組織結構對織物耐久性和使用性能的影響

L. G. Patil， A. A. Hulle， R. N. Joshi

1. DKTE紡織與工程研究所 紡織系(印度) 2. SGGS工程技術學院 紡織系(印度)

紡織品設計的目的在于滿足最終產品的使用需求。織物的抗拉強度、伸長率、撕裂強度、耐磨性和折皺回復性等特性取決于所采用的組織結構、紗線間距(如每厘米紗線根數)、經緯紗原料、紗線結構(長絲或短纖維)、線密度和捻度因素。與其他織物結構相比，機織物具有較高的強度和穩定性。通過改變機織物的組織結構可制備經緯方向性能不同的織物。織物的性能取決于組成的纖維材料、紗線和織物結構。同時，這些因素相互影響。服裝面料設計的最終目的是讓穿著者感到滿意和舒適，因此，對不同結構機織物的性能研究非常重要。

1 材料和方法

制備織物試樣的經紗均采用7.3 tex(80 S)雙股棉紗，緯紗有3種：7.3 tex的雙股棉紗、聚酯/棉混紡紗和聚酯紗。織物制備前，對所有紗線的拉伸性能、均勻度、毛羽指數和捻度進行測試，結果如表1所示。織物組織結構采用7種不同的基本組織及其變化組織，分別為平紋組織、2/2方平組織、經重平組織、3/1斜紋組織、人字斜紋組織、8枚緞紋組織和縐組織。經緯紗排列密度比為2∶1(如經密為47.2根/cm和緯密23.6根/cm)。所有試樣均在劍桿織機上織制。織物的后整理按照襯衫行業的正常流程進行。對整理后的織物試樣進行抗拉強度、伸長率、撕裂強度、耐磨性和折皺回復性測試。

表1 紗線性能指標

2 結果與討論

2.1 抗拉強度

織物組織結構、緯紗類型、后整理和試樣測試方向對織物抗拉強度的主要影響如圖1和圖2所示。由圖1和圖2知，平紋組織及其變化組織織物的抗拉強度最高，其次為縐組織、斜紋組織和緞紋組織織物。平紋織物因交織指數較高、浮長較短，織物更為緊密，從而表現出較高的抗拉強度。緞紋組織織物因浮長較其他組織長，其抗拉強度低于縐紋和斜紋織物。

圖1 織物組織結構、緯紗類型及后整理對織物抗拉強度的影響

圖2 織物組織結構、緯紗類型、后整理和測試方向單因素對織物抗拉強度的影響

與棉織物和聚酯/棉混紡織物相比，聚酯織物因其單絲固有強度較大而具有更高的抗拉強度。因織物經緯紗的密度比為2∶1，故織物的經向抗拉強度大于緯向抗拉強度。聚酯織物、聚酯/棉混紡織物中，聚酯緯紗的強度高于棉經紗強度，因此，其緯向強度較棉織物的經向強度高。此外，經紗密度對織物抗拉強度的影響也較突出。

織物后整理對其拉伸性能有負面影響。不同化學物質的作用和較長的固化時間會對纖維素纖維造成一定的損傷，從而降低了織物的抗拉強度。

2.2 斷裂伸長率

不同組織結構織物試樣斷裂伸長率的測試結果與對比如圖3和圖4所示。由圖3和圖4可以看出，聚酯織物的斷裂伸長率最高，聚酯/棉混紡織物的斷裂伸長率次之，棉織物的斷裂伸長率最低。聚酯織物緯向斷裂伸長率較高是由于聚酯復絲緯紗的伸長率較高所致。

圖3 織物組織結構、緯紗類型及后整理對織物斷裂伸長率的影響

圖4 織物組織結構、緯紗類型、后整理和測試方向單因素對織物斷裂伸長率的影響

由于聚酯紗和聚酯/棉混紡紗的斷裂伸長率較高，織物的緯向斷裂伸長率大于經向斷裂伸長率。織造過程中纖維和紗線在織物中的滑移也是造成織物斷裂伸長率增大的因素之一。

2.3 撕裂強度

織物組織結構、緯紗類型、后整理及測試方向對織物撕裂強度的影響如圖5和圖6所示。

圖5 織物組織結構、緯紗類型及后整理對織物撕裂強度的影響

圖6 織物組織結構、緯紗類型、后整理及測試方向單因素對織物撕裂強度的影響

聚酯織物的撕裂強度較高，聚酯/棉混紡織物的撕裂強度次之，棉織物的撕裂強度最低。聚酯織物較高的撕裂強度可能與聚酯緯紗較高的抗拉強度有關。不論織物組織結構、緯紗類型如何，以及經后整理與否，織物的經向撕裂強度明顯高于緯向，這是因為經緯紗的排列密度設置為2∶1所致。后整理對織物的撕裂強度有積極的影響，如使用有機硅柔軟劑可提高織物的撕裂強度。

2.4 耐磨性

機織物試樣的耐磨性通過織物經一定次數摩擦后的質量損失率評估，織物組織結構、緯紗類型、后整理及測試方向對織物耐磨性的影響如圖7和圖8所示。由圖7和圖8可知，7種組織的織物中，耐磨性由高到低依次為平紋組織織物、經重平組織織物、2/2方平組織織物、縐組織織物、3/1斜紋組織織物、人字斜紋組織織物、緞紋組織織物。浮長較長時，纖維更容易發生滑移，紗線的耐磨性較差。而對于浮長較短的織物，如平紋織物，因紗線交織緊密，摩擦時損傷更均勻地分布在所有紗線上，因此，平紋織物比其他組織織物具有更好的耐磨性。

圖7 織物組織結構、緯紗類型及后整理對織物耐磨性的影響

圖8 織物組織結構、緯紗類型、后整理及測試方向單因素對織物耐磨性的影響

因聚酯紗為長絲復絲，具有較強的耐磨性，且紗線結構上幾乎沒有毛羽，纖維流失的可能性較小，故聚酯織物的耐磨性最高。聚酯/棉混紡織物的耐磨性次之。經后整理的織物因交聯機制的原因，其耐磨性較相同結構的坯布低。

2.5 折皺回復性能

織物組織結構、緯紗類型、后整理及測試方向對織物折皺回復性能的影響如圖9和圖10所示。由圖9和圖10知，平紋織物的抗皺能力最低，緞紋織物和人字斜紋織物的浮長最長，結構比較松散，因此抗皺能力高，折皺回復性能好。3/1斜紋和縐組織織物的折皺回復性能適中。平紋變化組織織物，如方平組織和經重平組織織物的折皺回復性能較差。

圖9 織物組織結構、緯紗類型及后整理對織物折皺回復性能的影響

圖10 織物組織結構、緯紗類型、后整理及測試方向單因素對織物折皺回復性能的影響

棉織物的抗皺能力最差，因為棉纖維中的纖維素鏈沒有彈性，當棉織物受力時，纖維素鏈發生永久性彎曲。由于聚酯中不含纖維素鏈，因而其最抗皺性能較高，聚酯/棉混紡織物的抗皺性能則介于兩者之間。經后整理的織物由于交聯作用而產生了更多的折痕回復角，這有利于增加織物的尺寸穩定性。

3 結論

對平紋組織、2/2方平組織、經重平組織、3/1斜紋組織、人字斜紋組織、8枚緞紋組織和縐組織這7種 不同基本組織及其變化組織織物的抗拉強度、斷裂伸長率、撕裂強度、耐磨性和折皺回復性能進行測試和對比，得出下述結論。

——交織指數對織物性能的變化起著至關重要的作用。平紋和平紋變化組織的交織指數高，織物具有較好的耐磨性和拉伸性能。緞紋、人字斜紋等組織織物的交織指數較低，其結構松散，撕裂強度高。因經緯紗排列密度比為2∶1，故織物經向的拉伸和撕裂強度較緯向高。

——緯紗采用聚酯紗的聚酯織物具有較好的耐用性和使用性能。由于紗線表面有凸起的絨毛，棉紗更容易出現磨損。

——后整理能軟化織物，提高織物的折皺回復性能。它對織物的穿著舒適性也有顯著的影響。

——經后整理的聚酯/棉混紡平紋織物在舒適性、耐久性和使用性能方面均表現突出。