纱线合股数对3 种组织织物保形性的影响

2021-01-15左亚君高卫东

棉纺织技术 2021年1期

左亚君王蕾高卫东

（江南大学，江苏无锡，214122）

织物在使用、穿着和洗涤过程中容易受到外力作用发生塑性弯曲变形而形成折皱，织物抵抗此类折皱的能力称为抗皱性。抗皱性通常是指在力作用下产生折痕后的回复程度，也称为折皱回复性［1］。折皱回复性影响织物的外观和平整性，折皱回复性和平整度是织物保形性常用性能指标。国内外学者对保形性进行了一系列的研究。申美丽等分析纱线捻度对纯棉织物折皱回复性的影响，发现在一定捻度范围内，折皱回复性能随捻度的增加而增强［2］。魏艳红等研究不同组织结构对织物保形性能的影响，通过改变纺纱方式与优选组织，开发了一种细号高保形衬衫面料［3-4］。PARIL S 等认为棉织物和涤纶织物在洗涤过程中容易受到织物厚度和湿重影响，从而影响洗涤时织物折皱的形成［5-6］。王蕾等研发了一种基于视频序列的JN-1 型织物折皱回复性能动态测试仪，自动化程度高，可以实现织物试样的动态折皱回复角的测量［7-8］。目前对股线的研究主要集中在捻度、捻系数、捻向对其织物性能的影响，针对纱线合股数对织物性能影响的研究较少。本研究采用不同合股数捻合得到的9.6 tex纱线，分别织造成相同经纬密的平纹、二上二下方平、二上二下左斜纹组织织物，研究不同合股数纱线和织物组织对织物保形性的影响。

1 试验部分

1.1 织物折皱回复性能测试

1.1.1 织物折皱回复角测试

参照AATCC 66—2014《织物折皱回复：回复角法》水平法，采用江南大学自主研发的基于视频序列的JN-1 型织物折皱回复性能动态测试仪，对织物折皱回复过程进行图像采集。试样受力一致性好，试验过程中减少人体与试样的接触，人为影响因素少，自动化程度高。在织物的正反面选取不同位置经纬向试样各5 块，剪成40 mm×15 mm 的长方形，压力负荷5 N，加压时间5 min，视频采集帧率为1 帧/s，在标准大气条件下采集时长5 min，对织物折皱回复视频序列进行处理，得到折皱回复角数据。

1.1.2 织物折皱回复率测试

参照美国标准AATCC 202—2014《纺织品相对手感值：仪器法》，每种织物裁取3 块100 cm2大小的圆形试样，在标准大气环境条件下采用PhabrOmeter 织物手感评价系统测试仪测得织物的折皱回复率［9］。该测试仪所测的折皱回复率可以反应织物折皱的多向性，折皱回复率越大，折皱回复性越好。

1.2 织物平整度测试

参照AATCC 124—2014《织物经反复家庭洗涤后的外观平整度测试方法》，织物试样尺寸为380 mm×380 mm，为防止试样脱边，对试样进行锁边处理。使用美的MFC 型滚筒洗衣机对织物洗涤一次，采用摊平法晾干。在标准大气环境条件下，分别进行人工主观评级和计算机客观评价［10-11］，其中客观评价主要图像处理步骤包括基于傅里叶变换、频谱特征提取、支持向量机。

1.3 织物规格

选取9.6 tex单纱、4.8 tex×2股线、3.2 tex×3股线和2.4 tex×4 股线，平纹、二上二下方平、二上二下左斜纹3 种组织结构，经密787 根/10 cm，纬密394 根/10 cm，制成12 种不同的织物，织物试样具体规格如表1 所示。纱线试样来源于无锡长江精密纺织有限公司，9.6 tex 单纱捻度为122捻/10 cm，4.8 tex 单纱捻度为 179.5 捻/10 cm、3.2 tex 单纱捻度为 220 捻 /10 cm 和 2.4 tex 单纱捻度为254 捻/10 cm，3 种股线的合股捻度均为136.5 捻/10 cm，则股线捻系数比值均为1.07，便于对比其性能。所选3 种组织结构具有经纬纱共同形成正反面织物的特点，均属于等支持面织物，避免了经纬向结构差异大对测试结果分析造成的影响。12 种试样均经过相同的整经、浆纱、穿经、织造、烧毛、退浆处理。

2 试验结果与分析

2.1 织物的折皱回复性

2.1.1 织物折皱回复角

表2 为经纬向折皱回复角测试结果。

表2 织物的折皱回复角

从表2 可知，织物经密大于纬密，织物的纬向折皱回复角大于经向。从表2 中的总折皱回复角结果可知，当织物组织相同时，织物折皱回复性随纱线合股数的增加而明显变差，织物的最大总折皱回复角与最小总折皱回复角两者相差都在30°以上，主要原因可能是不同细度单纱捻合成相同细度的股线，股线的股数越多，股线中单纱越细，单纱的捻度越大，单纱中的纤维已有变形，受到外力后易发生塑性变形，无法回到原始状态。捻度过低时，纤维容易发生滑移，也不易回复到原始状态。平纹和方平组织中双股线织物折皱回复性最好，单纱织物仅次于双股线织物；斜纹组织中单纱织物的折皱回复性最好。当对比不同组织织物时，平纹织物的折皱回复性比方平和斜纹织物的差，主要是平纹组织结构紧密，组织交织点多且集中，纱线移动范围小，外力消失后难以回复到原始状态。

2.1.2 织物的折皱回复率

试样的织物折皱回复率测试结果如图1所示。

从图1 可以看出，除了平纹试样，3 种组织结构织物的折皱回复率随着纱线合股数的增加而大幅度减小，四股线织物折皱回复性最差。A 组（平纹）织物中双股线织物折皱回复率最大，比四股线织物高了近5 个百分点；B 组（方平）和C 组（斜纹）织物中单纱织物的折皱回复率最高，与四股线织物相差约10 个百分点；平纹组织织物的折皱回复性明显差于方平和斜纹组织织物。图1 中织物折皱回复率测试结果数据和表2 织物折皱回复角测试结果数据的相关系数达到83%，两者数据结果高度相关。回复角数据反映的是回复阶段5 min时的回复情况，PhabrOmeter 织物手感评价系统测试仪反映的是瞬时回复结果。

图1 织物折皱回复率

2.2 织物平整度

织物平整度人工评级容易受到生理、心理和环境的影响，主观性强，计算试样的等级平均值。使用傅里叶变换、低通滤波和傅里叶逆变换等方法，找到折皱信息的最佳频率匹配范围即折皱贡献区间，采集标准模板和织物图像，对图像进行特征提取和分类识别，实现对织物平整度等级的客观评定，等级间隔为0.5 级。表3 为织物的平整度等级，图2 为织物图像。

表3 织物平整度等级

从表3 和图2 可知，人工评级结果为A 组（平纹）中单纱织物平整度等级最高，三股线织物最皱；B 组（方平）织物平整度等级随股数增加先增大后减小，其中双股线织物最平整，四股线织物最皱；C 组（斜纹）中单纱织物平整度等级略高于股线织物0.2 级，纱线股数对其织物平整度无明显影响。客观评级结果为平纹组织中单纱织物平整度等级最高，股线织物均为1 级；二上二下方平组织织物随股数的增加而平整度等级变低，其中单纱织物最平整，等级最高，达到2 级；二上二下左斜纹组织织物平整度均为2 级，随合股数增加无变化。原因可能是随着股线中单纱捻度的增加，洗涤形成折皱后，回复阻力大。两种方法综合来看，斜纹织物较平整，方平织物次之，平纹织物最皱。原因是斜纹组织交织点少，纱线间容易移动，布面形成折皱后容易恢复。