（纺织工程专业论文）多组份羊绒混纺织的制备及其织物性能研究.pdf

浙江理| 工大学学位论文原创性声明r j 嬲y 黝1 8 黝1 黝4 9 5 3 脚锣 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰 写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者繇是磷 嗍叫年哆月踟 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密面，在f年解密后使用本版权书。 不保密口 。 日 锋日一加，粞啦 孙d 签年 者1储叩 文争 论 ： 位期学日 浙江理工大学硕士学位论文 摘要 随着人们对服装的追求由仅仅满足遮体取暖到追求服饰的美观、舒适、保健、功能性 的转变，服用纺织品也正朝着高支轻薄化、原料多元化、风格多样化、功能多种化的方向 发展。羊绒羊毛纤维价格昂贵、资源缺乏，其制品易毡缩、抗起毛起球差、品种单一，难 以满足人们的需求。有目的性地选择其它纤维原料与其混纺，可以充分利用各种纤维的优 点，弥补其各自性能上的缺陷，改善最终产品的性能。混纺是目前纺纱和纺织品发展的主 要方向和实际趋势。 本课题主要对多组份羊绒混纺纱的纺纱工艺、混纺纱的结构和性能、织物的各单项性 能及综合性能等方面进行了研究。在相同的纺纱工艺参数、相同的织造方法及工艺、相同 的染整加工条件下，研究了混纺比对四组份纤维混纺纱结构和性能及织物性能的影响，确 立了他们之间的定量关系，并根据织物各项服用性能的要求预测了纤维组份的最佳混纺 比。 、 在分析各组份纤维( 羊绒、羊毛、竹浆纤维、p t t 纤维) 结构特性及纤维性能对纺织 产品性能影响的基础上，采用半精纺纺纱系统纺制了9 种不同混纺比的多组份羊绒混纺纱。 对9 种不同比例混纺纱线制作横截面切片并采用视频显微镜进行图像采集观察，计算 了混纺纱中各纤维的汉密尔顿指数和o n i o n 指数，分析研究其与混纺比之间的关系并得出： 羊绒羊毛纤维有向外转移的趋势且受混纺比影响很小；竹浆纤维有向内转移的趋势，转移 程度很小且受混纺比的影响也很小；p t t 纤维有向内转移的趋势，且随着p t t 纤维含量的 增加其向内转移的趋势减小。当混纺比为7 3 3 2 0 4 0 时，混纺纱各纤维的转移指数绝对值 都较小，混纺纱中各纤维转移程度较小，纤维分布比较均匀。混纺纱中，o n i o n 指数较大 的竹浆纤维较多的集结在纱的表层。p t t 纤维含量小于3 0 时，混纺纱的外观由竹浆纤维 决定；当p t t 纤维含量大于3 0 时，混纺纱的外观由竹浆纤维和p t t 纤维决定；当p t t 纤维含量为3 0 时，羊毛纤维决定了混纺纱的外观。混纺纱的外观由混纺比及纤维本身性 能共同决定。 测试分析了9 种不同混纺比纱线的机械性能，建立了混纺比与纱线性能之间的回归关 系。混纺纱的强力的预测值、实测值随混纺比的变化规律基本一致。当p t t 纤维含量低于 3 9 时，混纺纱的强力随p t t 纤维含量的增大而减小( 羊绒羊毛纤维含量不变) ；当p t t 纤维含量高于3 9 时，混纺纱强力随着p t t 纤维含量的增大而增大。 对9 种混纺比的纱线在手摇横机上进行织造试验，织物组织采用平针组织，对9 种织 浙江理工大学硕士学位论文 物的服用性能进行测试( 主要测试指标为：拉伸断裂性能、耐磨性、抗起毛起球性、压缩 性、弯曲性、延伸性) ，并研究分析混纺织物的服用性能与混纺比之间的关系。结果分析 表明：织物的断裂强力、断裂伸长率、磨损失重率、表面厚度、弯曲刚度、成型性与混纺 比之间有显著的相关关系，其中断裂强力和断裂伸长率与混纺比成二次抛物线关系，磨损 失重率、表面厚度、弯曲刚度、成型性与混纺比成线性关系；剪切刚度与混纺比之间的相 关性不显著，相关关系较差，起毛起球性能受混纺比的影响也很小。应用模糊数学的理论， 综合评判混纺织物的服用性能，得到织物综合性能的最佳混纺比为7 3 3 3 5 2 5 ，此混纺比 织物的性能达到了纤维各性能优劣互补、取长补短的效果，改善了产品的手感、风格、外 观、抗起毛起球等性能。 关键词：混纺比；纱线结构；纱线性能；混纺织物性能；模糊评判 i l 浙江理工大学硕士学位论文 p r e p a r a t i o no fm u l t i - c o m p o n e n tc a s h m e r eb l e n d e dy a m sa n d s t u d i n go ny a r na n df a b r i cp r o p e r t i e s a b s t r a c t w i t ht h ec h a n g eo fp e o p l e sp u r s u i tf r o mc o v e r i n ga n dw a r m i n gc l o t h i n gt ob e a u t i f u l ， c o m f o r t a b l e ，h e a l t hc a r ea n df u n c t i o n a l i t yc l o t h i n g ，w e a r i n gt e x t i l e sa r em a r c h i n gt o w a r dh i g h c o u n t sa n dl i g h to ff a b r i c ，d i v e r s i f i c a t i o no fr a wm a t e r i a l ，f a b r i cs t y l ea n df a b r i cf u n c t i o n c a s h m e r ea n dw o o lf i b e r sa r ee x p e n s i v ea n dl a c ko fr e s o u r c e ，a n df a b r i c sm a d ef r o mt h e mh a v e e a s yf e l t i n gq u a l i t y , b a dp i l l i n g r e s i s t a n c ea n ds i n g l ev a r i e t y b l e n d i n gt h e mw i n lo t h e rf i b e r s t h a tp u r p o s e f u l l yc h o s e nc a ng i v ep l a yt oe a c hm e r i ta n do v e r c o m et h e i rs h o r t c o m i n g s ，a n d i m p r o v ep r o p e r t i e so ff a b r i c s b l e n d i n go fd i f f e r e n tf i b e r si st h em a i nd i r e c t i o na n da c t u a lt r e n d s o ft h ed e v e l o p m e n to fs p i n n i n ga n dt e x t i l e s t h e s p i n n i n gp r o c e s s i n go f t h em u l t i - c o m p o n e n tc a s h m e r e y a m ，t h e b l e n d e dy a r n c o n s t r u c t i o n ，t h ef a b r i cp r o p e r t i e sa n di n t e g r a t e dp r o p e r t yw e r es t u d i e d a tt h es a m es p i n n i n g p a r a m e t e r s ，w e a v i n gm e t h o da n dd y e i n gp r o c e s s i n g ，t h er e l a t i o nb e t w e e nt h eb l e n d i n gr a t i oa n d t h ef o u r - c o m p o n e n tb l e n d e dy a r nc o n s t r u c t i o na n dp r o p e r t i e sa n df a b r i cp r o p e r t i e sw e r es t u d i e d a n de s t a b l i s h e d ，a n dt h eo p t i m u mb l e n d i n gr a t i ow a sa s s u r e dc o r r e s p o n d i n gt oe a c hi t e mo f w e a r a b i l i t i e so fb l e n d e df a b r i c s o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h em a t e r i a lc o n s t r u c t i o na n dp r o p e r t i e sa n dt h ee f f e c to ff i b e r p r o p e r t i e s t ot e x t i l e p r o d u c t s ，u s i n g s e m i w o r s t e d s p i n n i n gt e c h n o l o g y , 9 k i n d so f m u l t i c o m p o n e n tc a s h m e r ey a m sw e r eg o t u s i n gh a n dm i c r o t o m ea n dt h ev i d e om i c r o s c o p et oa n a l y z et h ec r o s s w i s es t r u c t u r eo ft h e y a r n ，a n dc a l c u l a t e dt h eh a m i l t o ni n d e xa n dt h eo n i o ni n d e x ，w ef o u n dt h a tt h ec a s h m e r ea n d w o o la r el i k e l yt ot r a n s f e rt oe x t e r n a lp a r ta n dt h et r a n s f e r r i n gi n d e xh a sh a r d l yc h a n g e da s b l e n d i n gr a t i ov a r i e s ；t h eb a m b o op u l pf i b e ra r el i k e l yt ot r a n s f e rt oi n n e rp a r t ，a n dt h e t r a n s f e r r i n gd e g r e ei ss m a l la n da l s oh a sh a r d l yc h a n g e da sb l e n d i n gr a t i ov a r i e s ；t h ep t tf i b e r a r el i k e l yt ot r a n s f e rt oi n n e rp a r ta n dh a sc h a n g e da sb l e n d i n gr a t i ov a r i e s w h e nt h eb l e n d i n g r a t i oi s7 3 3 2 0 4 0 ( c a s h m e r ef i b e r w o o l b a m b o op u l pf i b e r p t tf i b e r ) ，t h ea b s o l u t ev a l u eo ft h e t r a n s f e r r i n gi n d e xi ss m a l l ，t h ef i b e rd i s t r i b u t i o no ft h eb l e n d e dy a m i sr e l a t i v e l ye v e n i nt h e b l e n d e dy a m ，t h eb a m b o op u i pf i b e rw h i c hh a sl a r g e ro n i o ni n d e xm o s t l yg a t h e r si nt h es u r f a c e l a y e ro ft h ey a r n w h e nt h ec o n t e n to ft h ep t t f i b e ri ss m a l l e rt h a n30 t h ea p p e a r a n c eo ft h e i l l o fp t tf i b e ri ss m a l l e rt h a n3 9 ，t h eb l e n d e dy a ms t r e n g t hd e c r e a s e sa st h eb l e n d i n gr a t i o i n c r e a s e s ( t h ec o n t e n to fc a s h m e r ef i b e ra n dw o o li si n v a r i a b l e ) ；w h i l et h ec o n t e n to ft h ep t t f 论e ri sl a r g e rt h a n3 9 ，t h ey a ms t r e n g t hi n c r e a s e sa st h eb l e n d i n gr a t i oi n c r e a s e s 9b l e n d e dy a r n sw e r ek n i t t e dt ob ej e r s e y , w h i c hw e r ef i n i s h e d 、7 l ，i t ht h es a m ep r o c e s s t h e n t h ew e a r a b i l i t y ( t h em a i nt e s t i n gi n d e x ：t e n s i l ep r o p e r t i e s ，e n d u r a n c e ，p i l l i n g r e s i s t a n c e ， c o m p r e s s i b i l i t y , b e n d i n ga b i l i t i e s a n de x t e n s i b i l i t y ) o fd i f f e r e n tf a b r i c sw e r et e s t e d ，a n dt h e r e l a t i o n sb e t w e e nt h ew e a r a b i l i t yo f9f a b r i c sa n dt h eb l e n d i n gr a t i ow e r ea n a l y z e d t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h ec o r r e l a t i v i t yb e t w e e nt h eb r e a k i n gs t r e n g t h ，b r e a k i n ge x t e n s i o nr a t i o ，w e i g h tl o s s r a t i o no fa b r a s i o n ，s u r f a c et h i c k n e s s ，b e n d i n gr i g i d i t y a n dm o l d a b i l i t yo ff a b r i c sa n dt h eb l e n d i n g r a t i oi sr e m a r k a b l e ；w h i l et h ec o r r e l a t i v i t yb e t w e e nt h es h e a rs t i f f n e s sa n dt h eb l e n d i n gr a t i oi s n o tr e m a r k a b l e ，a n dt h ei n f l u e n c eo ft h eb l e n d i n gr a t i ot ot h ep i l l i n g - r e s i s t a n c ei sa l s os m a l l a p p l y i n gf u z z ym a t h e m a t i c s ，o p t i m u mb l e n d i n gr a t i ow e r ea s s u r e dc o r r e s p o n d i n gt oe a c hi t e m o fw e a r a b i l i t i e so fb l e n d e df a b r i c s ，a n dt h eo p t i m u mb l e n d i n gr a t i oi s7 3 3 3 5 2 5 ( c a s h m e r e f i b e r w o o l b a m b o op u l pf i b e r p t tf i b e r ) ，p r o p e r t i e so ff a b r i co ft h i sb l e n d i n gr a t i oh a v e a c h i e v e dt h ee f f e c tt h a te a c hf i b e rp l a y e dt h e i rm e r i ta n do v e r c o m et h e i rs h o r t c o m i n g ，a n d i m p r o v e dt h eh a n d l e ，s t y l e ，a p p e a r a n c ea n dp i l l i n g - r e s i s t a n c eo ft h ef a b r i c b yz h ul i p i n g ( t e x t i l ee n g n e e r i n g ) s u p e r v i s e db ya s s o c i a t ep r o f e s s o rc h e nw e i l a i k e yw o r d s ：b l e n d i n gr a t i o ；y a mc o n s t r u c t i o n ；y a mp r o p e r t i e s ；b l e n d e df a b r i cp r o p e r t i e s ；f u z z y e v a l u a t i o n i v 2 2 原料的选择8 2 2 1 羊绒纤维及其特性简介8 2 2 2 羊毛纤维及其特性简介8 2 2 3 竹浆纤维及其特性简介9 2 2 4p t t 纤维及其特性简介1 1 2 3 多组份羊绒混纺纱线的制备1 3 2 3 1 多组份羊绒混纺纱线的纺纱工艺1 4 2 3 2 各工序工艺研究1 4 2 3 3 成纱问题。1 6 2 4 本章小结16 第三章多组份羊绒混纺纱结构分析1 7 3 1 纱中纤维的排列1 7 3 1 1 纱中纤维的转移机理1 7 3 1 2 纱中纤维的排列形态1 8 3 2 在混纺纱中纤维的径向分布。1 9 3 3 羊绒羊毛竹浆纤维p t t 纤维混纺纱的结构分析一1 9 3 3 1 纱线横截面显微观察19 3 3 2 纤维径向分布的表征参数分析2 1 3 3 - 3 测试结果及讨论2 7 3 4 本章小结3 0 v 4 3 2 羊绒，羊毛竹浆纤维p t t 纤维混纺纱的强伸性能测试分析3 8 4 4 本章小结4 0 第五章多组份羊绒混纺针织物的服用性能研究4 1 5 1 织物准备4 l 5 2 织物的耐久性能4 2 5 2 1 织物的强伸性能。4 2 5 2 2 织物的耐磨性能4 4 5 2 3 织物起毛起球性能4 6 5 3 织物风格4 7 5 3 1 织物的压缩性能4 7 5 3 2 织物的弯曲性能4 9 5 3 3 织物的延伸性能5 0 5 4 织物各性能与混纺比之间的相关性分析。5 2 5 5 本章小结。5 3 第六章基丁：模糊数学的混纺织物性能综合评判5 4 6 1 模糊数学简介及其在纺织中的应用。5 4 6 2 模糊综合评判的基本理论。5 5 6 3 模糊综合评判织物服用性能5 6 6 3 1 评判对象冈素集的建立5 6 6 3 2 评判矩阵r 的建立一5 8 6 3 3 权系数向量a 的确立5 9 v l ii=tj，1 。致、 浙江理工大学硕士学位论文 。6 3 4 综合评判计算6 0 6 4 结果与分析- 6 1 第七章结论与展望k j 6 2 7 1 本课题的主要结论6 2 7 2 展望6 3 参考文献6 4 要燹 谢：6 8 在读期间发表论文情况6 7 v i l 浙江理工大学硕士学位论文 第一章绪论 衣、食、住、行，衣者为先，作为人类进入文明社会以来发展较为活跃的因素之一， “衣”已经成为一种文化，一门艺术，在人们的日常生活中扮演着极重要的角色。随着时 代的进步和人们生活水平的提高，服饰艺术越来越收到关注，服饰文化也得到了长足的发 展。目前，人们对服装的追求，已不再仅仅是为了满足遮体取暖的需求，而是追求服饰的 美观、舒适、保健，甚至功能性。当今，服用纺织品正朝着高支轻薄化、原料多样化、风 格多元化、功能多种化的方向发展，纺织面料流行趋势主要是轻质、舒适、闪光、透明、 花色、质感、复合、功能、绿色、保健【l 】。而现代纺织、染整加工技术的发展为满足人们 的要求提供了可能性。 当前，国际服装面料的发展趋势主要有以下几个特点：天然纤维继续占有优势；多种 纤维混纺交织的面料越来越占有重要地位；更加重视新型纤维的开发和利用；功能型和环 保型的纺织品正在蓬勃发展，并将成为这一世纪纺织的主流；织物组织结构的变化产生了 各种新观感、新风格的面料产品；高超的后整理技术为服装面料锦上添花。 1 1 多组份纤维混纺的目的和意义 纤维的混纺是二十世纪中期逐渐成熟起来的一种纺织技术，九十年代后期，混纺产品 已在世界各地兴起【2 ，3 1 ，据1 9 9 8 年意大利、法国国际服装衣料博览会报道：“多种纤维混 纺交织产品，今后将占据纺织品市场的主导地位，天然纤维、合成纤维、人造纤维由于性 能各异都具有一定的优、缺点，通过混纺可使各种纤维取长补短，优势互补，大大提高产 品的服用性能，改进原料的可纺形。 当前出现了很多混纺交织产品，流行的混纺产品少 则2 3 种，多则4 - 6 中纤维混纺，有天然纤维和人造纤维、合成纤维的混纺，也有天然纤 维之间的混纺，通过混纺可以达到降低成本和改善产品性能的目的。据专家预澳1 1 1 4 - 6 1 ，混纺 产品在未来的纺织品市场上将有广阔的前景，尤其是天然纤维和化学纤维的混纺、交织产 品更受欢迎。 多组份纤维混纺越来越广泛，其主要技术特征有：( 1 ) 不同纤维由于其几何特征和物 理机械性能不同，造成纤维在成纱截面有不同的分布，从而使混纺纱具有不同的外观特征 和性能；( 2 ) 不同纤维的不同可纺性能和服用性能，根据一定组分和比例进行混纺，可以 达到性能互补，不仅增加了纱线的特有功能，还可以改善面料的外观效果。具体而言，多 组份纤维混纺的目的和意义可以归结如下【7 - 1 4 ： 浙江理工大学硕士学位论文 缓解纺织原料资源缺乏，降低成本 随着人们环保、保健意识的增强，天然纤维织物越来越受到人们的青睐。但是受种植、 养殖等条件的限制，天然纤维原料远远满足不了需求，致使天然纤维原料及纺织品价格较 高。如羊绒作为纤维中的贵族，价格高且随着国内外市场需求的增大，产量有增无减，与 其它纤维混纺可以缓解资源缺乏、降低成本，满足人们对羊绒制品的需求。 充分利用纺织原料，提高纤维可纺性，获取符合要求的纺织产品 部分纺织纤维，由于长度短、长度不匀、强度小、韧性差等种种原因，可纺性较差， 在常规纺纱设备上不可纺或只能纺出低支纱，因而利用率低。通过多种纤维混纺，可改善 纤维的可纺性，并凭借新的纺纱设备和纺纱工艺，充分利用纺织原料，生产出符合要求的 产品，满足市场要求。例如在天然织物和动物纤维的加工过程中，有一部分纤维在梳理过 程中落下，成为废纺原料，这部分纤维由于长度较短、整齐度差而不可纺，以前很少用来 纺纱，若混入整齐度较好的纤维进行混纺，可改善其可纺性，提高纤维利用率。资源丰富 的亚麻由于出麻率低、落麻多、长度短、长度离散度大等原因，单独纺纱相当困难，大力 开发与其它纤维的混纺产品，有利于充分利用原料，开发新产品。 改善产品性能，丰富产品品种，提高织物服用性能 各种纺织纤维，不论是天然纤维还是化学纤维由于结构性能不同而各具一定的优点和 缺点。天然纤维一般具有穿着舒适、与人体适应性强等特点，部分纤维还具有保健功效， 但其资源有限；化学纤维一般吸湿性差；易产生静电，但具有保形性好等有点。利用不同 性能的纤维，通过不同的组份搭配，选用不同的混纺比，可以制成不同品种，不同性能， 不同风格的产品，充分利用各种纤维的优点，取长补短，大大提高产品的服用性能。另外， 新型功能纤维的混入可以达到在不过多增大成本的前提下，增强制品的功能性。例如棉 竹浆纤维涤纶三组份混纺纱面料既突出了竹浆纤维弹性好、柔滑及优良悬垂、耐磨、天然 抗菌效果和良好的吸湿放湿、透气性等特点，又不失棉的舒适、涤的挺阔等特性。诸如还 有羊绒t e n c e l 棉型锦纶三组份混纺，m o d a l 羊毛腈纶棉型锦纶四组份混纺等。各种纤维 混纺在改善产品性能的基础上，提高了织物服用性能，丰富了产品品种。 减少织物的后整理加工，节能减排，降低环境污染，符合环保要求 生态环境是人类在2 1 世纪的首要问题之一。目前，世界各国对环境问题都极为重视， 在“我们只有一个地球 的口号下，环保思潮日渐新潮，“绿色产品 、“绿色消费 、“绿 色营销”成为国际潮流。在这样的背景下，服装面料的发展也兴起了一场“绿色潮流 ， 绿色生态服装面料的概念日益深入人心。人们越来越关注具有天然保健作用天然纤维、绿 2 浙江理工大学硕士学位论文 色纤维，但是，天然纤维织物如棉、麻织物保形性较差，毛织物的毡缩性等，这些纯天然 纤维织物一般都要经过化学处理以达到不皱、抗毡缩等效果，而大部分整理剂对环境都会 造成污染，且在穿着过程中对人体也有不同程度的危害。科学合理地利用多种纤维混纺的 途径，可赋予纺织品天然抗皱性、抗毡缩性，用物理方法解决化学问题，走清洁生产之路， 符合当前发展方向。 1 2 多组份纤维混纺产品性能的研究现状 混纺织物的性能是由组成织物的纤维原料、纱线与织物结构、纺织工艺与染整加工所 决定。因此，研究各组份纤维原料性能、纱线结构和性能、织物结构、纺纱工艺、纺织工 艺及染整加工工艺与混纺织物服用性能之间的关系具有重要的实际意义。 1 2 1 国外研究现状 从近几十年的国外资料看，对混纺产品的研究主要有以下三个方面： 定性讨论研究混纺产品性能与各影响因素之间的关系 在六十年代初期，主要是对混纺织物与纯纺织物之间的性能差异进行研究，并初步探 讨研究混纺比、纱线支数、捻系数、经纬纱密度等对混纺织物拉伸性能、折皱回复角等性 能的影响。女l l i m p c h e n i n d s 公司对涤棉、涤羊毛混纺可以改善纯纺织物的最终性能进行 了探讨，并对混纺比、纱线支数、捻系数、经纬纱密度影响混纺织物性能的情况进行了讨 论。德国j l u n e n s c h l o s s 对涤棉混纺织物的拉伸性能、折皱回复角与混纺组份、纱支数、纱 捻度之间的关系进行了初步探讨，并进行定性描述【1 5 ，1 6 1 。此时主要是对混纺织物的初步认 识阶段。 8 0 年代中期，p e t e r s o n e a 对不同混纺比涤棉混纺织物的性能进行比较，发现涤棉( 8 0 ： 2 0 ) 混纺织物的性能更为理想【1 7 1 。d e m a r t i n or n ， y o o nh n 等对涤棉混纺改善涤纶舒适 性进行研究，结果表明，天然纤维与化学纤维混纺，可改善化学纤维的舒适性【1 8 1 9 1 。a s w a n i k t b h a r g a r ac t s 等对涤棉，涤粘混纺织物的断裂强度、断裂伸长、抗弯刚度、透气性与 混纺组份，织物经、纬密度之间的关系进行了探讨，结果表明，随着涤纶含量的降低，织 物延伸性下降，柔软度、透气性提高，随着织物密度的增大，其延伸度提高，柔软度、透 气性下降【2 0 】。 9 0 年代中后期，由于人们对服装性能要求越来越高，随着纺织技术的发展，用来混纺 的纤维品种越来越多，同时，由于环境意识的日益增强，天然纤维越来越受到消费者的欢 迎。利用混纺的方式充分利用天然纤维原料，改善天然纤维本身固有的缺点，提高其可纺 1 浙江理工大学硕士学位论文 性，改善织物性能，降低成本，已经得到消费者、生产者的认可。相继开发了棉、麻、毛、 蚕丝与丙纶、腈纶、涤纶等二元或多元混纺产品【2 1 2 2 。 建立混纺产品与影响因素之间的关系式，由织物性能预测混纺比等因素。 随着人们对混纺产品了解的深入，对混纺产品的性能与混纺原料的组成、纱线性质、 织物结构之间的关系的研究也更深入，由定性研究转入定量研究。印度d r s a m a n s o u r 对涤棉粘混纺纱线、织物性能与混纺比、纱支数之间的关系进行了较深入的研究【2 3 】，分别 对二元组份和三元组份( 各6 个混纺l l ) 的不同纱支数( 2 0 s 、3 0 s 、4 0 s ) 的织物性能进行了测 试，在织物性能( 断裂强度、断裂伸长率、折皱回复角) 与混纺比之间建立关系式并作出图形， 其目的是用图形由织物性能预测混纺比。 与混纺相关的理论的提出。 纤维混纺的应用及研究带动了一些相关理论的提出，包括纤维在纱截面中的径向分布 理论、混纺纱强度理论等。在m o r t o n 研究纱线中纤维转移、纤维定向性和伸直性的基础上。 研究者考虑到混纺纤维的性质差异较大，不同性质的纤维在纱的横断面内分布不均匀，有 分别集中到纱的外层和内层的趋势。这种现象对织物的外观性能有很大影响。因此，关于 混纺纱中纤维转移也进行了大量研究，最简单的也是最早的理论是计算在连续的横截面中 的各个环状区域中的纤维根数。c o p l a n 和k l e i n i 贝t j 试了毛和尼龙混纺纱，提出了“混纺不均 匀指数”( i b i ) 2 4 1 。汉密尔顿以计算纤维在纱截面中的分布矩为基础，提出的表征参数为 h 锄i l t o n ( 汉密尔顿) 指数 2 5 】。另外的参数是由o n i o n s ，t o s h n i w a l ，t o w n e n d 提出的纤维转移 比( f m r ) ，用来描述纤维的优先分布【2 6 1 。 混纺产品的性能与混纺比关系密切，汉姆伯格( h a m b u r g e r ，1 9 4 9 ) 预测了混纺纱理 论强度【2 刀。通过纤维a 和b 的强度预测混纺纱的强度。当两种不同拉伸性质纤维a 和b 混纺 时，由于两者断裂伸长率不同，断裂伸长小的纤维首先断裂，断裂前纱中的纤维a 和b 共同 承担外力，当a 纤维断裂后，假设只有纤维b 继续承担负荷，这时，混纺纱的拉伸曲线将会 出现两个峰值，最高的峰值表示为混纺纱的断裂强度，且混纺纱的断裂强度与混纺比密切 相关。此理论预测的混纺纱强力比实际混纺纱强度偏高，因为它没有考虑纤维在纱中的倾 斜和纤维头端滑动的影响。加布塔( g u p t a 等，1 9 7 5 ) 等考虑了由于加捻后纤维倾斜的作用， 导出了两种纤维的混纺纱的强度表达式，此预测结果与实验结果甚为接近【2 引。 1 2 2 国内研究现状 从国内情况看，开发了很多混纺产品，对混纺纱的结构、混纺纱线和混纺织物结构性 4 浙江理工大学硕士学位论文 能与混纺比及混纺原料纤维性能之间的关系等进行了一定程度的研究。张一鸣、田作鑫【2 9 】 用哈氏切片法和显微摄影仪，对用条并和粗并长麻纺工艺纺成的麻棉复合纱以及在棉纺 设备上纺制的麻棉混纺纱的试样测试了1 2 2 5 个截面，通过对麻纤维的转移指标的计算 和对纱线截面纤维分布的分析，提供了麻纤维在其中的径向分布规律。于伟东、王锦成【3 0 l 采用哈氏切片法和计算机图像采集和处理技术，分析了不同混纺比的毛涤混纺纱的毛型 感，探讨了毛涤混纺比与汉密尔顿转移指数、表面纤维混纺百分率及毛纤维有效覆盖率 的关系，分析了不同混纺比的毛涤混纺纱截面5 等份圆环中的实际混纺比和填充紧密度。 杨庆斌等【3 l 】研究了大豆蛋白复合纤维涤纶针织物混纺比与舒适性的关系等。但缺乏系统的 工作，由于在混纺织物服用性能与混纺比之间缺乏科学的理论体系做指导，厂家生产混纺 织物多沿用传统的纺织原料和混纺比，所以，产品品种单调，创新性差。 1 3 课题的引入及主要研究内容 。 从国内外的研究情况来看，混纺织物性能等方面的优势使混纺织物成为面料开发的主 流，其作为服用纺织品的市场前景也越来越广阔，混纺织物越来越受到人们的关注。随着 新材料、新纺织技术的出现，混纺产品的品种也越来越丰富，但对其研究大都限于二组份 纤维混纺的情况，对于三组份以上的多组份混纺情况的研究较少，对多组份纤维混纺产品 的结构、性能的系统研究较紧缺。本文在考虑羊绒羊毛纤维价格昂贵、资源紧缺，难以满 足人们的需求，且羊绒羊毛制品易毡缩、抗起毛起球性能差、产品品种较单调等现状的基 础上，有目的性地选择其它纤维原料与其混纺，使混纺纱线中各种份纤维呈一定的规律排 列，而使各纤维优势互补、取长补短，以达到改善最终产品性能的目的。 基于以上目的，本文在相同的纺纱工艺参数，相同的织造方法及工艺，相同的染整加 工条件下，对四组份纤维( 羊绒、羊毛、竹浆纤维、p t t 纤维) 混纺纱线结构性能、混纺 织物结构性能进行研究，并确立其与混纺比之间的定量关系；探讨混纺纱中纤维的经向分 布对纱线及织物性能的影响，并通过对织物各项服用性能的要求预测纤维组份的最佳混纺 比。 具体而言，本课题结合浙江省科技厅重大纺织专项项目安排如下的研究内容： ( 1 ) 混纺原料的性能研究及混纺纱试样制备 测试研究羊绒纤维、羊毛纤维、竹浆纤维、p t t 纤维的特性，根据各组份纤维性能， 确定各组份纤维原料混纺的纺纱工艺参数，制定纺纱工艺并制备符合要求的试样。 ( 2 ) 混纺纱结构性能研究 5 浙江理工大学硕士学位论文 研究混纺纱线中各组份纤维的转移、排列分布及其转移指标与混纺比之间的关系，以 充分了解纱线的内部结构。测试不同混纺比的羊绒羊毛竹浆纤维p t r 纤维混纺纱( 羊绒 羊毛竹浆纤维p t t 纤维混纺纱：7 1 3 3 6 0 0 ，7 3 3 5 0 1 0 ，7 3 3 4 0 2 0 ，7 3 3 3 5 2 5 ，7 3 3 3 0 3 0 ， 7 3 3 2 5 3 5 ，7 3 3 2 0 4 0 ，7 3 3 10 5 0 ，7 3 3 o 6 0 ) 的机械性能，并通过数学方法分析，建立混纺 比与纱线性能之间的关系。 ( 3 ) 混纺织物服用性能的研究 对混纺织物的各项性能包括拉伸性能、耐磨性能、起毛起球性能、弯曲性能、压缩性 能等进行测试分析，探讨混纺比对各性能的影响，建立混纺比与各项性能之间的关系。 ( 5 ) 混纺织物性能的模糊综合评判 在测试分析各单项性能的基础上，运用模糊数学的方法，对试样的服用性能进行综合 评判，并由织物性能预测最佳混纺比。 6 浙江理工大学硕士学位论文 第二章多组份羊绒混纺纱的制备 纤维原料的结构性能直接影响到成纱性能，二者很大程度上决定了织物的性能。在这 一章中，我们首先研究本课题中所用的羊绒纤维、羊毛纤维、竹浆纤维、p t t 纤维的基本 性能，在此基础上，根据本课题的要求确定混纺纱的纺纱工艺，制备混纺纱。 2 1 纤维性能对纺织产品性能的影响 纤维的结构、长度、细度、强力等与纺纱工艺、成纱质量及织物性能的关系十分密切 【3 2 】 o 纤维的长度、细度、强力等与纺纱支数、纱线细度不匀、纱线强力等性能有关，它们 是决定纱线截面内纤维根数、纱条不匀率、粗细节、纱线强度、伸长和纺纱断头率的主要 因素。同时，纤维的平均直径也影响织物的手感、外观和舒适性。在纱线品质要求一定时， 细长纤维可纺高支纱。纤维的细度、长度对成纱的条干不匀率有很大影响【3 3 】。纱的条干不 匀率反映了纱的短片段内粗细不匀的情况，它除了影响织物外观外，还影响纱的强度。纱 的条干不匀率高的纱，强度低。纤维的强力等性能直接影响纱线的强力等性能，混纺纱的 强力等性能由各组份纤维综合强力等性能决定。纤维的物理机械性能还直接影响织物的性 能，如织物的强力、吸湿透气性、舒适性、保暖性等。 纤维的长度、细度等几何尺寸还与成纱中纤维的经向分布有关。在加捻过程中，纱条 中的纤维因受力不均匀而发生内外转移现象，而纤维的这种内外转移现象的发生，必须克 服纤维间的阻力才能实现，不同性质的纤维纤维间阻力大小不一样，因而在纱的横断面内 分布不均匀，有分别集中到纱的外层和内层的趋势。一般，较长、较细纤维有向纱的内层 转移的趋势，而较短、较粗纤维则有向纱的外层转移的趋势。此外，纤维的初始模量、卷 曲、表面状态等，影响纤维问的摩擦力和抱合力，影响纤维转移时的阻力，从而影响纤维 的内外转移。 在混纺纱中，运用纤维经向分布的规律，合理灵活地选用各组份纤维的长度、细度等， 可尽可能的发挥各纤维的优点，弥补其缺点，提高纱线及织物的服用性能。例如，要使成 纱条干均匀度得到改善，在毛纺上可以选用“不等长”纤维进行混纺。有时也选用“不等 细”纤维进行混纺的。例如，在涤粘混纺织物中，为了使织物的弹性与硬挺度得到改善， 提高耐磨性，防止起毛、起球，可以选用较粗的涤纶纤维，但同时考虑到成纱截面中纤维 根数，又选用偏细些的粘胶纤维。又如，在羊毛粘胶纤维混纺织物中，可以选用比羊毛较 细长的粘胶纤维进行混纺，这样不仅有利于成纱的条干与强度，而且