（纺织工程专业论文）莫代尔针织物尺寸稳定性研究.pdf

学位论文的主要创新点 一、通过研究捻度、歪斜角、定捻处理、纱线交织对纬平织物纵行 歪斜性能的影响，发现采用捻度大小相同，捻向相反的股线与单纱 并线交织，可以减小线圈纵行的歪斜，改善效果显著。 二、运用正交实验设计对莫代尔针织物的编织工艺进行优化，对编 织形成的织物尺寸稳定性相关性能进行测试分析，得出最优编织工 艺。 三、根据9 种编织工艺参数，7 种不同组织结构条件下所编织织物的 尺寸稳定性能的相关参数建立了r b f 神经网络模型，对莫代尔针织 物尺寸稳定性能综合指标的进行预测和评定。 摘要 莫代尔纤维是一种绿色环保型再生纤维素纤维，近年来得到了广泛的开发 和应用。但是莫代尔针织物尺寸稳定性较差，极大的影响了莫代尔产品的整体 质量。为了满足消费者的要求，提高莫代尔纤维产品的质量，对莫代尔纤维针 织物尺寸稳定性能的研究势在必行。 本文通过电子显微镜观察了莫代尔、棉及莫代尔啸混纺纱线的表面特征， 分别测试了三种纱线的捻度、强伸性能、毛羽、纱线条干、摩擦系数、直径及 平衡回潮率等结构参数和性能。结果显示：莫代尔棉混纺纱表面最为光滑，条 干均匀；莫代尔纱线的毛羽较多，回潮率较大；棉纤维的强伸性能最好。三种 纱线的直径和摩擦系数相差不大，对织物尺寸稳定性的影响基本一致。 采用电脑横机试织了莫代尔纬平针织物，研究了捻度、歪斜角、定捻处理、 纱线交织对织物纵行歪斜性的影响，总结了控制织物纵行歪斜性的方法。研究 发现，纱线的捻度越大，织物歪斜性越严重；定捻处理后纱线强伸性能下降， 织物歪斜性改善；采用捻向相反的纱线交织，可以改善织物的歪斜性。 运用正交实验设计对三类不同原料的编织工艺进行优化，测试针织物洗涤 后的横、纵向尺寸变化率，得出莫代尔针织物最佳工艺为，弯纱深度n p 值： 1 2 ，机速：1 0 m s ，牵拉值：4 4 5 4 ，同理得出莫代尔棉和棉针织物最佳工艺。 测试了不同编织工艺针织物的拉伸性能、弹性回复性和起拱变形。结果显示： 莫代尔针织物尺寸变化率、横向断裂伸长率、横向弹性回复性最好；莫代尔 棉针织物的纵向断裂伸长率最好；棉针织物纵向弹性回复性、起拱回复性较好。 设计并试织了不同组织结构的莫代尔、莫代尔棉和棉针织物，测试了织物 的缩水率，弹性回复率，起拱性。重点研究了松弛次数对纯莫代尔针织物尺寸 稳定性的影响。研究发现，三次松弛能使织物达到相对稳定的状态。设计并采 用不同比例的莫代尔与氨纶进行交织，测试织物的横、纵向缩水率，结果显示： 随着氨纶含量的增加，织物缩水率减小，织物的尺寸稳定性明显改善。 运用r b f 神经网络对莫代尔针织物尺寸稳定性进行预测评价，得出9 种不 同编织工艺参数中，弯纱深度n p 值1 3 ，机速1 0 m s ，牵拉值3 0 4 0 时综合参 数值最大，尺寸稳定性最好。7 种不同组织结构中，畦编组织的尺寸稳定性最 好。预测结果与正交实验设计分析结果基本吻合，说明此预测模型可以用于此 类针织物尺寸稳定性最优工艺预测。 关键词：莫代尔针织物；尺寸稳定性；编织工艺；组织结构：神经网络 a b s t r a c t m o d df i b e ri sar e g e n e r a t e de e l l u l o s ef i b e r w i t hg r e e na n de n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o nf e a t u r e s , i nr e c e n ty e a r s , m o d e lf i b e r sh a v eb e e na e v a o p e da n d 印p i i e d w i d e l y b u td i m e n s i o n a ls t 曲i i i t yo ft h em o d a lp r o d u c t si sn o tg o o d ，w h i c ha f f e c t s t h em o d a lp r o d u c t sq u a i l t y i no r d e rt oi m p r o v et h eq u a l i t yo ft h em o d a lf i b e r p r o d u c t sa n dm e e tc o n s u m e rn e e d i ti si m p e r a t i v et os t u d yt h ed i m e n s i o n a ls t a b i l i t y 研m o d e lf i b e rk n i t t e df a b r i c , 1 1 3t h i sp 辄t h es t r f a e ef e a t u r e so fm o d a l ，c o t t o na n dm o d d ，c o t t o nb i e n d e d y a r nw e r ed e t e c t e dw i t he l e c t r o n i cm i c r o s c o p et h ey a r nt w i s t ，t e n s i l ep r o 【) e n i 茂 h a i r i n e s s , y a r n6 v e f l r l e 瓯f r i c t i 0 1 1c o e f f i c i e n t ，d i a m e t e ra n de q u i l i b r i k l l t im o i s t u r e r e g a i nw e r em e a s u r e da n d 0 1 1 t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h es u r f a c eo fm o d a l c o t t o nb le n d e dy a r nw e r et h em o s tg r l o o t ha n de i ，朗n e 翳mo d a iy a r nh a dm o r e h a i r i n e s sa n dt h em o i s t u r er e g a i nw 笛h i g h e r t h et e n s i l ep r o p e r t i e so fc o t t o ny a r n w e r et h eb e s t t h ed i a m e t e ra n df r i c t i o nc o e f f i c i e n to ft h r e ek i n d so fy a r nw e r e n e a l ys a r n e ! w h i c ha f f e c tf a b d c d i 删o n a ls t a b i l i t ys i m i l a r l y t h em o d a lp l a i nk n i t t e df a b r i cw 笛k n i t t e dw i t he o r n p u t e n z e df l a tk n i t t i n g i t l f l l ：h i f i e e f f e c t so fy a r nt w i s t ，t w i s ts e t t i n gt r e a t m e n ta n dy a r n t o v e r lo l lf a b d e l o n g i t u d i n a ls k e ww e r es t u d i e d t h em e t h o d so fc o n t r o l l i n gt h ef a b r i cl o n g i t u d i n a l a p p r o a c hw e r ed i s c u s s e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ef a b r i cs k e e tw 笛m o r es e r i o u s , w h e nt h e y a r nt w i s tw a s g r e a t e r a f t e rt w i s ts e t t i n gt r e e t r n e n t ，y a r nt e n s i l ep r o p e r t i e s d e c r e a s e da n df a b d cs i 洲i m p r o v e d t h es k e wo ft h ef a b r i ci m p r o v e dw h e nt h e f a b d c w e r ek n i t t e dw i t ho p p o s i t e d i r e c tt w i s t e dy a r n t h em e t h o do fo r t h o g o n de p e r ir n e n t a ld e s ig nw a su s e dt oo p t im i z et h r e e k i n d so ft h ek n i t t e df a b r i ck n i t t i n gp r o e e s s t h eh o d z o r 魁a n dv e r t i c a lc h a n g i n g r a t e so fk n i t t e df 醴：x i cs i z ew e r em 嘲i r e da f t e rb e i n gw a s h e d t h eo p t i m u mp r o c e s s p a r a m e t e r so fm o d a lk n i t t e df a b r i c sw e r e , y a r nb e n d i n gd e p t h ( n pv a l u e s ) ：1 2 ， m a c h i n es p e e d ：1 0 m ，ss t r e t c hv a l u e s4 4 - 5 4 t h ek n i t t e df a b r i ck n i t t i n gp r o c e s s o fm o d a l | c o t t o na n dc o t t o nw e r eo p t i m i z e di nt h es a m ew a y a n dt h et e n s i l e p r o p e r t i e se l a s t i cr e c o v e r ya l db a g g i n gd e f o r m a t i o no fd i f f e r e n tk n i t t i n gp r o c e s s f a b r i c sw e r em e a s u r e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ed i m e n s i o n a lc h a n g i n gr a t e , h o r i z o n t a lb r e 目k i n ge x t 郇i o na n dh o r i z o n t a le l a s t i cr e c o v e r yo fm o d a lk n i t t e df a b r i c w e r et h eb e s t t h el o n g i t u d i n a lb r e e k i n g 删o no fm o d a l c o t t o r lf a b r i cw a st h e b e s t ；c o t t o nf a b r i cv e r t i c a le l a s t i cr e c o v e r ya n db 朗i n gd e f o r m a t i o nr e e o v e r yw e r e b e t t e rt h a nt h eo t h e rf a b r ic s t h ef a b r i c so fm o d a l ，m o d a l ，c o t t o na i dc o t t o r lo fd i f f e r e n to r g a n i z a t i o n a l s t r u c t u r e sw e r ed e s i g n e da n dk n i t t e d t h ef a b r i cs h r i n k a g e ，e l a s t i cr e e o v e r yr a t ea n d b a g g in gd e f o r m a t io nw e r em e a s u r e d e f f e c t so fr e l 钗a t io nt im e s0 1 1p u r em o d a l k n i t t e df a b r i cd i m e n s i o n a ls t a b i l i t yw e r es t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ef a b r i c s c o u l da c h i e v ea r d a t i v e l ys t a b l es t a t 包a f t e rr e l a x i n gt h r e et i m e s t h ef a b r i c sw e r e i n t e r t w i n e du s i n gd i f f e r e n tp r o p o r t i o n so fm o d a la i ds p a n d 以，a n dt h eh o r i z o n t a la n d v e r t i c a lf a b r i cs h d n k a g ew e r em e a s u r e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ef a b r i c s h r i n k a g e d e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s i n go fs o a n d e xc o n t e n t ，t h e d im e n s i o n a ls t a b i l i t y o ft h ef a b r i ci m p r o v e do b v i o u s l y t h r o u g hr b fn e u r a lr 嘲l o r kt h ed i m e n s i o n a ls t a b i l i t yo fk n i t t e df a b r i c sw e r e p r e d ic t e da n de v a lu a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tint h en in ed i 仟e r e n tm o d a lk n i t t in g p r o o e s sp a r a m e t e r s , t h ef a b r i cc o r r l p r e h e n s i v ei n d e ka n dd i m e n s i o n a ls t a b i l i t yw e r e t h eb e s tw h e ny a mb e n d i n gd e p t h ( n p v a l u e ) w a s1 3 ，t h em a c h i n es p e e dw a s1 0 m ， s a n ds t r e t c hv a l u e s w a s 3 0 4 0 t h e c a r d i g a no r g a n i z a t i o nd i m e n s i o n a ls t a b i l i t yw a s t h eb e s ti nt h es e v e nd i f f e r e n tm o d a lk n i t t e df a b d c 或r u c t u r e st h er e s u l t so f p r e d i c t i n ga n da n a l y s i so ft h eo r t h o g o n a le p e r i m e n td e s i g n sw e r eb a s i c a l l y c o n s i s t e n t t h er e g a l t ss h o w e dt h a tt h ef o r e c a s tm o d e lc o u l db eu s e dt op r e d i c tt h e o p t i r r l u mp r o c e s s o ft h i s k i n do fk n i t t e df a b r i c d i m e n s i o n a ls t a b i l i t y k e y w o r d s ：m o d a l k n i t t e df a b r i c ；d i m e n s i o n a l s t a b i l i t y ：k n i t t i n gp r o e e 磷 o r g a n i z a t io n a ls t r u c t u r e ；n e u r a lr n 如o r k ； 目录 第一章绪论。1 1 1 引言1 1 2 莫代尔纤维和产品的发展及现状1 1 2 1 再生纤维素纤维的开发进展1 1 2 2 莫代尔纤维2 1 2 3 莫代尔纤维的应用前景2 1 3 国内外有关横机针织物尺寸稳定性的研究情况2 1 3 。1 从线圈结构形态方面理论研究3 1 3 2 从针织物收缩变形机理方面研究3 1 3 3 从针织物尺寸稳定性的实验测试方面研究4 1 4 横机针织物的尺寸稳定相关性能及其指标研究4 1 4 1 横机针织物的松弛变形性能研究4 1 4 2 横机针织物的拉伸变形性能研究4 1 4 3 横机针织物的弹性变形性能研究5 1 4 4 横机针织物的起拱变形性能研究5 1 5 针织物尺寸稳定的影响因素及改善措施6 1 5 1 影响尺寸稳定性的主要因素6 1 5 2 改善尺寸稳定性的措施6 1 6 本课题研究的目的与主要内容6 1 6 1 本课题研究的目的6 1 6 2 本课题研究的主要内容7 第二章原材料的性能测试研究9 2 1 实验部分9 2 1 1 实验材料及其主要性能参数9 2 1 2 测试方法9 2 - 2 结果与讨论1 2 2 2 1 纱线纵向特征一1 2 2 2 2 纱线捻度讨论与分析。1 3 2 2 3 纱线强伸性能讨论与分析1 3 2 2 4 纱线毛羽的讨论与分析1 5 2 2 5 纱线条干均匀性的讨论与分析1 5 2 2 6 纱线摩擦系数讨论与分析1 6 2 _ 2 7 纱线回潮率讨论与分析一1 6 2 2 8 纱线直径讨论与分析仃 2 3 本章小结仃 第三章莫代尔针织物纵行歪斜现象的研究1 9 3 1 纬平针织物纵行歪斜简介1 9 3 2 线圈歪斜的原理与测试方法伯 3 2 1 线圈歪斜的原理1 9 3 2 2 线圈歪斜性的测试方法2 0 3 3 捻度对莫代尔针织物纵行歪斜影响的研究2 1 3 3 1 实验材料及其参数设定2 1 3 - 3 - 2 织物的编织及歪斜角的测定2 1 3 3 3 实验结果与分析2 2 3 4 纱线的定捻处理对莫代尔纬平针织物纵行歪斜的影响2 2 3 4 1 加捻原理2 2 3 4 2 定捻实验原理2 3 3 4 3 定捻处理工艺2 3 3 4 4 定捻处理对莫代尔针织物纵行歪斜的影响2 4 3 5 纱线的交织对莫代尔纬平针织物纵行歪斜的影响2 5 3 6 莫代尔纬平针织物纵行歪斜的控制方法2 6 3 7 本章小结2 7 第四章编织工艺对莫代尔针织物尺寸稳定性影响2 9 4 1 织物结构及其编织2 9 4 1 1 主要工艺参数介绍3 0 4 。1 2 主要工艺参数的正交实验设计及结果3 0 4 1 3 编织设备及工艺3 1 4 2 织物基本结构参数的测定方法和结果3 2 4 2 1 织物结构参数的测试3 2 4 2 2 实验测试结果3 3 4 3 织物的松弛处理对尺寸稳定性的影响3 4 4 3 1 织物松弛处理方法。3 4 4 3 2 正交实验结果3 5 4 3 3 三类针织物数据对比分析4 1 4 4 莫代尔纤维针织物的拉伸性能的研究4 3 4 4 1 测试设备及试样准备4 3 4 4 2 实验数据一4 4 4 4 3 数据分析4 4 4 5 莫代尔纤维针织物的弹性回复性能的研究4 4 4 5 1 测试设备及试样准备4 4 4 5 2 实验数据4 , 5 4 5 3 数据分析4 , 5 4 6 莫代尔纤维针织物的起拱变形性能的研究4 6 4 6 1 测试设备及试样准备4 6 4 6 2 实验数据4 f i 4 6 3 数据分析4 7 4 7 本章小结4 7 第五章组织结构对莫代尔针织物尺寸稳定性的影响4 9 5 1 莫代尔针织物的编织4 9 5 2 莫代尔针织物的密度测试5 0 5 3 莫代尔针织物不同组织结构的松弛性的研究5 1 5 3 1 莫代尔针织物的松弛处理5 1 5 3 2 松弛次数对莫代尔针织物尺寸稳定性的影响一5 1 5 4 莫代尔针织物不同组织结构弹性性能研究5 5 5 4 1 试样准备5 5 5 4 2 实验数据5 6 5 4 3 数据分析5 6 5 5 莫代尔针织物不同组织结构起拱变形性的研究5 9 5 5 1 试样准备一5 9 5 5 2 实验数据6 0 5 5 3 数据分析6 0 5 6 本章小结。 第六章莫代尔与氨纶交织对织物尺寸稳定性的影响6 3 6 1 氨纶简介6 3 6 1 1 氨纶结构一6 3 6 1 。2 氨纶的编织工艺一6 3 6 1 3 氨纶产品的发展一6 4 6 2 氨纶含量对织物尺寸稳定性及弹性的影响6 4 6 2 1 实验部分6 4 6 2 2 试样准备6 5 6 - 2 3 数据分析6 5 6 3 本章小结6 7 第七章基于r b f 网络预测莫代尔针织物的尺寸稳定性 7 1 人工神经网络的简介 7 2m 越i 曲简介 7 3m 纠豳神经网络工具箱7 0 7 4r b f 网络模型简介7 1 7 5 莫代尔针织物尺寸稳定性的综合指标预测7 3 7 6 本章小结7 7 第八章结论及展望7 9 8 1 主要结论7 9 8 2 不足与展望8 0 参考文献8 1 研究生期间发表的论文一8 3 致谢8 5 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 由于资源与环境问题越来越多的引起人们关注，天然纤维素的应用得到重 视。纤维素资源丰富，属于可再生资源，具有可持续性、环保性、可参与自然 界的生态循环。作为纺织纤维，纤维素纤维具有优良的吸湿性、穿着舒适性等 服用性能，是纺织品的重要原料。所以，纤维素纤维是理想的、有前途的纺织 原料之一。 普通粘胶纤维吸湿性强，穿着舒适，可纯纺或与棉等混纺制作成织物，但 是由于其湿态膨胀率大，强度和初始模量低，致使织物不耐洗，洗后缩水变形 大，尺寸不稳定。 莫代尔( m o c 纠) 纤维作为一种粘胶改良纤维，是一种绿色环保再生纤维 素纤维。其产品的尺寸稳定性优越与否是影响产品服用性能的重要方面。许多 文章介绍称莫代尔纤维具有优越的伸长性和吸湿性，强度和湿态初始模量适中， 并且手感柔软，是生产针织内衣的理想原料，但对莫代尔针织物服用性能的研 究，特别与同样是纤维素纤维的棉横机针织物服用性能的对比研究还未见报道。 将相同细度的莫代尔纤维纱，莫代尔，棉和棉纱开发编织形成相同规格针织物， 利用相关的仪器设备对这三类针织物的有关服用性能进行测试研究，从而定量 地分析、评价三类针织物尺寸稳定性性能的差别，为科学地应用莫代尔纤维开 发针织物提供依据。 1 - 2 莫代尔纤维和产品的发展及现状 1 2 - 1 再生纤维素纤维的开发进展 再生纤维素纤维的发展总体上可以分为三个阶段，形成了三代产品。 第一代是2 0 世纪初为解决棉花短缺而出现的普通粘胶纤维。 第二代是2 0 世纪5 0 年代生产的高湿模量粘胶纤维，其主要产品包括虎木 棉( 后命名为p o l y n o s i c ) 、变化型高湿模量纤维h v v m 及年代后期生产的 m o d a l 纤维，于此同时，再生纤维素纤维的理化性能也有了充分的改进。 第三代再生纤维素纤维产品是以2 0 世纪9 0 年代推出的短纤t e n c e i ( 天丝) 、 天津工业大学硕士学位论文 长丝、n e w c e l l 为代表。由于现代人们生活方式的改变，崇尚自然、自由、健康 环保意识的逐渐增强，对再生纤维素纤维有了新的认识，促进了再生纤维素纤 维的发展和应用乜1 。 1 2 1 2 莫代尔纤维 莫代尔纤维是第二代再生纤维素纤维，是奥地利兰精( l e n z i n g ) 公司开发的 新一代再生纤维素纤维，该纤维以欧洲的榉木为原料，采用高湿模量粘胶纤维 的制造工艺，经打浆、纺丝而成。不但具有天然纤维的吸湿透气性能，而且还 具有合成纤维的强伸性，由其纺纱编织而成的织物滑爽、透气，具有良好的悬 垂性、染色性能，且有蚕丝般光泽等优点，同时，由于莫代尔纤维的生产加工 过程清洁，污染少，对人体和环境无害，其纺织品的废弃物也可自然降解，具 有良好的环保性能，应用该纤维开发纺织面料符合环保可持续发展的要求b 1 。 利用莫代尔纤维开发满足人们消费需求，舒适健康的产品，提升我国纺织品在 国际纺织品市场的竞争地位。 1 2 3 莫代尔纤维的应用前景 莫代尔纤维已被纺织界一致公认是2 1 世纪最具有潜质的纤维“1 。莫代尔纤 维的产品，符合人们回归自然的生活理念，用它所做成的服装，具有较好的丝 光感，光滑的触摸感和舒适的悬垂感以及良好的吸湿性与透气性，更适合于开 发衬衫、内衣、t 恤、睡衣等产品，莫代尔纤维日益成为外衣及其装饰用布的 材料。 莫代尔纱在针织上的应用较多，是高档针织面料的首选材料，特别在针织内 衣、运动服装等方面的应用越来越广。但由于纯莫代尔纱线的价格比纯棉纱高， 在生产中可使用莫代尔纤维与其他纤维进行混纺或使用纯莫代尔纱与其他纤维 纱线交织，可达到很好的效果，从而织成各种各样的织物。一般来说，莫代尔 纤维的比率在3 0 以上的针织面料才叫做莫代尔针织面料拍1 。莫代尔制成的服 装在欧美、日本和韩国受到广大消费者的青睐陆1 。莫代尔产品在现代服装服饰 上有着广阔的发展前景。 1 3 国内外有关横机针织物尺寸稳定性的研究情况 根据以往对针织物尺寸稳定性的大量研究，我们可以知道针织物的尺寸稳定 性对其品质、服用性能的起着重要作用。针织物结构具有手感松软，延伸性高 和弹性回复性能好等物理性能。但在编织、后整理等加工工序中或穿着和洗涤 第一章绪论 过程中，针织物受到不同程度的横向和纵向拉伸产生变形，针织物中线圈在织 物横向、纵向会有相互转移并在一定条件下暂时稳定平衡。由于影响尺寸稳定 性因素复杂，目前还不能有效、稳定地控制其尺寸和形态。为此，国内外许多 研究者对针织物的尺寸稳定性进行了大量讨论，下面分别做一下概述。 1 3 1 从线圈结构形态方面理论研究 线圈是针织物的基本结构单元，在弯曲的条件下呈三维空间曲线状态，由 同一根纱线所构成，线圈的圈弧和圈柱可以进行相互转移盯1 。松弛状态下线圈 的几何形态直接影响针织物的外观，同时还影响厚度、弹性回复性、延伸性和 缩水性等。针织物在编织过程中，纱线受到牵拉而产生弯曲变形，导致线圈结 构发生变化。当织物受到纵向拉伸时，圈弧的部分将转移到圈柱中，而横向拉 伸时纱线则从圈柱转移到圈弧中，这样就线圈受力的作用在不同方向改变形状 和大小。由于纤维之间、纱线之间存在较大的摩擦力，以及纱线接触点之间存 在的压力，使得线圈以及整个织物保持一定的形状与尺寸。 一般通过建立线圈的几何模型和线圈的力学模型进行线圈结构形态及其参 数研究。最初是将线圈简单的假定为二维或三维空间曲线进行研究，继而借助 力学弹性理论，分析力和力偶对模拟线圈的作用，导出处于稳定状态的线圈几 何结构，作为对针织物尺寸稳定性分析的依据，分析其针织物线圈几何参数在 各种状态下的变化情况1 。m u n d e n n 研究得出针织物线圈的稳定状态与其能 量有关，当织物充分松弛后，线圈能量最低，形态最稳定，且形态唯一。 1 3 2 从针织物收缩变形机理方面研究 织物受外力作用，线圈会发生转移，外力去除后，线圈便会力图克服纱线 问的摩擦力恢复其原来的形状。线圈尺寸与形状发生变形的针织物总是力图回 复到全松驰状态，但是短时间内很难达到理想效果，这就造成其尺寸的不稳定。 因此针织物的收缩变形机理，可以认为是变形前针织物线圈系统的平衡被打破 而向新的平衡状态的过渡过程。研究认为针织物的收缩取决于诸多因素，比如 纤维自身特性、纱线在纺纱、染色及编织过程中受到拉伸、扭曲、压缩和摩擦 等作用力，纱线捻度、机号，编织时的弯纱深度、张力、牵拉力以及水洗、干 燥和后整理方法，但是影响织物收缩的关键因素是纱线的膨胀和织物编织下机 后的内应力的松弛n 别。织物的收缩变形一般可分为急弹性、缓弹性和塑性变形。 为了提高其织物尺寸稳定性，可以采取一定措施，如热湿和振动的情况下，能 有效的促进拉伸缓弹性变形的恢复。针织物若连续或重复受到小于断裂负荷的 外力作用，会产生蠕变和疲劳现象，造成织物尺寸的不稳定。在横机针织物的 3 天津工业大学硕士学位论文 收缩变形中，洗涤变形是较普遍也是较为重要的变形，其他拉伸变形，起拱变 形也在不同程度的影响着织物的尺寸稳定性。 1 3 3 从针织物尺寸稳定性的实验测试方面研究 包括针织物尺寸稳定性的测试方法和指标，及成衣的尺寸稳定性测试的方 法。分析所得的实验数据，求得针织物尺寸变化的有关参数，为织物的工艺设 计提供参考。此外，测试方法的选择应考虑到国际贸易相关标准等问题。 1 4 横机针织物的尺寸稳定相关性能及其指标研究 1 4 1 横机针织物的松弛变形性能研究 在针织物尺寸稳定性的研究中，收缩率是衡量针织物尺寸稳定性的主要指 标之一。针织物的收缩率是由于松弛作用所引起的织物尺寸变化。当针织物受 到外力作用时，针织物从变形状态到稳定状态，主要由两个内力来完成：一个 力是纱线因弯纱成圈而力图伸直的弹性回复力；另一个力是线圈与线圈相互串 套，接触点处纱线之间的压力，这两个力共同作用，使织物保持一定的形态。 这种从变形状态到新的平衡状态，或从一种稳定状态变化到另一种稳定状态的 变化称为松弛n 引。针织物的松弛包括干松弛与湿松弛。 织物的干松弛是指去除作用于织物的外力后，线圈以及纱线向能量最小回 复的过程劓。许多学者在对尺寸稳定性的研究过程中指出，织物的干松弛不能 使织物的变形完全去除，特别是对于亲水性纱线的织物，只有经过适当的湿松 弛才能使织物达到全松弛状态n 副，即通过织物的湿松弛来完成。在对湿松弛的 研究理论中，湿松弛又分为两种，一种为静态的，另一种为动态的。 ( 1 ) 静态湿松弛，即不施加任何外力将织物放在水中进行松弛。据研究， 对于静态湿松弛，除非加温，否则织物一般很难达到全松弛状态。静态湿松弛 仅使织物得到膨润，仅能使针织物接近于平衡状态，这就使针织物线圈中的相 互作用力重新分配，表现为线圈形态和尺寸有所改变。 ( 2 ) 动态湿松弛，即洗涤时外力作用在针织物上，其能进一步克服摩擦阻 力，最终达到平衡状态。经过研究得出，在相同条件下带有震荡的动态湿松弛 比静态湿松弛能更好的达到松弛状态n 。 1 4 2 横机针织物的拉伸变形性能研究 针织物在穿着过程中，随着身体的运动，将受到不同程度不同方向的拉伸， 第一章绪论 导致尺寸发生变化。针织物的拉伸分为单向拉伸和双向拉伸。单向拉伸是织物 尺寸沿着拉伸方向增加，而垂直于拉伸方向的尺寸则缩短。双向拉伸是拉伸在 两个垂直方向上同时进行，或者是在一个方向进行拉伸，而在与拉伸成垂直的 方向则强制保持织物尺寸不变。拉伸时针织物产生变形是由于纱线从一些区段 被拉到另外一些区段中，造成线圈结构的变化。此外，拉伸开始，除弹性伸长 外，缓弹性伸长及塑性伸长也同时进行。拉伸性实验中单向拉伸是最简单，也 是最常用的，其测试方法、设备以及实验数据都易于接受，实验结果具有较高 的参考价值i 8 1 。 1 4 3 横机针织物的弹性变形性能研究 在生产和使用过程中，针织物会受到各种因素的作用而发生变形。针织物 在拉伸作用下会产生较大的变形，在拉伸负荷方向伸长，在垂直于拉伸负荷方 向收缩。当外力释放后，织物便产生回复，把能回复的变形称为弹性变形；但 不能完全回复到织物的最初状态，总会产生一部分残余变形，把不能回复的变 形称为塑性变形。在弹性变形中，当外力释放后能立即回复的变形称为瞬时弹 性变形，其变形后的残余变形称为瞬时塑性变形；而经一段时间后逐渐回复的 变形称为延缓弹性变形，其变形后的残余变形称为延缓塑性变形。弹性变形 和塑性变形的大小是衡量弹性针织物弹性性能的重要指标。一般来说，弹性变 形越大而塑性变形越小的针织物，其弹性性能越好。为此，必须测定针织物的 弹性回复率和塑性变形率这两个指标，分别衡量针织物的弹性变形大小和塑性 变形大小。 1 4 4 横机针织物的起拱变形性能研究 目前在对织物的力学性能的研究中，空间变形特性越来越受到重视。针织 服装在穿着的过程中，如人体肘部、膝部和臀部的地方，在经受反复弯曲或较 长时间坐姿而产生变形的积累，表现为“起拱”现象。在针织物的弹性变形中， 延缓性变形所占的比例较大，所以发生变形后需要较长时间才能使变形得以回 复，影响外观审美，而且耐用性也受影响。对于起拱变形，可采用定拱高的静 态起拱实验来模拟，模拟织物受到垂直于织物平面的作用力时的状态，符合服 装织物受力的实际情况，具有很强的优越性n 引。 5 天津工业大学硕士学位论文 1 5 针织物尺寸稳定的影响因素及改善措施 1 5 1 影响尺寸稳定性的主要因素 由于针织物特殊的线圈结构，受到外力，线圈易发生变化，影响织物的尺 寸稳定性。主要影响因素有：原料对尺寸稳定性能起着决定性作用，例如纱线 原料和纱线的性质；纱线品质也极大影响着织物尺寸的稳定性，例如弹性、强 力、毛羽、条干均匀性、捻度等；外力方面，例如纱线在纺纱、染色、编织时 所受到的拉伸、牵拉和织物在洗涤、后整理时施加的外力，穿着时受到的作用 力，在不同程度和不同方向上引起织物的变形。 1 5 2 改善尺寸稳定性的措施 分析影响横机针织物尺寸稳定性的因素，通过理论和实验相结合的方法， 选择合理的上机工艺，改善织物的尺寸稳定性【2 口l 。， a 选用弹性好，缩水率低，表面光滑，品质较好的纱线。 b 编织前对纱线进行汽蒸处理，消除纱线的内应力，降低缩水率。 g 确定合理的上机工艺，后整理工艺。同时要考虑到环境污染问题，节约 成本，符合针织物整理的工艺要求。如：进行酶整理，能提高针织物的光泽、 柔软度、手感和尺寸稳定性。利用热塑性，将针织物在一定张力下加热处理， 使之固定于新的稳定状态。 d 加入少许弹性纤维参与编织。如氨纶具有极高的弹性和回复性，可以改 变织物的品质、制成的服装舒适合身、不易走样、尺寸稳定。 1 6 本课题研究的目的与主要内容 1 6 1 本课题研究的目的 横机针织物具有优良的弹性回复性能、保暖性及吸湿性，而且光泽柔和， 手感柔软，深受消费者青睐。随着人们对服装质量的要求逐渐增高，针织物的 尺寸稳定性同时受到人们的特别关注，对针织物的尺寸稳定性提出了新的要求。 因此改善横机针织物的尺寸稳定性，提高针织物产品内在质量的任务势在必行。 本课题通过对织物缩水性、拉伸性、弹性回复性等方面的实验研究，可以 对莫代尔纤维织物编织提供借鉴，从而进一步完善莫代尔纤维针织物的生产， 促进莫代尔纤维针织物的应用。帮助国内针织企业进一步完善生产细则，优化 第一章绪论 生产工艺，为企业减少与针织物尺寸稳定性相关的指标不合格率提供参考，既 能降低成本、提高企业经济效益，又能使企业在市场竞争中占有一席之地。 1 6 2 本课题研究的主要内容 随着人们对服装质量的要求越来越高，针织物的尺寸稳定性依然受到人们 的特别关注，对针织物的尺寸稳定性提出了新的要求。因此改善横机针织物的 尺寸稳定性，提高针织物产品内在质量的任务势在必行。 本文通过电子显微镜对莫代尔、棉及莫代尔，棉混纺纱线的表面特征进行了 观察分析，分别测试了三种纱线的捻度、强伸性能、毛羽、纱线条干、摩擦系 数、直径及回潮率。采用电脑横机试织了莫代尔纬平针织物，研究了捻度、歪 斜角、定捻处理、纱线交织对织物纵行歪斜性的影响，总结了控制织物纵行歪 斜性的方法。运用正交实验设计对针织物的编织工艺进行优化，测试针织物洗 水后的横、纵向尺寸变化率，得出莫代尔、莫代尔棉和棉针织物最佳编织工艺。 并且测试比较不同编织工艺的针织物的拉伸性能、弹性回复性和起拱变形。设 计并试织不同组织结构的莫代尔、莫代尔，棉和棉针织物，测试了织物的缩水率， 弹性回复率，起拱变形。重点