机织革基布基本性能研究

严涛海，陈东生，王建刚(.， 5008；.市纺织服装行业技术创新中心， 5008；.省服装行业技术开发基地， 5008；.省高校纺织服装技术工程研究中心， 5008)

1 前言

由于人口膨胀、环境保护和社会需求的不断增加，真皮已经无法满足人类生产生活的需要，加之皮革的运用不仅局限于生活用，产业用皮革的需求也日益增多。然而，进入20世纪90年代以来，由于各国加大了对环境保护的力度，实行了退耕还林、退牧还草等恢复生态的措施，使得皮革工业产量在逐渐下降，人造合成革正被逐步用来替代真皮革的一部分，因此，为弥补天然皮革的不足及满足人们更高层次的需要，人造合成革工业将具有更广阔的发展空间。随着人造革的发展，科技的进步，设备技术的创新，在舒适性、透气性、柔韧性、手感等诸多方面，人造合成革都能与天然皮革相媲美。此外，部分合成革，如超细纤维合成革在耐化学性、质量均一性、大生产加工适应性以及防水、防霉变性等方面甚至优于天然皮革。革基布分为机织革基布，针织革基布和非织造革基布三大类。机织革基布具有生产简单、成本低廉、性能优越等特点，目前占据市场一半份额以上，因此研究机织革基布的性能显得非常重要。

2 实验与结果讨论

2.1 机织革基布的制作原理

机织革基布是由相互垂直排列的经、纬纱相互交织而制成的基布，经染色、上柔软剂、烘干、拉幅、起绒、剪毛、拉幅、定形而成。

2.2 实验材料

五种织物结构相同，厚度不同，经纬纱均为涤棉混纺的机织革基布；YG(B)141D数字式织物厚度仪；万能材料实验机；YG(B) 461D—Ⅱ型数字式织物透气量仪。

2.3 实验数据结果与分析

2.3.1机织革基布厚度实验数据分析

通过实验，测得试样机织革基布的实验数据如表1所示：

表1 机织革基布厚度实验测量数据表

(1)试样拉伸性能实验(见表2、表3)

表2 试样经向拉伸性能实验数据汇总表

表3 试样纬向拉伸性能实验数据汇总表

(2)实验数据分析

织物的断裂强力值取决于构成织物的纤维成分、线的捻度、细度和织物的组织密度等多项指标。一般来说，影响机织物拉伸性能的因素有很多，首先是织物的屈曲，因为用机织方法生产的机织物，经纬纱线的相互交织，纱线在织物中呈波浪形屈曲。这种波浪形的屈曲使得织物在受到拉伸时，织物中的纱线或纤维先伸直再伸长，造成大量不必要的伸长；另外，织物受到拉伸时，交织点上的经纬纱要相互挤压，一部分纱线的潜能浪费在与织物垂直的方向上，用来推开其它纱线。国外研究发现，机织物中纱线的屈曲会导致纤维强力的损失达到20%。其次是纤维，纤维品种是织物拉伸强力的决定因素，在织物结构相同的条件下，纤维的强伸度大，织物的强伸度也大。即使同种纤维，由于其内部结构不同，强伸度也有较大的差异。同时，织物的经纬密度也是影响机织物的拉伸性能的重要因素之一。若纬密保持不变，增加经纱密度，织物的经向拉伸断裂强力增大，纬向拉伸断裂强力也有增大的趋势。这是由于经密增大，承受拉伸的纱线的根数增多，经向强力增大，纬纱不易产生伸长，结果使纬向强力也增大。若经密保持不变，纬密增加，织物纬向强力增大而经向强力有减小的趋势，这是由于纬密增加，经纱在织造过程中受反复拉伸的次数增加，经纱承受的摩擦次数增加，使经纱发生不同程度的疲劳，引起织物经向强力下降。机织物的组织对织物的拉伸性质的影响是：织物在一定的长度内纱线的交错次数多，浮线的长度短时，织物的强力和伸长大 。除此之外，织物的拉伸强力还受到纱线捻度的影响，无捻度纱线织成的织物纬向密度偏低，造成织物拉伸时纤维滑脱比例增大。可用提高织物纬向密度的方法来提高断裂拉伸性能，从而提高纬向的机械强度。

由图1、图2可知：机织革基布实验试样纬向断裂强力由大到小的排序为：A> C > B >D>E。经向断裂强力由大到小的排序为：A> C > B >D>E。与一般织物不同，机织革基布的纬向断裂强力大于经向断裂强力，纬向的断裂伸长小于经向的断裂伸长，断裂强力大的，其断裂拉伸率较小。

结合机织革基布厚度实验分析，试样E的厚度最大，但其织物强力却是最小的，试样A的厚度最小，其强力却是最大。这是因为机织革基布是经拉绒机拉绒工序，拉绒的绒长越大革基布厚度越小，对纱线的结构损伤也越大，同时对革基布的强力损失就越大。

图1 试样经向拉伸性能实验曲线图

图2 试样纬向拉伸性能实验曲线图

2.3.2机织革基布撕裂性能实验数据分析

(1)试样经向撕裂性能实验

本次机织革基布撕裂强力实验数据分析，采用人工计算法。首先分割峰值曲线：从第一峰至最后一峰等分成4个区域。去除第一区域，在其余3个区域内，每个区域选择并标出2个最高峰和2个最低峰，共12个峰值，按照规定进行计算而选取峰值时，该峰两侧强力下降段的绝对值至少超过上升段的绝对值10%，否则不应选取。其次，计算每个试样12个峰的算术平均值。依据该试验数据分析的步骤，分析得出这五种机织革基布撕裂强力实验数据，如表4所示：

(2)撕裂性能实验结果分析

纱线的断裂强力和断裂伸长率与织物的撕破强力关系密切，撕裂是织物中的纱线依次逐根断裂，纱线本身强力大，织物撕破强力也大，纱线的断裂伸长率越大，受力三角形就拉得越大，三角形内同时受力根数越多，织物撕破强力越大。织缩也影响着织物的撕裂强度，当织缩大时，织物的伸长增加，织物中纱线的受力根数增加，受力三角形大，因而撕裂强度增加；当织缩大时，纱线的弯曲程度增加，纱线间的相互挤压和摩擦增加，使纱线的相对运动的可能性减小，因而会降低撕裂强度。织物密度也影响撕裂，织物密度增加，而纱线间的摩擦阻力变化不大，则由于受力纱线根数增加，可能使撕裂强度提高，织物密度越大，纱的摩擦系数越大，则纱从织物内拉出的阻力越大，形成的撕裂口越小，其结果是撕裂强度降低。

表4 试样撕裂强力汇总表

同时，织物组织的不同，纱线在织物中的交错次数不同，使得纱线能作某些相对移动的程度也不同，一般平纹组织的撕裂最小，方平组织织物最大，缎纹和斜纹组织织物处于两者之间。捻度也影响着织物的撕裂强力，有捻纱中存在捻度，纱线可以承受一定的强力，所以撕裂三角区底部的边长可以超过主体纤维长度，撕裂三角面积也比较大，可以承受较大的撕破强力。

机织革基布的撕裂强力实验数据折线图见图3。

图3 机织革基布撕裂强力实验数据折线图

如图3可知：机织革基布实验试样经向撕裂强力由大到小的排序为：A> C > B >D>E。结合机织革基布厚度实验分析，试样E的厚度最大，但其撕裂强力却是最小的，试样A的厚度最小，其撕裂强力却是最大。这同样是因为机织革基布是经拉绒机拉绒工序，拉绒的绒长越大革基布厚度越小，对纱线的结构损伤也越大，纱线受力时更容易断裂，同时革基布的撕裂强力就越小。

2.3.3机织革基布顶破性能实验数据分析

(1)机织革基布顶破性能实验(见表5)

表5 机织革基布顶破性能实验测量数据汇总表

(2)顶破性能实验结果分析

由于机织物和针织物在强度和变形方面是一种各向异性的物体，在顶力作用下各向伸长，沿经、纬(或直、横)两方向张力复合的剪应力，首先在变形最大、强度最弱的一点上使纱线断裂，接着沿经向或纬向(直向或横向)撕裂，因而裂口一般呈直角形或直线形。

由同种纤维组成经纬纱的织物，一般表现为：织缩率大而经纬向织缩率接近，则织物的顶破强度较高。这是由于经、纬纱对顶裂强度同时发挥作用的缘故，其裂口形状常为三角形。若经纬向纱线的变形能力不同或织缩率相差大时，则变形能力小的或织缩率低的纱线在顶裂过程中首先到达断裂伸长而破裂，裂口常为一直线，这是由于经纬向纱线没有同时发挥最大作用，而顶裂强度较低；若经纬向纱线变形能力相同，经纬向密度差异大时，裂口也呈一直线。

针织物的顶裂过程是组成试样的各线圈如同钩接强度试验一样联成一片，共同承受伸长变形，直至顶裂为止。可以推知，如果组成针织物纱线的钩接强度越大，则顶裂强度也越大。针织物可通过改用较粗纱线号数与适当提高针织物的针圈密度，也可用各种合成纤维混纺来提高顶裂强度。

利用织物顶裂强力试验机来测定织物的顶裂强力，通过试验掌握织物顶破强力试验机的顶破原理和织物破裂特征。顶破强力试验机有两种类型，即摆锤式单子顶破强力试验机和气压式织物顶破强力试验机。前者是国家标准中规定使用的仪器。气压式织物顶破强力试验机在测得顶破强力的同时，还可测得顶破伸长，试验结果比较稳定，但气压式织物顶破强力试验机需用压缩空气作为动力，设备比较复杂。

顶破的受力方式与单向拉伸断裂不同，它属于多向受力破坏。织物顶破时往往同时受到经向、纬向、斜向等方面的外力，特别是某些针织品具有纵向延伸、横向收缩的特征，纵向和横向相互影响较大。如采用拉伸强力试验，必须对经向、纬向和斜向分别测试，而顶破试验可对织物强力做一次性综合评价 。影响织物顶破的因素有纱线的伸长与断裂强力，纱线的断裂强力大、伸长率大时，织物的顶破强力高。人造革运用于服装中特殊的部位诸如在人体的肘部、膝部的受力、鞋子等部位时，对革基布的顶破性能有特殊的要求。机织革基布的顶破强力实验数据折线图见图4。

图4 机织革基布顶破强力实验数据折线图

由实验机织革基布试样顶破强力折线图4可知，试样顶破强力为：A> C > B >D>E。根据以上厚度实验数据，厚度最厚的机织革基布试样E，其顶破强力都是最小的，厚度最薄的试样C的顶破强力却是最大的。为此我们可知，这同样是因为机织革基布是经拉绒机拉绒工序产生厚度差异而引起的强力损失。

2.3.4机织革基布透气性能实验数据分析

(1)机织革基布透气性能实验(见表6、图5)

表6 织物透气率试验结果汇总表

图5 机织革基布透气性实验数据折线图

(2)透气性能实验结果分析

对于服用织物来讲，织物透气性的大小关系到穿着者的舒适性。织物的透气性直接影响织物的服用性能。织物的透气性大小与纤维性状、纱线性状、织物几何结构以及后整理等因素有关，包括经纬纱线的直径、密度和厚度、织物紧度、平均浮长和经纬纱捻系数等。而对于涂层织物——人造革来说，对其基布的透气性能有更高的要求。

如图5，通过实验可知五种机织革基布的透气性能由好到差的排序为: A> C > B >D>E。结合机织革基布的厚度实验分析，厚度最大的机织革基布试样E，它的透气性能最差，织物最薄的试样C其透气性能是最好的，由此可知革基布厚度越大其透气性能越差。

3 结论与前景展望

经研究，革基布的性能与其拉绒工艺有很大的关系。革基布在我国的人造革工业发展中起着举足轻重的作用，但目前国内生产的革基布还远远不能满足人造革合成工业的要求，在工艺技术、装备水平、产品质量及原料的选用上与国外相比还有很大差距，因此，为了适应中国新环境，增强国际竞争力，国内的革基布生产企业要加快技术创新和产业升级，不断调整产业结构，提高装备技术水平，以便在激烈的市场竞争中占有一席之地。

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