机织间隔衬垫织物的压缩性能探讨

黄晓梅 朱海萍

(1.南通大学，南通，226019;2.江苏联发纺织股份有限公司，南通，226630)

机织间隔衬垫织物的压缩性能探讨

黄晓梅1朱海萍2

(1.南通大学，南通，226019;2.江苏联发纺织股份有限公司，南通，226630)

研究了机织间隔衬垫织物压缩性能的影响因素及其影响规律。选择间隔纱线原料、间隔纱密度、间隔纱高度为影响因素，采用正交试验方法安排试验方案，用直观分析法得出各因素对压缩性能影响的主次顺序，分析了各因素与压缩性能的关系，找出了机织间隔衬垫织物压缩性能最优方案。研究发现影响机织间隔衬垫织物压缩性能的主要因素为间隔纱的密度和高度，间隔纱的原料影响稍小;间隔纱密度对机织间隔衬垫织物压缩性能影响最大，间隔纱密度越大，抗压性能和弹性回复性能越好。

压缩，衬垫织物，间隔纱，高度，密度

机织间隔织物是由三个轴向的纱线构成的立体状织物结构，是指在两个平行的织物平面结构之间由一组间隔纱相连接的三维机织物［1］，如图1所示。这种特殊的空间结构赋予了机织间隔织物许多独特的性能，如优良的透气，导热导湿及保暖，压缩回弹性能，较好的吸音、隔音性、减震、结构整体性和可成型性等，可广泛应用于服装、服饰、产业用纺织品领域，具有广阔的市场前景。

图1 机织间隔织物的结构示意图［1］

本文采用正交法［2］研究间隔纱的选配对机织间隔衬垫织物压缩性能的影响，具有试验次数少、安排的试验点代表性好、所得到的实验结果可靠合理等特点。

1 正交实验方案的设计

压缩性能表征了机织间隔衬垫织物抵抗外力压缩的性能优劣程度，主要取决于间隔纱的规格与性能、织物密度、厚度、织物组织结构等因素［3-7］。本文主要探讨间隔纱的高度、密度和原料三个主要因素与机织间隔织物压缩性能的关系。选用正交表L9(34)，确定因子(即压缩性能性能的影响因素)为3个:分别用 A、B、C表示，每个因子选取3个水平，如表1，由正交表L9(34)与表1相对应，得出具体的设计方案见表2。

表1 因子水平表

2 机织间隔织物上机规格与小样试织

上、下层织物经、纬纱均采用73 tex×2纯棉股线，间隔纱分别采用146 tex 80腈/20毛混纺纱、146 tex 70腈/30棉混纺纱、73 tex×2纯棉股线。采用平纹组织为地组织。间隔纱接结方式根据间隔纱密度要求采用单纬固结法(即“V”形固结法)、三纬固结法(即“W”形固结法)或两者联合固结［8］。小样试织在经过改造的Y200S型电子小样织布机上完成［9］。通过改变上、下层经纱与间隔纱的张力比可获得不同的间隔纱高度。各试样上机规格如表3所示。

表2 实验方案与压缩性能测试结果

表3 试样上机规格

3 压缩性能测试

压缩性能是机织间隔衬垫织物主要的物理机械性能之一，对产品的加工、使用和储运性能有重要的影响。压缩性能包括蓬松性、压缩变形性、柔软性及压缩回弹性等。

由于本次试验所织出的试样厚度都大于4 mm，因此根据YG 821型压缩仪测试压缩性能的原理，利用实验室现有仪器Y531型织物厚度测试仪来测试机织间隔织物的压缩性能。机织间隔织物的压缩性能测试原理为［10］:将试样放置在基准板上，用压脚对试样施加压力，测量接触试样的压脚面积与基准版之间的距离。先测得在加轻压的情况下，织物的厚度T0;再测得加上1 kg重锤后织物的厚度Ts;最后让织物恢复60 s后，再测量其厚度Tr。在每块试样上取三个不同的部位分别测试后取平均值。织物厚度仪基准板压脚的接触面积大约为25 cm2。压缩性能测试结果见表2所示。

机织间隔衬垫织物的压缩性能指标主要为压缩率、压缩弹性率和比压缩弹性率，压缩率越小越好，压缩弹性率和比压缩弹性率越大越好，各项指标定义如下:

压缩率C:试样的表观厚度与重压厚度之差对表观厚度的百分率。该值越大，表示织物较蓬松。

式中:C——压缩率(%);

T0——表观厚度(mm);

Ts——重压厚度(mm)。

压缩弹性率Re:织物在受压和卸压过程中产生的回复量对压缩量的百分率。该值越大，表示织物丰厚性的保持能力越好。

式中:Re——压缩弹性率(%);

Tr——卸压厚度(mm)。

比压缩弹性率Roe:织物在受压和卸压过程中，回复量对表观厚度的百分率。该值越大，表明织物手感越丰满。

式中:Roe——比压缩弹性率(%)。

4 数据分析

4.1 压缩率分析

各因素对机织间隔衬垫织物压缩率的影响规律如图2所示，可以看出:间隔纱密度越大，压缩率越小，即抗压能力越好;间隔纱高度越高，压缩率越大，即抗压性越差;当间隔纱原料的抗弯刚度越大，压缩率越小，抗压性越好。从极差分析可以看出，影响压缩率的主要因素是间隔纱的密度，其次为间隔纱的高度，最后为间隔纱的原料。压缩率最优的方案是A3B3C1，即试样9。

4.2 压缩弹性率分析

图2 三个因素的因素—压缩率的趋势图

各因素对机织间隔衬垫织物压缩弹性率的影响规律如图3所示，可以看出:间隔纱密度越大，压缩弹性率越大，也就是压缩后恢复能力越好;间隔纱高度越高，压缩弹性率越差;当间隔纱原料为棉时，弹性恢复能力最好，间隔纱原料为腈/棉时，弹性恢复能力最差。由极差值R可知，影响压缩弹性率的主要因素是间隔纱高度，其次是间隔纱的密度，间隔纱的原料影响较小。压缩弹性率最优的方案是A3B3C1，即试样9。

图3 三个因素的因素—压缩弹性率的趋势图

4.3 比压缩弹性率分析

各因素对机织间隔衬垫织物压缩弹性率的影响规律如图4所示，可以看出:间隔纱的密度越大，比压缩弹性率越小;间隔纱的高度越高，比压缩弹性率越大;当间隔纱原料为腈/毛时，比压缩弹性率最大，间隔纱原料为腈/棉时，比压缩率最小。由极差值R可看出:影响比压缩率的主要因素是间隔纱的密度，其次为间隔纱的高度，间隔纱所采用的原料影响较小。压缩弹性率最优的方案是A2B1C3，即试样 4。

图4 三个因素的因素—比压缩弹性率的趋势图

5 结论

本文通过对间隔纱的密度，高度及原料三个因子的研究，利用正交方法设计实验方案，通过对试样的压缩性能的测试与分析，得出如下结论:

(1)影响机织间隔衬垫织物压缩性能的主要因素为间隔纱的密度和高度，间隔纱的原料影响稍小。

(2)间隔纱密度越大，抗压性能和弹性回复性能越好。当受到外力作用时，间隔纱密度越大，单位面积内同时承受外力的间隔纱的根数就越多，因此抗压回弹性就越好。

(3)间隔纱高度越高，压缩率越大，压缩弹性率越小。

(4)当间隔纱细度相同时，间隔纱所采用的纱线的弹性模量越高，其抗压性能越好，弹性压缩率也越大。

［1］高爱军，李敏，王绍凯，等.三维间隔连体织物复合材料力学性能［J］.复合材料学报，2008，25(2):88.

［2］吴贵生.实验设计与数据处理［M］.北京:冶金工业出版社，1997:35-52.

［3］夏风林.经编间隔织物的抗压回弹性研究［J］.纺织学报，2003，24(4):58-60.

［4］张明俊，周罗庆.间隔机织物的生产和性能［J］.上海纺织科技，2006，34(7):52-53.

［5］黄薇，龙海如.纬编间隔织物的编织工艺与压缩性能探讨［J］.纺织导报，2006(11):52-53.

［6］OFFERMANN P，HOFFMANN G，LEPIKHOVA E.New types of warp knitted spacer fabric structures with variable characteristics［J］.Melliand Textilberichte-International Textile Reports，2002，83(3):138-144.

［7］JOANNE Yip，Sun-Pui.Ng study of three-dimensional spacer fabrics:physical and mechanical properties［J］.Journal of Materials Processing Technology，2008(206):359-364.

［8］顾平.织物组织与结构学［M］.上海:东华大学出版社，2010:119-127.

［9］梁海顺，杜彦炜，王贯超，等.平绒织机送经机构的工作原理与性能分析［J］.西安工程科技学院学报，2003，17(4):287-290.

［10］余序芬.纺织材料试验技术［M］.北京:中国纺织出版社，2004，296-299.

Research on the effect of woven distance fabric on the compressibility

Huang Xiaomei1，Zhu Haiping2
(1.Nantong University;2.Jiangsu Lianfa Textile Co.，Ltd.)

Factor and rule of effecting fabric compressibility were studied.Raw material，density and height of the spacing yarn were taken as influential factors.Orthogonal test was adopted，through variance analysis effect degree of three factor to fabric compressibility was distinguished.The primary and secondary order of various factors on the heat insulating ablity was obtained with visual analysis.That was spacing yarn height，raw material and density.The relationship between various factors and compressibility was analyzed，the best performance program of the compressibility was found.

compress，woven distance fabric，spacing yarn，height，density

TS106.6

A

1004－7093(2012)04－0014－04

2011－08－04;修改稿:2011－10－20

黄晓梅，女，1968年生，副教授。主要从事技术纺织品的研制与开发。