纯棉织物折皱回复角与其组织结构参数的关系

杨书会， 王 瑞,2

(1. 天津工业大学 纺织学院， 天津 300387； 2. 天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室， 天津 300387)

纯棉织物折皱回复角与其组织结构参数的关系

杨书会1， 王 瑞1,2

(1. 天津工业大学 纺织学院， 天津 300387； 2. 天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室， 天津 300387)

为从织物自身组织结构方面优化纯棉织物的折皱性，首先设计织物组织结构参数并制备织物，利用数字式织物折皱弹性仪测得织物的折皱回复角。在此基础上，建立纯棉织物经、纬向和总折皱回复角与织物组织结构参数(包括经纬纱线密度、经纬纱捻度、经纬向密度)之间的线性回归方程；同时分析织物折皱回复角与各组织结构参数间的相关性。结果表明：回归方程的计算值与折皱回复角实测值绝对误差不超过0.61°，回归方程具有较高的实用性；经纬纱捻度、线密度对纯棉织物的折皱回复性影响最大，可通过提高经纬纱捻度、降低经纬纱线密度来改善纯棉织物的抗皱性。

集聚纺； 纯棉织物； 折皱回复角； 组织结构参数； 多元线性回归

织物在受到挤压搓揉拧搅的外力作用时产生折痕后回复的程度称折皱回复性，影响织物的外观和平整度[1-2]。随科技的发展和人们服装消费观念不断改善，人们对服装的需求更加多样化，不仅局限于耐穿性，更要求舒适性和美观性[3]。纯棉面料的织物穿着舒适、柔软、吸汗，但极易折皱，易变形。按照欧美的惯例，高档纯棉面料应不使用或少使用免熨技术整理[4]，因其属于化学整理，常会改变纯棉织物面料的亲肤感和弹性，同时还可能留下有害化学物质，因此，研究纯棉织物自身组织结构参数，通过合理选择结构参数从而达到提高织物折皱回复性的目的很有必要。

织物折皱回复性能的研究从20世纪30年代开始，至今已取得明显进展。张晓婷等[5]研究了织物的折皱回复角与物理力学性能指标间的关系，并建立了线性回归方程。赵立环等[6]在张晓婷研究的基础上，引入残余弯曲曲率和残余剪切变形2 个新指标，进一步完善了折皱回复角与物理力学性能的关系。吕丽华等[7]从纱线捻度、织物密度、织物紧度3个组织结构因素，单因子分析了与折皱弹性的关系。张晓婷[8]分别建立了经纬纱线密度、经纬纱密度、组织系数与织物折皱回复角的回归方程和组织系数、经纬纱覆盖系数与织物折皱回复角的回归方程。上述研究成果具有一定的参考和应用价值，但也存在局限性：1)仅研究了折皱弹性与各单因素的关系，没有系统地得出折皱回复角与各因素的多元回归方程；2)仅考虑了经纬纱线密度、经纬纱密度、组织系数，没有考虑纱线捻度对折皱回复角的影响，纱线捻度会影响纱线弹性，进而影响织物的折皱回复性；3)仅得到了采用织物组织结构参数表示织物折皱回复角的回归模型，没有进一步探索对织物的折皱回复性能影响较大的组织结构参数，并指出改善织物折皱回复性的方法。

本文首先测试纯棉织物的折皱回复角，然后通过数据分析找出运用织物组织结构参数(经纬纱线密度、经纬纱捻度、经纱密度、纬纱密度)表征纯棉织物折皱回复角的方法；找出各组织结构参数和纯棉织物折皱回复角的相关性，从而改善织物的折皱回复性，为纯棉面料及其服装的设计和生产加工提供参照，也为深入理解并提高纯棉织物折皱回复性能提供理论依据。

1 试验部分

1.1 试 样

集聚纺[9-10]精梳纯棉纱线织造的平纹织物，织物经纬纱的捻向均为：单纱Z捻，股线S捻[11]。所有织物试样均在相同的条件下织造，并经相同的后整理。整理过程包括：水洗→烘干→烫平。具体试样规格见表1。

表1 试样规格Tab.1 Specifications of samples

1.2 试验方法与测试

采用YG541L型数字式织物折皱弹性仪，按照GB/T 3819—1997《纺织品 织物折痕回复性的测定回复角法》测试织物的折皱回复角。因平纹组织织物有对称的组织结构，所以织物仅测试正面对折的试样，每种织物裁剪10 块试样进行试验。为保证测试数据的准确度，试验测试前对有折痕的纯棉织物试样进行低温熨烫处理，以确保各试样的平整性。

织物折皱回复角的测试过程如下：1)在距离织物布边5 cm以上的位置，分别从各布样的经向、纬向剪取样品各5 块( 成“品”字型)，然后使样品在温度为(20± 2) ℃，相对湿度为(65±4)%恒温恒湿室内调湿24 h；2)打开YG541L型数字式织物折皱弹性仪，将试样的固定翼装入试样夹内，沿折叠线对折试样、放上透明压板并加压力重锤，等待5 min后，测试织物的经、纬向折皱回复角。试样测试结果见表2。每种样品经、纬向折皱回复角均取5块试样的平均值。

表2 样品的折皱回复角Tab.2 Wrinkle recovery angle of samples (°)

2 折皱回复角与结构参数的回归分析

2.1 回归模型

用SPSS分析软件作多元线性回归，分别建立织物经、纬向和总折皱回复角的线性回归方程，模型分别为

y1=∂0+∂1x1+∂2x2+∂3x3+∂4x4

(1)

y2=β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4

(2)

y3=ε0+ε1x1+ε2x2+ε3x3+ε4x4

(3)

式中：y1为经向折皱回复角；y2为纬向折皱回复角；y3为总折皱回复角；∂0、β0、ε0为常数项；∂1、∂2、∂3、∂4、β1、β2、β3、β4、ε1、ε2、ε3、ε4为各项指标的回归系数；x1、x2、x3、x4分别代表纱线线密度、纱线捻度、经纱密度、纬纱密度。

2.2 回归结果

运用SPSS分析软件，根据表1 中的试样组织结构参数、表2 中的测试数据和所建立的回归模型进行运算，在置信区间为95%条件下，有关方差分析的结果如表3 所示。

表3 模型的SPSS回归方差分析Tab.3 SPSS regression variance analysis on models

注：F0.05(4，4)=6.39；概率α=0.05。

由表3可看出:经向模型中,F=842.94>6.39,检验概率P=0.000<0.05； 纬向模型中,F=723.31>6.39, 检验概率P=0.000<0.05；总体模型中,F=829.42>6.39, 检验概率P=0.000<0.05，可认为经向模型、纬向模型、总体模型与4 项组织结构参数指标建立的线性关系均是显著的。

最终得到的回归方程为

y1=88.0-0.331x1+0.388x2+0.008 33x3-0.021 7x4

(4)

y2=78.1-0.330x1+0.388x2+0.008 83x3-0.019 7x4

(5)

y3=166-0.662x1+0.776x2+0.017 2x3-0.041 3x4

(6)

从式(4)～(6)可看出，织物的经、纬向和总折皱回复角都随织物经纬纱捻度的增加而增大，但随经纬纱线密度的增加而减小，也就是说织物的经纬纱捻度越大，线密度越小，织物的折皱回复性也越好，织物的手感越柔软。此外，从回归方程中还可看出，随织物纬纱密度的增加，织物的经、纬向和总折皱回复角随之减少，这是因为织物密度过大，纱线间摩擦力和束缚力增加，织物形成的折皱不易回复，从而织物的弹性回复能力减小。

2.3 结果验证

为验证回归方程的应用可行性，在相同的织造条件下重新制备与上述组织结构参数不同的8 块织物试样，并进行相同的后整理，同时测试试样的折皱回复角。将多元回归方程计算值与经、纬向和总折皱回复角实测值进行比较，结果如表4所示。差值为实测值与计算值的差。由表4可看出，回归方程得到的计算值与经、纬向和总折皱回复角的实测值相比较差异不太大，其中差值绝对值最大为0.61°，最小为0.01°，因此，可认为上述多元回归方程具有很好的应用可行性，对于评估纯棉织物的抗皱性有一定参考价值。

表4 折皱回复角实测值与公式计算值的比较Tab.4 Comparison between test value and count value of wrinkle recovery angle (°)

2.4 相关性分析

为更深层次地研究纯棉织物弯曲折皱变形的机制，找到对纯棉织物的折皱回复角影响最大的组织结构参数，对纯棉织物的折皱回复角与组织结构参数的相关性进行了分析，结果如表5所示。

表5 折皱回复角与组织结构参数的相关性分析Tab.5 Analysis on correlation between wrinkle recovery angle and structure parameters

从纯棉织物经向、纬向、总折皱回复角和各组织结构参数的相关性系数可得出: 1)经纬纱捻度对纯棉织物的经向、纬向和总折皱回复角影响最大，且折皱回复角随纱线捻度的增大而增大，织物的抗皱性变好。这是因为纱线捻度增加，纱线弹性回复率增大，织物弹性回复增大，从而抗皱性提高；2)经纬纱线密度对织物经、纬向和总折皱回复性的影响次之，且纱线线密度越小，织物抗皱性越好；3)经纱密度、纬纱密度对纯棉织物的抗皱性影响最小。

综上所述，提高纯棉织物的折皱回复性可从改善纯棉织物的经纬纱捻度、线密度切入，提高捻度、降低线密度有利于改善纯棉织物的抗皱性。

3 结 论

1)通过回归分析发现，纯棉织物的折皱回复角与其组织结构参数，即纱线线密度、纱线捻度、经向密度和纬向密度4个指标均显著相关。

2)通过测试和回归分析，分别建立了用组织结构参数表征纯棉织物经向、纬向和总折皱回复角的回归模型，且该回归方程的折皱回复角计算值与实测值的绝对误差小于0.61°，表明方程的拟合精度较高，具有一定的实用价值。

3)通过分析纯棉织物的折皱回复角和组织结构参数的相关性发现，纱线捻度、线密度对织物的经、纬向和总折皱回复角影响最大，可通过提高纱线捻度、降低纱线线密度来改善纯棉织物的抗皱性。

FZXB

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Relationship between pure cotton fabric′s wrinkle recovery angle and its organizational structure parameters

YANG Shuhui1， WANG Rui1,2

(1. School of Textiles, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387, China； 2. Key Laboratory of Advanced Textile Composite, Ministry of Education, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387, China)

In order to optimize the crease property of pure cotton fabric from its weave structure, firstly, fabric′s weave structure parameters were designed and fabrics were woven, then the winkle recovery angles were measured by digital wrinkle-recovery tester. On this basis, the linear regression equations among the fabric′s warp, weft and total wrinkle recovery angles and weave structure parameters were established, which included warp and weft yarn linear density, warp and weft yarn twist, warp density and weft density. The relationship between fabric′s wrinkle recovery angle and weave structure parameters was analyzed. The results indicate that the absolute error of the regression equation between calculated values and measured values about wrinkle recovery angle is smaller than 0.61°, and the regression equation has higher practicability. Warp and weft yarn twist, warp and weft yarn linear density have the greatest impact on fabric′s crease recovery, and hence the fabric′s crease resistance can be improved by increasing the yarn twist and reducing the yarn linear density.

compact spinning; pure cotton fabric; wrinkle recovery angle; weave structure parameter; multiple linear regression

10.13475/j.fzxb.20160404304

2016-04-14

2016-09-05

杨书会(1992—)，女，硕士生。主要研究方向为纯棉织物折皱回复性能。王瑞，通信作者，E-mail：wangrui@tjpu.edu.cn。

TS 101.1

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