难易还与织物的厚度有关：厚重织物不易弯曲，薄织物则易弯曲。当外力去除 4 浙江理工大学硕士论文 后，弯曲变形的恢复，则与纱线间摩擦阻力的大小及纤维的弹性恢复能力有关。而纱线间 摩擦阻力的大小又与纱线种类、织物组织以及经纬纱密度等有关。当外力去除后，若织 物产生的弯曲变形不能恢复，即产生塑性弯曲变形时，织物则会形成折皱。织物的折皱， 可以分为不规则起皱和规则起皱两种。前者常在服装穿着时产生，不仅影响服装外观，而 且折皱处易磨损和破裂。后者则在服装造型中加工而成，使服装达到预期的设计效果， 如西裤的挺缝、衣裙的褶相等。 1 2 2 影响牛仔布保型性因素的理论分析 目前的研究思路主要是使用平方米克重，紧度和厚度这三个指标来讨论面料保型性， 因为这三种数据比较容易快速的获取，然而这三个指标的使用有其局限性，除非在一定限 定条件下才可使用，为此需要找到更为合理的指标来表征牛仔服装的保型性。 经向 纬向 图1 3 典型牛仔面料组织图 。 图1 3 为典型牛仔面料结构图，就其宏观构成来说可以分为两个部分：经向和纬向构 成。在不考虑面料具体要求的情况下，在这两个方向上可以在一定范围内自由选择纱线线 密度，纱线密度合，则面料平方米克重可建立如下模型： 平方米克重：m = m j + 蝎 1 一( 1 ) 2 而1 ( 弓t e x j + p w 。r e x w ) 卜2 式中：m 厂经向平方米克数； m 1 ) l 广纬向平方米克数； t e x 厂经向纱线线密度； t e x 矿一纬向纱线密度； p 厂经向纱线密度，单位：根1 0 厘米； p 、j l 广纬向纱线密度，单位：根1 0 厘米。 5 浙江理工大学硕士论文 通过公式1 一( 2 ) 可以分析得出，影响面料重量的有经纬向各自纱线线密度和纱线密 度，在牛仔服装的穿着中主要是牛仔面料的经向方向承受较大受力，且目前保型性研究也 多研究面料经向方向，若单方向增大面料纬向纱线的线密度和纱线密度，则面料的重量也 随之增大，但是其对面料整体力学性能的影响明显没有单方面增加经向方向纱线线密度和 纱线密度改变来的大，这说明当面料重量增大时并没有改变或很小改变面料的保型性，这 也说明了使用面料平方米克重来研究面料保型性的不准确性。 织物的紧度是指织物中纱线投影面积与织物全部面积之比值，比值大的说明织物紧 密，比值小说明织物较稀疏。紧度分为经向紧度、经向紧度和织物总紧度三种。织物总紧 度计算公式如下： e z ：e t + e w 一e t x e wl 一( 3 ) l o o j e t ：0 0 3 7 圻丽p t1 一( 4 ) e w ：0 0 3 7 厮l 一( 5 ) 式中：e r 织物总紧度； e t - 织物的经向紧度； e w 一织物的纬向紧度； t e ) ( 厂经向纱线线密度； t e x 、r 纬向纱线密度； p t 织物的经向密度，单位：根1 0 厘米； 旷织物的纬向密度，单位：根1 0 厘米。 由公式1 一( 3 ) 、( 4 ) 、( 5 ) 可以分析出面料的紧度只与纱线线密度和纱线密度有关， 且纱线密度的影响程度要大于纱线线密度，因为在式子中紧度与纱线密度是一次方关系， 而纱线线密度确实平方根关系。同样若使用面料紧度数据来表征面料的保型性，也会碰到 如同使用平方米克重来分析面料保型性的问题，经纬向参数不同导致保型性研究结果的不 准确性。 假设全棉牛仔面料织造时同一方向所用纱线均匀，其横截面可以看作为圆形，则由于 纱线质地原因对面料的影响可以消除。在此情况下，由l 一( 2 ) 式可知全棉牛仔面料的平 方米克重跟经纬向纱线线密度，经纬向纱线排列密度有关咖1 ，而全棉牛仔面料的保型性主 要跟其经向参数有关，如果在保持经向平方米克重不变的状况下，改变纬向平方米克重， 面料总重量增加，由此推导出平方米克重与面料保型性间的关系。 6 浙江理工大学硕士论文 根据纱线截面形态模型1 假设全棉牛仔面料中纱线截面为圆形，且测量面料厚度时不 考虑棉纱被压缩的因素，经纬向纱线边缘相切包覆，建立如下图模型来讨论影响面料厚度 的因素。 12 3 o l vv v 图1 4 面料中简单纱线截面模型 图1 4 中1 、2 、3 为面料纬向纱线，a 、b 、c 分别为纱线截面圆心。当经纬 向纱线边缘相切包覆时，由图可知当面料组织为l 1 时a 点可近似看作为边缘相切圆心， 一 当面料组织为2 1 时i i l 点可近似看作为边缘相切圆心，当面料组织为3 l 时1 1 点可近似看 作为边缘相切圆心，则相对应经向纱线跨弧依次增高，也即相对应面料的厚度变厚，这说 明面料厚度与组织结构有关：若以2 1 组织为例，又由图1 4 可以看出，当两相邻纱线距 离为a b 时的经向纱线跨弧低于相邻距离为a c 时，此时面料厚度与纱线排列密度有关：此 外还有可以改变纱线的直径来改变面料的厚度，即与纱线的线密度有关。 综上所述，牛仔布面料的平方米克重、紧度、厚度数据都是不可控的，与所用纱线的 线密度，纱线排列密度有关，且厚度还与组织结构有关，因此对于全棉牛仔面料来说，如 果采用相同的纱线、纱线线密度、密度、组织结构的选取最终决定了其保型性，一旦弄清 楚它们与面料保型性的关系将为定向设计提供良好的数据支持。 1 2 3 牛仔服装保型研究方法 目前还没有专门针对牛仔服装保型性的研究，也没有一套权威、行之有效的研究方法， 目前的研究很少，且一般多集中在单个实验测试上，如拉伸实验、起拱实验、抗弯刚度实 验、抗皱性实验，总而言之这些实验大多都跟牛仔面料的物理力学性能有关n 2 1 。 ( 1 ) 拉伸实验研究n h 町 织物的拉伸变形分为两个部分，弹性变形和塑性变形，其中前者是可恢复的，后者不 可恢复的。织物伸长变形和恢复能力是评价服装保型性的重要衡量指标，所以常用织物的 伸长率和弹性恢复率表示。以定负荷法为例： 7 l l 一负载后一定时间后试样长度； l l 一除去负荷一定时间后试样长度。 拉伸实验能非常直观的将面料的变形能力表征出来，织物的伸长率越大，则织物在外 力作用下越容易变形；若是织物的伸长弹性恢复率越大，则织物的变形越容易恢复，其保 型效果好。 此实验方法中存在不可避免的测量误差，容易导致最后的计算结果不精确，进而对面 料的指标表征产生影响，然而此方法可以改进，可以根据拉力值的前后变化来反映织物的 伸长弹性恢复情况，力值的测量可以用传感器精确得到。 ( 2 ) 起拱测试凇1 服装的起拱是由于长期的服装内应力变化导致服装内部结构的积累损坏和弹性回复 能力的衰减造成的，是服装塑性变形逐渐累积的结果。 目前测试服装起拱的实验方法有很多，如赛拉提斯( c e l a n e s e ) 起拱测试方法汹1 、z w e i g l e 真实模拟实际穿着的服装起拱测试方法嘲1 、y o k u r a 起拱测试方法嘶1 、z h a n g 和y a o 织物起 拱测试方法、此外还有行业测试标准f z 厂r 0 10 5 4 5 1 9 9 9 。以z h a n g 和y a o 织物起拱测试方 法啪1 做为说明，这种方法主要是在i n s t r o n 4 4 6 6 强力仪上通过设定恒定的起拱高度然后变形 来模拟服装穿着过程中膝盖、胳膊肘部位的起拱工程，同时测量面料力学性能衰减的过程。 仪器设定预加张力f ，使实验面料与钢球表面能够全面接触，然后在外力的作用下使钢球 以一恒定速度顶至设定高度h o 后，再返回初始位置。这个过程重复多次后，面料松弛回复 2 m i n ，然后在同样预加张力f 的作用下测量残留起拱高度h 。其相对残留起拱高度r 由公 式1 一( 8 ) 计算，起拱实验示意图如图1 5 所示。 8 织物抵抗弯曲变形的能力，称为弯曲或抗弯刚度。抗弯刚度与面料的保型性性能有很 大关系，抗弯刚度越大，面料就越刚硬，不利于面料的保型。测试织物抗弯刚度的方法主 要有斜面法和心形法，以斜面法为例： 斜面法又称悬臂梁法，它是取1 5 c m ( 长) 2 e r a ( 宽) 的织物样条，放在一条梯形木板上， 如图1 6 所示，在实验样布上放一带刻度的尺子，并与样布头端平齐。测量时，以均匀速 度将尺子和样布推出，直到由于样布自身重量的作用下垂触及斜面为止。由刻度尺上推出 的滑出长度l o 和斜面角度0 ，为方便起见0 值一般取4 5 。，由公式l 一( 9 ) 计算的织物抗 弯刚度c ( c m ) ： c - l 。 c o s ( o 国z ) j 1 3 = o 4 8 7 l 。 式中：l 广滑出长度，单位：c m ； 删面角度单位：。 9 1 一( 9 ) ( 4 ) 织物 性回复的 保型性能 平法和垂 后延其折 力，立即 角度即为 图1 7 水平法原理示意图 1 2 4 牛仔服装保型研究趋势 由于专门针对牛仔的相应研究还很少，因此只能从其它面料的研究趋势来看待全棉牛 仔面料的研究趋势，目前有很多关于织物结构模型1 的研究，首先在电脑软件上根据服 用需求来模拟面料，进而织造出来，这不但有利于新产品的快速下线，也有利于服装生产 商控制成本，提高公司竞争力。 牛仔面料的保型性主要与所用纱线的性质影响，全棉牛仔面料的成分全部为棉纱，棉 纱的性质对织物力学性能有影响，进而影响面料保型性，影响棉纱性质的因素有棉花产地、 纺纱方式、棉纤维长短等，变化比较复杂。对全棉成分的牛仔面料保型性的研究只能集中 于其设计参数，如：织造时面料的经纬纱线线密度、经纬向纱线密度、织物组织。 1 0 注：a 、b 、c 、d 分别为相邻 图1 8 为平纹织物最基本的结构，a 、b 、c 、d 的选取决定了平纹织物的物理性能，不 同的配置导致最终织物的服用性能，而且也使面料的多样化有了理论的存在基础，能够很 好的指导面料生产商节约成本，增强企业的竞争力。 1 3 课题研究内容及意义 牛仔服装从发明到现在，经历了一百多年，一百多年来，牛仔需求市场巨大，可能也 只有牛仔才拥有如此广泛的拥戴者。随着人们生活水平的不断提高，人们的消费观念也随 之发生相应的改变，对牛仔服装的观念也是如此，从一开始的耐久性到现在的视觉风格， 穿着舒适性等方面转变。然而全棉牛仔服装在穿着过程中产生的各种各样的变形，严重影 响了牛仔服装的外观，一直制约全棉牛仔服装向更高档次发展。 前面分析了使用平方米克重、厚度研究保型性的局限性，同时纱线性质的影响比较多， 包括纱线的纺纱方法、棉花产地、棉纤维的长短等因素。本文采用同一工厂生产同一批次 纯棉纱线织造牛仔布，研究纱线密度、纱线线密度、织物组织与拉伸回复性能、折皱回复 性能、弯曲性能之间的关系，主要研究内容包括： ( 一) 通过起拱实验分析面料市场上买入牛仔面料影响面料保型性的因素及相关实验 的缺陷，提出新的可行的实验方案。 ( 二) 通过控制纱线密度作为设计牛仔面料时的唯一结构变量，来分析它与牛仔面料 保型性各指标之间的关系。 ( 三) 通过控制织物组织作为设计牛仔面料时的唯一结构变量，来分析它与牛仔面料 保型性个指标之间的关系。 ( 四) 通过控制纱线线密度作为设计牛仔面料时的唯一结构变量，分析它与牛仔面料 保型性指标之间的关系。 1 1 浙江理工大学硕士论文 第二章影响牛仔面料保型性因素分析 牛仔面料自问世以来深受世界各国各阶层人们的喜爱，并且牛仔面料在纺织品交易份 额中也占有很大比例，其面料原料从最初的全棉面料发展到现在的经向加弹、纬向加弹和 经纬同时加弹面料，面料的组织也得到了创新从最初的2 1 斜纹发展到现在的3 1 斜纹、 破斜纹、凸条组织等，目前市场上使用较多的是2 1 斜纹和3 1 斜纹组织，这说明了人们 当前对复古的一种追求。然而牛仔服装在穿着过程中，经常受到各种外力作用和环境影响 而产生各种各样的变形，以致服装造型走样，这严重影响了服装的外观。当前对服装保型 性的评价主要采用起拱实验的指标起拱残留率，残留率越小面料的保型性就好，反之保型 性就差。本章在起拱实验的基础上首先分析了面料参数与起拱残留率之间的缺陷性，提出 了通过服装穿着时的主要变形指标来表征牛仔面料保型性。 2 1 实验部分 2 1 1 实验仪器及材料 实验仪器：起拱测试仪，电子式高度测试仪，电子式织物强力拉伸仪。 实验准备及环境：将实验用面料放置于恒温恒湿环境中调湿4 8 小时，温度为2 0 2 ，相对湿度为6 5 4 。起拱实验中按照要求将各牛仔面料剪成规定大小，拉伸实验中实 验样布的长宽为1 4 0 m i nx2 5 r a m 。 实验材料：实验中牛仔面料分为两大部分，一部分牛仔面料买自面料市场，其中4 号牛仔面料为纬向加弹，其余为全棉牛仔面料，面料参数如表2 1 所示；另外一部分由自 己设计织造，经纬纱线使用同一工厂同一批次生产的棉纱，面料参数如表2 2 所示。 表2 1 市场购入牛仔面料参数 从表2 1 可看出，以上5 种牛仔面料的平方米克重值依次增大，其中3 号牛仔面料与 4 号纬向加弹牛仔面料的平方米克重数值相差不大，面料所用织物组织也一样，各牛仔面 料纬向纱线密度相差不大，经向纱线密度依次减小的排序是1 4 5 3 2 ，这说明牛仔面料中 1 2 浙江理工大学硕+ 论文 经纬纱线交织点数目随之减少。 表2 2 自行织造牛仔面料参数 由于织造时经纬向纱线使用同一工厂生产同一批次棉纱，因此表2 2 中牛仔面料因纱 线因素导致的性能差异可以排除，从表2 2 可看出这三种牛仔面料经纬向纱线粗细、经纬 向纱线密度都相同，唯一不同点是面料的组织，并且从它们的平方米克重数据来看相差不 大。 2 1 2 指标表征 根据1 9 8 5 年原纺织工业部颁布的织物起拱测试标准，实验原理是将一块直径为7 6 m m 的圆形试样用环状平整钢圈夹紧，用直径为4 8 m m 的半球体顶伸直径5 6 m m 的裸露面积，使 其呈球状膨胀变形至设定高度，保持3 m i n ，然后退下半球体使试样无负载回复松弛2 m i n ， 然后将样布放置于工作台上，记录各预定时间点面料的起拱高度h ，每块面料测试3 块样 布。 2 2 起拱实验分析 5 种牛仔面料各时间点起拱残留高度数据如下表2 3 所示。 表2 3 各面料时间对应起拱残留高度 淤度衄 l2345 38 5 78 0 38 1 77 8 98 3 1 3 眈 眩 融 必 4 弱 孔 l l l l 7 l l 6 8 9 4 l 7 6 2 o 8 7 7 6 4 7 7 6 6 6 6 6 8 6 2 4 8 6 5 5 2 l 0 9 9 8 7 7 7 7 6 6 6 7 6 7 3 4 l 7 4 1 0 9 8 8 7 7 7 7 6 6 6 6 9 6 9 2 4 7 8 曲 ；窨 的 弛 丛 7 7 7 7 7 7 8 坞 埝 嬲 鹞 骼 脚 以时间为 系如下图2 1 02 04 06 08 01 0 01 2 01 4 0 时间m i n 图2 1 起拱残留高度与时同关系图 从图2 1 可看出这5 块牛仔面料保型性能力强弱依次是：4 号面料 2 号面料 5 号面料 3 号面料 1 号面料。并且各牛仔面料起拱残留高度随时问延长成衰减趋势，在初期牛仔 面料的变形回复较快，主要是因为牛仔面料急弹性变形能量的释放，面料几乎立即产生回 缩变形，起拱残留高度减小幅度较大，随着急弹性变形能量的释放完毕，面料起拱残留高 度降低幅度越来越小并趋向一稳定值。表2 4 是各牛仔面料的起拱残留高度与时间之间的 回归分析，曲线拟合符合方程：y = a + b e ( 一x c ) ，其中a 、b 、c 、为常数，并且相关性显著。 表2 4 各牛仔面料时间起拱残留高度i 亓i 归方程 将面料保型性强弱，平方米克重、经纬纱线交织情况按照一定顺序排列大小，其详细 情况见下表2 5 所示。 1 4 浙江理工大学硕士论文 表2 5 中各牛仔面料保型性排序为依次降低，平方米克重排序为依次增大，经纬纱线 交织点为依次减少，并且随着面料平方米克重值的增大面料的保型性变化较大，没有显示 出一定的规律性，但是随着面料经纬纱线交织点的增多面料保型性有下降趋势。这说明面 料的重量不能用于评价牛仔面料的保型性，纱线间交织点的多少可以用来评价面料的保型 性，而面料经纬向纱线交织点多少与面料设计时的纱线密度、纱线粗细、织物组织参数有 关。 2 3 保型性研究缺陷性分析及改进 2 3 1 实验材料 从市场上购入牛仔面料虽然快捷，但是由于面料来自于各个不同的工厂，它们的原料 来源、原料批次、加