（纺织材料与纺织品设计专业论文）织物洗涤起球评价方法的研究.pdf

摘要 现代生活中，消费者对织物的洗涤，不但洗涤次数增加，且大量使用洗涤剂，由 于洗涤促使起球，这造成并加大了生产厂家与消费者在织物起球性评价上的分歧，到 目前为止，国家标准中尚未涉及到洗涤测试方法评价织物起球，在师利芬0 6 年硕士 论文水洗后织物抗起球及水洗中异纤缠结问题的研究中，探讨了洗涤时间、洗涤 浴比对机织物和棉型针织物起球的影响。本文进一步探讨了日常生活条件下洗涤对织 物抗起毛起球性能的影响。主要内容如下： ( 1 ) 通过肘目前洗涤剂市场的调研，并依据人们使用洗涤剂的习惯，选出三种洗 涤剂类型，并研究其对织物抗起球性能的影响。 ( 2 ) 测试对比了直接起球、水洗后起球、洗涤剂洗后起球的程度。结果表明洗涤 后起球程度最为严重。水洗后起球程度次之，直接起球程度最小。 ( 3 ) 研究了洗涤剂类型、洗涤剂浓度、洗涤温度等因素对机织物和棉型针织物抗 起球性能的影响。结果表明，多数情况下，洗衣粉洗涤后织物的抗起球性最差：大多 数织物的起球性能随着洗涤剂浓度的变化而变化，但洗涤温度的变化对织物起球程度 的影响不明显，各洗涤因素对针织物起球程度的影响大于对机织物的影响。 ( 4 ) 对毛型针织物作了洗涤时间、洗涤剂类型、洗涤剂浓度、洗涤温度对织物起 球性能影响的测试分析，试验结果表明，用丝毛洗涤剂洗涤4 m i n 或5 m i n 时，织物的 抗起球性最差；洗涤剂浓度的变化对织物起球性能影响情况复杂；洗涤温度的变化对 织物起球程度的影响不明显。 本课题通过对上述内容的测试研究，确定了7 个影响织物洗涤后抗起球性能的试 验参数，对研究洗涤后织物抗起球性有重要的参考作用，同时在织物抗起球性测试方 法研究上具有重要的参考价值。 关键词：织物起毛起球、洗涤起球、洗涤时间、洗涤剂类型、洗涤剂浓度、 洗涤温度、测试方法 a s t u d y o ne v a l u a t i o nm e t h o d so ff a b r i c p i l l i n ga f t e rw a s h i n g a b s t r a c t c o n s u m e l 瞎w a s hf a b r i cn o to n l ym a n yt i m e s ，b u ta l s ou s i n gag r e a td e a lo f8 c o u r w a s h i n gs p u r sp i l l i n g , w h i c hl e a d st oe v a l u a t i o nl e v e rd i r a r i c a t i o no nf z l b r i cp i l l 吣 b e t w e e nm a n u f a c t u r e ra n dc o n s u i n o r s of a r , t h e r ei sn ot e s t i n gm e t h o do nf a b r i cp i l l i n g a f t e rw a s h i n gi nn a t i o n a ls t a n d a r d s h i l i f e ni i l a s 钯r 8d e g r e ep a p e r 1 m er e s e a r c ho n f a b r i cp i l l i n gr e s i s t a n c ea f t e r w a s h i n g a n d h e t e r c h r o s i s - - h e t e r o g e n e i t y f i b e r e n t a n g l e m e n ti nw a s h i n g , d i s c u s s i n gw a s h i n g - t i m ea n db a t hr a t i oi nm a c h i n o - - w o v e n p r o d u c t sa n d c o t t o nt y p ek n i t t e dp r o d u c t s t h i st h e s i sw i l lm o r ed i md 氏吐o no n p i l l i n g o f t e x t i l ew i t hw a s h i n gi no u ra c t u a ll i f e i tm o s t l yi n c l u d e st h o s ef a c t o r $ ： ( 1 ) d e t e r m i n i n gt h r e et y p es c o u ra n dr e s e a r c h i n gi t s a f f e c t i o no np i l l i n go ft e x t i l e a c c o r d i n g t ot h ec u s t o m o f p e o p l e su s i n g8 0 0 u ra n da f t e ri n v e s t i g a t i n gs c o u rm a r k e t ( 2 ) t e s t i n ga n dc a m p a r i n gt h ep i n i n gd e g r e eo ft e x t i l ea f t e rw a s h e db yw a t e ra n db y s c o u r - w a t e rw i t ha f t e ra b r a d e dd i r e c t l y , f r o mt h er e s u l tk n o w i n gt h a tt h ep i l l i n gd e g r e e s e v e r i t ym o s t l ya f t e rw a s h e db ys c o u r - w a t e r , t h e na f t e rw a s h e db yw a t e r , t h ep i l l i n gd e g r e e l i g h t l ya f t e ra b r a d e dd i r e c t l y ( 3 ) m a l l yr e s e a r c h i n g t h r e ef a c t o r so n a f f e c t i n g f a b r i c p i l l i n g r e s t a n c ei n m a c h i n e - w o v e np r o d u c t sa n dc o t t o nt y p ek n i t t e dp r o d u c t s ：s c 叫t y p e , t h i c k n e s sa n d t e 脚p 口a t l i t h r o u g ht e s t i n ga n da n a l 弘血& o b t a i n i n gt h a tt h ep i l l i n gr e s i s t a n c ei sw o r a t a f t e rw a s h e db yw a s h i n gp o w e ri nm o s tc i r c u m s t a n c e s ；t h en u m b e 稿o f p i l l i n gc h a n g ew i t h t h ec h a n g eo ft h i c k n e s s b u tt h et e m p e r a t u r eh a sn oo b v i o u si n f l u e n c eo np i l l i n g e a c h w a s h i n g 自c t o ra f f e c tp i l l i n go fe n t t o l lt y p ek n i t t e dp r o d u c t sm o s t l yt h e nm a c h i n e - w o v e n p r o d u c t s o ) m a j l yr e s e a r c h i n gf o u rf a c t o r si nw o o lt y p ek n i t t e dp r o d u c t s ：w a s h i n g - 胁e , s c o u r t y p e , t h i c k n e s sa n dt e m p e r a t u r e t h r o u g ht e s t i n ga n da n a l y 血g ，o b t a i n i n gt h a tm a n yf a b r i c s p i l l i n gr e s i s t a n c ei sw o r s ta f t e rw a s h e d4 o r5m i n i t u e sb yw o o l - s i l ks c o u r t h ei n f l u e n c e o f t h i c k n e s si sc o m p l e x ，a n dt e m p e r a t u r eh a si l oo b v i o u si n f l u e n c eo np i l l i n g t h et h e s i sa t u d i 伪u p w a r d sc o n t e n t sa n dd e t e r m i n i n s7e x p e r i m e n t a lp a r a m e t e r s a b o u ta f f e c t i n go np i l l i n go f t e x t i l ea f t e rw a s h i n g w h i c hh a sn 疆妇eo p i n i o ni ns t u d y i n g f a b r i cp i l l i n gr e s i s t a n c ea f t e rw a s h i n gi nt h ef u t u r e ，a l s oh a v i n gr e f e r e n c ev a l u eo nt e s t i n g f a b r i cp i l l i n gr e s i s t a n c e 。 k a n g f a n g ( t e x t i l em a t e r i a la n dp r o d u c td e s i g n ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rz h a n gy i - x i n w a s 岫g - m es i t y p e t h i c k n e s s 西安工程大学学位论文知识产权声明 本人完全了解西安工程大学有关知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间 学位论文工作的知识产权归属西安工程大学本人保证毕业离校后，使用学位论文工 作成果或用学位论文工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工程大学。学院有权保 留送交的学位论文的复印件，允许学位论文被查阅或借阅；学校可以公布学位论文的 全部或部分电容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存学位论文 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作者签名：康蔫 指导老师签名：主敷氓厂 e l期：删；彤 西安工程大学学位论文独创性声明 禀承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的学位论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和 致谢的地方外，学位论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，不包括本人 已申请学位或他人已申请学位或其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研 究所作的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了感谢。 学位论文与资料若有不实之处，本人承担相关责任。 学位论文作者签名：康芳 日期：p 叼5 留 1 绪论 1 绪论 1 1 起毛起球概述 织物在实际穿着与洗涤过程中，不断经受摩擦，使织物表面的纤维端露出于织物， 在织物表面呈现出许多令人讨厌的毛茸，即为起毛”，若这些毛茸在继续穿用过程中 不能及时脱落，就相互纠缠在一起，被揉成许多球形小粒，通常成为“起球讲”织物 在穿用过程中这种起毛起球现象严重影响织物的外观、手感，降低产品的档次，同时 织物的起球也会使得纱线和织物强力下降，降低织物的服用性能随着人们生活水平 的不断提高，人们对服饰穿着的要求不仅仅是耐穿、保暖、舒适，更注重外观美。因 此对织物起毛起球性的研究有十分重要的实际意义 1 2 起毛起球的研究现状分析 尽管起球问题已经存在很长时间，但是在1 9 5 0 年之前各种纺织文献中几乎没有 提及。人们只是简单的认为起球是由于穿着过程中受摩擦作用的影响织物所表现出来 的一种特征。1 9 4 5 年到1 9 5 0 年针织物的广泛使用和发展使起球问题开始引起关注， 而合成纤维及其与天然和化学纤维混纺织物的出现使得起球问题变得严重起来。随后 为了追求时髦和高档化，服装逐渐趋向于手感柔软和轻薄化，这些往往通过减小捻系 数和织物表面覆盖率来实现，这就使得起毛起球问题更加严重，因为这时它不仅仅是 一种美观问题，而且是一种磨损，并对织物结构产生了内在的威胁，尤其是对那些由 合成纤维混纺制成的针织物 2 4 j 。 大约从1 9 5 4 年开始，有关起球问题的文章开始相续发表，到现在为止，这些研 究主要包括以下几个方面： 1 2 1 起球机理 织物表面的纤维受外部的摩擦作用，首先被拉出形成圈环和绒毛，即起毛阶段。 对短纤维而言，当外部摩擦力大于纤维在纱线内的抱合力，绒毛被拉出，绒毛达到一 定长度后，相互纠缠成球，随着绒毛的进一步缠结，球体逐渐变紧，当球体所受的摩 擦负荷大于绒毛受到的来自纱线中的摩擦阻力，绒毛将从纱线中抽拔出来，球体脱落。 织物在穿着磨损中，光滑表面和圆形截面的合纤会促使纱线从布面凸起并形成松散纤 维，当这些纤维与另一些纤维相互交缠时，这种交缠在往复摩擦和回转摩擦交互作用 下很易发生，最终形成起球织物的起毛起球过程可分为三个阶段【l l ：起毛、纠缠成 球，毛球脱落。有些资料认为分四个阶段 5 1 ：毛茸的形成，毛茸的纠缠，毛球形成以 及由于摩擦、洗涤等作用使毛球脱落。由此可知，织物起球的先决条件是织物表面有 松散的纤维绒头，而洗涤会助长这一条件的形成，所以对于织物起毛起球性能的研究， 必须考虑洗涤条件 1 2 2 织物起毛起球影响因素分析 1 绪论 影响起球的因素很多，但归纳起来主要有纤维、纱线、织物组织结构、织物后整 理、穿着条件等几个方面。 a 纤维性能与纱线结构 6 - 1 4 】 纤维类型中，天然纤维中除少数毛织品以外，基本上不会起球或起球不明显，因 为天然纤维强度较低，纤维球易被磨掉，因此布面起球不明显，感觉不起球。而合成 纤维横截面常为圆形，纤维之间的抱合力差，在织物穿着过程中经受摩擦后纤维易滑 移到布面形成毛茸，且由于其强度较大，纤维球不易被磨掉而长期可见，其中涤纶起 球倾向最严重。在混纺织物中，一般随化纤含量增加，起毛起球现象严重 纤维细度和长度中，纤维较长，在纱线中排列较平直，露出纱线表面的纤维头端 较少，且纤维间抱合力和摩擦力比短纤维大，不易滑出起球。纤度细的比粗的容易起 球，因为同样细度的纱线，纤维越粗，纱线截面内纤维根数越少，露出表面的纤维头 端也就较少，而且粗纤维刚性强，不易变形滑出，也不易纠缠。 在纱线粗细相同的条件下，捻度越大，纤维与纤维之间的抱合越紧密，纤维在纱 线中的束缚越大，在织物表面经受摩擦时，纤维的头端不易露出织物表面形成毛羽， 织物起毛起球现象减弱。相反捻度越小，纤维与纤维之间的抱合较弱，在织物表面经 受摩擦时，纤维的头端容易露出织物表面形成毛羽，织物易起毛起球，这时如果纤维 的强度高，伸长能力大，特别是耐疲劳与耐磨性好，起毛后绒毛就不易磨断、脱落， 织物一旦起毛，容易进一步纠集成球。 纺纱方法中，喷气纺的纱线较环锭纺的纱线抗起球性好。环锭纺纱线中，较长的 纤维倾向于集中在纱线中间，较短的纤维在外侧而容易起球，气流纺的纱线比环锭纺 的纱线更差。 纺纱工艺中，纺纱工艺分精梳和粗梳。如粗纺绒纱，原料为散纤维，经和毛、梳 毛到纺纱，工序少，纱支低，捻度小；精纺毛纱，加工工序多，纱支高，捻度大，纱 线条干好，纤维排列较为平直，短纤维含量少，纤维较长且整齐度好，成品表面光洁， 毛羽头少，因此精梳制品比粗梳制品抗起毛起球性好。 b 织物的组织结构【1 1 n 织物组织不同对织物的起毛起球影响很大，对于机织物而言，平纹组织的织物由 于纱线间交织点多，彼此结合牢固，不易移动，纤维不易滑向表面，起球现象最轻， 斜纹织物次之，缎纹的抗起毛起球性最差。对于针织物而言，目前纬编针织物主要以 纬平组织和罗纹组织为主，当线圈长度相同时，在单位面积内纬平织物的线圈数比罗 纹织物的要多，纬平织物的每一只线圈的长度比罗纹织物要短，其结构比罗纹织物紧 密，因此纬平组织的针织物抗起球性较好。 对于组织相同的织物，密度、紧度越大，纱线之间排列紧密，织物单位面积交织 点多，纤维间摩擦阻力大而不易滑脱，织物抗起毛起球性提高。 2 1 绪论 针织物和机织物比起来结构较松弛，因此针织物比机织物更易起球。 对于针织物起球性趋势的研究，美国在线检测技术公司的织物起球评级系统能够 对织物的起球趋势进行检测、表征和评级。钟智丽等人使用该系统测试了1 4 0 个不同 组织结构、不同厚度及不同颜色的针织物的起球趋势有以下结论：织物表面的光滑平 整程度越高，织物起球特征表征值越低，织物越不易起球，相反易起球；织物越薄起 球特征表征值越低，织物越不易起球，相反易起球。一定程度地说，织物颜色越浅越 不易起球，这是织物起球研究领域的首次发现，其原因还有待于迸一步分析和研究。 很可能与染料和染整加工过程中的工艺参数有关。 c 织物后整理【1 孓删 织物后整理对织物起球影响不容忽视，如在染整工艺过程中，在去掉纱线表面毛 羽方面，烧毛是降低起毛起球最好的方法，纱线或织物经染色及整理以后，抗起毛起 球性将产生较大的变化，这与染料、助剂、染整工艺条件有关。 目前后整理对织物起球性能的影响主要表现在以下几方面( 主要是为了提高织物 的抗起毛起球性) ： ( 1 ) 使用改性环氧基有机硅和氨基硅柔软剂柔软剂的作用是降低纤维与纤维问 的动静摩擦系数，这样就可以增加织物的耐磨性 ( 2 ) 用有机胺或无机强碱对涤纶进行腐蚀降低纤维强力，此法虽然有效但不易 控制。 ( 3 ) 恩化烧毛工艺和热定形工艺其缺点是容易使织物失去丰满特性，从而引起 手感板硬粗糙，所以此方法的使用受到控制 ( 4 ) 采用生物抛光( 生物酶整理)生物抛光是用纤维素酶改善棉织物表面，从 而去除了从纱线表面伸出的微细纤维，使得织物表面的绒毛大大减少，织物表面变得 光洁而不会起毛起球，酶的作用是弱化微纤末端，再借助机械作用力将其与纱线分开， 酶的水解和机械的冲击共同去除了织物表面的毛绒和纤维的末梢以达到持久的抗起 毛起球性，生物抛光只适用于纤维素纤维 ( 5 ) 采用树脂整理利用树脂较强的粘合力将纤维进行点粘结，以限制其移动而 达到减少起毛起球的目的。树脂整理适用于各种纤维与织物，尤其是涤纶织物 ( 6 ) 氧化剂整理氧化剂的作用是将二硫键氧化，使含高硫蛋白的鳞片变软，易 于变形，摩擦系数增大，不易形成绒毛，也可以完全脱掉鳞片，防止纤维纠缠形成毛 球，同时降低强力加速毛球脱落。此方法大都应用于羊毛纤维上。 丝素蛋白整理此法主要用于羊毛上。丝素蛋白处理羊毛织物时，丝素主要 分布在不平或间隙处，填补了羊毛纤维表面由于鳞片而造成的凹凸不平，降低了羊毛 纤维表面的顺逆摩擦系数之间差异，且丝素蛋白膜可以使纤维之间产生交联或者使纤 维表面交织点发生粘接，减少了纤维间的滑移，纤维纠缠后，由于顺逆摩擦系数差异 ， 1 绪论 减弱，纤维也易解缠，因此改善了羊毛织物的抗起毛起球性。 ( 8 ) 抗起球剂a t p 整理a t p 在织物整理过程中，具有优良的成膜性能和渗透性， 使之在织物表面成膜的同时能渗入到纤维内部，使纤维与毛绒交联粘结形成网状膜结 构，从而起到良好的抗起毛起球效果。 ( 9 ) 毛羽贴伏法用机械和物理化学方法，具体是利用日华株式会社的树脂整理 剂( 3 - 5 进行树脂类助剂或粘合剂，经轧压，使毛羽倒伏，固定于纱线表面，达到减少 羽毛、降低起毛起球的目的。 ( 1 0 ) 氯化法是对羊毛纤维进行重度氯化处理，以剥蚀羊毛纤维表面的鳞片。常 用的氯化剂主要有氯气、次氯酸钠和二氯异氰脲酸盐等，氯化处理后的羊毛纤维表面 形状发生了一定的变化，大多数羊毛鳞片的边缘变钝，使羊毛纤维的摩擦差下降，从 而降低羊毛纤维的起球性。 ( 1 1 ) 低温等离子体法等离子体只触及纤维表面，对纤维损伤小，其处理的机理 是：通过活化成等离子态的激发气体分子的氧化反应，以及被加速的气体粒子的溅射 作用，使羊毛表面的杂质甚至鳞片层破坏、反应并生成h 2 0 、c o 、c 0 2 等离子气体而 从纤维表面除去，从而改善了防缩性和抗起球性。 ( 1 2 ) 蛋白酶法羊毛针织物被蛋白酶的催化水解由以下几个过程组成：酶分子在 溶液中向纤维表面扩散；酶分子在溶液中向纤维表面吸附；酶分子从纤维表面结构的 疏松部分向内部扩散；酶的催化水解反应；反应产物从羊毛内部向外部扩散；产物向 溶液中扩散，所以酶分子若不能顺利地在纤维上吸附和向内部扩散，则反应根本不能 进行。在酶处理之前需进行氧化预处理，以使得鳞片疏松、膨胀、柔软，然后进行蛋 白酶处理，将鳞片破坏，从而达到抗起球的目的。 d 穿着条件 主要是摩擦、熨烫、洗涤等情况对织物起毛起球的影响。摩擦力和摩擦次数是起 毛起球的外因，织物在穿着和使用过程中，免不了和其他物品接触，产生摩擦，从消 费者投诉情况来看，有些是由于穿着不当引起严重的起毛起球，比如腰带所系物件表 面不光洁、金属饰物、腰间带挂件等【1 0 】。目前研究织物起毛起球主要就是通过摩擦来 研究其起球性能实际生活中的熨烫、洗涤会对织物的起球性能造成影响，洗涤时的 洗衣机机械力的作用，会加大织物之间、织物和桶壁之间的摩擦，加速织物上毛球的 形成；洗涤过程中洗涤剂对织物的洗涤作用，影响了纤维的性能，从而也影响了织物 的起球性能。而这方面研究织物的起球性能甚少，这也将成为以后研究织物起球性能 的新亮点 1 2 3 织物起毛起球测试评价方法 a 测试方法0 0 - 强 。 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 4 1 绪论 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方法：随机翻滚起球测 试法；箱式起毛起球法；弹性衬垫法；马丁代尔起毛起球及耐磨法；毛刷海绵型耐磨 试验法；加速型耐磨试验法；充气模式耐磨试验法；往复式起球试验法；h a n l a 起 球测试法 目前国内的实验室及工厂主要用随机翻滚式起球测试仪、箱式起毛起球仪、马丁 代尔起毛起球仪、圆轨迹刷磨式起毛起球仪 美国在线检测技术公司的织物起球评级系统能够对织物的起球趋势进行检测、表 征和评级，并且这种仪器化的检测、表征和评级具有快速、方便、可重复性好、一致 性好的特点，但是主观起球评级值和仪器起球评级值又存在差异：当织物的起球趋势 处于中等水平时，主观起球评级和仪器起球评级结果一致；当织物的起球趋势处于两 端极端水平时，主观起球评级和仪器起球评级结果有可能不一致；织物起球评级系统 对处于两端极端水平的织物起球趋势不够敏感 b 对织物起球的评价方法 对织物起球的评价方法很多，主要有： ( 1 ) 与标准样照对比评级【3 3 】 即在标准光照条件下，由评估者将起球试样与标准等级样照加以比较后进行等级 评定样照法是目前应用最为广泛的主观评定方法，虽然快速，但这种方法由于评估 者经验不同导致评定的结果离散性大，另外由于织物种类不同，起球方法不同，各个 机构制定的标准等级样照不同，也会引起评价结果的差异。且标准中要求摩擦一定时 间后再来评级，这与消费者的要求矛盾。 目前各国制定的标准等级样照情况阳大致是： 乌斯特的兹威格标准样照有五幅，从一级( 无起球) 依次到五级( 严重起球) 。样照 中的毛球呈黑色，背景呈浅色，由于光源是从织物正上方照射，因此样照中的毛球没 有阴影。 美国的a s t m 标准分别为刷式起球、随机翻滚起球、电子填塞箱法起球和马丁代 尔起球各制定了五幅标准样照，从一级( 严重起球) 到五级( 无起球) ，由于光源为侧向 照明，样照中毛球呈浅色并伴有阴影，且含有噪声。 瑞士的e m p a 标准样照是针对马丁代尔起球试验起球，并将织物分为机织和针织 物，每类又分为三类( 低、中、高密度织物) ，每一小类又有4 幅照片，( 1 2 级严重起球， 2 3 级和3 4 级中等起球，4 - 5 轻微起球) ，共有2 4 幅样照。光源侧向照明，毛球呈浅色 并伴有阴影 。 日本的j i s l l 0 7 6 标准共为机织物和针织物及不同的起球方式制定了四组样照。第 一组、第二组和第三组分别有5 幅样照，依次从1 级( 严重起球) 到5 级( 无起球) ， 第四组有4 幅样照，分别为i - i ( 严重起球) 、m ( 中等起球) 、l ( 轻微起球) 和n ( 无 5 1 绪论 起球) 样照中毛球也呈浅色并伴有阴影。 ( 2 ) 文字描述起球特征【3 5 1 分为五个等级，分别为i ) 无变化；2 ) 起毛；3 ) 毛球开始形成；4 ) 毛球形成；5 ) 严重起球，这种方法对织物起球程度的评定结果具有一定的模糊性。不同的人对于织 物起球程度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。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表现有较大的影响。 ( 3 ) 计算单位面积上的毛球数量n 和毛球质量m 此法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。如果把织物表面的毛球剪下来后称平均重量，可以定量反映出织物起 球程度的大小，但是同一质量线密度不同的纤维，其毛球在外观印象上未必一样的。 n a i k 和l o p - a m 认为将毛球数和毛球重结合起来考虑，以它们的乘积n m 来衡 量织物的起球程度，这样既考虑了毛球的数量又考虑了毛球大小。l l e r c p 以及国际 羊毛局的研究者在他们的研究中采用了n 2 * m 来衡量，这种方法对起球数量给予了过 多的考虑。 ( 4 ) 起球曲线【3 习 为了了解整个起毛一起球一毛球脱落的全过程，有时用起球曲线来评定织物的 起球程度。起球曲线是指试样所承受的摩擦作用时间( 用一定的摩擦次数表示) 与试 样单位面积上起球的关系曲线。这种方法可以克服上述某些不足，在科研工作中有一 定的价值，但是花费的时间比较多 ( 5 ) 等价球面积法 3 6 1 将在起球仪上磨过的试样随机对折十次，内衬1 5 m m 的厚玻璃片，试样折缝置于 j t t 投影仪下( 放大1 0 0 倍) ，投影仪上显示出各种球的纵向截面投影，分别记录每条 折缝2 5 m m 一段上球的大小、数量和形态。 这种方法综合考虑了起球的大小、数量和形态，能够比较精确的对起球程度定量 描述，而且为后来的计算机图像分析工作做了前期的准备，但是比较费时、费力。 ( 6 ) 利用织物表面光照的反射性不同来表征起球程度 3 7 3 8 物体表面光泽度与粗糙度有关，表面越粗糙光泽度越小，在微米和数十微米范围 内呈负相关关系。这种方法的局限性在于织物的组织结构不同，其反射情况也不同， 而且粗糙度大时，粗糙度与光泽度的负线性关系会改变，给测试带来误差；且外界环 境如光照条件的改变也会影响测试结果的精确性。 。 后来，h s k i m 3 5 】等人提出使用激光与x y 坐标来测量光束到织物表面的距离， 进而生成表面的高度图像。这种方法的优点是它不取决于光照，测试织物“真正”的表 面特征。缺点是速度较慢并且比现今采用的视觉系统昂贵 1 绪论 2 0 0 2 年，h s k i m 等人叉提出采用一种圆筒光源系统，它能够实现比较容易可靠 的评价。有以下优点：首先，它能消除织物质地和图案的影响，从背景中将起球分离 开；其次，起球颗粒四周都被照亮，与样品的位置无关 ( 7 ) 利用人工神经网络p 9 4 2 1 从事纺织品的教学及科研工作的浙江嘉兴学院服装系曹建达采用神经网络技术 建立和训练反应纱线、织物结构参数与织物起毛起球性之间关系的三层神经网络模 型，对比预测值和试验值，表明用神经网络方法预测织物起毛起球性有相当的准确性。 也有一种通过人工神经网络实现对针织物起球的客观评定方法，即使用激光三联技术 来获取织物表面的三维信息，并提取起球特征参数，用前馈的有两个隐含层的神经网 络，经客观起球特征参数与主观评定等级进行训练后，输入客观起球特征参数，输出 主观评定等级。据说与多元回归相比，结果非常准确。 ( 8 ) 金属丝挠曲磨损测试( w a t ) 阳l w a t 为了在短纤维上直接取得起球可能性的预先评判，先在纤维上加一个砝码， 然后横跨在一根钨丝上，上下升降，直到纤维断裂，落下的砝码被传感元件检出，仪 器计出上下移动的循环次数。此法是根据单纤维的耐挠曲磨损和最终织物的起球性之 间的相关性，在纺丝和拉伸后纺织链的第一步时，给出纤维内在起球特性的正确预报。 已经证明，这种方法是预报短纤维起球性能的有用工具。以单纤维断裂所需要的磨损 测试循环次数( w a t 数) 表示：w a t 数越少，短纤维的起球可能性就越小，因为它 断裂很快。 ( 9 ) l g l 像处理方法【3 习 图像处理方法评价织物起毛起球有两类，一类是基于起球织物灰度图像的织物起 球等级的计算机视觉评估，另一类是基于起球织物表面形态高低起伏信息的织物起球 等级的计算机视觉评估。图像的像素值能反映物体表面在该点处的高度，称为距离图 像。图像数据能反映物体表面的高度变化情况，获取距离图像的方法有两种：一种是 利用激光三角测量法直接得到图像；另一种是利用序列图像拼接法间接得到图像。利 用激光三角法直接获取距离图像并进行起球分析的学者有a m g u l a m 和s i t i k a s c m l c t t 徐增波利用序列图像拼接间接得到距离图像并进行起球分析：先采集一幅参考图 像，将序列图像减去参考图像后采用同一个闽值对所有序列图像进行二值化，提取织 物的轮廓线并加以拼接得到距离图像；然后，采用与灰度图像同样分析方法分割，提 取毛球个数、面积和体积指标，用大毛球个数、大毛球面积和毛球平均体积建立模糊 模式识别。徐增波比较系统的分别从灰度图和距离图像两种方法来评定织物的起球等 级。 到目前为止，运用图像处理技术对织物的起球性进行评价的研究者很多，比如杨 旭红【4 5 】等人用图像处理技术对织物起球的总数、平均面积、起球面积百分比和小球圆 7 1 绪论 整度等起球特征值以及小球的大小分布进行统计，根据起球特征值对织物的起球性进 行评价。辛斌杰 4 6 1 等人运用计算机图像处理和分析技术，提取针织物图像中反映织物 外观的特征参数如纱线和毛羽的覆盖系数、纱线灰度、毛羽的数目等，以此定量分析 针织物在洗涤处理前后起毛程度的变化，王晓红m 等人采用图像分析技术对起球织物 的图像进行预处理，以织物起球总面积l 湃口起球形态l 等指标定量地综合评价织物的 起球状况等等。图像处理技术以其客观、准确、快速等特点深受广大研究者的欢迎， 这种方法在以后的起球性研究中将成为主要方向。 1 3 课题的提出 目前国内外对织物洗涤测试的研究主要集中在以下几个方面【勰删：水洗尺寸稳定 性( 缩水率，尺寸变形) 、水洗色牢度( 水浸牢度、皂洗牢度) 、洗涤后外观，而对 于洗涤及熨烫对织物起毛起球的影响研究较少。国外一些学者仅是对织物经不同水洗 条件进行了分析比较，而未对水洗对起毛起球的影响进行系统的分析总结，m e h t a 和 t h o m a s 推测了棉，涤混纺织物在日常使用以及经多次洗熨后的性能特点，c o o k e 提出 水洗作用会增加织物的起球现象，这是由于水洗时在织物表面形成的一层绒毛所至： n i e m a n n 对织物洗熨后再使用柔软剂的作用进行了研究，结果是增加柔软剂的用量将 加剧织物的起球现象；o z e rg o k t e p e 则研究了纯棉、涤粘及涤粘氨混纺织物的湿 态起球情况，结果纯棉在湿态下易起球，而涤粘及涤粘氨混纺织物在湿态下不易起球， 这主要和纤维在湿态条件下的强度有关嗍，棉纤维在湿态时具有较高的抗拉强力，从 而使起球过程中纠缠成球的棉纤维难以离开织物的表面，导致形成的球粒从织物表面 脱离的速度降低，于是织物表面存在更多的纤维球粒。r a n d a l lr b r e s e e 则研究了棉、 涤棉等织物干磨后在水洗条件下起毛起球的变化，结果表明织物干磨后再经水洗得到 的毛球更接近于实际生活中的毛球状态【7 0 1 。与国外相比，国内在这方面的研究更少， 东华大学的刘蕾【7 l 】对大豆蛋白织物经不同水洗时间后的起毛情况进行了研究，东华 大学王其p 2 】等人研究了f r r ，s p f 纤维混纺纱织物水洗过程的起毛起球现象，魏兵、 来侃【7 3 j 研究了洗涤过程中异种纤维对织物的粘附问题，为下一步织物洗涤后研究其起 球性能奠定了基础，但以上研究均未涉及到织物经洗涤之后在干态条件下的起球情 况，实践证明，织物经洗涤后自身的抗起毛起球能力会下降，这一点国外学者已经得 到了证实，经水洗之后，织物抗起毛起球性都有不同程度的恶化，尤其是一些新型合 成纤维，比如粘胶、l y o c e l l 、m o d a l 、牛奶蛋白、大豆蛋白等纤维，经水洗后纤维变 化较大，表面毛羽明显增加，织物的抗起球性恶化程度更加严重而实际生活中消费 者在洗涤衣物时，不但洗涤次数增加，且大量使用洗涤剂。但从5 0 年代起到现在， 对织物起毛起球的研究情况，都是在干磨状态下评判织物的起毛起球性能一至今为止 我国的纺织品起球测试国家标准单一，还没有引入用洗涤测试方法评定织物抗起毛起 球性能，洗涤后织物在干磨条件下起毛起球缺乏一个统一的标准，也没有一个确切的 8 1 绪论 试验方法，常常使得按国家标准进行测试的生产厂家得到的评级级数与消费者实际穿 着洗涤后的评级差异很大，因此随后的研究者师利芬研究了水洗后织物在于磨条件下 起毛起球性能，且通过试验研究分析首次制定了水洗后测试织物起球性能的相关试验 条件参数，为此本文的目的就是在师利芬水洗测试织物起球评价方法研究的基础上通 过进一步研究，寻找一个更趋完善、合理的试验方法，将洗涤后织物在干磨条件下起 毛起球试验结果进行综合分析，使织物的起毛起球测试评级更接近实际生活，从而减 少消费者与商家的评级分歧，弥补起毛起球国家测试标准的不足，为建立新标准提供 理论与技术依据。 1 4 研究内容 ( 1 ) 试验用洗涤剂的选取：通过对洗涤剂的了解、对比并参考目前消费者使用洗 涤剂的情况，确定洗涤后干磨织物起球试验用洗涤剂的类型 ( 2 ) 洗涤剂洗后对织物抗起球性能的影响：根据试验条件及实际生活制定了织物 洗涤测试方法，在前论文基础上补充制定了相应的试验参数；对所选试样进行水洗、 洗涤剂洗涤试验，并对水洗、洗涤剂洗涤前后干磨起球性能进行测试对比 ( 3 ) 机织物和棉型针织物洗涤起球影响因素的分析：主要研究洗涤剂类型、洗涤 剂浓度、洗涤温度对织物起球性能的影响。 ( 4 ) 毛型针织物洗涤起球影响因素的分析：主要研究洗涤时间、洗涤剂类型、洗 涤剂浓度、洗涤温度对织物起球性能的影响。 ( 5 ) 织物洗涤后抗起球性能测试方法的确立：通过对织物洗涤后抗起球性能的测 试研究，从课题所得结论中确定了7 个试验参数，在此基础上确立了织物洗涤后抗起 球性能测试方法 ， 9 2 织物的洗涤 2 织物的洗涤 2 1 织物的洗涤过程 洗涤的过程就是去污，其本质就是从衣物、食物原料、餐具等被洗涤物上，将污 垢洗涤干净。在这个洗涤过程中，借助于某些化学物质( 洗涤剂) 以减弱污垢与被洗 物表面的粘附作用并施以机械力搅拌，使污垢与被洗物分离并悬浮于介质中，最后将 污垢洗净冲走。通常可将洗涤过程用下式表示： 物品污垢+ 洗涤剂一物品+ 污垢洗涤剂 整个过程是在介质中进行的。粘着污垢的物品和洗涤剂一起投入介质中，洗涤剂溶解 在介质中，洗涤液将物品润湿，进而将污垢溶解，使污垢与物品表面的结合变为污垢 与洗涤剂的结合，从而使污垢脱离物品表面而悬浮于介质中，分散、悬浮于介质中的 污垢经漂洗后，随水一起出去，得到洁净的物品，这就是洗涤的主要过程。 洗涤过程中使用的介质，一般为水，称为水洗。若洗涤过程使用的介质是有机溶 剂，一般称为溶剂洗涤或干洗 2 1 1 污垢的种类 污垢就是指吸附于基质表面、内部，不受欢迎，可改变清洁表面外观及质感特性 的物质。就衣服上的污垢而言，内衣、外溢、工作服因使用环境和条件的不同，污垢 的种类也不同。衣服上的污垢形形色色，依不同的分法，有不同的种类。污垢类型不 同，对洗涤时纤维的抽拔、滑出有不同的影响。 a 从来源上看污垢 从穿衣人的本身来看，有人体分泌物或排泄物，如汗、皮脂、皮屑、皮肤分泌物、 皮肤老化物、手垢、乳、血、唾液、尿液等；从食品上来看，如牛奶渍、油渍、调味 品渍、淀粉、菜渍等；从文具上来看，如墨水、蜡笔、颜料、铅笔、圆珠笔油等；从 化妆品上看，有唇膏、指甲油、染发水等；从大气中的固体颗粒来看，有尘埃、沙土、 铁锈、煤灰、花粉等。当然还有粘在织物表面的异种纤维。 b 从外观形态上看污垢 大体有三类，1 ) 液体油性污垢，如动植物油、矿物油等；2 ) 固体污垢，如尘埃、 沙土、粘土、铁锈、灰、炭黑等；3 ) 特殊污垢，如蛋白质、淀粉、人体分泌物，异 种纤维等。 _ c 从污垢的物理和化学性质上看污垢。j ，。 有以下几种： ( 1 ) 水溶性和分散性有机物和无机物，如砂糖、果汁、果实、果实酸之类的有机 酸，淀粉、小麦粉以及蛋白质类的血液、粘液、蛋白等有机物和食盐、石灰等无机物。 ( 2 ) 非水溶性无机物，如水泥、熟石灰、煤烟尘、油烟、土壤等。 1 0 2 织物的洗涤 ( 3 ) 非水溶性无机物，如润滑油、润滑脂、沥青、煤焦油、油漆、颜料、动植物 油等。 ( 4 ) 非水溶性活性无机物，这一类的污垢比较少，例如脂肪酸之类的物质，往往 是少量存在于油脂和汗等之中。 2 1 2 污垢的载体 污垢的载体几乎无所不包大体上可分为三大类，即皮肤、硬表面物质和纺织品。 其中的硬表面物质包括各种金属与许多非金属类，如玻璃、家中的混凝土( 水泥) 地 面、墙面等。但是就洗涤而论，最主要的是纺织品洗涤，而纺织品洗涤中主要是衣物 洗涤。而作为最终成品的纺织品的性能和其最初原料钫织纤维的性能紧密联系 构成织物的纺织纤维的原料按其来源可分为两大类，即天然纤维和化学纤维，其中化 学纤维又分为人造纤维和合成纤维。 2 2 影响洗涤作用的因素 织物的洗涤过程比较复杂，即使对同一织物进行洗涤，洗涤的效果也会因其他因 素的影响而不同。这些因素包括洗涤剂种类、洗涤剂浓度、洗涤温度、洗涤时间、洗 涤强度、洗涤浴比等 2 2 1 洗涤剂种类、洗涤剂浓度 洗涤剂由表面活性剂和助剂构成，表面活性剂分子中含有两种不同性质的基团， 一端是长链非极性基团，溶于油不溶于水，为疏水基，另一端是水溶性基团，为亲水 基，保证整个表面活性剂溶于水，并有必要的溶解度。表面活性剂在性质上及使用上 的差异与它的亲水基和亲油基的种类直接相关。但是亲水基的种类和结构的改变远较 亲油基的改变对表面活性剂的性质影响要大的多。则表面活性剂的分类以亲水基的离 子性来划分。表面活性剂溶于水时，凡能离解成离子的叫离子型表面活性剂，凡不能 离解成离子的为非离子表面活性剂。离子型表面活性剂，按其在水中生成的表面活性 离子种类，又可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂。 合成洗涤剂中除表面活性剂外，还要有各种助剂，才能发挥良好的洗涤作用。助 剂加入不但可以使洗涤剂的性能得到明显的改善，还可以使表面活性剂的配合量降 低，同时具有润湿，乳化、悬浮、分散等作用，在洗涤过程中，使污垢能在溶液中悬 浮而分散，防止污垢向衣物再附着、再沉积，是洗涤剂中必不可少的部分。 由于表面活性剂、助剂的种类繁多，不同的表面活性剂和助剂可以配成不同种类 的洗涤剂，对织物进行洗涤时也就有不同的洗涤效果，同时在织物洗涤的过程中，洗 涤剂的加入及洗涤剂浓度的变化，可以改变织物的界面摩擦系数，从而改变织物的摩 擦性能，织物的起球性能也随之发生变化。 。 2 2 2 洗涤温度、洗涤时间、洗涤浴比 2 织物的洗涤 温度对洗涤效果有很重要的影响，适当的提高洗涤温度有利于污垢的扩散，从而 有利于污垢的去除，固体油污在温度高于其熔点时易被乳化，纤维也因温度提高而增 加膨化程度和柔软度，这些都有利于污垢从织物上脱落，提高洗涤效果。同时纤维的 膨化使得在洗涤过程中，由于洗衣机的机械作用以及织物问的相互摩擦作用等，容易 使纤维从纱线中抽拔出来，从而在织物表面形成更多的毛羽，为下一步的织物干磨时 的起球提供了条件，因此洗涤后的织物的抗起球性有所变化，则洗涤温度对织物起球 性能的影响不容忽视。 洗涤时间对织物洗涤效果也有影响，洗涤时间太短，织物上的污垢不能完全与织 物分离，织物不能被清洗干净，洗涤效果不佳；洗涤时间过长，虽然织物洗涤比较干 净，但是长时间的洗涤机械力作用以及织物间长时间的摩擦作用等，对抗拉伸断裂强 力差的纤维织成的织物有损害，降低了其穿着持久性，且使纱线中纤维间的摩擦增大 且抱合力变差，纤维更容易从纱线中抽拔出来，在织物表面形成更多的毛羽，从而降 低了织物的抗起球性能，影响了织物的美观性能。所以适当的洗涤时间不但可以达到 良好的洗涤效果，而且不会对织物造成伤害，使得织物不但耐穿，同时抗起球性好， 不影响外观性能。 洗涤浴比对织物的洗涤效果也有影响，浴比是洗涤用水重量与织物重量之比，当 浴比过小时，织物之问的摩擦增加，摩擦及作用力的不均匀程度增加，导致织物洗涤 摩擦的不均，且织物间的相互摩擦的增加，使得纱线中纤维间的抱合力变差，纤维更 容易从纱线中抽拔出来，在织物表面形成更多的毛羽，从而降低了织物的抗起球性能。 浴比过大时，机械作用力相对减少，则