（纺织材料与纺织品设计专业论文）大豆蛋白纤维织物起毛起球机理分析及其改善方法研究[纺织材料与纺织品设计专业优秀论文].pdf

券嫩太学研究嫩论文 燕要 本文聚究了大登爨叁算维织物戆整蕺起簿幢戆、撬莲及其影骥落 繁，旨程寻求澈善大甄蛋白奸维织物起毽起球性能的有效途径。大豆 薰鑫野缭是一辩蓑其天然纾维番纯学鳝缭诲多优点子骞静缝藐稳甍 的纤维，由它制成的织物孚感柔软滑囊，光泽黎农，捋湿透气性好， 惹蕊毪努，糅溪洼强，穿着箭逶。然雨，大豆鬻自纤维织耪在使髑和 洗涤过程中很容易起撼起球，在一定程发土影蟪了大甄蛋囊终维的骚 丽性能藏其开发前景。所以，改善其起毽起球能能对大豆蟹囱纤维及 冀声晶骢发展寒藿重爨鹃实鼯意义。 本文首先以纯棉织物、涤棉织物为对比织物，通越标样对照评级 法秘起鹫蘧线，臻突了夫要鬣垒纾缝绥秘在于藩捷态下鹣怒萎起球经 熊。同时将其殿复洗涤，采用图像处理方法评价其洗麟起番性能。实 验络采显示丈囊虽鑫纤维织物子窘看豹韵始莛球速度嘏快，超球豹平 台期较长，球体脱落的速度较慢，阏时所起的球足傅尺寸较大。掰熬 大菇蛋自纤维躐物于纛后起豫起球径能徽褊织_ 蚴羞，蹴涤棉织物好。 漫泌居，髓着洗涤次数的增艇，大援蛋匙释维缀攘表疆的缎壤逐激变 长、变密，而且补织物较机织物严熬。 霹睡，零文探讨了采霜投影嚣数法、缀鐾袭嚣反蒡争率法黻聂爨豫 处理法兰种方法来评价织物的起毛程度，图像处理法由于快遮简便， 器嚣友鳋，嚣虽入撬蠹囊熬方法傻褥楚臻绩栗每实嚣谤况蔓热符合， 因此有较高的实用价值。 其凌，本文叛葡入的研究成采为理论基础，结台大豆蛋自鲆维的 力学性能，系统麴搂述了丈鼗蛋白织物在于蘑条馋下绒毫形成、缝络 成球、球体增长和球体掉落器阶段特征，以及湿洗条件下绒璐逐渐拙 长的特性，薯分辨其袭手遵嚣耪状态下趣奄莛球赡巍疆，建立著验淡 了大豆蛋囱纤维织物擞干磨状态下趣毛起球机理的动力学模型。结鼹 表赞夫委摄自纤维织黪于瘗嚣戆莛麓起球梳理鸯聚蘸类野维躐锈静怒 毛起球机爆较为栩似e 而其洗后起憋主要怒由于纤维撼合力较整，终 东华大学研究生论文 维易瓤绫耪审涛移爨来。 再次，以影响织物起毪起球性能的因素为理论依据，探讨纱线混 纺眈、纱线捻度、纱支隘及纺纱方法三耪因素对大菔蛋白纤维机织物 起毛起球性熊的影响，并采用芷突试验设计傀化方法分攒丫改饕起毛 起球的最优工艺参数。实验证明，采用大豆鬣自纤维与棉纤维混纺对 大豆蛋自纤绒枧织物的起毽起球性旋鸯骥显改善。缝大豆虽自纾维纱 线捻系数的增大，织物干态和湿态下起毛起球程度略有改誊。对于环 键纺纱线寒浚，4 5 支缪织残靛缎镌手态稳滋淼下魏抗起毛起球毽靛魄 3 2 支好，但是对于s i r o s p u n 纱线，纱支对织物起嘏起球程度影响不 大。聚篱s i r o s p u n 纱线代替环锭纺纱线，纯太豆蛋盘纤缭税织物在千 态和湿态下的起毛越球性能都有明显改善。对于大受蛋自纤维棉混纺 钎织物，只有采用s i r o s p u n 纺纱方法对其谯干湿两种状态下的抗起 瞧起球性能套显著提高。 最后本文采用扰起毛超球整理剂a t p 对大豆蛋白纤维机织物进行 蹩理，整理瑶丈豆爨叁纾维规织穆熬在予遵鼹耱状态下魏起毛起球经 能有明显改替，同时织物的抗皱性能有所提黼，拉伸断裂强力增加， 瓣薪裘彳搴长下降，撬撅袭强度下降。魏筛，织耪豹警感宥待子遴一步 潋普。 关挺词：大熏蛋白纤维织物，洗骺起毛，起惑起球执理，嘲豫处璞， 改替方法 s t u d yo nf u z z i n g a n dp i l l i n gm a c h a n i s ma n d i t s i m p r o v i n g 匝卫 壬o do fs o y b ea np r o t e i n f a b r i c a b s t r a c t t h ef u z z i n ga n dp i l l i n gp e r f o r m a n c e ，m e c h a n i s ma n di n f l u e n c i n gf a c t o r s o fs o y b e a np r o t e i nf a b r i ch a v eb e e ns t u d i e di nt h i sd i s s e r t a t i o ni no r d e r t of i n dt h ee f f e c t i v em e t h o d st oi m p r o v e i t s f u z z i n g a n d p i l l i n g p e r f o r m a n c e t h es o y b e a nf i b e r ，a st h eo n l yc h e m i c a l f i b e rd e v e l o p e db y c h i n e s er e s e a r c h e r sh a sm a n yf i n ep e r f o r m a n c e sa n di t sf a b r i ch a sl o f t y a n ds m o o t h h a n d l e ，s u b d u e d l u s t e ra n de x c e l l e n tm o i s t u r e v a p o r t r a n s m i s s i o na n dd r a p ea n ds oo n h o w e v e r ，s o y b e a np r o t e i nf a b r i ch a s s e r i o u s f u z z i n g a n d p i l l i n gp r o b l e m s ，w h i c h r e s t r i c t si t sf u r t h e r d e v e l o p m e n t i nt h em a r k e t s oi ti s v e r yi m p o r t a n t t o i m p r o v e t h e f u z z i n ga n dp i l l i n gp e r f o r m a n c e f i r s to fa l l ，c o t t o nf a b r i ca n dp o l y e s t e r c o t t o nf a b r i cw e r es e l e c t e da s t h ec o n t r a s t s p e c i m e n s o f s o y b e a n p r o t e i nf a b r i c t h e e x p e r i m e n t i n d i c a t e dt h a tt h ep i l l i n g p e r f o r m a n c e o fs o y b e a np r o t e i nf a b r i cw a s w o r s et h a nc o t t o nf a b r i cb u tb e t t e rt h a n p o l y e s t e r - c o t t o n f a b r i c b y s t a n d a r d p h o t o g r a p h s a n d p i l lc u r v e s d u r i n g t h ef i r s t p e r i o d i n m a r t i n d a l e t e s t e r ，s o y b e a np r o t e i nf a b r i c sb e g a nt oa p p e a rp i l l s f a s t m e a n w h i l et h e p r o c e d u r e o f p i l l i n g l a s t e d l o n g t i m ea n dt h e p i l l s d r o p p e ds l o w l y a tt h es a m et i m e ，w ef o u n dt h ef u z z i n gp e r f o r m a n c eof s o y b e a np r o t e i nk n i tf a b r i ca f t e rl a u n d e r i n gi sw o r s et h a nw o v e nf a b r i c b yc h a r a c t e r i n gf u z zd i s t r i b u t i o no nf a b r i c su s i n gi m a g ea n a l y s i s h e r ep r o j e c t i o nm i c r o s c o p y ，s u r f a c er e f l e c t i o nr a t i oa n d i m a g ea n a l y s i s w e r ea l lu s e dt om e a s u r et h ef u z z i n go ft h ef a b r i c 。t h er e s u l t si n d i c a t e d t h a ti m a g ea n a l y s i sm e t h o dw a sc o n v e n i e n ta n dh a d f r i e n d l ya p p e a r a n c e s s ot h er e s u l t sg o t b yt h i sm a n m a c h i n em e t h o dw a sm o r ep r a c t i c a la n d 查些奎塑塞壁! ! 坚 麴墨 v a l u a b l e a n dt h e nw ed e s c r i b e dt h ec h a r a c t e r so fp i l l i n gp e r i o d si n c l u d i n go f f u z z f o r m a t i o n ，f u z ze n t a n g l e m e n t ，p i l lg r o w t h a n d p i l ld r o p i nt h e d r y c o n d i t i o na n ds h o w e dt h ef u z zg r o wl o n g e rg r a d u a l l yi nt h el a u n d e r i n g o nt h eb a s i so fp r e v i o u st h e o r i e sa n dt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f s o y b e a np r o t e i nf i b e r t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h ep i l l i n gm e c h a n i s m o fs o y b e a np r o t e i nf a b r i c sw a ss i m i l a rt ot h a to ft h ep o l y e s t e rf a b r i c si n d r yc o n d i t i o na n dt h er e a s o no ff u z z i n ga f t e rl a u n d e r i n gw a sd u et ot h e l o wc o h e s i o nf o r c eo ft h ef i b e r 。 i na d d i t i o n ，w ei n v e s t i g a t e dt h ei n f l u e n c eo fb l e n dr a t i o ，y a r nt w i s ta n d c o u n ta n ds p i n n i n gs y s t e mo nt h ef u z z i n ga n dp i l l i n gp r o p e r t i e sa n du s e d o r t h o g o n a ld e s i g na n da n a l y s i st os e l e c tt h eo p t i m u mf a c t o r s 。t h er e s u l t s h o w e dt h a tb l e n d i n gw i t hc o t t o nf i b e r ，i n c r e a s i n gy a r nt w i s t p r o p e r l y a n d s i r o s p u ns p i n n i n gs y s t e mc o u l di m p r o v et h ef u z z i n ga n dp i l l i n g p e r f o r m a n c ee f f e c t i v e l y u n d e rb o t h d r y a n d w e tc o n d i t i o n sf o rt h e s o y b e a np r o t e i nw o v e nf a b r i c b u tf o r t h ek n i t f a b r i c ，o n l ys i r o s p u n s p i n n i n gs y s t e m c o u l d i m p r o v et h ef u z z i n g a n d p i l l i n gp e r f o r m a n c e e f f e c t i v e l y 。 f i n a l l y ，t h es o y b e a np r o t e i nf a b r i cw a sf i n i s h e dw i t ha t p t h ef u z z i n g a n dp i l l i n g p r o p e r t yu n d e rb o t hd r y a n dw e tc o n d i t i o no ft h et r e a t e d w o v e nf a b r i c sw a si m p r o v e ds i g n i f i c a n t l y 。a n da tt h es a m et i m et h e w r i n k l er e s i s t a n c ea n dt e n s i l e s t r e n g t h i n c r e a s e dw h i l e b r e a k i n g e l o n g a t i o n a n d t e a r i n gs t r e n g t h d e c r e a s e da n di t sh a n d l ew a sa l s o e x p e c t e dt oi m p r o v e l i ul e i ( t e x t i l em a t e r i a l ) s u p e r v i s e db yp r o f e s s o ry uj i a n y o n g k e y w o r d ：s o y b e a np r o t e i nf a b r i c ，f u z z i n gp e r f o r m a n c ea f t e rl a u n d e r i n g ， f u z z i n ga n dp i l l i n gm e c h a n i s m ，i m a g ea n a l y s i s ，i m p r o v i n gm e t h o d 东华大学研究生论文东华大学学位论文原创性声明 附件一： 东华大学学位论文原创性声明 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。 学位论文作者签名：割季 日期；州年1 月， 日 眷华大学研究生论文东锨学学位论文版权使糟授权书 i 附f e c - - - , 学位论文作者巍全了解学校有关保留、使用学位论文的擒定，同意学校保留并向国家肖关部 门或机构邀交论文的复印件靼电子版，允许论文被查阅域借阅。本人授权东华大学可以将本学位 论文盼全部或部分内容编入有关数据瘴进行梭索，可戳采用影印、缩印或扫描等笈制手段保存和 汇编本学位论文。 保密疆，在年解密后适箱本敝权书。 本学俄论文属于 不傈藏匿。 学位论文作者签名： 铷蔷 日期；呻忙# ，月，j 日 指导教师签名： 日期：坼，月，土日 多 增( 歹 东华大学研究生论文 第一章引言 第一章引言 1 1大豆蛋白纤维概述 1 1 1大豆蛋白纤维的发展历史和现状 ( 1 )大豆蛋白纤维的发展历史 大豆蛋白纤维是从豆粕中提取的球状蛋白经适当的化学修饰后湿 法纺丝而成的一种再生植物蛋白纤维。在再生动植物蛋白纤维的研制 和开发方面，从二十世纪初至今，先后出现过酪索纤维( 如1 9 3 5 年意 大利的a n t o n i of e r e t t i 发明的牛奶酪素纤维和1 9 6 9 年日本东洋纺公司 发明的牛奶丝c h i n o n ) 、再生丝素蛋白纤维、玉米蛋白纤维( 如二战 后美国的v i e a r a 纤维) 、花生蛋白纤维( 如英国的a r d i l 纤维) 、大豆 蛋白纤维等几种重要的纤维。然而，由于种种原因，如纤维强度低， 沸水收缩率高，纤维制造所用原料蛋白质含量低，纤维制造成本高等， 有些纤维早已停产，有些因价格昂贵难以大规模的推向市场。 2 0 0 0 年，我国河南省濮阳华康化学生物工程联合集团公司李官奇 先生花了十年时间终于研制成功了大豆蛋白纤维。随后，第一条年产 l5 0 0 吨大豆蛋白纤维工业化生产线在河南省遂平华康生物工程有限 公司建成，并于当年正常投产n 1 。至此，大豆蛋白纤维，、作为人造纤 维开发史上，唯一由中国首先开发并工业化应用的品种载入科技史册。 f3 1 ( 2 )大豆蛋白纤维的纺丝 大豆蛋白纤维的纺丝 将榨过油的大豆粕 将提纯的蛋白质在 白。 添加引发剂，使部分蛋白质和羟基以及氟基高分子聚合物进行 接枝，通过接枝相溶共聚共混制成纺丝液。 通过湿法纺丝生成大豆蛋白纤维，再经过缩醛化处理成为性能 稳定的纤维。 东华大学研究生论文 第一章引言 缩醛化后的丝束经过卷曲、热定型、切断、加油，成为纺织用 大豆蛋白纤维。 ( 3 )大豆蛋白纤维的结构与理化性能 大豆蛋白纤维一经问世，便很快为人们所接受，因为这种纤维不 仅具有单丝细度细、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性好等特点，还具 有羊绒般的柔软手感，蚕丝般的柔和光泽，棉纤维的吸湿导湿性，羊 毛的保暖性等优良服用性能，有“人造羊绒”的美誉。1表1 1 为 大豆蛋白纤维与其他纤维的性能比较表。7 1 大豆蛋白纤维的种类 大豆蛋白纤维根据内部基体的不同，分为维纶基大豆蛋白纤维和 腈纶基大豆蛋白纤维。此外，由于纤维本身呈亮黄色，有些纤维在使 用前进行漂白，所以又分黄色和白色两种。目前生产的大豆蛋白纤维 根据长度和细度又分为3 ： 1 1 1 2 ( d t o x ) + 3 8 r a m1 1 1 2 ( d t e x ) + 7 6 r a m 1 4 1 4 5 ( d t e x ) + 3 8 r a m1 4 1 4 5 ( d t e x ) + 7 6 r a m 1 6 5 1 7 ( d t e x ) 3 8 r a m1 6 5 1 7 ( d t e x ) * 7 6 m m 大豆蛋白纤维化学成分 大豆蛋白纤维的化学结构虽有少量研究，但还没有明确的结论， 因为氨基酸组分分析结果缺乏针对性，也不系统中国地域辽阔，大 豆品种繁多，不同种植条件的大豆，其氨基酸组分也不同，尚需测试 研究据公开专利介绍，大豆蛋白纤维含有2 3 一5 5 的蛋白质，聚 乙烯醇及其他成分占4 5 一7 5 。 纤维形态结构 大豆蛋白纤维纵向表面不光滑，有清晰的沟槽。横向截面形态不 完全一致，一部分呈扁平形、腰圆形，还有一部分里三角形。皮芯结 构明显，且皮层结构紧密，芯层结构松散、不匀，含有很多空洞和缝 隙。1 0 3 大豆蛋白纤维的机械性能 2 盎燮塑塑鲤坚 一一一一曼建翌 表卜1大豆蛋白纤维与其他纺织纤维性能比较表 蛙戆大豆终维 擒熬_ 蔽豢丝 攀毛 断裂强度 d t c x ) 千 涅 ( 罗 干断裂延伸度 ， & 刍戆模爨 ，护( k g l m m 2 ) 辩钩石赢 绫苇搓嶷， | 回潮率， 比重型哆k 耐碱性 耐酸性 抗紫井线後 3 。8 4 01 9 - 3 1 1 5 2 o2 6 - 3 5o 9 1 6 2 。5 - 3 ，02 ，2 - 3 1 0 。7 - 1 11 ，9 - 2 50 7 - l 。3 18 - 2 1 7 1 01 8 - 2 41 4 - 2 52 5 - 3 5 7 0 0 1 3 0 08 5 0 - 1 2 0 08 5 0 - 1 1 5 06 5 0 - 1 2 5 0 7 5 - 8 5 8 5 7 6 - s 6 1 2 9 蓑 较好 较麓 较好 7 0 9 2 1 0 0 9 o 3 0 - 6 5 4 5 。6 0 1 3 0 6 0 一8 0 8 0 - 8 5 1 1 o 1 5 0 1 。5 41 4 6 1 5 21 3 4 一1 3 8 努 好 燕 一般 较辩 好 蓑 较麓 玻辩 较好 好 楚 8 0 8 5 1 4 ，1 6 1 3 3 较好 熬 好 较熬 质量比电阻 1 0 3 36 。87 。09 88 。4 l | g p m 。 丈豆鬃鑫终维予态叛裂强力较嵩，裹予撼等天然鳝维，与涤纶接 避，断裂伸长与蚕丝和粘胶纤维接近，湿断裂强力下降2 7 3 ，断裂伸 长下降1 0 ，说明纤维吸湿后分子之闻结念力减弱，结晶区变得松散。 魏终，甑懿强力窝 事长鲍变异袈数较大，瀵髓纾缝鸯凌弱显熬强力苓 匀，给纺纱等带来一宛的难度。 大豆礞自纤维的初始模量较小，因此w 变形能力犬，弹性小，所 以大豆纾缭织物豹魏缀性戆较蓑。 3 p “ 第一章引言 卷曲率i 6 5 ，一般化纤为1 0 1 5 ，因而纤维的抱合力小，纺 纱时要加抗滑剂；残留卷曲率0 8 8 ，一般化纤为10 ，纤维卷曲易 伸直，卷曲牢度低；纤维弹性回复率5 5 4 ，一般化纤为7 0 8 0 ， 纤维弹性回复率低于一般化纤，从而纤维弹性较差。纱线中纤维的抱 和力较小，织物易皱，易起毛起球。 摩擦系数较小，且动静摩擦差值较小，织物的手感较滑爽，但同 时给纺纱带来一定的困难，织物易起毛等。 大豆蛋白纤维的导电导湿性能 大豆蛋白纤维的比电阻较低，小于未添加油剂的合成纤维，较棉、 羊毛高，接近蚕丝，比电阻虽然不大，但是会有一定的静电效应，在 生产中需要注意。它的回潮率较高，吸湿性能较好，但保湿性能较差， 在周围相对湿度发生变化时，回潮率也会很快发生变化。在高温高湿 环境中，大豆蛋白纤维有良好的内部吸漫效果而使纤维表面保持干燥 ( 与表面沟槽和内部孔隙有关) ，所以在潮湿环境中穿着比较舒适。【1 1 】 大豆蛋白纤维的光学性能 大豆蛋白纤维的双折射率较低， 大豆蛋白纤维的热学性能 纤维热收缩率较大，无熔点， 说明纤维的大分子取向度较低。 1 6 0 度微黄，强力明显下降，2 0 0 度深黄，3 0 0 度开始炭化、变为褐色而破坏。染色和定型温度不宜超 过1 0 0 度。纤维放在室外风吹雨淋日晒两个月，其颜色变浅，强力下 降1 i ，不发霉。用紫外线灯照射1 2 0 h ，强力下降9 8 ，说明纤维耐 日晒能力强，且抗紫外线能力优于棉纤维，更优于粘胶纤维和蚕丝。 12 大豆蛋白纤维的化学性能 大豆蛋白纤维不耐浓酸，特别是在盐酸和硫酸等强酸中几乎全部 溶解，在冷稀酸中只有少量溶解。耐碱性很好，即馋奄强碱中也只有少量 损失。在氧化性溶液中色泽变白，外观幕捧近羊毛，强力稍有下降。 在还原性溶液中变化不是很明显，绎处理后与蚕丝外观相似。与其他 纤维一样，大豆蛋白纤维不溶于一般的有机溶剂。1 4 东华大学研究生论文第一章引言 大豆蛋白纤维的抗菌性能 大豆蛋白质中含有羟基、氨基、羧基等极性氨基酸和人体所需多 种氨基酸，加上纺丝时加入抗菌剂，能抑制大肠杆菌、脓包菌和苞芽 菌，亲和性与皮肤较好，不会象一些化学纤维那样使人体皮肤过敏， 有一定保健作用。“” 可见大豆蛋白纤维有一定优点，但其成纤性能还需进一步完善。 ( 4 )大豆蛋白纤维产品开发 目前，大豆蛋白纤维已开发出纯纺及与棉、毛、丝、麻、羊绒、 l y o c e l l 以及其它化纤混纺或交织的针织或机织产品，这些产品可以 体现大豆蛋白纤维优异的性能和独特的产品风格。总的来说，大豆蛋 白纤维产品都具有外观华贵、舒适性好、染色性好、物理机械性能好 和保健功能性等特点。n 副 大豆蛋白纤维纯纺织物1 ：使用纯大豆蛋白纤维制成的针织和 机织物都具有良好的光泽，给人以华贵的典雅的感觉，织物的手感相 当柔软顺滑。但是因为单纯使用大豆蛋白纤维所织成面料的风格都不 十分突出，而且织物缩水变形较大，保形性较差等特点，所以建议采 用两种或两种以上纤维进行混纺或交织，以达到取长补短的效果。 大豆蛋白纤维与羊毛或羊绒共同开发的产品1 钆“”1 ：大豆蛋白 纤维与羊毛混纺的织物，可以将大豆蛋白纤维的柔软特性与羊毛的弹 性结合起来，使面料既具有羊绒手感又不缺乏弹性；此外，与羊毛和 羊绒混纺可以改善织物的光泽、导湿、透气和干爽舒适性。 大豆蛋白纤维与蚕丝或绢丝共同开发的产品”1 ：大豆蛋白纤 维和真丝都具有吸湿、透气、柔软、光泽高雅和穿着舒适的特点。但 真丝易起皱、保水性差、汗水易在织物表面、汗渍牢度差，而大豆蛋 白纤维的导湿性和汗渍牢度都比真丝好，因此正是由于大豆蛋白所独 具的优异性能，改善了单纯真丝织物的缺点又降低了成本，使它能够 与蚕丝或绢丝开发出理想的交织混纺产品。 大豆蛋白纤维与化学纤维共同开发的产品： i 大豆蛋白纤维与粘胶人造丝开发的产品nj ”1 ：粘胶本身即具有 东华犬学研究嫩论文 第一章引言 较好的吸湿透气性，猩其中加入了大豆蛋白纤维，可以改善织物的光 泽饔手惑，据爵嚣骞产晶静拣次，敬交其织戆静凝焉戆能挺赢箕身价。 i i 大豆蛋白纤维与醋酸丝共阍开发的产品印1 ；醋酸丝本身光泽明 亮、高雅藏透光性荮，与大纛蛋自纤维交织可戳获得越过真熬的感觉。 m 大豆蛋肉纤维与阳离子可染涤纶装同开发的产品1 ：j 比类混纺 或交织可以改善大豆蛋白纤维织物的抗皱性和尺寸稳定性。 此外，还霹以列耀大豆爨皂纤维优爨的挂熬，逶过改交爨辩、织 物组织结构、功能模块和编制工艺，开发出一些功能悭纺织晶，如内 爨努逶黪紫羚线锋缓镌、导滋予爽保暖戆铮织物、导滋倏手锌缀黪、 导瀛干爽负氧离子保健针织物等。油1 ”1 1 1 2 大豆蛋白纤维织物现存的问题 尽管大豆蛋白纤维有很多优点，但是它也存在许多缺点，如摩擦 系数奎、弹性夺、绩忒交形嫒大、苓耐热、易越罨、越球、撬皱瞧蓑 等，阴1 特别是起名、起球问题比较突出。当太豆甏自纤维织物猩制造的 过襁孛，经过颦擦，毒箍会产生毛诵。蔼在穿豢过程巾，经瓣擦或洗 涤之后，织物表面会起毛、起球，遮极大的影响了大鼗蛋白纤维织物 静鼹用径髓。所璇，急需弄漓大豆胬自纤维起笔、起球机理，寻找出 改饕的方法。这对大豆虽自纤维的发展秘产晶秀发存繁重要瓣影璃佟 用。 1 。2 织物起毫粒球问题研究网顽 织物在实际穿甭与洗涤过程中，不断经受漳擦，使织物波面的纤 维端露出予织物，在织物表薅星现许多令人讨厌舱毛茸，即为“起毛”； 若这些毛薄在继续穿用过程中不能及时脱落，就相互纠缠在一起，被 揉成许多球形小粒r 遴紫成梵“起球”。n 酊尽骛起蘧簿蘧霹戆已经办 在很长时间，但怒在1 9 5 0 年麓前各种纺织文献中几乎没有提殿。人们 只是篱单戆谈必是穿着过程串鑫予爨摩擦终震影璃绞秘掰表魏密来瀚 一种特征。1 9 4 5 年到1 9 5 0 年针织物的广溉使用溯发展使起球问题开 6 东华大攀研究生论文 第一章g 言 菇弓l 趣关注，丽合成纾缭及其每天然酾铯学野维潺纺缀骢黪密溪使起 球勰燧变得严重起来。随质为了追求时髦和旃档化，服装遴渐趋向于 筝感柔软和轻薄纯，这些往往遇过减小捻系数和级镌表蔼覆盖零来实 瑰，遮藏使褥起毛起薄翊髓交褥鬟热严重，“2 们爨必这黠它不仪仅是 美观的问题，而且建一种磨损，并对织物结构产生了内禚的威胁，尤 冀是瓣蒺些虫合裁释维漫纺裁戒鲶势缎镄。壮1 】 大约从1 9 5 4 颦开始，有关于起球问题的研究文章开始相继发表。 这些秘究圭溪壅凌淡下且个寿蔼；强懿 起毛超球过褴的研究； 起毛超球枫毽懿研究； 起毛起球熬影螅因爨； 国起球的动力学模型： 乏黎懿溅试秘评输方法； 解决趟毛起球问题的方法。 1 3 本文的患姜内祷 掰f 究犬盏蛋白纤维织物谯干态下和淫淼下藤毪、怒球性黥，并 探谤织物洗涤嚣霆罨性爨的谖纷方法。 分析大豆蛋白纤维织物在千态和湿态下起毛、起球的机瑗并试 潼建盘其在乎态下起球韵魂力学搂鍪。 分析影响大驻蛋白纤维织物起秣、起球性能的主要因素。通过 疆整漠绞魄、纱线撩度、纺势方法譬互艺参数，鞣究萁对大豆 蛋白纤维起激、起球性能的改龄效果# 并袋用正交试验设计优 化方法分析蹈最往工艺参数。 采弱抗起毛超球剡a t p 照理丈越墨匀缫维织橼，科究整理詹大 豆蛋囱纤维拣物起难起球性能的改善效采。 7 东华大学研究生论文 第二章大豆蛋白纤维织物起毛起球性日 研究 第二章大豆蛋白纤维织物起毛起球性能研究 2 1 织物起毛起球过程及毛球测试和评价方法综述 2 1 1 起毛起球过程的研究 关于起毛起球过程的研究，g i n t i s 和m e a d 认为起毛起球的整个过 程可以分为三个阶段：第一，织物由于受到机械作用，纤维从织物表 面显露出来；第二，露出织物表面的纤维缠结成一个球的形状；第三， 球可能断裂或从织物中被抽拔出来。n 而c o o k e 提出将起球过程分为 四个阶段：形成绒毛、缠结成球、球体增长和球体掉落。 1 9 3 与第一种 划分方法相比，第二种划分方法基于起毛起球各个阶段机理的不同， 将球体形成过程更加细化。 2 1 2 起毛起球测试和评价方法的研究 ( 1 ) 测试方法2 5 j ”1 基本上所有的评价起球性能的测试方法都是建立在一定的时间里 对织物表面进行摩擦，然后评价起球程度。以下为几种测量起毛起球 性能的仪器： a 随机翻滚毛球测试仪( r a n d o mt u m b l ep i l l i n gt e s t e r ) b 箱式起毛起球仪( i c ip i l lb o x ) c 弹性衬垫法( e l a s t o m e r i c p a dm e t h o d ) d 马丁代尔起毛起球及耐磨仪( m a r t i n d a l ea b r a t i o nt e s t e r ) e 毛刷海绵型耐磨试验仪( b r u s h a n ds p o n g e p i l l i n gt e s t e r ) f 加速型耐磨试验仪( a c c e l e r o t o r ) g 充气模式耐磨试验仪( i n f l a t e dd i a p h r a g mt e s t e r 、 h 外观保持性试验仪( a p p e a r a n c er e t e n t i o nm e t h o d ) i 往复式试验仪( r e c i p r o c a t i n g t a b l et e s t e r l j h a t r a 起球测试法( h a t r a p i l l t e s t e r ) 8 东华大学研究生论文 第二章大豆蛋白纤维织物起毛起球性能研究 目前，市场上比较常用的方法为r a n d o mt u m b l ep i l l i n g t e s t e r 、 i c ip i l lb o x 和m a r t i n d a l ea b r a t i o nt e s t e r 。 在实际测试中，选择最佳方法时应该考虑两点：一，测试条件与 实际情况的可比性。测试条件应尽可能的模拟消费者加诸于纺织品的 压力作用。二，注意测试结果的可重复性。 ( 2 ) 评价方法 对织物起球的评价方法很多，但是到目前为止还没有一种十分完 善和理想的方法。 a 与标准样照对照评级n “2 钆2 钉 此法将试样与标准样照及所附文字说明对照目测评级。评级采用 五级制，级数越小表明起球程度越严重；反之，则抗起球性越好。这 种方法目前用的较多，尤其是在商检及贸易中。它虽然是一个快速的 方法，但是有一定的局限性。首先，这种方法需要比较有经验的试验 人员，而且受主观影响较大。其次，由于只有同种织物的毛球才可以 相互比较，所以对每种织物必须制定一套标样。研究表明，对不同织 物组织和颜色的试样评级，结果经常会有出入。第三，对织物起球程 度评价很粗略，无法作定量的描述。最后，通常标准中要求摩擦一定 时间后再来评级，但是这与消费者的要求是矛盾的。不同的织物起球 速度不同，摩擦时间过短无法反映出整个起球的过程织物所表现出来 的起毛起球性能。 b 用文字描述起球特征 用文字描述是一个相对模糊的概念，不同的人对于织物起球的描 述可能会有很大的差别，无法定量分析。此外，文字描述一般只考虑 到起球形成过程的顶峰，而没有考虑到在越过起球顶峰后毛球的脱落 过程。可是不同的织物起球落球的速度和时间是不同的，它对织物的 抗起球性有较大的影响。 c 计算单位面积上的毛球数量n 和毛球质量m 计算单位面积上的毛球数量虽然可以反映织物的起球程度，但是 不同形态和大小的毛球在实际中给人的视觉感受不同，如果给予同等 9 东华犬学研究生论文 第二章大煦蛋白纤绒织物起龟超球性能研究 计数是不合理的。 懿巢据织魏表嚣静毛球赘下焉称平均质量，可瓠定董反映出绞物 起球程度的大小。但怒同一质量线镪度不同的纤维，其毛球襁外观印 象上未必蹩一样的。 n a i k 和l o p e z a m o 认为将毛球数和魄球黧结合起来考虑较为合 理，以它们的乘积n * m 来衡麓织物的起球程度，这样溉考虑了毛球的 数爨又考薅了毫球大小。l e e l e r e q 以及国际羊慧是戆骥究者嶷德弱熬 研究中采用n 2 m 来衡艟，遮种方法对起球数量给予了过多的考虑。 d 。起球蓬线 为了了解整个起亳一一越球一一毛球脱落的全过糨，有时用起球 凿线来评定绣耪豹起球程度。超球虢线怒_ 耩试祥所承受的摩擦作用时 间( 用一定的摩擦次数表示) 与试样单位蕊积上起球的关系曲线。这 种方法可以克服上述篥些不足，在科研工作中有一定的价值，但是花 费的时闻比较多。 e 等价球面积法” 文献扭7 1 将褒超球仪上瘗避夔试样睫瓿黠耨次，蠹秸1 。5 m m 懿器 玻璃片，试样折缝置于j t t 投影仪下( 放大1 0 0 倍) ，投影仪上显示出 各耱球鹃缀巍截覆投影，分嗣记录舔条折缝2 5 r a m 主球太小、数蟹翱 形态。 这种方法综禽考惑了起球的大小、数、缀和形态，能够比较精确的 对超球程度定量描述，薅且为后来的计算枧图像分辑工作傲? 熬期鲍 准备，但怒比较费时、费力。 f 。剥惩织物袈嚣毙照戆反射性誉羁来袭薤起球程度”3 1 9 9 7 年，脊岛大学徐广安等人研究了织物起球与织物表瑟光泽魔 戆糕关关寨，浚淹霜缓耪表瑟豹反瓣瞧麓来衰薤缀兹憝合理鹣。物体 表面光泽度与粗糙度有关，表面越糨糙光泽度越小，在微米和数十微 米藏蠢内黧受穗关关系。这种方法的弱限瞧在于织物的缀织结构不同， 其反射情况也不同，而且粗糙度大辩，粗糙度与光泽魔的受线形关系 会改变，给测试带来误麓，且外界环境如光照条件的改变也会影响测 1 0 求华走学研究生论文 第二常太戴徽融纤维织物超壤斑球性能研究 试懿撩礴性。 矮来，h 。s k i m 等入捷溅镬羯激光与x y 坐糠来测耄巍束裂织物 激面的耀离，进而嫩成表谣的高度图像。这种方法的优点是宦不取决 予光熙，测试织媲“真正”黪表嚣特征。缺蠢是遴嶷较幔势鼹故现今 采霜鄹巍觉蒸统籀爨。 2 0 0 2 年，壬至，s k i m 等人哭掇爨采建秘灏甓熙潦系统，富魏够窦 璐比较凑爨w 靠的译徐。遮嵇系统有鲻下优点；蓠先，它黯淡隐织物 簇逮疑鼷案熬影瘸，获鹜暴书将超球分离开。其次，起球颗粮舔蓠郡 被照亮，与样品的位量无关。 g 黼像鲶理攘沭评价起球瞧鹾 献8 0 年代蘑麓，国蠹终豹一望学学器始尝试攥瀚掾楚懋技术谤毽 越球雠陡。计算机嬲像处理舆有运算速度快、测试精度高，处理数据 爨丈，络栗髯现豫好等特京，糍使视燮信意豹自动涎试、褰蕊璁鞠智 辘纯褥戳实现，鬻褥为建囊嚣蕊的溺试评价体系糖供了技术赢掩。但 建，嚣豫殓爨方澈辅蘸还饔攘多 蠢逶鬻鬻搽谣，遴猩进一步研究帮完 善中。 h 。窳震丝挠魏麝攒铡试( w a t ) 上述所静方法都适用于测试纺织熬翔服装豹袭丽。为了擞短纤维 上壹接彀褥越球霹髓性魏鞭兜谖瓤，一耱嫒逮麓靠熬秀法怒念羼丝巍 鞠瘩豢瓣试t 羧攒舔攫单野缀豹瓣巍麴瓣损；瓣最终绞耪魏起堞性乏翅 的相关性，遮种方漱可在纺蠛和控伸后纺织链的第步时，绘出纤维 斑在起蜷特戆豹爨磷预报。融经谖癸，遽耱菇法燕鞭援薤绎绦起球整 能魏霄瘸的工t 其。窀是以单野维断裂所锵耍的磨损测试循环次数( w a t 数) 表淤：w a t 数越少，缀终维的起球埘能髋就越小，因为窀断裂褫 糗这耪隽法是毙程野维上艇一令疆鹦，然麓镤跨程一裰镐熊主，上 下舞障，直瓢绎维断裂，藩下的祛码被传感原件梭粕，仪器计出上下 移动的糖环次数。n 们 东华大学研究生论文 第二章大豆蛋白纤维织物起毛起球性能研究 关于大豆蛋白纤维织物起毛起球性能的研究，目前还不是很深入。 文献曾经对其进行研究，将大豆蛋白纤维针织物放在y g 5 0 1 型圆磨 起球仪上试验，发现大豆蛋白纤维针织物易起毛而不易起球。而文献 们将大豆蛋白纤维针织物在y g s 0 2 型起毛起球仪上磨过之后，起球级 数为一级，表明大豆蛋白纤维针织物抗起毛起球性很差。前人的研究 都只是对大豆蛋白纤维织物在短时间内的起毛起球性能进行评价，而 没有研究整个起毛起球过程。此外，磨损方式也仅限于干磨，而没有 考虑洗涤对起毛起球性能的影响。本文采用棉和涤棉织物作为对比织 物，研究大豆蛋白纤维织物在千态下的起毛起球性能，同时将其反复 洗涤，对洗涤后织物的起毛起球性能进行评价。 2 2 干磨条件下大豆蛋白纤维织物起毛起球性能研究 2 2 1 千磨条件下大豆蛋白纤维织物起毛起球过程研究 ( 1 )实验材料及方法 实验材料：本实验采用1 0 0 大豆蛋白纤维机织物来研究其起 毛起球性能，具体规格如表2 一i 所示。 表2 一i 大豆蛋白纤维机织物规格表 实验方法：参照g b t 4 8 0 2 2 1 9 9 7 ，将a 1 织物放在马丁代尔 起毛起球及耐磨仪上与自身织物相互摩擦进行模拟起球试验，再用三维 视频显微系统( m x 一5 0 3 0 r z i i 和a d - 5 0 3 0 h s ) 记录起毛起球过程。此三维 视频显微系统内部包含c c d 摄像头，外部与电脑相连，选用低倍物镜， 放大倍数为3 0 6 0 倍。 ， ( 2 )实验结果及分析 经马丁代尔起毛起球及耐磨仪干磨后，大豆蛋白纤维织物的起毛 奎兰奎塑塞! ；堕奎 苎兰查里曼皇堑丝塑竺塑墨塑苎丝! ! ! 堕 起球过程如图2 1 图2 4 所示。从这四张照片中，我们可以验证大豆 蛋白纤维织物起毛起球过程也遵循形成绒毛、缠结成球、球体增长和 球体掉落四个阶段。 图2 - 1 大豆蛋白纤维机织物 图2 - 2大豆蛋白纤维机织物 起毛阶段照片 绒毛纠缠阶段照片 图2 - 3大豆蛋白纤维机织物 图2 4大豆蛋白纤维机织物 起球阶段照片落球阶段照片 2 2 2大豆蛋白纤维与棉纤维和涤纶纤维力学性能对比 为解释其起毛起球性能，我们首先将大豆蛋白纤维与棉纤维和涤 纶纤维的力学性能作一下简单对比，如衷2 2 所示。从表中可以看到 大豆蛋白纤维的断裂强度、断裂伸长都比棉大，比涤纶纤维小，初始 模量较棉纤维大。由于涤纶的初始模量较大，所以大豆蛋白纤维的初 始模量一般比涤纶纤维略小。此外，大豆蛋白纤维的表面摩擦系数比 其他两种纤维小。这些差异使得它们在起毛起球过程中表现出来的特 性有所不同。 1 3 苎塑查兰堕塞皇堕! l 一 苎三兰塑里皂堑鉴塑塑墨墨墼登堡壁婴塞 表2 2 大豆蛋白纤维、棉纤维和涤纶纤维力学性能对比表m ，e 】 断裂强度 纤维 c n d t e x 断裂 摩擦系数 初始 伸长 ( 纤维与纤维间) 模量 静摩擦 动摩擦( c n d t c x ) 大豆蛋白纤维3 8 4 0 1 8 2 10 2 8 7 0 2 3 5 7 1 5 1 3 2 2 棉1 9 3 1 7 1 0 o 6 2o 3 5 6 8 9 3 涤纶 4 2 5 7 3 5 5 0 0 5 8 1 1 0 7 2 - 2 - 3 干摩条件下大豆蛋白纤维织物起毛起球性能评价 ( 1 ) 实验材料及方法 实验材料：本实验采用1 0 0 大豆蛋白纤维机织物、针织物来 研究大豆蛋白纤维织物的起毛起球性能，并用纯棉织物和涤棉织物作 对比实验。具体材料规格如表2 - 3 、2 - 4 所示。 ：笠。嚣蒜嚣篱 8 1 机织物 4 5 1 0 8 4 2 2 3 5 2 2 1 辫纹 b 2 嚣芸翕 3 2 ，。 ，1 2 8 0 罗纹 针织物 ” l 罗纹 1 4 差裂 东华大学研究生论文 第二章大豆蛋白纤维织物起毛起球性自色研究 实验方法：参照g b t 4 8 0 2 2 1 9 9 7 ，把a 1 a 3 ，b 1 b