纱线强力对面料强力的影响分析

纱线强力对织造出的面料的断裂强力和撕破强力影响较大。为了研究纱线强力对纯棉平纹面料强力的影响，本文将长绒棉和细绒棉按不同混纺比例进行纺纱，同时将所制纯棉纱线设计成3个平纹花色，并使用相同的织造工艺和整理工艺进行生产，然后测试所得面料的断裂强力和撕破强力。与此同时，模拟家庭洗涤方式对面料进行多次水洗，测试洗后面料的断裂强力和撕破强力，分析其耐洗服用性能。

1 试验
1.1 纱线选择
将相同批次的新疆长绒棉和细绒棉进行混纺，混纺比例分别按以下5 种方式进行：10%长绒棉+90%细绒棉、20%长绒棉+80%细绒棉、30%长绒棉+70%细绒棉、40%长绒棉+60%细绒棉、50%长绒棉+50%细绒棉。按上述5种方式混纺制得的纱线规格均为11.7 tex。

1.2 面料设计
设计3种平纹组织的色织面料花色，每种花色都由上述混纺比的纱线经增白、染色、织造所得；对同花色不同混纺比的纱线采用同缸染色；面料同时进行烧退、丝光、拉幅、磨毛、预缩整理。所设计的花色为白色、深蓝色、蓝白格子，每种颜色分别采用5种配棉。

1.3 仪器设备
H5KL 型万能强力测试仪，美国天氏欧森公司（Tinius Olsen Ltd）生产；Elmendorf 撕破强力测试仪，英国James H.Heal公司生产。

1.4 测试方法
调湿参照ASTM D1776∶2020《纺织品 调湿和试验用标准大气》执行。
洗涤参照AATCC 135∶2018《织物经家庭洗涤后的尺寸稳定性》执行，试验条件为常规棉洗涤条件，49 ℃洗涤，转笼烘干。
断裂强力参照ASTM D5035∶2018《织物拉伸断裂强力及伸长的测定：条样法》（5 cm布条法）执行。
撕破强力参照ASTM D1424∶2019《织物抗撕破性能的试验方法：埃尔门多夫摆锤法》执行。

2 结果与分析
2.1 撕裂强力
对所有面料按试验要求取样，然后分别进行水洗。按要求调湿后分别测试洗前以及水洗5次、10次、30 次、50 次后面料的经、纬向断裂强力，结果详见表2。
由表2可知：随着配棉中长绒棉混纺比例的提高，纱线的强力不断提高；纱线强力与面料经、纬向断裂强力的正相关性很强，纱线强力越高，面料经、纬向断裂强力越高；a 花型纱线强力与面料经向断裂强力的r 高达0.931，与纬向断裂强力的r 高达0.966；b 花型纱线强力与面料经向断裂强力的r 高达0.977，与纬向断裂强力的r 高达0.969；c 花型纱线强力与面料经向断裂强力的r为0.935，与纬向断裂强力的r为0.888。
3种不同花色纱线使用不同混纺比的面料，经多次水洗后，经、纬向断裂强力均下降；5 次水洗后，经向断裂强力平均下降2.4%，纬向断裂强力平均下降3.0%；10 次水洗后，经向断裂强力平均下降4.0%，纬向断裂强力平均下降5.6%；30 次水洗后，经向断裂强力平均下降6.7%，纬向断裂强力平均下降7.6%；50 次水洗后，经向断裂强力平均下降10.1%，纬向断裂强力平均下降10.8%；经纬向断裂强力降低的幅度基本一致。主要原因是水洗过程中面料受到摩擦、挤压，少量纤维素的分子链破坏，且水洗后纱线蓬松，纤维间应力变小，抱合力变差。

2.2 撕破强力
按要求对所有面料进行取样，然后分别进行水洗。按要求调湿后分别测试面料水洗前以及水洗5次、10次、30次、50次后的经、纬向撕破强力。
纱线强力与面料经、纬向撕破强力的正相关性较强，纱线强力越高，面料经、纬向撕破强力越高；a 花型纱线强力与面料经向撕破强力的r为0.872，与纬向撕破强力的r高达0.976；b花型纱线强力与面料经向撕破强力的r为0.898，与纬向撕破强力的r 为0.790；c 花型纱线强力与面料经向撕破强力的r 为0.897，与纬向撕破强力的r 高达0.906；经向撕破强力与纱线强力的相关性较经向断裂强力同纱线强力的相关性弱。这是因为织物撕破强力的大小除了与纱线的强力有关外，还与撕裂处纱线分担外力情况及纤维的断裂延伸度有关。如果纱线在织物内能做适当的滑动并有足够的延伸度，则在受到外力作用时，应力不会过于集中在撕裂处的几根纱线上，而是很快地转移到其他的纱线上去，共同承受应力的作用，使应力分散，这样就可以使织物的撕破强力高些[5]。
3种不同花色的面料经多次水洗后，经、纬向撕破强力均有所下降；5 次水洗后，经向撕破强力平均下降1.4%，纬向撕破强力平均下降1.1%；10次水洗后，经向撕破强力平均下降3.8%，纬向撕破强力平均下降3.4%；30 次水洗后，经向撕破强力平均下降11.0%，纬向撕破强力平均下降7.1%；50次水洗后，经向撕破强力平均下降15.9%，纬向撕破强力平均下降10.1%。因为水洗过程中面料受到摩擦、挤压，少量纤维素分子链被破坏，加上面料上的柔软剂被洗掉很多，使得纤维变得松散，纤维抱合力变差；另一方面是多次洗涤后，纱线毛羽增多，纤维的滑移性减弱，使得面料的撕破强力降低。
一般情况下，平纹纯棉面料的服用强力满足标准要求的断裂强力（180～250 N）和撕破强力（6～8 N）。综合以上情况，这3种组织规格面料的断裂强力水洗50次后为335 N，高于合格基准较多；c花型面料的撕破强力50次水洗后均能达到服用要求；a花型和b 花型的面料的撕破强力30 次水洗前基本能达到服用要求，但30 次水洗后细绒棉比例高的达不到服用要求。

3 结论
（1）平纹纯棉面料的断裂强力和撕破强力均与所用纱线的强力相关性较强，其中经向的相关系数超过0.9，纬向的相关系数大多在0.8以上。
（2）平纹纯棉面料的撕破强力除与纱线强力相关外，还与面料中纱线的滑移性密切相关。
（3）经过多次水洗后，平纹纯棉面料的断裂强力和撕破强力均逐渐下降，且水洗50次后，强力降低幅度超过10%。