组织结构对织物耐久性和使用性能的影响

L. G. Patil， A. A. Hulle， R. N. Joshi

1. DKTE纺织与工程研究所 纺织系(印度) 2. SGGS工程技术学院 纺织系(印度)

纺织品设计的目的在于满足最终产品的使用需求。织物的抗拉强度、伸长率、撕裂强度、耐磨性和折皱回复性等特性取决于所采用的组织结构、纱线间距(如每厘米纱线根数)、经纬纱原料、纱线结构(长丝或短纤维)、线密度和捻度因素。与其他织物结构相比，机织物具有较高的强度和稳定性。通过改变机织物的组织结构可制备经纬方向性能不同的织物。织物的性能取决于组成的纤维材料、纱线和织物结构。同时，这些因素相互影响。服装面料设计的最终目的是让穿着者感到满意和舒适，因此，对不同结构机织物的性能研究非常重要。

1 材料和方法

制备织物试样的经纱均采用7.3 tex(80 S)双股棉纱，纬纱有3种：7.3 tex的双股棉纱、聚酯/棉混纺纱和聚酯纱。织物制备前，对所有纱线的拉伸性能、均匀度、毛羽指数和捻度进行测试，结果如表1所示。织物组织结构采用7种不同的基本组织及其变化组织，分别为平纹组织、2/2方平组织、经重平组织、3/1斜纹组织、人字斜纹组织、8枚缎纹组织和绉组织。经纬纱排列密度比为2∶1(如经密为47.2根/cm和纬密23.6根/cm)。所有试样均在剑杆织机上织制。织物的后整理按照衬衫行业的正常流程进行。对整理后的织物试样进行抗拉强度、伸长率、撕裂强度、耐磨性和折皱回复性测试。

表1 纱线性能指标

2 结果与讨论

2.1 抗拉强度

织物组织结构、纬纱类型、后整理和试样测试方向对织物抗拉强度的主要影响如图1和图2所示。由图1和图2知，平纹组织及其变化组织织物的抗拉强度最高，其次为绉组织、斜纹组织和缎纹组织织物。平纹织物因交织指数较高、浮长较短，织物更为紧密，从而表现出较高的抗拉强度。缎纹组织织物因浮长较其他组织长，其抗拉强度低于绉纹和斜纹织物。

图1 织物组织结构、纬纱类型及后整理对织物抗拉强度的影响

图2 织物组织结构、纬纱类型、后整理和测试方向单因素对织物抗拉强度的影响

与棉织物和聚酯/棉混纺织物相比，聚酯织物因其单丝固有强度较大而具有更高的抗拉强度。因织物经纬纱的密度比为2∶1，故织物的经向抗拉强度大于纬向抗拉强度。聚酯织物、聚酯/棉混纺织物中，聚酯纬纱的强度高于棉经纱强度，因此，其纬向强度较棉织物的经向强度高。此外，经纱密度对织物抗拉强度的影响也较突出。

织物后整理对其拉伸性能有负面影响。不同化学物质的作用和较长的固化时间会对纤维素纤维造成一定的损伤，从而降低了织物的抗拉强度。

2.2 断裂伸长率

不同组织结构织物试样断裂伸长率的测试结果与对比如图3和图4所示。由图3和图4可以看出，聚酯织物的断裂伸长率最高，聚酯/棉混纺织物的断裂伸长率次之，棉织物的断裂伸长率最低。聚酯织物纬向断裂伸长率较高是由于聚酯复丝纬纱的伸长率较高所致。

图3 织物组织结构、纬纱类型及后整理对织物断裂伸长率的影响

图4 织物组织结构、纬纱类型、后整理和测试方向单因素对织物断裂伸长率的影响

由于聚酯纱和聚酯/棉混纺纱的断裂伸长率较高，织物的纬向断裂伸长率大于经向断裂伸长率。织造过程中纤维和纱线在织物中的滑移也是造成织物断裂伸长率增大的因素之一。

2.3 撕裂强度

织物组织结构、纬纱类型、后整理及测试方向对织物撕裂强度的影响如图5和图6所示。

图5 织物组织结构、纬纱类型及后整理对织物撕裂强度的影响

图6 织物组织结构、纬纱类型、后整理及测试方向单因素对织物撕裂强度的影响

聚酯织物的撕裂强度较高，聚酯/棉混纺织物的撕裂强度次之，棉织物的撕裂强度最低。聚酯织物较高的撕裂强度可能与聚酯纬纱较高的抗拉强度有关。不论织物组织结构、纬纱类型如何，以及经后整理与否，织物的经向撕裂强度明显高于纬向，这是因为经纬纱的排列密度设置为2∶1所致。后整理对织物的撕裂强度有积极的影响，如使用有机硅柔软剂可提高织物的撕裂强度。

2.4 耐磨性

机织物试样的耐磨性通过织物经一定次数摩擦后的质量损失率评估，织物组织结构、纬纱类型、后整理及测试方向对织物耐磨性的影响如图7和图8所示。由图7和图8可知，7种组织的织物中，耐磨性由高到低依次为平纹组织织物、经重平组织织物、2/2方平组织织物、绉组织织物、3/1斜纹组织织物、人字斜纹组织织物、缎纹组织织物。浮长较长时，纤维更容易发生滑移，纱线的耐磨性较差。而对于浮长较短的织物，如平纹织物，因纱线交织紧密，摩擦时损伤更均匀地分布在所有纱线上，因此，平纹织物比其他组织织物具有更好的耐磨性。

图7 织物组织结构、纬纱类型及后整理对织物耐磨性的影响

图8 织物组织结构、纬纱类型、后整理及测试方向单因素对织物耐磨性的影响

因聚酯纱为长丝复丝，具有较强的耐磨性，且纱线结构上几乎没有毛羽，纤维流失的可能性较小，故聚酯织物的耐磨性最高。聚酯/棉混纺织物的耐磨性次之。经后整理的织物因交联机制的原因，其耐磨性较相同结构的坯布低。

2.5 折皱回复性能

织物组织结构、纬纱类型、后整理及测试方向对织物折皱回复性能的影响如图9和图10所示。由图9和图10知，平纹织物的抗皱能力最低，缎纹织物和人字斜纹织物的浮长最长，结构比较松散，因此抗皱能力高，折皱回复性能好。3/1斜纹和绉组织织物的折皱回复性能适中。平纹变化组织织物，如方平组织和经重平组织织物的折皱回复性能较差。

图9 织物组织结构、纬纱类型及后整理对织物折皱回复性能的影响

图10 织物组织结构、纬纱类型、后整理及测试方向单因素对织物折皱回复性能的影响

棉织物的抗皱能力最差，因为棉纤维中的纤维素链没有弹性，当棉织物受力时，纤维素链发生永久性弯曲。由于聚酯中不含纤维素链，因而其最抗皱性能较高，聚酯/棉混纺织物的抗皱性能则介于两者之间。经后整理的织物由于交联作用而产生了更多的折痕回复角，这有利于增加织物的尺寸稳定性。

3 结论

对平纹组织、2/2方平组织、经重平组织、3/1斜纹组织、人字斜纹组织、8枚缎纹组织和绉组织这7种 不同基本组织及其变化组织织物的抗拉强度、断裂伸长率、撕裂强度、耐磨性和折皱回复性能进行测试和对比，得出下述结论。

——交织指数对织物性能的变化起着至关重要的作用。平纹和平纹变化组织的交织指数高，织物具有较好的耐磨性和拉伸性能。缎纹、人字斜纹等组织织物的交织指数较低，其结构松散，撕裂强度高。因经纬纱排列密度比为2∶1，故织物经向的拉伸和撕裂强度较纬向高。

——纬纱采用聚酯纱的聚酯织物具有较好的耐用性和使用性能。由于纱线表面有凸起的绒毛，棉纱更容易出现磨损。

——后整理能软化织物，提高织物的折皱回复性能。它对织物的穿着舒适性也有显著的影响。

——经后整理的聚酯/棉混纺平纹织物在舒适性、耐久性和使用性能方面均表现突出。