织物硬挺度与柔韧性测量方法和评估指标研究

1.刚柔性的测定方法

织物的刚柔性是指织物的抗弯刚度和柔软度。织物抵抗其弯曲方向形状变化的能力，称为抗弯刚度。抗弯刚度常用来评价相反的特性——柔软度。刚柔性的测定方法很多，其中最简易的方法是斜面法。

图3-3-1　织物刚柔性测定仪原理图

斜面法是取一定尺寸的织物试条，放在一端连有斜面的水平台上，如图3-3-1所示。在试条上放一滑板，并使试条的下垂端与滑板端平齐。试验时，利用适当方法，将滑板向右推出，由于滑板的下部平面上附有橡胶层，因此，带动试条徐徐推出，直到由于织物本身重量的作用而下垂触及斜面为止。试条滑出长度l可由滑板移动的距离得到，从试条滑出长度l与斜面角度θ即可求出抗弯长度C，单位为cm。

抗弯长度有时称为硬挺度。在一定的斜面角度θ时，滑出长度l越大，表示织物越硬挺；或者滑出长度l一定时，斜面角度θ越小，表示织物越硬挺。为了试验方便起见，一般固定斜面角度，如取θ=45°，那么根据计算，抗弯长度c=0.4871。C是表示织物刚柔性的指标，数值上等于单位宽度的织物，单位面积重量所具有的抗弯刚度的立方根，抗弯刚度数值越大，表示织物越硬挺、不易弯曲，除抗弯长度外，也可用弯曲刚度B（单位为cN·cm）与抗弯弹性模量q（单位为N/cm2）表示有关织物的弯曲性能，它们分别可由抗弯长度求得：

弯曲刚度B是单位宽度的织物所具有的抗弯刚度，弯曲刚度越大表示织物越刚硬，弯曲刚度随织物厚度而变化，其数值与织物厚度的三次方成比例。试验结果表明，以斜面法测得的结果与手感评定织物硬挺度所得的结果有良好的一致性。以织物厚度的三次方除弯曲刚度，即得抗弯弹性模量q，它是说明组成织物的材料拉伸和压缩的弹性模量，抗弯弹性模量数值越大，表示材料刚性越大，不易弯曲变形，它与织物的厚度无关。

织物的刚柔性与弯曲变形回复能力，现在也可用织物风格仪进行测定。在试验时可取一定尺寸（50mm×50mm）的试样，在对弯成竖向瓣形环后用夹钳夹持，用一平面压板从竖向环顶上逐渐下压，如图3-3-2所示。当竖向环顶端受到规定初压力时开始检测其位移。随着下压位移的不断增加，瓣形环两侧的弯曲应力与变形逐渐增大。由于织物内部的摩擦损耗与塑性变形，试样在受压弯曲与去压回复过程中竖向环顶端的应力P与位移形成滞后曲线，如图3-3-3所示。在弯曲滞后曲线中部线性区域，其斜率越大，表示织物的弯曲刚性越大；滞后值越小，表示织物的手感越活络，弹跳感越好。织物的抗弯性能用活泼率LP、弯曲刚性SB、弯曲刚性指数SBI与最大抗弯力Pmax指标表示。

图3-3-2　织物风格仪弯曲试验示意图

图3-3-3　竖向瓣形环的弯曲滞后曲线

2.影响刚柔性的因素

织物的弯曲刚度取决于组成织物的纤维与纱线的抗弯性能以及结构，并且随着织物厚度的增加而显著提高。针织物具有较大的柔软性，与针织物比较起来，同样厚度的机织物具有较大的弯曲刚度。织物的弯曲刚度又与织物的组织和紧度有关。在其他条件相同的情况下，机织物平纹组织较刚硬。随着织物中纱线浮长增加，经纬纱间的交织点减少，织物弯曲刚度降低，布身柔软。在经向（或纬向）紧度一定的条件下，纬向（或经向）弯曲刚度值一般与纬向（或经向）紧度成正比。经向紧度和纬向紧度引起的织物刚柔性的变化，结果是近似的。由此可见，纤维之间及纱线之间的摩擦效应对织物弯曲刚度、身骨起积极作用，在紧度接近的情况下，纱线细的织物，弯曲刚度值较小。在实物质量评比时，弯曲刚度大的织物，手感硬挺，弯曲刚度小的织物，手感柔软。(www.xing528.com)

根据涤/腈、涤/黏中长纤维产品的试验结果，织物的弯曲刚度除与织物的规格有关外，染整工艺与织物原料也有很大的影响，松式染整加工所得织物的弯曲刚度较紧式加工的小；纯毛织物的弯曲刚度较涤/腈、涤/黏织物的弯曲刚小。表3-3-1为几种中长纤维织物与纯毛织物的弯曲刚度。

表3-3-1　几种中长纤维织物与纯毛织物的弯曲刚度

①此处织物弯曲刚度应以经、纬向弯曲刚度的几何平均数计算，由斜面法测得。

纯毛织物的实物质量手感较柔软，而涤/腈或涤/黏织物较刚硬，因此，织物的弯曲刚度指标与实际手感概念是一致的。纯毛织物的弯曲刚度较小，同时具有良好的抗皱性，这是毛织物所固有的毛型感特征的重要标志。如果织物弯曲刚度小，变形大，又不易回复，就会引起如黏胶织物那样飘荡，缺乏身骨的风格。所以织物的刚柔性要求有适宜的范围。

在织物规格接近的条件下，毛织物的弯曲刚度小与纤维的初始模量有关。纤维的初始模量可反映出织物的柔软感。在天然纤维中，羊毛的初始模量比较低，具有柔软的手感；麻类的初始模量较高，织物手感刚硬；棉花的初始模量中等，手感居中。在人造纤维中，醋酯纤维的初始模量比黏胶纤维小，因此，醋酯纤维织物与黏胶纤维织物相比，有手感柔软的特点。在合成纤维中，锦纶与涤纶、腈纶相比，具有较低的初始模量，反映在织物手感上也是锦纶织物较为柔软。图3-3-4与图3-3-5表示锦纶与腈纶、锦纶与黏胶纤维在不同混纺比下，织物抗弯长度的变化强度。

图3-3-4　锦纶与腈纶混纺织物抗弯长度与混纺比的关系

图3-3-5　锦纶与黏胶纤维混纺织物抗弯长度与混纺比的关系

涤纶织物在较高温度下会逐渐变硬发脆，温度更高时还将严重影响涤纶织物的耐穿牢度。从图3-3-6可知，定形温度与织物抗弯长度呈直线关系。温度越高，织物越硬板。因此，涤纶织物在进行烧毛、染色、定形等染整工艺时，要严加控制温度；但如果温度太低，也将影响定形等工艺效果。

图3-3-6　涤纶织物的定形温度与织物抗弯长度的关系

织物的刚柔性可用机械与化学整理方法加以改变。要提高织物的硬挺度，可以进行硬挺整理。织物的硬挺整理，是利用一种能成膜的高分子物质制成的整理浆液，黏附于织物表面上，干燥以后，织物就有硬挺和光滑的手感。整理浆液是由浆料、填充剂等配合组成。要改善织物的柔软性，可以采用柔软整理。织物的柔软整理，可分机械整理和柔软剂整理。机械整理，是利用机械的方法，在张力状态下将织物多次揉搓，即能改善织物的柔软性。如果定形温度略偏高而造成织物的刚性偏大，可以利用机械柔软整理方法加以改善。柔软剂整理，是利用柔软剂的作用，减少织物中纱线间或纤维间的摩擦阻力以及织物与人手之间的摩擦阻力。柔软剂的种类很多，表面活性剂是用得较广泛的一类。