纯棉织物经过形状记忆乳液整理后获得了形状记忆效应，具体表现在织物的折皱回复角增大，平整级别或折痕级别提高[1]，由于整理剂与纤维素的交联以及整理浴的条件使纤维素发生降解，导致织物强力的下降[2]。在整理液中添加柔软剂或专用强力改善剂[3-4]可改善整理后织物的强力。这些方法使整理后织物强力经纬向同时提高，但没有解决纬向强力显著低于经向强力的问题。 国内外的学者采用微拉幅的方法[5-6]，可以改善织物宽度方向的应力分布，从而降低织物的抗张强力和撕破强力的损失（对树脂整理尤为重要），对于提高产品的质量有较明显的效果。微拉伸使织物的结构更均匀，成品幅宽达到最初坯布的幅宽甚至更宽，拉伸后织物的手感更好，值得一提的是它降低了交联棉织物的强力损失。对织物的拉伸可达到其断裂伸长率的30％～50％，但是在通常情况下，其拉伸都超过断裂伸长率的50％，可以达到60％～ 80％[7]。
与免烫整理类似，形状记忆整理也存在强力问题。主要是由于整理后产生了交联，在形状记忆聚氨酯硬段上的规则结构受到破坏[8-9]，因此，整理后织物的断裂强力保持率明显下降，各种织物的纬向断裂强力保持率都明显低于经向[10]。
1 提高织物纬向拉伸强力的方法
KES测试揭示，许多织物的经向拉伸弹性比纬向更大，而经向的拉伸能总是更低“”。经纱在生产过程中经过小应力的反复拉伸，屈服点提高，断裂功和断裂伸长降低。而纬纱在生产过程中受到的负荷作用比经纱小得多。
小应力的反复拉伸可增加织物强力，织物经过拉伸，伸长率降低，强力增加。如果在不会使织物最薄弱环节断裂的情况下，对织物纬向施加一个较小的拉伸力，保持一定时间的拉伸，使织物纬向纱线的受力由不均匀变得均匀，即最早承受张力的纱线或承受较大张力的纱线能够在一定的时间内将一部分的张力转移到尚未承受张力或承受较小张力的纱线上，那么受到破坏的纱线或纤维结构能有时间得到一定修复。同时所有的纬纱都能得到充分的伸直，使得张力在纬纱间能够平均分配，让所有的纬纱共同承受强力，在这个基础上改善织物结构的不均匀性，进而使得织物的断裂强力提高[12]。
2 试验部分
为明确织物整理前后纬向强力损失与纱线的关系，首先测试形状记忆整理前后的棉纱线强度，分析整理织物纬向强力损失与经纬纱线强力的关系。然后对整理前后织物的纬向进行微拉伸，探讨拉伸参数与增强效果的关系。
2.1 试验材料和设备
漂白棉府绸织物，经纬纱线密度均为14.6 tex，经纬密度分别为524、394根/10 cm，织物组织为平纹，纱线经纬向捻度相同，均为104捻/10 cm。
采用YG（B）021D-50型电子单纱强力机进行纱线强度试验：采用INSTRON 4411拉伸强力测试仪进行织物的拉伸停顿和循环拉伸单因子试验：采用Y501型电子织物强力机进行织物拉伸停顿正交试验。
2.2 试验方案
2.2.1 纱线试验
纱线分成2组。第1组测未整理织物的经纬向断裂强度，第2组测整理织物经纬向断裂强度。从整理前后的织物上拆下一定长度经纬纱线各40根，测其断裂强度。
2.2.2 织物试验
织物试验分3千方案：拉伸停顿和循环拉伸方案：拉伸停顿二因子五水平正交试验方案。
方案1 拉伸停顿方法。伸长率为5％、7％：停顿时间为30、60、90、120、180、240、300 s。
方案2 循环拉伸方法。伸长率为3％、5％、 7％：拉伸循环次数为5、10、15、20、25、30、35次。
方案3 二因子五水平正交试验。对整理前后的织物进行拉伸停顿试验。与方案1不同，方案3是织物先整理后拉伸，方案1是先拉伸后整理。因子水平见表1。
表1 因子水平表
水平 | A 停顿时间/s | B 伸长率/％ |
1 2 3 4 5 | 60 120 180 240 300 | 4 5 6 7 8 |
2.3 形状记忆整理
采用的形状记忆聚氨酯乳液由香港理工大学研制，相变温度为60℃，定型形状为平整。形状记忆整理工艺过程为：
整理工作液准备→浸轧→烘干→焙烘
在室温条件下对织物进行2次浸轧，在80～ 90℃烘干3～5 min，然后在150～170℃轧烫定型，焙烘3～5 min。
3 结果与分析
图1-2中，D/O为织物拉伸停顿后的断裂强度与直接拉伸断裂强度之比的百分率：D.F/O.P表示拉伸织物整理后断裂强度与织物直接整理后的断裂强度之比的百分率。
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图1 方案1织物的增强效果 |
| 图例: 1-拉伸3％未整理织物的D/O；2-拉伸5％未整理织物的D/O；3-拉伸7％未整理织物的D/O；4-拉伸3％整理织物的D.F/O.P；5-拉伸5％整理织物的D.F/O.P；6-拉伸7％整理织物的D.F/O.F。 |
图2 方案2织物的增强效果 |
3.1 纱线试验结果分析
织物整理前后经、纬纱断裂强度的试验结果如表2所示。
表2 纱线断裂强度
| 经纱断裂强度 | 纬纱断裂强度 |
整理前 | 整理后 | 整理前 | 整理后 |
平均值 最大值 最小值 | 15.40 19.50 9.50 | 8.10 9.90 6.40 | 14.90 19.00 10.10 | 9.30 12.70 5.70 |
CV值/％ | 15.20 | 10.10 | 15.80 | 14.70 |
从表2可以发现，整理后织物的经纬纱强度均有下降。经纱的平均断裂强度保持率为52.6％，而纬纱平均断裂强度保持率为62.4％。这表明织物纬向强度损失更大并不是由于纬纱强度损失而造成的，可能是经纬纱线的共同作用，即与织物组织结构如经纬密度等因素有关系。
3.2 织物试验结果分析
方案1 图1示出拉伸织物停顿后断裂强力与未进行拉伸停顿织物断裂强力之比的百分率与停顿时间的关系。可以发现，拉伸5％停顿的织物未整理和整理后断裂强力有较明显的差别，后者明显高于前者。织物拉伸停顿后的断裂强力并没有增加，反而略有下降，但整理后的断裂强力明显增加。拉伸停顿的织物整理后大部分的断裂强力提高，在停顿3 min时的断裂强力最大，比织物直接整理后的断裂强力增加了11.3％。
与拉伸5％不同的是，拉伸7％的织物达到最大断裂强力的停顿时间缩短，前者整理织物达到最大强力的时间为3 min，而后者整理织物达到最大强力的时间缩短到1.5 min。
方案2 图2示出循环拉伸3％、5％和7％的织物未整理和整理后的增强效果。可以看出，经微拉伸的织物未整理时断裂强力的变化规律与整理后的变化规律有所不同。拉伸整理后织物的增强效果比拉伸但未整理织物的增强效果好，如图2中的4和 6。但整理后织物的强力波动较大，如图2中的5，这可能与织物吸收整理液的均匀性有关。
研究结果表明，经过微拉伸后，织物大部分强力有所增加，伸长率不同，增强的效果亦不同。对循环拉伸后未整理织物和整理织物，都存在伸长率越大，则达到最大强力时的拉伸循环次数越低的规律。织物达到最大强力的循环次数是一致的，即在伸长 3％、5％、7％时的最大增强的循环次数都分别为 35、20、15次。合理选择拉伸伸长率与拉伸次数可以适当提高织物纬向强力[10]。
方案3 正交试验结果分析。正交试验直观分析和方差分析发现，微拉伸的停顿时间和伸长率对整理前后织物纬向强力的影响比较显著，其中停顿时间的影响比伸长率更加显著。对未整理织物纬向强力，因子最优水平组合为A3B1，即在4％伸长率时保持3 min后，未整理织物纬向断裂强力达到最大。在最优水平组合下，纬向断裂强力提高了31.9％。对整理织物纬向强力，因子最优水平组合为A2B1，即在4％伸长率时保持2 min后，整理织物纬向断裂强力达到最大。在最优水平组合下，纬向断裂强力提高了42.1％。
与方案1进行比较，织物的微拉伸增强效果同样是整理后比整理前好，而且在伸长率相同时，整理后微拉伸织物达到最大强力的停顿时间更短。此外，方案3的断裂强力提高幅度更大，这说明织物先整理后停顿拉伸时，强力提高更大。
整理后断裂强力明显增加，除了拉伸产生的织物结构均匀分布和屈服点提高的原因外，可能与整理液与织物的作用有关。织物经微拉伸后，纤维大分子的塑性变形增加，大分子链产生重排，屈服点提高。在此情况下，织物中纤维的内应力发生了变化，因此形状记忆整理液与棉纤维的相互作用也发生了改变，导致强力损失减小[12]。
4 结 论
1）整理后织物的经纬向强度都下降，但纬向断裂强度保持率高于经向。这表明织物纬向强度损失的增加并不是由于纬纱强度下降而造成的，可能是经纬纱线共同作用的结果，即与织物组织结构如经纬密度等因素有关系。
2）采用拉伸停顿和循环拉伸2种微拉伸的方式，选择适当的伸长率、停顿时间或循环次数对织物进行微拉伸，可提高织物的断裂强力。
3）整理织物拉伸停顿二因子五水平正交试验的最优水平组合为A2B1，即4％伸长率时保持 2 min，整理织物纬向断裂强力保持率为142.1％，即断裂强力提高了42.1％。织物先整理后微拉伸的增强效果比先拉伸后整理好。
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