色织衬衣面料的剪切性能

徐广标,石浩轩,姚金龙,向中林

(1.东华大学 纺织学院，上海 201620；2.江苏联发纺织股份有限公司，江苏 海安 226601)

色织衬衣面料的剪切性能

徐广标1,石浩轩1,姚金龙2,向中林2

(1.东华大学 纺织学院，上海 201620；2.江苏联发纺织股份有限公司，江苏 海安 226601)

为了解色织衬衣面料的剪切性能，以33种代表性的色织衬衣面料为研究对象，采用KES-FB1织物风格测试仪测试其剪切性能，结果显示这类色织衬衣面料的经纬向剪切刚度范围为0.49～4.52 cN/(cm·(°))．通过相关性分析发现：影响色织衬衣面料剪切性能的主要因素为织物组织结构和经纬方向的紧度.采用多元逐步回归分析建立了织物结构参数与剪切性能指标的关系方程，为色织衬衣面料的设计提供借鉴．

色织衬衣面料；剪切性能；结构参数；关系方程

色织面料具有质地丰满、布面光洁、手感柔软、穿着舒适等特点，常被用作衬衣面料，越来越受到人们的青睐．衬衫质量的优劣90%是由面料质量的优劣决定的[1],而剪切性能是影响织物面料的触觉风格和服装成形性的重要因素之一．

关于织物的剪切性能，已有文献主要从织物剪切行为分析[2-6]、织物剪切性能测试方法[7-9]以及构建织物剪切性能与织物结构参数模型[10-13]等方面展开研究．近年来，一些研究者利用织物结构和纱线性质建立了织物剪切性能与结构参数的关系模型，从而根据织物结构和纱线性质预测织物的剪切力学性能[14-16]．本文从色织衬衣面料的剪切性能角度探讨与其结构参数的关系，为色织衬衣面料性能的定量设计与预测提供依据．

1　试　验

1.1试样

本文测试的试样为由江苏某纺织企业提供的33种具有代表性的色织衬衣面料，它们经过相同的工艺流程，试样结构参数如表1所示．

表1　试样结构参数Table 1　Structure parameters of samples

1.2仪器与测试

采用KES-FB1型剪切测试仪，在温度为(20±3)℃、相对湿度为(65±5)%的环境中，剪取尺寸为20 cm×20 cm的试样，对33种色织衬衣面料的试样进行测试，测试得到面料的经纬向剪切刚度G1和G2，以及剪切变形角为0.5°和5°条件下的经纬向剪切滞后量2HG1，2HG2，2HG51，2HG52．测试结果如表2所示．

表2　33种试样剪切性能测试数据Table 2　Tested data of shearing properties of 33 kinds of samples

2　结果讨论

2.1色织衬衣面料剪切性能的整体分析

2.1.1色织衬衣面料剪切性能数据分析

对33种面料试样剪切性能的测试数据进行统计分析，结果如表3所示．

表3　33种试样的剪切性能统计分析Table 3　Statistical analysis of shearing properties of the 33 kinds of samples

由表3可知，33种面料剪切刚度G的范围为0.49～4.52 cN/(cm·(°))，波动范围较大．织物的经向剪切刚度均值比纬向剪切刚度大7%左右，这是由于织物的经密比纬密大，经纱方向上的纱线之间更加紧密，导致纱线间的摩擦力更大，纱线滑移困难所致．

随着织物剪切变形角的增大，织物的剪切滞后量也相应变大．将33种面料按照织物组织结构和原料成分可分为4类：纯棉平纹织物、纯棉2/2斜纹织物、涤棉平纹织物和涤棉2/2斜纹织物，将它们的剪切刚度的均值作比较可得图1．

图1　织物剪切刚度的比较Fig.1　Comparison on fabrics shearing rigidity

由图1可知，33种面料中平纹织物剪切刚度的均值比斜纹织物大200%以上，这是由于面料的剪切刚度受经纬纱交织点处的摩擦阻力影响，而平纹织物经纬纱线交织点多，纱线间摩擦阻力大，剪切刚度也大．2.1.2色织衬衣面料经纬向剪切刚度相关性分析

通过对33种面料的经纬向剪切刚度进行相关性分析，结果如图2所示．

图2　试样的经纬向剪切刚度的相关性Fig.2　Correlation of samples’ shearing rigidity in warp and weft direction

由图2可知，织物的经向剪切刚度与纬向剪切刚度呈高度线性相关，相关系数高达0.98．

2.1.3色织衬衣面料剪切刚度和剪切滞后量的相关性分析

织物剪切滞后量2HG和2HG5反映织物剪切变形时黏性的大小．

对33种面料的经纬向剪切刚度G与剪切滞后量2HG和2HG5进行单相关性分析，结果如表4所示．

表4　试样的剪切刚度与剪切滞后量的相关系数Table 4　Correlation between samples’ shearing rigidity and shearing hysteresis

由表4可知，面料的剪切刚度越大，其剪切滞后量也越大，而且随着织物剪切变形角从0.5°增加到5°，剪切刚度和剪切滞后量的相关性更明显．织物经纬向剪切刚度G与剪切滞后量2HG5的关系方程如式(1)和(2)所示．

2HG51=2.570G1+1.622

(1)

2HG52=2.769G2+1.859

(2)

2.2结构参数对色织衬衣面料剪切性能的影响

为了进一步了解织物结构参数对其剪切性能的影响，对织物的面料成分和组织结构进行量化.关于面料成分的量化，取面料中棉纤维含量P(0～1)进行定量表征，如：棉/涤(60/40)织物的P值为0.6，纯棉织物的P值为1.0．关于织物组织结构的量化，引入组织结构常数k[17]，用来表征经纬纱的交织程度，平纹组织织物k取1.0，其他组织的k值则按式(3)计算．

(3)

其中：S为织物单位组织循环中沿经纱方向经纬纱的交错次数；D为平纹织物相应组织循环中沿经纱方向经纬纱的交错次数．根据式(3)计算，可知2/2斜纹的k值为0.5．

对织物剪切性能指标与结构参数之间进行单相关性分析，结果如表5所示．

表5　面料试样的结构参数与其剪切性能指标的相关性Table 5　Correlation between fabric’s structure parameters and the shearing property

由表5可知，对于33种色织衬衣面料，织物组织结构对其剪切性能的影响最显著，其次为织物纬密和纬向紧度．织物组织结构常数k大，织物的经纬纱线交织次数多，纱线在相互滑移时摩擦阻力大，导致纱线滑移困难，其剪切刚度也大．

2.3色织衬衣面料剪切性能和结构参数的关系方程

为了进一步探究色织衬衣面料的结构参数与剪切性能指标的关系，排除单相关性分析中结构参数对其剪切性能交互的影响，采用面料的剪切性能指标为因变量，已量化的织物结构参数如纤维成分、组织结构、经密、纬密、纱线线密度、经向紧度和纬向紧度为自变量，通过多元线性逐步回归分析，得到色织衬衣面料剪切性能指标与其结构参数之间的关系方程，如表6所示．

表6　色织衬衣面料的剪切性能指标与结构参数间关系方程Table 6　Relationship equations between the indexes of shearing property and fabric’s structure parameters

从表6的关系方程可以看出，织物经纬方向的剪切刚度G、剪切滞后量2HG和2HG5主要取决于织物的经纬向紧度和织物的组织结构．织物的经纬向紧度大，纱线与纱线之间更加紧密，则摩擦力大，导致织物经纬纱线滑移困难，其经纬向剪切刚度与剪切滞后量变大，而织物剪切滞后量的2HG还会受到原料成分的影响，面料中的涤纶纤维会提高织物的剪切滞后量．

3　结　语

本文测试了33种色织衬衣面料的经纬向剪切刚度和剪切滞后量，结果发现，面料的经向剪切刚度均值比纬向大7%左右，平纹织物的剪切刚度均值比斜纹大200%以上，织物组织结构对其剪切性能影响最显著，织物剪切刚度与剪切滞后量高度相关．

影响色织衬衣面料剪切性能的主要因素为织物组织结构和经纬向紧度，利用多元逐步回归分析建立了织物剪切性能指标与结构参数之间的关系方程，该方程对该类色织面料剪切性能的预测有一定的借鉴意义．

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Shearing Properties of Yarn-Dyed Shirt Fabrics

XUGuang-biao1，SHIHao-xuan1，YAOJin-long2，XIANGZhong-lin2

(1.College of Textiles,Donghua University,Shanghai 201620,China;2.Jiangsu Lianfa Textile Co.Ltd.,Hai’an 226601,China)

In order to get the yarn-dyed shirt fabric shearing performance,the shearing properties of 33 kinds yarn-dyed shirt fabrics were tested using KES-FB1 tester.The results showed that,the shearing rigidity of the yarn-dyed shirt fabric samples ranged from 0.49 to 4.52 cN/(cm·(°)),the main factors influencing on shearing properties were weave patterns and fabric tightness in the warp and weft direction through correlation analysis.The relationship equations between shearing properties and fabric structure parameters were achieved using multiple stepwise regression analysis.The research provides the reference for the design of yarn-dyed shirt fabrics.

yarn-dyed shirt fabric; shearing properties; structure parameters; relationship equation

1671-0444(2015)02-0204-06

2013-09-18

中国博士后科学基金资助项目(2012M511011)

徐广标(1976—)，安徽利辛人，教授，博士，研究方向为纺织材料与纺织品设计.E-mail：guangbiao_xu@dhu.edu.cn

TS 116

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