太空棉面料性能的研究_韩沁利.pdf

辽宁丝绸研究探讨5第 2 期（总 184 期）太 空 棉 面 料 性 能 的 研 究韩沁利1周欣楠1孙银银1，2吴建兵1张立彬2黄永利1（1.常熟理工学院纺织服装与设计学院，江苏 常熟 215500；2.江苏凯宫机械股份有限公司，江苏 昆山 215300）【摘要】通过实验对太空棉面料进行了力学性能、保形性、撕裂强度，折痕回复性能，悬垂性能的测试，对实验结果进行分析，结果显示太空棉面料具有良好的力学性能与保性形，且不同款式性能有所不同。【关键词】太空棉；力学性能；保形性文献标识码：A文章编号：1671-3389（2023）02-05-03太空棉是一种新型材料，具有五层结构，涤纶弹性绒絮片作为基层，另外一层的金属膜表层则由非织造布、聚乙烯塑料薄膜、铝钛合金反射层组成，最后一层为表面保护层。宇航员在航天飞机离开地面时会承受十分巨大的压力，为保护宇航员脊椎，美国太空总署NASA 研发了这种材料，后来经过不断的改进，又研发出了民用太空棉，在推广后，应用于纺织行业。太空棉面料自问世以来便引起了关注，凭借其轻盈、富有弹性、高效保暖的特性获得了许多消费者和厂商的喜爱，引发了一股“太空棉热”。后经历了一段时间的降温期，目前处于稳定阶段。太空棉性能比较特殊，利用其某一特性制作服装时，可能会因另一特性导致成品效果不佳。又因其结构复杂，使其难以与其他材料进行混纺来解决相关问题。因此生产太空棉服装时需要对太空棉自身进行改进，但目前消费者对太空棉的新鲜感下降，市场热度低等原因导致目前太空棉服装发展缓慢。太空棉面料多用于一些保暖服装的制作，制作的服装类型单一，大多为卫衣。此次研究则是对太空棉力学性能和保形性进行研究与分析，通过对市面上常见的三种太空棉进行研究，将太空棉的特性拓展应用，为制作除卫衣等其他类型的太空棉服装提供思路。1太空棉面料的选择（1）薄款太空棉，多用于春夏季节，其制作的服装轻盈有形，具有柔美感。克重 500g/m2，厚度 1.5mm，结构为双罗纹结构。其中双罗纹组织由两个罗纹组织复合而成，是一种双面罗纹变换组织4。（2）厚款太空棉相对更厚实，常用于卫衣的制作，有较高的保暖性和更好的弹性。多用于秋冬季节。克重600g/m2，厚度 1.8mm，结构也为双罗纹结构。（3）夹丝太空棉是在一般太空棉上加入了真空夹丝的设计，更具有弹性。其制作的服装比普通太空棉更具有造型感和立体感。克重 480g/m2，厚度 2.2mm，罗纹结构，但中间加入了弹性好的填充纱，形成空气层。2实验2.1撕裂强度实验2.1.1实验原理与步骤根据 GB/T3917.1-2009纺织品织物撕破性能第 1部分：冲击摆锤法撕破强力的测定 的要求进行。实验中每种面料裁取两组样本，一组为经向，另一组为纬向，试样短边与经纬平行，并在试样底边中心切下 20mm 宽的切口，每组五个试样。选择一个 A 锤与两个 C 锤，设置量程为 112N，在计算机上设置同样量程，测试 5 次。安装试样在夹具中，松下摆锤，沿切口撕裂试样，记录撕破强力，单位牛顿。2.1.2结果与分析太空棉撕裂强力数据见表 1。如图 1 所示的经向方向，薄厚款太空棉无法进行正常的撕裂，而是沿纬向进行滑移，这是因为太空棉经向采用的是双罗纹结构，由于其编织特点，使得其结构十表 1太空棉撕裂强力试样 1试样 2试样 3试样 4试样 5平均值无法撕裂无法撕裂无法撕裂无法撕裂无法撕裂无法撕裂45.0841.646.2344.2243.6444.15无法撕裂无法撕裂无法撕裂无法撕裂无法撕裂无法撕裂64.3964.1367.1661.0358.9263.1267.9168.972.0671.174.4470.8849.0747.6649.0751.3146.8048.78面料撕裂强度薄款厚款夹丝款经向（N）纬向（N）经向（N）纬向（N）经向（N）纬向（N）图 1撕裂后的太空棉辽宁丝绸研究探讨6第 2 期（总 184 期）分稳定。当个别线圈断裂时，仅能沿逆编织方向脱散，且脱散性很小。因此薄厚款太空棉在经向上难以撕裂，十分结实。而夹丝太空棉因为加入了真空夹丝的设计，在增加了织物厚度的同时却降低了双罗纹结构的稳定性，使得其能够沿经向正常撕裂。在纬向方向，厚款太空棉的纬向撕裂强度明显大于其他两种，而夹丝太空棉与薄款太空棉的纬向撕裂强度则几乎相同。总的来看三款太空棉面料的撕裂强度都十分高，甚至薄厚款在经向上也难以撕裂。根据太空棉难以撕裂的特点，可将其用在制作一些常面对高强度外力的服装上，如跳远，跨栏，短跑运动的运动服，以及登山服等，可以有效防止服装撕裂，满足穿着者对服装的功能性需求。2.2折痕回复性2.2.1实验原理以及步骤根据 GB/T 3819-1997纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法的要求，实验中每种面料裁取两组试样，试样裁取“凸”形，上方凸起作为回复翼，底部作为固定翼。一组凸起沿经向裁取，另一组沿纬向裁取，分别为经向组和纬向组，每组五个。将试样安装在仪器上沿折叠线折叠回复翼，放置透明压板，启动仪器施加压力锤，到达一定时间后撤掉压力锤，记录仪器显示的数据并取平均值。2.2.2结果与分析如表 2 所列，薄款与夹丝款的试样 5 在经向上的急弹回复角与其余试样差别较大，这是多个试样中存在的个别差异，属于随机误差，因取样多，影响可忽略不计。相较于厚款和夹丝太空棉而言，薄款太空棉的急弹在经向上弱于他们；而在纬向上则相反，薄款强于其余两款。而在缓弹回复上，三款太空棉回复角相差不大，薄款经纬向相差无几，其余两款纬向略大。总的看来三款太空棉的回复性能都很好，经过一段时间可恢复到只有轻微折痕。根据这个特性，可用太空棉制作休闲西装、休闲夹克等，使其在受到折叠挤压揉搓等情况后能迅速恢复原状，保证其外观的美观，满足穿着者的需求。2.3悬垂性2.3.1实验原理以及步骤根据 GB/T 23329-2009纺织品 织物悬垂性的测定 的要求，实验中每种面料裁取一组试样，每组试样裁取三个圆形，圆心处剪开小口。将试样安装在下夹持盘上，在计算机上拍下试样静态图片和动态图片，并将三种太空棉悬垂图像进行整理，如表 3 所列。之后根据计算机处理图像可得到悬垂系数、悬垂度、美感系数等试验参数。2.3.2 结果与分析薄款、厚款、夹丝款太空棉的悬垂系数以及美感系数如表 4 所列。由此可以看出薄款太空棉悬垂系数是最低的，夹丝款太空棉其悬垂系数最高，且动、静态下差别不大。趋于中间的则是厚款太空棉。这说明薄款太空棉是具悬垂感的，而夹丝款则是十分立挺，动、静态下形态差距不大。根据这些特性，薄厚款太空棉可用于如连衣裙、短裙等需要悬垂美感的服装上，可以保证服装的美观。而立挺的夹丝款则可以用在一些造型感强的服装上，如连帽卫衣、外套夹克等，可以使得服装立体有型。表 2三种太空棉折皱回复角薄款厚款夹丝方向试样急弹缓弹经向纬向经向纬向65.6132.8100.798.879.381.4157.6155.4158.2156.9166.8170.1表 3三种太空棉悬垂图像静态动态试样 1试样 2试样 3试样 1试样 2试样 3薄款厚款夹丝款表 4太空棉悬垂性实验结果试样方向试样 1试样 2试样 3静态动态静态动态静态动态薄款夹丝悬垂系数（%）投影周长（mm）悬垂波数（个）美感系数（%）活泼率（%）悬垂系数（%）投影周长（mm）悬垂波数（个）美感系数（%）7.07516.35665.1372.94687.44311.1355.34646.16524.4382.02707.7837.188.02519.22562.6175.97694.28411.6055.90647.52524.0783.89711.9010.008.68521.21663.4172.27685.90413.5555.57646.71624.8782.13708.0248.4651.9452.0551.34（下转第 4 页）3结论本文通过一系列实验得出以下结论：（1）薄厚款太空棉具有很强的抗撕裂性，在经向上难以撕裂，而夹丝款则弱于以上两款，但撕裂仍然需要较大的力。（2）三款太空棉都具有很强的回复性能，再经过长时间折叠挤压后，仍可以在短时间内恢复，仅留下轻微痕迹，且再过小段时间便可恢复痕迹。（3）薄款太空棉有良好的悬垂性，而夹丝款太空棉则具有非常好的立挺性。根据这些特性，太空棉可以运用在运动服、登山服等户外运动装上，在保护人体的同时，服装本身也能够承受来自外界的损害，且富有弹性的太空棉也可以满足各种幅度的动作。其次用在一些轻薄的外套上，可以保证服装随时都光滑无皱，保持干净得体。（4）由于太空棉难以撕裂，结构紧密，所以其透气性不佳，不宜制作成夏装。第一作者：韩沁利，女，本科，主要研究方向不同的天然纤维面料对抽着造型的影响。通信作者：孙银银、女、1984 年、博士、讲师，主要研究方向纺织服装数字化技术。基 金 项 目：苏 省 高 校 自 然 科 学 基 金 项 目（17KJB540001）；江 苏 省 高 校 自 然 科 学 基 金 项 目（19KJB43000）参考文献1刘晓玉.刍议太空棉与数码印花在服装创新性设计中的应用J.科技风，2016（01）：117.2刘燕琳.太空棉工艺及性能初探J.纤维标准与检验，1993（08）：8-9.3周璐瑛，王越平，赵憬，苗玉贞.新一代太空棉的服用与加工特点初探J.上海纺织科技，1998（05）：50-53.4罗皓，潘珊珊，刘艳梅.双罗纹组织的探索与开发J.山东纺织经济，2016（06）：35-37+34.试样方向试样 1试样 2试样 3静态动态静态动态静态动态夹丝厚款活泼率（%）悬垂系数（%）投影周长（mm）悬垂波数（个）美感系数（%）活泼率（%）49.94632.96426.5066.14671.7720.0049.33631.45426.8964.24667.35315.1552.35638.90424.9966.91673.58313.8933.5532.9735.5632.3529.4330.56辽宁丝绸研究探讨4第 2 期（总 184 期）行后续的刺绣工作。垫高时，需要绣工依据绸布上的纹样，先在布料表面铺上一层棉絮，用丝线将其固定后，作为基底，覆盖绸布，加以刺绣制作；绣制过程中既要保持垫高部位的圆润均匀，又不可露出垫高所使用的材料，使绣制作品呈现出浮雕的效果。（4）作品展示作品一“闲钓江渔”是将一小块象形的沉香木嵌入作为“木舟”元素，显得更加生动，主要是想表达追寻内心平静、返璞归真的想法。在刺绣过程中，针角细腻、柔和，配色以灰色调为主，朦胧中体现意境。作品二“永恒的春天”是把莞香木比作花瓶，用潮绣绣制鲜花、绿芽，粉色山茶花被誉为胜利之花，一抹绿芽带来早春的新鲜气息，寓意希望。整幅画面生机勃勃春意盎然，代表潮绣（寮步）在东莞这片沃土上开枝散叶熠熠生辉。3结语寮步潮绣作为在东莞市寮步地区发展起来的潮绣分支，其发展需要大胆尝试使用新技法和新材料，在构图、材料和针法中进行创新设计，结合本土文化特色和现代审美原则呈现当代刺绣工艺的艺术表现形式，将东莞文化和潮绣艺术融合，令潮绣在东莞开枝散叶，从而推动传统文化的传播与交流。基金项目：广东省质量工程项目，粤教高函202129 号。参考文献1张承良.论莞香的文化价值及其当代实现J.岭南文史，2010（02）：52-56.图 1闲钓江鱼设计稿图 2闲钓江鱼绣品图 3永恒的春天设计稿图 4永恒的春天绣品（上接第 6 页）