热湿舒适性棉经编休闲面料开发及起拱性能研究

作     者：郝国庆 

作者单位：江南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：万爱兰;李炳贤

授予年度：2023年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082104[工学-服装设计与工程] 

主      题：棉纱 经编 休闲面料 热湿舒适性 起拱性能 有限元分析 

摘      要：当今社会健康、舒适的生活方式成为时代的主流,人们在服装面料的选择上也更加的随性自然,休闲环保的服装面料越来越受到人们的青睐。经编面料的服用性能介于纬编面料与机织面料之间。其防脱散性好、风格多变,在休闲面料领域得到广泛的应用。天然短纤纱经编产品具有环保、吸湿透气性好、亲肤舒适等特点受到人们的喜爱。因而开发环保舒适的棉经编休闲面料具有重要的意义。本课题首先针对短纤纱强力低、延伸小、毛羽多等不足,对其经编可织造性能进行研究并优选出最适合织造的短纤纱原料;其次采用成圈组织为基础开发出棉经编休闲面料,讨论其基本的力学性能和热湿舒适性;然后采用MTS万能材料试验机模拟织物的起拱情况,运用实验测试和数值模拟相结合的方法研究了其起拱性能和机理。主要工作和内容如下:首先,研究了不同纺纱方式和不同纤维成分的六种短纤纱的经编可织性能。通过对六种短纤纱的强力、毛羽、条干均匀度进行测试,对纱线的经编可织性能做出评价,并对各短纤纱进行不同组织和速度的上机试织,对试织前后的纱线强力以及毛羽变化进行对比分析。结果表明,具有相近捻度的紧密赛络纺棉纱的强度比涤纶短纤维/羊毛环锭纺混纺纱的强度高53%;织造前后紧密赛洛纺棉纱均具有最好的毛羽性能和条干均匀度。经过织造后,具有相近捻度的紧密赛络纺棉纱的强力下降了18%～20%、环锭纺混纺纱下降了28%,锦纶包芯纱下降了18%～25%,分析认为,从纱线的强力损伤、毛羽和条干均匀度综合考虑紧密赛络纺棉纱更适合进行经编织造。其次,选用紧密赛络纺棉纱,以成圈组织为基础通过组织结构设计,开发棉经编休闲面料,从基本的力学性能和热湿舒适性能等角度探讨其服用性。分析认为,所开发棉经编休闲面料的力学性能满足经编休闲面料的服用要求,其顶破强力最小值为628.58N达到了FZ/T 73020—2019《针织休闲服装》中规定的优等品250N的两倍以上,并具有最小的刚柔性,其抗弯抗弯刚度为7.61 m N·cm。所开发棉经编休闲面料的热湿舒适性满足经编休闲面料的服用要求,其具有最好的保暖性,保温率为32.27%;透湿性也均优于全涤面料;在水分管理性能上,棉经编休闲面料达到了GB/T 21655.2-2019中关于吸湿速干和吸湿排汗的评级要求,各评级指标均达到了3级及以上。最后,通过MTS实验仪器模拟经编休闲面料在实际穿着过程中的起拱情况,研究所开发棉经编休闲面料的起拱性能,并结合有限元分析方法对棉经编织物的起拱机理进行探讨。结果表明,织物起拱是织物疲劳损伤的结果,棉经编休闲面料的起拱回复性能要略低于全涤经编休闲面料;经编休闲面料的起拱回复性能与织物的弹性回复性能呈正相关,织物起拱的速度对织物起拱回复性的影响不大;经编针织物的在起拱过程中,应力由接触点向四周扩散,并且接触中心部位的应力要高于四周,纱线的整个形态变换过程分为伸直、滑移、拉伸等过程。这些结论将为后续开发舒适高保形的棉经编休闲面料提供重要参考。