[논문 리뷰] Experimental Investigation on Tensile Strength of Jacquard Knitted Fabrics

Raluca Brad, Milena Dinu|arXiv (Cornell University)|2015. 10. 25.

Textile materials and evaluations참고 문헌 12인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 V-베드 뜨개기에서 100% PAN 실을 사용하여 세 가지 2색 리브 구조를 가진 자카드 뜨개직물—백스트라이프 자카드, 트윌백 자카드, 이중층 3x3 리브—의 인장 강도와 연신율을 실험적으로 평가한다. 이중층 직물이 가장 높은 인장 강도와 가장 우수한 기계적 성능를 보였으며, 그 다음으로 트윌백 자카드, 백스트라이프 자카드의 순서를 보였다. 트윌백 직물은 정렬된 리브 싱커 루프로 인해 편향 방향 파손 저항성이 뛰어나다는 점에서 우수한 성능을 보였다.

ABSTRACT

An objective approach to select the best fabric for technical and home textiles consists in mechanical properties evaluation. The goal of this study is to analyze the behavior of knitted fabrics undergoing stretch stress. In this respect, three types of 2 colors Rib structure (backstripes jacquard, twillback jacquard and double-layered 3x3 rib fabric) have been presented and tested for tensile strength and elongation on three directions. First, the elasticity and the behavior of knitted Rib fabrics were described The fabrics were knitted using 100% PAN yarns with Nm 1/15x2 on a E5 CMS 330 Stoll V-bed knitting machine, and have been tested using INSTROM 5587 Tensile Testing Machine in respect of standards conditions. After a relaxation period, 15 specimens were prepared, being disposed at 0°, 45° and 90° angles to the wale direction on the flat knitted panel. The tensile strength and the elongation values were recorded and mean values were computed. After strength and tensile elongation testing for 3 types of rib based knitted fabrics, one can see that the double layer knit presents the best mechanical behavior, followed by birds-eyebacking 2 colors Jacquard and then back striped Jacquard. For tensile stress in bias direction, the twillbacking Jacquard has a good breakage resistance value due to the higher number of rib sinker loops in structure that are positioned on the same direction with the tensile force. The twillbacking Jacquard structure could be considered as an alternative for the base material for decorative and home textile products.

연구 동기 및 목표

• 뜨개직물의 인장 응력 하에서의 기계적 거동을 평가하기 위해.
• 백스트라이프 자카드, 트윌백 자카드, 이중층 3x3 리브의 세 가지 2색 리브 구조를 가진 뜨개직물의 인장 강도와 연신율을 비교하기 위해.
• 기술용 및 가정용 섬유 응용 분야에 적합한 직물 구조를 기계적 성능 기반으로 규명하기 위해.
• 와일 방향에 대해 0°, 45°, 90°에서의 기계적 성질의 방향 의존성을 분석하기 위해.

제안 방법

• 직물을 100% PAN 실(Nm 1/15x2)을 사용하여 E5 CMS 330 Stoll V-베드 뜨개기로 제작하였다.
• 표준 조건 하에서 INSTRON 5587 기계를 사용하여 인장 시험을 수행하였다.
• 평직 패널 상에서 와일 방향에 대해 0°, 45°, 90° 각도로 15개의 시편을 준비하였다.
• 인장 강도와 연신율 값을 기록하고, 각 직물 종류와 방향에 대해 평균 값을 산출하였다.
• 특히 리브 싱커 루프의 배열 방식을 중심으로 구조적 차이를 분석하여 기계적 거동을 설명하기 위해 노력하였다.
• 결과를 분석하여 기계적 성능 기반으로 직물들을 순위 매기고, 특정 하중 방향에서의 구조적 이점 규명하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이중층 3x3 리브 뜨개직물의 인장 강도는 다른 2색 자카드 직물 구조와 비교해 어떻게 되는가?
• RQ2 리브 싱커 루프의 정렬 방향이 편향 하중 하에서 트윌백 자카드 직물의 인장 성능에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 어느 뜨개직물 구조가 45° 편향 방향에서 파손에 가장 높은 저항성을 보이는가?
• RQ4 뜨개직물의 기계적 성질은 와일 방향에 대해 어떻게 방향에 따라 변화하는가?
• RQ5 이중층 뜨개직물에서 뛰어난 인장 강도를 제공하는 구조적 특징는 무엇인가?

주요 결과

• 이중층 3x3 리브 직물은 시험한 모든 직물 중에서 가장 높은 인장 강도를 보였다.
• 트윌백 자카드 구조는 리브 싱커 루프가 인장력과 정렬되어 있어 45° 편향 방향에서 가장 뛰어난 파손 저항성을 보였다.
• 백스트라이프 자카드는 세 종류의 직물 중에서 가장 낮은 인장 강도와 연신율를 보였다.
• 인장 강도는 방향에 따라 뚜렷한 차이를 보였으며, 와일 방향에 대해 0°와 90°에서 가장 높은 값이 기록되었다.
• 이중층 구조는 상호 잠금과 하중 분포의 향상으로 인해 뛰어난 기계적 성능를 제공하였다.
• 트윌백 자카드 구조는 높은 편향 방향 저항성으로 인해 장식용 및 가정용 섬유 응용 분야에서 실용적인 대안이 될 수 있다.