（纺织工程专业论文）羊绒针织物起球性能研究.pdf

摘要 摘要 近年来，随着人们生活水平的提高，消费档次也在不断提高。被称为“纤维软黄 金”的羊绒制品，以其特有的优点，越来越受到消费者的喜爱，但羊绒针织物的起球 问题却一直困扰着生产者和消费者。由于国际上还没有统一的羊绒针织品起球的检测 标准，使得在国际国内贸易中常出现纠纷，企业亟需要统一的羊绒针织物起球测试标 准：如何在保证羊绒针织物起球等级符合要求的情况下，降低生产成本，也成为亟待 研究的问题。本课题主要对羊绒针织物的起球测试方法及起球影响因素进行了分析与 研究。利用起球箱法( p i l l i n gb o x ) 、随机翻滚法( r t p t ) 和马丁代尔法( m a r t i n d a l e ) 对羊绒针织物的起球性能进行测试分析和比较。根据试验中不同起球方法形成的毛球 结构和磨掉纤维量与羊绒针织物的穿着实际相比较，认为i c i 起球箱法更为适用测试 羊绒针织品的起球等级。同时，对影响i c i 起球箱法测试参数的研究得到，聚氨酯软 管的个数、硬度、起球箱的转速、测试时间对羊绒针织品试样的抗起球等级有显著影 响。羊绒针织物中细而短的纤维，容易形成落物，落物纤维的细度要小于羊绒原料的 平均细度。 使用最优尺度回归方法对企业实际生产中羊绒针织物生产中原料细度、平均长 度、短绒率、纱线捻度、条干均匀度、纱线强力、织物密度等对起球等级的影响进行 统计分析，得到了两个影响羊绒针织物起球等级的模型。由所得模型分析可知：当纱 线捻度、织物密度在一定范围内，对羊绒针织物起球等级的影响不大；羊绒纤维的性 能，尤其是短绒含量和长度离散系数对羊绒织物起球等级的影响较大，然后纤维细度 c v 、纤维细度和长度的交互作用、纤维平均细度：当不考虑原料的影响，且织造密度、 捻度在一定范围内时，织物的颜色，即不同的染色工艺对织物最终的起毛起球性能影 响最大，其次为纱线捻度与捻度c v 的交互作用、纱线强力、加工企业、织物密度、纱 线条干不匀率、实际纱支。在联系企业生产实际的前提下，对统计分析结果进行分析， 指出为改善羊绒针织物的起球性能，应尽量减少梳理及染色过程中造成的纤维长度的 损伤。 关键词：羊绒针织物起球测试方法影响因素最优尺度回归分析 a b s t r a c t s t u d yo np i h i n gp e r f o r m a n c eo fc a s h m e r ek n i t t e df a b r i c s a b s t r a c t r e c e n t l y ，w i t ht h ei m p r o v e m e n to ft h es t a n d a r do fl i v i n g , t h ec a s h m e r ep r o d u c t s w h i c hn a m e da s ”f i b r es o f tg o l d ”a r ep o p u l a ri nt h ec o n s u m e r sb e c a u s eo fi t ss p e c i a l m e r i t s b u tt h ep r o d u c e r sa n dc o n s u m e r sa r ca l w a y sw o r r i e da b o u tt h ep i l l i n go f c a s h m e r e k n i t t e df a b r i c s a tt h ep r e s e n t ，t h e r ei sn ou n i f o r mi n t e r n a t i o n a lt e s ts t a n d a r do nt h ep i l l i n g o ft h ec a s h m e r ek n i t t e df a b r i c s ，w h i c hh a sm a d et h ed i s s e n s i o n so f t e no c c u ri nt h e i n t e r n a t i o n a lm a d 氇eh o m et r a d e t h u st h eu n i f o r ms t a n d a r di sd e s i d e r a t e d 。m o r e o v e r , i ti s u r g e n tt os t u d yh o w t or e d u c et h ec o s t su n d e rt h ec o n d i t i o no fa s s u r i n gt h ep i l l i n gr a t e s t h ep i l l i n gt e s tm e t h o d sa n dp i l l i n gf a c t o r so fc a s h m e r ek n i t t e df a b r i ca r ei n v e s t i g a t e di n t h i sp a p e r t h ep i l l i n gp e r f o r m a n c eo fc a s h m e r ea r et e s t e da n da n a l y z e db yu s i n gt h e1 c i p i l l i n gb o x ，t h er a n d o mt u m b l i n gp i l l i n gt e s t e rm a dt h em a r t i n d a l et e s t e r c o m p a r e dt h e s t r i c t u r eo f p i u sf o r m e di nt h ed i f f e r e n tm e t h o d sa n dt h ew e i g h to f t h ew o r n - o f f p i l l sw i 像 t h ea c t u a l ，t h ei c ip i l l i n gb o xi sm o r es u i t a b l ef o rp i l l i n gt e s to f c a s h m e r ek n i t t e dg o o d s t h eh a r d n e s s o fp ut u b s ，t h en u m b e ro fp ut u bi no n eb o x ，s p e e do fp i l l i n gb o x ，t i m eo f t e s ti n f l u e n c ep i l lr a t i n g s i t se a s yt ob r e a ki n t ot h ew o r a - o f fp i l l sa n df u z zf o rt h et h i n m a ds h o r tf i b r ei nt h ec a s h m e r ek n i t t e dg o o d s m e a nf i b e rd i a m e t e ro fw o r n - o f fp i l l sa n d f u z zi ss m a l l e rt h a nt h a to f b l e n d i n gm a t e r i a l 强ee f f e c to fc a s h m e r ey a mt w i s t , k n i t t e df a b r i cd e n s i t ya n dt h ep r o p e r t i e so ft h e m a t e r i a la n dt h eo t h e rf a c t o r so np i l l i n gr a t e si sa n a l y z e db yu s i n gt h eo p t i m a ls c a l i n g r e g r e s s i o nm e t h o d b a s e do nt h et w op i l l i n gm o d e l s ，i tc a l lb e e ng o tt h a tt h ey a mt w i s ta n d t h ef a b r i cd e n s i t yh a v el i t t l ei n f l u e n c eo np i l l i n gr a t e so fc a s h m e r ek n i r e df a b r i c sw h e n t h e yv a r yi nac e r t a i nr a n g e ；t h ep e r f o r m a n c eo fc a s h m e r ef i b r e ，i np a r t i c u l a rt h es h o r t f i b r ec o n t e n ta n dt h el e n g t hc va r er e s p o n s i b l ef o rt h ep i l l i n gr a t e so fc a s h m e r ek n i f e d f a b r i c s w h e nt h ee f f e c to fc a s h m e r ef i b r ei sn o tc o n s i d e r e da n dt h ey a mt w i s ta n dt h e k n i t t e df a b r i cd e n s i t ya r ei nc e r t a i nr a n g e ，t h ef a b r i cc o l o r s ，n a m e l yt h ed y i n gp r o c e s s ， h a v et h em o s te f f e c to np i l l i n gr a t e so fc a s h m e r ek n i a e df a b r i c s ，t h e nt h es e q u e n c eo ft h e e f f e c td e g r e eo np i l l i n gr a t e sf r o mb i gt os m a l li st h ei n t e r a c t i o no fy a mt w i s ta n dy a m t w i s tcv ，t h eb r e a k i n gs t r e n g t h , t h ec o r p o r a t i o n ，t h ey a me v e n n e s s ，t h ec o u n t t h e s t a t i s t i c a lr e s u l t sa r ea n a l y z e du n d e rt h ec o n d i t i o no fc o n n e c t i n gw i t ht h ea c t u a l a b s t r a c t m a n u f a c t u r e i no r d e rt oi m p r o v et h ep i l l i n gr a t e so fc a s h m e r ek n i t t e df a b r i c s ，t h e d a n m i f i c a t i o no ft h ef i b r el e n g t hs h o u l db er e d u c e da n da v o i d e di nt h es p i n n i n gp r o c e s s a n dd y e i n gp r o c e s s p o s t g r a d u a t e ：z h o u w e i ( t e x 讯e n g i n e e r i n g ) d i r e c t e d 酵p r o f e s s o rl il o n g k e yw o r d s ：c a s h m e r ek n i t t e df a b r i c ，p i l l i n gt e s t ，p i l l i n gf a c t o r s , o p t i m ms c a l i n g r e g r e s s i o n 第一章绪论 1 绪论 1 1 概述 起毛起球是指织物在实际穿着与洗涤过程中，不断经受摩擦，使织物袭蕊的纤 维鞲露窭缓物，在缓秘袭嚣呈瑶壤多令人讨厌夔藏茸，羞这黧滋茸在鬃续穿惩遘程 中不能及时脱落，就纠缝在一起，揉成球形小粒圊着在织物表筒。 起毛起球是影响织物外观及服用性能的重要因索之一。长期以来一直困扰着人 餐。疆蓉改革开藏戳寒，生活承乎靛不鼗提意，入霞l 对于羧装瓣要求不莰仅怒傈疆、 结实耐用，对于服装的款式、面料、色彩以及流行程度更为注重。而起球对织物外观 和手感产缴很大的影响，现在越来越弓i 起生产者的注意。因此，对于改善织物起球性 链鲍磅究纛体现出其特豫豹理实意义。 1 2 国内外相关领域研究进展 1 2 1 织物起球机理及影响因素”1 很早以前，人髓裁醺经意识蓟越球这一现象，岛五十年代l 美艏才出现了耩关的研 究文献。七十年代后，人们提出了从改变纤维结构，在不影响织物手感的前提下，改 善织物抗越球性能的设想，并开展了一系列较为系统的理论研究，较完整的分糈了纤 维头端壹珍线串 潆窭，穰互绸缠，形袋球粒不断终紧疆及麓落豹遗程。舅努，觚多方 面分析了影响起球的因綮。主要集中予纱线的捻魔、纺纱方法、织物组织、密度、染 整工艺和助剂。这些理论的研究对于提出改善织物起球性的措施起到了一定的帮助， 然瑟甄套改善疆蓬在掇爨撬超球犍魏溺越，怼织爨熬蓬较佳、弹戆、涝臻等蝰产生不 利。 目前网内对山羊绒织物的抗起球研究较少，而对羊毛织物抗起球研究较茹。在用 子羊毛针织物的整理方法中，许多都楚针对羊毛的糍维性能丽采取黥方法。如氯证法， 经过氯纯处瓒后，可黻遮掰防缩、撬怒球等多种要求，僵氯化处邂带来了泛黄及处理 不均，耐磨性下降，手艨粗糙发硬以殿环保等问题，故逐渐被其他方法取代。低温等 离子体法采用无水干法处理，无环境污染，是高科技应用于纺织的一个重要研究课题。 莺痰多 懿遴行了大量鹃辚究，然瑟该方法豹获起球特久毪较差。爱磐，应爱较多赘是 蛋白酶法，该方法处理鬣自质纤维，能使织物柔软丰满，抗起球，防毡缩，丽且不污 染环境部损伤皮肤，废液易生物降解，是很有前途的纤维改性投术。但是对纤维有损 伤，热之成本较嘉强两没有较为藏熬豹工业应用。糖驽处理法对镑织物豹抗起溶效果 比较好，很不可避免的使织物的手感繇化。最近凡馨，s o l g e l 法裁备纳米技术的迅速发 展，在此撼础上又发展了一种新型抗起球整理技术一纳米溶胶一凝胶法【h 】。现已有 1 第一章绪论 入耢究健薅溶获凝黢法将鬣骞囊露貘，涂层在羊绒铮缀物表颡趋封抗超球静效莱。 这种方法有利予环保，正逐渐受到人们的蘸视。 1 2 2 织物起球性能测试方法1 1 5 ”j 有关测试方法的报道多怒关于机织物超球的。c o o k 和g o k s o y 比较了i c ip i l l i n g b o x 、m a r t i n d a l e 戳及a c c e l l e r a t o r 三释溅试方法靛溅试结采，撵凄玲lp i l l i n gb o x 豹 测试结果可能是不准确的。在其早期的研究中，也曾提至n 在测试含有易疲劳纤维的织 耪时，应器量避免使用l c p i l l i n gb o x 。另外，o z e rg o k t e p e l | 5 j 骈究了m a r t i n d a l e 、i c i p i l l i n gb o x 以及p i l l i n gd r u m 三种测试方法对于不同织物参数约敏感性，指嫩不同溅 试方法测试相同织物会得到不同的测试结果；同其它两种测试方法相比较，m a r t i n d a l e 测试织耱瓣等级疑低；缝还建议在豢l 试织戆豹获起球蛙瓣，癍逡翅m a r t i n d a l e 窝另耱 一种仪器同时进行。 国肉关于纺织晶越毛起球测试方法的研究稿对较少，有部分研究者对予现有测 试标准提出疑问：如广州纺织纤维梭验所的张玉莲，在经j 建多方蕊的观察和研究 后，认为圃轨迹起球仪方法标准有以下问鼷值得商榷：如不同织物加压是否应相同、 尼炫剔楚委能爱浃奏炱情嚣笛。提爨了对起毛起球试验瓣建议彝设懋，试海除了在 张力状态的实验外，述应考虑松弛状态、及吸湿状态下的起球，如机洗的状态或穿 着串衣i 菠下摆与章蠡子静摩擦状态；试验串的麓莲六，j 、弱蘼猿次数应檄据试祥鹩角途 来分并建议根据织物的服用环境情况，取消尼龙刷的刷难过程，磨料也应适当作调 整等。此外，系华大学检测中心的沈建明“”在马丁代尔平磨仪上进彳亍起毛起球试验 时发现织物闻桷对运动的辘遗势 誉萨如图形露是会隧麓织物表嚣壤援熬变化瑟变 化，导致了因试样表面不同改变检测条件运动轨迹( 线速度与摩擦部位的变化) ， 并建谈对籀关方法标撩进行修订。珂戳说，对予织耪越毛超球灏试簿最佳方法( 漏 试仪器、测试手段) 并无定论，还存在种种问题肖待迸一步的解决。 1 2 3 织物起球性能评定方法 2 0 - 2 9 织物起球性能评定的方法主要有：标准样照对照评级、计算单位谢积上的毛球数 秘壤球重爨、文字表述起球将锤及起球麴线。这些撼述嫠毛起球量缒方法都不是定纛 方法，不髓把织物表面起毛起球状态用一个含义十分清楚的物理量来定义。近年来， 陡赣诗算梳技术豹发震和应蔫，织物起球往髓的评价也向着客躐稍二和自动纯的方向发 展。1 9 9 7 年史广安等人研究了织物超球与织物表露光泽度的棚关关系，用织物表藤 的殷射性能来表征织物超球程度。这种方法受到织物组织的局限，当织物组织结构不 嗣巅粗糙菠大时，褪趱发和光泽度受线性关系会改变，扶薅绘测试结荣带来误差，并 且外界环境也会影响测试的准确性。随着图像处理技术的发展，它在许多领域都得到 2 第一章绪论 了应用，近年来也逐渐渗透到纺织领域。8 0 年代后期，国外学者诸如：k o n d a 、 r a m g u l a m r b 、x u b 及h i sch 等应用图像分析方法进行起球等级评估。由于织物 种类及起球状态的多样性，k o n d a 、x ub 及h i sch 等所分析的织物主要局限在素色、 简单组织及非印花的织物；r a m g u l a mrb 应用三维激光扫描方法从毛球高度特征上 分析织物起球等级，该方法能适用各种织物，但分析速度慢，而且不易从绒毛中识别 毛球。最近国内也有人尝试用图像处理技术评定织物起球性能。徐增波用w o r d 分解 纹理模型从织物图像中分离出毛球信息，以毛球的面积百分比、总数和密度3 个指标 对织物的起球程度进行评价。但是对应于起球程度的变化，密度这个指标在一段区域 内区分度不是很好，而且也没有解决毛羽及松结构毛球对评估的影响。 织物起球性能的评定已经向着客观化、自动化的方向发展，但仍然存在大量问题， 如光照条件的选择困难，图像采集分辨率有待提高，预处理方法需改进，特征指标的 选取和优化还不完善。所有这些问题都需要在今后的研究中不断研究、改进，真正实 现织物起球性能评价的客观化和自动化。 1 3 本课题的选题及研究内容 1 3 1 选题的目的和意义 羊绒为珍贵的天然蛋白质纤维，它属于特种纤维，具有细、轻、柔软、滑糯、保 暖性能好等优良的特性。由羊绒加工而成的针织物具有绒面丰满，手感柔滑，轻暖， 穿着舒适等特点。近年来，随着人们生活水平的提高，消费档次也在不断提高。被称 为“纤维软黄金”的羊绒制品，以其特有的优点，越来越受到消费者的喜爱。羊绒纤维 具有特殊的性能，然而，羊绒针织品起球的检测国际上还没有统一的标准，各个企业 所用的测试方法不尽相同，在国际国内贸易中常出现纠纷，企业亟需要统一的羊绒针 织物起球测试标准。同时，企业为了控制羊绒的起球，主要采用高品质的羊绒原料， 加大纱线的捻度、织物密度，这些会影响产量并提高生产成本，羊绒原料价格昂贵， 如何在保证羊绒针织物起球等级符合要求的情况下，降低生产成本，是亟待研究的问 题。因此本课题对羊绒针织物的起球性能进行研究。 1 3 2 本课题研究的内容 针对目前企业对羊绒针织物起球测试所使用的方法以及企业的生产加工实际，本 课题研究的主要内容包括： ( 1 ) 羊绒针织物起球测试方法确立 采用起球箱( i c ip i l l i n gb o x ) 、马丁代尔测试仪( m a r t i n d a l e ) 、随机翻滚起球仪 ( r t p t ) 对羊绒针织物起球测试，分析三种起球测试方法形成毛球的结构形态、磨 掉纤维的量与纤维细度、试样的损失，确定适合羊绒针织物起球的测试方法。 3 麓一章缝论 ( 2 ) 滚箍式超球仪测试条l 孛影响因素分摄 分析聚氨酯管数目、聚氨酯管硬度、测试时间、箱体的转动速度对羊绒针织物 趋球等缀、毛球缩擒形态熬影穗，秀涮定禳关标臻提供参考。 ( 3 ) 羊绒针织物起球影响因素分析 剩用最佳尺泼回归分析方法，研究羊绒纤维的性能( 细度、细度c v 、平均长度、 长度c v 、短缄攀) 、纱线捻度及力学性能、织物密度对攀绒针织物起球的影蜿程度， 得到影响羊绒针织物起球的主骚因素， 4 第二章羊绒针织物起球桃理分析 2 羊绒针织物起球枫理分析 2 1 羊绒纤维的结构与性能 2 1 1 羊绒终维豹结构舯删 ( a ) 组织绪构 山羊绒魁由很薄的鳞片层和发达的皮质层构成。鳞片是保护山羊绒纤维不受外界 条件豹影响瓤引起性质的变化。鳞片的疏密和跗拳瑕发，对山羊绒纤维的光泽和表面 性矮有穰大静影响。在激镜下鼹察，涵羊绒最多 鼷楚鳞片层，两层是疫矮麓。与羊 毛相同，鳞片呈环状覆敲，不同点是羊绒鳞片上缘较为倾斜：羊绒的鳞片较薄，鳞片 表面及边缘光滑，鳞片紧贴毛干；同羊毛相比，羊缄鳞片排列较稀，覆盖间距较大， 英密度为6 令毫寒左右，羊毛巍6 5 8 0 令左右。表2 - 1 列出了瘗羊绒纾缀豹鳞片 结构参数，不同品种山羊绒的鳞片密度与排列状况怒不同的。 表2 - 1 山羊绒鳞片结构参数 皮质层鼹纤维的主体，它是由细黼长的纺锤体角质细胞顺着纤维纵轴紧密排列 嚣残，缮缨戆犍憨主要取决予疫度层。羊绒戆皮震麓缨瑰大多黧澉迭分毒，蒌、骟 皮质备屠纤维的一侧。所戳羊绒有卷黼，但没有缀绵羊毛卷曲瓶剡。山羊绒纾维横 截面积近圆形。 ( b ) 分子缝棱 羊绒纤维的基本缀成物质为蛋白璇，是由多种a 一氨基酸缩合丽成线黧的浆膝 链，结构复杂，经水解尉可以得到2 0 种不同的氨綦酸。山羊绒、羊毛纤维的化学成 分及结合键的形式基本棚网。山羊绒的结晶度要商予羊毛纤维。 2 。1 2 羊绒量苄维的性能 ( a ) 山羊绒的物理机械性能 ，在摩擦力的作用下，1 l 。，说明 纤维每经一次往复摩擦松动后不能回复到原来长度1 ，则不断摩擦下，1 值( 即1 一1 。) 愈来愈大，使纤维松动，直至滑出纱线表面，形成毛茸。 通常来讲，毛茸最初的形成速度比较快，达到一定密度后，逐渐趋于缓慢。只有 当所形成的毛茸密度达到某一程度时3 ，这些纤维端才能同临近的纤维相互纠缠形成 毛球。其中一部分在未成球之前，就被磨掉。这是由于，当纤维从纱线表面抽出时， 不仅必须克服纤维间的摩擦力，而且当其从织物交织点处的纱线截面上，由上或下穿 过时，纤维就必须弯曲。因此，抗弯曲较差( 既硬度高的纤维) 会增加抗摩擦力，当其 7 第二章羊绒针织物起球机理分析 超过了纤维的断裂强力时，纤维就不是被拔出而是断裂了。因而，纤维的断裂强度决 定了所能应用的摩擦力的极限值。在刷磨过程中那些较弱纤维发生断裂，将会在织物 表面产生更多的纤维端，使生成的毛茸更短更密。因而，织物起绒这一过程会受到以 下的纤维性能的影响：摩擦性能、刚性、断裂强力及抗摩擦力。 遒向摩褒一向摩攘 自由酗 oc 幻 d 图2 2 纤维的摩擦位移 图2 - 2 ( 1 ) 为没有摩擦的纤维呈平直状态，纤维占据l 长度距离； 图2 - 2 ( 2 ) 为逆向摩擦的纤维向摩擦力方向移动，位移距离为l 。； 图2 - 2 ( 3 ) 为顺向摩擦时纤维向摩擦力方向位移，位移距离为1 。； 对于羊绒针织物而言，由于织物的结构比较松散，纱线中的纤维受到的约束小， 在受到外力作用时，容易滑出纱线，在织物表面形成毛羽。而且同羊毛比较，羊绒的 卷曲数量少，卷曲形态不正常，因此羊绒纤维抱合力较差，加之羊绒纤维鳞片比较稀、 平滑，导致山羊绒纤维容易从其制品中滑移出来。另外，羊绒纤维缩绒性和摩擦系数 均比羊毛纤维小，纤维间的摩擦阻力减少，使得无论羊绒纯纺还是混纺织物，羊绒易 从织物中滑移出来，产生掉毛现象。 2 2 2 毛茸纠缠成球及球体增长口9 2 , 4 3 1 当织物表面形成毛茸且尚未纠缠时，那些一端被握持的松散的纤维端在摩擦力作 用下，会迅速调整自己的方向与外力方向一致，因而使其所受的摩擦负荷最小，而当 毛茸的密度达到一定程度时，露出织物表面的纤维端就会同临近纤维端搭接，或与断 裂纤维及外来物搭接形成一个结点，这些纤维将成为固定的纠缠纤维，同时所形成的 结点也将诱发起球过程的形成。此时，磨料与纤维间相互作用也变的更为显著，在磨 擦过程中产生的卷绕加捻，使纠缠变得更紧，固着纤维牢牢地卷入毛球结构中，纤维 不再能调整自己的方向与外力一致，所以固着纤维所受的摩擦负荷增加。如果加在固 着纤维上的摩擦负荷超过固着纤维中某根纤维的强力，则这根纤维断裂。如果加在固 着纤维上的摩擦负荷低于固着纤维中某根纤维的强力，但高于它与纱线的摩擦力，则 这根纤维被抽拔出来。一旦固着纤维被拉出，它多出的长度就卷入球体内，因而球体 不断“长大”。当一根固着纤维完全抽拔出或断裂，将有新的固着纤维代替它。这根 8 第二章羊绒针织物起球机理分析 新的固着纤维的产生不依赖于原来产生的绒毛数量，是直接从纱线结构中产生的，这 个过程类似于新毛茸的产生。 羊绒纤维的比电阻大，导电能力差，衣服在穿着时，纤维相互摩擦，造成电荷在 纤维上聚集，产生静电现象。介电系数高的纤维带正电荷，反之带负电荷。不同电荷 的纤维之间相互吸引，易造成织物起球，当空气干燥时这种现象更为严重。 2 2 3 球体脱落 3 9 , 4 2 , 4 4 1 织物表面球粒是由于固着纤维受到疲劳损伤或其它破坏而引起的断裂，此时作用 在球体上的摩擦负荷大于固着纤维的综合抵抗力，或者在两个因素同时作用下从纱线 结构中被拔出，此时作用在球体上的摩擦负荷小于固着纤维的抵抗张力，但大于固着纤 维同纱线间摩擦力。 纤维所受到的“疲劳”主要包括：扭转疲劳、弯曲疲劳以及拉伸疲劳。其中的疲劳 是纤维和纱线在较小的张力长时间作用下产生断裂“5 “。 织物表面的球粒在反复摩擦过程，其固着纤维一端纠缠于球粒中，一端固着于纱 线结构中。当磨料所施加的摩擦负荷较大时，对固着纤维会产生一定拉伸。在拉伸循 环中。纤维内部结构的破坏积累到受不住这种拉伸力时纤维被拉断。此种疲劳现象发 生在球粒上，则引起固着纤维断裂，球粒脱落。 因此，此阶段主要影响因素体现为：纤维的断裂强力、弯曲寿命、重复扭转疲劳 强度、拉伸断裂强度、拉伸断裂伸长率和拉伸初始模量。 9 第三章羊绒针织物起球测试方法研究 3 羊绒针织物起球测试方法研究 3 1织物起球试验仪器 3 1 1 仪器。驯 目前，已有2 0 多种方法测试织物的抗起球性能。如日本的工业标准j i s 中就采 用了8 种，这些试验机分类如下：( 1 ) 旋转磨擦式：i c i 式、t 0 式、加速式及乱翻式。 ( 2 ) 紧压摩擦式：外观保持式、通用式、均匀式、刷子海绵式。美国材料试验标准( a s t m ) 从1 9 9 6 年版5 种中选样整理了翻转式、外观保持式、刷子海绵式三种。英国的联邦 试验法关于起球试验的规定：织物式样用毛刷刷5 分钟，然后用海绵摩擦5 分钟后和 标准比较。法国发展了针织物测试用的b a l p r e s t 起球试验仪，只要将其置于要测试 的织物面上，使仪器底部的塑料摩擦头运动，进行5 0 分钟的试验，产生的毛球相当 于1 5 天的穿着试验。前苏联t i 一1 起球仪特别适用聚脂羊毛聚脂棉聚脂混纺织起球 实验，并可验证与穿着实验之间的相关性。织物起毛起球试验都是运用摩擦机理的， 各型仪器基本上可分为两类： 一、试样放在作回转运动的试验仪中，仪器内壁有规定摩擦系数的软性摩擦物，回转 时使织物试样与其相互碰撞摩擦。 ( 1 ) r t p t 起球试验仪( 翻动式起球试验仪) ：该仪器由几只试验圆筒组成( 有2 、4 、6 只圆筒几种形式) ，圆筒内壁衬有规定粗糙面的软性摩擦物( 如橡皮、软木) 。试样随 着筒内搅棒高速回转而相互摩擦，同时在圆筒的内壁也受到摩擦作用。翻滚式起球仪 进行一小时试验，产生的毛球相当于3 0 0 小时的穿着试验。 ( 2 ) l c l 箱式及改良型起球试验仪：i c i 箱式起球仪由一只立方箱体组成。箱体内壁 衬以软木衬，箱体以6 0 转分的速度绕箱体回转，。改良型的结构形式，箱体分成八 格同样以软木为衬壁的小问，每小间分别放入试样以及两根橡胶管。起球是通过试样 在橡胶管和软木衬壁上的摩擦作用形成的。 ( 3 ) 加速式起球仪：在以橡胶为内衬( a s t m 以软木作内衬) 的圆筒内，有旋转叶片将3 个试样同时搅拌，赋予不规则的屈曲揉搓和摩擦作用。这种形式与实用有很高的相关 性。这种型式对评价洗涤频率高，以脱落绒毛为目的的改性纤维最为有效。 二、试样固定在承载体上，以耐磨试验的形式使试样作积极的运动，摩擦起球。这个 方法又可以分为两种：一种是对结构紧密的织物先经过起毛处理( 用较剧烈的摩擦体 如聚酰胺综丝，有槽纹的聚酰胺摩擦圆盘) ，然后改用柔软的摩擦物( 如平纹棉布、帆 布、聚氨甲酸酯薄膜塑料等) 进行摩擦起球。如y g 5 0 2 圆轨迹起球仪：另一种系处理 结构疏松的织物，即不需经过起毛处理，直单用柔软的摩擦物进行起球试验即可。最 1 0 第三章羊绒针织物起球测试方法研究 常用的有h a u s e r 摩擦仪以及a p p e a r a n c er e t e n t i o n 试验仪。国内常用的为y g 4 0 1 马 丁代尔磨损毛球仪。 ( 1 ) 圆轨迹起球仪圆轨迹起球仪是将织物的起毛和起球分别进行的，先用尼龙刷对 织物试样摩擦一定次数，使织物表面产生毛茸，然后将试样与磨料织物进行摩擦起球。 试样与磨料相对运动的轨迹为圆形，试样每分钟磨6 0 次，仪器装有电磁计数器，达 到预定摩擦次数时，即自动停止实验。该起球仪适用于化纤长丝织物和化纤短纤织物。 在用织物做磨料时，可用于毛织物和其他易起球织物。 ( 2 ) 马丁代尔磨损毛球仪马丁代尔台型磨损仪是将试样在一定压力下与磨料进行摩 擦起球的试验仪。在进行织物起球实验时，试样装在试样夹头上与装在磨台上的本身 织物进行摩擦。试样能绕轴心自由转动，试样夹头与磨台的相对运动轨迹为李莎如图 形。相对运动速度为4 5 到4 8 转分钟。马丁代尔磨损仪适于毛织物及其它易起球的 织物，对机织物更为适合。 ( 3 ) h a u s e r 摩擦仪试样和摩擦物( 与试样相同的织物) 分别置于两只圆盘上。两只 圆盘的相对运动有下列几种形式：往复运动加上试样绕其轴缓慢转动、圆形运动、c o 型环形运动、改变其中一只圆盘的速度和运动幅度，圆盘之间的摩擦轨迹就由圆形改 为椭圆形曲线。该仪器的特点是根据试验的需要，通过调节试样的表面张力以及圆盘 的运动形式以获得多种符合实际的穿着效果。 3 1 2 评定方法与标准 ( a ) 评定方法 目前，织物起毛起球的评定方法有：计算单位面积的毛球数、毛球重。将起 球后的织物与标准样对比，确定试样的起球程度。用文字描述起毛起球性状。用 纵坐标表示起球数，横坐标表示摩擦时间，以此来反映起球程度及球粒形成及脱落的 速率的起球曲线。这些描述起毛起球的方法都不是定量的方法，它们各自存在不同的 缺陷。例如：对织物而言，以经受摩擦后起球密度，即单位面积的毛球数评价抗起球 性最合理。但由于毛球的大小、形状均是不确定的，若等同计数无法获得起球织物的 总体印象。故衡量织物起球程度的主要方法是将起球后的织物与标准样照进行对比， 以确定试样起球程度。国内采用五级制，级数越小表示起球程度越严重，反之，抗起 球性能越好。在试样评级时，根据需要在各级之间还有半级一档，但该方法人为因素 较强，受到评级人员的水平及差异限制。 ( b ) 评定标准 ( 1 ) 日本工业标准j i s 对起球性能的评价是通过5 级标准照片对比而得的。由于织 物结构的差别，有的试验方法具有两套标准，如：i c i 法、t 0 式、乱翻式、外观保持 式、通用式、刷子海绵式。 第三章羊绒嚣织秘起球测试方法鹾究 ( 2 ) 西德罗伊特林纺织研究的8 级起球分级标准如下( 国外根据这个标准的较多) ：1 级：起难，有绒毛弗带有纤维；2 级：出现云状和斑痕状，部分还有绒镳啦现；3 级： 塞瑗令翻不完整懿蓖臻，耀节影狡懿纾缝援络；4 级：云状灌强，不宠熬熬鼍珐增多； 5 级：轻度起球，嘏球部分成粗节形状，部分不完整；6 缀；起球，毛球形状由不完 整到究熬；7 级：强烈起球，毫球形状主要是宪整的；8 缀：最大程度的起球，毛球 呈瑷完整蛉露球状，在织物的表颟呈现颗牧状数奄。这8 级分缀中评定驰尺度先：i 、 2 级不算起球；3 、4 级对织物外观有轻微影响：5 、6 级会霉| 起退货；7 、8 级评为起 球，不适于作服装。 ( 3 ) 美国对起球评定采用5 级分等法：即1 级为不起球；2 级为轻度怒球，3 级为 中菠邋球，4 缀兔不会意豹起臻，5 缀秀严重麓莛臻。当谈梯落在两个译定级之阉薅， 定为半级，如2 。5 级。美国的另一种评定分级采用0 ( 差) 一5 ( 好) ，依次为0 ，1 ，2 ， 3 ，4 ，5 级。 ( 妨在我国对针织甥豹译定拯壤也分鸯5 缀。级：鹅发毽无莛球，弱枣毛茸，绎 维丝端稀短；4 级：发毛轻微起球，有云状慧绒、丝环，纤维有缠结，不完整起球、 有个别的完整球；3 级：中等起球，云状毛绒增多，不完整嘏球较多，完羧毛球较少； 2 级：稍严重起球，毛球强烈，办毒不完整壤球或毡连，或商长绒毛；1 级：严重越 球或鞠显毽往，毫缀未分开，缝缩特长。 3 2 羊绒针织物起球测试方法比较与分析 3 。2 。 实验设谴 ( a ) 试样 试验用试样出鄂尔多斯羊绒榘团提供。试样全部为粗纺羊绒针织物( 平针组织) ， 援格参数觅表3 - l 。 袭3 - 1 织物结构参数 1 2 第三章羊绒针织物起球测试方法研究 ( b ) 实验仪器 i c i 起球辍、蘧枫瓤滚毫球仪、马r 饯尔磨攒毛球仪、u s t e ro f d a l 0 0 、m o t i c d i g i t a lm i r c r o s c o p e 。 3 2 2 起球测试方法比较 确定溺试起毛起球程度的最佳方法时，首先应考虑的一点是测试条件与实际情况 的可比性。测试条 牛应尽可熊模拟穿藿过程中游荧者藤予纺织晶的鹾力作用。厨鲢， 还臻注意测试结果的可重复性。本论文采用随机翻滚毛球测试法( r t p t ) 、马丁代尔毛 鹫露损纹( m a r t i n d a l e ) 、i c i 起球籍来测试及分橱羊绒锌织物超球，并寻求逶于羊绒 针织物的超球方法。 ( a ) 工作原理 ( ) 随壤翻滚豢球测试法 该仪器( 见网3 - 2 ) 由几只试验圆筒组成( 有2 、4 、6 只圆筒几种膨式) ，圆筒内壁 辩有撬定程糙巅翡较穗摩擦物( 茹橡皮、软术) 。试样隧精筒睁隘棒高速回转两褶甄摩 擦，同时在圆筒的内壁也受到摩擦作用。试样的逯动是随机的，没有特别的运动顺序。 这一过程的处理时间可以不间，每次处理之后，纺织品试样通过图样标准或评定表格 来浮馀。该方法申织物的运凌+ 分类似予实际惨澎。然甄，该测试方法中铡型戆搅动 棒与试样直接接触，试样受力较大，且会意外地卡在搅动棒的背后，在这种情况下， 憝淫强瘦在对阔上是不均匀豹。霞褥，试验结栗豹可耋复毪不麓僳谖。 该方法的测试标准有：a s t m - d 4 9 7 0 、i w s t m n o 1 9 6 、d i ne ni s 0 1 2 9 4 7 2 、 g b t 4 8 0 2 2 1 9 9 7 。 c 图3 - 2 黼机翻滚起球测试仪 ( 2 ) 马了代尔毫臻瘗按饺 马丁代尔测试方法中( 见图3 3 ) ， 图3 - 3 。马丁代尔毛球蘑损仪 试榉裁成嘲形夹在仪器上，两试样表面相曩摩 1 3 第三章羊绒针织物起球溅试方法磺究 擦。试样夹头与磨台的相对运动轨迹为l i s s a j o u s 图改编而成，该运动轨迹具有各处 经过的几率和摩擦方向搅均匀的优点，其相对运动速度为4 5 到4 8 转分钟。测试后 试群遴避馕用图移或译定表寒译绘起暑起球援疫。该方法蠢予竣定豹运动蕊簿帮誊压 保证试验结果的高度可重复性。 该方法的测试标准有：d i ne ni s o1 2 9 4 5 2 、a s t m 4 9 0 7 。 ( 3 ) g l 起球簇浚 i c i 箱式超球仪( 见图3 - 4 ) 由一只立方籍体组成。箱体内壁村鼓软术树，箱体以 6 0 转分的速度回转。起球是通_ j 建试样在橡胶管和软木衬髓上的摩擦作用形成的。在 该方法中，试样在无压状态下运动，彼此产生瞬闯接触，虽同- 砖试样随机摩擦。这缀 接近予葶绒镑统携在实际穿羞巾瓣摩擦。 该测试方法的标准有：i s 0 1 2 9 4 5 一l 、b s 5 8 1 1 、i w s t m n o 1 5 2 、日本j i s l l 0 7 6 a 、 g b t 4 8 0 2 3 等。 圈3 - 4i c i 超球箱 强越球祷薤 羊绒针织物主疆为羊绒衫，夜穿着过程中它主要与接触外套的不同部位产生相曩 摩擦。从羊绒衫穿着中形成的老球呈松散的球状，并由几根固着纤维将其固定在织物 的表麟。 羽起球藉法、鹣枫翻滚法和玛丁代尔法辩羊绒赞织物进行涮试，发瑷随机翻滚法 与起球箱法测试后，针织物表面产生的毛球更接近于实际穿着环境中羊绒衫上出现的 毛球结构( 见图3 - 5 ( a ) 、( b ) ) 。然而，马丁代尔磨损毛球仪测试后，试样产生的毛球 为结秘紧密懿绎维绸缝状錾3 - 5 ( e ) ) ；翔栗黪擦严重豹辩候，还窭魂绣维臻缠残紧 密的条状( 见图3 - 5 ( d ) ) ，而不是球状，这与实际情况不符。因此，马丁代尔磨损笔 球仪并不适应于测试羊绒针织物的起球性能。 1 4 第三章羊绒针织物起球测试方法研究 ( a ) 随机翻滚起球测试法( b ) i c i 起球箱 ( c ) 马丁代尔测试法( d ) 马丁代尔测试法( 自磨) 图3 5 毛球形态 ( c ) 测试结果比较 在试验过程中，我们选择了1 8 3 2 、2 6 8 2 、3 2 5 2 三种纱线，共九种织物，分 别使用三种不同的测试方法，对其抗起球性能进行了测试，结果见表3 2 。 表3 2 不同测试方法测试结果比较 在使用标准规定的方法进行测试后，马丁代尔法同随机翻滚法的测试起球等级均 1 5 第三章羊绒错织物起球测试方法硬突 鞍摄，在i 。o 2 。0 之润；嚣癸，马了代容法对予同一纱支，不潮撬次翁缀携a 乎郄 产生禚丽懿等缀，难瓢反敬雨露绒物起球佼髓褥酶燕弊。通过搜鼹穗弼标准对糕同的 钟织糖遴稃渊试君，认为玛丁代苯在疯映羊绒织物的起球性能上并不敏感。囡鼗我稻 对另外甄秽方法又进行了懿鞍，搜瘸驸瓣襄i c i 起溶戆法霹c 2 7 6 8 、c 5 1 1 9 及襻2 4 4 1 三静试群测试了蚕藏簿阕嚣，其试释熬塔等缓势辩凳鬻3 - 6 、图3 - 7 。 闰3 - 6 瀚p t 法测试结果魄较 鬻3 - 7i c i 怒球籍法溅试缝莱魄较 从试验结果看出，r t p t 测试试样的等级低予起球箱法测试试样的等级，r t p t 测 试3 0 分钟瞄，试样的超球等级均在1 2 缀，这是试样受到剧烈韵作用所引起的。在 裘测试方法中，撵魂薅在空气翔压下懿遮藏转，饺褥施热在织魏上酶撂霜力缀大。嚣 黼，溅试对闻咯有堆瓣，试稃鼹趋球等级下降较大。瓣辨不能褰溅葳殴羊绒钟织秘 麴怒蘧特性，舅终焉该方法溺试螽靛羊绒锌织晶试撵路鸯交影。戮茈，与冀他2 释测 1 6 第三章羊绒针织物起球测试方法研究 试方法鞠毙，认为i c i 怒球籍溅试方法嚣适合于羊缀锌织物起球姆缝测试。 ( d ) 落物 e 较 对不同测试法掉落纤维量进行了测试。实验发现，随机翻滚趔球测试法与熊它2 种方法相比，从试样上捧薄的纤维较多。圈3 - 8 、鞠3 - 9 分别为随机翻滚法与起球 籍法对稳溺鬣格试祥溺试不目嚣阕螽簿落宝手维戆震纛。c 2 7 6 8 、c 5 1 1 9 与w 2 4 4 1 三耱 试样用r t p t 方法测试1 5 分钟后从试样上掉落下的纤维质量约为用起球箱法测试5 小时后的掉藩纤维质量的3 4 倍。r t p t 测试3 0 分钟后从试样上掉落下纤维质量更 多，魏荛i c i 起蘧筵测试s 小爨嚣簿落下纤维矮量黪5 绩强上。瓣孵捧落纾绦塞太 多，对织物的损伤较大，不符合实际穿潜现象。 图3 - 8 脯p t 法落物比较 圈3 - 9i c i 起球箱法落物院较 另外，实验中我们使用u s t e ro f d a1 0 0 纤维绷度分布分析仪对掉落纤维的平均 1 7 第三章羊绒针织物起球测试方法研究 细度进行了测试，图3 - 1 0 、圈3 1 1 分剐为r t p t 与起球箱法测试后掉落纤维的细度。 献图中w 醴看蜀掉落纤维细度沌试祥淼料的平均缅度，j 、。手排法溺原科长度时，发现 长瘫较短豹纾维，其缨度氇较维。因群，奁测试过程中，麸试样上棒落豹多为细雨短 浆纡维。 豳3 - 1 0r t p t 法落纤细度比较 图3 1 1i c i 起球箱法落缓纲度比较 3 。2 。3 绪论 通过以上分析表明，马丁代尔磨损琵球仪及随机翻滚法在测试过程中对羊绒针织 物的损伤较大，敌而不适应于羊绒针织物的起球性能的测试。i c i 起球箱法测试后形 1 8 第三章羊绒针织物起球测试方法研究 成的毛球形态更接近实际情况，在测试过程中施加在试样上