紗線合股數對3 種組織織物保形性的影響

左亞君 王 蕾 高衛東

（江南大學，江蘇無錫，214122）

織物在使用、穿著和洗滌過程中容易受到外力作用發生塑性彎曲變形而形成折皺，織物抵抗此類折皺的能力稱為抗皺性。抗皺性通常是指在力作用下產生折痕后的回復程度，也稱為折皺回復性［1］。折皺回復性影響織物的外觀和平整性，折皺回復性和平整度是織物保形性常用性能指標。國內外學者對保形性進行了一系列的研究。申美麗等分析紗線捻度對純棉織物折皺回復性的影響，發現在一定捻度范圍內，折皺回復性能隨捻度的增加而增強［2］。魏艷紅等研究不同組織結構對織物保形性能的影響，通過改變紡紗方式與優選組織，開發了一種細號高保形襯衫面料［3-4］。PARIL S 等認為棉織物和滌綸織物在洗滌過程中容易受到織物厚度和濕重影響，從而影響洗滌時織物折皺的形成［5-6］。王蕾等研發了一種基于視頻序列的JN-1 型織物折皺回復性能動態測試儀，自動化程度高，可以實現織物試樣的動態折皺回復角的測量［7-8］。目前對股線的研究主要集中在捻度、捻系數、捻向對其織物性能的影響，針對紗線合股數對織物性能影響的研究較少。本研究采用不同合股數捻合得到的9.6 tex紗線，分別織造成相同經緯密的平紋、二上二下方平、二上二下左斜紋組織織物，研究不同合股數紗線和織物組織對織物保形性的影響。

1 試驗部分

1.1 織物折皺回復性能測試

1.1.1 織物折皺回復角測試

參照AATCC 66—2014《織物折皺回復：回復角法》水平法，采用江南大學自主研發的基于視頻序列的JN-1 型織物折皺回復性能動態測試儀，對織物折皺回復過程進行圖像采集。試樣受力一致性好，試驗過程中減少人體與試樣的接觸，人為影響因素少，自動化程度高。在織物的正反面選取不同位置經緯向試樣各5 塊，剪成40 mm×15 mm 的長方形，壓力負荷5 N，加壓時間5 min，視頻采集幀率為1 幀/s，在標準大氣條件下采集時長5 min，對織物折皺回復視頻序列進行處理，得到折皺回復角數據。

1.1.2 織物折皺回復率測試

參照美國標準AATCC 202—2014《紡織品相對手感值：儀器法》，每種織物裁取3 塊100 cm2大小的圓形試樣，在標準大氣環境條件下采用PhabrOmeter 織物手感評價系統測試儀測得織物的折皺回復率［9］。該測試儀所測的折皺回復率可以反應織物折皺的多向性，折皺回復率越大，折皺回復性越好。

1.2 織物平整度測試

參照AATCC 124—2014《織物經反復家庭洗滌后的外觀平整度測試方法》，織物試樣尺寸為380 mm×380 mm，為防止試樣脫邊，對試樣進行鎖邊處理。使用美的MFC 型滾筒洗衣機對織物洗滌一次，采用攤平法晾干。在標準大氣環境條件下，分別進行人工主觀評級和計算機客觀評價［10-11］，其中客觀評價主要圖像處理步驟包括基于傅里葉變換、頻譜特征提取、支持向量機。

1.3 織物規格

選取9.6 tex單紗、4.8 tex×2股線、3.2 tex×3股線和2.4 tex×4 股線，平紋、二上二下方平、二上二下左斜紋3 種組織結構，經密787 根/10 cm，緯密394 根/10 cm，制成12 種不同的織物，織物試樣具體規格如表1 所示。紗線試樣來源于無錫長江精密紡織有限公司，9.6 tex 單紗捻度為122捻/10 cm，4.8 tex 單紗捻度為 179.5 捻/10 cm、3.2 tex 單 紗 捻 度 為 220 捻 /10 cm 和 2.4 tex 單紗捻度為254 捻/10 cm，3 種股線的合股捻度均為136.5 捻/10 cm，則股線捻系數比值均為1.07，便于對比其性能。所選3 種組織結構具有經緯紗共同形成正反面織物的特點，均屬于等支持面織物，避免了經緯向結構差異大對測試結果分析造成的影響。12 種試樣均經過相同的整經、漿紗、穿經、織造、燒毛、退漿處理。

2 試驗結果與分析

2.1 織物的折皺回復性

2.1.1 織物折皺回復角

表2 為經緯向折皺回復角測試結果。

表2 織物的折皺回復角

從表2 可知，織物經密大于緯密，織物的緯向折皺回復角大于經向。從表2 中的總折皺回復角結果可知，當織物組織相同時，織物折皺回復性隨紗線合股數的增加而明顯變差，織物的最大總折皺回復角與最小總折皺回復角兩者相差都在30°以上，主要原因可能是不同細度單紗捻合成相同細度的股線，股線的股數越多，股線中單紗越細，單紗的捻度越大，單紗中的纖維已有變形，受到外力后易發生塑性變形，無法回到原始狀態。捻度過低時，纖維容易發生滑移，也不易回復到原始狀態。平紋和方平組織中雙股線織物折皺回復性最好，單紗織物僅次于雙股線織物；斜紋組織中單紗織物的折皺回復性最好。當對比不同組織織物時，平紋織物的折皺回復性比方平和斜紋織物的差，主要是平紋組織結構緊密，組織交織點多且集中，紗線移動范圍小，外力消失后難以回復到原始狀態。

2.1.2 織物的折皺回復率

試樣的織物折皺回復率測試結果如圖1所示。

從圖1 可以看出，除了平紋試樣，3 種組織結構織物的折皺回復率隨著紗線合股數的增加而大幅度減小，四股線織物折皺回復性最差。A 組（平紋）織物中雙股線織物折皺回復率最大，比四股線織物高了近5 個百分點；B 組（方平）和C 組（斜紋）織物中單紗織物的折皺回復率最高，與四股線織物相差約10 個百分點；平紋組織織物的折皺回復性明顯差于方平和斜紋組織織物。圖1 中織物折皺回復率測試結果數據和表2 織物折皺回復角測試結果數據的相關系數達到83%，兩者數據結果高度相關。回復角數據反映的是回復階段5 min時的回復情況，PhabrOmeter 織物手感評價系統測試儀反映的是瞬時回復結果。

圖1 織物折皺回復率

2.2 織物平整度

織物平整度人工評級容易受到生理、心理和環境的影響，主觀性強，計算試樣的等級平均值。使用傅里葉變換、低通濾波和傅里葉逆變換等方法，找到折皺信息的最佳頻率匹配范圍即折皺貢獻區間，采集標準模板和織物圖像，對圖像進行特征提取和分類識別，實現對織物平整度等級的客觀評定，等級間隔為0.5 級。表3 為織物的平整度等級，圖2 為織物圖像。

表3 織物平整度等級

從表3 和圖2 可知，人工評級結果為A 組（平紋）中單紗織物平整度等級最高，三股線織物最皺；B 組（方平）織物平整度等級隨股數增加先增大后減小，其中雙股線織物最平整，四股線織物最皺；C 組（斜紋）中單紗織物平整度等級略高于股線織物0.2 級，紗線股數對其織物平整度無明顯影響。客觀評級結果為平紋組織中單紗織物平整度等級最高，股線織物均為1 級；二上二下方平組織織物隨股數的增加而平整度等級變低，其中單紗織物最平整，等級最高，達到2 級；二上二下左斜紋組織織物平整度均為2 級，隨合股數增加無變化。原因可能是隨著股線中單紗捻度的增加，洗滌形成折皺后，回復阻力大。兩種方法綜合來看，斜紋織物較平整，方平織物次之，平紋織物最皺。原因是斜紋組織交織點少，紗線間容易移動，布面形成折皺后容易恢復。

圖2 織物的AATCC 等級

3 結論

（1）在織物折皺回復性能方面，平紋織物中雙股線織物折皺回復性最好；二上二下方平織物中單紗和雙股線織物折皺回復性相近，優于三股線和四股線織物；二上二下左斜紋織物的折皺回復性隨紗線股數的增加而變差，其中單紗織物的折皺回復性好于其他織物。

（2）在織物的平整度等級方面，平紋織物中單紗織物相比于股線織物等級更高，更平整；方平織物等級隨紗線合股數的增大而變低，單紗和雙股線織物較平整；紗線合股數對斜紋織物平整度沒有顯著影響。

（3）對于織物組織而言，織物結構越松散，交織點少、浮線長，其中的紗線和紗線之間的摩擦束縛越小，相對移動后易回復到原始狀態，折皺回復性和平整度越好，即保形性越好。平紋組織交織點多、浮線短，保形性較差。