异形纤维与织物遮光性的研究

论文摘要

多数纺织品一般被要求不透明或具有良好的光学遮蔽性,以便使织物满足保暖、维护个人隐私、遮挡光线晒伤皮肤等要求。但是,对于轻薄稀松类织物,特别是浅色织物和白色织物,其光学遮蔽效果往往达不到既定要求,而使服装面料的审美特性和遮蔽性产生矛盾。所以,如何提高织物的光学遮蔽性,是摆在我们面前的一大课题。至今为止,都用增加消光剂含量的方法提高化学纤维的光学遮蔽性能。但是,该法受到纺丝困难等很多条件限制,能够发挥的作用有限。我们期望另辟途径提高织物的光学遮蔽性,作为这项工作的起步,本论文研究纤维截面形态和织物组织结构对织物遮光性能的影响,并确立有效表征织物光学遮蔽性的客观测试方法,主要研究内容和结论如下:（1）建立纤维横截面几何模型,在截面特征参数相同的条件下,理论模拟计算圆形、四叶形和三叶形截面纤维的一次折射光强与入射光光强比Irz在总体上差异不大,发现无论何种截面Irz大致都在0.95～0.96范围内;但是,在截面的不同位置处,四叶形和三叶形的折射光方向角β1变化较圆形的更为复杂,在单根纤维的直径方向折射光方向角β1呈现由大到小、由小到大的数次非单调变化,对单纤维成像非常不利,也就是说异形截面纤维有利于改善纤维的遮光性能。异形截面纤维与圆截面纤维的光学特性差异类似于花玻璃与平板玻璃的差异。（2）实验研究了白度仪的测试的白度值R457和透明度值T以及紫外可见分光光度计测试的在可见光范围的反射系数R%和透射系数T%在表征织物的遮光性能的可行性和适用性。发现白度仪测试的透明度值T能够在一定程度上反应视觉透明感,但是其效果受织物颜色的影响较为明显,因为白度仪是单波段光的反射比。对于有色织物,白度仪的透明度值T与织物视觉透明感的相关性降低。用紫外可见分光光度计测得的各单色光的透射系数T%-随光波长的变化曲线、可见光范围内各单色光的透射系数的平均值Tj%适合表征与评价织物的遮光性能,并适合于不同颜色的织物,紫外可见分分光光度计的透射系数平均值Tj%比白度仪单波段的光透明度值T与视觉透明感的关系更加密切。采用紫外可见分分光光度计测试的织物平均透射系数Tj%可以用于评价织物遮光性,降低主观评价的随机误差,是有效简便的客观仪器测试方法。平均透射系数Tj%值越小表示织物的遮光性越好,实验证明,平均透射系数Tj%大于40%的织物有明显透明感,小于20%的有色织物是不透明的,15-25%之间的白色织物仍然具有透明感,20-40%之间的区域有待后续实验研究。（3）采用相同半消光聚酯切片制造的四叶形截面和圆形截面DTY长丝,试制了与棉的交织物和纬编针织物,用紫外可见分光光度计实测了这些织物在可见光范围内的透射系数,发现三组可比性织物中四叶形截面纤维织物的平均透射系数Tj%都小于普通圆形截面纤维的织物,无论是机织物还是针织物,在织物组织、纱支、经纬密度等结构条件相同的条件下,四叶形截面纤维织物的遮光性能优于普通圆形截面,并且对于密度和纱支相同机织物交织次数多的组织有利于提高织物遮光性,但是纤维截面形态引起织物遮光性的差异不是很大。由于异形截面纤维织物同时具有良好的手感、导湿、光泽等特性而受到消费者的广泛欢迎,开发遮光与多功能复合型异形截面纤维仍然具有重要实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景和意义
• 1.2 异形纤维的研究现状
• 1.3 遮光织物的研究现状
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第二章 异形截面纤维光学理论研究
• 2.1 纺织材料光学性能研究
• 2.2 织物在光照下的基本规律
• 2.3 异形截面单纤维光学特性理论分析及数值模拟
• 2.4 本章总结
• 第三章 织物遮光性的客观测试方法探索
• 3.1 织物遮光性测试方法研究的概述
• 3.2 白度仪测试研究
• 3.3 可见光分光度计原理及测试指标
• 3.4 织物透明感的主观评价
• 3.5 织物透明度的主观评价、客观测试结果及其关系分析
• 3.6 本章总结
• 第四章 织物遮光性能的实验研究
• 4.1 试样制备
• 4.2 织物设计与织造
• 4.3 实验与测试
• 4.4 结果与分析
• 4.5 本章总结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本论文的主要结论
• 5.2 本论文存在的不足及课题展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢