組織結(jié)構(gòu)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(shù)學(xué)院 紡織系(印度)

紡織品設(shè)計(jì)的目的在于滿足最終產(chǎn)品的使用需求?？椢锏目估瓘?qiáng)度、伸長率、撕裂強(qiáng)度、耐磨性和折皺回復(fù)性等特性取決于所采用的組織結(jié)構(gòu)、紗線間距(如每厘米紗線根數(shù))、經(jīng)緯紗原料、紗線結(jié)構(gòu)(長絲或短纖維)、線密度和捻度因素。與其他織物結(jié)構(gòu)相比，機(jī)織物具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。通過改變機(jī)織物的組織結(jié)構(gòu)可制備經(jīng)緯方向性能不同的織物?？椢锏男阅苋Q于組成的纖維材料、紗線和織物結(jié)構(gòu)。同時(shí)，這些因素相互影響。服裝面料設(shè)計(jì)的最終目的是讓穿著者感到滿意和舒適，因此，對不同結(jié)構(gòu)機(jī)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(jīng)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(shù)和捻度進(jìn)行測試，結(jié)果如表1所示?？椢锝M織結(jié)構(gòu)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(jīng)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(jīng)緯紗排列密度比為2∶1(如經(jīng)密為47.2根/cm和緯密23.6根/cm)。所有試樣均在劍桿織機(jī)上織制?？椢锏暮笳戆凑找r衫行業(yè)的正常流程進(jìn)行。對整理后的織物試樣進(jìn)行抗拉強(qiáng)度、伸長率、撕裂強(qiáng)度、耐磨性和折皺回復(fù)性測試。

表1 紗線性能指標(biāo)

2 結(jié)果與討論

2.1 抗拉強(qiáng)度

織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型、后整理和試樣測試方向?qū)椢锟估瓘?qiáng)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(qiáng)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(shù)較高、浮長較短，織物更為緊密，從而表現(xiàn)出較高的抗拉強(qiáng)度。緞紋組織織物因浮長較其他組織長，其抗拉強(qiáng)度低于縐紋和斜紋織物。

圖1 織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型及后整理對織物抗拉強(qiáng)度的影響

圖2 織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型、后整理和測試方向單因素對織物抗拉強(qiáng)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(qiáng)度較大而具有更高的抗拉強(qiáng)度。因織物經(jīng)緯紗的密度比為2∶1，故織物的經(jīng)向抗拉強(qiáng)度大于緯向抗拉強(qiáng)度。聚酯織物、聚酯/棉混紡織物中，聚酯緯紗的強(qiáng)度高于棉經(jīng)紗強(qiáng)度，因此，其緯向強(qiáng)度較棉織物的經(jīng)向強(qiáng)度高。此外，經(jīng)紗密度對織物抗拉強(qiáng)度的影響也較突出。

織物后整理對其拉伸性能有負(fù)面影響。不同化學(xué)物質(zhì)的作用和較長的固化時(shí)間會(huì)對纖維素纖維造成一定的損傷，從而降低了織物的抗拉強(qiáng)度。

2.2 斷裂伸長率

不同組織結(jié)構(gòu)織物試樣斷裂伸長率的測試結(jié)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(fù)絲緯紗的伸長率較高所致。

圖3 織物組織結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)、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(jīng)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(qiáng)度

織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型、后整理及測試方向?qū)椢锼毫褟?qiáng)度的影響如圖5和圖6所示。

圖5 織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型及后整理對織物撕裂強(qiáng)度的影響

圖6 織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型、后整理及測試方向單因素對織物撕裂強(qiáng)度的影響

聚酯織物的撕裂強(qiáng)度較高，聚酯/棉混紡織物的撕裂強(qiáng)度次之，棉織物的撕裂強(qiáng)度最低。聚酯織物較高的撕裂強(qiáng)度可能與聚酯緯紗較高的抗拉強(qiáng)度有關(guān)。不論織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型如何，以及經(jīng)后整理與否，織物的經(jīng)向撕裂強(qiáng)度明顯高于緯向，這是因?yàn)榻?jīng)緯紗的排列密度設(shè)置為2∶1所致。后整理對織物的撕裂強(qiáng)度有積極的影響，如使用有機(jī)硅柔軟劑可提高織物的撕裂強(qiáng)度。

2.4 耐磨性

機(jī)織物試樣的耐磨性通過織物經(jīng)一定次數(shù)摩擦后的質(zhì)量損失率評估，織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型、后整理及測試方向?qū)椢锬湍バ缘挠绊懭鐖D7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(jīng)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(shí)，纖維更容易發(fā)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?xí)r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(jié)構(gòu)、緯紗類型及后整理對織物耐磨性的影響

圖8 織物組織結(jié)構(gòu)、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(fù)絲，具有較強(qiáng)的耐磨性，且紗線結(jié)構(gòu)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(jīng)后整理的織物因交聯(lián)機(jī)制的原因，其耐磨性較相同結(jié)構(gòu)的坯布低。

2.5 折皺回復(fù)性能

織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型、后整理及測試方向?qū)椢镎郯櫥貜?fù)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(jié)構(gòu)比較松散，因此抗皺能力高，折皺回復(fù)性能好。3/1斜紋和縐組織織物的折皺回復(fù)性能適中。平紋變化組織織物，如方平組織和經(jīng)重平組織織物的折皺回復(fù)性能較差。

圖9 織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型及后整理對織物折皺回復(fù)性能的影響

圖10 織物組織結(jié)構(gòu)、緯紗類型、后整理及測試方向單因素對織物折皺回復(fù)性能的影響

棉織物的抗皺能力最差，因?yàn)槊蘩w維中的纖維素鏈沒有彈性，當(dāng)棉織物受力時(shí)，纖維素鏈發(fā)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(jīng)后整理的織物由于交聯(lián)作用而產(chǎn)生了更多的折痕回復(fù)角，這有利于增加織物的尺寸穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

對平紋組織、2/2方平組織、經(jīng)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(qiáng)度、斷裂伸長率、撕裂強(qiáng)度、耐磨性和折皺回復(fù)性能進(jìn)行測試和對比，得出下述結(jié)論。

——交織指數(shù)對織物性能的變化起著至關(guān)重要的作用。平紋和平紋變化組織的交織指數(shù)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(shù)較低，其結(jié)構(gòu)松散，撕裂強(qiáng)度高。因經(jīng)緯紗排列密度比為2∶1，故織物經(jīng)向的拉伸和撕裂強(qiáng)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(xiàn)磨損。

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

——經(jīng)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(xiàn)突出。