機織松緊帶彈性回復率模型研究

2014-09-04 01:54:54

產(chǎn)業(yè)用紡織品 2014年2期

(東華大學紡織面料技術教育部重點實驗室，上海，201620)

機織松緊帶是由滌綸長絲和乳膠絲包覆紗交織而成的彈性織物，它用途廣泛，是縫制游泳衣褲、內(nèi)褲、運動褲、玩具以及體育護身和醫(yī)療繃扎、工業(yè)及家居用品等的必要輔料，國內(nèi)外市場對各類配套松緊帶產(chǎn)品的需求量較大[1]。例如，減肥衣的四肢、腰部、領口的開口處均采用松緊帶束扣在人體上，為了能滿足人們對減肥衣穿著舒適、緊身和保形性好的要求，要求松緊帶具有優(yōu)良的彈性回復性；運動眼鏡、軍用眼鏡、激光防護眼鏡、滑雪鏡及摩托車風鏡等的鏡腿用松緊帶則要求彈性相當持久耐用，彈性回復性好，在運動過程中不會脫落，耐用性強，適合于各種極限運動。此外，沙發(fā)帶、汽車用安全帶等都對所用松緊帶的彈性有一定要求。但是關于松緊帶的理論研究，特別是有關其彈性回復率的研究很少。本文以普通機織松緊帶為研究對象，試圖建立其彈性回復率模型[2]。

1 機織松緊帶彈性回復率模型

假設機織松緊帶的彈性回復率ρ只與經(jīng)紗彈性回復率有關，與緯紗無關，即與構成織物組織結構的兩組經(jīng)紗——乳膠絲包覆紗的彈性回復率ρ1和滌綸長絲的彈性回復率ρ2有關，則機織松緊帶的彈性回復率可表示為：

(1)

式中：k——修正系數(shù)；

m——松緊帶中乳膠絲包覆紗經(jīng)紗根數(shù)；

n——松緊帶中滌綸長絲經(jīng)紗根數(shù)。

模擬人體穿著松緊帶的規(guī)律，對滌綸長絲和乳膠絲包覆紗進行定伸長拉伸試驗，求得同類性能、不同直徑d1的乳膠絲包覆紗的彈性回復率ρ1和同類性能、不同直徑d2的滌綸長絲的彈性回復率ρ2。通過擬合d1與ρ1、d2與ρ2的關系曲線可得：

(2)

(3)

式中，a1、b1、c1、a2、b2、c2為常數(shù)。

將式(2)和式(3)代入式(1)得：

(4)

式(4)即為機織松緊帶彈性回復率的計算式。

以下將確定有關參數(shù)并進行實際修正。

2 乳膠絲包覆紗彈性回復率的確定

參照FZ/T 50007—1994《氨綸絲彈性試驗方法》[3]，在XN-1A型氨綸強伸度彈性測試儀上測試乳膠絲包覆紗的彈性回復率。采用循環(huán)定伸長彈性測試方法，循環(huán)拉伸5次，前4次拉伸循環(huán)中沒有停頓，第5次循環(huán)拉伸至300%伸長率時停頓30 s，回到原位后再停30 s，然后進行拉伸。根據(jù)式(5)計算其彈性回復率，共測3次，取其平均值。

(5)

式中：L0——試樣初始長度，mm；

L1——試樣拉伸至定伸長的長度，mm；

L2——試樣最后一次加載拉伸至預張力時的長度，mm。

不同直徑乳膠絲包覆紗的彈性回復率見表1。

表1 不同直徑乳膠絲包覆紗的彈性回復率

乳膠絲包覆紗的號數(shù)是指在25.4 mm內(nèi)能并排排列的膠絲根數(shù)。圓形膠絲的號數(shù)可用25.4除以膠絲的直徑而得。

為了建立表1中直徑與彈性回復率之間的關系式，以乳膠絲包覆紗直徑d1為自變量，彈性回復率ρ1為因變量，擬合表1中的樣本點，所得結果如圖1所示。

圖1 乳膠絲包覆紗直徑與彈性回復率的關系

擬合得到乳膠絲包覆紗直徑與彈性回復率的關系如下：

(6)

3 滌綸長絲彈性回復率的確定

本試驗所用滌綸長絲均為33.3 tex。松緊帶在初始拉伸階段，彈性主要由乳膠絲包覆紗貢獻[5]，滌綸長絲的伸長很小。所以人為設定取定伸長2%狀態(tài)下測得的滌綸長絲彈性回復率97%作為ρ2。

4 機織松緊帶彈性回復率的確定

4.1 機織松緊帶的組織結構

機織松緊帶的組織結構圖如圖2所示。

圖2 機織松緊帶的組織結構圖

圖2中經(jīng)紗1、2和緯紗均為33.3 tex滌綸長絲，3為乳膠絲包覆紗經(jīng)紗。緯紗每次引入2根滌綸長絲，經(jīng)紗為單根紗線。經(jīng)紗配量都是按照2根滌綸長絲配置1根乳膠絲包覆紗，每個松緊帶的經(jīng)紗根數(shù)為滌綸長絲84根、乳膠絲包覆紗43根，乳膠絲包覆紗號數(shù)分別為32、37、42、52、63號。